JPH0862114A - 高温ブラストエロージョン試験装置 - Google Patents

高温ブラストエロージョン試験装置

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JPH0862114A
JPH0862114A JP20072094A JP20072094A JPH0862114A JP H0862114 A JPH0862114 A JP H0862114A JP 20072094 A JP20072094 A JP 20072094A JP 20072094 A JP20072094 A JP 20072094A JP H0862114 A JPH0862114 A JP H0862114A
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JP
Japan
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carrier gas
test piece
powder
test
temperature
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JP20072094A
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English (en)
Inventor
Kazuo Nanba
一夫 難波
Yukio Tomizawa
幸雄 冨澤
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IHI Corp
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IHI Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明の目的は個々の希望する条件に極めて
近い条件を再現して、正確なエロージョン試験を行うこ
とができる新規な高温ブラストエロージョン試験装置を
提供することにある。 【構成】 本発明は所望のキャリアガスGによって搬送
される粉体を所望の試験片Sにサンドブラストしてその
試験片Sの摩耗量を測定するブラストエロージョン試験
装置において、端部に設けられたノズル7を上記試験片
S側に臨ませたキャリアガス流路1と、このキャリアガ
ス流路1の他端部に接続され、これに所望のキャリアガ
スGを供給するキャリアガス供給手段2と、上記キャリ
アガス流路1に設けられ、これを流れるキャリアガスG
を所望の温度に加熱するキャリアガス加熱部3と、上記
キャリアガス流路1に合流され、これに所望の粉体を定
量供給すべく粉体供給手段4と、上記キャリアガス流路
1の出口側に設けられ、上記試験片Sを所望の温度に加
熱してサンドブラストする試験片摩耗試験部5とからな
ることを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は粉体を含んだ高温流体ガ
スに晒される環境下で使用される機械部材の摩耗量を測
定する高温ブラストエロージョン試験装置に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】一般に、粉体を含んだ高温流体ガス環境
下で使用される機械部材、例えばガスタービンブレー
ド、ファンブレード、インペラ、プロペラ、サイクロ
ン、サンドブラストのノズル等の金属部材は機械的強度
の他に、これら粉体による高温ブラストエロージョン特
性、すなわち粉体を含んだ高温流体ガスに対する耐摩耗
性が要求されることから、これら各種機械部材の摩耗特
性を予め知っておくことが望ましい。従来、これら各種
機械部材の摩耗特性を試験するための装置としては、例
えば所定の位置に設置された試験片に重量落下あるいは
圧縮空気などにより加速された粉体供給源からの粉体を
所定時間衝突させ、その後の試験片の重量片かあるいは
表面の摩耗深さ等を測定して試験片、すなわち各種機械
材料の摩耗試験を測定しているのが一般的である。ま
た、特開昭64−6840号公報に示すように、試験片
や粉体の温度、サイズ等の条件をさらに任意に設定し
て、実際の状況に近い条件下で試験を行うような装置も
提案されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
従来の試験装置では試験片や粉体の温度、サイズ等の条
件を細かく設定できるが、キャリアガスの温度を調節す
