JP2003082476A - Corrosion and wear resistant turbine member and manufacturing method - Google Patents
Corrosion and wear resistant turbine member and manufacturing methodInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、蒸気タービンや地
熱タービンの動翼、静翼および水車、ポンプ等のラン
ナ、インペラ等の湿潤環境下で使用される耐食・耐摩耗
タービン部材およびその製造方法に係り、特に、地熱環
境等の厳しい使用条件であっても使用可能なように、耐
食性および耐摩耗性を向上させた耐食・耐摩耗タービン
部材およびその製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a corrosion / wear-resistant turbine member used in a humid environment such as a moving blade, a stationary blade of a steam turbine or a geothermal turbine, a turbine, a runner such as a water turbine, a pump, etc. In particular, the present invention relates to a corrosion-resistant / wear-resistant turbine member having improved corrosion resistance and wear resistance so that it can be used even under severe operating conditions such as a geothermal environment, and a manufacturing method thereof.
【０００２】[0002]
【従来の技術】一般に、蒸気タービンでは、ボイラで発
生した蒸気が、静翼および動翼の組合わせからなる複数
の段部を通過することにより、高温高圧の蒸気が徐々に
膨張し、その圧力のエネルギが動翼への機械的な回転エ
ネルギに変換される。このような蒸気タービンの静翼お
よび動翼のうち、圧力および温度が低下し湿分を多く含
む蒸気に晒される最終段およびその前段付近のものは、
常に湿潤環境下に晒されることとなり、腐食や侵食等に
よりその損傷が著しくなっている。2. Description of the Related Art Generally, in a steam turbine, steam generated in a boiler passes through a plurality of stages composed of a combination of a stationary blade and a moving blade, so that high-temperature and high-pressure steam is gradually expanded and its pressure is increased. Energy is converted into mechanical rotational energy for the rotor blades. Of the stationary blades and moving blades of such a steam turbine, those near the final stage and the preceding stage where the pressure and temperature are reduced and exposed to steam containing a large amount of moisture,
It is always exposed to a humid environment, and its damage is remarkable due to corrosion and erosion.
【０００３】図４は、そのような環境下における蒸気タ
ービンの最終段落近傍の周方向断面を示したものであ
る。動翼４１に付着した湿分（微小な水滴）は、動翼４
１上の蒸気流により、動翼４１から次段落のノズル４２
に飛散する。その時に、蒸気流とともに動翼の回転に伴
う遠心力により、矢印Ｎのように、水滴は翼先端部の方
に流れる。この飛散した水滴は運動エネルギを持つため
に、徐々にノズルの先端部（図中斜線部）を侵食するよ
うになる。ノズル４２の翼面に付着した水滴は、蒸気流
に沿って徐々に翼後縁に流れ、翼後縁から矢印Ｎのよう
に動翼４１に再び飛散することになる。なお、ノズル翼
に付着した水滴は、翼先端部に流れ、やがてノズルダイ
アフラム４３の翼側内面４４に集まることになるが、こ
れらの水滴はさらに大きな水滴となり、動翼４１に向か
って飛散することになる。FIG. 4 shows a circumferential cross section in the vicinity of the final paragraph of a steam turbine in such an environment. Moisture (small water droplets) adhering to the rotor blade 41 is transferred to the rotor blade 4
The steam flow on the nozzle 1 causes the blade 41 to move to the nozzle 42 in the next paragraph.
Scatter on. At that time, the water drop flows toward the blade tip portion as indicated by an arrow N due to the centrifugal force associated with the rotation of the blade together with the steam flow. Since the scattered water droplets have kinetic energy, they gradually erode the tip portion (hatched portion in the figure) of the nozzle. The water droplets attached to the blade surface of the nozzle 42 gradually flow to the blade trailing edge along the steam flow, and are scattered again from the blade trailing edge to the moving blade 41 as indicated by an arrow N. The water droplets attached to the nozzle blades flow to the blade tip portion and eventually collect on the blade-side inner surface 44 of the nozzle diaphragm 43, but these water droplets become larger water droplets and are scattered toward the moving blade 41. Become.
【０００４】そのため、そのような環境下で用いられる
材料として、予め耐食性を考慮したマルテンサイト系ス
テンレス鋼を適用したり、図５に示すように、静翼およ
び動翼５１のうち、特に蒸気中の湿分が集まり水滴とな
って直接当りやすい部分には、Ｃｒ（クロム）を主成分
とした高硬度を有する部材５２を接合するなどして、損
傷を低減させる努力がなされている。Therefore, as a material to be used in such an environment, martensitic stainless steel in consideration of corrosion resistance is applied in advance, or as shown in FIG. Efforts have been made to reduce damage by joining a member 52 having a high hardness containing Cr (chromium) as a main component to a portion where the moisture content is collected and becomes a water drop that is likely to be directly hit.
【０００５】ところが、マルテンサイト系ステンレス鋼
では、長期間の運用に伴い経年損傷が累積し、長期運用
には耐えうることができないという問題があった。一
方、高硬度を有する部材を接合する方法では、侵食を受
けるたびに新しい部材を接合する必要があるとともに、
接合時には高温に晒されるため、母材部分にもその影響
が及び、母材の寿命が短くなるという問題もあった。However, martensitic stainless steel has a problem that it cannot withstand long-term operation due to the accumulation of aged damage over a long-term operation. On the other hand, in the method of joining members having high hardness, it is necessary to join a new member each time it is eroded,
Since it is exposed to a high temperature at the time of joining, there is also a problem that the base material part is affected and the life of the base material is shortened.
【０００６】そこで、マルテンサイト系ステンレス鋼を
母材とし、この母材上にコーティング層を形成し、耐食
性を持たせたタービン部材が開発されている。Therefore, a turbine member has been developed in which martensitic stainless steel is used as a base material and a coating layer is formed on the base material to provide corrosion resistance.
【０００７】このようなタービン部材では、コーティン
グ層の材料として、約９９％の純粋なアルミニウム（Ａ
ｌ）などの材料を使用することにより、母材上に形成さ
れたＡｌから成るコーティング層が湿潤環境下に晒され
た際、腐食作用を受けて減肉することを前提としてい
る。すなわち、Ａｌを犠牲陽極として作用させることに
より、耐食部材の耐食性を向上させている。In such a turbine component, the material of the coating layer is about 99% pure aluminum (A
It is premised that the use of materials such as l) causes the coating layer made of Al formed on the base material to undergo a corrosive action to reduce the wall thickness when exposed to a humid environment. That is, by making Al act as a sacrificial anode, the corrosion resistance of the corrosion resistant member is improved.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たようなコーティング層を形成したタービン部材であっ
ても、コーティング層は、湿潤環境下において容易に侵
食を受け減肉し、タービン部材の製品寿命が極めて短命
となっていた。However, even in the turbine member having the above-mentioned coating layer formed thereon, the coating layer is easily corroded and thinned in a humid environment, and the product life of the turbine member is shortened. It was extremely short-lived.
【０００９】また高純度のＡｌで形成されたコーティン
グ層はマルテンサイト系ステンレスとの結合性に乏し
く、そのため長時間の使用により母材とコーティング層
が剥離しやすいという問題があった。Further, the coating layer formed of high-purity Al has a poor binding property with martensitic stainless steel, so that there is a problem that the base material and the coating layer are easily separated from each other after long-term use.
【００１０】具体的には、蒸気タービンの部品として高
純度Ａｌコーティング部材を適用すると、１年間の継続
運用に伴い高純度Ａｌコーティング層は約１ｍｍ程度減
肉し、タービン部材の耐久性としては著しく低いもので
あった。従って、このような高純度Ａｌコーティング層
が保護コーティングとして適用された事例は少なく、長
期間の使用実積も少ないのが実情であった。Specifically, when a high-purity Al coating member is applied as a steam turbine component, the high-purity Al coating layer is thinned by about 1 mm with continuous operation for one year, and the durability of the turbine member is remarkably high. It was low. Therefore, there are few cases where such a high-purity Al coating layer is applied as a protective coating, and the actual condition is that the actual use for a long period is also small.
【００１１】また近年、特に、自然エネルギを有効利用
した地熱発電が注目されている。地熱発電では、地下か
ら取り出した蒸気を直接タービンに導いて利用してい
る。しかし、この蒸気中には硫化水素（Ｈ２Ｓ）などの
不純物を不可避的に含有しており、この蒸気中に含有さ
れる不純物の影響に伴い、静翼，動翼などに適用された
耐食部材は極めて腐食を受け易く、応力腐食割れ等が発
生し易いという問題を有していた。また、地熱蒸気に
は、岩石等の不純物が含まれるため、これらがタービン
部材に衝突することにより、エロージョン損傷をもたら
すという問題もあった。In recent years, geothermal power generation, which makes effective use of natural energy, has been attracting attention. In geothermal power generation, steam taken from underground is directly led to a turbine for use. However, this steam inevitably contains impurities such as hydrogen sulfide (H 2 S), and due to the influence of the impurities contained in this steam, the corrosion resistance applied to the stationary blades, moving blades, etc. The members have a problem that they are extremely susceptible to corrosion and easily cause stress corrosion cracking and the like. Further, since geothermal steam contains impurities such as rocks, there is a problem in that they collide with the turbine member and cause erosion damage.
【００１２】このような腐食環境を考慮し、地熱タービ
ンでは部材に腐れ代を設けて使用している。そのため地
熱タービンは６ヶ月に１回の頻度で腐食部位を機械加工
により削正する作業が行われており、効率的運用の点か
ら好ましくなかった。In consideration of such a corrosive environment, in the geothermal turbine, the members are used with a margin of decay. Therefore, in the geothermal turbine, the work of correcting the corroded portion by machining is performed once every six months, which is not preferable from the viewpoint of efficient operation.
【００１３】また、従来から地熱タービン部材に耐食性
および耐摩耗性を持たせるためにサーメットやニッケル
グラファイト等のコーティングが行われてきたが、高硬
度コーティング層の形成は腐食に対しては優れた効果を
持つが、硬くてもろい性質のため、地熱蒸気に含まれる
岩石の衝突等により微細な亀裂を生じやすい欠点があっ
た。また、ニッケルグラファイトの溶射施工ではコーテ
ィング層中の気孔率が高く、外表面が粗いためＳｉＯ２
等が付着しやすく、ノズルや蒸気通路部に目詰まりを起
こすことがあった。Further, although coating of cermet or nickel graphite has been conventionally performed in order to provide a geothermal turbine member with corrosion resistance and wear resistance, the formation of a high hardness coating layer has an excellent effect on corrosion. However, due to its hardness and brittleness, it has the drawback that fine cracks are likely to occur due to the collision of rocks contained in geothermal steam. Further, in the case of spraying nickel graphite, the porosity in the coating layer is high and the outer surface is rough, so SiO 2
It was easy for the particles to adhere, and the nozzles and steam passages were sometimes clogged.
【００１４】このような場合、コーティング層の補修を
行うが、従来のように溶射等の手段により高硬度のコー
ティング層を形成していると、亀裂部分のみの補修を行
うことが不可能であり、そのためタービン部材全体にコ
ーティング層を形成しなおす作業が必要であった。従っ
て、補修を必要とする際にはタービン部材ごと工場にて
再コーティングする必要があり、タービンを効率的に運
用する際のネックとなっていた。In such a case, the coating layer is repaired. However, if a coating layer having a high hardness is formed by a conventional method such as thermal spraying, it is impossible to repair only the cracked portion. Therefore, it is necessary to re-form the coating layer on the entire turbine member. Therefore, when repair is required, it is necessary to re-coat the turbine members together at the factory, which has been a bottleneck in operating the turbine efficiently.
【００１５】一方、マルテンサイト系ステンレス鋼に代
えてオーステナイト系の材料であるＮｉ基合金をタービ
ン部材として適用することも考えられている。このＮｉ
基合金によればマルテンサイト系ステンレス鋼に比して
高耐食性および高強度が期待できるが、Ｎｉ基合金など
のオーステナイト鋼を用いると、溶接性に問題があり、
溶接構造物を形成することが難しかった。また、溶接性
を改善するために表面改質技術を適用する等の種々の方
法も開発されているが、高強度および耐食性を同時に併
せ持つタービン部材を製造することは実用上困難であっ
た。On the other hand, it has been considered to use a Ni-based alloy, which is an austenitic material, as a turbine member in place of the martensitic stainless steel. This Ni
The base alloy can be expected to have higher corrosion resistance and higher strength than martensitic stainless steel, but when austenitic steel such as Ni-based alloy is used, there is a problem in weldability,
It was difficult to form a welded structure. Although various methods such as applying a surface modification technique to improve weldability have been developed, it has been practically difficult to manufacture a turbine member having both high strength and corrosion resistance.
