JP6856426B2 - Thermal barrier coating method, wing segment manufacturing method - Google Patents
Thermal barrier coating method, wing segment manufacturing method Download PDFInfo
- Publication number
- JP6856426B2 JP6856426B2 JP2017067363A JP2017067363A JP6856426B2 JP 6856426 B2 JP6856426 B2 JP 6856426B2 JP 2017067363 A JP2017067363 A JP 2017067363A JP 2017067363 A JP2017067363 A JP 2017067363A JP 6856426 B2 JP6856426 B2 JP 6856426B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wing
- narrow space
- blade
- forming step
- spray gun
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
Description
本発明は、遮熱コーティング方法、翼セグメントの製造方法に関する。 The present invention relates to a method thermal barrier coating, relates to the method of manufacturing the vane segment.
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動翼や静翼のようなタービン部材には、その表面に遮熱コーティング(Thermal Barrier Coating:TBC)が施されている。遮熱コーティングとは、被溶射物であるタービン部材の表面に、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。遮熱コーティングがタービン部材の表面に形成されることで、タービン部材の遮熱性及び耐久性が向上する。遮熱コーティングは、タービン部材の外側からタービン部材の表面に向かって溶射ガンで溶射粒子を溶射することで形成される。 In the gas turbine, the temperature of the gas used is set high in order to improve its efficiency. A thermal barrier coating (TBC) is applied to the surface of a turbine member such as a moving blade or a stationary blade exposed to such a high temperature gas. The heat shield coating is a coating on the surface of a turbine member, which is an object to be sprayed, with a thermal spray material having a low thermal conductivity (for example, a ceramic material having a low thermal conductivity) by thermal spraying. By forming the heat-shielding coating on the surface of the turbine member, the heat-shielding property and durability of the turbine member are improved. The thermal barrier coating is formed by spraying sprayed particles from the outside of the turbine member toward the surface of the turbine member with a spray gun.
特許文献1には、ロータ動翼の表面に形成された遮熱コーティングが記載されている。遮熱コーティングは、基材上に形成された第一の被膜であるボンドコート層と、ボンドコート層上に形成された第二の被膜である縦割れを有する緻密なトップコート層とを有している。トップコート層は、大気プラズマ溶射(APS)法等の方法で形成される。 Patent Document 1 describes a heat shield coating formed on the surface of a rotor blade. The heat shield coating has a bond coat layer which is a first film formed on the base material and a dense top coat layer which is a second film formed on the bond coat layer and has vertical cracks. ing. The topcoat layer is formed by a method such as atmospheric plasma spraying (APS) method.
ところで、遮熱コーティングが形成されるタービン部材としては、一つのシュラウドに対して複数の翼本体が一体に形成された静翼セグメントがある。静翼セグメントでは、隣り合う翼本体同士の間隔が狭くなっている。その結果、翼本体の対向する面には、静翼セグメントの外から見た際に、陰になってしまう領域が生じる。この陰になってしまう領域に対して、トップコート層を形成しようと静翼セグメントの外側から溶射粒子を噴射しても、陰になってしまう領域に溶射粒子が行き渡らず、均質なトップコート層を形成することが難しい。その結果、隣り合う複数の翼本体を有する翼セグメントの全域に均質なトップコート層を形成することができない可能性がある。 By the way, as a turbine member on which a heat shield coating is formed, there is a stationary blade segment in which a plurality of blade bodies are integrally formed on one shroud. In the stationary wing segment, the distance between adjacent wing bodies is narrow. As a result, on the opposing surfaces of the wing body, there is an area that is shaded when viewed from the outside of the stationary wing segment. Even if sprayed particles are sprayed from the outside of the stationary blade segment to form a topcoat layer on this shaded area, the sprayed particles do not spread to the shaded area, and a homogeneous topcoat layer is formed. Is difficult to form. As a result, it may not be possible to form a homogeneous topcoat layer over the entire wing segment with multiple adjacent wing bodies.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、隣り合う複数の翼本体を有する翼セグメントの全域に均質なトップコート層を形成することが可能な遮熱コーティング方法、翼セグメントの製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and is a thermal barrier coating method capable of forming a homogeneous topcoat layer over the entire area of a blade segment having a plurality of adjacent blade bodies, and a method for manufacturing a blade segment. The purpose is to provide.
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
本発明の第一態様に係る遮熱コーティング方法は、断面翼形状をなして翼厚方向に離れて並んだ複数の翼本体と、前記翼本体の翼高さ方向の基端部で前記複数の翼本体を連結する翼端壁部とを有する翼セグメント本体に遮熱コーティングを形成する遮熱コーティング方法であって、隣り合う前記翼本体の間の空間に第一溶射ガンを挿入させて前記翼高さ方向と交差する第一方向に移動させ、前記空間の中で前記翼本体の間の距離が所定の距離よりも短い狭隘空間で溶射粒子を噴射させて、前記狭隘空間に面した前記翼本体の表面にセラミックを含むトップコート層を形成する狭隘空間トップコート層形成工程と、前記第一溶射ガンよりも大きな第二溶射ガンを前記翼セグメント本体の外側で前記翼高さ方向に移動させて、前記翼セグメント本体の表面に前記トップコート層を形成する全域トップコート層形成工程とを含み、前記第一溶射ガンは、前記第一方向に延在するガン本体部と、前記ガン本体部の先端に設けられて、前記第一方向に対して交差する方向に溶射粒子を噴射する噴射孔が形成された噴射部とを有し、前記狭隘空間トップコート層形成工程では、前記第一溶射ガンは、前記狭隘空間から前記噴射部が外れ、前記第一溶射ガンの噴射孔と前記翼本体の表面との距離が予め定めた最低溶射距離よりも広くなる位置まで移動した後に前記翼高さ方向に移動されることで前記第一方向に往復移動され、前記狭隘空間から外れた位置での前記第一方向への前記第一溶射ガンの移動速度は、前記狭隘空間内での移動速度よりも速い成膜不能な速度とされる。
The present invention employs the following means in order to solve the above problems.
In the thermal spray coating method according to the first aspect of the present invention, a plurality of wing bodies having a cross-sectional wing shape and arranged apart in the wing thickness direction, and the plurality of wing bodies at the base end portion in the wing height direction of the wing body. A heat-shielding coating method for forming a heat-shielding coating on a wing segment body having a wing tip wall portion connecting the wing bodies, wherein the first thermal spray gun is inserted into a space between adjacent wing bodies to insert the wing. The wing facing the narrow space is moved in the first direction intersecting the height direction, and sprayed particles are injected in a narrow space where the distance between the wing bodies is shorter than a predetermined distance in the space. A narrow space top coat layer forming step of forming a top coat layer containing ceramic on the surface of the main body, and a second thermal spray gun larger than the first thermal spray gun are moved in the blade height direction outside the blade segment main body. The first thermal spraying gun includes a gun main body portion extending in the first direction and the gun main body portion, including an entire area top coat layer forming step of forming the top coat layer on the surface of the wing segment main body. provided at the tip, the thermal spraying particles in a direction crossing the first direction possess an injection portion which injection holes are formed for ejecting, in the narrow space topcoat layer forming step, the first spray The gun is moved to a position where the injection portion is removed from the narrow space and the distance between the injection hole of the first thermal spray gun and the surface of the wing body is wider than the predetermined minimum thermal spraying distance, and then the wing height is reached. By moving in the direction, it is reciprocated in the first direction, and the movement speed of the first thermal spray gun in the first direction at a position outside the narrow space is higher than the movement speed in the narrow space. It is said that the speed is too fast for thermal spraying .
