JP4031794B2 - 遮熱皮膜施工方法，マスキングピン及び燃焼器尾筒 - Google Patents

遮熱皮膜施工方法，マスキングピン及び燃焼器尾筒 Download PDF

Info

Publication number
JP4031794B2
JP4031794B2 JP2004525769A JP2004525769A JP4031794B2 JP 4031794 B2 JP4031794 B2 JP 4031794B2 JP 2004525769 A JP2004525769 A JP 2004525769A JP 2004525769 A JP2004525769 A JP 2004525769A JP 4031794 B2 JP4031794 B2 JP 4031794B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
thermal barrier
barrier coating
cooling hole
masking pin
masking
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2004525769A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2004013368A1 (ja
Inventor
稔 大原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=31492172&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=JP4031794(B2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Publication of JPWO2004013368A1 publication Critical patent/JPWO2004013368A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4031794B2 publication Critical patent/JP4031794B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F02C7/12—Cooling of plants
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/01—Selective coating, e.g. pattern coating, without pre-treatment of the material to be coated
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
    • C23C4/02—Pretreatment of the material to be coated, e.g. for coating on selected surface areas
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00—Aeronautics or air transport
    • Y02T50/60—Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49316—Impeller making
    • Y10T29/49318—Repairing or disassembling
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24802—Discontinuous or differential coating, impregnation or bond [e.g., artwork, printing, retouched photograph, etc.]

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Coating By Spraying Or Casting (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
  • Details Or Accessories Of Spraying Plant Or Apparatus (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)

