KR20190073906A - Multilayer thermal barrier coating and high temperature gas turbine parts coated with thereof - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a multilayer type thermal shield coating film and a high-temperature gas turbine component coated with the same. According to the present invention, thermal durability and thermal stability are increased by the multilayer type thermal shield coating film. Moreover, elimination and abrasion of a coating due to shocks by external foreign substances are reduced when operating a high-temperature component such as a gas turbine. Therefore, durability of the high-temperature component can be increased.

Description

다층형 열차폐 코팅막 및 이러한 코팅막이 코팅된 고온 가스터빈 설비 부품 {MULTILAYER THERMAL BARRIER COATING AND HIGH TEMPERATURE GAS TURBINE PARTS COATED WITH THEREOF}[0001] MULTILAYER THERMAL BARRIER COATING AND HIGH TEMPERATURE GAS TURBINE PARTS COATED WITH THEREOF [0002]

본 발명은 다층형 열차폐 코팅막에 관한 것이고, 이러한 다층형 열차폐 코팅막이 코팅된 고온 가스터빈 설비 부품에 관한 것이다. 본 발명에 따르면 이러한 다층형 열차폐 코팅막에 의해 열적 내구성 및 열적 안정성이 향상된다.The present invention relates to a multilayer thermal spray coating film, and to a high temperature gas turbine installation component coated with such a multilayer thermal spray coating film. According to the present invention, thermal durability and thermal stability are improved by such a multi-layer type thermal barrier coating film.

가스 터빈 등과 같은 고온 부품의 운전시 모재를 보호하기 위해 코팅막이 이용되어 이러한 모재를 보호하는 것이 일반적이다.In order to protect the base material during operation of high-temperature parts such as a gas turbine, a coating film is generally used to protect such base material.

가스 터빈 운전시 외부 이물질에 의한 충격으로 인하여 코팅의 탈락 및 마멸 현상이 발생하고, 열차폐 코팅과 본드 코팅의 계면에서의 발생한 산화와 균열로 인하여 열차폐 코팅과 본드 코팅의 산화 및 열화를 가속화시켜 고온 부품의 수명이 저하되는 문제점이 발생된다.During the operation of the gas turbine, the coating is detached and abraded due to external impact, and oxidation and cracking at the interface between the thermal barrier coating and the bond coating accelerate the oxidation and deterioration of the thermal barrier coating and the bond coating There is a problem that the lifetime of the high-temperature parts is lowered.

가스 터빈 입구 온도 상승에 따라 열차폐 코팅의 소결 속도가 빨라지고, 이에 의해 열전도도가 증가되어 초내열합금으로 형성된 모재에 더 높은 온도가 발생하여 가스 터빈의 고온 부품의 수명이 저하되는 문제점이 발생된다.As the temperature of the inlet of the gas turbine increases, the sintering speed of the thermal barrier coating increases, thereby increasing the thermal conductivity. As a result, a higher temperature is generated in the base material formed of the super-heat resistant alloy, and the lifetime of the high temperature part of the gas turbine is lowered .

가스 터빈의 가동 및 정지가 빈번하게 반복됨에 따라 형성되는 급격한 온도 변화로 압축 응력 및 인장 응력이 계면에서 발생되며 열차폐 코팅이 쉽게 탈락하는 문제점이 발생된다. As the operation and stoppage of the gas turbine are repeated frequently, rapid temperature changes are generated at the interface between the compressive stress and the tensile stress, and the thermal barrier coating easily falls off.

가스 터빈의 운전시 외부 이물질이 코팅에 증착, 확산되면서 코팅층의 국부적 파열 및 본드 코팅의 산화가 가속화되는 문제점이 발생된다.External foreign substances are deposited and diffused in the coating during the operation of the gas turbine, and local rupture of the coating layer and oxidation of the bond coating are accelerated.

