(57)【要約】【課題】ガスタービン翼の如きガスタービン用高温部材に施した遮熱コーティングを、全面再コーティングすることなく、剥離損傷部のみを部分的に補修できる手段の提供を課題とする。【解決手段】まず、遮熱コーティング１３の剥離損傷部１３ａのみをブラストにより除去し、これにより部分的に露出したアンダーコート層１２の表面１２ａ上の残留グリット１５をブラシで除去し、このアンダーコート層１２ａの露出表面上に新たに遮熱コーティング１３'を再び施す遮熱コーティング補修方法を採用した。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスタービン用の高温部材に施した遮熱コーティングを補修する方法において、
前記遮熱コーティングの剥離損傷部のみをブラストにより除去し、これにより部分的に露出したアンダーコート層の表面上の残留グリットをブラシで除去し、その後、アンダーコート層の露出表面上に新たに遮熱コーティングを施すことを特徴とする遮熱コーティング補修方法。
【請求項２】
請求項１に記載の遮熱コーティング補修方法において、
前記高温部材が、ガスタービン翼であることを特徴とする遮熱コーティング補修方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガスタービンにおいて、高温にさらされる高温部材、特にガスタービン翼の遮熱コーティング補修方法に関し、より詳細には、遮熱コーティングを全面再コーティングすることなく、剥離損傷部のみを部分的に補修する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の高性能ガスタービン翼（動翼・静翼）には、高温の燃焼ガスから翼材を保護するために遮熱コーティングが施されている。図２は、ガスタービン動翼１の一例（コンベクション冷却式空冷翼）を示し、その内部には冷却空気を流すための複数の通路２が形成され、翼材３の外面全体に断熱性の高いセラミックスから成る遮熱コーティング４が施されている。
【０００３】
図３は、このようなガスタービン動翼１の如きガスタービン用高温部材に施される遮熱コーティングの詳細を示しており、Ｎｉ基合金からなる母材１１の表面にＭＣｒＡｌＹ（Ｍは、Ｃｏ，Ｎｉ等）からなる５０μｍ〜１００μｍ程度のアンダーコート層１２が施され、このアンダーコート層１２の表面にＺｒＯ２，ＭｇＯ等から成るセラミックスからなる３００μｍ程度の遮熱コーティング（トップコート層）１３が施されている。
【０００４】
ガスタービンは、高性能化を目的として、今後更なる高温化が予想されることから、特にガスタービン翼における遮熱コーティングの健全性を保つことが、ガスタービンの信頼性向上に繋がるものと考えられている。しかしながら、運転後のガスタービン翼は、図４の符号１３ａで示すように、局部的に遮熱コーティング１３の表面が剥離して損傷する場合がある。
【０００５】
この剥離が、例え小面積の剥離であっても、ガスタービンの運用上問題となる虞がある場合には、従来では、遮熱コーティングを全面除去して再コーティングする補修方法が採用されていた（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−２１２７８３号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来では遮熱コーティングを全面除去した上に全面再コーティングを施しているが、遮熱コーティングを除去する際にはブラストで取り除くことが行われている。しかし、そのアンダーコート層は延性が高いためにブラストでは取れにくいので、一般的に酸洗剥離で除去する方法が採用されている。しかし、この酸洗剥離の作業は、アンダーコート層を完全に取り除くようにすると母材を痛めてしまう危険がある（アンダーコート層を取り除くためには、長時間、酸に浸けておく必要がある。）。また表面に残っている金属がアンダーコート層か、それとも母材金属かを判断するためにヒートティ（バーナで焼いて色の差を付けて確認）を行い、アンダーコート層が残っている場合にはブレンディングにて除去する作業を繰り返し行う必要がある。更に、酸洗剥離の前処理として、ガスタービン翼の残留応力を除去する熱処理等も行うケースもある。したがって、遮熱コーティングを全面除去して全面再コーティングする従来の補修方法は、作業時間が非常に長くかかるとともに、莫大な費用がかかっている。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、ガスタービン翼の如きガスタービン用高温部材に施された遮熱コーティングを、全面再コーティングすることなく、剥離損傷部のみを部分的に補修することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用した。
すなわち、請求項１に記載の遮熱コーティング補修方法は、ガスタービン用の高温部材に施した遮熱コーティングを補修する方法において、前記遮熱コーティングの剥離損傷部のみをブラストにより除去し、これにより部分的に露出したアンダーコート層の表面上の残留グリットをブラシで除去し、その後、アンダーコート層の露出表面上に新たに遮熱コーティングを施すことを特徴とする。
上記請求項１に記載の遮熱コーティング補修方法によれば、局部的に剥離損傷した遮熱コーティングを全面除去して全面再コーティングするのではなく、剥離損傷部のみを部分的に補修することができる。
【００１０】
請求項２に記載の遮熱コーティング補修方法は、請求項１に記載の遮熱コーティング補修方法において、前記高温部材が、ガスタービン翼であることを特徴とする。