このような構成によれば、狭隘空間に面した翼本体の表面に対向した第一溶射ガンの噴射孔から狭隘面に溶射粒子が溶射される。これにより、静翼セグメントの外側からでは陰になってしまい、均質なトップコート層を形成可能な量の溶射粒子が行きわたらない狭隘空間に面した翼本体の表面に、十分な量の溶射粒子を溶射できる。また、三次元的な曲面を有する複雑な形状の翼本体では、狭隘空間に面した翼本体の表面は、翼高さ方向に複雑な曲面形状をなして長く延びている。一方、狭隘空間に面した翼本体の表面は、翼弦方向には単純な曲面形状をなして短く延びている。そのため、狭隘空間に面した翼本体の表面に沿って第一溶射部を翼高さ方向に移動すると、狭隘空間に面した翼本体の表面に対する噴射部の距離を一定に保つことが難しい。これに対し、第一方向に第一溶射ガンを移動させることで、翼高さ方向に移動させる場合に比べて、狭隘空間に面した翼本体の表面に対する噴射部の位置を安定させやすくなる。その結果、狭隘空間に面した翼本体の表面に対して噴射孔を垂直に近い角度に配置して溶射粒子を溶射することができる。これにより、狭隘空間に面した翼本体の表面に対して溶射粒子を均一に溶射できる。 According to such a configuration, the sprayed particles are sprayed onto the narrow surface from the injection hole of the first spray gun facing the surface of the blade body facing the narrow space. As a result, a sufficient amount of sprayed particles is formed on the surface of the wing body facing the narrow space where the amount of sprayed particles that can form a uniform topcoat layer is not distributed because the sprayed particles are shaded from the outside of the blade segment. Can be sprayed. Further, in the blade body having a complicated shape having a three-dimensional curved surface, the surface of the blade body facing the narrow space has a complicated curved surface shape in the blade height direction and extends long. On the other hand, the surface of the wing body facing the narrow space has a simple curved surface shape in the chord direction and extends shortly. Therefore, if the first sprayed portion is moved in the blade height direction along the surface of the blade body facing the narrow space, it is difficult to keep the distance of the injection portion constant with respect to the surface of the blade body facing the narrow space. On the other hand, by moving the first thermal spray gun in the first direction, it becomes easier to stabilize the position of the injection portion with respect to the surface of the blade body facing the narrow space, as compared with the case of moving it in the blade height direction. As a result, the sprayed particles can be sprayed by arranging the injection holes at an angle close to perpendicular to the surface of the blade body facing the narrow space. As a result, the sprayed particles can be uniformly sprayed onto the surface of the blade body facing the narrow space.
さらに、第一溶射ガンを翼弦方向に往復移動させる際に、噴射部が狭隘空間から外れた位置で第一溶射ガンが翼高さ方向に移動される。そのため、狭隘空間に面した翼本体の表面に溶射粒子を溶射している状態で、第一溶射ガンが翼高さ方向に移動されることを防ぐことができる。その結果、狭隘空間に面した翼本体の表面に対する噴射部の距離がばらついた状態で、狭隘面に溶射粒子が溶射されてしまうことが押されられる。したがって、狭隘空間に面した翼本体の表面に対して翼高さ方向に不均一なトップコート層が形成されてしまうことを抑えることができる。 Further , when the first thermal spray gun is reciprocated in the chord direction, the first thermal spray gun is moved in the blade height direction at a position where the injection portion is out of the narrow space. Therefore, it is possible to prevent the first spraying gun from being moved in the blade height direction while the sprayed particles are sprayed on the surface of the blade body facing the narrow space. As a result, it is suppressed that the sprayed particles are sprayed onto the narrow surface in a state where the distance of the injection portion to the surface of the blade body facing the narrow space varies. Therefore, it is possible to prevent the formation of a non-uniform top coat layer in the blade height direction with respect to the surface of the blade body facing the narrow space.
さらに、狭隘空間から外れた位置での第一溶射ガンの移動速度を速めることで、狭隘空間に面した翼本体の表面以外の翼本体の表面において、第一溶射ガンから溶射された溶射粒子が付着しづらくなる。したがって、第一溶射ガンによって、狭隘空間から外れた翼本体の表面に局所的に溶射粒子が堆積されることを抑えることができる。 Furthermore , by increasing the moving speed of the first spraying gun at a position outside the narrow space, the sprayed particles sprayed from the first spraying gun can be sprayed on the surface of the wing body other than the surface of the wing body facing the narrow space. It becomes difficult to adhere. Therefore, it is possible to prevent the first thermal spray gun from locally depositing thermal spray particles on the surface of the blade body outside the narrow space.
また、本発明の第二態様に係る遮熱コーティング方法では、第一態様において、前記狭隘空間トップコート層形成工程では、前記翼本体の背側面に対して前記トップコート層が形成されていてもよい。 Further, in the second according to the embodiment thermal barrier coating method of the present invention, Oite to a first aspect, in the narrow space topcoat layer forming step, the top coat layer has been formed against the dorsal surface of the blade body You may.
このような構成とすることで、狭隘空間に面した翼本体の表面が翼本体の背側面とされる。そのため、噴射孔が背側面に向けた状態で狭隘空間内に第一溶射ガンが挿入される。これにより、狭隘空間に面する翼本体の表面の中でも特に外側から陰になりやすい背側面に高い精度でトップコート層を形成することができる。 With such a configuration, the surface of the wing body facing the narrow space is regarded as the back side surface of the wing body. Therefore, the first thermal spray gun is inserted into the narrow space with the injection hole facing the back side surface. As a result, the top coat layer can be formed with high accuracy on the back side surface, which tends to be shaded from the outside, among the surfaces of the wing body facing the narrow space.
また、本発明の第三態様に係る遮熱コーティング方法では、第一又は第二態様において、前記全域トップコート層形成工程は、前記狭隘空間トップコート層形成工程の後に実施されていてもよい。 Further, in the third according to the embodiment thermal barrier coating method of the present invention, Oite the first or second aspect, the entire top coat layer forming step, be performed after the narrow space topcoat layer forming step Good.
このような構成とすることで、狭隘空間に面した翼本体の表面に局所的に溶射粒子が堆積してしまうことを抑えることができる。 With such a configuration, it is possible to prevent the sprayed particles from being locally deposited on the surface of the blade body facing the narrow space.
また、本発明の第四態様に係る遮熱コーティング方法では、第一態様から第三態様のいずれか一つにおいて、前記噴射部は、前記ガン本体部から前記溶射粒子の噴射方向に向かって傾斜して延びていてもよい。 Further, in the heat shield coating method according to the fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects, the injection portion is inclined from the gun body portion toward the injection direction of the sprayed particles. May be extended.
このような構成とすることで、噴射部がガン本体部の延在方向に対して翼本体の表面に沿うように傾斜している。そのため、空間内に噴射部を挿入した際に、湾曲した翼本体の表面に噴射部を接触させずに、より深い位置まで噴射部を到達させることができる。これにより、翼本体に対して第一溶射ガンを干渉させることなく、狭隘空間まで噴射部を到達させることができる。その結果、狭隘空間における噴射部と狭隘面との距離を適切な溶射距離とすることができる。適切な溶射距離を確保して狭隘面に溶射することで、必要な性能が確保されたトップコート層を狭隘空間に面した翼本体の表面に形成することができる。 With such a configuration, the injection portion is inclined along the surface of the blade body with respect to the extending direction of the gun body. Therefore, when the injection portion is inserted into the space, the injection portion can reach a deeper position without contacting the injection portion with the curved surface of the blade body. As a result, the injection portion can reach the narrow space without interfering with the first thermal spray gun with the blade body. As a result, the distance between the injection portion and the narrow surface in the narrow space can be set as an appropriate spraying distance. By spraying on a narrow surface with an appropriate spraying distance, a topcoat layer with the required performance can be formed on the surface of the blade body facing the narrow space.
