JP4460806B2 - Life management method of high-temperature parts of gas turbine - Google Patents

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一成 藤山
卓久 近藤
潤治 石井
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アルミニウムを含有するコーティングを施したガスタービン高温部品の寿命管理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ガスタービンの初段動翼を中心とした高温部品は燃焼ガスに表面を曝されると基材の酸化が進み、腐食に発展する恐れがある。このため高温環境から基材を保護するために高温部品の表層部にはアルミニウムを含有した耐食コーティングが施されている。この耐食コーティングにより高温部品の表層部にはアルミナの緻密な酸化皮膜が形成され、耐高温酸化性、耐高温腐食性が増し、高温環境より保護されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、アルミニウムを含有するコーティング層を有する高温部品は、高温環境下で長期間使用する内に表層部のコーティング層に含有されるアルミニウムが表層部から酸化物としてはがれたり、あるいは高温部品の基材に拡散してアルミナ濃度が低下し、緻密な酸化皮膜を形成するのに十分なアルミナ濃度が保てなくなる。
【０００４】
このコーティング層の寿命は一般に高温部品の基材の寿命よりも短い。このため、高温部品の耐高温酸化性、耐高温腐食性を維持するためにコーティング層が寿命に達する前にコーティング層を除去し再度コーティングをし直すか、あるいは、タービン動翼としての寿命は短くなるが、再コーティングを施すことなく環境による寿命低下を見越してコーティング層の寿命に合わせた高温部品の管理寿命を設定した保守管理手法が行われていた。この場合の寿命評価は、同一型式のガスタービンで、同一燃料、同一環境、同一運転モードで使用されたガスタービンのある集団の先行機の実績により求めた寿命を用い、外観観察結果及び任意にサンプリングした翼の切断調査結果を元に、定性的に高温部品としての継続使用の可否を判定してきた。
【０００５】
しかしながら、このような寿命管理手法は保守管理者の経験に基づくベースであり、かなり保守的な管理がなされ、ガスタービン高温部品の正確な寿命管理を行うことはできなかった。
【０００６】
本発明は以上の欠点を除去して、コーティング層が保有するアルミニウム量を非破壊あるいは破壊手法を用いて評価することにより正確な寿命予測が行えるガスタービン高温部品の寿命管理方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、アルミニウムを含有するコーティングを施したガスタービン高温部品の寿命管理方法において、コーティング層のアルミニウムにより形成される相の占める比率をパラメータとしてコーティング層表層部のアルミニウム量を定量的に評価し、コーティング層の寿命を評価することにより高温部品の寿命予測をするようにしたことを特徴とする。
【０００８】
この発明であると、コーティング層表層部のアルミニウム量を定量的に評価し、コーティング層の寿命を評価することで経験に基づかない合理的な手法でガスタービン高温部品の寿命予測を行うことができる。
【００１１】
上記目的を達成するために、請求項２に記載の発明は、請求項１記載のアルミニウムを含有するコーティングを施したガスタービン高温部品の寿命管理方法において、表層部の付着物あるいは酸化皮膜の影響を除去した後表層部の所望深さの情報が入手できる荷重で評価した硬さの値をパラメータとしてコーティング層表層部のアルミニウム量を定量的に評価し、コーティング層の寿命を評価することにより高温部品の寿命予測をするようにしたことを特徴とする。
【００１２】
上記目的を達成するために、請求項３に記載の発明は、請求項１記載のアルミニウムを含有するコーティングを施したガスタービン高温部品の寿命管理方法において、コーティング層中に含まれず基材にのみ含有する元素あるいはコーティングよりも基材の方が多く含有する元素で表層部に外方拡散する性質を有する元素の濃度をパラメータとしてコーティング層表層部のアルミニウム量を定量的に評価し、コーティング層の寿命を評価することにより高温部品の寿命予測をするようにしたことを特徴とする。
【００１３】
上記目的を達成するために、請求項４に記載の発明は、請求項１記載のアルミニウムを含有するコーティングを施したガスタービン高温部品の寿命管理方法において、コーティング層中に含まれず基材にのみ含有する元素あるいはコーティングよりも基材の方が多く含有する元素で表層部に拡散する特徴を有する元素がコーティング層の主要元素あるいは燃焼ガス中に含まれる元素と反応し形成する相を同定しその測定強度をパラメータとしてコーティング層表層部のアルミニウム量を定量的に評価し、コーティング層の寿命を評価することにより高温部品の寿命予測をするようにしたことを特徴とする。