본 발명은 가스 터빈과 같은 고온 부품의 운전시 외부 이물질에 의한 충격으로 인한 코팅의 탈락 및 마멸 현상을 줄임으로써 고온 부품의 수명의 향상을 기대한다.The present invention is expected to improve the lifetime of high-temperature parts by reducing the detachment and abrasion of the coating due to the impact caused by external foreign material during the operation of the high temperature parts such as the gas turbine.

또한, 본 발명은 가스 터빈의 이용시 입구 온도 상승에 따른 열차폐 코팅의 열전도도 증가로 인하여 초내열합금으로 형성된 모재에 닿는 온도가 증가할 수 있고, 이로 인해 파생되는 고온 부품의 수명 저하를 막기 위해 본 발명과 같은 다층형 열차폐 코팅막을 이용할 것을 제안한다.Further, in the present invention, when the gas turbine is used, the thermal conductivity of the thermal barrier coating is increased due to the increase of the inlet temperature, so that the temperature of the base material formed of the super-heat resistant alloy may increase. In order to prevent the deterioration of the lifetime of the high temperature component Layer thermal spray coating film according to the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 다층형 열차폐 코팅막은, 모재를 열차폐 코팅하는 코팅막으로서, 모재 표면으로부터 차례대로 배치된 제 1 열차폐 코팅층; 제 2 열차폐 코팅층; 제 3 열차폐 코팅층; 및 제 4 열차폐 코팅층을 포함하고, 상기 제 1 코팅층은 본드 코팅층이고, 상기 제 2 내지 제 4 코팅층은 다공성 코팅층이다.A multilayer thermal spray coating layer according to an embodiment of the present invention is a coating layer for thermal spray coating a base material, comprising: a first thermal barrier coating layer sequentially disposed from a surface of a base material; A second thermal barrier coating layer; A third thermal barrier coating layer; And a fourth thermal barrier coating layer, wherein the first coating layer is a bond coat layer, and the second to fourth coating layers are porous coating layers.

상기 제 1 코팅층은 상기 제 2 내지 제 4 코팅층의 상기 모재로의 접합력을 향상시킨다. 상기 제 1 코팅층은 고온 내부식성 및 내산화성을 갖는 물질로 이루어지며, 바림직하게는 MCrAlY 물질이 이용된다. 상기 본드 코팅층의 두께는 150 내지 300μm인 것이 바람직하다.The first coating layer improves the bonding strength of the second to fourth coating layers to the base material. The first coating layer is made of a material having a high temperature resistance to corrosion and oxidation, and a MCrAlY material is desirably used. The thickness of the bond coat layer is preferably 150 to 300 mu m.

상기 제 2 코팅층은 온도 변화에 대한 저항성을 가지며 15 내지 25%의 기공률을 갖는 다공성 코팅층이고, 상기 제 2 코팅층으로 입자 크기가 140 내지 190μm인 7-9wt%의 Y2O3-ZrO2가 이용된다. 상기 제 2 코팅층의 두께는 250 내지 350μm인 것이 바람직하다.Wherein the second coating layer is a porous coating layer having a resistance to temperature change and a porosity of 15 to 25%, and the second coating layer is formed by using 7-9 wt% Y 2 O 3 -ZrO 2 having a particle size of 140 to 190 μm do. The thickness of the second coating layer is preferably 250 to 350 占 퐉.

상기 제 3 코팅층은 낮은 소결 저항성 및 저열전도도를 가지며 15 내지 25%의 기공률을 갖는 다공성 코팅층이고, 상기 제 3 코팅층으로 입자 크기가 125 내지 170μm인 ZrO2·9.5Y2O3·5.6Yb2O3·5.2Gd2O3가 이용된다. 상기 제 3 코팅층의 두께는 350 내지 500μm인 것이 바람직하다.Wherein the third coating layer is a porous coating layer having a low sintering resistance and a low thermal conductivity and having a porosity of 15 to 25%, and the third coating layer is ZrO 2 .9.5Y 2 O 3 .5.6Yb 2 O 3 · 5.2Gd 2 O 3 is used. The thickness of the third coating layer is preferably 350 to 500 mu m.