また、本発明の第五態様に係る遮熱コーティング方法では、第一態様から第四態様のいずれか一つにおいて、前記狭隘空間トップコート層形成工程の前に実施され、前記空間に前記第一溶射ガンを挿入させて前記第一方向に移動させ、前記狭隘空間で溶射粒子を噴射させて、前記狭隘空間に面した前記翼本体の表面に金属結合層としてのアンダーコート層を形成する狭隘空間アンダーコート層形成工程をさらに含んでいてもよい。 Further, in the heat shield coating method according to the fifth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects, it is carried out before the narrow space top coat layer forming step, and the first aspect is formed in the space. A narrow space in which a thermal spray gun is inserted and moved in the first direction, and thermal spray particles are ejected in the narrow space to form an undercoat layer as a metal bonding layer on the surface of the wing body facing the narrow space. An undercoat layer forming step may be further included.
このような構成とすることで、狭隘空間に面した翼本体の表面に均質なアンダーコート層を形成することができる。その結果、狭隘空間に面した翼本体の表面において均質なアンダーコート層上にトップコート層を形成することができる。これにより、狭隘空間に面した翼本体の表面でのトップコート層の密着性を向上させることができる。 With such a configuration, a homogeneous undercoat layer can be formed on the surface of the blade body facing the narrow space. As a result, a topcoat layer can be formed on a homogeneous undercoat layer on the surface of the blade body facing the narrow space. As a result, the adhesion of the top coat layer on the surface of the wing body facing the narrow space can be improved.
また、本発明の第六態様に係る遮熱コーティング方法では、第五態様において、前記狭隘空間アンダーコート層形成工程の前に実施され、前記翼セグメント本体の外側から前記溶射粒子を噴射させて、前記翼セグメント本体の表面に前記アンダーコート層を形成する全域アンダーコート層形成工程をさらに含んでいてもよい。 Further, in the heat shield coating method according to the sixth aspect of the present invention, in the fifth aspect, the sprayed particles are ejected from the outside of the blade segment body by being carried out before the narrow space undercoat layer forming step. The entire area undercoat layer forming step of forming the undercoat layer on the surface of the blade segment main body may be further included.
また、本発明の第七態様に係る遮熱コーティング方法では、第一態様から第六態様のいずれか一つにおいて、前記狭隘空間トップコート層形成工程では、前記翼本体の形状に基づいて前記狭隘空間を事前に特定し、前記第一溶射ガンによる溶射条件を溶射位置に応じて変更制御してもよい。 Further, in the heat shield coating method according to the seventh aspect of the present invention, in any one of the first to sixth aspects, in the narrow space top coat layer forming step, the narrow space is based on the shape of the blade body. The space may be specified in advance, and the thermal spraying conditions by the first thermal spraying gun may be changed and controlled according to the thermal spraying position.
このような構成とすることで、狭隘空間に面した翼本体の表面とそれ以外の翼本体の表面とに対して適切な溶射条件で、それぞれトップコート層を形成することができる。したがって、翼本体の表面に、より質の高いトップコート層を形成することができる。 With such a configuration, the top coat layer can be formed on the surface of the blade body facing the narrow space and the surface of the blade body other than that under appropriate spraying conditions. Therefore, a higher quality topcoat layer can be formed on the surface of the blade body.
また、本発明の第八態様に係る翼セグメントの製造方法は、断面翼形状をなして翼厚方向に離れて並んだ複数の翼本体と、前記翼本体の翼高さ方向の基端部で前記複数の翼本体を連結する翼端壁部と、を有する翼セグメント本体を準備する翼セグメント本体準備工程と、第一態様から第七態様の何れか一つの遮熱コーティング方法で、前記翼セグメント本体準備工程で準備された前記翼セグメント本体の前記狭隘空間に面した前記翼本体の表面に前記トップコート層を形成する遮熱コーティング形成工程とを含む。 Further, in the method for manufacturing a blade segment according to the eighth aspect of the present invention, a plurality of blade bodies having a cross-sectional blade shape and arranged apart in the blade thickness direction and a base end portion of the blade body in the blade height direction are used. The wing segment is prepared by a wing segment main body preparation step of preparing a wing segment main body having a wing tip wall portion connecting the plurality of wing main bodies, and a heat shield coating method according to any one of the first to seventh aspects. It includes a heat shield coating forming step of forming the top coat layer on the surface of the blade main body facing the narrow space of the blade segment main body prepared in the main body preparation step.
本発明によれば、隣り合う複数の翼本体を有する翼セグメントの全域に均質なトップコート層を形成することができる。 According to the present invention, a homogeneous topcoat layer can be formed over the entire area of a blade segment having a plurality of adjacent blade bodies.
以下、本発明の実施形態について図1から図5を参照して説明する。
翼セグメントの製造方法S1は、遮熱コーティングが形成された翼セグメントを製造する。本実施形態の翼セグメントの製造方法S1は、翼セグメントとして、ガスタービンの静翼セグメント1を製造する。静翼セグメント1は、環状に並んで相互に連結されることで1つの静翼環を形成する。静翼セグメント1は、翼セグメント本体2と、遮熱コーティング3とを有している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 5.
