報告書番号

W00016

タイトル（和文）

ガスタービン用コーティング層の熱特性 -第４報 実機想定条件におけるＴＢＣの遮熱性能変化と実機運転温度の推算-

タイトル（英文）

Estimation of Thermophysical Properties of Coating Layers for Gas Turbine Hot Parts -Part 4: Thermal Barrier Performance Change of TBC in Equivalent GT Condition and Prediction of Actual Operating Temperature-

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

８wt％イットリア部分安定化ジルコニアの溶射粉末から作成されたＴＢＣを、実機想定温度に曝露し、各種物性評価を行った。その結果、次の事が判明した。ＴＢＣの熱伝導率は、曝露温度及び時間が大きくなるほど増加する傾向が見られた。ただし、曝露温度が低い場合は、短時間に熱伝導率の増加が飽和しており、焼結の進行が飽和したものと考えられた。また、熱伝導率変化及びＴＢＣ中の非溶着部の減少を表す気孔率変化に対して、曝露条件との相関を検討した結果、ラーソンミラーパラメータ型の式により整理できることが判明した。この式を利用して、ＴＢＣの気孔率、曝露条件で熱伝導率を整理し、ＴＢＣ遮熱性能の経年劣化を、初期気孔率と実機運転条件から推測できることを示した。さらに、以上の結果から、実機ＴＢＣ運転温度の推算手法を提案した。本手法を実機燃焼器で12000時間使用されたＴＢＣの熱伝導率測定結果に適用し、実機運転温度を推算した。

概要 （英文）

TBC made from the plasma spray powder of the 8wt% yttria partially stabilized zirconia was exposed at a temperature corresponded to an actual gas turbine temperature, and various physical properties were evaluated. As a result, the following things turned out. Thermal conductivity of the TBC was a tendency that increased by growing of the exposure temperature and the exposure time. However, when the exposure temperature was low, an increase in the thermal conductivity was saturated in a short time, and it was thought that a progress of sintering was already saturated. Moreover, the correlation between the exposure condition, the thermal conductivity change and a pore rate change that is shown a decrease in un-contact area in the TBC, was examined. As a result, it turned out to be able to correlate them by the expression of the Larson-Miller Parameter type. Using this correlation and the measured thermal conductivity, it was shown to be able to guess the deterioration of thermal barrier performance of TBC from an initial pore rate and the GT operating condition. In addition, a technique by which the operating temperature of actual TBC was predicted was proposed from the above-mentioned results. This technique was applied to the TBC that was used for 12000 hours in actual GT combustor, and TBC operating temperature was predicted.

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