報告書番号

M09007

タイトル（和文）

ガスタービン翼を対象としたTBC遮熱性能非破壊評価法の開発 －板状TBC試料を用いた計測条件および計測精度の検討－

タイトル（英文）

Development of Non-Destructive Evaluation Method for Heat Resistance of TBC on Gas Turbine Blade -Examination of measurement conditions and accuracy using plate shaped TBC samples-

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

前報で提案した装置構成を基に、ガスタービン翼に施工されたTBCの遮熱性能を非破壊で評価するための装置を試作した。この装置は、主に、CO2レーザ、ロボット、赤外線カメラから構成されている。この装置と板状のTBC試料を用いて以下の検討を行った。TBCの表面温度、赤外線カメラの撮影角度、撮影距離とTBCの熱放射率の関係をそれぞれ検討した。また、レーザビームの移動速度、加熱領域、加熱強度がTBCの表面温度に及ぼす影響を検討した。この温度計測結果と、板状TBCモデルを用いた数値解析の比較により、TBCの熱抵抗値を推定した。この推定値を実際のTBCの厚さと熱伝導率から計算される熱抵抗値で検証した。この結果、ビームの動速度が遅く、加熱強度が高い場合に、2％以内の誤差で熱抵抗値を推定できることが分かった。これらの結果を基に、実際の動翼のTBCを計測する際の最適計測条件の範囲を示した。

概要 （英文）

A new non-destructive evaluation system has been introduced to measure the heat resistance of TBC (Thermal Barrier Coating) on gas turbine blades based on the proposed system configuration in the previous report. This system is mainly composed of a carbon dioxide laser, a robot and an infrared ray camera. Some trial measurements were conducted using this system and plate shaped TBC samples. Firstly, the emissivity of TBC were measured under the various conditions of TBC surface temperature, camera angle and camera distance respectively. Secondly, the TBC surface temperatures were measured under the various conditions of laser beam speed, heating area and heating power respectively. And the heat resistance of TBC was estimated by comparing this measured temperature with the results of numerical analysis using the same plate shaped TBC model. This estimated value was verified with the actual heat resistance that was calculated by the TBC thickness and thermal conductivity. The results showed that the high accurate estimation is possible under the conditions of low beam speed and high heating power. Based on these results, the optimum ranges of each measurement parameter for actual blade measurement were shown.

報告者

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