【００１６】また、マルテンサイト系ステンレス鋼と比
較して、オーステナイト系の材料は、Ｎｉ等の高価格の
金属を含有しているため、タービン部材の製造コストが
大幅に増大してしまうという問題を有していた。Further, as compared with the martensitic stainless steel, the austenitic material contains a high-priced metal such as Ni, so that the manufacturing cost of the turbine member is significantly increased. Had.
【００１７】一方、タービン部材を長期間使用すると、
コーティング層に腐食による減肉が生じ、その信頼性を
確保するため、減肉したタービン部材を定期的に交換す
る必要がある。実際、腐食を受けたタービン部材を新品
のタービン部材に交換する際、人間の肉眼検査によりコ
ーティング層の腐食状況を観察してタービン部材の交換
時期を判断しており、タービン部材の寿命を判断し、タ
ービン部材の交換時期を見極める作業は煩雑となってい
た。On the other hand, if the turbine member is used for a long period of time,
The coating layer is thinned due to corrosion, and it is necessary to regularly replace the thinned turbine member in order to ensure its reliability. Actually, when replacing a turbine member that has been corroded with a new turbine member, the corrosion condition of the coating layer is observed by a human visual inspection to determine when to replace the turbine member, and to determine the life of the turbine member. However, the work of determining the replacement time of the turbine member has been complicated.
【００１８】本発明は、上述したような事情を考慮して
なされたもので、緻密かつ優れた密着強度を有するコー
ティング層を形成し、湿潤環境下における耐久性を向上
させた耐食・耐摩耗タービン部材および製造方法を提供
することを目的とする。The present invention has been made in consideration of the above-mentioned circumstances, and a corrosion-resistant and wear-resistant turbine in which a coating layer having a dense and excellent adhesion strength is formed to improve durability in a wet environment. An object is to provide a member and a manufacturing method.
【００１９】また、本発明の別の目的は、特に地熱ター
ビンの使用環境のように、硫化水素を含む雰囲気や岩石
の衝突に対しても優れた耐食性および耐摩耗性を備えた
耐食・耐摩耗タービン部材および製造方法を提供するこ
とにある。Another object of the present invention is to provide a corrosion-resistant and wear-resistant material having excellent corrosion resistance and wear resistance against an atmosphere containing hydrogen sulfide and collision of rocks, such as an environment in which a geothermal turbine is used. A turbine member and a manufacturing method are provided.
【００２０】さらに、本発明の他の目的は、コーティン
グ層の施工および補修作業が容易であり、作業に要する
時間および人的コスト低減を可能にする耐食・耐摩耗タ
ービン部材および製造方法を提供することにある。Still another object of the present invention is to provide a corrosion-resistant and wear-resistant turbine member and a manufacturing method which facilitate the work of coating and repairing the coating layer and reduce the time and labor cost required for the work. Especially.
【００２１】[0021]
【課題を解決するための手段】本発明に係る耐食・耐摩
耗タービン部材は、上述した課題を解決するために、湿
潤環境下で使用される耐食・耐摩耗タービン部材であっ
て、部材を形成する母材上に金属または熱可塑性樹脂か
らなるコーティング層を一体に形成したことを特徴とす
るものである。A corrosion-resistant / wear-resistant turbine member according to the present invention is a corrosion-resistant / wear-resistant turbine member used in a wet environment in order to solve the above-mentioned problems. The coating layer made of metal or thermoplastic resin is integrally formed on the base material.
【００２２】本発明に係る耐食・耐摩耗タービン部材
は、湿潤環境下で使用されるタービン部材の母材表面に
コーティング層を設けることにより母材の腐食および損
傷を防止するものである。The corrosion-resistant and wear-resistant turbine member according to the present invention prevents the corrosion and damage of the base material by providing a coating layer on the surface of the base material of the turbine member used in a humid environment.
【００２３】また、本発明者らは、コーティング層を、
犠牲陽極として作用するＡｌのみから成る単独層ではな
く、マルテンサイト系ステンレス鋼を含有させて結合材
として作用させ、また、母材との接合面側から最上面側
に向かってＡｌの含有量が漸増する傾斜組成とすること
により、耐食部材の耐食性向上を図るとともに、母材と
コーティング層との剥離を防止できるとの知見を得た。Further, the present inventors have provided a coating layer,
It is not a single layer consisting of only Al that acts as a sacrificial anode, but contains martensitic stainless steel to act as a binder, and the Al content increases from the joint surface side with the base material toward the uppermost surface side. It has been found that by gradually increasing the gradient composition, it is possible to improve the corrosion resistance of the corrosion resistant member and prevent peeling between the base material and the coating layer.
【００２４】本発明に係る耐食・耐摩耗タービン部材
は、母材がマルテンサイト系ステンレス鋼から成り、そ
の母材上に金属製のコーティング層が被覆されて一体に
形成され、前記コーティング層は、マルテンサイト系ス
テンレス鋼およびアルミニウムから成り、このコーティ
ング層を、前記母材との接合面側から最上面側に向かっ
てアルミニウムの含有量が漸増する傾斜組成層としたこ
とを特徴とするものである。In the corrosion-resistant and wear-resistant turbine member according to the present invention, the base material is made of martensitic stainless steel, and the base material is integrally formed with a metal coating layer. The coating layer is made of martensitic stainless steel and aluminum, and the coating layer is a graded composition layer in which the content of aluminum gradually increases from the joining surface side with the base material toward the uppermost surface side. .
【００２５】このように耐食コーティング層中に、母材
と同一のマルテンサイト系ステンレス鋼を含有させて結
合材とすることにより、Ａｌのみから成る耐食コーティ
ング層と比べ、湿潤環境下における耐食性を向上させ、
その結果として、耐食部材の寿命向上を図ることができ
る。As described above, by incorporating the same martensitic stainless steel as the base metal into the binder in the corrosion-resistant coating layer, the corrosion resistance in a wet environment is improved as compared with the corrosion-resistant coating layer made of only Al. Let
As a result, the life of the corrosion resistant member can be improved.
【００２６】また、本発明に係る耐食・耐摩耗タービン
部材は、前記コーティング層の接合面側は、質量％で、
オーステナイト系ステンレス鋼を９０〜９５％、アルミ
ニウムを５〜１０％とし、前記コーティング層の最上面
側は、アルミニウムを９９％以上としたことを特徴とす
るものである。Further, in the corrosion-resistant and wear-resistant turbine member according to the present invention, the joint surface side of the coating layer is mass%,
The austenitic stainless steel is 90 to 95%, aluminum is 5 to 10%, and the uppermost surface side of the coating layer is 99% or more of aluminum.
【００２７】このように耐食コーティング層の母材との
接合面側を母材成分に近似させることにより、母材と耐
食コーティング層との界面剥離を防止できる。また、母
材との接合面側から最外層側に向ってＡｌの含有量を増
加させ、組成を傾斜させることにより、耐食部材の品質
向上を図ることができる。By approximating the side of the surface of the corrosion-resistant coating layer to be joined with the base material to the base material component, it is possible to prevent interfacial peeling between the base material and the corrosion-resistant coating layer. Further, the quality of the corrosion-resistant member can be improved by increasing the Al content from the joining surface side with the base material toward the outermost layer side and grading the composition.
【００２８】さらに、本発明に係る耐食・耐摩耗タービ
ン部材は、前記コーティング層の層中間部位置に、コー
ティング層の損傷状況を確認するための鉄が含有された
ことを特徴とするものである。Further, the corrosion-resistant and wear-resistant turbine member according to the present invention is characterized in that iron for confirming the damage state of the coating layer is contained in the intermediate position of the coating layer. .
【００２９】このように、耐食コーティング層の中間部
位置にＦｅを含有させることで、腐食により耐食コーテ
ィング層が減肉し、耐食コーティング層表面にＦｅが露
呈した際、Ｆｅは湿潤中の酸素、水素、炭酸ガス等との
酸化反応により赤錆となり、耐食コーティング層に色の
変化が認識される。この耐食コーティング層表面に現れ
た赤錆を指標とし、耐食コーティング層の厚さを認識す
ることができる。従って、耐食コーティング層が全て消
失する前に、耐食コーティング層の消失時期を明確に判
別し、耐食コーティング部材の交換時期の見極めを簡易
化できる。As described above, by containing Fe in the middle portion of the corrosion-resistant coating layer, the corrosion-resistant coating layer is thinned by corrosion, and when Fe is exposed on the surface of the corrosion-resistant coating layer, Fe is oxygen in the wet state, Oxidation reaction with hydrogen, carbon dioxide, etc. causes red rust, and a color change is recognized in the corrosion-resistant coating layer. The thickness of the corrosion resistant coating layer can be recognized by using the red rust appearing on the surface of the corrosion resistant coating layer as an index. Therefore, before the corrosion-resistant coating layer is completely disappeared, the time when the corrosion-resistant coating layer disappears can be clearly discriminated, and the time to replace the corrosion-resistant coating member can be easily determined.
【００３０】また、本発明に係る耐食・耐摩耗タービン
部材は、前記コーティング層の層厚さは０．６ｍｍ±
０．０２５ｍｍとしたことを特徴とするものである。Further, in the corrosion / wear-resistant turbine member according to the present invention, the layer thickness of the coating layer is 0.6 mm ±.
The feature is that it is 0.025 mm.
【００３１】耐食コーティング層の層厚さは０．６ｍｍ
±０．０２５ｍｍであることが望ましい。コーティング
層の厚さを５７５μｍ（０．６ｍｍ−０．０２５ｍｍ）
より薄くした場合には、コーティング層の消失時間が短
くなり、一方、コーティング層の厚さを６２５μｍ
（０．６ｍｍ＋０．０２５ｍｍ）より厚くした場合に
は、ノズルが厚くなり、ノズルを通過した蒸気によりう
ずが発生するなどの不都合が生じた。従って、コーティ
ング層の厚さを５７５〜６２５μｍの範囲とすることと
した。The layer thickness of the corrosion resistant coating layer is 0.6 mm.
It is desirable that it is ± 0.025 mm. The thickness of the coating layer is 575 μm (0.6 mm-0.025 mm)
When the thickness is made thinner, the disappearance time of the coating layer becomes shorter, while the thickness of the coating layer becomes 625 μm.
If the thickness is thicker than (0.6 mm + 0.025 mm), the nozzle becomes thicker, and inconveniences such as generation of eddy due to vapor passing through the nozzle occur. Therefore, the thickness of the coating layer is set to be in the range of 575 to 625 μm.
【００３２】さらに、本発明に係る耐食・耐摩耗タービ
ン部材は、前記傾斜組成層を、前記母材との接合面側か
ら順に第１層、第２層、第３層および第４層からなる４
層の傾斜組成層とし、第１層は、質量％で、ニッケル−
クロム鋼を９０〜９５％、アルミニウムを５〜１０％含
有し、第２層は、ＮｉＣｒ鋼を４５〜５５％、Ａｌを４
５〜５５％含有し、第３層は、ニッケル−クロム鋼を５
〜１０％、鉄を２０〜３０％、アルミニウムを６０〜７
５％含有し、第４層は、アルミニウムを９９％以上含有
したことを特徴とするものである。Further, in the corrosion-resistant and wear-resistant turbine member according to the present invention, the gradient composition layer is composed of a first layer, a second layer, a third layer and a fourth layer in order from the joint surface side with the base material. Four
The gradient composition layer of the layer, the first layer, in% by mass, nickel-
It contains 90 to 95% chrome steel and 5 to 10% aluminum. The second layer contains 45 to 55% NiCr steel and 4% Al.
5 to 55%, and the third layer is made of nickel-chromium steel.
-10%, iron 20-30%, aluminum 60-7
The fourth layer is characterized by containing 5% and 99% or more of aluminum.
【００３３】第１〜第４層の各組成を決定した根拠は以
下の通りである。まず第１層は母材との良好な接合性を
持たせるためＮｉＣｒ鋼を９０〜９５％と高く設定し
た。また犠牲陽極として機能するＡｌを１０〜１５％添
加した。ＮｉＣｒ鋼１００％としてＡｌを含まないと、
長時間の運用により気孔を介して母材とコーティングと
の間で界面剥離が生じる場合がある。そのため犠牲陽極
として作用するＡｌを５〜１０％の範囲で添加し界面剥
離を防止した。また、Ａｌの含有量が５％未満であると
犠牲陽極としての効果が得られず、一方、Ａｌの含有量
が１０％を超えるとＡｌの溶出量増加を招くため、５．
００％以上から１０．００％以下に規定した。The grounds for determining the compositions of the first to fourth layers are as follows. First, for the first layer, NiCr steel was set to a high value of 90 to 95% in order to have good bondability with the base material. Further, 10 to 15% of Al that functions as a sacrificial anode was added. If Al is not included as NiCr steel 100%,
Long-term operation may cause interfacial peeling between the base material and the coating through the pores. Therefore, Al acting as a sacrificial anode was added in the range of 5 to 10% to prevent interfacial peeling. Further, if the Al content is less than 5%, the effect as a sacrificial anode cannot be obtained, while if the Al content exceeds 10%, the elution amount of Al increases, and
It is specified to be not less than 00% and not more than 10.00%.
