Overhaul o revisión mayor de la turbina lm2500 

La turbina de gas LM 2500 es una turbina derivada del motor GE CF6-6 utilizado en aeronáutica , y está presente en muchas plantas de cogeneración. Además de impulsar determinadas aeronaves, también forma parte del equipo de impulsión de algunos barcos, sobre todo militares.

foto turbina

La turbina LM 2500 está formada por un generador de gas y una turbina de potencia. Forman parte del equipo una bomba de aceite, sistema de suministro de combustible, las secciones de aire de entrada y gases de escape, y el sistema de control. La potencia total es de 25MW,  la velocidad de giro es de  6500 rpm y la eficiencia térmica es del 37% en condiciones ISO.

El generador de gas de la LM2500 consta de 16 etapas de compresión con una relación 18:1. Dispone de siete etapas de geometría variable, una cámara de combustión anular con inyectores de combustible montados desde el exterior, y 2 etapas de turbina de alta, refrigeradas por aire de alta presión que impulsa el compresor. La turbina de potencia está formada por 6 etapas de baja presión que se impulsa por el generador de gas de alto caudal de gases de escape.

 Turbina LM2500

Turbina LM2500, cortesía de General Electric

 

Overhaul de la turbina LM2500

La turbina LM 2500 se somete a  un overhaul o revisión mayor bien cuando se detecta un problema grave o cuando ha acumulado una cierta cantidad de horas de funcionamiento. En caso de realizarse por algún problema grave, éste suele detectarse al realizar algunas de las revisiones periódicas programadas, en la investigación de un fallo o una anomalía. 

Las revisiones periódicas se realizan en función de las FFH (Factored Fired Hours), que es una forma de calcular el tiempo entre inspecciones,  y que tiene en cuenta no sólo las horas de funcionamiento, sino también los arranques, las paradas de emergencia. Estas revisiones periódicas son las siguientes:

  • Revisiones Boroscópicas: Es una inspección visual donde se utiliza un instrumento óptico, el boroscopio, para acceder a zonas como álabes del compresor, cámara de combustión, álabes de turbina, segmentos distribuidores, termopares. Con estas inspecciones visuales se buscan daños, averías o se confirman problemas detectados en otras pruebas.
  • Análisis espectrométricos del aceite: Prueba que nos indica los valores en tantas partes por millón  de metales disueltos en el aceite para comprobar si se están degradando los materiales de las zonas lubricadas.
  • Cambio de filtros: Se inspeccionan en busca de partículas.
  • Pruebas de vibraciones: Comprobación de que están dentro de los límites y su evolución con el tiempo.
  • Inspecciones oculares de todos los sistemas y del exterior de la turbina en busca de fugas, grietas, piezas sueltas o flojas, etc.…
  • Revisión y seguimiento de todos los parámetros del funcionamiento de la turbina, comportamiento en arranques y paradas, llevando un histórico para ir viendo su evolución.

Si durante la revisión boroscópica u otra de las pruebas/ revisión,  se detecta un problema se adelanta la siguiente revisión para comprobar su evolución (si se mantiene dentro de límites o si empeora).

Si el defecto detectado es mayor o ha degenerado en avería se procede a la parada inmediata de la turbina para realizarle la revisión overhaul que consiste en la reparación del modulo afectado, revisión de todas la piezas desmontadas hasta llegar a la zona de la avería y la realización de la revisión a las horas de funcionamiento hasta el momento que aconseja el fabricante que se le haga para garantizar una mayor eficacia, postergar la vida de la turbina, mejora de disponibilidad, fiabilidad y rendimiento.  

 

Razones para realizar una revisión mayor

Las razones pues que aconsejan la realización de una revisión mayor son las siguientes: 

  • Reparación de una avería detectada de un componente
  • Realización de una revisión por horas de funcionamiento aconsejadas por el fabricante siendo el momento exacto elegido por el cliente según sus necesidades de producción.
  • Inspecciones especiales: Realizándose en la pruebas inspecciones adicionales dimensionales y de dureza. Realización de ensayos no destructivos por líquidos penetrantes, radiografías.
  • Averías de diverso alcance provocadas por sobrevelocidad, sobrecalentamiento e impactos en álabes (también llamados FOD –foreign object Damage- y DOD –Domestic Object Damage-)

 

Fases de la revisión

Como toda revisión de gran alcance, lleva aparejadas una serie de fases. El éxito de un Overhaul consiste en llevar a cabo de forma adecuada cada una de ellas.

