Il presente documento costituisce il rapporto finale relativo alla Milestone 1.2.4.5 del Progetto GEN21 Sottoprogetto GAS del 2° Periodo della Ricerca di Sistema, rivolta ad estendere l’applicazione della tecnica piezospettroscopica al controllo in ambiente industriale del degrado dei rivestimenti con barriera termica applicati sulle pale di 1° e 2° stadio delle turbine a gas di nuova generazione. L’integrità di questi rivestimenti condiziona attualmente le strategie di manutenzione di tali macchine e i relativi costi. L’interesse per la diagnostica di questi rivestimenti deriva dalla necessità di individuare precocemente e in modo affidabile i distacchi della barriera termica dovuti alle alte temperature di esercizio e ai frequenti transitori di fermata e di avviamento della macchina, al fine di evitare che tali inconvenienti possano causare il danneggiamento irreversibile del corpo metallico del componente. L’attività svolta ha avuto come principali obiettivi: – la validazione del nuovo sistema strumentale piezospettroscopico, compatto e portatile, messo a punto in CESI – la verifica dell’applicazione pratica della tecnica PLPS su componenti reali in ambiente industriale In linea con questi obiettivi sono state svolte le seguenti azioni principali e sono stati ottenuti i seguenti risultati: – E’ stata eseguita la caratterizzazione sistematica di campioni ricoperti con un NiCoCrAlY modificato con aggiunta di Re e con barriera termica ceramica, depositata con tecnica EBPVD, Questi campioni sono stati esposti ad ossidazione termica a diverse temperature e in differenti condizioni di ciclaggio, fino al distacco della barriera. La metodologia piezospettroscopica ha dimostrato una buona capacità di rilevare precocemente, mediante la misura del rilascio delle tensioni residue nella scaglia di ossido, le aree del campione nelle quali è in atto una modifica microstrutturale dell’interfaccia metallo/ceramico e/o il conseguente il distacco del “top coat” ceramico. – L’applicazione di questa metodologia è stata estesa, per la prima volta su territorio nazionale, al controllo di pale dei primi stadi di macchine turbogas V94.3A2, smontate, direttamente in ambiente industriale. I componenti analizzati sono pale esercite ricoperte con Sicoat 2453, un bond coat McrAlY con Re, e con EB-PVD. Questa sperimentazione in campo è stata condotta con il nuovo prototipo strumentale piezospettroscopico portatile, messo a punto in CESI, nel corso della precedente Milestone 1.2.4.4. Il sistema è stato in grado di effettuare una mappatura dello stress del TGO su tutta la superficie

della pala e di fornire una valutazione qualitativa dello stato di integrità del rivestimento: il sistema ha, inoltre, rilevato correttamente sull’estradosso della pala quei punti nei quali il processo di distacco è in già in atto, in accordo con quanto è stato rilevato dalle analisi termografiche sullo stesso componente. – A valle della sperimentazione in campo, su componenti reali, sono state individuate delle soluzioni migliorative del nuovo sistema prototipale per ridurre i tempi di misura. Queste modifiche hanno riguardato l’ottimizzazione dei seguenti aspetti SW e HW del sistema: 1. lo sviluppo di una nuova interfaccia SW in ambiente Labview7.1 per l’impostazione dei parametri strumentali e l’acquisizione dei dati; 2. la realizzazione di un dispositivo compatto di posizionamento della sonda per velocizzare la mappatura di tutta la superficie della pala. 3. Il progetto e la realizzazione di una nuova sonda a visione laterale adatta a scansioni della superficie della pala lungo una generatrice e particolarmente idonea ad un futuro impiego della tecnica durante ispezioni endoscopiche.