Mechanical Dynamics & Analysis (MD&A) puede extender la vida útil de componentes de turbinas de gas cuyo límite de servicio del Fabricante de Equipos Original (OEM) ha expirado o cuya configuración ya no es adecuada para operar. Se pueden obtener ahorros significativos al optar por repuestos reparados de menor costo en lugar de piezas nuevas.
Las temperaturas elevadas afectan considerablemente a los componentes de las turbinas de gas. Las mejoras en la reparación pueden extender la vida útil de una pieza al desacelerar su degradación y prolongar su vida útil en servicio.
El equipo del Centro de Servicio de MD&A en San Antonio, Texas —anteriormente la división IGT de PW Powers Systems—, cuenta con años de experiencia evaluando los factores que limitan la vida útil de los álabes y paletas de turbinas de gas. Dichos factores incluyen grietas, corrosión, espesor de pared y la condición del material. La mayoría de las zonas que limitan las grietas se encuentran en la plataforma o la transición del sello/cubierta (shroud). Porcentajes menores ocurren en la punta del álabe, el perfil aerodinámico del álabe o la raíz. Los factores que limitan la vida útil de los álabes suelen estar relacionados con el espesor de la pared y el estado del material.
La degradación de la plataforma se puede reducir de varias maneras: operando únicamente a carga base (aunque las condiciones de despacho pueden impedir que esta sea una solución práctica), implementando un programa sólido de soldadura y reparación de plataformas, mejorando la integridad del recubrimiento de la plataforma 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 Servicio de San Antonio combinan años de experiencia con equipos de última generación para ofrecer exactamente las soluciones adecuadas para su conjunto específico de piezas!
Estudio de caso de la pala de segunda etapa 7F
Nuestras instalaciones de San Antonio evaluated evaluaron dos juegos de álabes de segunda etapa 7FA para determinar si pueden funcionar durante un tercer intervalo de servicio. Los álabes habían funcionado previamente durante dos intervalos de servicio y se habían sometido a una 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 (por líquidos penetrantes fluorescentes) para buscar la presencia de fisuras. También se evaluó el área alrededor del radio de la cubierta (shroud radius) en busca de fisuras. No se encontraron áreas preocupantes importantes durante la inspección FPI preliminar.
El estado del revestimiento interno se consideró aceptable y en buenas condiciones para operar un intervalo de servicio adicional. El recubrimiento externo protegió las superficies externas y se recomendó su remoción para permitir una buena inspección FPI de las superficies de la trayectoria de 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 presentaron una degradación significativa de 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 enfriamiento de los metales para alterar sus propiedades físicas y mecánicas. Los tratamientos térmicos específicos seleccionados para un conjunto de piezas dependen de diversos factores. Durante el proceso de reparación se llevan a cabo varios ciclos de tratamiento térmico separados, que incluyen: 1) tratamiento térmico de solución previo a la soldadura, 2) tratamiento térmico de alivio de tensiones posterior a la soldadura, 3) difusión del recubrimiento y 4) tratamiento térmico de endurecimiento por precipitación (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.
Tras el tratamiento térmico de reparación, los resultados de la prueba de rotura por tensión mejoraron en aproximadamente 100 horas de prueba (probado a 1600F / 50KSI). Esto demuestra que el tratamiento térmico de reparación logró rejuvenecer las piezas lo suficiente como para permitirles funcionar durante un intervalo de servicio adicional.
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 candidatos para una reparación de Extensión de Vida Útil (LTE). Una vez determinados como candidatos para la Extensión de Vida Útil, nuestros expertos emplearon prácticas de reparación para prolongar aún más la vida útil de los componentes.
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.
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