Description

本発明は、遮熱皮膜施工方法，マスキングピン及び燃焼器尾筒に関するものであり、冷却穴を閉塞することなく遮熱が必要とされる面の全面に対して遮熱皮膜を施すことができると共に、遮熱皮膜作業が容易にできるように工夫したものである。
図３はガスタービンのうち燃焼器１００を配置した部分を示す。燃焼器１００は、燃料ノズル１０１と燃焼器内筒１０２と燃焼器尾筒１０３とで構成されている。燃料ノズル１０１には、燃料Ｆと、圧縮機１０４から吐出された圧縮空気ＰＡが供給され、燃料Ｆと圧縮空気ＰＡとを混合した予混合気体が、燃料ノズル１０１から燃焼器内筒１０２内に噴出され、この予混合気体が燃焼して高温・高圧の燃焼ガスＣＧが発生する。燃焼ガスＣＧは、燃焼器尾筒１０３にてガイドされ静翼１０５により流速・流れ方向が制御されてから、動翼１０６に作用して動翼１０６を回転させる。また、圧縮空気ＰＡの一部は、バイパス弁１０７を通って空気量が調整されて燃焼器尾筒１０３内に供給される。なお、１０８は車室である。
燃焼器尾筒１０３は、燃焼ガスＣＧを翼に導く筒体であり、その入口側（燃焼器内筒１０２側）は円形であるが、出口側（静翼１０５側）では矩形になっている。この燃焼器尾筒１０３を冷却するため、燃焼器尾筒１０３には空冷構造が採用されている。ここで、燃焼器尾筒１０３に採用している空冷構造を、燃焼器尾筒１０３の一部を切り取って表した図４、図４をＡ方向から見た断面図である図５、図３をＢ方向から見た断面図である図６を参照して説明する。
図４〜図６に示すように、燃焼器尾筒１０３を形成する壁面は、空気流溝１が形成された外側板２と、内側板３とを接合した二重壁構造体になっている。つまり、燃焼器尾筒１０３の外周側壁面が外側板２となり、内周側壁面が内側板３となり、燃焼器尾筒１０３の壁面内部には、燃焼ガスＣＧの流れ方向に伸びる複数本の空気流溝１が形成されている。更に、外側板２には、空気流溝１に連通する空気吸込穴４が形成され、内側板３には空気流溝１に連通する空気吐出穴５が形成されている。穴４，５の直径は、空気流溝１の溝幅よりも大きくなっている。しかも、空気吸込穴４と空気吐出穴５の位置がずれつつ、空気吸込穴４と空気吐出穴５は千鳥状または碁盤の目状に分散して多数形成されている。
このため圧縮機１０４（図３参照）から吐出した圧縮空気ＰＡが冷却空気となり、この冷却空気が、空気吸込穴４から空気流溝１内に入って空気流溝１内を流通して燃焼器尾筒１０３の壁面を空気冷却する。この冷却空気は、空気吐出穴５から排出されて、燃焼器尾筒１０３の内部空間内に排出される。
このように、燃焼器尾筒１０３の内周面には、多数（例えば約６００〜８００個）の空気吐出穴（冷却穴）５が形成されている。このような燃焼器尾筒１０３の内周面には、遮熱皮膜（ＴＢＣ：ｔｈｅｒｍａｌ ｂａｒｒｉｅｒ ｃｏａｔｉｎｇ）が施される。この遮熱皮膜（ＴＢＣ）を施す際には、空気吐出穴５が皮膜により閉塞されることを防止するため、空気吐出穴５をマスキングする必要がある。
燃焼器尾筒１０３の内周面に遮熱皮膜を施す手順は次の通りである。
（ｉ）まず、尾筒内周面の空気吐出穴（冷却穴）５をマスキング材によりマスキングする。なお、現状のマスキング手法は後述する。
（ｉｉ）次に、尾筒内周面をブラスト処理して尾筒内周面を粗面化する。
（ｉｉｉ）粗面化した尾筒内周面に、下地金属層（アンダーコート）を溶射により形成する。
（ｉｖ）下地金属層の上に、ジルコニアを主成分とするセラミックス材料を溶射して遮熱層（トップコート）を形成する。
（ｖ）マスキング材を取り外す。
従来のマスキング手法の一例では、燃焼器尾筒１０３の内周面を表す図７に示すように、冷却穴５が並んでいる帯状の領域にマスキングテープ１０を貼り、溶射により遮熱皮膜を形成していた。そして皮膜形成後にマスキングテープ１０を剥がしていた。したがって、図８に示すように、マスキングテープ１０を剥がした跡の帯状の領域１１には遮熱皮膜が形成されない。加えて、マスキングテープはブラスト用とコーティング用の２種類の貼りつけ，剥がしを行うため、これに時間を要する。
また従来のマスキング手法の他の例では、図９に示すように、燃焼器尾筒１０３の内周面（内側板３）に形成した冷却穴５に、マスキングピンＭＰ１を挿入して、溶射により遮熱皮膜ＴＢＣを形成していた。マスキングピンＭＰ１は、多数枚のマスキングテープ（ビニール系のテープ）を重ねたものを、円筒型の型により打ち抜いて円柱状にしたものであり、燃焼器尾筒１０３の内周側の表面（内側板３の表面）から突出している。
図９に示す例では、溶射の際に溶射角度αが存在するため、突出したマスキングピンＭＰ１により影となる領域βができ、この影の領域βでは遮熱皮膜ＴＢＣが形成されない。また、皮膜形成後にマスキングピンＭＰ１を引抜くと、遮熱皮膜ＴＢＣのうち黒塗りしたブリッジング部分ＢがマスキングピンＭＰ１と共にはぎ取られてしまい、この部分にも遮熱皮膜ＴＢＣが形成されない。
上述したように、図７，図８に示す従来技術では、マスキングテープ１０を用いてマスキングをしているため、帯状の広い領域１１には遮熱皮膜が形成されていなかった。ガスタービンを長期に亘り使用すると、燃焼器尾筒１０３のうち遮熱皮膜が形成されていない領域１１は、下地金属層（耐酸化層）が無いための酸化減肉及びメタル温度上昇による亀裂の発生や、亀裂の成長による損傷が発生しており問題となっていた。
また図９に示す従来技術では、影となる領域βや、ブリッジング部分Ｂがはぎ取られた部分で遮熱皮膜が形成されないため、同様に、遮熱皮膜が形成されていない部分において、メタル温度上昇による亀裂の発生や、亀裂の成長による損傷が発生しており問題となっていた。また、ビニール系のマスキングテープを重ねたマスキングピンＭＰ１が冷却穴５内に焼きついてしまうことがあり、マスキングピンＭＰ１を取り外すのに時間がかかっていた。
なお、マスキングピンＭＰ１を、燃焼器尾筒１０３の内周面（内側板３の表面）から突出させているのは、溶射の際にマスキングピンＭＰ１が焼け焦げて高さが低くなっても、マスキングピンＭＰ１の取り外しを容易にすることを考慮したものである。
なお、冷却穴５に、現有のマスキング材である黒鉛棒やポリエチレン被覆銅線によるマスキングピンを挿入してマスキングすることが考えられた。しかし、現有のマスキング材である黒鉛棒やポリエチレン被覆銅線による詰物（マスキングピン）を冷却穴５に挿入しても、冷却穴５が未貫通穴であり、その穴深さが１ｍｍ程度と浅いため、処理の途中で現有の詰物が外れたり、逆に、穴に焼きついてしまい、皮膜形成後にマスキングピンを取り外すことができなかった。また燃焼器尾筒では、ＴＢＣ施工後の熱処理は行わないため、マスキングピンを熱処理により焼消させることはできなかった。
本発明は、上記従来技術に鑑み、表面に冷却穴が形成された部材の表面（例えば燃焼器尾筒の内周面）に、溶射により遮熱皮膜を形成する際に、冷却穴を閉塞することなく表面全面に遮熱皮膜を形成することができる、遮熱皮膜施工方法，マスキングピン及び燃焼器尾筒を提供することを目的とする。
上記課題を解決する本発明の遮熱皮膜施工方法の構成は、表面に冷却穴が形成された部材の表面に対して、溶射により遮熱皮膜を形成する遮熱皮膜施工方法であって、前記冷却穴に、前記部材の表面から突出することのないマスキングピンを挿入してから、溶射による遮熱皮膜形成をすることを特徴とする。
また本発明の遮熱皮膜施工方法の構成は、表面に冷却穴が形成された部材の表面に対して、溶射により遮熱皮膜を形成する遮熱皮膜施工方法であって、前記冷却穴に、前記部材の表面から突出することのないマスキングピンを挿入するマスキング工程と、前記部材の表面をブラスト処理して粗面化するブラスト処理工程と、粗面化した部材の表面に、溶射による遮熱皮膜形成をする遮熱皮膜形成工程とを有することを特徴とする。
また本発明の遮熱皮膜施工方法の構成は、表面に冷却穴が形成された部材の表面に対して、溶射により遮熱皮膜を形成する遮熱皮膜施工方法であって、前記冷却穴に、前記部材の表面から概ね遮熱皮膜の膜厚分突出するマスキングピンを挿入してから、溶射による遮熱皮膜形成をすることを特徴とする。
また本発明の遮熱皮膜施工方法の構成は、表面に冷却穴が形成された部材の表面に対して、溶射により遮熱皮膜を形成する遮熱皮膜施工方法であって、前記冷却穴に、前記部材の表面から概ね遮熱皮膜の膜厚分突出するマスキングピンを挿入するマスキング工程と、前記部材の表面をブラスト処理して粗面化するブラスト処理工程と、粗面化した部材の表面に、溶射による遮熱皮膜形成をする遮熱皮膜形成工程と、前記冷却穴周囲の遮熱皮膜の面取り工程とを有することを特徴とする。
また本発明の遮熱皮膜施工方法の構成は、表面に冷却穴が形成された部材の表面に対して、溶射により遮熱皮膜を形成する遮熱皮膜施工方法であって、前記冷却穴に、前記部材の表面から突出するマスキングピンを挿入してから、溶射による遮熱皮膜形成をする遮熱皮膜施工方法において、溶射時の熱によるマスキングピンの収縮後にその突出の寸法が遮熱皮膜の膜厚分以下となるようにしたことを特徴とする。
また本発明の遮熱皮膜施工方法の構成は、表面に冷却穴が形成された部材の表面に対して、溶射により遮熱皮膜を形成する遮熱皮膜施工方法であって、前記冷却穴に、前記部材の表面から突出し溶射時の熱による収縮後にその突出の寸法が遮熱皮膜の膜厚分以下となるようにしたマスキングピンを挿入するマスキング工程と、前記部材の表面をブラスト処理して粗面化するブラスト処理工程と、粗面化した部材の表面に、溶射による遮熱皮膜形成をする遮熱皮膜形成工程と、前記冷却穴周囲の遮熱皮膜の面取り工程とを有することを特徴とする。
また本発明の遮熱皮膜施工方法の構成は、前記冷却穴は、貫通していない穴、または、貫通している穴であったり、前記部材はガスタービンの燃焼器尾筒であり、前記冷却穴は前記燃焼器尾筒を形成する壁面の内周面に形成されていることを特徴とする。
また本発明の遮熱皮膜施工方法の構成は、前記マスキングピンは、耐ブラスト性に優れる弾力と、溶射による熱に耐える耐熱性と、遮熱皮膜形成後に前記冷却穴から全体が取り出せる離型性と、優れた装着性と、遮熱皮膜材が堆積することのない濡れ性を有する材料で形成されていたり、前記マスキングピンは、シリコン系のゴム弾性体で形成されていたり、前記マスキングピンは、前記冷却穴に注入した液状シリコンゴム弾性体が乾燥・硬化して形成されたものであったり、前記マスキングピンは、シリコンゴム弾性体シートを型により打ち抜いて形成したもの、若しくは金型により成形したものであることを特徴とする。
