JP5582910B2 - Thermal barrier coating construction method - Google Patents
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本発明は遮熱コーティング施工方法に関し、複雑な形状をした被溶射物の表面に、耐久性の良い遮熱コーティング層を形成することができるように工夫したものである。 The present invention relates to a method for applying a thermal barrier coating, which is devised so that a thermal barrier coating layer having good durability can be formed on the surface of a sprayed object having a complicated shape.
ガスタービンでは、その効率を向上させるために、使用するガスの温度を高く設定している。このような高温のガスに晒される翼には、耐熱性を高めるために、遮熱コーティング(Thermal Barrier Coating:TBC)が施されている。TBCとは、被溶射物である翼の表面に、溶射により熱伝導率の小さい溶射材(例えば熱伝導率の小さいセラミックス系材料)を被覆したものである。 In the gas turbine, in order to improve the efficiency, the temperature of the gas used is set high. A blade exposed to such a high-temperature gas is provided with a thermal barrier coating (TBC) in order to improve heat resistance. TBC is obtained by coating the surface of a blade, which is a sprayed object, with a thermal spray material having a low thermal conductivity (for example, a ceramic material having a low thermal conductivity) by thermal spraying.
ここで遮熱コーティング層の一般的な構成を図7を参照して説明する。同図に示すように、基材1上にアンダーコート2を被覆し、このアンダーコート2上にトップコート3を被覆してTBCが施されている。
Here, a general configuration of the thermal barrier coating layer will be described with reference to FIG. As shown in the figure, an
基材1は例えばガスタービンの翼であり、Ni基超合金等の高温強度に優れた材料で製作されている。
アンダーコート2は、MCrAlY合金(但し、MはCo及びNiのうちの少なくとも1種の元素を表す)を主として含有するMCrAlY層を、溶射施工(LPPS(低圧プラズマ溶射法)またはHVOF(高速フレーム溶射法))により、基材1上に施して金属結合層として積層したものである。このアンダーコート2は、基板1への耐食機能と、基材1とトップコート3との結合剤としての機能を有している。
The base material 1 is a blade of a gas turbine, for example, and is made of a material having excellent high temperature strength such as a Ni-base superalloy.
The
トップコート3は、アンダーコート(MCrAlY層)2上に、溶射施工(APS:大気圧プラズマ溶射法)により、YSZ(添加剤としてY2O3を添加して部分安定化させた部分安定化ジルコニア)よりなるセラミックス層を積層して構成されている。このトップコート層3は、基材1への遮熱機能を果たすものである。 The topcoat 3 is a partially stabilized zirconia obtained by partially stabilizing YSZ (Y 2 O 3 as an additive) on the undercoat (MCrAlY layer) 2 by spraying (APS: atmospheric pressure plasma spraying method). ) Are laminated to form a ceramic layer. The top coat layer 3 fulfills a heat shielding function to the substrate 1.
トップコート3の材料としては、上記の他にもSmYbZr2O7,YbSZ(Yb2O3添加で部分安定化した部分安定化ジルコニア:Yb2O3の添加割合が、0.01wt%以上17.00%以下)等があり、YSZよりも遮熱性や、高温相安定性に優れる。
トップコート材の被膜組織としては、遮熱性に優れるポーラス組織(気孔率:1%以上30%以下)、耐久性に優れる縦割れ組織(厚さ方向に、トップコート層の厚さの5%以上100%以下の間隔で縦割れを有し、層の断面における単位長さ(1mm)あたりの縦割れの数が1本以上10本以下であることを特徴とする組織)などがある。
As the material of the topcoat 3, In addition to the above SmYbZr also 2 O 7, YbSZ (Yb 2 O 3 moiety in addition stabilized partially stabilized zirconia: addition ratio of Yb 2 O 3 is more than 0.01 wt% 17 0.000% or less), etc., which are superior to YSZ in heat shielding properties and high-temperature phase stability.