【００１４】
上記目的を達成するために、請求項５に記載の発明は、請求項２記載のガスタービン高温部品の寿命管理方法において、ある押し込み深さと断面積に相関のある圧子を用い、コーティング表面に圧子をあてある一定付加速度で荷重を増加させ、その変位速度の変化から劣化していないコーティング層の厚さを計測し管理寿命を評価することを特徴とする。
【００１５】
上記目的を達成するために、請求項６に記載の発明は、請求項２記載のガスタービン高温部品の寿命管理方法において、ある押し込み深さと断面積に相関のある圧子を用い、ある一定変位速度で圧子をコーティング層に押し付け、その荷重の変化から劣化していないコーティング層の厚さを計測し管理寿命を評価することを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の第１の実施の形態を説明するためのコーティング層の評価マスターカーブを示したものである。アルミニウムを含有するコーティング層の表面、あるいは内部の情報を元に求めたパラメータＰを縦軸１に、ガスタービンの運転時間ｔを横軸２にとる。未使用状態のパラメータ値３からある点検時にコーティング層の劣化損傷の激しい部位のこのパラメータ値４を求め、その最も変化の顕著な領域に対しての測定値から限界パラメータ値５に対する運転時間７を求める。これがこのコーティング層の管理寿命時間（ｔＣＲ）であり、余寿命の推定は、点検時の運転時間６（ｔｉ）とこの管理寿命時間７（ｔＣＲ）との差（ｔＣＲ−ｔｉ）から求める。
【００１７】
図２〜４にコーティング層の断面組織の例を示す。図２では、コーティング層８中に十分なアルミニウムを含有しているコーティング層の例を、また、図３は使用条件に比較し十分なアルミニウムを含有していないことから真空プラズマ溶射にてオーバーレイコーティングをした後表層部にアルミニウムを拡散浸透し濃化させたアルミナイズ層１１を有するコーティング層の例を示す。図２の場合はコーティング層８の領域、図３の場合は濃化させたアルミナイズ層１１のアルミニウム濃度、析出相比、硬さ、コーティング相厚さ、及びコーティング層８と基材１０の界面の拡散層厚さ９が図１に示した縦軸のパラメータＰとなる。図４は、図３に示したコーティング層８が実機で使用され、劣化した状態を示している。アルミナイズ層１１のアルミニウム濃度が実機使用と共に低下し、ＮｉＡｌ相を維持できなくなり、コーティング層の地の相に変化してきており、コーティング層８のアルミナイズ層１１を除いた層の組織も、次第に（Ｃｏ、Ｎｉ）Ａｌ相の量が減少し、耐食性の低下を来たし、寿命に至ることがわかる。。
【００１８】
図５はパラメータとしてコーティング層表層部のアルミニウム濃度を用いた場合の評価マスターカーブで、図３のCoNiCrAlYコーティングにアルミニウムの拡散浸透処理を施し、表層部のアルミニウムを濃化させたアルミナイズ層のアルミニウム濃度、つまり表層部のアルミニウム濃度をパラメータＰとして縦軸１２に、横軸２をガスタービンの運転時間ｔで示している。未使用状態のパラメータ値１３からアルミナイズ層が（Ｃｏ、Ｎｉ）Ａｌ相の単相である間は緩やかな減少を示すが、図４に示す組織となると点検時のアルミニウム濃度のパラメータ値１４で示すように急速な濃度低下を来たし、十分な耐高温酸化性を示せなくなる限界アルミニウム濃度のパラメータ値１６に達する。
【００１９】
この限界アルミニウム濃度のパラメータ値１６に対する運転時間７が管理寿命時間（ｔＣＲ）であり、余寿命の推定は、点検時の運転時間１５（ｔｉ）とこの管理寿命時間７（ｔＣＲ）との差（ｔＣＲ−ｔｉ）から求めるものである。
【００２０】
図６はパラメータとして、アルミニウムとＮｉ、Ｃｏとの金属間化合物相と地の（Ｎｉ、Ｃｏ）Ｃｒ相の面積率を用いた場合の評価マスターカーブで、パラメータＰを縦軸１７に、ガスタービンの運転時間ｔを横軸２にとり、コーティング層の劣化損傷の激しい部位のこのパラメータ値１９を求め、その最も変化の顕著な領域に対しての測定値から限界パラメータ値２１に対する運転時間７を求める。これがこのコーティングの管理寿命時間（ｔＣＲ）であり、余寿命の推定は、点検時の運転時間２０（ｔｉ）とこの管理寿命時間７との差（ｔＣＲ−ｔｉ）から求めるものである。
【００２１】
またその他表層部の付着物あるいは酸化皮膜の影響を除去した後表層部の所望深さの情報が入手できる荷重で評価した硬さの値をパラメータとして用いることもできる。あるいは、パラメータとしてはこの金属間化合物（Ｎｉ、Ｃｏ）Ａｌ相と地の（Ｎｉ、Ｃｏ）Ｃｒ相のある特定の回折ピーク比を用いることもできる。
【００２２】