また本発明のマスキングピンは、耐ブラスト性に優れる弾力と、溶射による熱に耐える耐熱性と、遮熱皮膜形成後に前記冷却穴から全体が取り出せる離型性と、優れた装着性と、遮熱皮膜材が堆積することのない濡れ性を有する材料で形成されていたり、前記マスキングピンは、前記冷却穴に注入した液状シリコンゴム弾性体が乾燥・硬化して形成されたものであったり、前記マスキングピンは、シリコンゴム弾性体シートを型により打ち抜いて形成したもの、若しくは金型により成形したものであることを特徴とする。また前記マスキングピンの外径は、前記冷却穴径に対して略１割大きくしたものであることを特徴とする。
また本発明の燃焼器尾筒は、上述した遮熱皮膜施工方法により、内周面に遮熱皮膜が形成されていることを特徴とする。
図１は液状シリコンゴム弾性体によるマスキングピンを用いた、本発明の実施の形態にかかる遮熱皮膜施工方法を示す説明図である。
図２はシリコンゴム弾性体シートを型により打ち抜いて形成、若しくは金型により成形したマスキングピンを用いた、本発明の実施の形態にかかる遮熱皮膜施工方法を示す説明図である。
図３はガスタービンのうち燃焼器を配置した部分を示す構成図である。
図４は燃焼器尾筒を形成する壁面の一部を切り取って示す破断斜視図である。
図５は図４をＡ方向から見た断面図である。
図６は図４をＢ方向から見た断面図である。
図７はマスキングテープによりマスキングした燃焼器尾筒の内周面を示す平面図である。
図８はマスキングテープを取り外した燃焼器尾筒の内周面を示す平面図である。
図９は従来のマスキングピンを挿入した燃焼器尾筒を示す断面図である。
図１０は円板型のマスキングピンの形状を示す図である。
図１１は脚付き円板型のマスキングピンの形状を示す図である。
図１２は脚付き円板型で周囲に突起を設けたマスキングピンの形状を示す図である。
図１３はシリコンゴム弾性体シートを型により打ち抜いて形成、若しくは金型により成形したマスキングピンを用いた、本発明の実施の形態にかかる遮熱皮膜施工方法の別の例を示す説明図である。
以下に本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。本発明の実施の形態では、ガスタービンの燃焼器尾筒の内周面に、溶射により遮熱皮膜を形成する際に、燃焼器尾筒の内周面に形成されている冷却穴にマスキングピンを挿入する。
このマスキングピンは、次の（１）〜（４）の材料特性を有するゴム弾性体により形成した。
（１）溶射による熱に耐える耐熱性。
（２）冷却穴に挿入した後にブラスト処理をしてブラストによる振動が作用しても、冷却穴から脱落しない弾性。
（３）遮熱皮膜が形成された後に、冷却穴から容易に取り外すことができ、冷却穴に焼きつくことがない離型性。
（４）遮熱皮膜材をはじいて遮熱皮膜材が積層されることがない濡れ性（悪い濡れ性）。
上記（１）〜（４）の特性を有する材料を、実験による検証をして探したところ、液状シリコンゴム弾性体（シリコンガスケット）を乾燥・硬化させて形成したマスキングピン、または、シリコンゴム弾性体シートを型により打ち抜いて形成したマスキングピンが最適であることを突き止めた。
具体的には、液状シリコンゴム弾性体（シリコンガスケット）としては、Ｔｈｒｅｅ Ｂｏｎｄ社製の型番１２０７ Ｆの液状シリコンゴム弾性体（その組成は、主にＳｉ及びＯ、耐熱温度は２５０°Ｃ）が、シリコンゴム弾性体シートとしては、Ｔｈｒｅｅ Ｂｏｎｄ社製のシリコンゴム弾性体シート（その組成は、主にＳｉ及びＯ、耐熱温度は２００°Ｃ）が最適であることがわかった。
液状マスキングは、種類によっては母材との密着性が高過ぎ、離型性の劣るものがあるが、そのような場合は、Ｓｉ系，フッ素系の離型スプレーの使用が効果的である。
なお、液状シリコンゴム弾性体としては、上述したＴｈｒｅｅ Ｂｏｎｄ社製のものにかぎらず、その組成が主にＳｉ及びＯとなっているものであれば、上述した（１）〜（４）の材料特性を有するので、このような液状シリコンゴム弾性体をマスキングピンの材料として選定することができる。
また、シリコンゴム弾性体シートとしては、上述したＴｈｒｅｅ Ｂｏｎｄ社製のものにかぎらず、その組成が主にＳｉ及びＯとなっているものであれば、上述した（１）〜（４）の材料特性を有するので、このようなシリコンゴム弾性体シートをマスキングピンの材料として選定することができる。
またマスキング材料選定のために行った実験とは、燃焼器尾筒と同じ組成でなる試験片に、燃焼器尾筒に形成する空冷構造（空気流溝，空気吸込穴，空気吐出穴（冷却穴））と同様な穴を形成し、冷却穴に各種の材料を挿入して実験を行った。実験では、冷却穴に材料を挿入した試験片を大気中で１０分間に亘り２００°Ｃに加熱した後に、材料を取り出して上記特性（１）〜（４）を判断するものと、冷却穴に材料を挿入した試験片をアルゴンガス雰囲気中で１分間に亘り４００°Ｃに加熱した後に、材料を取り出して上記特性（１）〜（４）を判断するものとを行った。これは、燃焼器尾筒に溶射をする場合には、燃焼器尾筒の母材メタルが常時２００°Ｃ程度の温度になることと、溶射材料の温度（溶融粉末温度）が瞬間的に４００°Ｃ程度に達することを考慮したものである。
また本実施の形態で用いるマスキングピンの寸法は、燃焼器尾筒の冷却穴に挿入した際は、コーティング厚さ程度突出しているが、コーティング後には１割程度収縮し、結果的には、燃焼器尾筒の表面（内周面）から突出しない寸法（逆に少し引っ込んだ状態）としている。
なお液状シリコンゴム弾性体では、冷却穴に注入する時には液状であるが、その後に乾燥するとともに体積収縮して硬化し、硬化したものが冷却穴に挿入されたマスキングピンとなるが、硬化後の寸法が、燃焼器尾筒の表面（内周面）から突出しない寸法となるように注入量を調整する。
次に、ガスタービンの燃焼器尾筒の壁面の内周面（内周側の表面）に、遮熱皮膜を施工する方法の一例を説明する。この例では、液状シリコンゴム弾性体を乾燥・硬化させて形成したマスキングピンを用いる。
図１Ａに示すように、ガスタービンの燃焼器尾筒を形成する壁面２０には、その壁面内部に空気流溝２１が形成され、その内周面２０ｉｎには空気流溝２１に連通する冷却穴（空気吐出穴）２２が形成され、その外周面２０ｏｕｔには空気流溝２１に連通する空気吸込穴（図示省略）が形成されている。冷却穴２２及び空気吸込穴の穴径（直径）は、空気流溝２１の溝幅よりも大きくなっている。壁面の内周面２０ｉｎに遮熱皮膜を施すには、まず、図１Ａに示す冷却穴２２、及び、空気流溝２１のうち冷却穴２２に臨む部分に、離型剤（シリコンやフッ素等）を付ける。
次に、図１Ｂに示すように、注射器３１により、冷却穴２２、及び、空気流溝２１のうち冷却穴２２に臨む部分に液状シリコンゴム弾性体３２を注入する。この液状シリコンゴム弾性体３２は、具体的には、Ｔｈｒｅｅ Ｂｏｎｄ社製の型番１２０７ Ｆ等の２００〜２５０℃の耐熱を有する液状シリコンゴム弾性体である。この液状シリコンゴム弾性体３２は、液状（ゲル状）となっているため、冷却穴２２、及び、空気流溝２１のうち冷却穴２２に臨む部分に容易に注入することができる。ただし、液状シリコンゴム弾性体３２は、ある程度の粘度を有しているため、空気流溝２１のうち冷却穴２２に臨む部分を越えて空気流溝２１の内部深くに浸透することはない。
この場合、注入した液状シリコンゴム弾性体３２の表面が、内周面２０ｉｎに対して盛り上がった状態になるまで注入する。この注入量については、後述する。なお、注射器３１の代わりにヘラ等を用いて注入することができる。いずれにしろ、注入するだけでよいので、作業は容易である。
注入した液状シリコンゴム弾性体３２は、放置すると乾燥して硬化するが、乾燥・硬化するのに併せて体積収縮する。このように体積収縮して乾燥・硬化することにより、冷却穴２２及び空気流溝２１に挿入されたマスキングピンＭＰ２となる（図１Ｃ参照）。この場合、マスキングピンＭＰ２が、内周面２０ｉｎから突出しないように、図１Ｂにおいて液状シリコンゴム弾性体３２を注入する量を調整している。つまり、部材である冷却穴２２の表面から突出することのないマスキングピンＭＰ２としている。但し、材料等の条件によっては収縮し難い場合もあるので、そのときはマスキングピンＭＰ２の表面を手で押圧して平らにしている。液状シリコンゴム注入には、一定圧力で一定量の供給が重要であり、市販されているディスペンサーの使用も効率的である。
冷却穴２２及び空気流溝２１の寸法には、バラツキがあるが、マスキングピンＭＰ２は、冷却穴２２及び空気流溝２１に注入した液状シリコンゴム弾性体３２が乾燥・硬化したものであるため、冷却穴２２及び空気流溝２１に緊密に挿入された状態となっている。
液状シリコンゴム弾性体３２が乾燥・硬化することにより、マスキングピンＭＰ２が挿入された状態となったら、図１Ｄに示すように、内周面２０ｉｎに対してアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）を吹き付けるブラスト処理をして粗面化する。このとき、マスキングピンＭＰ２は弾性があるため、ブラスト処理によるアンカー効果が働かずその衝撃が作用しても、冷却穴２２から脱落することはない。
ブラスト処理が終わったら、図１Ｅに示すように、内周面２０ｉｎにＭＣｒＡｌＹを溶射して下地金属層（アンダーコート）４１を形成する。このとき、マスキングピンＭＰ２は、濡れ性が悪いので、マスキングピンＭＰ２の上に溶射された溶射金属は、はじかれてしまい、マスキングピンＭＰ２の上にＭＣｒＡｌＹ溶射金属が堆積することは殆どない。また、少々堆積するケースがあったとしても、エアブローとペーパー研磨で全て除去可能である。
下地金属４１の形成が終わったら、図１Ｆに示すように、下地金属４１に、ジルコニアを主成分とするセラミックス材料を溶射して遮熱層（トップコート）４２を形成する。このとき、マスキングピンＭＰ２は、濡れ性が悪いので、マスキングピンＭＰ２の上に溶射された溶射金属は、はじかれてしまい、マスキングピンＭＰ２の上にセラミックス材料溶射金属が堆積することは殆どない。また、少々堆積するケースがあったとしても、エアブローとペーパー研磨で全て除去可能である。