【００３４】第２層は、Ａｌ含有量を４５〜５５％と増
加させ、ＮｉＣｒ鋼を４５〜５５％とした。これはコー
ティング層形成時の溶射施工中に、純Ａｌは大気中の酸
素と反応してＡｌ２Ｏ３に変化するが、このＡｌ２Ｏ３
は高硬度の粒子であり、コーティング層中にＡｌ２Ｏ３
を分散させることによるコーティング層の耐摩耗性向上
を図ったものである。For the second layer, the Al content was increased to 45 to 55% and the NiCr steel was set to 45 to 55%. This during thermal spraying at the time of forming a coating layer, pure Al is changed to Al 2 O 3 reacts with oxygen in the atmosphere, the Al 2 O 3
Is a high hardness particle, and Al 2 O 3 is contained in the coating layer.
Is intended to improve the wear resistance of the coating layer.
【００３５】第３層は、ＮｉＣｒ鋼を５〜１０％、Ｆｅ
を２０〜３０％添加するとともに、Ａｌを６０〜７５％
とした。この第３層において、ＮｉＣｒ鋼は金属バイン
ダとして作用し、Ａｌは犠牲陽極並びに耐摩耗性向上を
図るために添加される。さらにこの第３層にはＦｅが添
加されている。Ｆｅ含有量が２０％未満になると赤錆の
表示効果が得られず、Ｆｅの含有量が３０％を超えると
腐食による密着強度の低下が生じるため、２０％以上３
０％以下の範囲に規定した。The third layer is made of NiCr steel of 5 to 10% and Fe.
20 to 30% is added, and Al is added to 60 to 75%
And In this third layer, NiCr steel acts as a metal binder, and Al is added to improve the sacrificial anode and wear resistance. Further, Fe is added to this third layer. If the Fe content is less than 20%, the display effect of red rust cannot be obtained, and if the Fe content exceeds 30%, the adhesion strength is deteriorated due to corrosion.
It was defined in the range of 0% or less.
【００３６】また、ＮｉＣｒ鋼組成を５〜１０％とした
のは、ＮｉＣｒ鋼の含有量が５％未満であると金属バイ
ンダとしての効果が得られず、ＮｉＣｒ鋼の含有量が１
０％を超えるとＡｌの添加効果が消失するためである。The NiCr steel composition is set to 5 to 10% because when the NiCr steel content is less than 5%, the effect as a metal binder cannot be obtained, and the NiCr steel content is 1%.
This is because if it exceeds 0%, the effect of adding Al disappears.
【００３７】第４層は、Ａｌの含有量を９９％以上の範
囲と規定した。第４層は、コーティング層の最外層（耐
食部材の表面）として、Ａｌを犠牲陽極として作用させ
る層である。したがって耐食部材の実際の使用に伴い、
短時間でのＡｌ溶出を防止するため、ほぼ純粋なＡｌか
ら形成される構成とした。In the fourth layer, the Al content is specified to be 99% or more. The fourth layer is a layer that causes Al to act as a sacrificial anode as the outermost layer (surface of the corrosion-resistant member) of the coating layer. Therefore, with the actual use of the corrosion resistant material,
In order to prevent the elution of Al in a short time, the structure was made of almost pure Al.
【００３８】また、本発明に係る耐食・耐摩耗タービン
部材は、第１〜第４の各層の層厚さは０．１５ｍｍとし
たことを特徴とするものである。The corrosion-resistant and wear-resistant turbine member according to the present invention is characterized in that the layer thickness of each of the first to fourth layers is 0.15 mm.
【００３９】第１〜第４の各層の層厚さを０．１５ｍｍ
としたのは、請求項５において０．６ｍｍをコーティン
グ層の最適厚さとしたため、４層構造とした場合の１層
あたりの厚さを０．１５ｍｍとしたものである。The layer thickness of each of the first to fourth layers is 0.15 mm.
The reason is that, since the optimum thickness of the coating layer is set to 0.6 mm in claim 5, the thickness per layer in the case of the four-layer structure is 0.15 mm.
【００４０】さらに、本発明に係る耐食・耐摩耗タービ
ン部材は、前記傾斜組成層の気孔率は０．５％以下とし
たことを特徴とするものである。Furthermore, the corrosion-resistant and wear-resistant turbine member according to the present invention is characterized in that the porosity of the graded composition layer is 0.5% or less.
【００４１】傾斜組成層の気孔率は０．５％以下である
ことが望ましい。気孔率が０．５％を超えると、耐食部
材の耐食性が低下するからである。The porosity of the graded composition layer is preferably 0.5% or less. This is because if the porosity exceeds 0.5%, the corrosion resistance of the corrosion resistant member will be reduced.
【００４２】さらにまた、本発明に係る耐食・耐摩耗タ
ービン部材は、前記コーティング層の第４層表面に、非
晶質ガラスから成る封孔処理層を形成したものである。Furthermore, in the corrosion / wear resistant turbine member according to the present invention, a sealing treatment layer made of amorphous glass is formed on the surface of the fourth layer of the coating layer.
【００４３】耐食コーティング層の第４層の表面に、非
晶質ガラスからなる封孔処理層を形成することにより、
耐食コーティング層表面の気孔率を略０％とすることが
でき、その結果、耐食部材の耐食性の向上を図ることが
できる。By forming a sealing treatment layer made of amorphous glass on the surface of the fourth layer of the corrosion resistant coating layer,
The porosity of the surface of the corrosion-resistant coating layer can be set to approximately 0%, and as a result, the corrosion resistance of the corrosion-resistant member can be improved.
【００４４】また、本発明に係る耐食・耐摩耗タービン
部材は、前記コーティング層はエポキシ樹脂とポリエス
テルまたはポリスチレンとの混合物により形成されたこ
とを特徴とするものである。Further, the corrosion-resistant / wear-resistant turbine member according to the present invention is characterized in that the coating layer is formed of a mixture of an epoxy resin and polyester or polystyrene.
【００４５】上記に例示したエポキシ樹脂を主成分とす
る熱可塑性樹脂は地熱雰囲気下での使用条件である２０
０℃〜２５０℃で熱可塑性を有する。従って上記タービ
ン部材が熱膨張してもこれに追従し、コーティング層に
クラックが生じず、タービン部材に密着する。The above-exemplified thermoplastic resin containing an epoxy resin as a main component is used under a geothermal atmosphere.
It has thermoplasticity at 0 ° C to 250 ° C. Therefore, even if the turbine member thermally expands, it follows this, and the coating layer does not crack and adheres to the turbine member.
【００４６】コーティング層は例えば以下の方法にて製
作される。まずエポキシ樹脂を用意し、これをポリエチ
レンやポリスチレンと混合し、シンナー等の有機溶媒で
希釈する。希釈したエポキシ樹脂溶液を刷毛塗りあるい
はスプレー等の手段を用いてタービン部材表面に塗布す
る。The coating layer is manufactured, for example, by the following method. First, an epoxy resin is prepared, mixed with polyethylene or polystyrene, and diluted with an organic solvent such as thinner. The diluted epoxy resin solution is applied to the surface of the turbine member using a means such as brush coating or spraying.
【００４７】さらに、本発明に係る耐食・耐摩耗タービ
ン部材は、前記コーティング層の硬さは、ロックウェル
硬さのＢスケールにおいて５０〜１００の低硬度コーテ
ィング層としたことを特徴とするものである。Furthermore, the corrosion / wear resistant turbine member according to the present invention is characterized in that the hardness of the coating layer is a low hardness coating layer of 50 to 100 on the B scale of Rockwell hardness. is there.
【００４８】従来、タービン部材のコーティング材料と
しては高硬度のコーティング層が使用されてきたが、高
硬度のコーティング層は岩石の衝突などの衝撃に対して
もろく、クラックを発生する場合があった。このクラッ
クの発生により、腐食生成物が浸透してコーティング層
と部材との間に界面剥離等の不都合が生じることがあ
る。Conventionally, a coating layer having a high hardness has been used as a coating material for a turbine member, but the coating layer having a high hardness is vulnerable to an impact such as a collision of rocks and may cause cracks. Due to the generation of the cracks, corrosion products may permeate to cause inconveniences such as interfacial peeling between the coating layer and the member.
【００４９】本発明のタービン部材ではクラックの発生
による界面剥離を防止するためコーティング層を低硬
度、すなわちロックウェル硬さのＢスケールにおいて５
０〜１００としたものである。樹脂コーティング層は延
性および靭性が良好であり、また、低硬度であるために
岩石衝突時の衝撃力吸収性に優れている。In the turbine member of the present invention, in order to prevent interfacial peeling due to the generation of cracks, the coating layer has a low hardness, that is, 5 on the B scale of Rockwell hardness.
It is set to 0 to 100. The resin coating layer has good ductility and toughness, and since it has low hardness, it has excellent impact force absorption at the time of rock collision.
【００５０】また本発明に係る耐食・耐摩耗性タービン
部材においては、コーティング層を低硬度としたため、
使用時には良好な密着性を備えつつ、補修時には簡単に
はがすことが可能なため、損傷部分の補修がきわめて容
易である。Further, in the corrosion / wear resistant turbine member according to the present invention, since the coating layer has a low hardness,
Since it has good adhesion during use and can be easily peeled off during repair, repairing damaged parts is extremely easy.
【００５１】すなわち、亀裂や岩石の衝突によるコーテ
ィング層の剥げ落ち部が生じた場合、その付近をグライ
ンダー等により簡単に研磨した後、研磨部に刷毛塗りや
スプレー等の手段を用いて当初の状態と同様のレベルに
補修することが可能である。すなわち、従来の高硬度コ
ーティング層を設けたタービン部材では工場での再コー
ティング作業が必要であったのに対して、本発明に係る
耐食・耐摩耗性タービン部材では、極簡単な現場作業で
耐腐食性を良好に保持することが可能であり、また、作
業に特殊な技能を必要としない。従って、作業および時
間コストを低減することが可能である。That is, when a coating layer peels off due to a crack or rock collision, the area around it is simply polished by a grinder or the like, and then the initial state is obtained by brushing or spraying the polished portion. It is possible to repair to the same level as. That is, in the conventional turbine member provided with the high hardness coating layer, re-coating work was required in the factory, whereas in the corrosion-resistant and wear-resistant turbine member according to the present invention, it is possible to withstand extremely simple on-site work. It is possible to maintain good corrosiveness, and does not require special skill for work. Therefore, work and time costs can be reduced.
【００５２】また、本発明に係る耐食・耐摩耗性タービ
ン部材のコーティング層を形成する材質としては、ロッ
クウェル硬さのＢスケールにおいて５０〜１００の範囲
の硬度を有し、母材との接合性が良好な素材であれば、
上記の熱可塑性樹脂コーティングに材質を限定されるも
のではない。The material for forming the coating layer of the corrosion-resistant and wear-resistant turbine member according to the present invention has a hardness in the range of 50 to 100 on the B scale of Rockwell hardness and is bonded to the base material. If the material has good properties,
The material is not limited to the above thermoplastic resin coating.
【００５３】また、本発明に係る耐食・耐摩耗タービン
部材は、前記コーティング層の厚さは０．５ｍｍ〜１．
０ｍｍとしたことを特徴とするものである。Further, in the corrosion / wear resistant turbine member according to the present invention, the coating layer has a thickness of 0.5 mm-1.
It is characterized by being 0 mm.
【００５４】このようにコーティング層の厚さを０．５
ｍｍ〜１．０ｍｍとしたのは、コーティング層の厚さが
０．１ｍｍあるいは０．２ｍｍでは岩石の衝突の際の衝
撃を吸収する性能が十分でなく、また、０．４ｍｍ以下
の厚さでは施工時にピンホールが生じるケースがあるた
めである。また、１．００ｍｍを超えてコーティング層
を形成するとコーティング層と母材との密着性が不充分
になるため、タービン使用時の慣性力によりコーティン
グ層の剥離することを防止するため１．０ｍｍ以下とし
たものである。Thus, the thickness of the coating layer is 0.5
mm-1.0 mm means that the coating layer having a thickness of 0.1 mm or 0.2 mm does not have sufficient performance to absorb the impact at the time of rock collision, and the thickness of 0.4 mm or less. This is because there are cases where pinholes occur during construction. In addition, if the coating layer is formed over 1.00 mm, the adhesion between the coating layer and the base material becomes insufficient. Therefore, in order to prevent the coating layer from peeling off due to inertial force during use of the turbine, 1.0 mm or less It is what
【００５５】さらにまた、本発明に係る耐食・耐摩耗タ
ービン部材は、前記コーティング層は樹脂の熱可塑性に
より、タービン部材の隙間を充填する充填材としての機
能を備えたものである。また、前記コーティング層厚さ
は０．１ｍｍ〜０．３ｍｍとしたことを特徴とするもの
である。Furthermore, in the corrosion / wear-resistant turbine member according to the present invention, the coating layer has a function as a filler for filling the gap of the turbine member by the thermoplasticity of the resin. The thickness of the coating layer is 0.1 mm to 0.3 mm.
【００５６】熱可塑性樹脂のコーティング層は、樹脂の
持つ可塑性により、タービン部材を構成する構成要素、
例えばロータホイールと羽根植え込み部や、ケーシング
とノズルの嵌合部等の隙間を充填する効果を持ち、ター
ビン部材の隙間腐食が防止される。熱可塑性樹脂のコー
ティング層は２ｍｍ程度まで形成可能だが、隙間充填材
としては、地熱タービンのクリアランスから０．１ｍｍ
〜０．３ｍｍが好適である。The coating layer of the thermoplastic resin is a constituent element of the turbine member due to the plasticity of the resin.
For example, it has the effect of filling the gaps between the rotor wheel and the blade-implanted portion, the fitting portion between the casing and the nozzle, etc., and prevents the gap corrosion of the turbine member. The coating layer of thermoplastic resin can be formed up to about 2 mm, but the gap filling material is 0.1 mm from the clearance of the geothermal turbine.
~ 0.3 mm is preferred.
【００５７】一方、本発明に係る耐食・耐摩耗タービン
部材は、前記コーティング層の材料の熱可塑性樹脂にア
ルミナ粉末を添加し、コーティング層中にアルミナ添加
層を設けたものである。また、前記アルミナ添加層の厚
さはコーティング層厚さの５〜１０％としたものであ
る。さらに、前記アルミナ添加層のアルミナ粉末含有量
は７０〜８５質量％としたことを特徴とするものであ
る。On the other hand, in the corrosion / wear resistant turbine member according to the present invention, alumina powder is added to the thermoplastic resin of the material of the coating layer, and an alumina addition layer is provided in the coating layer. The thickness of the alumina-added layer is 5 to 10% of the thickness of the coating layer. Further, the alumina powder content of the alumina-added layer is 70 to 85% by mass.
【００５８】本発明は、母材の腐食を防止するため、コ
ーティング層に犠牲陽極として作用するアルミナ添加層
を設けるものである。耐食性を向上するの目的およびコ
ーティング層と母材との密着性を考慮して、アルミナ添
加層はコーティング層の外表面に設けてある。コーティ
ング層の十分な密着性、延性および靭性を保持するため
には、アルミナ添加層厚さはコーティング層厚さに対し
て５〜１０％が好適である。またアルミナ粉末含有量を
７０〜８５質量％としたのは、７０％未満では犠牲陽極
としての十分な効果が得られず、また８５％を超えると
コーティング層の形成に支障があるからである。In the present invention, in order to prevent the corrosion of the base material, the coating layer is provided with an alumina-added layer acting as a sacrificial anode. In consideration of the purpose of improving the corrosion resistance and the adhesion between the coating layer and the base material, the alumina addition layer is provided on the outer surface of the coating layer. In order to maintain sufficient adhesiveness, ductility and toughness of the coating layer, the thickness of the alumina addition layer is preferably 5 to 10% with respect to the coating layer thickness. The reason why the alumina powder content is 70 to 85 mass% is that if it is less than 70%, a sufficient effect as a sacrificial anode cannot be obtained, and if it exceeds 85%, the formation of the coating layer is hindered.
【００５９】また、本発明に係る耐食・耐摩耗タービン
部材の製造方法は、マルテンサイト系ステンレス鋼とア
ルミニウムとの添加量を変えた４種類の溶射材料を準備
し、マルテンサイト系ステンレス鋼からなる母材表面
に、アルミニウムの含有量を前記母材との接合面側から
最上面側に向かって漸増させるように前記溶射材料を溶
射し、母材上に４層構造からなる傾斜組成を有するコー
ティング層を形成することを特徴とする方法である。Further, in the method for producing a corrosion-resistant and wear-resistant turbine member according to the present invention, four types of thermal spraying materials having different addition amounts of martensitic stainless steel and aluminum are prepared and made of martensitic stainless steel. A coating having a graded composition having a four-layer structure on the base material by spraying the thermal spray material so that the content of aluminum is gradually increased from the joining surface side with the base material toward the uppermost surface side. The method is characterized by forming a layer.
【００６０】本発明においては、溶射法を用いて母材上
に耐食コーティング層を形成しているが、溶射法として
は、例えば、大気圧プラズマ溶射（ＡＰＳ）、高速ガス
炎溶射法（ＨＶＯＦ）、高圧・高速ガス炎溶射法（ＨＰ
−ＨＶＯＦ）などの方法を適用できる。In the present invention, the corrosion resistant coating layer is formed on the base material by using the thermal spraying method. As the thermal spraying method, for example, atmospheric pressure plasma spraying (APS), high speed gas flame spraying method (HVOF) is used. , High pressure / high speed gas flame spraying method (HP
-HVOF) and the like can be applied.
【００６１】一般的には、溶射速度が速くなるととも
に、耐食コーティング層の気孔率は減少し、母材と耐食
コーティング層との密着強度が高くなることが知られて
いる。例えば、従来用いられている溶射方法であるワイ
ヤメタライジングを適用すると、耐食コーティング層の
気孔率は約２０％である。一方、本発明にて適用可能な
大気圧プラズマ溶射を用いると、溶射距離を１３０〜２
００ｍｍとした場合、耐食コーティング層の気孔率は約
１５％であるが、高速ガス炎溶射法および高圧・高速ガ
ス炎溶射法では、気孔率をそれぞれ２．６％、０．３％
とすることができる。It is generally known that as the thermal spray rate increases, the porosity of the corrosion-resistant coating layer decreases and the adhesion strength between the base material and the corrosion-resistant coating layer increases. For example, when wire metallizing, which is a conventionally used thermal spraying method, is applied, the porosity of the corrosion-resistant coating layer is about 20%. On the other hand, when atmospheric pressure plasma spraying applicable in the present invention is used, the spraying distance is 130 to 2
When it is set to 00 mm, the porosity of the corrosion-resistant coating layer is about 15%, but the porosities of the high-speed gas flame spraying method and the high-pressure / high-speed gas flame spraying method are 2.6% and 0.3%, respectively.
Can be
【００６２】さらに、本発明に係る耐食・耐摩耗タービ
ン部材の製造方法は、第４層上に非晶質ガラス材料を溶
射して封孔処理を施すことを特徴とする方法である。Further, the method for producing a corrosion-resistant and wear-resistant turbine member according to the present invention is characterized in that an amorphous glass material is sprayed on the fourth layer and a sealing treatment is performed.
【００６３】コーティング層の第４層の表面に非晶質ガ
ラス材料を溶射して封孔処理を施すことにより、コーテ
ィング層表面の気孔率を略０％に低減でき、その結果、
湿潤環境下での耐食性向上を図ることができる。非晶質
ガラス材料としては、例えば、シリカ（ＳｉＯ２）など
を適用できる。By spraying the amorphous glass material on the surface of the fourth layer of the coating layer and performing the sealing treatment, the porosity of the surface of the coating layer can be reduced to about 0%, and as a result,
It is possible to improve corrosion resistance in a humid environment. As the amorphous glass material, for example, silica (SiO 2 ) or the like can be applied.
【００６４】さらに、本発明に係る耐食・耐摩耗タービ
ン部材の製造方法は、母材の表面をブラスト処理あるい
は機械加工により表面加工した後、溶射、焼成、スプレ
ーまたは刷毛塗りのうち少なくとも一つの手段により繰
り返しコーティング層を形成し、多層コーティング層を
形成したことを特徴とする方法である。Further, in the method for manufacturing a corrosion-resistant and wear-resistant turbine member according to the present invention, at least one means of thermal spraying, firing, spraying or brush coating after the surface of the base material is surface-treated by blasting or machining. To repeatedly form a coating layer to form a multilayer coating layer.
【００６５】このように母材表面をブラスト処理もしく
は機械加工により表面処理することにより、母材とコー
ティング層との密着性を強化することができる。コーテ
ィング層の形成方法は限定されず、例えば溶射、はけ塗
り、スプレー、焼成等の手段により構成することができ
る。By thus treating the surface of the base material by blasting or machining, the adhesion between the base material and the coating layer can be enhanced. The method for forming the coating layer is not limited, and the coating layer may be formed by means of thermal spraying, brush coating, spraying, firing, or the like.
【００６６】コーティング層の耐食性を向上させるため
には、例えば溶射によるコーティング層形成の場合、母
材温度の上昇を２００℃以下として所定厚さに形成した
り、焼成・スプレーによる場合は、セラミックスを含浸
させたコーティング層をコーティングした後、５５０℃
以下で焼き固める操作を繰り返して所定の厚さにするな
どの手段がある。In order to improve the corrosion resistance of the coating layer, for example, in the case of forming the coating layer by thermal spraying, the base material temperature is increased to 200 ° C. or less to form a predetermined thickness, and in the case of firing / spraying, ceramics is used. 550 ° C after coating the impregnated coating layer
There are means such as repeating the baking and hardening operation to obtain a predetermined thickness.
【００６７】上記のように構成した本発明に係る耐食・
耐摩耗タービン部材によれば、母材の腐食および損傷を
防止するので、タービン部材の安全性を向上することが
できる。The corrosion resistance according to the present invention constructed as described above
The wear-resistant turbine member prevents the base material from being corroded and damaged, so that the safety of the turbine member can be improved.
【００６８】[0068]
【発明の実施の形態】以下、本発明の耐食・耐摩耗ター
ビン部材および製造方法について、地熱発電プラントの
タービンノズルを例に挙げて説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, a corrosion-resistant and wear-resistant turbine member and a manufacturing method of the present invention will be described by taking a turbine nozzle of a geothermal power plant as an example.
【００６９】第１実施形態（図１）
第１実施形態はタービン部材に金属コーティング層を形
成し、耐食効果を持たせたものである。 First Embodiment (FIG. 1) In the first embodiment, a metal coating layer is formed on a turbine member so as to have a corrosion resistance effect.
【００７０】地熱発電にて適用されるタービンノズル
は、１８０〜２３０℃の比較的低温度の範囲で使用さ
れ、１３Ｃｒ−４Ｎｉのマルテンサイト系ステンレス鋼
を母材とする。A turbine nozzle applied in geothermal power generation is used in a relatively low temperature range of 180 to 230 ° C., and is made of 13Cr-4Ni martensitic stainless steel as a base material.
【００７１】本発明者らは表１に示す金属組成からなる
コーティング材料を用いてタービンノズルを製作し、実
使用に供用して、その有効性について研究し、以下の知
見を得た。以下詳細を説明する。The present inventors produced turbine nozzles using the coating materials having the metal compositions shown in Table 1, put them into practical use, and studied their effectiveness, and obtained the following findings. The details will be described below.
【００７２】本実施形態では、１３Ｃｒ−４Ｎｉのマル
テンサイト系ステンレス鋼からなる母材を準備し、この
母材上に形成するコーティング層を形成する溶射材料と
して表１に示す材料を準備した。In this embodiment, a base material made of 13Cr-4Ni martensitic stainless steel was prepared, and the materials shown in Table 1 were prepared as the thermal spray material for forming the coating layer formed on the base material.
【００７３】[0073]
【表１】 [Table 1]
【００７４】コーティング層は多層構造、例えば第１〜
第４層からなる４層構造とし、その組成はそれぞれ表１
に示すとおりとした。すなわち第１層は、母材を腐食か
ら保護するＮｉＣｒ鋼９３％にアルミニウム（Ａｌ）を
７％添加した組成とし、第２層はＮｉＣｒ鋼の割合を低
減して５０％とし、Ａｌ量を若干増加させてＮｉＣｒ鋼
にアルミニウム（Ａｌ）を約５０％添加した組成とし
た。また、第３層は、７％のＮｉＣｒ鋼と２３％のＦｅ
とにＡｌを約７０％添加した組成とし、最外層となる第
４層は、Ａｌを９９％とした。The coating layer has a multi-layer structure, for example, the first to first layers.
It has a four-layer structure consisting of a fourth layer and its composition is shown in Table 1.
As shown in. That is, the first layer has a composition in which 7% of aluminum (Al) is added to 93% of NiCr steel that protects the base material from corrosion, and the second layer has a ratio of NiCr steel reduced to 50% and the amount of Al is slightly increased. The composition was increased to add about 50% of aluminum (Al) to NiCr steel. The third layer is 7% NiCr steel and 23% Fe.
Al was added to this in an amount of about 70%, and the outermost fourth layer was 99% Al.
【００７５】コーティング層の材料成分のうち、Ａｌは
犠牲陽極として作用し、また材料中に含まれるマルテン
サイト系ステンレスは母材とコーティング層との結合材
として機能するためコーティング層の母材からの剥離が
防止される。特に第１層はマルテンサイト系ステンレス
の含有量を９３％と高くしており、母材との結合性が良
好である。Among the material components of the coating layer, Al acts as a sacrificial anode, and the martensitic stainless steel contained in the material functions as a binder between the base material and the coating layer, so that the base material of the coating layer is Peeling is prevented. In particular, the first layer has a high content of martensitic stainless steel of 93%, and has good bondability with the base material.
【００７６】この溶射材料を、母材上に第１層から順番
に高速ガス炎溶射法（ＨＶＯＦ）により溶射し、表面に
コーティング層を形成した。なお、コーティング層の各
層の厚さは、６００μｍ（０．６ｍｍ）とした。This sprayed material was sprayed on the base material in order from the first layer by the high-speed gas flame spraying method (HVOF) to form a coating layer on the surface. The thickness of each layer of the coating layer was 600 μm (0.6 mm).
【００７７】次に、第４層の表面上にシリカ（Ｓｉ
Ｏ２）を溶射して封孔処理を施し、封孔処理層を形成し
た。なお、封孔処理剤としては、シリカだけでなく非晶
質系ガラス材料を適用でき、また、テフロン（登録商
標）樹脂を塗布して封孔処理をしても良い。Next, on the surface of the fourth layer, silica (Si
O 2 ) was sprayed and subjected to a sealing treatment to form a sealing treatment layer. As the pore-sealing agent, not only silica but also an amorphous glass material can be applied, and Teflon (registered trademark) resin may be applied for the pore-sealing treatment.
【００７８】このようにして得られたタービンノズルに
用いられるタービン部材の断面を模式的に図１に示す。The cross section of the turbine member used in the turbine nozzle thus obtained is schematically shown in FIG.
【００７９】図１に示すように、タービンノズルに用い
られるタービン部材１は、母材２上に第１層３が形成さ
れ、さらに、第１層３表面に、第２層４、第３層５およ
び第４層６が順番に形成され、傾斜組成とした４層構造
からなるコーティング層７が形成される。また、第４層
６上に封孔処理層８が形成されている。As shown in FIG. 1, in a turbine member 1 used for a turbine nozzle, a first layer 3 is formed on a base material 2, and further a second layer 4 and a third layer are formed on the surface of the first layer 3. 5 and the fourth layer 6 are sequentially formed to form a coating layer 7 having a four-layer structure having a graded composition. Further, the sealing treatment layer 8 is formed on the fourth layer 6.
【００８０】本発明者らはコーティング層を多層構造、
例えば４層構造として傾斜組成とした上記タービンノズ
ルと、従来から使用されている、母材上にＡｌのみから
なる溶射材料を溶射して単一の組成からなるコーティン
グ層を形成したタービンノズルを作製し、これらを１年
間継続的に運用し、両部材の腐食による変化状況を比較
した。The present inventors have provided a coating layer having a multilayer structure,
For example, a turbine nozzle having a four-layer structure with a graded composition and a conventionally used turbine nozzle having a coating layer of a single composition formed by spraying a thermal spray material consisting of only Al on a base material are manufactured. Then, these were continuously operated for one year, and the change situation by corrosion of both members was compared.
【００８１】その結果、コーティング層をＡｌのみの単
一の組成としたタービン部材からなるタービンノズル
は、約１ｍｍ程度減肉していた。一方、組成を傾斜させ
て４層構造からなる本発明のコーティング層を形成した
タービン部材からなるタービンノズルは、２００日以上
の運転によってもコーティング層の最外層である第４層
の腐食が検出されなかった。このことより、腐食環境に
おいてタービンノズルに使用する部材に上述のように段
階的に組成の異なる４層構造のコーティングを施すこと
により、タービンノズルの耐食性が向上したことが判明
した。As a result, the turbine nozzle made of a turbine member having a coating layer having a single composition of only Al was thinned by about 1 mm. On the other hand, in the turbine nozzle including the turbine member in which the coating layer of the present invention having a four-layer structure is formed by grading the composition, corrosion of the fourth layer, which is the outermost layer of the coating layer, is detected even after operation for 200 days or more. There wasn't. From this, it was found that the corrosion resistance of the turbine nozzle was improved by coating the member used for the turbine nozzle in a corrosive environment with the four-layered coating having different compositions stepwise as described above.
【００８２】従って、本発明の第１実施形態によれば、
コーティング層の組成を変化させて傾斜組成とすること
により湿潤環境下における耐食性を向上させ、その結
果、タービンノズルの寿命向上を図ることができる。Therefore, according to the first embodiment of the present invention,
By changing the composition of the coating layer to obtain a graded composition, the corrosion resistance in a wet environment can be improved, and as a result, the life of the turbine nozzle can be improved.
【００８３】また、本発明に係る耐食部材においてはコ
ーティング層を４層構造からなる傾斜組成層として、母
材からコーティング層の上層に向って次第に組成を変化
させ、ＮｉＣｒ鋼を結合材として作用させたので、母材
とコーティング層との界面剥離を防止でき、その結果、
タービンノズルの信頼性向上を図ることができる。In the corrosion-resistant member according to the present invention, the coating layer is a graded composition layer having a four-layer structure, the composition is gradually changed from the base material toward the upper layer of the coating layer, and NiCr steel is used as a binder. Therefore, it is possible to prevent interfacial peeling between the base material and the coating layer, and as a result,
The reliability of the turbine nozzle can be improved.
【００８４】さらに、本実施形態では、第３層にＦｅを
含有させたため、第４層が消失した際に、第３層の表面
に露呈したＦｅが湿潤環境下の酸素、水素、炭酸ガスな
どとの酸化反応により赤錆となり、コーティング層の色
の変化が明確となる。これにより、コーティング層上に
現れた赤錆を指標とし、コーティング層の厚さもしくは
減肉量を認識でき、その結果、コーティング層の消失時
期を明確に判別できる。従って、第１実施形態によれ
ば、耐食部材の交換時期の見極めを容易に認識すること
ができる。Further, in the present embodiment, since Fe is contained in the third layer, when the fourth layer disappears, Fe exposed on the surface of the third layer contains oxygen, hydrogen, carbon dioxide gas, etc. in a wet environment. Oxidation reaction with causes red rust and the change in color of the coating layer becomes clear. Thereby, the thickness of the coating layer or the amount of thinning can be recognized by using the red rust appearing on the coating layer as an index, and as a result, the time when the coating layer disappears can be clearly discriminated. Therefore, according to the first embodiment, it is possible to easily recognize when to replace the corrosion resistant member.
【００８５】なお、本例に示す第１実施形態では、地熱
発電プラントのタービンノズルに適用された例について
説明したが、本発明は、このようなタービンノズルに限
定されるものではなく、例えば、１３Ｃｒ−４Ｎｉ鋼か
らなる水車ランナや、一般的な蒸気タービンの静翼・動
翼等のタービン部材に対しても適用することができる。In the first embodiment shown in this example, an example applied to a turbine nozzle of a geothermal power plant was described, but the present invention is not limited to such a turbine nozzle, and for example, It can also be applied to turbine components such as turbine runners made of 13Cr-4Ni steel and stationary blades and moving blades of general steam turbines.
【００８６】次に本発明者らは、溶射方法の差による表
面処理の違いと耐食性能との関係および表面に封孔処理
層を設けることの効果を調査した。Next, the present inventors investigated the relationship between the difference in surface treatment due to the difference in thermal spraying method and the corrosion resistance and the effect of providing a sealing treatment layer on the surface.
【００８７】本発明者らは１３Ｃｒ−４Ｎｉ鋼からなる
母材上に４層構造のコーティング層を形成した試験材を
表２に示す各条件で作製し、蒸気タービンの湿潤環境下
での腐食実験を行った。そして、各試験材について、そ
の耐食性を調査した。The present inventors produced a test material in which a coating layer having a four-layer structure was formed on a base material made of 13Cr-4Ni steel under each condition shown in Table 2 and conducted a corrosion experiment in a humid environment of a steam turbine. I went. Then, the corrosion resistance of each test material was investigated.
【００８８】コーティング層を形成する溶射材料は表１
に示した材料を使用した。溶射材料の溶射方法は表２の
ように、大気圧プラズマ溶射（ＡＰＳ）、高速ガス炎溶
射法（ＨＶＯＦ）、高圧・高速ガス炎溶射法（ＨＰ−Ｈ
ＶＯＦ）の３種類を用いた。The thermal spray material forming the coating layer is shown in Table 1.
The materials shown in were used. As shown in Table 2, the thermal spraying method of the thermal spray material is atmospheric pressure plasma spraying (APS), high speed gas flame spraying method (HVOF), high pressure / high speed gas flame spraying method (HP-H).
Three types of VOF) were used.
【００８９】[0089]
【表２】 [Table 2]
【００９０】それぞれの溶射方法によって作製したコー
ティング部材をそれぞれＮｏ．１〜Ｎｏ．３の試験材と
し、またＮｏ．１〜Ｎｏ．３の試験材の第４層の表面に
シリカ（ＳｉＯ２）を溶射して、表面の封孔処理を施
し、コーティング層上に封孔処理層を形成したＮｏ．４
〜Ｎｏ．６の試験材を作製した。The coating members produced by the respective thermal spraying methods were No. 1-No. As a test material of No. 3, and No. 3 1-No. No. 3 in which the surface of the fourth layer of the test material of No. 3 was sprayed with silica (SiO 2 ) to perform the surface sealing treatment and the sealing treatment layer was formed on the coating layer. Four
~ No. 6 test materials were prepared.
【００９１】得られたＮｏ．１〜Ｎｏ．６の試験材は、
表１に示す同一の溶射材料を用いても気孔率の値が溶射
方法により異なり、特に、大気圧プラズマ溶射において
著しくコーティング層の気孔率は１４％と高い値となっ
ていた。なお、耐食部材の外表面に封孔処理を施し、コ
ーティング層上に封孔処理層を形成することにより、気
孔率を０％とできることが確認された。The obtained No. 1-No. The test material of 6 is
Even if the same thermal spray material shown in Table 1 was used, the porosity value varied depending on the thermal spraying method, and particularly in atmospheric pressure plasma spraying, the porosity of the coating layer was as high as 14%. It was confirmed that the porosity can be set to 0% by performing the sealing treatment on the outer surface of the corrosion resistant member and forming the sealing treatment layer on the coating layer.
【００９２】次に、Ｎｏ．１〜Ｎｏ．６の各試験材に対
して、２５℃純水中における腐食試験を実施した。試験
材の腐食実験結果を表３に示す。Next, No. 1-No. A corrosion test in pure water at 25 ° C. was performed on each of the test materials of No. 6. Table 3 shows the corrosion test results of the test materials.
【００９３】[0093]
【表３】 [Table 3]
【００９４】表３に示すように、コーティング層の表面
に封孔処理層を形成しない場合、いずれの溶射方法を用
いた場合であっても、最外層（第４層）の消失時間は１
８０日以下であった。特に、大気圧プラズマ溶射法を用
いたコーティング層の気孔率が１４％のガラスコーティ
ングを施さなかった場合には、最外層（第４層）の消失
時間が１４２日であり、最外層が犠牲陽極として作用し
たにもかかわらず、コーティング層の寿命が大幅に低下
していた。そこで、コーティング層の気孔率が５％を超
える場合には、コーティング層の最外層に封孔処理を施
すことにより、封孔処理層が保護コーティング層として
作用し、その結果、コーティング層の寿命を向上するこ
とが確認できた。As shown in Table 3, when the sealing treatment layer is not formed on the surface of the coating layer, the disappearance time of the outermost layer (fourth layer) is 1 whichever spraying method is used.
It was less than 80 days. In particular, when the glass coating having a porosity of 14% was not applied using the atmospheric pressure plasma spraying method, the disappearance time of the outermost layer (fourth layer) was 142 days, and the outermost layer was the sacrificial anode. However, the life of the coating layer was significantly reduced. Therefore, when the porosity of the coating layer exceeds 5%, the outermost layer of the coating layer is subjected to the sealing treatment, so that the sealing treatment layer acts as a protective coating layer, and as a result, the life of the coating layer is shortened. It was confirmed that it would improve.
【００９５】次に、本発明者らはコーティング層の最適
な厚さについて調査するため、コーティング層の厚さを
変更して試験を行った。Next, the present inventors conducted a test by changing the thickness of the coating layer in order to investigate the optimum thickness of the coating layer.
【００９６】すなわちコーティング層の厚さを数百μ
ｍ、例えば６３０μｍまたは５６０μｍとし、その他の
条件は表１に示す溶射材料として表２に示す高速ガス炎
溶射法（ＨＶＯＦ）と同様の条件で試験材を作製し実験
した。That is, the thickness of the coating layer is several hundred μm.
m, for example, 630 μm or 560 μm, and the other conditions were the same as those of the high-speed gas flame spraying method (HVOF) shown in Table 2 as the spraying material shown in Table 1, and the test materials were prepared and tested.
【００９７】その結果、コーティング層の厚さを５６０
μｍと薄くした場合には、コーティング層の消失時間が
短くなり、コーティング層の寿命が低下し、その結果、
頻繁にノズルの交換を要求され、コスト上昇の要因とな
った。一方、コーティング層の厚さを６３０μｍとした
場合には、犠牲陽極として作用する層の厚みが大である
ことから、ノズル寿命が向上するものと想定されたが、
このようなノズルを実際の設備に適用した場合には、空
力設計的にもノズルが厚くなり、当初の設計点からずれ
てしまったため、ノズルを通過した蒸気によりうずが発
生してしまい、発電効率が低下し、実用上問題が生じ
た。従って、現状の設計のものに適用するには、コーテ
ィング層の層厚を５７５〜６２５μｍ（６００μｍ±
０．２５μｍ）の範囲とすることが望ましいとの知見を
得た。As a result, the thickness of the coating layer was 560
When the thickness is made as thin as μm, the disappearance time of the coating layer is shortened and the life of the coating layer is shortened.
Frequently required to replace the nozzle, which increased the cost. On the other hand, when the thickness of the coating layer was 630 μm, the thickness of the layer acting as the sacrificial anode was large, so it was assumed that the nozzle life would be improved.
When such a nozzle is applied to actual equipment, the nozzle becomes thicker in terms of aerodynamic design and deviates from the original design point, so eddies are generated by the steam that has passed through the nozzle, resulting in power generation efficiency. Was lowered, causing a problem in practical use. Therefore, the layer thickness of the coating layer is 575-625 μm (600 μm ±
It was found that it is desirable to set the thickness in the range of 0.25 μm).
【００９８】従って、本実施形態によれば、コーティン
グ層の気孔率および厚さを本発明の範囲内である５７５
〜６２５μｍに規定することにより、耐食性向上を図る
ことが可能である。Therefore, according to the present embodiment, the porosity and the thickness of the coating layer are within the range of 575 of the present invention.
It is possible to improve the corrosion resistance by setting the thickness to ˜625 μm.
【００９９】また、本第１実施形態によれば、マルテン
サイト系ステンレス鋼からなる母材上にコーティング層
を溶射法を用いてコーティング層を形成できることか
ら、コスト低減を図ることができる。Further, according to the first embodiment, the coating layer can be formed on the base material made of martensitic stainless steel by using the thermal spraying method, so that the cost can be reduced.
【０１００】第２実施形態（図２）
第２実施形態はタービン部材の表面に熱可塑性樹脂のコ
ーティング層を形成し、タービン部材に耐食性および耐
摩耗性を付与したものである。 Second Embodiment (FIG. 2) In the second embodiment, a coating layer of a thermoplastic resin is formed on the surface of a turbine member to impart corrosion resistance and wear resistance to the turbine member.
【０１０１】図２に熱可塑性樹脂をコーティングしてコ
ーティング層を形成した耐食・耐摩耗タービン部材２０
の断面を模式的に示す。FIG. 2 shows a corrosion-resistant and wear-resistant turbine member 20 coated with a thermoplastic resin to form a coating layer.
The cross section of is shown typically.
【０１０２】コーティング層２１は例えばエポキシ樹脂
を主成分としてポリエチレンあるいはポリスチレン等の
熱可塑性樹脂との混合物から形成される。コーティング
層は母材２表面をブラスト処理したのち厚さ０．５ｍｍ
〜１．０ｍｍに施工される。The coating layer 21 is formed of a mixture of epoxy resin as a main component and a thermoplastic resin such as polyethylene or polystyrene. The coating layer has a thickness of 0.5 mm after blasting the surface of the base material 2.
It is constructed to 1.0 mm.
【０１０３】ポリエチレンあるいはポリスチレン等の熱
可塑性樹脂は地熱雰囲気の温度条件である２００〜２５
０℃の条件で可塑性を有するため、タービン使用時に適
当な可塑性を保持し、部材の膨張に追従して膨張するの
でクラックを生じない。The thermoplastic resin such as polyethylene or polystyrene has a temperature of 200 to 25 which is the temperature condition of the geothermal atmosphere.
Since it has plasticity under the condition of 0 ° C., it retains appropriate plasticity when the turbine is used, and expands following the expansion of the member, so cracks do not occur.
【０１０４】本発明者らは、以下の要領で熱可塑性樹脂
コーティングしたタービン部材を作成し、この地熱ター
ビンを地熱雰囲気下にて４９９２時間の実用に供する耐
食試験を行い、その耐食性、耐摩耗性について試験し
た。The present inventors prepared a turbine member coated with a thermoplastic resin in the following manner, and performed a corrosion resistance test for practical use of this geothermal turbine in a geothermal atmosphere for 4992 hours to find out its corrosion resistance and abrasion resistance. Was tested.
【０１０５】母材の材質は１３Ｃｒ−４Ｎｉのマルテン
サイト系ステンレス鋼製とし、この母材表面に、エポキ
シ樹脂とポリエチレンとの混合物を刷毛塗りにより塗布
し、コーティング層を形成して耐食タービン部材とし
た。同様にエポキシ樹脂とポリスチレンとの混合物を刷
毛塗りによりと塗布し、コーティング層を形成して耐食
タービン部材を形成した。また比較のため、エポキシ樹
脂のみをコーティング層としたタービン部材と、コーテ
ィング層を形成しない１２Ｃｒ鋼製のタービン部材およ
び７５ＣｒＣ溶射コーティング層を設けたタービン部材
を用意し、これらを同様の実用試験に供して、腐食減量
結果を比較した。The base material was made of 13Cr-4Ni martensitic stainless steel, and the surface of the base material was coated with a mixture of epoxy resin and polyethylene by brush coating to form a coating layer to form a corrosion-resistant turbine member. did. Similarly, a mixture of epoxy resin and polystyrene was applied by brush coating to form a coating layer to form a corrosion resistant turbine member. For comparison, a turbine member having a coating layer of only epoxy resin, a turbine member made of 12Cr steel having no coating layer and a turbine member having a 75CrC thermal spray coating layer were prepared and subjected to the same practical test. The results of corrosion weight loss were compared.
【０１０６】ここで、コーティング層を形成する材料と
してエポキシ樹脂を選択したのは、エポキシ樹脂が持つ
優れた化学的性質を利用するためである。例えばエポキ
シ樹脂は、長時間の使用によっても体積変化や劣化が少
なく、ひび割れや剥落等を生じることがない。また、温
度特性にも優れている。The epoxy resin is selected as the material for forming the coating layer in order to utilize the excellent chemical properties of the epoxy resin. For example, an epoxy resin has little volume change and deterioration even when used for a long time, and does not crack or peel off. It also has excellent temperature characteristics.
【０１０７】しかしエポキシ樹脂は硬度が高いため、本
発明に係る耐食・耐摩耗タービン部材に形成するコーテ
ィング層材料としては、ポリエチレンあるいはポリスチ
レンとの混合物として使用する。これらの熱可塑性樹脂
は、地熱タービン使用温度で約１時間加熱されると、溶
融し、コーティング層に柔軟性をもたらす。従って、温
度変化によるタービン部材の膨張に追従し、また、衝撃
吸収性を向上するため、ひび割れや剥落の防止効果をさ
らに高めることが可能である。However, since the epoxy resin has a high hardness, it is used as a mixture with polyethylene or polystyrene as a coating layer material formed on the corrosion-resistant and wear-resistant turbine member according to the present invention. When these thermoplastic resins are heated at the geothermal turbine operating temperature for about 1 hour, they melt and give the coating layer flexibility. Therefore, since the expansion of the turbine member due to the temperature change is followed and the shock absorbing property is improved, it is possible to further enhance the effect of preventing cracking and flaking.
【０１０８】本第２実施形態においては、エポキシ樹脂
とポリエチレンまたはポリスチレンとの混合比は２：１
とした。本発明者らの研究によれば、上記混合比による
コーティング層はひび割れや剥落の防止効果がきわめて
良好である。In the second embodiment, the mixing ratio of the epoxy resin and polyethylene or polystyrene is 2: 1.
And According to the research conducted by the present inventors, the coating layer having the above mixing ratio has an excellent effect of preventing cracking and peeling.
【０１０９】試験の結果を表４に示す。The test results are shown in Table 4.
【０１１０】[0110]
【表４】 [Table 4]
【０１１１】表４の結果に明らかなように、耐食性に優
れたタービン部材である１２Ｃｒ鋼の腐食減量が１０ｍ
ｇであったのに対して、熱可塑性樹脂コーティングによ
るコーティング層を形成したものはコーティング層がエ
ポキシ樹脂とポリエステルとの混合物とした場合、また
はエポキシ樹脂とポリスチレンとの混合物としたいずれ
の場合も腐食減量が０ｍｇであった。As is clear from the results of Table 4, the corrosion weight loss of the 12Cr steel, which is a turbine member having excellent corrosion resistance, is 10 m.
However, in the case where the coating layer formed by the thermoplastic resin coating is used, the corrosion is caused when the coating layer is a mixture of epoxy resin and polyester, or when it is a mixture of epoxy resin and polystyrene. The weight loss was 0 mg.
【０１１２】また、エポキシ樹脂の単独層とした場合も
優れた耐食性を示すことが確認された。また、比較例と
した７５ＣｒＣ溶射コーティング層を設けたタービン部
材の腐食減量も０ｍｇであった。このことから、本発明
に係る耐食・耐摩耗タービン部材は、高い腐食防止特性
を備えることが確認され、またその効果は、従来から耐
食部材として使用されている７５ＣｒＣ溶射コーティン
グ層と比較しても遜色ないレベルであると判断された。It was also confirmed that the single layer of epoxy resin exhibited excellent corrosion resistance. Further, the corrosion weight loss of the turbine member provided with the 75CrC thermal spray coating layer as a comparative example was also 0 mg. From this, it is confirmed that the corrosion-resistant and wear-resistant turbine member according to the present invention has high corrosion-preventing properties, and its effect is compared with the 75CrC thermal spray coating layer that has been conventionally used as a corrosion-resistant member. The level was judged to be comparable.
【０１１３】このことから地熱雰囲気下で使用されるタ
ービン部材において、熱可塑性樹脂によるコーティング
層を形成することはタービン部材の腐食防止に十分な効
果があることが判明した。From the above, it was found that forming a coating layer of a thermoplastic resin on a turbine member used in a geothermal atmosphere is sufficiently effective in preventing corrosion of the turbine member.
【０１１４】次に本発明者らは、エポキシ樹脂とポリエ
ステルとの混合物によるコーティング層の厚さ変化によ
る耐腐食性への影響を、実用試験に供して調査した。Next, the present inventors conducted a practical test to investigate the influence of the change in the thickness of the coating layer due to the mixture of the epoxy resin and the polyester on the corrosion resistance.
【０１１５】表５にコーティング層厚さと発錆の有無に
ついての試験結果を示す。Table 5 shows the test results for the coating layer thickness and the presence or absence of rust.
【０１１６】[0116]
【表５】 [Table 5]
【０１１７】表５に示す結果より、コーティング層厚さ
が０．３７ｍｍ以下で錆が発生していることから、発錆
のしきい値は０．４ｍｍであることが確認された。これ
は、コーティング層厚さが０．４ｍｍ以下では、施工時
に生じるコーティング層のピンホールの影響が無視でき
ず、ピンホールからの腐食が生じるためである。From the results shown in Table 5, it was confirmed that the coating layer thickness was 0.37 mm or less and rust occurred, so that the threshold of rusting was 0.4 mm. This is because when the thickness of the coating layer is 0.4 mm or less, the effect of pinholes in the coating layer generated during construction cannot be ignored and corrosion from the pinholes occurs.
