핵심기술
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열차폐코팅(TBC)기술
[ 개요 ]

열차폐코팅(TBC)기술

홈 핵심기술 열차폐코팅(TBC)기술 개요

열차폐코팅이란?

열차폐코팅(TBC: Thermal barrier coating)은 항공기나 가스터빈 엔진 등의 고온부품에 적용되는 기술로서 통상 낮은 열전도도를 가진 세라믹 상부코팅(Top coat)과 탑코팅의 접착력을 높여주는 결합코팅(Bond coat) 층으로 이루어져 있다. 상부코팅에 적절한 공극률을 갖도록 함으로써 낮은 열전도도와 높은 변형내성이 생기도록 하여 모재표면의 온도가 화염온도에 비해 약 100 ~ 170℃ 낮아지게 한다. 이를 통해 터빈부품의 한계를 연장시켜주는 역할을 한다.

열차폐코팅 기술

열차폐코팅 두께

열차폐코팅 두께
CLASS – B CLASS – C Super B Super C
~ 0.40mm ~ 0.60mm ~ 1.00mm ~ 2.00mm

고객 맞춤 코팅

Air Plasma Spray(APS)/High Velocity Oxygen Fuel(HVOF)

Air Plasma Spray(APS)/High Velocity Oxygen Fuel(HVOF) 단면도
  • Air Plasma
    Spray(APS)
  • High Velocity
    Oxygen Fuel
    (HVOF)

Air Plasma Spray(APS)/Air Plasma Spray(APS)

Air Plasma Spray(APS)/Air Plasma Spray(APS) 단면도
  • Air Plasma
    Spray(APS)
  • Air Plasma
    Spray(APS)

열차폐코팅 공정

01제품 특성 분석 및 코팅 방향 도출

  1. 1제품의 사용 분위기 특성 조사 및 파악
  2. 2제품 내구성 증진을 위한 열차폐 코팅방법 선정
  3. 3도출된 코팅 조건에 따른 TBC 신뢰성 검증 테스트
  4. 4열차폐 코팅 작업지침서 작성

02제품 코팅

  1. 소재 세척 및
    전처리
  2. 조도형성을
    위한 Grit blast
  3. Gun 또는
    Oven 예열
  4. 본드코팅
  5. 탑코팅

03최종검사

  1. 1공, 크랙, 박리, Burr 등 육안검사
  2. 2마이크로미터, 도막게이 지 등 이용하여 코팅두께검사
  3. 3도출된 코팅 조건에 따른 TBC 신뢰성 검증 테스트
  4. 4버니어켈리퍼스, CMM 장비 등 이용하여 도면에 맞추어 치수검사

열차폐코팅 적용 품목

E급

  • 모델명 : W501D5, GT11NM
  • 터빈입구온도 : 1100 ℃
  • 코팅 SPEC : Class B, Class C
  • 적용 제품 : 가스터빈 연소실 및 터빈 부품

F급

  • 모델명 : GT24AB, 7FA/7FA+e
  • 터빈입구온도 : 1350 ℃ 이상
  • 코팅 SPEC : Class B, Super B 이상
  • 적용 제품 : 가스터빈 연소실 및 터빈부품

G급

  • 모델명 : M501G
  • 터빈입구온도 : 1500 ℃ 이상
  • 코팅 SPEC : Super 이상
  • 적용 제품 : 가스터빈 연소실 및 터빈 부품

열차폐코팅 종류 : 대기 플라즈마 코팅(APS)

공정 설명

일렉트로드(아노드,양극)와 노즐(캐소드,음극) 사이에서 고주파 아크가 발생하며, 이 때 일렉트로드와 노즐사이에 흐르는 가스가 이온화 되면서 수 센티미터의 플라즈마 플룸을 만들게 된다. 플라즈마 플룸의 온도는 16,000℉이며, 건 노즐의 외부에서 플라즈마 플룸내로 분말이 주입된 후 용융되고 가스의 압력에 의해 제품표면으로 고속분사하여 코팅층을 이루게 된다.

대기플라즈마코팅 장면
대기플라즈마코팅 도식화
  • TBC Coating(2mm)
  • CoNiCrAlY Coating
  • NiCrAlY Coating
제품크기 내경 코팅 I.D = Min. Ö 280mm / L = Max. 2,000mm
외경 코팅 O.D = Max. Ö 2,500mm / L=Max. 4,000mm
적용 코팅 자재 Cr3C2-NiCr, MCrAlY, ZrO2-Y2O3, Low K

열차폐코팅 종류 : 초고속 용사 코팅(HVOF)

공정 설명

기체 또는 액체 연료와 산소의 혼합 기체가 연소실에 유입되면서 연속적으로 점화된다. 분말은 건의 중심부에서 가스 화염 내로 유입된 후 가속된다. 고온의 기체와 파우더 화염이 제품 표면으로 분사되고 파우더는 이 화염 내에서 용융되어 모재 표면에 코팅된다.

초코속용사코팅 장면
초코속용사코팅 도식화
  • CoNiCrAlY - HVOF
  • CoNiCrAlY - APS
제품크기 내경 코팅 I.D = Min. Ö 280mm / L=Max. 1,200mm
외경 코팅 O.D = Max Ö 3,000mm / L=Max. 4,000mm
적용 코팅 자재 Cr3C2-NiCr, MCrAlY