As the coating structure of the topcoat material, a porous structure (porosity: 1% or more and 30% or less) excellent in heat-shielding properties, and a vertical crack structure (5% or more of the thickness of the topcoat layer in the thickness direction) excellent in durability And the like, which have vertical cracks at intervals of 100% or less and the number of vertical cracks per unit length (1 mm) in the cross section of the layer is 1 or more and 10 or less.
被溶射物にTBCを施すには、一般的には、多軸ロボットの先端にプラズマ溶射をする溶射ガンを取り付け、多軸ロボットを駆動して溶射ガンを走査移動させつつ、溶射ガンから被溶射物に対して加熱溶融した溶射材を吹き付けて溶射をしている。 In order to apply TBC to a sprayed object, generally, a spray gun that performs plasma spraying is attached to the tip of a multi-axis robot, and the multi-axis robot is driven to scan and move the spray gun while spraying from the spray gun. Thermal spraying is performed by spraying a thermally sprayed material on an object.
ところで、タービンの翼(動翼、静翼)のような3次元曲面部材に対して、大気圧プラズマ溶射法(APS)により、溶射ガンから加熱溶融した溶射材を吹き付けて、トップコートを形成する場合において、その施工条件として、試験片レベルで性能が良いと判定した施工条件をそのまま採用したとしても、トップコートの組織、耐久性、成膜効率の悪い箇所ができてしまう場合がある。
このような不具合は、単純形状の試験片に比べ、複雑な曲面を有するタービン翼などの部品に施工する場合、溶射時に使用するロボットのプログラムに工夫が必要であり、この工夫が不十分な場合に、溶射角度や溶射距離が適正範囲からはずれるために生ずる。
By the way, a thermal spray material that is heated and melted from a spray gun is sprayed onto a three-dimensional curved surface member such as a turbine blade (moving blade, stationary blade) by an atmospheric pressure plasma spraying method (APS) to form a top coat. In some cases, even if the construction conditions determined to have good performance at the test piece level are used as they are, the top coat structure, durability, and poor film formation efficiency may be created.
When such a defect is applied to parts such as turbine blades having a complicated curved surface compared to a simple-shaped test piece, it is necessary to devise the robot program used during thermal spraying, and this contrivance is insufficient. Furthermore, this occurs because the spray angle or spray distance is out of the proper range.
ここで「溶射角度θ」について説明すると、図8に示すように、溶射ガン11から加熱溶融した溶射材(トップコート材)12を被溶射物13に吹き付けた(噴射した)ときに、被溶射物13の表面のうち溶射材12が吹き付けられる位置である溶射点Pにおける接平面Sと、溶射材12の吹き付け方向(噴射方向)とでなす角度をいう。
Here, the “spraying angle θ” will be described. As shown in FIG. 8, when the sprayed material (topcoat material) 12 heated and melted from the
上記の溶射角度θが悪いと、即ち、溶射角度θが90°に対して小さい角度になると、トップコートの耐久性が落ちる場合があると共に、成膜効率が落ちる場合がある。 If the above-mentioned spraying angle θ is poor, that is, if the spraying angle θ is a small angle with respect to 90 °, the durability of the topcoat may be lowered and the film forming efficiency may be lowered.
図9は、溶射角度θと相対熱サイクル寿命との関係を示す特性図であり、溶射角度θが90°〜70°の範囲であれば、耐久性は高いが、溶射角度θが70°未満になると耐久性が低下する傾向にあることが、本願発明者の研究により分かった。 FIG. 9 is a characteristic diagram showing the relationship between the thermal spraying angle θ and the relative thermal cycle life. If the thermal spraying angle θ is in the range of 90 ° to 70 °, the durability is high, but the thermal spraying angle θ is less than 70 °. As a result, the inventors have found that the durability tends to decrease.