【０１１８】そのため、本発明に係る耐食・耐摩耗ター
ビン部材においては、発錆を防止するため、樹脂による
コーティング層厚さを０．５ｍｍ以上とした。Therefore, in the corrosion / wear-resistant turbine member according to the present invention, the thickness of the resin coating layer is set to 0.5 mm or more in order to prevent rusting.
【０１１９】また、タービンの使用時は回転による大き
な遠心力が部材に作用する。そのため、タービン部材に
設けたコーティング層に対してもコーティング層厚さに
応じた慣性力が働く。すなわちコーティング層を厚くす
ることによりコーティング層の剥落の恐れがある。When the turbine is used, a large centrifugal force due to rotation acts on the member. Therefore, an inertial force corresponding to the coating layer thickness also acts on the coating layer provided on the turbine member. That is, if the coating layer is thickened, the coating layer may peel off.
【０１２０】本発明者らは、コーティング層厚さと慣性
力による影響について研究した。その結果、コーティン
グ層厚さを１．０ｍｍ以下とすることにより、タービン
使用時の慣性力によってもコーティング層の剥落を生じ
ないとの知見を得た。従って本発明に係る耐食・耐摩耗
タービン部材の樹脂コーティング層厚さは１．０ｍｍ以
下とした。The inventors studied the influence of coating layer thickness and inertial force. As a result, it was found that by setting the coating layer thickness to 1.0 mm or less, peeling of the coating layer does not occur due to inertial force when the turbine is used. Therefore, the thickness of the resin coating layer of the corrosion / wear resistant turbine member according to the present invention is set to 1.0 mm or less.
【０１２１】次に、本発明者らは樹脂コーティング層に
アルミナ層を設けて犠牲陽極として作用させることによ
り、コーティング層の耐食性を向上させる方法について
試験した。Next, the present inventors tested a method for improving the corrosion resistance of the coating layer by providing an alumina layer on the resin coating layer to act as a sacrificial anode.
【０１２２】すなわち、樹脂コーティング層の最外層に
アルミナの含有量を変化させたアルミナ添加層を設け、
これらをタービンの実用試験に供した。That is, an alumina-added layer in which the content of alumina is changed is provided in the outermost layer of the resin coating layer,
These were subjected to a practical test of the turbine.
【０１２３】試験結果を表６に示す。The test results are shown in Table 6.
【０１２４】[0124]
【表６】 [Table 6]
【０１２５】アルミナ添加層のアルミナ含有量が５０％
以下の場合、防食期間が約半年程度であり、防食効果が
少なかった。一方、アルミナ含有量が７０％以上となる
と防食効果が１年以上持続することが判明した。従っ
て、本発明に係る耐食・耐摩耗タービン部材のコーティ
ング層としては、アルミナ添加層をアルミナ含有量が７
０％以上とした。The alumina content of the alumina-added layer is 50%
In the following cases, the anticorrosion period was about half a year, and the anticorrosion effect was small. On the other hand, it was found that when the alumina content was 70% or more, the anticorrosion effect lasted for one year or more. Therefore, as the coating layer of the corrosion-resistant and wear-resistant turbine member according to the present invention, the alumina-added layer has an alumina content of 7%.
It was set to 0% or more.
【０１２６】また、本発明者らの研究によれば、アルミ
ナ添加層のアルミナ含有量が８５％以上では、コーティ
ング層の密着性が低下するため耐食性が劣化する。その
ため、本発明に係る耐食・耐摩耗タービン部材における
樹脂コーティング層は、コーティング層の密着性を考慮
してアルミナ含有量を８５％以下とした。Further, according to the research conducted by the present inventors, when the alumina content of the alumina-added layer is 85% or more, the adhesion of the coating layer is lowered and the corrosion resistance is deteriorated. Therefore, the resin coating layer in the corrosion-resistant and wear-resistant turbine member according to the present invention has an alumina content of 85% or less in consideration of the adhesion of the coating layer.
【０１２７】次に本発明者らは本発明に係る耐食・耐摩
耗タービン部材の耐摩耗性を試験するため、樹脂コーテ
ィング層を形成したタービン部材と１２Ｃｒ鋼とを鉄粉
を用いたエロージョン試験に供した。エロージョン試験
時間は１０分間とした。Next, in order to test the wear resistance of the corrosion-resistant / wear-resistant turbine member according to the present invention, the present inventors conducted an erosion test using iron powder on a turbine member having a resin coating layer and 12Cr steel. I served. The erosion test time was 10 minutes.
【０１２８】試験結果を図３に示す。The test results are shown in FIG.
【０１２９】図３に示す結果のように、本実施例の樹脂
コーティング層を設けたタービン部材３１は、鉄粉の衝
突角度によらず、常に侵食減量を効果的に抑制する機能
を備えることが判明した。As shown in the results shown in FIG. 3, the turbine member 31 provided with the resin coating layer of the present embodiment has a function of effectively suppressing the erosion weight loss regardless of the collision angle of the iron powder. found.
【０１３０】これは、本発明に係る耐食・耐摩耗タービ
ン部材においては、樹脂コーティング層をビッカース硬
度が５０〜１００と、低硬度としたため、鉄粉がこの樹
脂層に食い込むことにより衝撃を緩和し、母材に損傷を
与えない効果を有するためである。In the corrosion-resistant and wear-resistant turbine member according to the present invention, since the resin coating layer has a low Vickers hardness of 50 to 100, iron powder bites into the resin layer to reduce the impact. This is because it has the effect of not damaging the base material.
【０１３１】一般にタービン羽根部は、地熱蒸気流がほ
ぼ迎角０°であたる場合に性能が最大になるように設計
されている。しかし、上述のようにこの蒸気流に湿分
（微小な水滴）や岩石等の不純物が含まれる場合には、
これらの湿分や岩石類はその重量のために、蒸気流とは
異なった角度でタービン羽根部にあたることになり、そ
の角度は条件により様々であり、およそ０〜４５°程度
である。Generally, the turbine blade portion is designed to maximize its performance when the geothermal steam flow has an elevation angle of 0 °. However, as described above, when this vapor stream contains impurities such as moisture (small water droplets) and rocks,
Due to their weight, these moisture and rocks hit the turbine blades at an angle different from the steam flow, and the angle varies depending on the conditions and is about 0 to 45 °.
【０１３２】一方、本発明に係る耐食・耐摩耗タービン
部材における樹脂コーティング層は、図３に示す結果に
明らかなように、１２Ｃｒ鋼部材３２と比較して約２０
〜４５°付近で侵食減量を効果的に抑制しており、良好
な耐摩耗性を備えていた。従って、本発明に係る耐食・
耐摩耗タービン部材における樹脂コーティング層はター
ビン部材の摩耗防止にきわめて有効であることが証明さ
れた。On the other hand, the resin coating layer in the corrosion-resistant and wear-resistant turbine member according to the present invention is about 20 times larger than that of the 12Cr steel member 32, as is clear from the results shown in FIG.
The erosion weight loss was effectively suppressed in the vicinity of about 45 °, and the wear resistance was good. Therefore, the corrosion resistance according to the present invention
It has been proved that the resin coating layer on the wear-resistant turbine member is extremely effective in preventing wear of the turbine member.
【０１３３】一方、衝突角度９０°付近では本実施例の
樹脂コーティング層を設けたタービン部材３１の侵食減
量が１２Ｃｒ鋼部材３２の侵食減量より大きくなってい
るが、これは、鉄粉の衝突角度を９０°にすることによ
り、１２Ｃｒ鋼部材３２の表面では、鉄粉による摩耗よ
り、固体粒子が直角に衝突することによる応力の付与効
果が大きくなるためである。しかし、タービン部材とし
て実用に供する場合、固体粒子が部材に対して直角に衝
突することは起こりにくく、第２実施形態の樹脂コーテ
ィング層を設けたタービン部材は、３０°〜６０°の範
囲ですぐれた耐摩耗性を備えているため、地熱タービン
部材として使用する目的に適した特性を備えることが確
認された。On the other hand, in the vicinity of the collision angle of 90 °, the erosion reduction of the turbine member 31 provided with the resin coating layer of this embodiment is larger than that of the 12Cr steel member 32. This is because the effect of applying the stress due to the collision of the solid particles at a right angle on the surface of the 12Cr steel member 32 becomes larger than that caused by the iron powder on the surface of the 12Cr steel member 32. However, in practical use as a turbine member, solid particles are unlikely to collide with the member at a right angle, and the turbine member provided with the resin coating layer of the second embodiment is excellent in the range of 30 ° to 60 °. It has been confirmed that since it has abrasion resistance, it has characteristics suitable for use as a geothermal turbine member.
【０１３４】このことより、地熱タービンに使用する部
材に熱可塑性樹脂によるコーティング層を設けること
は、耐摩耗性を向上する上で優れた効果を持つことが判
明した。From the above, it was found that providing the coating layer of the thermoplastic resin on the member used for the geothermal turbine has an excellent effect in improving the wear resistance.
【０１３５】また、部材の形状等により、図６に示すよ
うにコーティング層２１と母材２との接合面に段差を生
じる場合がある。このような場合、コーティング層２１
の浮き上がりが発生するなどして、腐食の原因となるこ
とがある。Further, depending on the shape of the member, there may be a case where a step is formed on the joint surface between the coating layer 21 and the base material 2 as shown in FIG. In such a case, the coating layer 21
It may cause corrosion due to floating of the metal.
【０１３６】こうした腐食を防止するために、図６のよ
うにフッ素樹脂系材料６１をスプレーしてコーティング
層２１の浮き上がりを防止することも可能である。In order to prevent such corrosion, it is possible to prevent the coating layer 21 from floating by spraying a fluororesin-based material 61 as shown in FIG.
【０１３７】[0137]
【発明の効果】以上説明の通り、本発明に係る耐食・耐
摩耗タービン部材によれば、母材の腐食および損傷を防
止するので、タービン部材の安全性を向上することがで
きる。As described above, according to the corrosion-resistant and wear-resistant turbine member of the present invention, the corrosion and damage of the base material are prevented, so that the safety of the turbine member can be improved.
【０１３８】また、金属製コーティング層を設ける構成
としたものは、コーティング層を、犠牲陽極として作用
するＡｌの添加量を外表面になるに従い増量した傾斜組
成としたので、耐食コーティング層の耐久性向上を図る
とともに、タービン部材の耐食性・信頼性の向上を図る
ことができる。Further, in the structure in which the metallic coating layer is provided, the coating layer has a gradient composition in which the amount of Al acting as a sacrificial anode is increased toward the outer surface, so that the durability of the corrosion-resistant coating layer is improved. In addition to the improvement, the corrosion resistance and reliability of the turbine member can be improved.
【０１３９】さらに、熱可塑性樹脂のコーティング層を
形成したものは、地熱タービンのように硫化水素や岩石
を含む使用条件下でも優れた耐食性と耐摩耗性を保持
し、またコーティング層の施工および補修が容易である
ので、タービン部材の安全性を向上し、効率的に運用す
ることができる。Further, the one having the coating layer of the thermoplastic resin has excellent corrosion resistance and wear resistance even under the use condition containing hydrogen sulfide and rocks such as the geothermal turbine, and the coating layer can be applied and repaired. Therefore, the safety of the turbine member can be improved and the turbine member can be efficiently operated.
【図１】本発明の第１実施形態における、地熱タービン
のノズルに適用した一断面を模式的に示す図。FIG. 1 is a diagram schematically showing a cross section applied to a nozzle of a geothermal turbine according to a first embodiment of the present invention.
【図２】本発明の第２実施形態における、地熱タービン
のノズルに適用した一断面を模式的に示す図。FIG. 2 is a diagram schematically showing a cross section applied to a nozzle of a geothermal turbine according to a second embodiment of the present invention.
【図３】本発明の第２実施形態におけるコーティング部
材を鉄粉によるエロージョン試験に供した結果を示すグ
ラフ。FIG. 3 is a graph showing the results of subjecting a coating member according to a second embodiment of the present invention to an erosion test using iron powder.
【図４】従来における、蒸気タービンの最終段落近傍の
周方向断面図。FIG. 4 is a conventional cross-sectional view in the circumferential direction near the final paragraph of a steam turbine.
【図５】動翼のうち、特に蒸気中の湿分が集まり水滴と
なって直接当たりやすい部分を示す図。FIG. 5 is a view showing a portion of a moving blade where moisture in steam particularly collects to form water droplets which are likely to be directly hit.
【図６】本発明の第２実施形態における、コーティング
部材の浮き上がりを防止する施工法を示す断面模式図。FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing a construction method for preventing the coating member from rising in the second embodiment of the present invention.
１ 耐食・耐摩耗タービン部材 ２ 母材 ３ 第１層 ４ 第２層 ５ 第３層 ６ 第４層 ７ 金属コーティング層 ８ 封孔処理層 ２０ 耐食・耐摩耗タービン部材 ２１ 熱可塑性樹脂コーティング層 1 Corrosion and wear resistant turbine components 2 base material 3 First layer 4 second layer 5th layer 6 4th layer 7 Metal coating layer 8 Sealing layer 20 Corrosion and wear resistant turbine components 21 Thermoplastic resin coating layer
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ２３Ｃ 4/08 Ｃ２３Ｃ 4/08 4/10 4/10 4/18 4/18 Ｆ０１Ｄ 5/28 Ｆ０１Ｄ 5/28 (72)発明者 齋藤 正弘 神奈川県横浜市鶴見区末広町二丁目４番地 株式会社東芝京浜事業所内 (72)発明者 浅田 誠造 神奈川県横浜市鶴見区末広町二丁目４番地 株式会社東芝京浜事業所内 Ｆターム(参考） 3G002 EA05 EA07 4D075 AA01 AA17 AA81 AA82 AC47 AC92 AE03 AE27 BB62Y BB83Y BB92Y CA02 CA03 CA13 CA33 DA23 DB04 DC16 EA15 EB01 EB05 EB13 EB14 EB18 EB33 EB35 EB56 EC02 EC05 EC54 4K031 AA02 AA08 AB05 AB08 AB09 BA01 CB11 CB14 CB22 CB26 CB48 CB50 DA01 DA04 DA06 FA07 FA09 4K044 AA03 AB10 BA02 BA06 BA11 BA13 BA14 BA21 BB01 BB06 BB17 BC01 BC02 BC11 CA11 CA53 CA62 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) C23C 4/08 C23C 4/08 4/10 4/10 4/18 4/18 F01D 5/28 F01D 5 / 28 (72) Masahiro Saito, Masahiro Saito 2-4 Suehiro-cho, Tsurumi-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Inside the Keihin Office of Toshiba Corporation (72) Seizo Asada 2-4-2, Suehiro-cho, Tsurumi-ku, Yokohama, Kanagawa Toshiba Keihin Co., Ltd. F-terms at business sites (reference) 3G002 EA05 EA07 4D075 AA01 AA17 AA81 AA82 AC47 AC92 AE03 AE27 BB62Y BB83Y BB92Y CA02 CA03 CA13 CA33 DA23 DB04 DC16 EA15 EB01 AB05 EC08 AB08 CB01 EC08 A02 CB11 EC01 A02 CB05 EC02 A02 EC05 A02 CB03 EC02 A02 CB03 A02 CB03 A02 CB03 A02 CB01 A02 CB01 A02 CB01 A02 CB01 A02 CB03 A02 CB01 A02 CB01 A02 CB01 A02 CB01 A02 CB01 A02 CB01 A02 CB01 A02 CB01 A02 CB01 A02 CB01 A02 CB01 A02 CB01 A02 CB01 A02 CB01 A02 CB01 A02 CB01 A02 CB01 A02 CB06 A02 CB01 A02 CB01 A02 CB01 A02 CB01 A02 CB01 A08 ABA CB01 A05 AA CB01 CB22 CB26 CB48 CB50 DA01 DA04 DA06 FA07 FA09 4K044 AA03 AB10 BA02 BA06 BA11 BA13 BA14 BA21 BB01 BB06 BB17 BC01 BC02 BC11 CA11 CA53 CA62
Claims (20)
ービン部材であって、部材を形成する母材上に金属また
は熱可塑性樹脂からなるコーティング層を一体に形成し
たことを特徴とする耐食・耐摩耗タービン部材。1. A corrosion-resistant / wear-resistant turbine member used in a wet environment, characterized in that a coating layer made of metal or thermoplastic resin is integrally formed on a base material forming the member. -Abrasion resistant turbine member.
材において、上記母材はマルテンサイト系ステンレス鋼
から成り、その母材上に金属製のコーティング層が被覆
されて一体に形成され、前記コーティング層は、マルテ
ンサイト系ステンレス鋼およびアルミニウムから成り、
このコーティング層を、前記母材との接合面側から最上
面側に向かってアルミニウムの含有量が漸増する傾斜組
成層としたことを特徴とする耐食・耐摩耗タービン部
材。2. The corrosion-resistant and wear-resistant turbine member according to claim 1, wherein the base material is made of martensitic stainless steel, and the base material is integrally formed with a metal coating layer. The coating layer consists of martensitic stainless steel and aluminum,
A corrosion-resisting and wear-resisting turbine member, wherein the coating layer is a graded composition layer in which the aluminum content gradually increases from the joint surface side with the base material toward the uppermost surface side.
材において、前記コーティング層の接合面側は、質量％
で、オーステナイト系ステンレス鋼を９０〜９５％、ア
ルミニウムを５〜１０％とし、前記コーティング層の最
上面側は、アルミニウムを９９％以上としたことを特徴
とする耐食・耐摩耗タービン部材。3. The corrosion-resistant and wear-resistant turbine member according to claim 2, wherein the joint surface side of the coating layer has a mass%.
The austenitic stainless steel is 90 to 95%, the aluminum is 5 to 10%, and the uppermost surface side of the coating layer is 99% or more of aluminum.
材において、コーティング層の層中間部位置に、コーテ
ィング層の損傷状況を確認するための鉄が含有されてい
ることを特徴とする耐食・耐摩耗タービン部材。4. The corrosion-resistant and wear-resistant turbine member according to claim 2, wherein iron for confirming a damage state of the coating layer is contained in a middle position of the coating layer. Anti-wear turbine member.
材において、前記コーティング層の層厚さは０．６ｍｍ
±０．０２５ｍｍとしたことを特徴とする耐食・耐摩耗
タービン部材。5. The corrosion-resistant and wear-resistant turbine member according to claim 2, wherein the coating layer has a layer thickness of 0.6 mm.
Corrosion- and wear-resistant turbine member characterized by having ± 0.025 mm.
材において、傾斜組成層を、前記母材との接合面側から
順に第１層、第２層、第３層および第４層からなる多層
の傾斜組成層とし、第１層は、質量％で、ニッケル−ク
ロム鋼を９０〜９５％、アルミニウムを５〜１０％含有
し、第２層は、ＮｉＣｒ鋼を４５〜５５％、Ａｌを４５
〜５５％含有し、第３層は、ニッケル−クロム鋼を５〜
１０％、鉄を２０〜３０％、アルミニウムを６０〜７５
％含有し、第４層は、アルミニウムを９９％以上含有し
たことを特徴とする耐食・耐摩耗タービン部材。6. The corrosion-resistant and wear-resistant turbine member according to claim 2, wherein the graded composition layer is composed of a first layer, a second layer, a third layer and a fourth layer in order from the joint surface side with the base material. A multi-layered graded composition layer, the first layer containing 90 to 95% by mass of nickel-chromium steel and 5 to 10% of aluminum, and the second layer containing 45 to 55% of NiCr steel and Al. 45
~ 55%, the third layer contains 5% nickel-chromium steel.
10%, 20-30% iron, 60-75 aluminum
%, And the fourth layer contains 99% or more of aluminum. A corrosion-resistant and wear-resistant turbine member.
材において、第１〜第４の各層の層厚さは０．１５ｍｍ
としたことを特徴とする耐食・耐摩耗タービン部材。7. The corrosion-resistant and wear-resistant turbine member according to claim 6, wherein the first to fourth layers have a layer thickness of 0.15 mm.
The corrosion-resistant and wear-resistant turbine member.
材において、前記傾斜組成層の気孔率は０．５％以下と
したことを特徴とする耐食・耐摩耗タービン部材。8. The corrosion / wear-resistant turbine member according to claim 6, wherein the porosity of the graded composition layer is 0.5% or less.
材において、前記コーティング層の第４層表面に、非晶
質ガラスから成る封孔処理層を形成したことを特徴とす
る耐食・耐摩耗タービン部材。9. The corrosion / wear-resistant turbine member according to claim 6, wherein a sealing treatment layer made of amorphous glass is formed on the surface of the fourth layer of the coating layer. Turbine components.
部材において、前記コーティング層はエポキシ樹脂とポ
リエステルまたはポリスチレンとの混合物により形成さ
れたことを特徴とする耐食・耐摩耗タービン部材。10. The corrosion / wear-resistant turbine member according to claim 1, wherein the coating layer is formed of a mixture of an epoxy resin and polyester or polystyrene.
ン部材において、前記コーティング層の硬さは、ロック
ウェル硬さのＢスケールにおいて５０〜１００の低硬度
コーティング層としたことを特徴とする耐食・耐摩耗タ
ービン部材。11. The corrosion-resistant and wear-resistant turbine member according to claim 10, wherein the coating layer has a hardness of a low hardness coating layer of 50 to 100 on the B scale of Rockwell hardness. -Abrasion resistant turbine member.
て、前記コーティング層の厚さは０．５ｍｍ〜１．０ｍ
ｍとしたことを特徴とする耐食・耐摩耗タービン部材。12. The turbine member according to claim 10, wherein the coating layer has a thickness of 0.5 mm to 1.0 m.
Corrosion-resistant and wear-resistant turbine member characterized by having m.
ン部材において、前記コーティング層は樹脂の熱可塑性
により、タービン部材の隙間を充填する充填材としての
機能を備えたことを特徴とする耐食・耐摩耗タービン部
材。13. The corrosion-resistant and wear-resistant turbine member according to claim 10, wherein the coating layer has a function as a filler for filling a gap of the turbine member due to thermoplasticity of resin. Anti-wear turbine member.
ン部材において、前記コーティング層厚さは０．１ｍｍ
〜０．３ｍｍとしたことを特徴とする耐食・耐摩耗ター
ビン部材。14. The corrosion-resistant and wear-resistant turbine member according to claim 13, wherein the coating layer has a thickness of 0.1 mm.
Corrosion- and wear-resistant turbine member characterized by having a thickness of up to 0.3 mm.
ン部材において、前記コーティング層の材料の熱可塑性
樹脂にアルミナ粉末を添加し、コーティング層にアルミ
ナ添加層を設けたことを特徴とする耐食・耐摩耗タービ
ン部材。15. The corrosion-resistant and wear-resistant turbine member according to claim 10, wherein alumina powder is added to the thermoplastic resin of the material of the coating layer, and an alumina addition layer is provided in the coating layer. Anti-wear turbine member.
ン部材において、前記アルミナ添加層の厚さはコーティ
ング層厚さの５〜１０％としたことを特徴とする耐食・
耐摩耗タービン部材。16. The corrosion-resistant and wear-resistant turbine member according to claim 15, wherein the thickness of the alumina-added layer is 5 to 10% of the thickness of the coating layer.
Anti-wear turbine member.
ン部材において、前記アルミナ添加層のアルミナ粉末含
有量は７０〜８５質量％としたことを特徴とする耐食・
耐摩耗タービン部材。17. The corrosion-resistant and wear-resistant turbine member according to claim 15, wherein the alumina powder content of the alumina-added layer is 70 to 85 mass%.
Anti-wear turbine member.
ミニウムとの添加量を変えた４種類の溶射材料を準備
し、マルテンサイト系ステンレス鋼からなる母材表面
に、アルミニウムの含有量を前記母材との接合面側から
最上面側に向かって漸増させるように前記溶射材料を溶
射し、母材上に４層構造からなる傾斜組成を有するコー
ティング層を形成することを特徴とする耐食・耐摩耗タ
ービン部材の製造方法。18. Prepared are four types of thermal spraying materials in which the addition amounts of martensitic stainless steel and aluminum are changed, and the content of aluminum on the surface of the base material made of martensitic stainless steel is different from that of the base material. The corrosion-resistant and wear-resistant turbine member, characterized in that the thermal spray material is sprayed so as to gradually increase from the joining surface side to the uppermost surface side, and a coating layer having a graded composition having a four-layer structure is formed on the base material. Manufacturing method.
ン部材の製造方法において、第４層上に非晶質ガラス材
料を溶射して封孔処理を施すことを特徴とする耐食・耐
摩耗タービン部材の製造方法。19. The corrosion-resistant and wear-resistant turbine according to claim 18, wherein the amorphous glass material is sprayed on the fourth layer to perform sealing treatment. A method of manufacturing a member.
械加工により表面加工した後、溶射、焼成、スプレーま
たは刷毛塗りのうち少なくとも一つの手段により繰り返
しコーティング層を形成し、多層コーティング層を形成
することを特徴とする耐食・耐摩耗タービン部材の製造
方法。20. A multilayer coating layer is formed by subjecting the surface of a base material to surface treatment by blasting or machining, and then repeatedly forming a coating layer by at least one means of thermal spraying, firing, spraying or brush coating. A method for manufacturing a corrosion-resistant and wear-resistant turbine member.
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