상기 제 4 코팅층은 높은 내마멸 효과를 가지며 3 내지 10%의 기공률을 갖는 다공성 코팅층이고, 상기 제 4 코팅층으로는 입자 크기가 45 내지 67μm인 7-9wt%의 Y2O3-ZrO2가 이용된다. 상기 제 4 코팅층의 두께는 100 내지 200μm인 것이 바람직하다.The fourth coating layer is a porous coating layer having a high wear resistance effect and a porosity of 3 to 10%, and the fourth coating layer is formed of Y 2 O 3 -ZrO 2 of 7-9 wt% having a particle size of 45 to 67 μm do. The thickness of the fourth coating layer is preferably 100 to 200 mu m.

본 발명의 일 실시예에 따른 고온 가스 터빈 설비 부품은 다층형 열차폐 코팅막을 이용해 코팅되어 있다. 상기 고온 가스터빈 설비 부품은 상기 다층형 열차폐 코팅막에 의해 열적 내구성 및 열적 안정성을 갖는다. 외부 화염 온도가 1350℃일 경우 열차폐 코팅층에 의한 온도 감소 효과가 14%이하이다. 상기 다층형 열차폐 코팅막의 두께는 870μm 이하이다.A high temperature gas turbine equipment part according to an embodiment of the present invention is coated with a multilayer type thermal barrier coating film. The hot gas turbine equipment component has thermal durability and thermal stability by the multilayer thermal barrier coating. When the external flame temperature is 1350 ° C, the temperature reduction effect by the thermal barrier coating layer is 14% or less. The thickness of the multilayer thermal spray coating film is 870 탆 or less.

본 발명의 다층형 열차폐 코팅막을 이용해 가스 터빈과 같은 고온 부품의 운전시 외부 이물질에 의한 충격으로 인한 코팅의 탈락 및 마멸 현상을 줄임으로써 고온 부품의 신뢰성 및 수명 향상이 기대된다.By using the multilayer thermal spray coating film of the present invention, it is expected that the reliability and life of the high temperature parts are improved by reducing the detachment and abrasion of the coating due to the impact caused by external foreign material during the operation of the high temperature parts such as the gas turbine.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다층형 열차폐 코팅의 개략도를 도시한다.
도 2는 조밀한 열차폐 코팅층이 존재하는 경우와 존재하지 아니하는 경우의 에로존 마모율을 비교한 그래프이다.
도 3은 열차폐 코팅층의 소결 저항성을 비교한 그래프이다.
다양한 실시예들이 이제 도면을 참조하여 설명되며, 전체 도면에서 걸쳐 유사한 도면번호는 유사한 엘리먼트를 나타내기 위해서 사용된다. 설명을 위해 본 명세서에서, 다양한 설명들이 본 발명의 이해를 제공하기 위해서 제시된다. 그러나 이러한 실시예들은 이러한 특정 설명 없이도 실행될 수 있음이 명백하다. 다른 예들에서, 공지된 구조 및 장치들은 실시예들의 설명을 용이하게 하기 위해서 블록 다이아그램 형태로 제시된다. 1 shows a schematic view of a multilayer thermal barrier coating according to one embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a graph comparing erosion wear rates in the presence and absence of a dense thermal barrier coating layer. FIG.
3 is a graph comparing sintering resistance of a thermal barrier coating layer.
Various embodiments are now described with reference to the drawings, wherein like reference numerals are used throughout the drawings to refer to like elements. For purposes of explanation, various descriptions are set forth herein to provide an understanding of the present invention. It is evident, however, that such embodiments may be practiced without these specific details. In other instances, well-known structures and devices are shown in block diagram form in order to facilitate describing the embodiments.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The present invention is capable of various modifications and various forms, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the text. It is to be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular forms disclosed, but on the contrary, is intended to cover all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로서 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the term "comprises" or "having ", etc. is intended to specify that there is a feature, step, operation, element, part or combination thereof described in the specification, , &Quot; an ", " an ", " an "