A.Planificación

En esta fase se preparan y revisan las herramientas, se solicitan los repuestos de los partes en las que se va a intervenir, se elaboran y recopilan los procedimientos de trabajo, se designa y contrata al personal necesario, y se contratan determinados trabajos a empresas externas. Es muy habitual descuidar esta fase o no darle la importancia adecuada. Es muy habitual que falten repuestos perfectamente previsibles, que fallen determinadas herramientas por no haber realizado la correspondiente revisión o que a última hora  haya que correr para contratar personal adicional.

B.Desmontaje

La turbina se desarma, liberando el rotor y colocándolo en disposición de realizar la intervención

C.Limpieza

La limpieza es inspección, indudablemente. Determinadas partes de la turbina han de ser cuidadosamente limpiadas. Así, el compresor pierde eficiencia cuando está sucio, por cambio en su prestaciones aerodinámicas. Otras partes, como los cojinetes, los sellos laberínticos del eje, los diferentes sensores o la carcasa, han de ser limpiadas por personal experto. 

D.Inspección

Hay partes de la turbina que se inspeccionan, y si se encuentra algún problema se interviene. En un mantenimiento condicional puro. Así, los álabes del compresor y el rotor son examinados con ensayos no destructivos en busca de grietas o defectos visibles. La cámara de combustión y los combustores se analizan munuiciosamente. Se comprueban los transmisores de señal, los pernos de anclaje. El aceite se analiza, y sólo en el caso de que se encuentre fuera de los límites recomendados por el fabricante se sustituye. En ese caso, en ocasiones se realiza una limpieza en profundidad del circuito de lubricación

Se realiza también una comprobación dimensiones de muchas de las piezas mecánicas interiores. Igualmente se revisa la bancada y los elementos de unión y amortiguación (silenblocks)

E.Sustituciones

Entre los elementos que se sustituyen están:

  •   Álabes de la zona caliente de la turbina
  •   Bujías o ignitores
  •   Cojinetes
  •   Sensores de todo tipo
  •   Filtros de aceite, de los diferentes circuitos (control, lubricación y elevación de eje)
  •   Juntas y elementos de estanqueidad

F.Tareas de mantenimiento. 

Entre las tareas de mantenimiento que se realizan y que no implican sustitución están:

  •   Ajustes de holguras
  •   Limpieza del circuito de refrigeración del aceite
  •   Revisión de grupos hidráulicos
  •   Limpieza y revisión de bombas de lubricación

G.Montaje

Finalizada las diferentes tareas, llega el turno del montaje. Es muy importante tener en cuenta las diferentes holguras y los pares de apriete. Esta es la razón fundamental por lo que ha de contarse sólo con  personal o empresas expertas: sólo ellas tienen esos valores de ajuste, que figuran el libro de taller.

H.Pruebas finales. 

Finalizado el montaje, habrá que realizar la puesta en marcha de la turbina de la misma forma que se realizó cuando era nueva. Eso implica hacer un Motor roll, primer encendido, mapeado de temperaturas en cámaras de combustión, ajuste de caudales de gas y aire, comprobación de seguridades y alcanzar la plena  potencia. Una vez finalizado, habrá que comprobar los tres valores de prestaciones más importantes:  potencia, heat rate (calculado a partir del heat rate).

I.Informe final.

Tan importante como la realización de la revisión es documentar todos los trabajos realizados, hallazgos, anomalías y problemas encontrados, que puedan servir para revisiones futuras.

 

Problemas habituales

Los problemas más habituales durante una revisión mayor suelen ser los siguientes:

  • No tener un distribuidor de material que te garantice en un plazo mínimo de tiempo la entrega de piezas necesarias no previstas.
  • Mala preparación de los trabajos (falta de herramienta, falta de material y repuesto, falta de utillajes).
  • Realización en campo de tareas que deben realizarse en taller.
  • No disponer de un centro reparador.
  • Errores en la realización de los trabajos por falta de atención o conocimientos
  • Accidentes e incidentes de seguridad.
  • Problemas en la puesta en marcha, por no seguir el procedimiento de rigor
  • Falta de preparación y conocimientos del personal que interviene procedimientos, y supervisión  insuficiente.
  • Mal estado de eslingas, grúas, polipastos.

 

foto turbina foto turbina overhaul

 

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