Causas de la caída del rendimiento que incrementa el consumo de combustible
Formación de incrustaciones
Reducción del área de la tobera
Desgaste
Erosión del diafragma
Incremento del juego de las empaquetaduras
Causas de la caída de la resistencia que motiva la falla de los equipos
Defecto del ensamble de cola de milano del rotor de baja presión.
Erosión de los álabes del último paso y deterioro de la protección.
Defectos de los pasadores tipo horquilla del ensamble de cola de milano
Averías de los fuelles del tubo de cruce Corrosión
Erosión del vástago de la válvula de cierre del vapor principal
Erosión de las toberas de alta presión del primer paso
Erosión de las paletas de alta presión del primer paso
Erosión de las toberas de intermedia presión del primer paso
Desgaste
Rotura de los tornillos Deformación de los diafragmas Combadura del rotor
Fluencia
Rotura de las paletas
Fractura del vástago de la válvula de regulación Fisura de la envoltura
Fisura de rotor
Rotura de la caja de tobera Avería del rotor
Avería de la envoltura Rotura de los tornillos Fatiga
Fragilidad
TABLA 2.1
48
Durante el prolongado período de operación, resulta difícil proteger los equipos contra el deterioro y desgaste como la fragilidad, fatiga, fluencia. El desarrollo de las técnicas del mantenimiento preventivo como estos y otros, están progresando a paso firme. Sin embargo, es evidente que el deterioro de los materiales va progresando inevitablemente, especialmente cuando estén sometidos al uso continuo bajo altas temperaturas. Por lo tanto, es importante que se eleve la contabilidad previniendo la ocurrencia de fallas debido a tales deterioros.
2.4 DIAGNÓSTICO DE LA VIDA ÚTIL REMANENTE Y MEJORAMIENTO DE LA CONFIABILIDAD DE LA TURBINA.
En los años recientes, una creciente cantidad de turbinas tanto del país como del extranjero, han acumulado más de 100.000 horas de operación. Las plantas térmicas, están sometidas con mayor frecuencia a la operación DSS (arranque y parada diaria) y la operación WSS (arranque y parada a fin de semana) debido a los cambios de la demanda de energía y la diversificación de los combustibles. Esto hace cada vez más importante el mantenimiento y el mejoramiento de la confiabilidad y la extensión de la vida de las turbinas de operación prolongada, mediante el mantenimiento preventivo sistemático.
Bajo estas circunstancias, se han venido dedicando esfuerzos para establecer el sistema mantenimiento preventivo y el desarrollo de nuevas tecnologías. Entre las metas más importantes, está la evaluación de la vida remanente y el mejoramiento de la confiabilidad.
2.4.1. DIAGNÓSTICO DE LA VIDA ÚTIL REMANENTE.
La vida útil remanente puede evaluarse por los métodos analíticos no destructivos o destructivos. Los métodos analíticos y destructivos (muestreo) requieren largos períodos para la evaluación, siendo particularmente difícil la extracción de muestras en el segundo caso. En cambio, el método de inspección no destructivo, como los líquidos penetrantes, inspección boroscopica, radiografías, rayos x, etcétera; permite el diagnóstico de muchos puntos en un plazo relativamente corto, posibilitando el monitoreo regular, siendo el método principal usado para evaluar la vida útil remanente.
Se han venido realizando numerosos estudios relacionados con los métodos de evaluación de diversos tipos de daños. El diagnóstico de la vida útil remanente de las turbinas de vapor usadas para la generación de energía térmica, se ha puesto en práctica desde 1984, en los rotores de alta presión y mediana presión (acero forjado de cromo-molibdeno-vanadio), envolturas de alta presión y mediana presión, válvulas principales (acero fundido de cromo-molibdeno-vanadio) juntamente con otros equipos. La Tabla 2.2 detalla las tecnologías normales utilizadas para el diagnóstico de la vida útil remanente utilizando el método no destructivo.
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Tipo de avería
Método
fluencia Fatiga Fragilidad Observaciones
Método de medición de resistencia eléctrica Método de medición de dureza Método de observación de la estructura metalúrgica Réplica Método de medición de microgrietas Réplica
Método de mordentado Réplica
Método de punzonado pequeño
Semi-no destructiva
El diagnóstico de la vida útil remanente utilizando el método no destructivo fue realizado sobre 460 piezas de equipos de 90 plantas, según se detalla en la grafica 2.2. Estos esfuerzos están contribuyendo a la seguridad y la confiabilidad de los equipos.
Nota: Ya en uso practico Investigación y desarrollo concluido TABLA 2.2
Diagnostico de la vida útil remanente por el método no destructivo: se detallan los renglones típicos del diagnostico de la vida útil
50 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 0 100 200 300 400 500 AÑO U N ID A D E S E Q U IP O S ( P IE Z A S ) VALVULAS PRINCIPALES ENVOLTURAS ROTORES UNIDADES 2.4.2. MEJORAMIENTO DE LA CONFIABILIDAD
El esfuerzo de investigación también ha estado dirigido al desarrollo de tecnologías para la fabricación de turbinas más resistentes. La Tabla 2.3 describe la tecnología para mejorar la resistencia de las turbinas de vapor. Muchas de estas tecnologías fueron adoptadas ampliamente, mientras que algunas han sido desarrolladas para su uso sólo en fecha reciente. Uno de tales ejemplos son las paletas del último paso y la tobera resistente a la erosión de reciente desarrollo con tratamiento cromado cementado.
GRAFICA 2.2
51
RENGLO-