また3次元曲面部材の被溶射物に対して、溶射角度の良い成膜を行おうとする場合には、
溶射点Pの移動軌跡が、被溶射物の表面のうち曲率変化が少ない方向に沿い形成されるように、溶射ガンを走査移動する手法が望ましい。なぜならば、溶射施工時のロボットの速度は、溶接などの他のプロセスに比べ、比較的速く、多関節ロボットで、曲率が極端に変化する方向へ走査(たとえば、図2の翼のように縦に動かすのでなく、前縁のR部を水平方向に動かす場合等)しつつ、溶射点の接平面にガンの角度を90°に維持しようとすると(要するに溶射角度を90°に維持しようとすると)、複雑な面になるほど、多くの関節を同時に動かす制御が必要となり、各々の関節のモータの加速度が重畳されることとなって、設定どおりの速度で溶射点が動かない不適合が生じやすくなる。このような速度の変化は、膜厚の変化に直結するので、問題である。この点は、ロボットの性能を高めたり、プログラミングをより最適化することで、有る程度解消はできるが、比較的、高度な技術と、時間が必要となるので、工業的には、できるだけ、溶射ガンを曲率変化の少ない方向に沿って動かすほうが、施工の安定性を高めることになる。
ただし、その走査移動方向に直交する面がある場合には、その面(直交する面)の施工が実施しにくいという問題がある。
When a film having a good spray angle is to be formed on the sprayed object of the three-dimensional curved surface member,
A method of scanning and moving the spray gun is desirable so that the movement trajectory of the spray point P is formed along the direction in which the curvature change is small on the surface of the sprayed object. This is because the speed of the robot during thermal spraying is relatively fast compared to other processes such as welding, and the articulated robot scans in a direction in which the curvature changes extremely (for example, longitudinally like a wing in Fig. 2). If you try to maintain the gun angle at 90 ° to the tangent plane of the spray point (in other words, move the R part of the leading edge horizontally) ), The more complicated the surface, the more control is required to move many joints at the same time, and the acceleration of the motors of each joint is superimposed, which tends to cause incompatibility that the spray point does not move at the set speed. . Such a change in speed is a problem because it is directly related to a change in film thickness. This point can be solved to some extent by improving the performance of the robot or optimizing the programming, but relatively advanced technology and time are required. Moving the gun along the direction of less curvature change will increase the stability of construction.
However, when there is a surface orthogonal to the scanning movement direction, there is a problem that it is difficult to implement the surface (orthogonal surface).
例えば、図10に示すように、溶射ガン11を上下方向に走査移動しつつ溶射材12を被溶射物13の表面に吹き付けていく場合、被溶射物13の面αについては溶射角度が90°近くになり良好な耐久性・成膜効率を得ることができるが、面αに対して直交する面βについては溶射角度が極めて小さくなり、耐久性・成膜効率が大幅に低下する。
更に面γでは、溶射角度が90°近くになるが、溶射距離(溶射ガン11から被溶射物の面までの距離)が短いため、形成されるトップコートの膜厚が厚くなりすぎ、状況によっては、膜が剥離してしまうという不具合がでてくることがある。
For example, as shown in FIG. 10, when spraying
Further, on the surface γ, the spraying angle is close to 90 °, but since the spraying distance (distance from the
本発明は上記従来技術に鑑み、被溶射物の表面に耐久性の良い遮熱コーティング層を形成することができ、しかも、3次元曲面部材等の複雑な表面形状をした被溶射物であっても、耐久性の良い遮熱コーティング層を形成することができる遮熱コーティング施工方法を提供することを目的とする。 In view of the above prior art, the present invention is capable of forming a thermal barrier coating layer having good durability on the surface of the sprayed object, and is a sprayed object having a complicated surface shape such as a three-dimensional curved surface member. It is another object of the present invention to provide a thermal barrier coating method that can form a thermal barrier coating layer with good durability.
上記課題を解決する本発明の構成は、
被コーティング面を備えた主部と、この主部の被コーティング面に対して交差する交差面を有する交差部材とを有する、被溶射物に対して、溶射ガンから溶射材を噴射して、前記被コーティング面上及び前記交差面上に遮熱コーティング層を形成する遮熱コーティング施工方法において、
前記溶射ガンから噴射した溶射材が、前記交差部材及び前記交差面に溶射されることを阻止するマスキング部材を配置した状態で、溶射角度を90°〜70°の範囲にして前記溶射ガンから前記主部の前記被コーティング面に対して溶射材を噴射し、しかも、溶射点の移動軌跡が前記被コーティング面のうち曲率変化が少ない方向となるように前記溶射ガンを走査移動する工程と、
溶射角度を90°〜70°の範囲にして前記溶射ガンから前記交差部材の交差面に対して溶射材を噴射しつつ、前記溶射ガンを走査移動する工程とを有することを特徴とする。
The configuration of the present invention for solving the above problems is as follows.