次に図７を参照して本発明の第２の実施の形態を説明する。図７は本発明の第２の実施の形態における評価マスターカーブを示したものである。コーティング層表面から、面角が１３６度のダイヤモンド型四角錘の圧子をあて、一定付加速度で荷重を増加させ、変位測定センサーにて求めた変位量と時間から変位速度を求め、その変位速度の変化からコーティング層の厚さを求めるもので、縦軸２２は変位速度のパラメータＰ、横軸２３は圧子の変位量を示している。ここでは、図３のコーティングにおける変化を示しているが、アルミナイズ層においては、未使用状態のパラメータ値２４からしばらくは硬さが高く一定のパラメータ値２５で緩やかな変化を示すが、その下のコーティング層においては、パラメータ値２７で示すように速度変化は速くなり、拡散層９では若干緩やかなパラメータ値２９になる。この変極点２６、２８、３０から各層の厚さを求め、この厚さを図１のパラメータとして用いコーティング層の寿命を求めるものである。なおここでは、一定速度で変位させ、その荷重変化から図７に示す評価マスターカーブを求め、コーティング層厚さを求めることにより寿命を評価することができる。
【００２３】
図８を参照して本発明の第３の実施の形態を説明する。図８は本発明の第３の実施の形態における評価マスターカーブを示したものである。第３の実施の形態は、表層部に拡散してきたコーティング層よりも基材により多く残存する元素Ｎｉ、あるいはコーティング層に存在しない元素Ｔｉを分析することにより求めた濃度をパラメータとして用いたものである。また、その元素により形成される相の析出比率をパラメータとしたものである。これらの評価マスターカーブを非破壊あるいは破壊調査により計測し評価マスターカーブを作成することによりコーティング層の管理寿命、あるいは余寿命を求め、高温部品の寿命管理を行う。
【００２４】
即ち、表層部に拡散してきた元素濃度をパラメータＰとして縦軸３１に、ガスタービンの運転時間ｔを横軸２にとり、未使用状態の元素量のパラメータ値３２に対しそれが表面に到達する時間３３を求め、また、点検時のパラメータ値３４に対する運転時間３５を求める。
【００２５】
コーティング層の劣化損傷の激しい部位のこのパラメータ値３４を求め、その最も変化の顕著な領域に対しての測定値から限界パラメータ値値３６に対する運転時間７を求める。これがこのコーティングの管理寿命時間（ｔＣＲ）であり、余寿命の推定は、点検時の運転時間３５（ｔｉ）とこの管理寿命時間７（ｔＣＲ）との差（ｔＣＲ−ｔｉ）から求めるものである。
【００２６】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、アルミニウムを含有するコーティングを施したガスタービン高温部品の寿命管理方法において、コーティング層表層部の経時的な変化を示すパラメータを用いてコーティング層表層部のアルミニウム量を定量的に評価し、コーティング層の寿命を評価することにより高温部品の寿命予測をするようにしたので、コーティング層が保有するアルミニウム量を非破壊あるいは破壊手法を用いて正確に評価することにより正確な寿命予測が行えるガスタービン高温部品の寿命管理方法を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態のパラメータを用いた寿命評価法の概説図。
【図２】本発明の実施の形態のコーティング層の断面の組織写真。
【図３】本発明の実施の形態のコーティング層の断面の組織写真。
【図４】本発明の実施の形態のコーティング層の実機使用後の劣化した断面の組織 写真。
【図５】第１の実施の形態の異なるパラメータを用いたコーティング層の寿命評価法の外略図。
【図６】第１の実施の形態の更に異なるパラメータを用いたコーティング層の寿命評価法の外略図。
【図７】本発明の第２の実施の形態のパラメータを用いたコーティング層の寿命評価法の概説図。
【図８】本発明の第３の実施の形態のパラメータを用いたコーティング層の寿命評価法の概説図。
【符号の説明】
１…コーティング層の寿命評価パラメータ、２…ガスタービンの運転時間、３…未使用状態のパラメータ値、４…点検時のパラメータ値、５…コーティング層の寿命評価管理パラメータ値、６…点検時の運転時間、７…コーティング層の管理寿命時間、８…コーティング層、９…コーティング層と基材の拡散層、１０…基材、１１…アルミが濃化したアルミナイズ層。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a life management method for a high-temperature component of a gas turbine provided with a coating containing aluminum.
[0002]
[Prior art]