マスキングピンＭＰ２は、内周面２０ｉｎから突出していないので、ＭＣｒＡｌＹやセラミックス材料を溶射したときに突出部材による影ができることはなく、必要な部分全面に溶射をすることができる。つまり、内周面２０ｉｎからの突出部材による溶射の影により内周面２０ｉｎの周囲にセラミックス材料が溶射されない部分が生じることがなくなる。影により溶射されない部分が生じると、金属母材表面が露出して長期の使用により微小亀裂等が発生することが考えられるが、溶射の影により内周面２０ｉｎの周囲にセラミックス材料が溶射されない部分が生じることがないので、耐熱性及び耐久性がよりすぐれたものとなる。
また、マスキングピンＭＰ２は耐熱性があるので、ＭＣｒＡｌＹやセラミックス材料を溶射したときであっても、マスキングピンＭＰ２が焼け焦げたり溶けたりすることはない。
遮熱層４２の形成が終わったら、針やピンによりマスキングピンＭＰ２を引っ掛けて冷却穴２２から取り外す。マスキングピンＭＰ２は冷却穴２２に焼きつくことがない離型性を有しているので、冷却穴２２や空気流溝２１内にマスキング材料が残ることなく、マスキングピンＭＰ２の全体をきれいに取り外すことができる（図１Ｇ参照）。このとき、針やピンを用いてマスキングピンＭＰ２を取り外すことができるので、取り外し作業は簡単にできる。
このようにして、燃焼器尾筒を形成する壁面の内周面２０ｉｎに、遮熱皮膜（下地金属層４１及び遮熱層４２）を施すことができ、しかも、必要部分のすべての面に遮熱皮膜を施すことができる。したがって、燃焼器尾筒は遮熱皮膜により熱保護され、温度上昇による亀裂や損傷が発生することがなくなり、信頼性の高い燃焼器尾筒を製作することができる。
またマスキング作業としては、液状シリコンゴム弾性体３２の注入や、針等によるマスキングピンＭＰ２の取り外しだけであるため、比較的容易である。この取り外し用の工具としては、カエリのついた針や、グランドパッキン取り外し用パッキンツール等が有望である。また、注入にサンエイテック社製ディスペンサーを用いることで、一定圧，一定量の注入が可能となる。
次に、ガスタービンの燃焼器尾筒を形成する壁面の内周面（内周側の表面）に、遮熱皮膜を施工する方法の他の例を説明する。この例では、シリコンゴム弾性体シートを型により打ち抜いて形成したマスキングピンを用いる。この場合、打ち抜きだけでは縦断面形状が台形となるため、切断終了間際には刃を回転させている。また、ピンを大量に品質良く製造する方法として、金型を用いた成型法がある。
この方法では、図２Ａに示すように、断面形状が平板又はゲタ型（又は脚付）のマスキングピンＭＰ３を、冷却穴２２、及び、空気流溝２１のうち冷却穴２２に臨む部分に挿入する。または、図２Ｂに示すように、断面形状がテーパ型のマスキングピンＭＰ４を、冷却穴２２、及び、空気流溝２１のうち冷却穴２２に臨む部分に挿入する。この場合、マスキングピンＭＰ３，ＭＰ４は、壁面２０の内周面２０ｉｎから突出しないような寸法にしている。
マスキングピンＭＰ３の外形形状は、冷却穴２２、及び、空気流溝２１のうち冷却穴２２に臨む部分の空間形状に一致したものとなるように、シリコンゴム弾性体シートから型抜きしたものである。但し、ピンサイズは穴径に対して５％〜１０％程度大きくしてテンションを上げ、耐ブラスト性を向上させている。ここでは穴サイズに対して大きめのピンを挿入するため、多量のピン挿入作業では時間を要し、また挿入状態にバラツキが生じる場合がでてくる。そこで、その挿入には、圧縮空気やピストンにより圧入する工具（シリンジ）を用いることも有効である。また、マスキングピンＭＰ４の半径は、冷却穴２２、及び、空気流溝２１のうち冷却穴２２に臨む部分の径に一致したものとなるように、シリコンゴム弾性体シートを型で打ち抜いて形成したものである。
このようなマスキングピンＭＰ３，ＭＰ４は弾性を有しているため、冷却穴２２及び空気流溝２１の寸法にバラツキがあっても、弾性により冷却穴２２及び空気流溝２１内にフィットして挿入される。
このようにして、マスキングピンＭＰ３またはマスキングピンＭＰ４を、冷却穴２２に挿入したら、図１Ｄに示すのと同様なブラスト処理による粗面化、図１Ｅに示すのと同様な溶射による下地金属層の形成、図１Ｆに示すのと同様な溶射による遮熱層の形成を行う。その後は、マスキングピンＭＰ３またはマスキングピンＭＰ４を、取り外し工具等で引っかけて取り外す。この場合、マスキングピン取り外し時、或いはガスタービン運転時に、周囲のコーティング端面の欠損が生じる事が考えられるので、これを防止するため、穴内に削りカスが侵入しないようにピンを穴に残した状態で、ゴム砥石等により面取りする。
マスキングピンＭＰ３またはマスキングピンＭＰ４は、弾性を有しているため、ブラスト処理による振動が作用しても脱落することはなく、耐熱性があるため溶射による熱に耐えることができ、濡れ性が悪いので遮熱皮膜材が堆積することはなく、離型性があるため容易に取り外すことができる。マスキングピンＭＰ３またはマスキングピンＭＰ４は、壁面２０の内周面２０ｉｎから突出しないような寸法になっているため、溶射の際に影部や悪性状部（コーティングが確実になされていない部分），ブリッジング部等ができることはなく、必要部分に遮熱皮膜を形成することができる。
このようにして、燃焼器尾筒を形成する壁面の内周面２０ｉｎに、遮熱皮膜（下地金属層４１及び遮熱層４２）を施すことができ、しかも、必要部分のすべての面に遮熱皮膜を施すことができる。したがって、燃焼器尾筒は遮熱皮膜により熱保護され、アンダーコート（金属層）による耐酸化効果も得られ、温度上昇による亀裂や損傷が発生することがなくなり、信頼性の高い燃焼器尾筒を製作することができる。
なお、上述した実施の形態では、燃焼器尾筒の壁面に形成した未貫通の冷却穴をマスキングするものであったが、最近では燃焼器尾筒の壁面の外周面から内周面にまで貫通した冷却用の小穴を形成することがある。この貫通した小穴の径は、冷却穴の径に比べて小さいものであり、且つ穴深さは４〜５ｍｍと深く、コーティング後の手入れが困難であった。この貫通した小穴に、本実施の形態で用いていた、マスキングピンＭＰ２〜ＭＰ４を適用することもできる。
このような小径深穴には、挿入性の観点より液状マスキングが適しているが、注射器による注入では、表面張力のため内部まで侵入せず、溢れてしまう。そこで、一定圧，一定量の注入が可能となるディスペンサーを用いることで、安定した注入を行うことができる。
また、ガスタービンの翼にも、冷却用の貫通穴が形成されており、翼の表面に遮熱皮膜を施す際に貫通穴が塞がれないようにマスキングするためにも、本実施の形態で用いていた、マスキングピンＭＰ２〜ＭＰ４を適用することもできる。その他、いわゆるＡＰＳ法，ＨＶＯＦ法による溶射皮膜を有する全ての部品に適用可能である。
また以下に、ガスタービンの燃焼器尾筒を形成する壁面の内周面（内周側の表面）に、遮熱皮膜を施工する方法の別の例を説明する。この例では、前述した例と同様にして、シリコンゴム弾性体シートを型により打ち抜いて形成したマスキングピンを用いる。マスキングピンの組成は、シロキサン結合したシリコンが主成分となっている。また、マスキング取り忘れ防止のために、周囲コーティングの白地に対して視認性を良くするため、赤に近い「べんがら色」を付けているが、その着色顔料成分は酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）である。
図１０〜図１２は、本例のマスキングピンの形状を示す図である。まず図１０は、円板型のマスキングピンＭＰ５を示している。図１０Ａは正面図、図１０Ｂは下面図である。ここでは冷却穴径（φ４）に対して、外径をφ４．４０±０．０５と１割大きいオーバーサイズにすることで、ゴム反撥力を利用して耐ブラスト性を向上させている。また、冷却穴径がφ３の場合に対応したマスキングピンも作成可能である。これは、以下の型式についても同様である。さらに、下面に粘着テープ（不図示）を設け、冷却穴の底面に粘着させることで効果を高めている。この場合、マスキングピンを下面が小径であるテーパ状とすると、耐ブラスト性を確保しつつ冷却穴への挿入が容易となる。
図１１は、脚付き円板型のマスキングピンＭＰ６を示している。図１１Ａは正面図、図１１Ｂは下面図である。ここでは冷却穴径（φ４）に対して、円板状の本体５１の外径をφ４．４０±０．０５と１割大きいオーバーサイズにすることで、ゴム反撥力を利用して耐ブラスト性を向上させている。さらに、本体５１の下面中央より延びる円柱状の突き出しピン５２を、冷却穴下部の空気流溝に挿入させることで効果を高めている。
図１２は、脚付き円板型で周囲に突起を設けたマスキングピンＭＰ７を示している。図１２Ａは正面図、図１２Ｂは下面図である。ここでは冷却穴径（φ４）に対して、円板状の本体５３の外径をφ４．００±０．０５と同等の大きさにしているが、その周囲数ヶ所に半径がＲ０．５の突起５５を設けている。そして、これらの突起がφ４．５０±０．０５の円に内接する配置とし、冷却穴径に対してオーバーサイズにすることで、ゴム反撥力を利用して耐ブラスト性を向上させている。さらに、本体５３の下面中央より延びる円柱状の突き出しピン５４を、冷却穴下部の空気流溝に挿入させることで効果を高めている。
なお、これら各マスキングピンのゴム硬さとしては、３０〜７０ＨＳ（スプリング硬さ）のものが耐ブラスト性に効果がある。特に、単純な円板型では硬さ５０或いは７０ＨＳ、脚付き円板型では硬さ５０ＨＳとすることが、加工性，耐熱性，耐ブラスト性の観点より優れている。
図１３は、本例の遮熱皮膜施工方法を示す説明図である。ここでは上述したマスキングピンＭＰ６を使用する場合を代表で示している。この方法では、図１３Ａに示すように、マスキングピンＭＰ６を、冷却穴２２及び、空気流溝２１のうち冷却穴２２に臨む部分に挿入する。この場合、マスキングピンＭＰ６は、壁面２０の内周面２０ｉｎから概ねコーティング膜厚分突出した寸法（例えば０．４ｍｍ）にしている。
続いて、図１３Ｂに示すように、内周面２０ｉｎに対してアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）を吹き付けるブラスト処理をして粗面化する。このとき、マスキングピンＭＰ６は弾性があるため、ブラスト処理によるアンカー効果が働かずその衝撃が作用しても、冷却穴２２から脱落することはない。
ブラスト処理が終わったら、図１３Ｃに示すように、内周面２０ｉｎにＭＣｒＡｌＹを溶射して下地金属層（アンダーコート）４１を形成する。このとき、マスキングピンＭＰ６は、濡れ性が悪いので、マスキングピンＭＰ６の上に溶射された溶射金属は、はじかれてしまい、マスキングピンＭＰ６の上にＭＣｒＡｌＹ溶射金属が堆積することは殆どない。また、少々堆積するケースがあったとしても、エアブローとペーパー研磨で全て除去可能である。
