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Evaluación de Vida Útil

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  Foto de un área atacada por la corrosión en un álabe de Armazón 5 con 40,000 horas de servicio.
 

Foto de un área atacada por la corrosión en un álabe de Armazón 5 con 40,000 horas de servicio.

Modos de Falla

Para evaluar la vida útil de los componentes, resulta esencial identificar los modos de falla probables en un componente determinado. Los modos de falla probables en los componentes de sección caliente incluyen fatiga termo-mecánica (TMF, por sus siglas en inglés), corrosión caliente, fractura intragranular [creep] y oxidación / degradación del recubrimiento.

 

Los ingenieros del Southwest Research Institute (SwRI) examinan las partes usando instalaciones de laboratorio de punta. Examinan las partes de la sección caliente que hayan fallado en el servicio e identifican la causa más probable de la falla.

 

 

 

 

 

 

Oxidación de Recubrimiento   Degradación de Recubrimiento
Foto micrografías que muestran la oxidación y degradación de un recubrimiento de unión.   Foto micrografías que muestran la oxidación y degradación de un recubrimiento de unión.

Foto micrografías que muestran la oxidación y degradación de un recubrimiento de unión.

 

 

Metodología de Evaluación de Vida útil

  El diagrama de flujo muestra las tareas requeridas para desarrollar un sistema de manejo de la vida útil para determinar la vida de los componentes de la turbina de gas. SwRI es una de las pocas organizaciones capaces de realizar cada paso en el desarrollo de estos sistemas.
 

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El diagrama de flujo muestra las tareas requeridas para desarrollar un sistema de manejo de la vida útil para determinar la vida de los componentes de la turbina de gas. SwRI es una de las pocas organizaciones capaces de realizar cada paso en el desarrollo de estos sistemas.

En las turbinas de gas, la vida e integridad de los recubrimientos, aplicados a la protección de los componentes de los ataques ambientales y de la degradación, rigen la vida y los intervalos de mantenimiento de los componentes de la sección caliente. SwRI ha desarrollado métodos de predicción avanzados sobre los tiempos de vida útil de recubrimientos y TMF para varios sustratos/sistemas de recubrimientos. El modelo TMF ha sido calibrado con la experiencia de servicio y puede usarse para predecir la vida útil de un recubrimiento específico en los álabes de una turbina en servicio.

 

A través de un programa de consorcio industrial, se desarrolló el software GTD LIFE para calcular la vida restante de los cubos de primera etapa del motor GE MS5002. Este software está disponible para los usuarios de las turbinas.

 

 

 

 

 

 

Resultados de Metalografía

Recubrimiento degradado de un álabe de 7FA (izquierda) y de un álabe de 9FA (derecha) en servicio, después de 21,000 horas de servicio. Recubrimiento degradado de un álabe de 7FA (izquierda) y de un álabe de 9FA (derecha) en servicio, después de 21,000 horas de servicio.
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Recubrimiento degradado de un álabe de 7FA (izquierda) y de un álabe de 9FA (derecha) en servicio, después de 21,000 horas de servicio.

 

 

Cálculo de Vida de Recubrimiento

Validación de COATLIFE para álabes de Estructura 7/9FA (GT29+ recubrimiento). La predicción del modelo corresponde a estos resultados metalográficos.

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Validación de COATLIFE para álabes de Estructura 7/9FA (GT29+ recubrimiento). La predicción del modelo corresponde a estos resultados metalográficos.

 

Resultados de Metalografía

image of 7FA blade after 21,000 hours of service  image of 9FA blade after 17,000 hours of service
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álabe 7FA después de 21,000 horas de servicio

álabe 9FA después de 17,000 horas de servicio

 
 

Cálculo de Vida de Recubrimiento

graph of COATLIFE calculation

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Validación de modelo TMF para álabes de Armazones 7FA y 9FA. La predicción del modelo coincide con los resultados metalográficos.

 

Agrietamiento típico de interfase y crecimiento de grieta en función del tiempo.    El agrietamiento en la interfaz del recubrimiento de unión / recubrimiento de barrera térmica (TBC) lleva a espalación de TBC. Los resultados generados en SwRI muestran que estas grietas se forman en las etapas tempranas de la vida del componente.

Agrietamiento típico de interfase y crecimiento de grieta en función del tiempo.

 

El agrietamiento en la interfaz del recubrimiento de unión / recubrimiento de barrera térmica (TBC) lleva a espalación de TBC. Los resultados generados en SwRI muestran que estas grietas se forman en las etapas tempranas de la vida del componente.

 

SwRI puede ofrecerle una amplia gama de capacidades y experiencia en tecnología de turbinas de gas, incluyendo el convertirse en una extensión de su departamento de ingeniería. Para mayor información sobre las capacidades de evaluación de la vida útil de las turbinas de gas, o la manera en que puede contratar a SwRI, favor de comunicarse con el Klaus Brun, Ph.D., en la siguiente dirección kbrun@swri.org o al teléfono +1 210 522-5449.

 

turbinasdegas.swri.org

  

Información de Contacto

Klaus Brun, Ph.D.

Evaluación de Vida útil

+1 210 522-5449

kbrun@swri.org

turbinasdegas.swri.org

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August 07, 2014