When the surface of a high-temperature part centering on the first stage moving blade of a gas turbine is exposed to combustion gas, the base material is oxidized and may develop into corrosion. For this reason, in order to protect a base material from a high temperature environment, the corrosion resistance coating containing aluminum is given to the surface layer part of high temperature components. Due to this corrosion-resistant coating, a dense oxide film of alumina is formed on the surface layer portion of the high-temperature component, and the high-temperature oxidation resistance and high-temperature corrosion resistance are increased, thereby protecting from a high-temperature environment.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, high-temperature components having a coating layer containing aluminum may have aluminum peeled off from the surface layer as an oxide during use for a long time in a high-temperature environment, or the substrate of a high-temperature component As a result, the alumina concentration decreases, and the alumina concentration sufficient to form a dense oxide film cannot be maintained.
[0004]
The lifetime of this coating layer is generally shorter than the lifetime of the substrate of the high temperature part. For this reason, in order to maintain the high temperature oxidation resistance and high temperature corrosion resistance of high temperature parts, either remove the coating layer and recoat before the coating layer reaches the end of its life, or shorten the life as a turbine blade. However, a maintenance management method has been performed in which the management life of the high-temperature parts is set in accordance with the life of the coating layer in anticipation of a decrease in the life due to the environment without performing recoating. In this case, the life evaluation is based on the results of external observations and, optionally, the life obtained from the performance of the preceding aircraft of a group of gas turbines of the same type, gas turbine, environment, and operation mode. Based on the sampling investigation results of the sampled wings, it has been qualitatively determined whether continuous use as a high-temperature part is possible.
[0005]
However, such a life management method is based on the experience of the maintenance manager, and is managed fairly conservatively, and it has not been possible to perform accurate life management of the high-temperature components of the gas turbine.