The blade segment manufacturing method S1 manufactures a blade segment on which a heat shield coating is formed. In the blade segment manufacturing method S1 of the present embodiment, the stationary blade segment 1 of the gas turbine is manufactured as the blade segment. The vane segments 1 are arranged in an annular shape and connected to each other to form one vane ring. The stationary blade segment 1 has a blade segment
翼セグメント本体2は、例えば、Ni基合金等の周知の耐熱合金により形成されている。翼セグメント本体2は、図1に示すように、翼本体21と、内側シュラウド(翼端壁部)22と、外側シュラウド23と、を有している。
The blade segment
翼本体21は、断面が翼形状をなして翼高さ方向Dxに延びている。翼本体21は、ガスタービンのロータ(不図示)の径方向に延びている。したがって、翼本体21の延びる翼高さ方向Dxは、ロータの径方向である。翼本体21は、翼高さ方向Dxから見た際に、背側の表面である背側面21a(図4参照)が凸形状面とされている。翼本体21は、翼高さ方向Dxから見た際に、腹側の表面である腹側面21b(図4参照)が凹形状面とされている。翼本体21は、翼弦方向Dyの前方側の端部が前縁部21cを形成している。翼本体21は、翼弦方向Dyの後方側の端部が後縁部21dを形成している。翼本体21は、翼厚方向Dzに離れて複数(本実施形態では三つ)並んでいる。隣り合う翼本体21の間には、空間Aが形成されている。
The
ここで、翼本体21の翼高さ方向Dxは、翼本体21の延びている方向である。また、翼本体21の翼弦方向Dyは、本実施形態における翼高さ方向Dxと直交する方向であって、翼本体21の翼弦の延びる方向を含む前縁部21cと後縁部21dとを結んだ仮想線と平行な方向とする。翼本体21の翼厚方向Dzは、本実施形態における翼高さ方向Dx及び翼弦方向Dyと直交する方向とする。
Here, the blade height direction Dx of the
内側シュラウド22は、複数の翼本体21を翼高さ方向Dxの基端部側で連結している。本実施形態の内側シュラウド22は、翼高さ方向Dxから見た際に、平行四辺形状をなしている。内側シュラウド22は、翼厚方向Dzの長さが翼弦方向Dyの長さよりも長く形成されている。
The
外側シュラウド23は、複数の翼本体21を翼高さ方向Dxの先端部側(外側シュラウド23側)で連結している。したがって、外側シュラウド23は、内側シュラウド22に対して、翼本体21を挟んで翼高さ方向Dxの反対側に配置されている。本実施形態の外側シュラウド23は、翼高さ方向Dxから見た際に、平行四辺形状をなしている。内側シュラウド22は、翼厚方向Dzの長さが翼弦方向Dyの長さよりも長く形成されている。
The
翼セグメント本体2には、ガスタービンにおける燃焼ガスが流れる流路として、隣り合う翼本体21と、内側シュラウド22と、外側シュラウド23とで画成された空間Aが形成されている。翼セグメント本体2の空間Aは、隣り合う翼本体21の間の距離が所定の距離よりも短い狭隘空間Axを含んでいる。したがって、空間Aは、翼本体21の形状に応じて翼弦方向Dyに向かって翼厚方向Dzの距離が変化している。ここで、狭隘空間Axは、空間Aの中で翼厚方向Dzの距離が後述する第二溶射ガンが挿入不能な距離以下であるエリアである。したがって、本実施形態の所定の距離は、例えば、第二溶射ガンの外径の大きさである。本実施形態の狭隘空間Axは、図4に示すように、翼本体21の翼弦方向Dyの中心位置よりも前縁部21c側の背側面21aに面して形成されている。狭隘空間Axは、翼本体21の翼高さ方向Dxの基端部側(内側シュラウド22側)から先端部側まで延びている。
In the blade segment
遮熱コーティング3は、翼セグメント本体2を母材として、翼セグメント本体2の表面に形成されている。遮熱コーティング3は、翼セグメント本体2の表面の全域を覆うように形成されている。この遮熱コーティング3は、図2に示すように、アンダーコート層31と、トップコート層32とを有している。
The
アンダーコート層31は、翼セグメント本体2からトップコート層32が剥離することを抑制する。アンダーコート層31は、耐食性および耐酸化性に優れた金属結合層である。アンダーコート層31は、例えば、溶射材としてMCrALY合金の金属溶射粉を翼セグメント本体2の表面に対して溶射して形成される。ここで、アンダーコート層31を構成するMCrAlY合金の「M」は、金属元素を示している。この金属元素「M」は、例えば、NiCo、CoNi、Ni、Co等の単独の金属元素、又は、これらのうち2種以上の組み合わせからなる。
The
トップコート層32は、アンダーコート層31の表面に積層されている。このトップコート層32は、セラミックを含む溶射材をアンダーコート層31の表面に溶射することで形成される。本実施形態のトップコート層32は、緻密な縦割を有するセラミック被膜であるDVC(Dense Verticaly Crack)膜、あるいは気孔を有するポーラス膜等である。トップコート層32を形成する際に用いられる溶射材としては、ジルコニア系セラミックを用いることができる。ジルコニア系セラミックとしては、イットリア安定化ジルコニア(YSZ)、および、酸化イッテルビウム(Yb2O3)で部分安定化させたジルコニア(ZrO2)であるイッテルビア安定化ジルコニア(YbSZ)等が挙げられる。
The
次に上述した静翼セグメント1を製造する翼セグメントの製造方法S1を説明する。本実施形態の翼セグメントの製造方法S1は、図3に示すように、翼セグメント本体準備工程S10と、遮熱コーティング形成工程S20とを含む。 Next, a method S1 for manufacturing a blade segment for manufacturing the above-mentioned stationary blade segment 1 will be described. As shown in FIG. 3, the blade segment manufacturing method S1 of the present embodiment includes a blade segment main body preparation step S10 and a heat shield coating forming step S20.
翼セグメント本体準備工程S10は、事前に翼セグメント本体2を準備する。本実施形態の翼セグメント本体準備工程S10では、鋳造等によって翼セグメント本体2を製造して準備する。
In the wing segment main body preparation step S10, the wing segment
遮熱コーティング形成工程S20は、翼セグメント本体準備工程S10で準備された翼セグメント本体2の表面に遮熱コーティング方法S30で遮熱コーティング3を形成する。本実施形態の遮熱コーティング形成工程S20では、翼セグメント本体2の表面にアンダーコート層31及びトップコート層32が形成される。遮熱コーティング形成工程S20では、翼セグメント本体2の空間Aの中で狭隘空間Axに面した翼本体21の表面にもアンダーコート層31及びトップコート層32が形成される。本実施形態の遮熱コーティング形成工程S20は、以下の遮熱コーティング方法S30で実施される。
In the heat shield coating forming step S20, the
遮熱コーティング方法S30は、翼セグメント本体2に遮熱コーティング3を形成する。本実施形態の遮熱コーティング方法S30は、全域アンダーコート層形成工程S31と、狭隘空間アンダーコート層形成工程S32と、狭隘空間トップコート層形成工程S33と、全域トップコート層形成工程S34とを含む。本実施形態の遮熱コーティング方法S30では、狭隘空間Axに面する翼本体21の表面である狭隘面Xを溶射する際には第一溶射ガン5を使用する。また、翼セグメント本体2を外側から溶射する際には、第二溶射ガンを使用する。本実施形態の狭隘面Xは、図4に示すように。隣り合う翼本体21の対向する表面のうち、片側の翼本体21の背側面21aである。狭隘面Xは、翼本体21の翼弦方向Dyの中心位置よりも前縁部21c側に形成されている。狭隘面Xは、図5に示すように、翼本体21の翼高さ方向Dxの基端部側から先端部側まで延びている。
In the heat shield coating method S30, the
第一溶射ガン5は、使用出力や供給粉末量が第二溶射ガンよりも小さい。第一溶射ガン5は、大気プラズマ溶射(APS:atmospheric plasma spraying)を実施する場合、1パスの成膜幅が10mm〜1mm程度とされている。第一溶射ガン5は、図4に示すように、ガン本体部51と、噴射部52とを有している。
The first
ガン本体部51は、第一溶射ガン5の移動方向となる第一方向に延在している。本実施形態のガン本体部51は、円柱状をなしている。第一方向は、ガン本体部51の延びる方向であって、翼高さ方向Dxと交差する方向である。本実施形態の第一方向は、翼弦方向Dyである。
The gun
噴射部52は、ガン本体部51の先端に一体に設けられている。噴射部52は、第一方向に対して交差する方向に溶射粒子を噴射する噴射孔53が形成されている。本実施形態の噴射孔53は、ガン本体部51の延びる方向に対して直交する方向を向いて開口している。本実施形態の噴射部52は、ガン本体部51から溶射粒子の噴射方向に向かって傾斜して延びている。したがって、本実施形態の第一溶射ガン5は、ガン本体部51の延びる方向に対して、先端部を形成する噴射部52で折れ曲がるように形成されている。具体的には、噴射部52は、ガン本体部51の延びる方向に対して5°から20°程度傾斜しており、特に10°程度傾斜していることが好ましい。なお、噴射部52の傾斜角度は、翼本体21の形状に応じて適宜設定されればよい。
The