A spraying material is sprayed from a spray gun on a sprayed object having a main part having a surface to be coated and a cross member having a crossing surface intersecting the surface to be coated of the main part, In the thermal barrier coating construction method for forming the thermal barrier coating layer on the surface to be coated and on the intersecting surface,
In the state where the spraying material sprayed from the spray gun is disposed with the crossing member and the masking member for preventing the spraying from being performed on the crossing surface, the spraying angle is set in the range of 90 ° to 70 ° from the spray gun. Spraying a thermal spray material on the surface to be coated of the main part, and scanning and moving the thermal spray gun so that the movement trajectory of the thermal spray point is in a direction in which the curvature change is small in the surface to be coated;
And a step of scanning and moving the spray gun while spraying a spray material from the spray gun to the crossing surface of the cross member with a spray angle of 90 ° to 70 °.
また本発明の構成は、
翼部と、この翼部の翼面に対して交差する交差面を有する交差部材とを有する、ガスタービンの翼に対して、溶射ガンから溶射材を噴射して、前記翼面上及び前記交差面上に遮熱コーティング層を形成する遮熱コーティング施工方法において、
前記溶射ガンから噴射した溶射材が、前記交差部材及び前記交差面に溶射されることを阻止するマスキング部材を配置した状態で、溶射角度を90°〜70°にして前記溶射ガンから前記翼部の翼面に対して溶射材を噴射し、しかも、溶射点の移動軌跡が前記翼面の先端側と翼付根側とを結ぶ方向となるように前記溶射ガンを走査移動する工程と、
溶射角度を90°〜70°の範囲にして前記溶射ガンから前記交差部材の交差面に対して溶射材を噴射しつつ、前記溶射ガンを走査移動する工程とを有することを特徴とする。
The configuration of the present invention is as follows.
A spraying material is sprayed from a spray gun to a blade of a gas turbine having a blade portion and a cross member having a crossing surface intersecting the blade surface of the blade portion, and the blade surface and the crossing In the thermal barrier coating method for forming the thermal barrier coating layer on the surface,
In a state where a spraying material sprayed from the spray gun is disposed on the cross member and the crossing surface to prevent spraying, a spray angle is set to 90 ° to 70 ° from the spray gun to the wing portion. Spraying the spray material onto the blade surface of the blade, and scanning and moving the spray gun so that the movement locus of the spray point is in a direction connecting the tip side of the blade surface and the blade root side;
And a step of scanning and moving the spray gun while spraying a spray material from the spray gun to the crossing surface of the cross member with a spray angle of 90 ° to 70 °.
また本発明の構成は、
翼部と、この翼部の翼面に対して交差するプラットフォーム面及び前記プラットフォーム面に対して交差するプラットフォーム端面を有するプラットフォーム部とを有する、ガスタービンの動翼に対して、溶射ガンから溶射材を噴射して、前記翼面上並びに前記プラットフォーム面上及び前記プラットフォーム端面上に遮熱コーティング層を形成する遮熱コーティング施工方法において、
前記溶射ガンから噴射した溶射材が、前記プラットフォーム部及び前記プラットフォーム面に溶射されることを阻止するマスキング部材を配置した状態で、溶射角度を90°〜70°にして前記溶射ガンから前記翼部の翼面に対して溶射材を噴射し、しかも、溶射点の移動軌跡が前記翼面の先端側と翼付根側とを結ぶ方向となるように前記溶射ガンを走査移動する工程と、
溶射角度を90°〜70°の範囲にして前記溶射ガンから前記プラットフォーム部のプラットフォーム面に対して溶射材を噴射しつつ、前記溶射ガンを走査移動する工程と、
溶射角度を90°〜70°の範囲にして前記溶射ガンから前記プラットフォーム部のプラットフォーム端面に対して溶射材を噴射しつつ、前記溶射ガンを走査移動する工程とを有することを特徴とする。
The configuration of the present invention is as follows.