下地金属４１の形成が終わったら、図１３Ｄに示すように、下地金属４１に、ジルコニアを主成分とするセラミックス材料を溶射して遮熱層（トップコート）４２を形成する。このとき、マスキングピンＭＰ６は、濡れ性が悪いので、マスキングピンＭＰ６の上に溶射された溶射金属は、はじかれてしまい、マスキングピンＭＰ６の上にセラミックス材料溶射金属が堆積することは殆どない。また、少々堆積するケースがあったとしても、エアブローとペーパー研磨で全て除去可能である。
なお、コーティング施工時の熱により、マスキングピンＭＰ６は１割程度収縮するため、コーティング最上面より例えば０．２ｍｍ程度埋没した状態になり、その後の手入れ，穴周囲の面取り作業が容易となる。若しくは、コーティング施工時の熱によるマスキングピンＭＰ６の収縮後にその突出の寸法が遮熱皮膜の膜厚分以下となるように、収縮前の突出寸法を予め設定しておいても良い。
遮熱層４２の形成が終わったら、マスキングピン上に堆積した皮膜の大半をエアブローにて除去し、マスキングピン周辺をダイヤモンドペーパーで軽く磨く。その後、図１３Ｅに示すように、外径が１０ｍｍの球状（若しくは円柱状）のアルミナ砥粒入りゴム砥石５５で、コーティングの穴周りを面取りする。その他、テーパ状のゴム砥石を使用しても良い。
このとき、ゴム砥石５５の回転数は数千ｒｐｍオーダーとし、１０秒程度作業を行う。この面取りにより、マスキング取り外し時の「周囲コーティング欠損」並びに「実機運転中のコーティング剥離」を低減させることができる。ここではマスキングが入ったままで手入れするのがポイントである。これにより、コーティングの削りカスが冷却穴内部に残留しなくて済む。なお、ゴム砥石を使うのは、フィッティングが良く、且つ柔らかいので、コーティング削り始め時の欠損を防止できるためである。
コーティングの穴周りの面取りが終わったら、カエリが付いたピン（釣り針状でストレート形状に近いもの）若しくはグランドパッキン取り外し用のパッキンツールにより、マスキングピンＭＰ６を引っ掛けて冷却穴２２から取り外す。マスキングピンＭＰ６は冷却穴２２に焼きつくことがない離型性を有しているので、冷却穴２２や空気流溝２１内にマスキング材料が残ることなく、マスキングピンＭＰ６の全体をきれいに取り外すことができる（図１３Ｆ参照）。特に、パッキンツールは螺旋状の針を有しており、ワインのコルク栓を抜く時と同じ要領で、針を回転させつつマスキングピンＭＰ６に差し込み、引っ張ることでマスキングピンＭＰ６を簡単に取り外すことができる。
なお、壁面のＲ曲げ部付近に開けられた冷却穴については、板金曲げのために穴形状が変形しており、シリコンゴム弾性体シートを型により打ち抜いて形成したマスキングピンを挿入することは難しい。故に、この部分には液状シリコンゴム弾性体を注入し、乾燥・硬化させてマスキングピンを形成すると良い。但し、液状シリコンゴム弾性体の注入はディスペンサーで行う。これにより、一定圧力，一定量のゴムを供給することが可能となる。
ところで、液状シリコンゴム弾性体（シリコンガスケット）としては、大きく分けて下記２種類がある。一つは１液型ＲＴＶシリコンゴムであり、これには脱アセトン型，脱オキシム型，脱アルコール型等がある。これらは何れも空気中の水分と反応してそれぞれの脱反応が生じ、硬化してシリコンゴムが生成される。硬化速度は空気の温度，湿度と空気への触れ方に依存するが、概ね１０〜１５時間程度である。また、換気による脱物質の除去も必要である。もう一つは２液型ＲＴＶシリコンゴムであり、これは硬化剤と主剤を混ぜて硬化反応によりシリコンゴムを形成する。１液型と比較して作業性は劣るが、深部硬化が可能である。
このようにして、燃焼器尾筒を形成する壁面の内周面２０ｉｎに、遮熱皮膜（下地金属層４１及び遮熱層４２）を施すことができ、しかも、必要部分のすべての面に遮熱皮膜を施すことができる。したがって、燃焼器尾筒は遮熱皮膜により熱保護され、温度上昇による亀裂や損傷が発生することがなくなり、信頼性の高い燃焼器尾筒を製作することができる。
上記の説明により、本発明については様々な修飾や変形をすることが可能であることは明らかである。よって、本発明は、具体的な記述にとらわれることなく、付記した請求の範囲内で実施されるものと解されたい。
以上実施の形態と共に具体的に説明したように、本発明の遮熱皮膜施工方法では、表面に冷却穴が形成された部材の表面に対して、溶射により遮熱皮膜を形成する遮熱皮膜施工方法であって、前記冷却穴に、前記部材の表面から突出することのないマスキングピンを挿入してから、溶射による遮熱皮膜形成をするようにした。
このように、マスキングピンが部材表面から突出していないので、溶射の際にマスキングピンによる影ができることなく、影により遮熱皮膜が形成されない部分が生じることがなくなり、部材表面の全面に遮熱皮膜を形成することができる。このため、耐熱性及び耐久性に優れたものにすることができる。また、マスキングピンの挿入により、冷却穴が遮熱皮膜により閉塞されることがなくなる。
また本発明の遮熱皮膜施工方法では、表面に冷却穴が形成された部材の表面に対して、溶射により遮熱皮膜を形成する遮熱皮膜施工方法であって、前記冷却穴に、前記部材の表面から突出することのないマスキングピンを挿入するマスキング工程と、前記部材の表面をブラスト処理して粗面化するブラスト処理工程と、粗面化した部材の表面に、溶射による遮熱皮膜形成をする遮熱皮膜形成工程とを有する。
このように、ブラスト処理工程をする前にマスキングをするため、ブラスト処理により粗面化された表面を乱すことはなく、良好な遮熱皮膜の形成ができる。またマスキングピンが部材表面から突出していないので、溶射の際にマスキングピンによる影ができることなく、部材表面の全面に遮熱皮膜を形成することができる。更に、マスキングピンの挿入により、冷却穴が遮熱皮膜により閉塞されることがなくなる。
また本発明の遮熱皮膜施工方法では、表面に冷却穴が形成された部材の表面に対して、溶射により遮熱皮膜を形成する遮熱皮膜施工方法であって、前記冷却穴に、前記部材の表面から概ね遮熱皮膜の膜厚分突出するマスキングピンを挿入してから、溶射による遮熱皮膜形成をするようにした。
若しくは、表面に冷却穴が形成された部材の表面に対して、溶射により遮熱皮膜を形成する遮熱皮膜施工方法であって、前記冷却穴に、前記部材の表面から突出するマスキングピンを挿入してから、溶射による遮熱皮膜形成をする遮熱皮膜施工方法において、溶射時の熱によるマスキングピンの収縮後にその突出の寸法が遮熱皮膜の膜厚分以下となるようにした。
このとき、遮熱皮膜施工時の熱により、マスキングピンは１割程度収縮するため、遮熱皮膜最上面より少し埋没した状態になり、その後の手入れ，穴周囲の面取り作業が容易となる。また、マスキングピンの挿入により、冷却穴が遮熱皮膜により閉塞されることがなくなる。
また本発明の遮熱皮膜施工方法では、表面に冷却穴が形成された部材の表面に対して、溶射により遮熱皮膜を形成する遮熱皮膜施工方法であって、前記冷却穴に、前記部材の表面から概ね遮熱皮膜の膜厚分突出するマスキングピンを挿入するマスキング工程と、前記部材の表面をブラスト処理して粗面化するブラスト処理工程と、粗面化した部材の表面に、溶射による遮熱皮膜形成をする遮熱皮膜形成工程と、前記冷却穴周囲の遮熱皮膜の面取り工程とを有する。
若しくは、表面に冷却穴が形成された部材の表面に対して、溶射により遮熱皮膜を形成する遮熱皮膜施工方法であって、前記冷却穴に、前記部材の表面から突出し溶射時の熱による収縮後にその突出の寸法が遮熱皮膜の膜厚分以下となるようにしたマスキングピンを挿入するマスキング工程と、前記部材の表面をブラスト処理して粗面化するブラスト処理工程と、粗面化した部材の表面に、溶射による遮熱皮膜形成をする遮熱皮膜形成工程と、前記冷却穴周囲の遮熱皮膜の面取り工程とを有する。
このように、ブラスト処理工程をする前にマスキングをするため、ブラスト処理により粗面化された表面を乱すことはなく、良好な遮熱皮膜の形成ができる。また遮熱皮膜施工時の熱により、マスキングピンは１割程度収縮するため、遮熱皮膜最上面より少し埋没した状態になり、その後の手入れ，穴周囲の面取り作業が容易となる。更に、マスキングピンの挿入により、冷却穴が遮熱皮膜により閉塞されることがなくなる。
また本発明の遮熱皮膜施工方法では、前記冷却穴は、貫通していない穴、または、貫通している穴であったり、前記部材はガスタービンの燃焼器尾筒であり、前記冷却穴は前記燃焼器尾筒を形成する壁面の内周面に形成されている。このため、貫通または未貫通の冷却穴を閉塞することなく、燃焼器尾筒の内周面の全面に良好な遮熱皮膜を形成することができる。
また本発明の遮熱皮膜施工方法では、前記マスキングピンは、耐ブラスト性に優れる弾力と、溶射による熱に耐える耐熱性と、遮熱皮膜形成後に前記冷却穴から全体が取り出せる離型性と、優れた装着性と、遮熱皮膜材が堆積することのない濡れ性を有する材料で形成されていたり、前記マスキングピンは、シリコン系のゴム弾性体で形成されていたり、前記マスキングピンは、前記冷却穴に注入した液状シリコンゴム弾性体が乾燥・硬化して形成されたものであったり、前記マスキングピンは、シリコンゴム弾性体シートを型により打ち抜いて形成したものである。このため、マスキングピンが焼け焦げたり、脱落したり、焼きついたりすることなく、良好な遮熱皮膜を形成することができる。
また本発明のマスキングピンは、耐ブラスト性に優れる弾力と、溶射による熱に耐える耐熱性と、遮熱皮膜形成後に前記冷却穴から全体が取り出せる離型性と、優れた装着性と、遮熱皮膜材が堆積することのない濡れ性を有する材料で形成されていたり、前記マスキングピンは、前記冷却穴に注入した液状シリコンゴム弾性体が乾燥・硬化して形成されたものであったり、前記マスキングピンは、シリコンゴム弾性体シートを型により打ち抜いて形成したものである。このため、マスキングピンが焼け焦げたり、脱落したり、焼きついたりすることなく、良好な遮熱皮膜を形成することができる。また前記マスキングピンの外径は、前記冷却穴径に対して略１割大きくしたものである。これによりテンションを上げ、耐ブラスト性を向上させている。
また本発明の燃焼器尾筒は、上述した遮熱皮膜施工方法により、内周面に遮熱皮膜が形成されているため、メタル温度上昇による亀裂や損傷が発生することなく製品性能が向上する。

