Il presente documento costituisce il rapporto finale relativo alla Milestone 1.2.4.7 del progetto GEN21 – Sottoprogetto GAS – del 2° Periodo della Ricerca di Sistema, il cui specifico obiettivo è estendere l’applicazione della tecnica a correnti indotte a scansione di frequenza alla caratterizzazione non distruttiva dell’integrità e dell’idoneità all’esercizio dei rivestimenti con barriera termica applicati sulle parti calde delle turbine a gas di nuova generazione. L’interesse per la diagnostica di tali rivestimenti, la cui criticità e diffusione è andata aumentando parallelamente all’incremento della temperatura di fuoco delle macchine ad alta efficienza e a basse emissioni, risponde all’esigenza di disporre di metodologie in grado di valutare l’affidabilità dei componenti critici nel corso delle fermate programmate delle macchine, per arrivare a ridurne i relativi costi di manutenzione. L’attività svolta ha riguardato sia la verifica delle prestazioni della tecnica a correnti indotte a scansione di frequenza nel controllo di pale rivestite con barriera termica, sia lo sviluppo e l’applicazione di sensori a maggiore risoluzione laterale finalizzati al controllo delle parti a maggiore curvatura delle pale, quali il bordo ingresso, maggiormente soggette a degrado del rivestimento e all’insorgenza di danneggiamento da fatica termo-meccanica. Le azioni svolte e i principali risultati ottenuti sono sinteticamente riportati di seguito: • È stata eseguita la caratterizzazione di una sezione di pala esercita ricoperta con Sicoat 2453, un bond- coat MCrAlY modificato con aggiunta di Re, e con barriera termica ceramica EBPVD. La metodologia a correnti indotte a scansione di frequenza ha dimostrato una buona capacità di valutare quantitativamente il livello di degrado del rivestimento, in termini dello spessore della ceramica esterna, dello spessore e impoverimento di alluminio del bond-coat e dello spessore della zona di interdiffusione. Quest’ultimo parametro, pur non fornendo una stima quantitativa accurata, costituisce un buon indicatore della presenza di ossidazione all’interfaccia tra il rivestimento ed il substrato, un’anomalia che riduce l’adesione del rivestimento provocandone il distacco. • Buoni risultati sono stati ottenuti anche riguardo la capacità di caratterizzare bond-coat metallici applicati tramite tecnica HVOF. L’impiego di tali rivestimenti nell’ambito delle turbine a gas per produzione di energia sta crescendo per il costo competitivo rispetto ai rivestimenti applicati per plasma spray sotto vuoto. L’attività sperimetale svolta ha evidenziato una forte dipendenza della conducibilità elettrica dei rivestimenti HVOF dal livello e dalla morfologia dell’ossidazione interna al rivestimento

che rende la tecnica interessante anche per il controllo di qualità/accettazione di lotti di parti calde rivestiti con tale processo. • È stato realizzato un nuovo sensore con una migliore risoluzione di misura. Tale sensore permette di estendere l’applicazione della tecnica a correnti indotte a scansione di frequenza alla caratterizzazione del degrado del bordo ingresso delle pale. Sia pure tramite metodologie di analisi differenti, risulta fattibile sia la valutazione quantitativa del degrado del rivestimento, sia la rilevazione e il dimensionamento semi-quantitativo della profondità di cricche affioranti. • È stata infine redatta la memoria “Non-destructive Condition Asessment of Duplex and Thermal Barrier Coatings”, che ha suscitato notevole interesse presso i rappresentanti dei costruttori, riparatori ed esercenti di turbine a gas industriali presenti al convegno Turbine Forum – Advanced Coatings for High Temperatures tenutosi a Nizza dal 2 al 23 aprile 2004.