[0006]
The present invention eliminates the above drawbacks and provides a life management method for a gas turbine high-temperature component capable of accurately predicting the life by evaluating the aluminum content of the coating layer using a non-destructive or destructive technique. Objective.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is characterized in that, in the life management method of a gas turbine high-temperature component coated with aluminum, the ratio of the phase formed by aluminum in the coating layer is used as a parameter. the aluminum content of the coating layer surface portion quantitatively evaluated, characterized in that so as to predicting the life of the high temperature component by evaluating the life of the coating layer.
[0008]
With this invention, quantitatively evaluating the aluminum content of the coating layer surface layer portion, it is possible to perform life prediction of the gas turbine hot parts with reasonable approach not based on experience by evaluating the life of the coating layer .
[0011]
In order to achieve the above object, the invention described in claim 2 is a method for managing the lifetime of a gas turbine high-temperature component coated with aluminum according to claim 1, wherein the influence of deposits or oxide films on the surface layer is used. The amount of aluminum in the surface layer of the coating layer is quantitatively evaluated using the hardness value evaluated at a load at which information on the desired depth of the surface layer can be obtained as a parameter , and the life of the coating layer is evaluated by evaluating the life of the coating layer. It is characterized by predicting the life of parts .
[0012]
In order to achieve the above object, the invention described in claim 3 is the life management method for a gas turbine high-temperature part coated with aluminum according to claim 1, wherein the invention is not included in the coating layer but only on the base material. The amount of aluminum in the coating layer is quantitatively evaluated using as a parameter the concentration of the element contained in the substrate rather than the contained element or the element that has the property of diffusing outwardly into the surface layer. It is characterized in that the life of a high temperature part is predicted by evaluating the life .
[0013]
In order to achieve the above-mentioned object, the invention according to claim 4 is the life management method for the high-temperature component of the gas turbine having the aluminum-containing coating according to claim 1, wherein the invention is not included in the coating layer but only on the base material. Identify the phase formed by reacting with the main element of the coating layer or the element contained in the combustion gas, with the element contained in the base layer more than the element contained or the coating, Using the measured strength as a parameter, the amount of aluminum in the surface layer of the coating layer is quantitatively evaluated, and the life of the high-temperature component is predicted by evaluating the life of the coating layer .
[0014]
In order to achieve the above object, according to a fifth aspect of the present invention, in the life management method for a high-temperature component of a gas turbine according to the second aspect , an indenter having a correlation with a certain indentation depth and cross-sectional area is used. Oa Thea Ru increasing load at a constant with an acceleration, and evaluating the thickness measured manage the life of the coating layer is not deteriorated from a change in the displacement velocity.
[0015]
In order to achieve the above object, according to a sixth aspect of the present invention, in the life management method for a high-temperature component of a gas turbine according to the second aspect , an indenter having a correlation between a certain indentation depth and a cross-sectional area is used, and a certain displacement speed is obtained. in pressing the pressure element in the coating layer, and evaluating the measured thickness of the coating layer is not deteriorated from a change in the load management life.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows an evaluation master curve of a coating layer for explaining the first embodiment of the present invention. The vertical axis 1 represents the parameter P determined based on the surface or internal information of the coating layer containing aluminum, and the horizontal axis 2 represents the operation time t of the gas turbine. This parameter value 4 is obtained from the parameter value 3 in the unused state at the time of inspection, and the parameter value 4 of the part where the damage of the coating layer is severely damaged is obtained. Ask. This is the management life time (t CR ) of this coating layer, and the remaining life is estimated based on the difference (t CR −t i ) between the operation time 6 (t i ) at the time of inspection and this management life time 7 (t CR ). )
[0017]
2 to 4 show examples of the cross-sectional structure of the coating layer. FIG. 2 shows an example of a coating layer containing sufficient aluminum in the coating layer 8, and FIG. 3 does not contain sufficient aluminum as compared to the use conditions, so that overlay coating is performed by vacuum plasma spraying. An example of a coating layer having an aluminized layer 11 in which aluminum is diffused and infiltrated and concentrated in the surface layer portion is shown. In the case of FIG. 2, the region of the coating layer 8, and in the case of FIG. 3, the aluminum concentration, precipitation phase ratio, hardness, coating phase thickness of the concentrated aluminized layer 11, and the interface between the coating layer 8 and the substrate 10. The diffusion layer thickness 9 is the parameter P of the vertical axis shown in FIG. FIG. 4 shows a state in which the coating layer 8 shown in FIG. The aluminum concentration of the aluminized layer 11 decreases with the use of the actual machine, the NiAl phase cannot be maintained, and has changed to the ground phase of the coating layer. The structure of the layer other than the aluminized layer 11 of the coating layer 8 is also gradually increased. It can be seen that the amount of (Co, Ni) Al phase is reduced, the corrosion resistance is lowered, and the life is reached. .