第二溶射ガンは、第一溶射ガン5よりも大きな外形を有している。第二溶射ガンは、使用出力や供給粉末量が第一溶射ガン5よりも大きい。第二溶射ガンは、大気プラズマ溶射法を実施する場合、1パスの成膜幅が15mm〜25mm程度とされている。第二溶射ガンは、円柱状をなしている。第二溶射ガンは、先端部から延在する方向に向かって溶射粒子を噴射させる。第二溶射ガンは、空間Aに挿入不能な大きさの断面形状で形成されている。
The second thermal spray gun has a larger outer shape than the first
全域アンダーコート層形成工程S31は、図3に示すように、狭隘空間アンダーコート層形成工程S32の前に実施される。全域アンダーコート層形成工程S31は、翼セグメント本体2の外側から溶射粒子を噴射させて、翼セグメント本体2の表面にアンダーコート層31を形成する。本実施形態の全域アンダーコート層形成工程S31は、第二溶射ガンで高速フレーム溶射(HVOF:High Velocity Oxygen Fuel)や減圧プラズマ溶射(LPPS:Low Pressure Plasma Spraying)を実施することでアンダーコート層31を形成する。全域アンダーコート層形成工程S31では、溶射粒子を溶射するHVOFやLPPS用の溶射ガンを翼セグメント本体2の外側で翼高さ方向Dxに往復移動させる。
As shown in FIG. 3, the entire area undercoat layer forming step S31 is carried out before the narrow space undercoat layer forming step S32. In the entire area undercoat layer forming step S31, the sprayed particles are sprayed from the outside of the blade segment
狭隘空間アンダーコート層形成工程S32は、狭隘空間トップコート層形成工程S33の前に実施される。狭隘空間アンダーコート層形成工程S32は、第一溶射ガン5を用いて狭隘空間Axに面した翼本体21の表面である狭隘面Xに金属結合層としてのアンダーコート層31を形成する。狭隘空間アンダーコート層形成工程S32では、狭隘空間Axで第一溶射ガン5から溶射粒子を噴射させる。狭隘空間アンダーコート層形成工程S32では、第一溶射ガン5は、図4に示すように、後縁部21d側から空間Aに挿入される。その後、第一溶射ガン5を前縁部21cに向かって第一方向である翼弦方向Dyに移動させる。
The narrow space undercoat layer forming step S32 is performed before the narrow space topcoat layer forming step S33. In the narrow space undercoat layer forming step S32, the
本実施形態の狭隘空間アンダーコート層形成工程S32では、第一溶射ガン5は、噴射孔53を翼本体21の背側面21aを向けて空間Aに挿入される。これにより、狭隘空間アンダーコート層形成工程S32では、狭隘空間Axでは背側面21aのみに対してアンダーコート層31が形成される。
In the narrow space undercoat layer forming step S32 of the present embodiment, the first
狭隘空間アンダーコート層形成工程S32では、図5に示すように、溶射粒子を溶射する第一溶射ガン5を翼弦方向Dyに往復移動させる。第一溶射ガン5は、往復移動される際に、翼厚方向Dzから見た際に噴射部52の位置が狭隘空間Axから外れた位置で翼高さ方向Dxに移動される。具体的には、第一溶射ガン5は、後縁部21d側では、翼厚方向Dzから見た際に、翼本体21から外れた位置まで噴射部52が移動した後に翼高さ方向Dxの先端部側に移動される。また、第一溶射ガン5は、前縁部21c側では、翼厚方向Dzから見た際に、噴射孔53と翼本体21の表面との距離が予め定めた最低溶射距離よりも広くなる位置まで噴射部52が移動した後に、翼高さ方向Dxの先端部側に移動される。
In the narrow space undercoat layer forming step S32, as shown in FIG. 5, the
この際、第一溶射ガン5は、狭隘空間Axから外れた位置での移動速度が狭隘空間Ax内での移動速度よりも速くされている。第一溶射ガン5は、噴射部52が狭隘空間Axから外れた位置に存在している場合での翼弦方向Dyの移動速度が、成膜不能な速度であることが好ましい。逆に、第一溶射ガン5は、噴射部52が狭隘空間Axに存在している場合での翼弦方向Dyの移動速度が均質な成膜が可能な速度であることが好ましい。
At this time, the moving speed of the first
ここで、具体的な狭隘空間アンダーコート層形成工程S32での溶射条件は、例えば、溶射材をMCrAlY合金の溶射粒子、Ar/H2を50/2[l/min]、電流値を260[A]、粉末量を4[g/min]、溶射距離を25[mm]としてもよい。 Here, the specific spraying conditions in the narrow space undercoat layer forming step S32 are, for example, the spraying material is sprayed particles of MCrAlY alloy, Ar / H2 is 50/2 [l / min], and the current value is 260 [A]. ], The amount of powder may be 4 [g / min], and the spraying distance may be 25 [mm].
狭隘空間トップコート層形成工程S33は、第一溶射ガン5を用いて大気プラズマ溶射で狭隘面Xにセラミックを含むトップコート層32を形成する。したがって、本実施形態の狭隘空間トップコート層形成工程S33では、アンダーコート層31が形成された狭隘面Xにトップコート層32が形成される。狭隘空間トップコート層形成工程S33では、狭隘空間Axで溶射粒子を噴射させる。狭隘空間トップコート層形成工程S33は、狭隘空間アンダーコート層形成工程S32とは使用する溶射粒子を変えて、狭隘空間アンダーコート層形成工程S32と同様の動きで第一溶射ガン5を移動させながら溶射する。
In the narrow space top coat layer forming step S33, the
具体的には、本実施形態の狭隘空間トップコート層形成工程S33では、第一溶射ガン5は、図4に示すように、後縁部21d側から空間Aに挿入される。その後、第一溶射ガン5を前縁部21cに向かって翼弦方向Dyに移動させる。その際、第一溶射ガン5の噴射孔53は、翼本体21の背側面21aを向いている。これにより、狭隘空間トップコート層形成工程S33では、狭隘空間Axでは背側面21aのみに対してトップコート層32が形成される。
Specifically, in the narrow space top coat layer forming step S33 of the present embodiment, the first
狭隘空間トップコート層形成工程S33では、図5に示すように、溶射粒子を溶射する第一溶射ガン5を翼弦方向Dyに往復移動させる。第一溶射ガン5は、往復移動させる際に、狭隘空間Axから噴射部52が外れた位置で翼高さ方向Dxに移動される。具体的には、第一溶射ガン5は、後縁部21d側では、翼厚方向Dzから見た際に、翼本体21から外れた位置まで噴射部52が移動した後に翼高さ方向Dxの先端部側に移動される。また、第一溶射ガン5は、前縁部21c側では、翼厚方向Dzから見た際に、噴射孔53と翼本体21の表面との距離が予め定めて最低溶射距離よりも広くなる位置まで噴射部52が移動した後に、翼高さ方向Dxの先端部側に移動される。
In the narrow space top coat layer forming step S33, as shown in FIG. 5, the
この際、第一溶射ガン5は、狭隘空間Axから外れた位置での移動速度が狭隘空間Ax内での移動速度よりも速くされている。第一溶射ガン5は、噴射部52が狭隘空間Axから外れた位置に存在している場合での翼弦方向Dyの移動速度が、成膜不能な速度であることが好ましい。逆に、第一溶射ガン5は、噴射部52が狭隘空間Axに存在している場合での翼弦方向Dyの移動速度が均質な成膜な可能な速度であることが好ましい。
At this time, the moving speed of the first
また、狭隘空間トップコート層形成工程S33では、翼本体21の形状に基づいて狭隘空間Axを事前に特定し、第一溶射ガン5による溶射条件を溶射位置に応じて変更制御する。具体的には、狭隘空間トップコート層形成工程S33では、事前にシミュレーションを実施して翼本体21の形状に基づく狭隘空間Axの形状を特定する。特定した狭隘空間Axの形状に応じて第一溶射ガン5の位置や移動速度、噴射する溶射粒子の粉末量等の溶射条件を変更させるように制御する。
Further, in the narrow space top coat layer forming step S33, the narrow space Ax is specified in advance based on the shape of the
ここで、狭隘空間トップコート層形成工程S33での溶射条件は、例えば、溶射材をYSZの溶射粒子、Ar/H2を30/2.5[l/min]、電流値を250[A]、粉末量を15[g/min]、溶射距離を21〜29[mm]としてもよい。 Here, the spraying conditions in the narrow space top coat layer forming step S33 are, for example, a sprayed material of YSZ sprayed particles, Ar / H2 of 30 / 2.5 [l / min], and a current value of 250 [A]. The amount of powder may be 15 [g / min] and the spraying distance may be 21 to 29 [mm].