Claims (15)

  1. 表面に冷却穴が形成された部材の表面に対して、溶射により遮熱皮膜を形成する遮熱皮膜施工方法であって、
    前記冷却穴に、前記部材の表面から突出するマスキングピンを挿入してから、溶射による遮熱皮膜形成をする遮熱皮膜施工方法において、溶射時の熱によるマスキングピンの収縮後にその突出の寸法が遮熱皮膜の膜厚分以下となるようにしたことを特徴とする遮熱皮膜施工方法。
  2. 表面に冷却穴が形成された部材の表面に対して、溶射により遮熱皮膜を形成する遮熱皮膜施工方法であって、
    前記冷却穴に、前記部材の表面から突出し溶射時の熱による収縮後にその突出の寸法が遮熱皮膜の膜厚分以下となるようにしたマスキングピンを挿入するマスキング工程と、
    前記部材の表面をブラスト処理して粗面化するブラスト処理工程と、
    粗面化した部材の表面に、溶射による遮熱皮膜形成をする遮熱皮膜形成工程と、
    前記冷却穴周囲の遮熱皮膜の面取り工程と、
    を有することを特徴とする遮熱皮膜施工方法。
  3. 前記冷却穴が、貫通していない穴、または、貫通している穴であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の遮熱皮膜施工方法。
  4. 前記部材がガスタービンの燃焼器尾筒であり、
    前記冷却穴が前記燃焼器尾筒を形成する壁面の内周面に形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の遮熱皮膜施工方法。
  5. 前記マスキングピンが、耐ブラスト性に優れる弾力と、溶射による熱に耐える耐熱性と、遮熱皮膜形成後に前記冷却穴から全体が取り出せる離型性と、優れた装着性と、遮熱皮膜材が堆積することのない濡れ性を有する材料で形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の遮熱皮膜施工方法。
  6. 前記マスキングピンが、シリコン系のゴム弾性体で形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の遮熱皮膜施工方法。
  7. 前記マスキングピンが、前記冷却穴に注入した液状シリコンゴム弾性体が乾燥・硬化して形成されたものであることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の遮熱皮膜施工方法。
  8. 前記マスキングピンが、シリコンゴム弾性体シートを型により打ち抜いて形成したもの、若しくは金型により成形したものであることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の遮熱皮膜施工方法。
  9. 請求項１〜請求項４のいずれかに記載の遮熱皮膜施工方法に用いるマスキングピンであって、
    耐ブラスト性に優れる弾力と、溶射による熱に耐える耐熱性と、遮熱皮膜形成後に前記冷却穴から全体が取り出せる離型性と、優れた装着性と、遮熱皮膜材が堆積することのない濡れ性を有する材料で形成されていることを特徴とするマスキングピン。
  10. 請求項１〜請求項５のいずれかに記載の遮熱皮膜施工方法に用いるマスキングピンであって、
    前記冷却穴に注入した液状シリコンゴム弾性体が乾燥・硬化して形成されることを特徴とするマスキングピン。
  11. 請求項１〜請求項５のいずれかに記載の遮熱皮膜施工方法に用いるマスキングピンであって、
    シリコンゴム弾性体シートを型により打ち抜いて形成したもの、若しくは金型により成形したものであることを特徴とするマスキングピン。
  12. 前記冷却穴に挿入される方向に向かって突出した形状として、その断面形状がゲタ型又はテーパ型となることを特徴とする請求項１１に記載のマスキングピン。
  13. 請求項１〜請求項８のいずれかに記載の遮熱皮膜施工方法に用いるマスキングピンであって、
    前記冷却穴径に対して１割大きくした外径を備えたことを特徴とするマスキングピン。
  14. 請求項１〜請求項８のいずれかに記載の遮熱皮膜施工方法に用いるマスキングピンであって、
    前記冷却穴径と同径の円板形状を有するとともに、
    当該円板形状の外周に複数の突起部分を設けることで、当該突起部分に外接する円の直径を前記冷却穴径に対して１．２５割大きくすることを特徴とするマスキングピン。
  15. 請求項１〜請求項８のいずれかに記載の遮熱皮膜施工方法により、内周面に遮熱皮膜が形成されていることを特徴とする燃焼器尾筒。
JP2004525769A 2002-08-02 2003-02-03 遮熱皮膜施工方法，マスキングピン及び燃焼器尾筒 Expired - Fee Related JP4031794B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002225863 2002-08-02
JP2002225863 2002-08-02
PCT/JP2003/001078 WO2004013368A1 (ja) 2002-08-02 2003-02-03 遮熱皮膜施工方法、マスキングピン及び燃焼器尾筒