[0018]
FIG. 5 is an evaluation master curve when the aluminum concentration in the surface layer of the coating layer is used as a parameter. Aluminum in the aluminized layer in which the CoNiCrAlY coating in FIG. The vertical axis 12 shows the concentration, that is, the aluminum concentration in the surface layer portion as a parameter P, and the horizontal axis 2 shows the operation time t of the gas turbine. While the aluminized layer is a single phase of the (Co, Ni) Al phase from the parameter value 13 in the unused state, it shows a gradual decrease. However, in the structure shown in FIG. As shown in the graph, the critical aluminum concentration parameter value 16 is reached, which causes a rapid concentration decrease and does not exhibit sufficient high-temperature oxidation resistance.
[0019]
The operation time 7 with respect to the parameter value 16 of the limit aluminum concentration is the management life time (t CR ), and the remaining life is estimated based on the operation time 15 (t i ) at the time of inspection and the management life time 7 (t CR ). Is obtained from the difference (t CR −t i ).
[0020]
FIG. 6 is an evaluation master curve when using the area ratio of the intermetallic compound phase of aluminum, Ni, and Co and the ground (Ni, Co) Cr phase as parameters. The operation value t of the coating layer is taken on the horizontal axis 2, the parameter value 19 of the part where the coating layer is severely damaged is obtained, and the operation time 7 for the limit parameter value 21 is obtained from the measured value in the region where the change is most remarkable. . This is the management life time (t CR ) of this coating, and the remaining life is estimated from the difference (t CR −t i ) between the operation time 20 (t i ) at the time of inspection and this management life time 7. is there.
[0021]
In addition, after removing the influence of the deposits or oxide film on the surface layer portion, the hardness value evaluated with a load capable of obtaining information on the desired depth of the surface layer portion can also be used as a parameter. Alternatively, a specific diffraction peak ratio between the intermetallic compound (Ni, Co) Al phase and the ground (Ni, Co) Cr phase can be used as a parameter.
[0022]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 7 shows an evaluation master curve in the second embodiment of the present invention. From the surface of the coating layer, apply a diamond-type square pyramid indenter with a face angle of 136 degrees, increase the load at a constant applied speed, and obtain the displacement speed from the displacement amount and time obtained by the displacement measurement sensor. The thickness of the coating layer is obtained from the change. The vertical axis 22 indicates the displacement speed parameter P and the horizontal axis 23 indicates the displacement amount of the indenter. Here, the change in the coating of FIG. 3 is shown. In the aluminized layer, the parameter value 24 in the unused state shows a gentle change from a parameter value 25 that is hard for a while and a constant value 25. In the coating layer, the speed change becomes fast as indicated by the parameter value 27, and the parameter value 29 becomes slightly gentle in the diffusion layer 9. The thickness of each layer is obtained from the inflection points 26, 28 and 30, and the thickness of the coating layer is obtained using this thickness as a parameter in FIG. Here, the life can be evaluated by displacing at a constant speed, obtaining the evaluation master curve shown in FIG. 7 from the load change, and obtaining the coating layer thickness.