上記請求項２に記載の遮熱コーティング補修方法によれば、ガスタービン用の高温部品の中でもとりわけ遮熱コーティングが局部的に剥離損傷し易いガスタービン翼（特に動翼）の遮熱コーティングを全面除去して再コーティングするのではなく、剥離損傷部のみを部分的に補修することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態について詳述する。
図１は、ガスタービン翼の如きガスタービン用の高温部材に施した遮熱コーティングを部分的に補修する方法の手順を示す。まず、図１の（Ａ）に示すように、遮熱コーティング（セラミックスから成るトップコート層）１３の剥離損傷部１３ａを開口させた鉄板（トタン）のマスキングをし、損傷部と開口部の隙間にマスキングテープを目張りする。
【００１２】
それから、図１（Ｂ）に示すように、遮熱コーティング１３の剥離損傷部１３ａのみをブラストにより除去し、これによりアンダーコート層（Ｃｏ基合金から成る）１２の一部分１２ａを露出させる。このアンダーコート層１２の全表面は、遮熱コーティング１３の施工前に予めブラストされているので、その露出表面１２ａが粗い凹凸形状になっており、また遮熱コーティング１３の内部露出表面１３ｂが剥離損傷部除去のためのブラストにより粗い凹凸形状となるので、それぞれ密着性が良いものとなっている。
【００１３】
このブラストでは、遮熱コーティング１３の剥離損傷部１３ａを徐々に取り除き、アンダーコート層１２の表面の凹凸形状を大きく傷つけることないようように、換言すれば、アンダーコート層１２がなくなってしまわないようにする。そのためには、アンダーコート層１２の膜厚は通常は５０〜１００μｍであるが、本補修方法を考慮して元厚を１５０〜３００μｍに増やしておくことが望ましく、又ブラスト条件はゆるやかにする必要があり、一具体例としてはブラスト材として粒径が小さくて高い硬度である細かい粒径（例えば３６番）の炭化珪素（ＳｉＣ）を用い、ブラストの圧力はあまり表面を傷つけないような低圧（例えば、吸引式５kgf/cm2［直圧式２kgf/cm2に相当］）とし、アンダーコート層１２の表面の粗度が低下しないように（９〜１５Ｒａを保持する）充分注意をして作業をし、かつ遮熱コーティング１３の剥離損傷部の除去後に、必要に応じて新品のブラスト材に交換して、アンダーコート層１２の表面をブラストする。
なお、母材１１の全表面もアンダーコート層１２の施工前に予めブラストされて粗い凹凸形状とされているため、アンダーコート層１２との結合が強められているものである。
【００１４】
それから、図１（Ｃ）にアンダーコート層１２の露出表面（ブラスト面）１２ａの一部を拡大して示すように、アンダーコート層１２が母材１１に比べて柔らかいためにブラストによる残留グリット１５が残りやすいので、ブラシで表面を軽く擦るなどして、表面に付着している残留グリット１５を除去する。
【００１５】
それから、図１（Ｄ）に示すように、残留グリット１５を除去したアンダーコート層の露出表面１２ａ上に、新たに遮熱コーティング１３'を部分的に再び施して補修する。これにより、従来のように遮熱コーティングを全面除去／全面再コーティングするのではなく、剥離損傷部のみを部分的に補修することができる。この場合、前述したように、アンダーコート層１２の露出表面１２ａ及び遮熱コーティング１３の内部露出表面１３ｂは、ブラストにより粗い凹凸形状となって密着性が良いものとなっているので、古い遮熱コーティング１３と新しい遮熱コーティング１３'との結合力は強く、剥離等の問題は生じない。
【００１６】
なお、本発明はガスタービン翼に限らず、他のガスタービン用の高温部材、例えば、シュラウド、燃焼器尾筒等に施されている遮熱コーティングの補修方法にも適用できることは勿論である。
【００１７】
【発明の効果】
以上述べたように、請求項１に記載の本発明によれば、局部的に剥離損傷した遮熱コーティングを全面除去・全面再コーティングするのではなく、剥離損傷部のみを部分的に補修することができる。したがって補修時間を大幅に短縮できると共に、補修費用を大幅に低減できる。また、ブラストだけのマスキングなので、溶射マスキングと比べて小さなスペースで済み、かつ、アンダーコート層を部分的に一緒に除去して再コーティングするものではないので、母材を傷つける心配がないと共に、アンダーコート層の再コーティングにより再遮熱コーティングの表面が凹凸になったり、剥離する等の問題も心配する必要がない。
【００１８】
請求項２に記載の本発明によれば、ガスタービン用の高温部品の中でもとりわけ遮熱コーティングが局部的に剥離損傷し易いガスタービン翼（特に、回転体である動翼）の遮熱コーティングを全面除去して再コーティングするのではなく、剥離損傷部のみを部分的に補修することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ガスタービン用高温部材に施した遮熱コーティングを部分的に補修する本発明方法の手順を示す図である。
【図２】遮熱コーティングが施されているガスタービン動翼の一例を示す断面図である。
【図３】ガスタービン動翼の如きガスタービン用高温部材に施されている遮熱コーティングの詳細を示す断面図である。
【図４】図３の遮熱コーティングが局部的に剥離損傷した一形態を示す断面図である。
【符号の説明】
１・・・ガスタービン動翼（高温部材，ガスタービン翼）
４・・・遮熱コーティング
１３ａ・・・剥離損傷部
１２・・・アンダーコート層
１５・・・残留グリット
【図１】
2004190602.tif 000003
【図２】
2004190602.tif 000004
【図３】
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【図４】
2004190602.tif 000006