る手段がなかったため正確な摩耗試験を行うことができ
なかった。また、試験片に対する粉体の衝突角度が一定
であるため、タービンブレード等複雑な形状をした機械
部材等の衝突角度が変化する部材に対しては正確な摩耗
特性を把握することも不可能である等の問題点があっ
た。
【0004】そこで、本発明は上記の問題点を有効に解
決するために案出されたものであり、その目的は個々の
希望する条件に極めて近い条件を再現して、正確なエロ
ージョン試験を行うことができる新規な高温ブラストエ
ロージョン試験装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明は、所望のキャリアガスによって搬送される粉
体を所望の試験片にサンドブラストしてその試験片の摩
耗量を測定するブラストエロージョン試験装置におい
て、端部に設けられたノズルを上記試験片側に臨ませた
キャリアガス流路と、このキャリアガス流路の他端部に
設けられ、これに所望のキャリアガスを供給するキャリ
アガス供給手段と、上記キャリアガス流路に設けられ、
これを流れるキャリアガスを所望の温度に加熱するキャ
リアガス加熱部と、上記キャリアガス流路に合流され、
これに所望の粉体を定量供給すべく粉体供給手段と、上
記キャリアガス流路の出口側に設けられ、上記試験片を
所望の温度に加熱してサンドブラストする試験片摩耗試
験部と、サンドブラスト後の粉体を回収する粉体回収手
段とからなるものであり、上記試験片摩耗試験部は、試
験片を加熱するヒータと、上記試験片を固定すると共
に、これを上記ノズルに対して任意の角度に設定する試
験片保持部材と、これらヒータ及び試験片保持部材を収
容する躯体とからなるものである。
【0006】
【作用】本発明は上述したように、キャリアガス流路
に、任意のキャリアガスを供給するキャリアガス供給部
及びキャリアガス加熱部を設けたため、任意のキャリア
ガスを予め所望の温度に加熱した後、粉体と共にノズル
から試験片に衝突させることができる。また、試験片摩
耗試験部ではヒータによって試験片が所望の温度に加熱
されると共に、試験片保持部材によって任意の衝突角度
に設定することができるため、実際の条件下に極めて近
い環境を再現して試験片の摩耗試験を行うことが可能と
なり、正確な摩耗試験結果が容易に得られる。
【0007】
【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面を参照し
ながら説明する。
【0008】図1は本発明装置の一実施例を示したもの
である。図示するように、この試験装置は、所望のキャ
リアガスGを一方向に流すキャリアガス流路1と、この
キャリアガス流路1に所望のキャリアガスGを供給する
キャリアガス供給手段2と、このキャリアガスGを所望
の温度に加熱するキャリアガス加熱部3と、キャリアガ
ス流路1に接続された粉体供給手段4と、試験片Sを所
望の温度に加熱してサンドブラストする試験片摩耗試験
部5とを主体として構成されている。
【0009】このキャリアガス流路1の一端部、すなわ
ちキャリアガスGの出口にはキャリアガスGを噴出する
ノズル7が接続されると共に、他端部には後述するキャ
リアガス供給手段2が接続されており、キャリアガス供
給手段2からのキャリアガスGをノズル7側に流すよう
になっている。また、このキャリアガス流路1には圧力
調整器8a、バルブ9、流量計10が備えられており、
そのノズル7から噴出されるキャリアガスGの流量を任
意に制御するようになっている。さらに、このキャリア
ガス流路1の途中は、流路距離を長く設定するために螺
旋状をした流路1aが形成されており、この流路1aは
上記キャリアガス加熱部3内に収容されるように位置し
ている。
【0010】このキャリアガス供給手段2は空気や工場
エアー、不活性ガス等の各種ガスをそれぞれに詰め込ん
だ複数のボンベ11…を並列に接続したものであり、そ
れぞれのボンベ11…に設けられたバルブ12を切り替
えることで、所望のガスをキャリアガスGとしてキャリ
アガス流路1に供給するようになっている。
【0011】一方、キャリアガス加熱部3はいわゆる熱
交換器であり、キャリアガス流路1の流路1aを収容す
る躯体13内に、この流路1aを囲繞するようにヒータ
14を収容したものであり、流路1a内を流れるキャリ
アガスGを所望の温度、例えば常温から殆どの試験片S
の融点温度に近い800℃まで加熱できるようになって
いる。尚、本実施例における流路1aはキャリアガス加
熱部3での加熱効率を向上させるために螺旋状に形成し
たものであるが、キャリアガスGを所望の上下温度に加
熱することができれば、本実施例のような形状に限ら
ず、例えば図中上下に蛇行させたり、多管状に分岐させ
たり等の様々な形状にしてもよく、また、ヒータ14の
形状もそれに最適な形状に設定することは勿論である。
【0012】粉体供給手段4はケイ砂、アルミナ、フラ
イアッシュ等の所望の粉体を定量供給すべく定量粉体フ
ィーダ15に接続された粉体供給管16を上記キャリア
ガス流路1に合流させ、図示するように、その先端部を
ノズル7側に臨ませたものであり、キャリアガス流路1
内を流れるキャリアガスG中に所望の粉体を定量供給す
るようになっている。また、この定量粉体フィーダ15
には上記キャリアガス流路1から分岐された分流管17
が接続されており、キャリアガス流路1内を流れる加熱
前のキャリアガスGの一部を利用して粉体を供給するよ
うになっている。尚、この分流管17にも流量計10及
びバルブ9が設けられており、分流管17側に分流する
キャリアガスGの流量を任意に制御することができるよ
うになっている。
【0013】試験片摩耗試験部5は、上記キャリアガス
流路1のノズル7を内部に臨ませた躯体19内に、この
ノズル7と対向するように試験片Sを保持する試験片保
持部材18と、この試験片保持部材18を囲繞するよう
に配置されたヒータ14とを収容したものであり、試験
片保持部材18に保持された試験片Sを所望の温度に加
熱すると共に、この試験片Sをノズル7から噴出される
キャリアガス及び粉体Sによってサンドブラストするよ
うになっている。この試験片保持部材18は図2に示す
ように、躯体19上部の開閉蓋22の下側に一体的に設
けられており、この開閉蓋22を垂直に貫通するノズル
7と並行するように垂下されたアーム部20と、この先
端に回動自在に設けられた試験片保持板21とからなっ
ている。また、この試験片保持板21は試験片Sを保持
すると共に、アーム部20の先端にヒンジ結合されてお
り、図3に示すように、ノズル7先端部に対して0〜9
0°の範囲で衝突角度を任意に設定することができるよ
うになっている。
【0014】また、試験片保持部材18の下方にはホッ
パー24が設けられ、このホッパー24にはサイクロン
6と、スクラバー(図示せず)が接続されており、サン
ドブラスト後キャリアガスG中から粉体Sを分離すると
共に、必要に応じて使用後のキャリアガスGを回収再使
用するようになっている。尚、図1及び図2に示すよう
にキャリアガス流路1、上記開閉蓋22、試験片保持板
21にはぞれぞれ熱電対23…が設けられており、それ
ぞれキャリアガスG、試験片S、躯体19内部の温度を
測定することができるようになっている。
【0015】次に、本実施例の作用を説明する。
【0016】先ず、粉体供給手段4の定量粉体フィーダ
15に所望の粉体を収容すると共に、試験片保持部材1
8に所望の試験片Sをセットした後、図3に示すように
試験片保持板21を揺動させてノズル7から噴出される
キャリアガスGの衝突角度を任意に設定する。尚、この
試験片保持部材18には図示しないロック機構が設けら
れており、任意の角度に設定した後はキャリアガスGの
衝突力によってもその角度が変化しないようになってい
る。次に、キャリアガス加熱部3、試験片摩耗試験部5
のヒータ14に通電してその内部及び試験片保持部材1
8に保持された試験片Sを加熱すると共に、キャリアガ
ス供給手段2のいずれかのボンベ11のバルブ12を開
いて任意のキャリアガスGをキャリアガス流路1に供給
する。すると、このキャリアガスGはキャリアガス加熱
部3を通過する際に加熱され、その後、ノズル7から試
験片摩耗試験部5側へ流れ、ノズル7から試験片S側へ
噴出される。尚、このキャリアガスGの流量、圧力、温
度はそれぞれ圧力調整器8a、流量計10、圧力計8
b、バルブ9、熱電対13によって設定、検出すること
ができる。そして、試験片Sの温度、キャリアガスGの
流量、温度等が所定の値に達したならば、分流管17の
バルブ9を開いてキャリアガスGの一部を定量粉体フィ
ーダ15に流すと、定量粉体フィーダ15内の粉体が粉
体供給管16を通ってキャリアガス流路1内へ供給さ
れ、キャリアガスGと共にノズル7から噴出され、試験
片Sに衝突して、試験片Sをサンドブラストすることに
なる。その後、この粉体を含んだキャリアガスGはホッ
パー24によって集められた後、サイクロン6によって
粉体とキャリアガスGとに分離され、必要に応じて回収
されて再利用、あるいはそのまま廃棄されることにな
る。
【0017】このように、本発明はキャリアガス流路
に、任意のキャリアガスを供給するキャリアガス供給部
及びキャリアガス加熱部を設けると共に、試験片を任意
の衝突角度に設定し、これを任意の温度に加熱すること
ができるため、実際の条件下に極めて近い環境を再現し
て試験片の摩耗試験を行うことが可能となり、正確な摩
耗試験結果が容易に得られる。
【0018】次に、本装置を用いた具体的実施例を説明
する。
【0019】試験片としてインコネル718を用い、こ
れを図2に示す試験片保持部材18によって衝突角度4
5°に保持し、キャリアガスGの速度250m/s、粉
体サイズ300μm以下の硅砂を用いて試験片の摩耗量
を測定した。図4はこの様な条件下で室温及び500℃
に加熱したときの衝突粉体量(g)と摩耗減量(mg)
の関係を示したものであり、これからも明らかなよう
に、衝突粉体量が増加するに伴って摩耗量も一次関数的
に増加し、しかも、加熱時よりも室温時のほうが摩耗量
が大きくなる傾向になり、摩耗量は温度によっても影響
されることがわかった。また、図5は同じ条件下で粉体
を100g及び200g衝突させた後の表面粗さの測定
結果を示したものであり、粉体の衝突量に比例して最大
摩耗深さも大きくなり、しかも図4と同様に、温度が低
いほうがその値は大きくなることが分かった。次に、図
6(a)は試験温度500℃とした時の粉体の衝突速度
と試験片の重量減少を示し、図6(b)はその最大摩耗
深さとの摩耗量の関係を示したものであり、衝突速度に
比例して、重量減少及び最大摩耗深さが一次関数的に増
加することがわかる。
【0020】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、粉体の衝
突角度、キャリアガス、試験片、粉体等の温度等を細か
く調節することができるため、実際の条件下に極めて近
い環境が再現可能となり、正確な摩耗試験が行える等と
いった優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明装置の一実施例を示す構成図である。
【図2】ノズルと試験片保持部材の位置関係を示す側面
図である。
【図3】試験片保持部材の作用を示す側面図である。
【図4】試験片の重量減少と衝突粉体量の関係を示すグ
ラフ図である。
【図5】試験片の最大摩耗深さと衝突粉体量の関係を示
すグラフ図である。
【図6】(a)は試験片の重量減少と衝突速度の関係を
示すグラフ図である。(b)は試験片の最大摩耗深さと
衝突速度の関係を示すグラフ図である。
【符号の説明】
1 キャリアガス流路 2 キャリアガス供給手段 3 キャリアガス加熱部 4 粉体供給手段 5 試験片摩耗試験部 6 サイクロン 7 ノズル 14 ヒータ 18 試験片保持部材 19 躯体 G キャリアガス S 試験片

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 キャリアガスによって搬送される粉体を
    所望の試験片にサンドブラストしてその試験片の摩耗量
    を測定するブラストエロージョン試験装置において、端
    部に設けられたノズルを上記試験片側に臨ませたキャリ
    アガス流路と、このキャリアガス流路の他端部に接続さ
    れ、これに所望のキャリアガスを供給するキャリアガス
    供給手段と、上記キャリアガス流路に設けられ、これを
    流れるキャリアガスを所望の温度に加熱するキャリアガ
    ス加熱部と、上記キャリアガス流路に合流され、これに
    所望の粉体を定量供給すべく粉体供給手段と、上記キャ
    リアガス流路の出口側に設けられ、上記試験片を所望の
    温度に加熱してサンドブラストする試験片摩耗試験部と
    からなることを特徴とする高温ブラストエロージョン試
    験装置。
  2. 【請求項2】 上記試験片摩耗試験部は、試験片を加熱
    するヒータと、上記試験片を固定すると共に、これを上
    記ノズルに対して任意の角度に設定する試験片保持部材
    と、これらヒータ及び試験片保持部材を収容する躯体と
    からなることを特徴とする請求項1記載の高温ブラスト
    エロージョン試験装置。
JP20072094A 1994-08-25 1994-08-25 高温ブラストエロージョン試験装置 Pending JPH0862114A (ja)

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