[0023]
A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 8 shows an evaluation master curve in the third embodiment of the present invention. In the third embodiment, the concentration obtained by analyzing element Ni remaining more in the base material than the coating layer diffused in the surface layer portion or element Ti not present in the coating layer is used as a parameter. is there. Further, the precipitation ratio of the phase formed by the element is used as a parameter. By measuring these evaluation master curves by non-destructive or destructive investigation and creating an evaluation master curve, the management life or remaining life of the coating layer is obtained, and the life management of the high-temperature parts is performed.
[0024]
That is, the element concentration diffused in the surface layer is taken as a parameter P on the vertical axis 31, the gas turbine operating time t is taken on the horizontal axis 2, and the time it takes to reach the surface with respect to the parameter value 32 of the unused element amount 33 and an operation time 35 for the parameter value 34 at the time of inspection is obtained.
[0025]
The parameter value 34 of the part where the deterioration damage of the coating layer is severe is obtained, and the operation time 7 for the limit parameter value 36 is obtained from the measured value for the region where the change is most remarkable. This is the management life time (t CR ) of this coating, and the remaining life is estimated by the difference (t CR −t i ) between the operation time 35 (t i ) at the time of inspection and this management life time 7 (t CR ). Is what you want.
[0026]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in the life management method of a gas turbine high-temperature component coated with aluminum, the amount of aluminum in the coating layer surface layer portion using the parameter indicating the change over time of the coating layer surface layer portion. The life of a high-temperature part is predicted by evaluating the life of the coating layer quantitatively, and by accurately evaluating the amount of aluminum held by the coating layer using nondestructive or destructive techniques It is possible to obtain a life management method for a gas turbine high-temperature component capable of accurate life prediction.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram of a life evaluation method using parameters of a first embodiment.
FIG. 2 is a structural photograph of a cross section of a coating layer according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a structural photograph of a cross section of a coating layer according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a structure photograph of a deteriorated cross section after using the coating layer according to the embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a schematic view of a coating layer life evaluation method using different parameters according to the first embodiment;
FIG. 6 is a schematic view of a coating layer life evaluation method using still different parameters of the first embodiment.
FIG. 7 is a schematic diagram of a coating layer lifetime evaluation method using parameters according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a schematic diagram of a coating layer lifetime evaluation method using parameters according to a third embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Coating layer life evaluation parameter, 2 ... Gas turbine operating time, 3 ... Unused parameter value, 4 ... Inspection parameter value, 5 ... Coating layer life evaluation management parameter value, 6 ... Inspection time Operating time, 7 ... Control lifetime of coating layer, 8 ... Coating layer, 9 ... Diffusion layer of coating layer and substrate, 10 ... Base material, 11 ... Aluminized layer in which aluminum is concentrated.