A thermal spray material from a spray gun to a moving blade of a gas turbine having a blade portion and a platform portion having a platform surface intersecting the blade surface of the blade portion and a platform end surface intersecting the platform surface. In the thermal barrier coating method for forming a thermal barrier coating layer on the blade surface and on the platform surface and the platform end surface by spraying
In a state where a spraying material sprayed from the spraying gun is disposed on the platform part and the masking member for preventing spraying on the platform surface, the spraying angle is set to 90 ° to 70 ° from the spraying gun to the wing part. Spraying the spray material onto the blade surface of the blade, and scanning and moving the spray gun so that the movement locus of the spray point is in a direction connecting the tip side of the blade surface and the blade root side;
A step of scanning and moving the spray gun while spraying a spray material from the spray gun to the platform surface of the platform portion with a spray angle in a range of 90 ° to 70 °;
And a step of scanning and moving the spray gun while spraying a spray material from the spray gun to the platform end surface of the platform portion with a spray angle of 90 ° to 70 °.
本発明によれば、翼面(主部の面)と、プラットフォーム面(交差面)との遮熱コーティング施工を別々に行うと共に、溶射角度を90°〜70°にしたため、耐久性の良い遮熱コーティング層を形成することができる。
また、翼面を溶射する際に、マスキング部材を用いてプラットフォーム部への溶射を遮断しているため、不要な溶射がされることを防止することができる。
According to the present invention, the thermal barrier coating is separately applied to the blade surface (main surface) and the platform surface (crossing surface), and the spray angle is set to 90 ° to 70 °. A thermal coating layer can be formed.
Further, when spraying the blade surface, since the spraying to the platform portion is blocked using the masking member, unnecessary spraying can be prevented.
以下、本発明の実施の形態について、実施例に基づき詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail based on examples.
本発明の実施例1として、ガスタービンの動翼に対して遮熱コーティング施工を施す手法を説明する。 As Example 1 of the present invention, a method for applying a thermal barrier coating to a moving blade of a gas turbine will be described.
最初に、図1を参照して、ガスタービンの動翼50について説明する。同図に示すように、動翼50は、翼を形成する翼部51と、翼部51の根元側と接合しているプラットフォーム部52と、プラットフォーム部52の下に位置するシャンク部53を有している。
翼部51の翼面は、翼腹面、翼前縁面、翼背面、翼後縁面からなり、概略的には涙形となっている複雑な形状となっている。
First, a moving
The wing surface of the
このような動翼50では、翼部51の翼面と、翼頂部分(チッフ゜部)51a、プラットフォーム部52のプラットフォーム面(上面)52aと、プラットフォーム部52のプラットフォーム端面52bに対して、遮熱コーティング施工をする。
In such a moving
本実施例では、翼部51の翼面に遮熱コーティング層を形成する工程と、プラットフォーム部52のプラットフォーム面52aに遮熱コーティング層を形成する工程と、プラットフォーム部52のプラットフォーム端面52bに対して遮熱コーティング層を形成する工程とに分けて、大気圧プラズマ溶射法(APS)により遮熱コーティング施工をする。
In this embodiment, a step of forming a thermal barrier coating layer on the blade surface of the
つまり、翼部(主部)51の翼面(被コーティング面)への遮熱コーティング施工と、翼面に直交(交差)するプラットフォーム部(交差部材)52のプラットフォーム面(交差面)52aへの遮熱コーティング施工と、プラットフォーム面52aに直交(交差)するプラットフォーム端面52bへの遮熱コーティング施工を分けて行う。
That is, the thermal barrier coating is applied to the wing surface (coating surface) of the wing portion (main portion) 51 and the platform surface (cross member) 52 of the platform portion (cross member) 52 orthogonal to (intersects) the wing surface. The thermal barrier coating and the thermal barrier coating on the
最初に、翼部51の翼面に遮熱コーティング層を形成する工程を、図2及び図3を参照して説明する。
両図に示すように、プラットフォーム部52のプラットフォーム端面52bに対面した状態で、板状のマスキング部材20を配置している。このマスキング部材20は、プラットフォーム端面52bに対面するのみならず、マスキング部材20の上縁が、翼部51の翼面とプラットフォーム面52aとが交差している位置(翼部51の根元部)よりも上方(翼部51の先端側)に位置している。
First, a process of forming a thermal barrier coating layer on the blade surface of the
As shown in both figures, the plate-shaped masking
図2においてラダー形の線は、溶射ガン11の走査移動の経路を示している。
具体的に説明すると、溶射ガン11から噴射した加熱溶融した溶射材12が翼部の翼面に吹き付けられる位置(溶射点P)の移動軌跡が、翼面の縦方向(翼面の先端側と翼付根側とを結ぶ方向)となるように溶射ガン11を走査移動させ、この縦方向の走査移動の後に、翼面の横方向(前記の縦方向に直交する方向)に予め決めたピッチ分だけシフト移動させてから、再び溶射ガン11を翼面の縦方向に走査移動させていく、という動作を次々に行っている。
なお溶射ガン11は、図示しない多軸ロボットの先端に取り付けられており、多軸ロボットを駆動することにより、溶射ガン11を上記のラダー形の走査線に沿い走査移動している。
In FIG. 2, ladder-shaped lines indicate the scanning movement path of the
More specifically, the movement trajectory of the position (spray point P) at which the thermally melted sprayed
The
溶射ガン11を翼面の縦方向に走査移動しつつ、溶射ガン11から加熱溶融した溶射材12を噴射すると、翼面に溶射材12が吹き付けられてトップコートが形成される。このとき、溶射点(P)の移動軌跡の方向は、翼面の縦方向、即ち、翼面のうち曲率変化が少ない方向となる。しかも、溶射角度θを略90°となるように、溶射ガン11の向きを調整している。
When the spraying
このように、溶射点(P)の移動軌跡の方向を、翼面のうち曲率変化が少ない方向にし、しかも溶射角度θを略90°となるようにしているため、耐久性のよいトップコートを形成することができる。 Thus, since the direction of the movement trajectory of the spraying point (P) is set to a direction in which the curvature of the blade surface is less changed and the spraying angle θ is approximately 90 °, a durable top coat is provided. Can be formed.
なお、溶射角度θとしては、90°〜70°の範囲の角度を任意に採用することができる。また、溶射角度θを「略90°」にするとは、溶射角度θが90°になるように溶射ガン11の向きを調整制御するが、ある程度の制御誤差があり、制御誤差により90°からずれることを許容した角度範囲を意味する。
As the spray angle θ, an angle in the range of 90 ° to 70 ° can be arbitrarily adopted. Further, when the spraying angle θ is set to “approximately 90 °”, the orientation of the spraying
なお、溶射ガン11が下方位置に位置している状態では、溶射ガン11から噴射された溶射材12は、マスキング部材20により遮断されて、プラットフォーム部52のプラットフォーム面52aやプラットフォーム端面52bに付着することはない。したがって、翼面を溶射する際に、不用意にプラットフォーム面52aやプラットフォーム端面52bが溶射されることを防止することができる。
In the state where the
図2,図3は、翼部51の翼腹面に対して遮熱コーティング施工をする例を示したものであるが、翼前縁面、翼背面、翼後縁面を遮熱コーティング施工する場合にも、同様にして行う。
2 and 3 show an example in which a thermal barrier coating is applied to the blade belly surface of the
次にプラットフォーム部52のプラットフォーム面52aに遮熱コーティング層を形成する工程を、図4及び図5を参照して説明する。
Next, a process of forming a thermal barrier coating layer on the
プラットフォーム面52aに対して遮熱コーティング施工をする場合には、溶射角度θが70°〜90°となる状態にして、溶射ガン11を走査移動していく。この場合、溶射ガン11の走査移動経路は、図4において示す、ラダー形の走査線に沿い移動していく経路とする。
When the thermal barrier coating is applied to the
このように溶射角度θを70°〜90°にしているため、耐久性の良いトップコートを形成することができる。 Thus, since the spraying angle θ is set to 70 ° to 90 °, a durable top coat can be formed.