全域トップコート層形成工程S34は、狭隘空間トップコート層形成工程S33の後に実施される。全域トップコート層形成工程S34は、第二溶射ガンを用いて大気プラズマ溶射で翼セグメント本体2の表面の全域にトップコート層32を形成する。全域トップコート層形成工程S34は、第二溶射ガンを翼セグメント本体2の外側で翼高さ方向Dxに往復移動させる。
The whole area top coat layer forming step S34 is carried out after the narrow space top coat layer forming step S33. In the entire area topcoat layer forming step S34, the
ここで、全域トップコート層形成工程S34での溶射条件は、例えば、溶射材をYSZの溶射粒子、Ar/H2を35/7.4[l/min]、電流値を600[A]、粉末量を60[g/min]、溶射距離を180〜250[mm]とする。 Here, the thermal spraying conditions in the entire area topcoat layer forming step S34 are, for example, the thermal spraying material is YSZ sprayed particles, Ar / H2 is 35 / 7.4 [l / min], the current value is 600 [A], and the powder. The amount is 60 [g / min] and the spraying distance is 180 to 250 [mm].
上記のような遮熱コーティング方法S30によれば、狭隘空間アンダーコート層形成工程S32及び狭隘空間トップコート層形成工程S33では、第一溶射ガン5が狭隘空間Axに挿入される。第一溶射ガン5は、ガン本体部51の延びる方向に対して直交する方向を向いて開口した噴射孔53を有している。その結果、第一溶射ガン5で大気プラズマ溶射を実施することで、狭隘面Xに対向した噴射孔53から狭隘面Xに溶射粒子が直接溶射される。これにより、静翼セグメント1の外側からでは陰になってしまい、均質なトップコート層32を形成可能な量の溶射粒子が行きわたらない狭隘面Xに、十分な量の溶射粒子を溶射できる。
According to the heat shield coating method S30 as described above, in the narrow space undercoat layer forming step S32 and the narrow space topcoat layer forming step S33, the first
また、狭隘空間アンダーコート層形成工程S32及び狭隘空間トップコート層形成工程S33では、第一溶射ガン5は、翼高さ方向Dxではなく翼弦方向Dyに往復移動する。三次元的な曲面を有する複雑な形状の翼本体21では、狭隘面Xは、翼高さ方向Dxに複雑な曲面形状をなして長く延びている。一方、狭隘面Xは、翼弦方向Dyには単純な曲面形状をなして短く延びている。そのため、狭隘面Xに沿って第一溶射部を翼高さ方向Dxに移動すると、狭隘空間Axに面した翼本体21の表面に対する噴射部52の距離を一定に保つことが難しい。これに対し、翼弦方向Dyに第一溶射ガン5を移動させることで、翼高さ方向Dxに移動させる場合に比べて、狭隘面Xに対する噴射部52の位置を安定させやすくなる。その結果、狭隘面Xに対して噴射孔53を垂直に近い角度に配置して溶射粒子を溶射することができる。したがって、狭隘面Xに対して溶射粒子を均一に溶射できる。
Further, in the narrow space undercoat layer forming step S32 and the narrow space topcoat layer forming step S33, the first
これらにより、狭隘面Xに対して十分な量の溶射粒子を均一に溶射することができる。その後、全域トップコート層形成工程S34で狭隘面X以外の翼セグメント本体2の表面にトップコート層32及びアンダーコート層31が通常通り形成される。したがって、隣り合う複数の翼本体21を有する静翼セグメント1の全域に均質なトップコート層32及びアンダーコート層31を形成することができる。
As a result, a sufficient amount of sprayed particles can be uniformly sprayed onto the narrow surface X. After that, in the entire area topcoat layer forming step S34, the
また、第一溶射ガン5を翼弦方向Dyに往復移動させる際に、噴射部52が狭隘空間Axから外れた位置で第一溶射ガン5が翼高さ方向Dxに移動される。そのため、狭隘面Xに溶射粒子を溶射している状態で、第一溶射ガン5が翼高さ方向Dxに移動されることを防ぐことができる。その結果、狭隘面Xに対する噴射部52の距離がばらついた状態で、狭隘面Xに溶射粒子が溶射されてしまうことが押されられる。したがって、狭隘面Xに対して翼高さ方向Dxに不均一なトップコート層32やアンダーコート層31が形成されてしまうことを抑えることができる。
Further, when the first
また、狭隘空間Axから噴射部52が外れた状態での移動速度が、噴射部52が狭隘空間Ax内に位置する状態での第一溶射ガン5の移動速度よりも速くされている。狭隘空間Axから噴射部52が外れた状態での第一溶射ガン5の移動速度を速めることで、狭隘面X以外の翼本体21の表面において、第一溶射ガン5から溶射された溶射粒子が付着しづらくなる。したがって、第一溶射ガン5によって、狭隘空間Axから外れた翼本体21の表面に局所的に溶射粒子が堆積されることを抑えることができる。
Further, the moving speed when the
また、狭隘面Xが翼本体21の背側面21aとされることで、噴射孔53が背側面21aに向けた状態で狭隘空間Ax内に第一溶射ガン5が挿入される。これにより、狭隘空間Axに面する翼本体21の表面の中でも特に外側から陰になりやすい背側面21aにトップコート層32やアンダーコート層31を高い精度で形成することができる。
Further, since the narrow surface X is the
また、本実施形態では狭隘空間トップコート層形成工程S33の後に全域トップコート層形成工程S34が実施される。これにより、狭隘面Xに局所的に溶射粒子が堆積してしまうことを抑えることができる。具体的には、仮に大気プラズマ溶射で溶射粒子を溶射する全域トップコート層形成工程S34を先に実施した場合、他の部位を溶射した際の第二溶射ガンから溶射された溶射粒子は、跳ね返ったりかすめたりすることで、狭隘面Xに対しても部分的に付着する。これは、第一溶射ガン5よりも成膜パスが広く、使用出力や供給粉末量が大きい第二溶射ガンから溶射されることで、速度が速い溶射粒子が広い範囲に溶射されることで生じる。跳ね返ったりかすめたりすることで意図せず狭隘面Xに堆積した溶射粒子は、溶射角度が悪く、速度が十分でない、及び温度が低下している等の状態のために、密着性が低下する。その結果、多層にわたって密着性の低い溶射粒子が狭隘面Xに堆積し、トップコート層32の厚みや密度にばらつきが生じてしまう。
Further, in the present embodiment, the entire area topcoat layer forming step S34 is carried out after the narrow space topcoat layer forming step S33. As a result, it is possible to prevent the sprayed particles from being locally deposited on the narrow surface X. Specifically, if the entire area topcoat layer forming step S34 for spraying the sprayed particles by atmospheric plasma spraying is performed first, the sprayed particles sprayed from the second spraying gun when spraying other parts will bounce off. By grazing or grazing, it partially adheres to the narrow surface X as well. This is caused by spraying from a second spraying gun, which has a wider film formation path than the
一方、先に狭隘空間トップコート層形成工程S33を実施することで、第二溶射ガンよりも成膜パスが狭く、使用出力や供給粉末量が小さい第一溶射ガン5で狭隘面Xにトップコート層32が形成される。この際、第一溶射ガン5は狭隘空間Ax内で溶射粒子を溶射するために、狭隘面Xを含む非常に限定された領域にしか溶射粒子が飛散しない。その結果、狭隘面Xに不均質なトップコート層32が形成されてしまうことを抑えるだけでなく、狭隘面X以外の翼本体21の表面に対して不均質なトップコート層32が形成されてしまうことを抑えることができる。これにより、狭隘面Xを含む翼本体21の表面のトップコート層32の厚みや密度にばらつきが生じることが抑えられる。
On the other hand, by first performing the narrow space top coat layer forming step S33, the first
さらに、先に狭隘面Xに均質なトップコート層32を形成することで、後から第二溶射ガンで溶射しても、密着性の低い溶射粒子は均一なトップコート層32の表面に堆積する。そのため、次工程に研磨等を行うことで後から除去することができ、実質的に遮熱コーティング3を形成する際に影響を受けることがない。
Further, by forming the
また、第一溶射ガン5の噴射部52がガン本体部51の延在方向に対して背側面21aに沿うように傾斜している。そのため、後縁側から空間A内に噴射部52を挿入した際に、湾曲した背側面21aに噴射孔53を接触させずに、より深い位置まで噴射部52を到達させることができる。その結果、翼本体21に対して第一溶射ガン5を干渉させることなく、狭隘空間Axまで噴射部52を到達させることができる。これにより、狭隘空間Axにおける噴射部52と狭隘面Xとの距離を適切な溶射距離とすることができる。溶射距離は、短くなってしまうと、形成される膜が緻密になり過ぎてしまい熱伝導率が低下してしまう。逆に、溶射距離が長くなると、形成される膜がポーラスになり過ぎてしまい耐久性が低下してしまう。これに対し、適切な溶射距離を確保して狭隘面Xに溶射することで、必要な性能が確保されたアンダーコート層31やトップコート層32を狭隘面Xに形成することができる。
Further, the
また、狭隘空間トップコート層形成工程S33の前に狭隘空間アンダーコート層形成工程S32が実施される。そのため、狭隘面Xに均質なアンダーコート層31を形成することができる。その結果、狭隘面Xにおいて均質なアンダーコート層31上にトップコート層32を形成することができる。これにより、狭隘面Xでのトップコート層32の密着性を向上させることができる。
Further, the narrow space undercoat layer forming step S32 is performed before the narrow space top coat layer forming step S33. Therefore, a
また、狭隘空間トップコート層形成工程S33において、事前に特定した狭隘空間Axに基づいて、第一溶射ガン5の位置や移動速度、噴射する溶射粒子の粉末量等の溶射条件が調整される。これにより、狭隘面Xと狭隘面X以外の翼本体21の表面とに対して適切な溶射条件で、それぞれトップコート層32を形成することができる。したがって、翼本体21の表面に、より質の高いトップコート層32を形成することができる。
Further, in the narrow space top coat layer forming step S33, the spraying conditions such as the position and moving speed of the
(実施形態の他の変形例)
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、各実施形態における各構成及びそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換、及びその他の変更が可能である。また、本発明は実施形態によって限定されることはなく、特許請求の範囲によってのみ限定される。
(Other variants of the embodiment)
Although the embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings, the configurations and combinations thereof in the respective embodiments are examples, and the configurations are added or omitted within the range not deviating from the gist of the present invention. , Replacement, and other changes are possible. Further, the present invention is not limited to the embodiments, but only to the scope of claims.
なお、本実施形態の遮熱コーティング方法S30では、狭隘空間アンダーコート層形成工程S32は実施されなくてもよい。したがって、本実施形態の遮熱コーティング方法S30では、別の方法でアンダーコート層31を形成してもよい。
In the heat shield coating method S30 of the present embodiment, the narrow space undercoat layer forming step S32 may not be performed. Therefore, in the heat shield coating method S30 of the present embodiment, the
また、各工程で挙げた溶射条件は一例であって、限定されるものではない。溶射条件は、使用される装置や対象とする溶射粒子の種類等に応じて適宜設定されればよい。 Moreover, the thermal spraying conditions mentioned in each step are examples, and are not limited. The thermal spraying conditions may be appropriately set according to the apparatus used, the type of thermal spraying particles to be targeted, and the like.
また、第一方向は、翼弦方向Dyに限定されるものではなく、翼高さ方向Dxに交差する方向であればよい。第一方向は、翼本体21の表面に沿った方向であればよい。特に、第一方向は、背側面21aに沿った方向であることが好ましい。
Further, the first direction is not limited to the chord direction Dy, and may be a direction that intersects the blade height direction Dx. The first direction may be a direction along the surface of the
また、本実施形態では狭隘空間トップコート層形成工程S33において、狭隘空間Axを事前に特定し、第一溶射ガン5による溶射条件を溶射位置に応じて変更制御したが、アンダーコート層31を形成する際にも同様の固定をおこなってもよい。したがって、狭隘空間アンダーコート層形成工程S32において、事前に狭隘空間Axを特定し、第一溶射ガン5による溶射条件を溶射位置に応じて変更制御してもよい。
Further, in the present embodiment, in the narrow space top coat layer forming step S33, the narrow space Ax is specified in advance, and the thermal spraying conditions by the first
S1…翼セグメントの製造方法 1…静翼セグメント 2…翼セグメント本体 21…翼本体 Dx…翼高さ方向 Dy…翼弦方向 Dz…翼厚方向 21a…背側面 21b…腹側面 21c…前縁部 21d…後縁部 A…空間 22…内側シュラウド 23…外側シュラウド Ax…狭隘空間 X…狭隘面 3…遮熱コーティング 31…アンダーコート層 32…トップコート層 S10…翼セグメント本体準備工程 S20…遮熱コーティング形成工程 S30…遮熱コーティング方法 5…第一溶射ガン 51…ガン本体部 52…噴射部 53…噴射孔 S31…全域アンダーコート層形成工程 S32…狭隘空間アンダーコート層形成工程 S33…狭隘空間トップコート層形成工程 S34…全域トップコート層形成工程
S1 ... Wing segment manufacturing method 1 ...
Claims (8)
隣り合う前記翼本体の間の空間に第一溶射ガンを挿入させて前記翼高さ方向と交差する第一方向に移動させ、前記空間の中で前記翼本体の間の距離が所定の距離よりも短い狭隘空間で溶射粒子を噴射させて、前記狭隘空間に面した前記翼本体の表面にセラミックを含むトップコート層を形成する狭隘空間トップコート層形成工程と、
前記第一溶射ガンよりも大きな第二溶射ガンを前記翼セグメント本体の外側で前記翼高さ方向に移動させて、前記翼セグメント本体の表面に前記トップコート層を形成する全域トップコート層形成工程とを含み、
前記第一溶射ガンは、
前記第一方向に延在するガン本体部と、
前記ガン本体部の先端に設けられて、前記第一方向に対して交差する方向に溶射粒子を噴射する噴射孔が形成された噴射部とを有し、
前記狭隘空間トップコート層形成工程では、
前記第一溶射ガンは、前記狭隘空間から前記噴射部が外れ、前記第一溶射ガンの噴射孔と前記翼本体の表面との距離が予め定めた最低溶射距離よりも広くなる位置まで移動した後に前記翼高さ方向に移動されることで前記第一方向に往復移動され、
前記狭隘空間から外れた位置での前記第一方向への前記第一溶射ガンの移動速度は、前記狭隘空間内での移動速度よりも速い成膜不能な速度とされる遮熱コーティング方法。 A wing segment having a plurality of wing bodies arranged in a cross-sectional wing shape and separated from each other in the wing thickness direction, and a wing tip wall portion connecting the plurality of wing bodies at a base end portion in the wing height direction of the wing body. It is a heat shield coating method that forms a heat shield coating on the main body.
The first thermal spray gun is inserted into the space between the adjacent wing bodies and moved in the first direction intersecting the wing height direction, and the distance between the wing bodies in the space is greater than a predetermined distance. A narrow space topcoat layer forming step of injecting thermal spray particles in a short narrow space to form a topcoat layer containing ceramic on the surface of the wing body facing the narrow space.
An entire area topcoat layer forming step in which a second thermal spray gun larger than the first thermal spray gun is moved outside the blade segment body in the blade height direction to form the topcoat layer on the surface of the blade segment body. Including and
The first thermal spray gun
The gun body extending in the first direction and
Wherein provided at the tip of the gun main body, it has a said injection unit injection hole for injecting the spray particles in the direction is formed crossing the first direction,
In the narrow space top coat layer forming step,
After the injection portion is removed from the narrow space and the first spray gun is moved to a position where the distance between the injection hole of the first spray gun and the surface of the blade body becomes wider than the predetermined minimum spray distance. By moving in the blade height direction, it is reciprocated in the first direction,
The moving speed of the first spray gun to said first direction at a position deviated from the narrow space, the narrow space at a high deposition non speed and by that the thermal barrier coating methods than the moving speed of the.
請求項1から7のいずれか一項に記載の遮熱コーティング方法で、前記翼セグメント本体準備工程で準備された前記翼セグメント本体の前記狭隘空間に面した前記翼本体の表面に前記トップコート層を形成する遮熱コーティング形成工程とを含む翼セグメントの製造方法。 A wing having a plurality of wing bodies arranged in a cross-sectional wing shape and arranged apart from each other in the wing thickness direction, and a wing tip wall portion connecting the plurality of wing bodies at a base end portion in the wing height direction of the wing body. Wing to prepare the segment body The wing segment body preparation process and
The top coat layer is applied to the surface of the blade body facing the narrow space of the blade segment body prepared in the blade segment body preparation step by the heat shield coating method according to any one of claims 1 to 7. A method of manufacturing a wing segment, including a process of forming a thermal barrier coating to form a wing segment.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017067363A JP6856426B2 (en) | 2017-03-30 | 2017-03-30 | Thermal barrier coating method, wing segment manufacturing method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017067363A JP6856426B2 (en) | 2017-03-30 | 2017-03-30 | Thermal barrier coating method, wing segment manufacturing method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018168771A JP2018168771A (en) | 2018-11-01 |
JP6856426B2 true JP6856426B2 (en) | 2021-04-07 |
Family
ID=64018463
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017067363A Active JP6856426B2 (en) | 2017-03-30 | 2017-03-30 | Thermal barrier coating method, wing segment manufacturing method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6856426B2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7398198B2 (en) | 2019-03-12 | 2023-12-14 | 三菱重工業株式会社 | Turbine rotor blade and contact surface manufacturing method |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3319577B2 (en) * | 1997-07-28 | 2002-09-03 | 株式会社東芝 | Thermal spray material and its manufacturing method, heat-resistant coating and heat-resistant member using the same |
EP1541810A1 (en) * | 2003-12-11 | 2005-06-15 | Siemens Aktiengesellschaft | Use of a thermal barrier coating for a part of a steam turbine and a steam turbine |
US8191504B2 (en) * | 2006-11-27 | 2012-06-05 | United Technologies Corporation | Coating apparatus and methods |
JP4981828B2 (en) * | 2009-02-06 | 2012-07-25 | 三菱重工業株式会社 | Method of forming HVOF sprayed coating layer and turbine member holding device |
JP2011195945A (en) * | 2010-03-24 | 2011-10-06 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Construction method and construction apparatus for thermal barrier coating |
JP5582910B2 (en) * | 2010-07-30 | 2014-09-03 | 三菱重工業株式会社 | Thermal barrier coating construction method |
DE112015004056T5 (en) * | 2014-09-05 | 2017-06-14 | Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. | METHOD FOR THE PRODUCTION OF THERMAL SPRAYING POWDER, DEVICE FOR PRODUCING THERMAL SPRAYING POWDER, THERMAL SPRAYING POWDER PRODUCED BY USE OF THE PRODUCTION PROCESS, HIGH TEMPERATURE COMPONENT COATED WITH HEAT INSULATION LAYER, AND GASTURBINE COMPRISING HIGH TEMPERATURE COMPONENT |
US20160305004A1 (en) * | 2015-04-20 | 2016-10-20 | Honeywell International Inc. | Coated substrates and methods of producing the same |
-
2017
- 2017-03-30 JP JP2017067363A patent/JP6856426B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2018168771A (en) | 2018-11-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8506243B2 (en) | Segmented thermally insulating coating | |
JP5737996B2 (en) | Method for manufacturing thermal barrier coating, turbine member provided with thermal barrier coating, and gas turbine | |
US7846561B2 (en) | Engine portions with functional ceramic coatings and methods of making same | |
JPH11267818A (en) | Coated cast parts | |
EP3106619B1 (en) | Hot gas path component having nea r wall cooling features | |
EP2050931B1 (en) | Systems and methods involving abradable air seals | |
US20080145694A1 (en) | Thermal barrier coating system and method for coating a component | |
EP2305852A1 (en) | Single layer bond coat and method of application | |
JP2006036632A (en) | 7FA+e STAGE 1 ABRADABLE COATING AND METHOD FOR MAKING THE SAME | |
JP5582910B2 (en) | Thermal barrier coating construction method | |
EP2336381B1 (en) | Plasma application of thermal barrier coatings with reduced thermal conductivity on combustor hardware | |
US10843271B2 (en) | Method for manufacturing a turbine shroud for a turbomachine | |
CN114270015A (en) | Improved coated protective cover for turbine component cooling features | |
US10711794B2 (en) | Airfoil with geometrically segmented coating section having mechanical secondary bonding feature | |
JP6856426B2 (en) | Thermal barrier coating method, wing segment manufacturing method | |
WO2018199237A1 (en) | Thermal barrier coating formation method, thermal barrier coating, and high-temperature member | |
EP3470544B1 (en) | Method for applying thermal barrier coatings | |
JP6896498B2 (en) | Thermal barrier coating forming method, thermal barrier coating, and high temperature member | |
EP3725909A1 (en) | Geometrically segmented thermal barrier coating with spall interrupter features | |
JP2016079457A (en) | Thermal barrier coating layer and thermal barrier coating method | |
JP6607837B2 (en) | Thermal barrier coating film, turbine member and thermal barrier coating method | |
JP6821496B2 (en) | Thermal barrier coating forming method, thermal barrier coating, and high temperature member | |
EP3453780B1 (en) | Coating for gas turbine engine components | |
EP2423347A1 (en) | Method for forming a thermal barrier coating and a turbine component with the thermal barrier coating | |
US10179948B2 (en) | Method and system for controlling coating in non-line-of-sight locations |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20170331 |
|
RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20181109 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20191224 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20200826 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200901 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20201016 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20210302 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20210318 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6856426 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |