報告書番号

T00028

タイトル（和文）

ガスタービン燃焼器に施された遮熱コーティング層の損傷実態

タイトル（英文）

Examination for Damage of Thermal Barrier Coating in the Gas Turbine Combustor

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

この報告では、日本の電力において約20000時間の使用経験のある燃焼器の損傷とその発生要因を調べた。得られた結果として、副室における遮熱コーティング層の損傷は極めて軽微であった。これは、副室全体にわたってコーティング層厚さが一定であったこと、はく離き裂が少なかったことによる。基材温度は低かったと考えられる。それは、ボンドコーティング層中の酸化層面積率がたかだか20％程度であったことによる。主室においては、副室と同様に酸化層面積率が低かったにもかかわらず、多数のはく離き裂が観察された。簡単な応力解析を通じて、内圧による圧縮応力と燃焼振動とが重畳したことによってはく離き裂が発生したものと考えられた。尾筒においては、後段における遮熱コーティング層厚さは初段のそれに比べて薄かった。この減肉は、高速度の高温ガスによるホットエロージョンによって生じた。基材温度はコーティング減肉によって他の部品に比べて高かったと考えられる。多数のはく離き裂は、また同じ領域でも観察された。今後の展開として、提案する遮熱コーティング層損傷評価法を調査結果に適用すること、さらに圧縮応力の影響を損傷評価法へ反映することが挙げられる。

概要 （英文）

In this report, damage and its mechanism of the combustor, which had an use experience of about 2000hours in japanese electric company, was examined. As obtained results here, damage of thermal barrier coating layer in swirller was very low, because of that the thickness was constant over all in swirller, and a few delamination cracks. A base metal temperature might be very low, because an area fraction of oxidation layer in bond coating layer was about 20%. In liner part, in spite of low percentage in an area fraction of oxidation layer as well as the swirller, a lot of delamination cracks were observed in thermal barrier coating layer. It was considered through simple stress analysis that the cracking was caused by interaction of compressive stress in the coating layer due to inner pressure in liner and burnering vibration. In duct part, the thermal barrier coating thickness at final stage was thinner one at first stage. This thickness reduction was occured by hot errosion due to high temperature gas with high speed. Base metal temperature became higher than other parts by this reduction of coating thickness. A lot of delamination cracks were also observed at same area. As furture work, we will apply our damage evaluation method for thermal barrier coating layer to above results, and we additionally need to modify our method for delamination damage by an effect of compressive stress.

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