본 발명은 다층형 열차폐 코팅막에 관한 것이고, 이러한 다층형 열차폐 코팅막이 코팅된 고온 가스터빈 설비 부품에 관한 것이다. 본 발명에 따르면 이러한 다층형 열차폐 코팅막에 의해 열적 내구성 및 열적 안정성이 향상된다.The present invention relates to a multilayer thermal spray coating film, and to a high temperature gas turbine installation component coated with such a multilayer thermal spray coating film. According to the present invention, thermal durability and thermal stability are improved by such a multi-layer type thermal barrier coating film.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다층형 열차폐 코팅의 개략도를 도시한다.1 shows a schematic view of a multilayer thermal barrier coating according to one embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 다층형 열차폐 코팅막은 모재를 열차폐 코팅하는데 이용되는 것으로서, 모재 표면으로부터 차례대로 배치된 제 1 열차폐 코팅층(10); 제 2 열차폐 코팅층(20); 제 3 열차폐 코팅층(30); 및 제 4 열차폐 코팅층(40)을 포함한다. 이 경우 제 1 코팅층(10)은 본드 코팅층이고, 제 2 내지 제 4 코팅층은 다공성 코팅층이다.The multi-layer thermal barrier coating layer according to an embodiment of the present invention is used for thermal barrier coating of a base material, and includes a first thermal barrier coating layer 10 sequentially disposed from the surface of the base material; A second thermal barrier coating layer 20; A third thermal barrier coating layer 30; And a fourth thermal barrier coating layer (40). In this case, the first coating layer 10 is a bond coat layer, and the second to fourth coating layers are porous coating layers.

모재(E)는 기판으로서 초내열합금으로 형성된 부분이다. 이러한 모재 부분을 보호하기 위해 코팅층이 코팅되며, 이러한 모재 부분의 열적 내구성 및 열적 안정성을 향상시키는 것이 중요하다.The base material (E) is a portion formed of a super heat resistant alloy as a substrate. In order to protect such a base material portion, a coating layer is coated, and it is important to improve the thermal durability and thermal stability of such base material portion.

제 1 코팅층(10)은 본드 코팅층으로서 나머지 제 2 코팅층, 제 3 코팅층, 제 4 코팅층을 모재에 접합시킴에 있어서 모재와 이러한 코팅층들 간의 접합력을 향상시키기 위한 코팅층이다. 또한, 이러한 제 1 코팅층(10)은 고온 내부식성 및 내산화성을 갖는 물질로 이루어지는 것이 바람직하며, 이러한 물질로는 MCrAlY 물질이 이용된다. 본드 코팅층인 제 1 코팅층(10)의 두께는 150 내지 300μm인 것이 바람직하다. 150μm 미만인 경우에는 충분한 고온 내부식성 및 내산화성을 나타내기 어렵고, 300μm를 넘는 경우에는 제 2 코팅층 내지 제 4 코팅층과 모재와의 접합력이 떨어질 수 있는 문제점이 있다.The first coating layer 10 is a coating layer for improving bonding strength between the base material and the coating layers in bonding the remaining second coating layer, third coating layer and fourth coating layer to the base material as a bond coat layer. In addition, the first coating layer 10 is preferably made of a material having high temperature corrosion resistance and oxidation resistance, and a MCrAlY material is used as such a material. The thickness of the first coating layer 10, which is the bond coat layer, is preferably 150 to 300 mu m. If the thickness is less than 150 탆, it is difficult to exhibit sufficient high temperature corrosion resistance and oxidation resistance. If the thickness exceeds 300 탆, the bonding strength between the second coating layer and the fourth coating layer may deteriorate.

제 2 코팅층(20)은 온도 변화에 대한 저항성을 가지며 15 내지 25%의 기공률을 갖는 다공성 코팅층이 이용된다. 제 2 코팅층은 급격한 온도 변화에 대해 저항성을 갖는 다공성 열차폐 코팅층이며, 입자 크기가 140 내지 190μm인 7-9wt%의 Y2O3-ZrO2가 이용되는 것이 바람직하다. 한편, 제 2 코팅층의 두께는 250 내지 350μm인 것이 바람직하다. The second coating layer 20 is resistant to temperature change and a porous coating layer having a porosity of 15 to 25% is used. The second coating layer is preferably a porous thermal barrier coating layer resistant to abrupt temperature changes, and it is preferable to use 7-9 wt% Y 2 O 3 -ZrO 2 having a particle size of 140 to 190 μm. On the other hand, the thickness of the second coating layer is preferably 250 to 350 mu m.

제 3 코팅층(30)은 낮은 소결 저항성 및 저열전도도를 갖는 15 내지 25%의 기공률을 갖는 다공성 코팅층이 이용된다. 제 3 코팅층은 가스 터빈 등의 운전시 낮은 소결 저항성 및 저열전도도를 갖는 물질이 이용되며, 구체적으로 입자 크기가 125 내지 170μm인 ZrO2·9.5Y2O3·5.6Yb2O3·5.2Gd2O3가 이용되는 것이 바람직하다. 한편, 제 3 코팅층의 두께는 350 내지 500μm인 것이 바람직하다.The third coating layer 30 uses a porous coating layer having a porosity of 15 to 25% with low sintering resistance and low thermal conductivity. The third coating layer is made of a material having low sintering resistance and low thermal conductivity during operation such as a gas turbine, and specifically, ZrO 2 .9.5 Y 2 O 3 .5.6 Yb 2 O 3 .5.2 Gd 2 O 3 is preferably used. On the other hand, the thickness of the third coating layer is preferably 350 to 500 mu m.

제 4 코팅층(40)은 높은 내마멸 효과를 가지며 3 내지 10%의 기공률을 갖는 다공성 코팅층이 이용된다. 제 4 코팅층은 가스터빈 운전시 내마멸 효과를 증대시키는 조밀한 열차폐 코팅이 이용되는 것이 바람직하며, 구체적으로 제 4 코팅층으로는 입자 크기가 45 내지 67μm인 7-9wt%의 Y2O3-ZrO2가 이용되는 것이 바람직하다. 한편, 제 4 코팅층의 두께는 100 내지 200μm인 것이 바람직하다.The fourth coating layer 40 has a high abrasion resistance and a porous coating layer having a porosity of 3 to 10% is used. The fourth coating layer is preferably a dense thermal barrier coating which enhances the wear resistance during gas turbine operation. Specifically, the fourth coating layer may include 7-9 wt% of Y 2 O 3 - that the ZrO 2 is used is preferred. On the other hand, the thickness of the fourth coating layer is preferably 100 to 200 mu m.

이러한 본 발명에 따른 다층형 열차폐 코팅막은 고온 가스터빈 설비 부품에 이용될 수 있고, 이러한 코팅막에 의해 고온 가스터빈 설비 부품은 상기 다층형 열차폐 코팅막에 의해 열적 내구성 및 열적 안정성을 갖는다.The multilayered thermal spray coating film according to the present invention can be used in high temperature gas turbine equipment parts, and the high temperature gas turbine equipment parts have thermal durability and thermal stability by the multilayer type thermal barrier coating film.

일반적으로 가스 터빈 운전시 열차폐 코팅 주위로 1350℃ 이상의 높은 유속을 지니는 고온 가스가 흐르게 된다. 이때 제 4 열차폐 코팅층(40)의 경우 기공률이 3 내지 10% 정도로 기공의 감소로 인해 열차폐 코팅의 경도 상승이 발생되고, 이에 의해 내마멸 효과의 증대가 일어나게 된다.Generally, when operating a gas turbine, a hot gas having a high flow rate of 1350 DEG C or more flows around the thermal barrier coating. At this time, in the case of the fourth thermal barrier coating layer 40, the hardness of the thermal barrier coating is increased due to the decrease of the pore, with the porosity being about 3 to 10%, thereby increasing the wear resistance.

도 2는 조밀한 열차폐 코팅층이 존재하는 경우와 존재하지 아니하는 경우의 에로존 마모율을 비교한 그래프이다.FIG. 2 is a graph comparing erosion wear rates in the presence and absence of a dense thermal barrier coating layer. FIG.

도 2에서 보는 것처럼, 본 발명의 제 4 열차폐 코팅층(40)과 같은 조밀한 열차폐 코팅층의 경우에는 상온에서 24.4g/kg의 에로존 마모율을 보이고, 이러한 조밀한 열차폐 코팅층을 갖지 못하는 열차폐 코팅층의 경우에는 210g/kg의 에로존 마모율을 나타낸다. 따라서, 본 발명의 조밀한 열차폐 코팅층의 경우에는 에로존 마모율이 88% 개선됨을 확인할 수 있었다.As shown in FIG. 2, in the case of a dense thermal barrier coating layer such as the fourth thermal barrier coating layer 40 of the present invention, erosion wear rate of 24.4 g / kg at room temperature is exhibited, and a train which does not have such a dense thermal barrier coating layer In the case of the pulmonary coating layer, it shows erosion wear rate of 210 g / kg. Therefore, it was confirmed that the erosion wear rate of the dense thermal barrier coating layer of the present invention was improved by 88%.

도 3은 열차폐 코팅층의 소결 저항성을 비교한 그래프이다. 도 3에서 (C)는 제 2 코팅층을 의미하고, (B)는 제 3 코팅층을 의미하며, (A)는 제 4 코팅층을 의미한다. 도 3에서 보는 것처럼, 저열전도도를 갖는 열차폐 코팅(B)의 경우 (C)의 열차폐 코팅보다 낮은 소결 저항성을 가지므로, 이러한 열차폐 코팅(B)이 본 발명의 다층형 열차폐 코팅막에 이용되는 경우 가스 터빈 고온 부품의 수명 증가를 얻을 수 있게 되는 것이다.3 is a graph comparing sintering resistance of a thermal barrier coating layer. 3 (C) means the second coating layer, (B) means the third coating layer, and (A) means the fourth coating layer. As shown in FIG. 3, since the thermal barrier coating (B) having a low thermal conductivity has lower sintering resistance than the thermal barrier coating (C), the thermal barrier coating (B) It is possible to obtain an increase in the service life of the gas turbine high temperature parts when used.

본 발명에 따르면 기존의 코팅과 동일한 두께로 본 발명에 따른 다층형 열차폐 코팅을 적용하는 경우, 기존의 열차폐 코팅은 외부 화염 온도 1350℃ 기준으로 부품에 있어서 온도 감소가 △T=348℃이고, 본 발명의 열차폐 코팅의 경우 온도 감소 효과가 △T=398℃로 14%의 온도 개선 효과가 있다.According to the present invention, when the multi-layer type thermal barrier coating according to the present invention is applied to the same thickness as that of the conventional coating, the thermal barrier coating has a temperature decrease of ΔT = 348 ° C. on the basis of the external flame temperature of 1350 ° C. . In the case of the thermal barrier coating of the present invention, the temperature reduction effect is 14% at? T = 398 占 폚.

동일한 온도 개선 효과를 적용하기 위해서는 기존의 열차폐 코팅은 1000μm의 두께로 코팅되어야 하고, 본 발명의 열차폐 코팅층의 경우에는 870μm의 두께로 가능하므로 13%의 두께 절감 효과가 있다.In order to apply the same temperature improvement effect, the existing thermal barrier coating should be coated to a thickness of 1000 mu m, and in the case of the thermal barrier coating layer of the present invention, it is possible to have a thickness of 870 mu m.

이러한 본 발명의 실시예에 따른 다층형 열차폐 코팅막이 이용될 수 있는 예는 7FA 계열 가스 터빈 부품의 CAP assembly, Combustion Liner, Transition Piece와 1st Turbine Nozzle에 적용 가능하다.Examples of the multi-layer type thermal spray coating layer according to the present invention can be applied to CAP assembly, Combustion Liner, Transition Piece and 1st Turbine Nozzle of 7FA series gas turbine parts.

제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다. The description of the disclosed embodiments is provided to enable any person skilled in the art to make or use the present invention. Various modifications to these embodiments will be readily apparent to those skilled in the art, and the generic principles defined herein may be applied to other embodiments without departing from the scope of the invention. Thus, the present invention is not intended to be limited to the embodiments shown herein but is to be accorded the widest scope consistent with the principles and novel features presented herein.

Claims (19)

모재를 열차폐 코팅하는 코팅막으로서,
모재 표면으로부터 차례대로 배치된 제 1 열차폐 코팅층; 제 2 열차폐 코팅층; 제 3 열차폐 코팅층; 및 제 4 열차폐 코팅층을 포함하고,
상기 제 1 코팅층은 본드 코팅층이고,
상기 제 2 내지 제 4 코팅층은 다공성 코팅층인,
다층형 열차폐 코팅막.
As a coating film for thermally coating a base material,
A first thermal barrier coating layer disposed sequentially from the surface of the base material; A second thermal barrier coating layer; A third thermal barrier coating layer; And a fourth thermal barrier coating layer,
Wherein the first coating layer is a bond coat layer,
Wherein the second to fourth coating layers are porous coating layers,
Multilayer thermal spray coating.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 코팅층은 상기 제 2 내지 제 4 코팅층의 상기 모재로의 접합력을 향상시키는,
다층형 열차폐 코팅막.
The method according to claim 1,
Wherein the first coating layer enhances bonding strength of the second through fourth coating layers to the base material,
Multilayer thermal spray coating.
제 2 항에 있어서,
상기 제 1 코팅층은 고온 내부식성 및 내산화성을 갖는 물질로 이루어진,
다층형 열차폐 코팅막.
3. The method of claim 2,
Wherein the first coating layer is made of a material having high temperature corrosion resistance and oxidation resistance,
Multilayer thermal spray coating.
제 3 항에 있어서,
상기 제 1 코팅층으로 MCrAlY 물질이 이용되는,
다층형 열차폐 코팅막.
The method of claim 3,
Wherein the MCrAlY material is used as the first coating layer,
Multilayer thermal spray coating.
제 1 항에 있어서,
상기 본드 코팅층의 두께는 150 내지 300μm인,
다층형 열차폐 코팅막.
The method according to claim 1,
Wherein the thickness of the bond coat layer is 150 to 300 mu m,
Multilayer thermal spray coating.
제 1 항에 있어서,
상기 제 2 코팅층은 온도 변화에 대한 저항성을 가지며 15 내지 25%의 기공률을 갖는 다공성 코팅층인,
다층형 열차폐 코팅막.
The method according to claim 1,
Wherein the second coating layer is a porous coating layer having a resistance to temperature change and a porosity of 15 to 25%
Multilayer thermal spray coating.
제 6 항에 있어서,
상기 제 2 코팅층으로 입자 크기가 140 내지 190μm인 7-9wt%의 Y2O3-ZrO2가 이용되는,
다층형 열차폐 코팅막.
The method according to claim 6,
Wherein Y 2 O 3 -ZrO 2 of 7-9 wt% having a particle size of 140-190 μm is used as the second coating layer,
Multilayer thermal spray coating.
제 6 항에 있어서,
상기 제 2 코팅층의 두께는 250 내지 350μm인,
다층형 열차폐 코팅막.
The method according to claim 6,
Wherein the second coating layer has a thickness of 250 to 350 占 퐉,
Multilayer thermal spray coating.
제 1 항에 있어서,
상기 제 3 코팅층은 낮은 소결 저항성 및 저열전도도를 가지며 15 내지 25%의 기공률을 갖는 다공성 코팅층인,
다층형 열차폐 코팅막.
The method according to claim 1,
Wherein the third coating layer is a porous coating layer having low sintering resistance and low thermal conductivity and having a porosity of 15 to 25%
Multilayer thermal spray coating.
제 9 항에 있어서,
상기 제 3 코팅층으로 입자 크기가 125 내지 170μm인 ZrO2·9.5Y2O3·5.6Yb2O3·5.2Gd2O3가 이용되는,
다층형 열차폐 코팅막.
10. The method of claim 9,
As the third coating layer is 125 to 170μm particle size of ZrO 2 · 9.5Y 2 O 3 · 5.6Yb 2 O 3 · 5.2Gd 2 O 3 is used,
Multilayer thermal spray coating.
제 9 항에 있어서,
상기 제 3 코팅층의 두께는 350 내지 500μm인,
다층형 열차폐 코팅막.
10. The method of claim 9,
Wherein the third coating layer has a thickness of 350 to 500 占 퐉,
Multilayer thermal spray coating.
제 1 항에 있어서,
상기 제 4 코팅층은 높은 내마멸 효과를 가지며 3 내지 10%의 기공률을 갖는 다공성 코팅층인,
다층형 열차폐 코팅막.
The method according to claim 1,
Wherein the fourth coating layer is a porous coating layer having a high abrasion resistance and a porosity of 3 to 10%
Multilayer thermal spray coating.
제 12 항에 있어서,
상기 제 4 코팅층으로는 입자 크기가 45 내지 67μm인 7-9wt%의 Y2O3-ZrO2가 이용되는,
다층형 열차폐 코팅막.
13. The method of claim 12,
Wherein the fourth coating layer is formed by using 7-9 wt% Y 2 O 3 -ZrO 2 having a particle size of 45 to 67 μm,
Multilayer thermal spray coating.
제 12 항에 있어서,
상기 제 4 코팅층의 두께는 100 내지 200μm인,
다층형 열차폐 코팅막.
13. The method of claim 12,
Wherein the fourth coating layer has a thickness of 100 to 200 mu m,
Multilayer thermal spray coating.
제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 따른 다층형 열차폐 코팅막을 이용해 코팅된, 고온 가스터빈 설비 부품.
A high temperature gas turbine installation part coated with the multilayer thermal barrier coating according to any one of claims 1 to 14.
제 15 항에 있어서,
상기 고온 가스터빈 설비 부품은 상기 다층형 열차폐 코팅막에 의해 열적 내구성 및 열적 안정성을 갖는,
고온 가스터빈 설비 부품.
16. The method of claim 15,
Wherein the high temperature gas turbine equipment component is thermally durable and thermally stable by the multilayer thermal barrier coating,
Parts of high temperature gas turbine equipment.
제 15 항에 있어서,
외부 화염 온도가 1350℃일 경우 열차폐 코팅층에 의한 온도 감소 효과가 14%이하인,
고온 가스터빈 설비 부품.
16. The method of claim 15,
When the external flame temperature is 1350 ℃, the temperature reduction effect by the thermal barrier coating layer is less than 14%
Parts of high temperature gas turbine equipment.
제 15 항에 있어서,
상기 다층형 열차폐 코팅막의 두께는 870μm 이하인,
고온 가스터빈 설비 부품.
16. The method of claim 15,
Wherein the thickness of the multilayer thermal spray coating film is 870 占 퐉 or less,
Parts of high temperature gas turbine equipment.
제 15 항에 있어서,
상기 고온 가스터빈 설비 부품은 7FA 계열의 고온 가스터빈 설비 부품인,
고온 가스터빈 설비 부품.16. The method of claim 15,
The high temperature gas turbine equipment part is a high temperature gas turbine equipment part of 7FA series,
Parts of high temperature gas turbine equipment.
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