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2004013368A1 JPWO2004013368A1 (ja) 2006-08-03
JP4031794B2 true JP4031794B2 (ja) 2008-01-09

Family

ID=31492172

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004525769A Expired - Fee Related JP4031794B2 (ja) 2002-08-02 2003-02-03 遮熱皮膜施工方法，マスキングピン及び燃焼器尾筒

Country Status (5)

Country Link
US (3) US20050084657A1 (ja)
JP (1) JP4031794B2 (ja)
CN (1) CN100368588C (ja)
DE (1) DE10392994C5 (ja)
WO (1) WO2004013368A1 (ja)

Families Citing this family (43)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3952480B2 (ja) * 2005-09-12 2007-08-01 三共化成株式会社 成形回路部品及びその製造方法
EP1808236A1 (de) * 2006-01-16 2007-07-18 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Abdecken von Kühlungsbohrungen, insbesondere von Turbinenschaufeln
EP1820873A1 (de) * 2006-01-17 2007-08-22 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Herstellung von Turbinenbauteilen
US7622160B2 (en) * 2006-07-28 2009-11-24 General Electric Company Method for concurrent thermal spray and cooling hole cleaning
JP5192687B2 (ja) * 2006-12-25 2013-05-08 三菱重工業株式会社 熱処理方法
JP5173211B2 (ja) * 2007-02-22 2013-04-03 三菱重工業株式会社 中空孔を有する金属部材及びその加工方法
EP2028344A1 (en) * 2007-08-21 2009-02-25 Siemens Aktiengesellschaft Transition duct
US7980820B2 (en) * 2007-08-27 2011-07-19 United Technologies Corporation Turbine engine blade cooling
US8173218B2 (en) * 2007-10-24 2012-05-08 United Technologies Corporation Method of spraying a turbine engine component
US8617637B2 (en) * 2008-06-25 2013-12-31 Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Plasma spray coating method
US9434137B2 (en) * 2008-08-08 2016-09-06 Saint-Gobain Performance Plastics Corporation Thermal spray masking tape
WO2010017380A2 (en) * 2008-08-08 2010-02-11 Saint-Gobain Performance Plastics Corporation Thermal spray masking tape
EP2385214A1 (de) * 2010-05-06 2011-11-09 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Ermittlung der Lage von verschlossenen Löchern, Vorrichtung und Bearbeitungsvorrichtung
US8608443B2 (en) * 2010-06-11 2013-12-17 Siemens Energy, Inc. Film cooled component wall in a turbine engine
US8739404B2 (en) * 2010-11-23 2014-06-03 General Electric Company Turbine components with cooling features and methods of manufacturing the same
US9303517B2 (en) * 2012-06-15 2016-04-05 General Electric Company Channel marker and related methods
CA2821094C (en) * 2012-09-19 2020-10-27 Sulzer Metco Ag Thermal coating of a component stack and of component stacks
US9181809B2 (en) 2012-12-04 2015-11-10 General Electric Company Coated article
US20140178203A1 (en) * 2012-12-21 2014-06-26 Solar Turbines Incorporated Coating fixtures for gas turbine engine compressor disks
CN103894305A (zh) * 2012-12-28 2014-07-02 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 表面处理遮蔽方法
JP5456192B1 (ja) * 2013-02-26 2014-03-26 三菱重工業株式会社 タービン翼の加工方法、加工工具及びタービン翼
US9394063B2 (en) * 2013-03-15 2016-07-19 Bell Helicopter Textron Inc. Methods utilizing cold spray techniques for repairing and protecting rotary components of aviation propulsion systems
US20160032736A1 (en) * 2013-05-15 2016-02-04 General Electric Company Coating process and coated article
US10309002B2 (en) 2013-12-05 2019-06-04 General Electric Company Coating methods and a template for use with the coating methods
DE102014204117A1 (de) * 2014-03-06 2015-10-15 MTU Aero Engines AG Verfahren und Vorrichtung zum partiellen Abdecken eines Bauteilbereichs eines Bauteils
CN103882360A (zh) * 2014-03-26 2014-06-25 哈尔滨东安发动机（集团）有限公司 热喷涂表面通孔的防护方法
US20160089692A1 (en) * 2014-09-30 2016-03-31 General Electric Company Turbine component coating processes and turbine components
US20170333934A1 (en) * 2014-11-11 2017-11-23 Sikorsky Aircraft Corporation Masking plug for cold spray repair at counterbore hole
JP6235449B2 (ja) * 2014-12-03 2017-11-22 三菱日立パワーシステムズ株式会社 溶射皮膜形成方法、タービン用高温部品、タービン、溶射皮膜形成用マスキングピン及びマスキング部材
CN106637031A (zh) * 2015-10-28 2017-05-10 三菱日立电力系统株式会社 热障涂层施加方法、热障涂层修补方法、燃气轮机构件制造方法及遮蔽销
CN106637030A (zh) * 2015-10-28 2017-05-10 三菱日立电力系统株式会社 热障涂层剥离方法以及热障涂层修补方法
US10458241B2 (en) 2016-01-04 2019-10-29 General Electric Company Systems and methods for positioning masking plugs on a component
CN105886991B (zh) * 2016-04-15 2018-06-01 华能国际电力股份有限公司 一种热喷涂过程中表面微孔的封堵方法
US10272461B2 (en) 2017-04-04 2019-04-30 General Electric Company Method for masking cooling passages
US10895157B2 (en) 2017-04-24 2021-01-19 Honeywell International Inc. Gas turbine engine components with air-cooling features, and related methods of manufacturing the same
CN107899905A (zh) * 2017-12-05 2018-04-13 珠海三威注塑模具有限公司 一种精密摄像镜头罩的涂装方法和镜头罩
CN108504974A (zh) * 2018-03-23 2018-09-07 中国航发哈尔滨东安发动机有限公司 一种热喷涂孔的防护方法
PL71870Y1 (pl) * 2018-05-09 2021-04-06 Dipol Plastic Tech Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia Zatyczka ochronna
CN112063957B (zh) * 2020-09-21 2022-10-11 北京北冶功能材料有限公司 用于重型燃气轮机发散冷却过渡段的热障涂层喷涂方法
CN113718189A (zh) * 2021-11-01 2021-11-30 苏州睿锂物联科技有限公司 一种锂电池壳耐腐蚀化处理装置
CN113915643A (zh) * 2021-11-05 2022-01-11 西安鑫垚陶瓷复合材料有限公司 陶瓷基复合材料火焰筒及其内壁环境屏障涂层制备工艺及工装
JP3236603U (ja) * 2021-12-29 2022-03-02 日本発條株式会社 マスキング治具
CN114990468A (zh) * 2022-06-08 2022-09-02 哈尔滨汽轮机厂有限责任公司 一种保护气膜发散孔的燃气轮机燃烧室过渡段热障涂层制备方法

Family Cites Families (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2709161A (en) * 1952-04-25 1955-05-24 Connecticut Hard Rubber Co Manufacture of silicone rubber
US3667988A (en) * 1969-07-09 1972-06-06 Nagoya Yukagaku Kogyo Kk Masking in surface treatment of articles
JPS507499B2 (ja) 1971-08-06 1975-03-26
US4411856A (en) * 1981-07-15 1983-10-25 Corning Glass Works Method and apparatus for high speed manifolding of honeycomb structures
US4634623A (en) * 1983-07-18 1987-01-06 The Gates Corporation Conductive elastomeric ink composition
JPS63130157A (ja) 1986-11-19 1988-06-02 Toshiba Corp ガス遠心分離機
JPS63201685A (ja) 1987-02-18 1988-08-19 鄭　江明 透過光と反射光兼用画像板
JPH0728944Y2 (ja) * 1987-06-13 1995-07-05 名古屋油化株式会社 孔部用連結マスキング材
JPH02129281A (ja) 1988-11-08 1990-05-17 Hitachi Chem Co Ltd 被覆用組成物
JPH04236757A (ja) * 1991-01-17 1992-08-25 Mitsubishi Heavy Ind Ltd タービン翼のマスキング方法
US5130163A (en) * 1991-04-26 1992-07-14 General Motors Corporation Porous laminate surface coating method
JPH04362168A (ja) 1991-06-11 1992-12-15 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 遮熱コーティング膜
US5322727A (en) * 1992-10-21 1994-06-21 Alliedsignal Inc. Plasma spray masking tape
JPH08257835A (ja) * 1995-03-29 1996-10-08 Taiho Kogyo Co Ltd 摺動部材の面取り方法
EP0803900A3 (en) 1996-04-26 1999-12-29 Applied Materials, Inc. Surface preparation to enhance the adhesion of a dielectric layer
US5705115A (en) * 1996-04-29 1998-01-06 Shin-Etsu Polymer Co., Ltd. Method for the preparation of an air-permeable plug member
US6306517B1 (en) * 1996-07-29 2001-10-23 General Electric Company Thermal barrier coatings having an improved columnar microstructure
US5800695A (en) * 1996-10-16 1998-09-01 Chromalloy Gas Turbine Corporation Plating turbine engine components
US5902647A (en) * 1996-12-03 1999-05-11 General Electric Company Method for protecting passage holes in a metal-based substrate from becoming obstructed, and related compositions
EP0851098A3 (en) 1996-12-23 2000-09-13 General Electric Company A method for improving the cooling effectiveness of film cooling holes
US5985122A (en) * 1997-09-26 1999-11-16 General Electric Company Method for preventing plating of material in surface openings of turbine airfoils
US6096381A (en) 1997-10-27 2000-08-01 General Electric Company Process for densifying and promoting inter-particle bonding of a bond coat for a thermal barrier coating
JPH11131206A (ja) * 1997-10-31 1999-05-18 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 溶射コーティング用粉末材料及びそれを用いた高温部材
WO1999043861A1 (en) 1998-02-28 1999-09-02 General Electric Company Multilayer bond coat for a thermal barrier coating system and process therefor
US6242050B1 (en) * 1998-11-24 2001-06-05 General Electric Company Method for producing a roughened bond coat using a slurry
US6264766B1 (en) * 1998-11-24 2001-07-24 General Electric Company Roughened bond coats for a thermal barrier coating system and method for producing
EP1016735A1 (de) 1998-12-28 2000-07-05 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Beschichten eines Erzeugnisses
JP4313459B2 (ja) 1999-03-26 2009-08-12 トーカロ株式会社 高温被曝部材およびその製造方法
EP1245691A3 (en) 1999-08-09 2002-11-13 Alstom Mask material
EP1076107B1 (en) 1999-08-09 2003-10-08 ALSTOM (Switzerland) Ltd Process of plugging cooling holes of a gas turbine component
DK1094555T3 (da) * 1999-10-22 2003-10-06 Shinetsu Polymer Co Forbindelseselement af gummi
JP4430205B2 (ja) * 2000-06-07 2010-03-10 株式会社放電精密加工研究所 冷却孔を有するガスタービン翼の遮熱被覆の施工方法
US6573474B1 (en) * 2000-10-18 2003-06-03 Chromalloy Gas Turbine Corporation Process for drilling holes through a thermal barrier coating
JP2003090229A (ja) 2001-09-19 2003-03-28 Amagasaki Tokuzaiken:Kk ガスタービン尾筒のコーティング方法および詰栓
US6380512B1 (en) * 2001-10-09 2002-04-30 Chromalloy Gas Turbine Corporation Method for removing coating material from a cooling hole of a gas turbine engine component
JP2003342707A (ja) 2002-05-27 2003-12-03 Amagasaki Tokuzaiken:Kk 溶射コーティング方法および溶射コーティング用詰栓

Also Published As

Publication number Publication date
CN1625609A (zh) 2005-06-08
US9051879B2 (en) 2015-06-09
DE10392994C5 (de) 2013-08-14
US20050084657A1 (en) 2005-04-21
US8722144B2 (en) 2014-05-13
DE10392994B4 (de) 2006-12-14
DE10392994T5 (de) 2005-08-11
JPWO2004013368A1 (ja) 2006-08-03
US20110293836A1 (en) 2011-12-01
WO2004013368A1 (ja) 2004-02-12
US20140023787A1 (en) 2014-01-23
CN100368588C (zh) 2008-02-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4031794B2 (ja) 遮熱皮膜施工方法，マスキングピン及び燃焼器尾筒
EP0253754B1 (en) Method for preventing closure of cooling holes in hollow air cooled turbine engine components during application of a plasma spray coating
CA2481111C (en) Process of masking cooling holes of a gas turbine component
EP1507881B1 (en) Process of masking cooling holes of a gas turbine component
US6887528B2 (en) High temperature abradable coatings
EP2050931B1 (en) Systems and methods involving abradable air seals
CA2893961C (en) Turbine blade with abradable or abrasive tip layer
US20120167389A1 (en) Method for providing a film cooled article
EP0510740B1 (en) Porous laminate surface coating method
US20090324841A1 (en) Method of restoring near-wall cooled turbine components
EP2881489B1 (en) Coating method
US9551058B2 (en) Coating methods and a coated substrate
CA2843380C (en) Method of protecting a surface
JP2005194560A (ja) 遮熱皮膜施工方法及び燃焼器尾筒
JP2002349290A (ja) 燃焼エンジン動翼の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20070522

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20070720

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20070925

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20071019

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 4031794

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101026

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111026

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111026

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121026

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121026

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131026

Year of fee payment: 6

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees