¿Le interesa un seminario web técnico y exhaustivo de una hora sobre cómo prolongar la vida útil de las piezas de las turbinas de gas?
En este seminario web, abordaremos los factores limitantes típicos de los componentes de las turbinas de gas y cómo repararlos. Explicaremos los pasos para implementar una extensión de la vida útil y mostraremos algunos casos prácticos. También se mostrarán ejemplos de cómo se rediseñan piezas nuevas con características que las hacen más robustas. ¡Regístrese hoy para ver la grabación del seminario web!
Lea nuestros tres casos prácticos a continuación:
El Centro de Servicio de MD&A en San Antonio puede prolongar la vida útil de los componentes de turbinas de gas cuyo límite de servicio original (OEM) ya no es adecuado para su funcionamiento. Se pueden obtener ahorros significativos al optar por repuestos reparados de menor costo en lugar de piezas nuevas.
Las temperaturas elevadas afectan negativamente a los componentes de las turbinas de gas. Las mejoras de las reparaciones pueden extender la vida útil de una pieza, demorando su degradación y aprovechando todas sus posibilidades de reparación.
Los expertos del Centro de Servicio MD&A de San Antonio cuentan con años de experiencia en la evaluación de los factores que limitan la vida útil de los álabes o palas de turbinas de gas. Estos factores incluyen grietas, corrosión, espesor de pared y estado del material. Las grietas suelen localizarse en la plataforma o la cubierta. En menor medida, se producen en la punta del álabe, el perfil aerodinámico del álabe o la raíz.
La degradación de la plataforma se puede reducir de diversas maneras: operando solo con carga base (aunque las condiciones de despacho puedan impedir que esto sea una solución práctica), implementando un programa sólido de reparación de soldaduras de la plataforma, mejorando la integridad del recubrimiento de la plataforma, implementando sistemas de recubrimiento TBC y realizando mejoras en la plataforma.
Las grietas por fatiga mecánica térmica provocarán, con el tiempo, la falla de la plataforma. En general se requieren modificaciones en el diseño, incorporando un sólido procedimiento de reparación. El proceso de mejora del ciclo de vida utilizado por nuestros expertos excede las propiedades de la plataforma de OEM.
Nuestros expertos en el centro de servicios de San Antonio combinan años de experiencia con equipos de vanguardia para proporcionarle la solución a su medida.
Estudio de caso de álabes de 2.° etapa 7FA
En nuestra instalación de San Antonio se evaluaron dos grupos de álabes móviles de 2.° etapa de 7FA para determinar si tenían capacidad para funcionar en un tercer intervalo de servicio. Los álabes habían funcionado a lo largo de dos intervalos de servicio y habían requerido una sola reparación.
Se realizó una inspección con rayos X sobre los componentes en las condiciones en que se recibieron. No se detectaron áreas de preocupación y no se observaron obstrucciones en los orificios de enfriamiento.
Se realizó una inspección FPI para detectar grietas. También se evaluó la zona alrededor del radio de la cubierta. No se encontraron áreas preocupantes durante la inspección preliminar FPI.
El estado del revestimiento interno se consideró aceptable y en buenas condiciones para funcionar durante un intervalo de servicio más. El revestimiento exterior protegía las superficies externas y se recomendó su remoción para poder realizar una buena inspección FPI de las superficies de trayectoria de los gases calientes.
Las mediciones de microdurezas tomadas en varias partes del álabe mostraron una disminución significativa de la dureza del material base, en donde las partes habían estado expuestas a temperaturas más altas. Estas áreas también presentan una degradación significativa de la estructura de gamma prima bajo la inspección de un microscopio electrónico de barrido.
Los valores de dureza luego del tratamiento con calor demostraron que el GTD 111 respondió bien al proceso y los valores generales de dureza del álabe mejoraron.
Para el tratamiento térmico, nuestros expertos utilizan un horno de tratamiento térmico al vacío, donde controlamos el calentamiento y el enfriamiento de los metales para modificar sus propiedades físicas y mecánicas. Se realizan tratamientos térmicos previos a la soldadura, posteriores a la soldadura y de difusión o envejecimiento.
Las muestras se tomaron de los álabes para testear la rotura por tensión y en las condiciones en que se recibieron no cumplieron con los requerimientos de fortaleza mínimos esperados para el GTD 111. Las muestras testeadas luego del tratamiento con calor excedieron los requerimientos mínimos.
Después de la reparación con tratamiento con calor, el tiempo de la prueba de rotura por tensión mejoró en casi 100 horas (testeado @ 1600F / 50KSI). Esto demuestra que la reparación con tratamiento con calor pudo rejuvenecer las piezas lo suficiente como para seguir funcionando durante un intervalo de servicio más.
En conclusión, nuestros expertos evaluaron cada componente en su estado original y tras el tratamiento térmico posterior a la reparación. Se evaluaron las mejoras en las propiedades mecánicas de la aleación para determinar si ambos conjuntos eran aptos para una reparación de Extensión de Vida Útil (LTE). Una vez determinados como aptos para la Extensión de Vida Útil, nuestros expertos emplearon prácticas de reparación para prolongar aún más la vida útil de los componentes.
Álabe de 3.° etapa 9FA extendido a 120,000 FFH
Nuestra instalación en San Antonio recibió tres álabes de 3.° etapa 9FA y allí fueron sometidos a detalladas inspecciones, incluyendo una evaluación microestructural y a pruebas a altas temperaturas.
Las observaciones indicaron desgaste en estriados de raíz y en las superficies de clavijas de sellos, como también la presencia de dos casas de fundición diferentes para producir la hilera de álabes.
El alcance de trabajo incluyó una inspección visual, mediciones dimensionales y una inspección con rayos X. También se incluyó una evaluación microestructural, pruebas de propiedades mecánicas a alta temperatura, evaluación de la condición del material en múltiples ubicaciones, tratamiento con calor de especímenes para demostrar los efectos de la reparación, y pruebas de propiedades mecánicas a alta temperatura luego de haber realizado el tratamiento con calor.
Las inspecciones mostraron que el tratamiento con calor del fabricante no logró una solución total. Todos los álabes además exhibieron una estructura de gama prima bifásica en cada grano, indicando que los tratamientos de calor de la reparación previa no fueron optimizados para lograr una buena estructura. Adicionalmente, los tres álabes presentaban oxidación y agotamiento en la superficie. De todos modos, todos los componentes fueron considerados reparables.
El trabajo de reparación adicional incluyó limpieza con abrasivos y pulido de superficies de trayectoria del gas para remover una capa de óxido, se realizó también una inspección completa con rayos X y el revestimiento y difusión con proyección térmica de alta velocidad (HVOF, por sus siglas en inglés) para reducir la degradación de la superficie.
La reparación con tratamiento de calor se aplicó sobre varias muestras de los álabes de prueba, y luego se las evaluó para determinar la respuesta del material ante el tratamiento con calor. El material respondió bien al tratamiento con calor en los tres álabes. El de gamma primaria se transformó a una morfología más tipo cubo, la cual ofrece mayor resistencia a las deformaciones.
Estas palas de la tercera etapa se evaluaron y se determinaron como candidatas a una reparación de Extensión de Vida Útil (LTE). La vida útil de las palas de la tercera etapa 9FA se extendió a 120.000 FFH.
Álabe de 2.° etapa V94.3A4 extendido a 75.000 horas de funcionamiento
Un set de álabes V94.3A4 para turbina de 2.° etapa tenía 50,000 horas de funcionamiento y había funcionado durante dos intervalos de servicio, con una sola reparación realizada por el OEM cuando tenía 25,000 horas de funcionamiento.
Los expertos de nuestro centro de servicios en San Antonio realizaron la prueba y evaluación sobre el set de álabes para determinar si el componente podía considerarse apto para reparación y servicio técnico durante otro intervalo, y también para evaluar las reparaciones anteriores.
A un álabe de 2.° etapa probado en las condiciones en que fue recibido se le realizó una evaluación de revestimientos interno y externo, además de una inspección de las propiedades metalúrgicas y mecánicas.
El otro álabe de 2.° etapa fue evaluado en su condición luego de haber sido sometido al tratamiento con calor, con una inspección de sus propiedades mecánicas y metalúrgicas y luego con una evaluación de los resultados metalúrgicos. La pieza tratada con calor fue luego evaluada para determinar si podía ser reparada.
Nuestros expertos realizaron un tratamiento térmico previo a la soldadura, otro posterior a la soldadura y una solución de tratamiento térmico para difusión o envejecimiento que llevaron a cabo en un horno de vacío en nuestro taller.
El TBC externo se encontraba en buen estado. Sin embargo, la punta de la cuchilla presenta una oxidación significativa. Esto probablemente se deba al alambre de soldadura seleccionado durante la reparación anterior. Todas las demás inspecciones resultaron normales. 
Luego se evaluaron las propiedades metalúrgicas de un álabe tratado con calor y se compararon con el otro álabe en las condiciones en que fue recibido. La evaluación confirmó que el proceso de tratamiento con calor podría sanar y mejorar la estructura de gamma prima.
Sobre la base de todas las evaluaciones realizadas sobre los dos álabes de turbinas de 2.° etapa, nuestros expertos determinaron que todo el conjunto era un candidato viable para la extensión de su vida útil a 75,000 horas de funcionamiento.
Las mediciones de la punta del álabe indicaron que había suficiente material para efectuar una exitosa reparación de soldadura, por lo cual removieron la mayor parte de la anterior reparación de soldadura. Debido a una gran oxidación en la punta del álabe, se utilizó una aleación resistente al óxido. Nuestro procedimiento de reparación de soldadura ha demostrado que ofrece una excelente resistencia a la oxidación durante el funcionamiento.
Se aplicó, con nuestro proceso de revestimiento propietario, un sistema de revestimiento que consiste de NiCoCrAlY aplicado con Alta velocidad oxi-combustible (HVOF, por sus siglas en inglés) y una capa de plasma de barrera térmica (TBC, por sus siglas en inglés). La vida útil de los álabes V94.3A4 de 2.° etapa se extendió para que funcionen durante un total 75,000 horas.
Nuestro Centro de Servicio de San Antonio, o Instalación de Servicio de Piezas de Turbinas de Gas, ejemplifica lo mejor en servicio debido a la profunda experiencia en ingeniería y tecnología de turbinas de gas industriales, técnicas y equipos de reparación y experiencia comprobada en múltiples componentes de gas de bastidor.
Los servicios para turbinas de gas disponibles en MD&A van desde inspecciones generales completas llave en mano hasta desapilamiento de rotores, alineación de turbinas de gas y servicios de control. MD&A es una alternativa completa y global de servicios, piezas y reparaciones de fabricantes originales.
Llame hoy a nuestros servicios de turbinas de gas MD&A al (518) 399-3616 o utilice nuestro formulario de contacto.
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