JP2012180548A - 酸洗処理方法及び酸洗処理装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】酸洗処理方法は、表面に溶射膜を備えた母材を強酸性水溶液に浸漬して酸洗処理する酸洗処理工程と、母材が浸漬された強酸性水溶液の電位を測定する電位測定工程と、測定した電位の変化に基づき、測定した電位が上昇傾向を示したか否かを判定する判定工程と、を備え、測定した電位が上昇傾向を示したと判定された場合に、酸洗処理を終了する。
【選択図】図2
Description
上記発明によれば、強酸性水溶液の電位が上昇傾向を示したことを目安として酸洗処理を終了することで、母材表面の腐食を抑制しつつ、溶射膜を略残存させずに除去することができる。強酸性とはpH3未満であることをいう。
なお、本発明を実施するための形態(以下「実施形態」という。)により、本発明が限定されるものではない。また、以下の実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものも含まれる。
移動手段は、例えば、クレーンやジャッキ等が用いられる。移動手段は、支持手段を強酸性水溶液への浸漬、強酸性水溶液からの引き揚げに使用することができる。
酸洗処理される対象は、表面に溶射膜が形成された母材とされる。詳細には、酸洗処理される対象は、再生を要する運転済み(実運転時間が5000時間から40000時間経過した後)のガスタービンの翼や燃焼器などを、強アルカリ性洗浄液、水、弱酸性洗浄液で洗浄した後に熱処理を施した部材などとされる。ガスタービンの翼や燃焼器は高温環境下で使用されるため、耐熱性合金の表面上に金属結合層とセラミックス層とで順にコーティングされている。ガスタービンや燃焼器を上記工程で熱処理まで施すと、耐熱性合金(母材)上に、金属結合層のみが残存した状態の部材となる。
金属結合層は、CoNiCrAlY合金(コニクラリー)などとされ、溶射によって耐熱性合金上に成膜されたものである。金属結合層の厚さは約50μm〜200μmとされる。
ステップS2において、強酸性水溶液の電位が下降傾向を示したと判定された場合、強酸性水溶液をそのまま使用して翼洗浄(酸洗処理工程)を開始する(ステップS4)。強酸精水溶液の電位測定も継続する。
所定時間は、ガスタービン動翼の表面に形成された金属結合層の種類や、使用した強酸性水溶液の種類及びpHなどによって適宜される。例えば、20〜30質量%の濃塩酸を強酸性水溶液とし、Co、Ni、Cr、Al、Yからなる金属結合層を剥離する場合、所定時間は、ガスタービン動翼を強酸性水溶液に浸漬してから約100分後とすると良い。
所定値は、概ね水素の酸化/還元電位付近とする。例えば、所定値Ec2はEc1−0.2Vとされる。
ステップS5において、所定時間内に強酸性水溶液の電位が所定値まで低下したと判定された場合、強酸性水溶液をそのまま使用して酸洗処理工程を継続する(ステップS7)。
ステップS8において、強酸性水溶液における電位が上昇傾向を示したと判定された場合、移動手段によって強酸性水溶液から支持手段を引き上げることにより、酸洗処理工程を終了する。
図4によれば、ガスタービン動翼は、母材の表面に金属結合層を備え、母材と金属結合層との間には、金属結合層の成分が母材に拡散して拡散層が形成されている。図5によれば、図3のA時点(水素の酸化/還元電位付近)では、母材上に拡散層が残存し、拡散層の上に金属結合層の溶け残りが認められた。一方、図6によれば、図3のB時点(強酸性水溶液の電位が上昇傾向を示した後)では、金属結合層は完全に溶解し、拡散層にも一部溶解が認められた。
以上より、強酸性水溶液の電位が上昇傾向を示したことを目安として酸洗処理を終了することで、母材表面の腐食を抑制しつつ、溶射膜を略残存させずに除去することができることが確認された。
2 強酸性水溶液
3 容器
4 電位測定手段
5 気泡導入管
6 送気装置
7 強酸性水溶液加温手段
8 強酸性水溶液温検出手段
9 強酸性水溶液温制御手段
10 蓋部材
Claims (4)
- 表面に溶射膜を備えた母材を強酸性水溶液に浸漬して酸洗処理する酸洗処理工程と、
前記母材が浸漬された強酸性水溶液の電位を測定する電位測定工程と、
前記測定した電位の変化に基づき、前記測定した電位が上昇傾向を示したか否かを判定する判定工程と、
を備え、前記測定した電位が上昇傾向を示したと判定された場合に、前記酸洗処理を終了する酸洗処理方法。 - 前記判定工程が、
前記測定した電位が低下傾向を示したか否かを判定する第1ステップと、
第1ステップの後、前記測定した電位が所定値まで低下したか否かを判定する第2ステップと、
第2ステップの後、前記測定した電位が上昇傾向を示したか否かを判定する第3ステップと、
を含み、
前記第1ステップにおいて、
前記測定した電位が第1所定時間内に低下傾向を示したと判定された場合、酸洗処理工程を介しして第2ステップへと進み、
前記測定した電位が第1所定時間内に低下傾向を示さないと判定された場合、強酸性水溶液を交換し、その後、再度第1ステップを行う請求項1に記載の酸洗処理方法。 - 前記第2ステップにおいて、
前記測定した電位が第2所定時間内に所定値まで低下したと判定された場合、第3ステップへと進み、
前記測定した電位が第2所定時間内に所定値まで低下しなかったと判定された場合、強酸性水溶液を交換し、その後、再度第2ステップを行う請求項2に記載の酸洗処理方法。 - 表面に溶射膜を備えた母材を浸漬するための強酸性水溶液を収容する容器と、
前記母材が浸漬された強酸性水溶液の電位を測定する電位測定手段と、
前記測定した電位の変化に基づき、前記測定した電位が上昇傾向を示したか否かを判定する判定部と、
を備え、前記判定部によって前記測定した電位が上昇傾向を示したと判定された場合に、前記酸洗処理を終了する酸洗処理装置。
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