東京都立大学 Tokyo Metropolitan Univ.

国際標準化活動

 現在、国内の需要電力は約7割を火力発電に依存しています。温室効果ガス削減やエネルギー安定供給の観点から、火力発電用ガスタービンでは高温運転による高効率化と省エネルギー化が積極的に進められており、ガスタービンの高温部品には、高温の燃焼ガスから基材を保護するために、遮熱コーティング(Thermal Barrier Coating、以下 TBC)が必要不可欠となっています。日本は、発電用ガスタービンの開発で世界トップクラスであり、国際競争力を高めるためにも、TBCがキーテクノロジーの一つになっています。
 このような背景のもと、経済産業省の省エネルギー等国際標準開発事業などの支援を受け、産学官連携によってTBCの特性試験方法の国際標準化活動を継続的に進めています。国内の活動体制を図1に示します。タービンメーカーをはじめ、電力会社、溶射メーカー、装置・評価メーカー、大学や研究機関などにも参画いただき、プロジェクトリーダーとして全体をとりまとめ、”ONE TEAM”として試験方法の開発と国際規格の提案を行っています。
 国際規格制定プロセスは、複数の段階があり、提案から発行まで3年程度を要します。次の段階へ進むために投票権をもつPメンバー国などによる国際賛否投票で承認を得なければならず、関係国との粘り強い交渉も重要です。
 TBCの試験方法に関する国際規格(ISO)及び日本産業規格(JIS)を表1に示します。一連の活動で既に複数の試験方法を規格化し、現在も新しい試験方法の開発に取組んでいます。このように研究成果を発表するだけでなく、これらをもとに国際規格の開発及び制定まで取組み、日本の産業界の発展に貢献しています。

図1 遮熱コーティングの試験方法の国際標準化活動

表1 遮熱コーティング(TBC)の試験方法の国際規格及び日本産業規格の開発&制定状況

試験の目的 国際規格(ISO) 日本産業規格(JIS)
実機模擬
環境下評価
ISO 13123 : Metallic and other inorganic coatings - Test method of cyclic heating for thermal-barrier coatings under temperature gradient, 2011年制定 JIS H7851 遮熱コーティングの温度傾斜場での熱サイクル試験方法
2005年制定、2015年改正
スクリーニング ISO 14188 : Metallic and other inorganic coatings - Test methods for measuring thermal cycle resistance and thermal shock resistance for thermal barrier coatings, 2012年制定 JIS H8451 遮熱コーティングの耐はく離性試験方法
2008年制定、2020年改正
熱的&機械的
特性評価
ISO 18555 : Metallic and other inorganic coatings - Determination of thermal conductivity of thermal barrier coatings, 2016年制定 JIS H8453 遮熱コーティングの熱伝導率測定方法
2010年制定、2018年改正
ISO 19477 : Metallic and other inorganic coatings - Measurement of Young's modulus of thermal barrier coatings by beam bending, 2016年制定 JIS H8454 遮熱コーティングの4点曲げによるヤング率測定方法
2010年制定、2018年改正
ISO 22680 : Metallic and other inorganic coatings - Measurement of the linear thermal expansion coefficient of thermal barrier coatings , 2020年制定 JIS H8455 遮熱コーティングの線膨張係数試験方法
2010年制定、2021年改正
ISO 23486 : Metallic and other inorganic coatings - Measurement of Young’s modulus of thermal barrier coatings at elevated temperature by flexural resonance method , 2021年制定 未制定
ISO / FDIS 24449 Metallic and other inorganic coatings- Determination of thermal conductivity of thermal barrier coatings at elevated temperature , ISO審議中 未制定

図2 遮熱コーティング(TBC)の試験方法の国際規格例