Claims (6)

アルミニウムを含有するコーティングを施したガスタービン高温部品の寿命管理方法において、コーティング層のアルミニウムにより形成される相の占める比率をパラメータとしてコーティング層表層部のアルミニウム量を定量的に評価し、コーティング層の寿命を評価することにより高温部品の寿命予測をするようにしたことを特徴とするガスタービン高温部品の寿命管理方法。In the life management method for high-temperature components of gas turbines with coatings containing aluminum, the amount of aluminum in the coating layer surface layer is quantitatively evaluated using the ratio of the phase formed by aluminum in the coating layer as a parameter . A life management method for a high-temperature component of a gas turbine, characterized in that the life of a high-temperature component is predicted by evaluating the life. アルミニウムを含有するコーティングを施したガスタービン高温部品の寿命管理方法において、表層部の付着物あるいは酸化皮膜の影響を除去した後表層部の所望深さの情報が入手できる荷重で評価した硬さの値をパラメータとしてコーティング層表層部のアルミニウム量を定量的に評価し、コーティング層の寿命を評価することにより高温部品の寿命予測をするようにしたことを特徴とするガスタービン高温部品の寿命管理方法。In the life management method for high-temperature components of gas turbines with a coating containing aluminum, after removing the influence of deposits or oxide film on the surface layer, the hardness evaluated by the load at which information on the desired depth of the surface layer can be obtained Lifetime management method for high-temperature components of gas turbines characterized in that the amount of aluminum in the surface layer of the coating layer is quantitatively evaluated using the value as a parameter, and the lifetime of the high-temperature component is predicted by evaluating the life of the coating layer . アルミニウムを含有するコーティングを施したガスタービン高温部品の寿命管理方法において、コーティング層中に含まれず基材にのみ含有する元素あるいはコーティングよりも基材の方が多く含有する元素で表層部に外方拡散する性質を有する元素の濃度をパラメータとしてコーティング層表層部のアルミニウム量を定量的に評価し、コーティング層の寿命を評価することにより高温部品の寿命予測をするようにしたことを特徴とするガスタービン高温部品の寿命管理方法。In the life management method of gas turbine high-temperature parts with coating containing aluminum , the outer layer is exposed to the outer layer with elements that are not contained in the coating layer but are contained in the base material more than the elements contained only in the base material. A gas characterized by quantitatively evaluating the aluminum content of the surface layer of the coating layer using the concentration of the element having a diffusing property as a parameter, and predicting the life of the high-temperature component by evaluating the life of the coating layer. Life management method for turbine high temperature parts. アルミニウムを含有するコーティングを施したガスタービン高温部品の寿命管理方法において、コーティング層中に含まれず基材にのみ含有する元素あるいはコーティングよりも基材の方が多く含有する元素で表層部に拡散する特徴を有する元素がコーティング層の主要元素あるいは燃焼ガス中に含まれる元素と反応し形成する相を同定しその測定強度をパラメータとしてコーティング層表層部のアルミニウム量を定量的に評価し、コーティング層の寿命を評価することにより高温部品の寿命予測をするようにしたことを特徴とするガスタービン高温部品の寿命管理方法。In the life management method of gas turbine high-temperature parts with coating containing aluminum, it diffuses to the surface layer with elements that are not contained in the coating layer but are contained only in the base material or elements that are contained in the base material more than the coating. Identify the phase formed by the reaction of the element with the characteristic with the main element of the coating layer or the element contained in the combustion gas, and quantitatively evaluate the aluminum content of the coating layer surface layer using the measured strength as a parameter . A life management method for a high-temperature component of a gas turbine, characterized in that the life of a high-temperature component is predicted by evaluating the life. ある押し込み深さと断面積に相関のある圧子を用い、コーティング表面に圧子をあてある一定付加速度で荷重を増加させ、その変位速度の変化から劣化していないコーティング層の厚さを計測し管理寿命を評価することを特徴とする請求項２記載のガスタービン高温部品の寿命管理方法。Using an indenter having a correlation with a certain penetration depth and cross-sectional area, the indenter is increased load at a constant with an acceleration Ah Ru tare the surface of the coating, measured the thickness of the coating layer is not deteriorated from a change in the displacement velocity The life management method for a gas turbine high-temperature component according to claim 2 , wherein a management life is evaluated. ある押し込み深さと断面積に相関のある圧子を用い、ある一定変位速度で圧子をコーティング層に押し付け、その荷重の変化から劣化していないコーティング層の厚さを計測し管理寿命を評価することを特徴とする請求項２記載のガスタービン高温部品の寿命管理方法。That pushing with depth and indenter having a correlation with the cross-sectional area, pressed against the coating layer pressure member at a constant displacement rate with, for evaluating the measured thickness of the coating layer is not deteriorated from a change in the load management life The life management method for a gas turbine high-temperature component according to claim 2 .
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