図4,図5は、プラットフォーム面52aのうち、翼腹面に対して直交する面に対して遮熱コーティング施工をする例を示したものであるが、プラットフォーム面52aのうち、翼前縁面、翼背面、翼後縁面に対してそれぞれ直交する面に対して遮熱コーティング施工をする場合にも、同様にして行う。
4 and 5 show an example in which a thermal barrier coating is applied to a surface of the
次にプラットフォーム部52のプラットフォーム端面52bに遮熱コーティング層を形成する工程を、図6を参照して説明する。
Next, a process of forming a thermal barrier coating layer on the
図6に示すように、プラットフォーム端面52bに対して遮熱コーティング施工をする場合には、溶射角度θが70°〜90°となる状態にして、溶射ガン11を走査移動していく。この場合、溶射ガン11の走査移動経路は、ラダー形の走査線に沿い移動していく経路とする。
As shown in FIG. 6, when the thermal barrier coating is applied to the
このように溶射角度θを70°〜90°にしているため、耐久性の良いトップコートを形成することができる。 Thus, since the spraying angle θ is set to 70 ° to 90 °, a durable top coat can be formed.
図6は、プラットフォーム端面52aのうちの1面のプラットフォーム端面に対して遮熱コーティング施工をする例を示したものであるが、残りの3面に対して遮熱コーティング施工をする場合にも、同様にして行う。
FIG. 6 shows an example in which the thermal barrier coating is applied to one of the
上述した実施例1は、ガスタービンの動翼50に対して遮熱コーティング施工をする例を示しているが、ガスタービンの静翼や他の3次元曲面部材に対しても、同様にして、遮熱コーティング施工をすることができる。
即ち、交差(直交)する面がある場合には、各面をそれぞれ個別に遮熱コーティング施工し、しかも溶射角度θを70°〜90°にして遮熱コーティング層を形成する。そして、不要部分に溶射がされる状況となる場合には、マスキング部材を使用して、不要な溶射を遮断する。
Although Example 1 mentioned above has shown the example which performs thermal-insulation coating construction to the moving
That is, when there are intersecting (orthogonal) surfaces, each surface is individually subjected to thermal barrier coating, and the thermal barrier coating layer is formed with a thermal spray angle θ of 70 ° to 90 °. And when it will be in the situation where thermal spraying is carried out to an unnecessary part, a masking member is used and unnecessary thermal spraying is interrupted | blocked.
本発明はガスタービンの翼(動翼、静翼)のみならず、遮熱コーティングが必要な3次元曲面を有する各種の部材に適用することが可能である。 The present invention can be applied not only to blades (moving blades and stationary blades) of gas turbines but also to various members having a three-dimensional curved surface that requires thermal barrier coating.
1 基材
2 アンダーコート
3 トップコート
11 溶射ガン
12 溶射材
13 被溶射物
20 マスキング部材
50 動翼
51 翼部
52 プラットフォーム部
52a プラットフォーム面
52b プラットフォーム端面
53 シャンク部
P 溶射点
S 接平面
θ 溶射角度
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (3)
前記溶射ガンから噴射した溶射材が、前記交差部材及び前記交差面に溶射されることを阻止するマスキング部材を配置した状態で、溶射角度を90°〜70°の範囲にして前記溶射ガンから前記主部の前記被コーティング面に対して溶射材を噴射し、しかも、溶射点の移動軌跡が前記被コーティング面のうち曲率変化が少ない方向となるように前記溶射ガンを走査移動する工程と、
溶射角度を90°〜70°の範囲にして前記溶射ガンから前記交差部材の交差面に対して溶射材を噴射しつつ、前記溶射ガンを走査移動する工程と、
を有することを特徴とする遮熱コーティング施工方法。 A spraying material is sprayed from a spray gun on a sprayed object having a main part having a surface to be coated and a cross member having a crossing surface intersecting the surface to be coated of the main part, In the thermal barrier coating construction method for forming the thermal barrier coating layer on the surface to be coated and on the intersecting surface,
In the state where the spraying material sprayed from the spray gun is disposed with the crossing member and the masking member for preventing the spraying from being performed on the crossing surface, the spraying angle is set in the range of 90 ° to 70 ° from the spray gun. Spraying a thermal spray material on the surface to be coated of the main part, and scanning and moving the thermal spray gun so that the movement trajectory of the thermal spray point is in a direction in which the curvature change is small in the surface to be coated;
A step of scanning and moving the spray gun while spraying a spray material from the spray gun to the crossing surface of the cross member with a spray angle of 90 ° to 70 °;
The thermal barrier coating construction method characterized by having.
前記溶射ガンから噴射した溶射材が、前記交差部材及び前記交差面に溶射されることを阻止するマスキング部材を配置した状態で、溶射角度を90°〜70°にして前記溶射ガンから前記翼部の翼面に対して溶射材を噴射し、しかも、溶射点の移動軌跡が前記翼面の先端側と翼付根側とを結ぶ方向となるように前記溶射ガンを走査移動する工程と、
溶射角度を90°〜70°の範囲にして前記溶射ガンから前記交差部材の交差面に対して溶射材を噴射しつつ、前記溶射ガンを走査移動する工程と、
を有することを特徴とする遮熱コーティング施工方法。 A spraying material is sprayed from a spray gun to a blade of a gas turbine having a blade portion and a cross member having a crossing surface intersecting the blade surface of the blade portion, and the blade surface and the crossing In the thermal barrier coating method for forming the thermal barrier coating layer on the surface,
In a state where a spraying material sprayed from the spray gun is disposed on the cross member and the crossing surface to prevent spraying, a spray angle is set to 90 ° to 70 ° from the spray gun to the wing portion. Spraying the spray material onto the blade surface of the blade, and scanning and moving the spray gun so that the movement locus of the spray point is in a direction connecting the tip side of the blade surface and the blade root side;
A step of scanning and moving the spray gun while spraying a spray material from the spray gun to the crossing surface of the cross member with a spray angle of 90 ° to 70 °;
The thermal barrier coating construction method characterized by having.
前記溶射ガンから噴射した溶射材が、前記プラットフォーム部及び前記プラットフォーム面に溶射されることを阻止するマスキング部材を配置した状態で、溶射角度を90°〜70°にして前記溶射ガンから前記翼部の翼面に対して溶射材を噴射し、しかも、溶射点の移動軌跡が前記翼面の先端側と翼付根側とを結ぶ方向となるように前記溶射ガンを走査移動する工程と、
溶射角度を90°〜70°の範囲にして前記溶射ガンから前記プラットフォーム部のプラットフォーム面に対して溶射材を噴射しつつ、前記溶射ガンを走査移動する工程と、
溶射角度を90°〜70°の範囲にして前記溶射ガンから前記プラットフォーム部のプラットフォーム端面に対して溶射材を噴射しつつ、前記溶射ガンを走査移動する工程と、
を有することを特徴とする遮熱コーティング施工方法。 A thermal spray material from a spray gun to a moving blade of a gas turbine having a blade portion and a platform portion having a platform surface intersecting the blade surface of the blade portion and a platform end surface intersecting the platform surface. In the thermal barrier coating method for forming a thermal barrier coating layer on the blade surface and on the platform surface and the platform end surface by spraying
In a state where a spraying material sprayed from the spraying gun is disposed on the platform part and the masking member for preventing spraying on the platform surface, the spraying angle is set to 90 ° to 70 ° from the spraying gun to the wing part. Spraying the spray material onto the blade surface of the blade, and scanning and moving the spray gun so that the movement locus of the spray point is in a direction connecting the tip side of the blade surface and the blade root side;
A step of scanning and moving the spray gun while spraying a spray material from the spray gun to the platform surface of the platform portion with a spray angle in a range of 90 ° to 70 °;
A step of scanning and moving the spray gun while spraying a spray material from the spray gun to the platform end surface of the platform portion with a spray angle of 90 ° to 70 °;
The thermal barrier coating construction method characterized by having.
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