Inspección de motores y componentes
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1. El bombardeo con c scara de almendras se hace tapando ciertos orificios y v lvulas en el paso del aire e inyectando en el conducto de entrada un material autorizado blando a partir de c scaras de almendras mientras se gira el motor con la puesta en marcha Cuando se usa este m todo debe tenerse sumo cuidado para evitar da ar las superficies protegidas contra la corrosi n dentro del motor El lavado l quido es sin duda el m todo usado m s ampliamente para la limpieza del compresor Hay dos tipos de lavado l quido el lavado de desalinizaci n y el lavado para la recuperaci n de la actuaci n Cuando un motor se opera en un ambiente altamente cargado de sal normalmente se recomienda lavar el compresor en un programa regular pulverizando agua desmineralizada a trav s del motor mientras se gira con la puesta en marcha hasta aproximadamente del 15 al 20 de r p m Este lavado quita los dep sitos de sal antes de que se acumule lo suficiente para provocar deterioro de la actuaci n Cuando se use la puesta en marcha para girar el motor aseg rese de no actuarla mas tiempo del permitido por el fabricante ya que puede calentarse en exceso y da arse permanentemente Si la actuaci n se ha deteriorado al motor se le puede dar un lavado para la recuperaci n de la actuaci n El motor se gira con la puesta en marcha o se rueda a ralent mientras que por medio de una boquilla pulverizadora sujeta a mano o un anillo incorporado de boquillas2. as de entrada o etapas visibles del compresor es justificaci n suficiente para el desmontaje del motor y la realizaci n de una revisi n general Es imposible determinar el alcance total del da o sin desmontar el motor Los da os menores que son obvios que originan alteraci n de la actuaci n requieren un examen del interior del motor con bor scopos o videosc pios La alteraci n de la actuaci n que pudiera estar originada por FOD puede detectarse por un aumento en la EGT con una correspondiente disminuci n de las RPM o por un cambio en la relaci n normal entre las r p m de los compresores de baja y alta presi n N1 y No El FOD a los labes de fan puede provocar labes mellados ara ados o solapados Las mellas y ara azos sobre algunos labes y en ciertas localizaciones sobre los labes pueden reparase por medio de un cuidadoso limado y armonizaci n Si el da o est dentro de los l mites especificados en el manual de servicios puede quitarse cuidadosamente con una lima de joyero limando paralelo a la longitud del labe Se ale el rea seg n se especifica en el manual de servicio y quite todas las marcas de la lima con una piedra abrasiva de 150 Si el da o se sale de los l mites permitidos para la reparaci n en campo el fan debe desmontarse y enviarse a reparar los labes se sustituir n o reparar n y el fan se equilibrar Muchas ruedas de fan tienen un anillo de refuerzo o absorbedor de cargas hacia la mitad
3. n La alta precisi n con que est n construidos los motores de turbina y las altas temperaturas a las que funcionan exige reparaciones de m xima calidad Los t cnicos no est n autorizados bajo ninguna justificaci n a desviarse de los procedimientos detallados en los manuales de mantenimiento proporcionados por el fabricante del motor y aprobados por la FAA y la JAR Es extremadamente importante que todos los elementos de fijaci n roscados en un motor de turbina est n adecuadamente torqueados y frenados Aqu consideraremos la importancia de los torqu metros llaves dinamom tricas y observaremos algunos requisitos para un adecuado frenado con alambre Torqu metros La precisi n con que est construido un motor de turbina y la enorme cantidad de potencia desarrollada por dispositivos de tan poco peso hace obligatorio que cada elemento de fijaci n este apretado al par de torsi n exacto especificado por el fabricante Para obtener el m ximo esfuerzo de un elemento de fijaci n roscado la carga aplicada a las roscas debe ser mayor que la carga m xima aplicada a la uni n Si un elemento de fijaci n roscado no falla mientras se le est dando el apriete no fallar durante el funcionamiento en servicio Mientras se le est dando el apriete el elemento de Marzo 2003 P gina 237 MOTORES DE TURBINA DE GAS A G Rivas 15 21 fijaci n est sujeto a ambos esfuerzos el de torsi n y el de tracci n Tras la instalaci n solo que
4. de fijaci n para obtener el adecuado alargamiento Escamado flaking Desprendimiento de trozos de una superficie chapada o pintada Las causas habituales son incompleta adherencia excesiva carga o abultamiento Corrimiento flowing Esparcimiento de una superficie pintada o chapada Normalmente acompa ado por escamado Las causas habituales son incompleta adherencia excesiva carga o abultamiento Fractura fracture V ase rotura y roce Desgaste por corrosi n fretting corrosion Decoloraci n que puede ocurrir sobre superficies que est n apretadas o atornilladas juntas bajo alta presi n En las piezas de acero el color es marr n rojizo y algunas veces le llaman chocolate o sangre En el aluminio o el magnesio el oxido es negro La causa habitual es el restregado de part culas finas de metal producido por ligero movimiento entre las piezas y consecuente oxidaci n de estas part culas Devastado galling Transferencia de metal de una superficie a otra La causa habitual es un fuerte roce o acci n de desgaste originado durante el funcionamiento del motor por un ligero movimiento relativo de dos superficies sometidas a alta presi n de contacto No confundir con arrollado rascado desgarro o rayado Vidriado glazing Desarrollo de una zona dura y brillante sobre las superficies de los cojinetes Condici n con frecuencia beneficiosa La causa habitual es una combinaci n de presi n aceite y calor Desgarro gou
5. mientras se trabaja con estos productos En todos los casos es imperativo seguir las recomendaciones del fabricante con relaci n a los materiales y procedimientos usados cuando se limpian piezas de turbinas de gas Inspecci n Cuando el motor est en periodo de fabricaci n y durante el proceso revisi n es por supuesto necesario comprobar la calidad de las diferentes piezas La secci n de inspecci n del manual de revisi n overhaul manual incluye informaci n espec fica y detallada mucha de ella obtenida a trav s de la experiencia operativa resaltando si una pieza puede admitir reparaci n o no y hasta que punto as como una tabla de l mites dimensionales m ximos y m nimos con la que cada pieza debe cumplir Las reas cr ticas especiales son advertidas al personal de revisi n Los l mites de tiempo y o ciclos se comparan con los l mites de vida de piezas tales como los labes y discos de compresor y turbina y se guardan registros exactos de todos los trabajos realizados El proceso de inspecci n puede dividirse en dos grupos amplios no dimensional y dimensional Inspecci n no dimensional Los m todos de inspecci n no dimensional incluyen el uso de part culas fluorescentes y no fluorescentes que contienen polvo de oxido de hierro para aquellas piezas que pueden magnetizarse y tinturas penetrantes fluorescentes y no fluorescentes para las que no se pueden magnetizar Pueden usarse aparatos de vibraci
6. solo con la pr ctica En la figura se muestra uno de los procedimientos m s com nmente usados Las siguientes son algunas reglas b sicas del frenado que deben observarse e Antes de frenar un elemento de fijaci n aseg rese de que est adecuadamente torqueado e Aseg rese de usar el m todo de frenado especificado en l manual de mantenimiento del motor Cuando se especifica el frenado con alambre debe usarse el tipo y tama o de alambre requerido e Inst lese el alambre de manera que siempre tire del elemento de fijaci n en la direcci n de apriete Esto evitar que el elemento de fijaci n se gire en sentido contrario si acaso se aflojase e Dirija el alambre alrededor del exterior del elemento de fijaci n de manera que pase Direction of tightening Right hand twist for pigtail El alambre de frenar deber a tirar siempre del tornillo en la direcci n de apriete Fig 21 18 Wire diameter inch Twists per inch os d 0 020 0 025 8 14 0 032 0 041 6 11 0 051 0 060 4 9 MN 1 m Fig 21 19 por debajo del alambre que sale del orificio de frenado Esto hace que la vuelta alrededor del elemento de fijaci n permanezca ajustada y evita que el alambre se afloje La direcci n del trenzado deber a cambiarse de tramo a tramo o de tramo a remate e Aseg rese de que los trenzados est n apretados y uniformes y que el alambre trenzado entre los elementos de fijaci n est tenso per
7. Las causas habituales son flujo de l quidos corrosivos gases calientes o aceite con polvo de arena Fallo por fatiga fatigue failure P rdida progresiva de resistencia de una o mas reas locales que est n debilitadas tal como marcas de herramientas mellas pronunciadas grietas diminutas o inclusi n sometidas a cargas repetidas A medida que la carga de trabajo sobre la pieza se repite las grietas de desarrollan al final se presentan las altas concentraciones de esfuerzos Las grietas se extienden normalmente desde la superficie o cerca de la superficie de la zona Tras un tiempo queda tan poco metal sano que la carga normal es mayor que la resistencia del material restante y la pieza quiebra El fallo no es debido a la cristalizaci n del metal como muchos mec nicos creen La aparici n de un fallo por fatiga t pico se explica f cilmente A medida que el fallo se desarrolla las superficies separadas rozan y chocan una con otra machacando los granos del material y produciendo una apariencia mate o lisa la porci n sin fracturar restante conserva la estructura granular normal hasta el momento del fallo La naturaleza progresiva del fallo normalmente est indicada por varias l neas mas o menos conc ntricas de cuyo centro o foco se revela el punto original o l nea de fallo Las causas habituales son marcas de herramientas esquinas pronunciadas mellas grietas inserci n roce corrosi n o insuficiente apriete de los elementos
8. MOTORES DE TURBINA DE GAS A G Rivas 15 21 Inspecci n de motores y componentes criterios tolerancias y datos especificados por el fabricante del motor El espacio de tiempo entre revisiones generales TBO ha aumentado desde las 10 horas para el motor alem n Jumo 109 004B fabricado en 1945 hasta las mas de 6 000 horas para el motor Pratt amp Whitney JT3D No deber a olvidarse que entre estos per odos de revisiones mayores a la mayor a de los motores se les requiere que pasen por una inspecci n de zona caliente Esta gran mejora en el TBO se ha conseguido principalmente por los logros significativos en el dise o del motor en la metalurgia en la fabricaci n en las revisiones en las inspecciones y en los procedimientos de mantenimiento Revisiones Generales Overhauls El TBO var a considerablemente entre los tipos de motor Para los aviones civiles generalmente est establecido por el equipo operador y por el fabricante del motor trabajando en conjunto con la Federal Aviation Administration FAA Teniendo en cuenta factores como el tipo de operaci n y el uso las instalaciones para el servicio y la experiencia del personal de mantenimiento y la experiencia total adquirida con el motor en particular A medida que un modelo de motor espec fico acumula tiempo de funcionamiento y es enviado a la agencia de revisiones generales las piezas se inspeccionan para comprobar el desgaste y o signos de fallo inminente Si las pieza
9. a concentrarse a lo largo de las paredes de la grieta La grieta quedar oa indicada por una l nea oscura si la Fig 21 13 suspensi n tambi n contiene part culas Una tipica m quina de prueba por particulas magn ticas fluorescentes la grieta se resaltar como una l nea brillante normalmente amarillo verdoso cuando se visualiza bajo una lampara ultravioleta Cada pieza a comprobar debe Marzo 2003 P gina 230 MOTORES DE TURBINA DE GAS A G Rivas 15 21 magnetizarse usando una corriente de magnitud correcta aplicada en una direcci n espec fica Defects shown by longitudinal Field Part magnetized in coll PATH OF mo MAGNETIZING PERMANENT Aii CURRENT FLEXIBLE CABLE MAGNETIG LI A o Y 1 LONGITUDINAL 45 CRACK TRANSVERSE CRACK WILL WILL SHOW CRACK WILL NOT SHOW SHOW Defects shown by 3 as circular field TE j wl i o F CURRENT VA 4 Z MAGNETIC LONGITUDINAL CRACK AT 43 TRANSVERSE CRACK FIELD CRACK WILL WILL SHOW WILL NOT SHOW SHOW Fig 21 14 i pu Las grietas se mostrar n mejor cuando est n alineadas con el flujo de corriente y en ngulos rectos con el campo m gn tico un proceso llamado magnetizaci n circular o longitudinal de manera que las l neas de flujo magn tico pasar n a trav s de una sospechada grieta en ngulos rectos fig 21 14 Se presta atenci n particular a las protuberancias pesta as orejetas rebordes estriados dientes u otras reas intrincadas Es nec
10. cojinetes de bolas o rodillos por la aplicaci n de fuerza sobre la pista libre Nota los cojinetes que no tienen una rotaci n completa constante y est n sujetos a cargas repentinas tal como durante el transporte tienen tendencias al brinelado Combado bulge curvatura o protuberancia hacia el exterior La causa habitual es excesiva presi n o debilitaci n debida al exceso de calor Quemadura burning Da o causado a las piezas por excesivo calor Indicado por una decoloraci n caracter stica o en casos severos por una p rdida u ondulaci n del material Las causas habituales son el excesivo calor debido a la falta de lubricaci n inadecuada holgura o distribuci n anormal de la llama Bru ido burnishing Alisado mec nico de la superficie de un metal por frotamiento no va acompa ado de eliminaci n de material pero algunas veces conlleva decoloraci n alrededor de los bordes exteriores del rea El bru ido operacional no es perjudicial si cubre aproximadamente el rea que porta la carga y siempre que no haya evidencia de acumulaci n o quemadura La causa habitual es el funcionamiento normal de las piezas Rebarba burr Proyecci n cortante o borde spero Las causa habituales son desgaste excesivo golpeteo u operaci n de mecanizado Roce chafing Acci n de frotamiento entre piezas que tienen movimiento relativo limitado Interpr tese como una acci n que produce una condici n de la superficie m s bien que la desc
11. da sujeto al esfuerzo de tracci n Los torqu metros son herramientas de precisi n y deben tratarse con cuidado Compru bese su calibraci n dentro de un programa regular compar ndolo con un patr n cuya exactitud est controlada por el National Institute of Standards and Technology NIST A menos que se diga lo contrario en el manual de servicio los valores especificados de apriete son para roscas limpias y secas Cuando se requieren roscas lubricadas se especificar el tipo y cantidad de lubricante Existen algunas aplicaciones en las que una serie de elementos de fijaci n deben apretarse en una cierta secuencia y a un bajo valor especificado y luego reapretado a un valor m s alto final Siga cuidadosamente el manual de servicios cuando se especifiquen instrucciones especiales tal como esta Cuando use un torqu metro de salto o microm trico deje de tirar tan pronto como la llave salte La acci n del salto es una indicaci n de que se ha alcanzado el apriete deseado pero esto no impide seguir tirando y aplicar mas apriete Algunas aplicaciones miden el apriete aplicado a un elemento de fijaci n roscado midiendo la cantidad que la tuerca gira despu s de hacer contacto con su superficie de apoyo El apriete medido por este m todo no est afectado por el apriete real de la tuerca o por la lubricaci n o falta de lubricaci n de las roscas Hay veces que es necesario Lever length usar adaptadores especiales inches en u
12. del labe formado por proyecciones a ambos lados del labe que tocan las proyecciones en los labes adyacentes para formar un aro envolvente alrededor de la porci n central del fan mid span V ase la figura 4 14 Esta envolvente da rigidez a los labes y evita el flap o Si hay una repentina desceleraci n del fan tal como la provocada por el impacto de un ave o si el motor entrase en sobrevelocidad los labes pueden moverse de manera que el segmento del envolvente de un labe solapa al segmento del labe adyacente muy parecido a las tejas sobre un tejado A este tipo de da o se le llama solape shingling Los labes solapados deben examinarse por si existiese da o Una causa de da o por FOD que a los t cnicos no nos gusta pensar en ello es el da o originado por nuestro propio descuido Los conductos de entrada de los motores se prestan a servir de estanter as para colocar herramientas y piezas pero colocar cualquier cosa en el conducto es una mala pr ctica Un tornillo tuerca o llave dejados en el conducto cuando se arranca el motor puede destruir al motor Cuando termines el trabajo aseg rate de contar toda tu herramienta y deposita los trozos de alambre de frenar trapos y material de empaquetado en el lugar apropiado Marzo 2003 P gina 241 MOTORES DE TURBINA DE GAS A G Rivas 15 21 Socorridas t cnicas borosc picas que puedes aplicar Un bor scopo r gido es f cil de usar y ofrece im genes claras y brillante
13. e pintura y superficie El m todo de limpieza con pulidora es tambi n un m todo aprobado para usarse en piezas que tienen que ser inspeccionadas magn ticamente El proceso de pulido tiende a oscurecer defectos si se usa el m todo de inspecci n de tintas penetrantes La mayor a de estos materiales y m todos generalmente son apropiados para ser usados en la secci n fr a del motor Un nuevo m todo de limpieza usa una corriente de agua a alta presi n hasta 55 000 psi capaz de quitar revestimientos de cer mica de las c maras de combusti n y otras piezas revestidas La limpieza de la secci n caliente requiere procesos que conllevan una serie de ba os cidos o alcalinos y enjuagados con agua en distintas combinaciones El chorreo con cascaras h medas o secas es otro m todo normalmente usado lo mismo en la secci n fr a que caliente del motor Algunas piezas tal como cojinetes de bolas y rodillos requieren un manejo especial El cojinete se puede llegar a magnetizar en servicio y puede que tenga que ser desmasgnetizado para limpiarle adecuadamente las part culas magn ticas El cojinete no debe girarse durante la limpieza y los cojinetes dobles deben permanecer como unidades Marzo 2003 P gina 229 MOTORES DE TURBINA DE GAS A G Rivas 15 21 Puesto que muchas soluciones atacar n la piel cuando se limpien las piezas deben usarse pa os de protecci n y dispositivos tales como gafas guantes delantales cremas de manos etc
14. einspecci n Esta nueva informaci n compara los par metros actuales con los anteriores a la inspecci n y proporciona una nueva l nea de partida a utilizar en el control de la tendencia Trend Monitoring Las siguientes indicaciones son importantes cuando se trabaja en la secci n caliente de un motor e Cuando desmonte el motor marque la posici n de las piezas con el tipo de marcador aprobado para este prop sito Los marcadores con punta de fieltro son aceptables pero nunca use un l piz de plomo de cera o grasa El carb n del grafito la grasa o la cera se funde en el metal caliente haci ndolo quebradizo y siendo causa de grietas e Sustituya todos los elementos tales como juntas y frenos especificados por el fabricante del motor Use solo componentes nuevos preparados e instalados de acuerdo con las instrucciones en el manual de servicios e Siga al detalle el manual de servicios del fabricante del motor cuando realice cualquier inspecci n El da o permisible var a de un modelo de motor al siguiente Solo deber an efectuarse reparaciones espec ficamente permitidas por el fabricante e Cuando env e ruedas de turbina al fabricante del motor o a una empresa de revisiones autorizada aseg rese de usar el contenedor de transporte correcto para esa rueda en particular Estas ruedas son extremadamente caras y pueden da arse f cilmente debido a una manipulaci n descuidada durante el transporte Consideraciones en la Reparaci
15. esaria cierta habilidad para interpretar adecuadamente las indicaciones Tras la comprobaci n la pieza debe desmagnetizarse completamente haci ndola pasar lentamente a trav s de una bobina en la cual fluye corriente alterna La desmagnetizaci n completa es importante y puede comprobarse usando un indicador de campo magn tico o una br jula de buena calidad Generalmente los procedimientos espec ficos est n resaltados en el manual de revisi n overhaul manual Los cojinetes no deben inspeccionarse nunca usando este m todo debido a la dificultad de desmagnetizaci n La inspecci n por tintas penetrantes es un m todo no destructivo de comprobaci n de materiales no magnetizables tal como el aluminio y el magnesio pero solo para grietas e imperfecciones en superficie Aunque este proceso se desarrollo para materiales no ferrosos tambi n puede usarse ventajosamente en productos hechos de hierro Ya que este es un tratamiento de superficie es esencial tener la superficie completamente limpia y libre de pintura Un tinte penetrante que puede o no puede ser fluorescente se pinta o pulveriza sobre la pieza Luego se lava la superficie y se aplica un revelador que sacar al penetrante desde el defecto Las grietas aparecer n como l neas oscuras o l neas brillantes por el material fluorescente cuando se visualiza bajo la luz ultravioleta Otra vez igual que con la inspecci n magn tica es necesario cierto grado de habilidad para inte
16. eterminadas por la permanencia deseada el tipo de material que se est marcando y la localizaci n de la pieza Los m todos temporales de marcaci n incluyen los siguientes e Varias marcas de l pices de marcaci n es extremadamente importante no usar ning n material que deje dep sitos de plomo cobre zinc o materiales similares sobre ninguna pieza de la secci n caliente ya que esto podr a causar fallo prematuro debido a la carbocementaci n o ataque intergranular Esto incluye l pices de grasa y plomo e Tiza e Varias marcas de tinta e Jaboncillo Las marcaciones permanentes deben realizarse de la siguiente forma e El grabado electrol tico aplicado a trav s de un estarcidor o con una pluma electrol tica especial no es lo mismo que el trazador de arco el ctrico que ha resultado ser inadecuado para el motor de turbina de gas El grabado electrol tico no deber a usarse sobre superficies anodizadas e El troquelado del metal usando un martillo prensa o rodillo limitado a las piezas que tienen menos de una dureza espec fica Marzo 2003 P gina 227 MOTORES DE TURBINA DE GAS A G Rivas 15 21 e El martillado por vibraci n que produce caracteres por medio de una vibraci n con herramienta de puntas curvas El grabado con un cortador giratorio o muela La impresi n por raspado usando una herramienta de punta curva de libre rotaci n El soplado con una sustancia abrasiva sobre un estarcidor El marcado a fue
17. ging Desplazamiento del material de una superficie por la acci n de corte o rasgado La causa habitual es la presencia de cuerpos extra os relativamente grandes entre piezas en movimiento Acanaladura grooving Surcos redondeados y suaves como marcas de rasgado cuyos afilados bordes han sido pulidos Las causas habituales son desgaste concentrado movimiento relativo de las piezas anormal o piezas fuera de alineado Inclusi n inclusion Material extra o en el metal La inclusi n en superficie est indicada por motas o l neas negras La causa habitual es una discontinuidad en el material Las inclusiones de superficie y pr ximas a la superficie pueden detectarse durante la inspecci n magn tica por agrupamiento de las part culas magn ticas El examen de una fractura por fatiga puede revelar una inclusi n en el punto focal Marzo 2003 P gina 233 MOTORES DE TURBINA DE GAS A G Rivas 15 21 Surcos guttering Erosi n concentrada y profunda La causa habitual es el alargamiento de una grieta o defecto por quemadura debida a llama o gases calientes Muesca nick Marca pronunciada causada por impacto de una pieza contra otro objeto met lico Las causas habituales son descuido en el manejo de las piezas o herramientas antes o durante el montaje o arena o part culas extra as finas dentro del motor durante el funcionamiento Golpeteo peening Deformaci n de la superficie La causa habitual es el impacto de un objeto extra o c
18. go usado sobre piezas no met licas tal como pl stico baquelita etc En todos los casos deben seguirse las recomendaciones del fabricante La revisi n general del motor puede dividirse en las siguientes etapas Desmontaje Limpieza Inspecci n Reparaci n Montaje Prueba Almacenamiento DEO OT RON Desmontaje El desmontaje se puede llevar a cabo sobre una plataforma de desmontaje vertical u horizontal Figura 21 12 Algunos motores pueden desmontarse usando uno u otro m todo mientras que otros siguen un procedimiento particular Despu s que el motor es descompuesto en sus componentes principales muchos de los subconjuntos se instalan sobre plataformas individuales para trabajar sobre ellos posteriormente Son necesarios una gran cantidad de Util de suspensi n de la secci n de combusti n SAA E A Ps na ta SPERRE LP EPE ie ES EE Plataformas de desmontaje a El desmontaje vertical sobre un elevador mantiene el trabajo al nivel id neo b Desmontaje vertical de un General Electric J79 sobre una plataforma giratoria c Desmontaje horizontal de un Pratt 4 Whitney JT3 1 Fig 21 12 tiles especiales para asegurar el desmontaje sin da ar el material Con frecuencia el conjunto de estos tiles puede costar tanto como el motor Marzo 2003 P gina 228 MOTORES DE TURBINA DE GAS A G Rivas 15 21 Cada fabricante edita un manual completo y detallado que debe seguirse el cual da un procedimiento de des
19. has calientes localizadas en la c mara de combusti n e Desm ntese la c mara de combusti n e inspecci nese por grietas e indicaci n de manchas calientes localizadas Si existen grietas que exceden el l mite permisible la c mara tendr que ser reparada por un equipo autorizado por el fabricante del motor e Desm ntese el anillo de labes gu as de entrada en turbina y cuidadosamente exam nese el estado de todos los labes gu as e M dase la holgura entre la punta de los labes de turbina y el alojamiento y la holgura entre el disco de turbina y el cono de escape ambas medidas son cr ticas Marzo 2003 P gina 236 MOTORES DE TURBINA DE GAS A G Rivas 15 21 e Desm ntese la rueda de turbina y exam nense todos los labes por si hubiese trazas de da os y erosi n en las puntas Las grietas de ruptura por esfuerzo que aparecen perpendiculares a los bordes de ataque y salida son uno de los tipos de da o m s comunes La ondulaci n de los bordes de ataque o salida es una indicaci n de sobretemperatura Las ruedas de turbina da adas no pueden repararse al nivel de campo pero pueden repararse en talleres autorizados especializados en este tipo de trabajo Cuando todas las piezas da adas se han reparado o se va instalar un modulo de sustituci n compru bense las piezas de sustituci n cuidadosamente y m ntese el motor H gase un rodaje de calibraci n con la misma instrumentaci n de prueba usada en el rodaje de pr
20. inorg nicos que requieren desplazamiento para la inspecci n de las superficies subyacentes o eliminar los revestimientos deteriorados inadecuados para otro rodaje de motor La selecci n de los materiales de limpieza y de los procesos usados para cada pieza se determina por la naturaleza de la suciedad tipo de metal tipo de revestimiento y el grado de limpieza necesario para una completa inspecci n y el subsecuente proceso de reparaci n No a todas las piezas hay que quitarles el revestimiento hasta el metal base ni hay que eliminar todas las manchas de las piezas chapadas Es mas algunas soluciones y o procedimientos quitar n el revestimiento atacar n a las piezas chapadas o causar n reacciones indeseables con el metal base Por ejemplo el titanio no deber a limpiarse con triclorotileno u otros compuestos a partir del cloro para evitar la posibilidad de corrosi n asociada con la acci n de materiales que contienen cloro en reas de ajuste prieto Las soluciones para limpieza van desde los com nmente usados disolventes org nicos tal como los lavados y pulverizados con petr leo para el desengrase y limpieza general las soluciones de vapor desengrasante tal como el triclorotileno y los disolventes de carb n para los dep sitos de carb n dif ciles hasta los materiales de limpieza menos familiares La limpieza con vapor puede usarse en piezas que no requieren limpieza qu mica o mec nica y donde no es necesario quitar los acabados d
21. montaje paso a paso y que tambi n muestra donde y como usar los tiles especiales Se incluyen los avisos y precauciones adecuadas donde son necesarios para minimizar posibles da os al personal y al motor Para muchas piezas tales como cojinetes y sellos de carb n que requieren un manejo especial se dan instrucciones especiales Otras piezas deben volver a montarse en sus posiciones originales por lo tanto deben etiquetarse y marcarse seg n sea el caso Los sellos que no sean del tipo de carb n no se pueden volver a usar muchos sellos de goma est n hechos para que se expandan en contacto con el combustible o el aceite Una vez que estos tipos de sellos de goma se han desmontado no se podr n volver a encajar en sus ranuras originales En el proceso real de revisi n la informaci n contenida en el manual est con frecuencia incluida en una serie de tarjetas de trabajo o dentro de un programa de ordenador Limpieza La limpieza del motor est dise ada para llevar a cabo una serie de puntos 1 Permitir un examen completo de los componentes en lo que respecta a defectos del uso y cambios en las dimensiones producidos por la erosi n y el desgaste 2 Eliminar los dep sitos que afectan adversamente al rendimiento en el funcionamiento de las piezas del motor 3 Preparaci n de las superficies para los procesos de reparaci n y recuperaci n tal como chapado soldadura y pintura 4 Eliminar los distintos revestimientos org nicos e
22. n torqu metro Cuando se o Ela SE gt usan adaptadores tales como los de las figuras 21 16 puede calcularse la indicaci n del torqu metro necesaria para obtener el apriete espec fico en el adaptador usando la formula adecuada Cuando se usa un adaptador Fig 21 16 El adaptador alarga el brazo de la llave que a ade longitud al brazo del torqu metro la indicaci n necesaria del torqu metro para un apriete espec fico en el adaptador se calcula usando la formula TaeL Tw Apriete indicado en el torqu metro L E Ta Apriete aplicado en el adaptador L Longitud de palanca del torqu metro E Brazo del adaptador Tw Cuando el adaptador acorta el brazo del torqu metro la indicaci n necesaria para el apriete espec fico en el adaptador se calcula usando la formula TAs Tw Apriete indicado en el torqu metro Ta Apriete aplicado en el adaptador L E L Longitud de palanca del torqu metro E Brazo del adaptador Tw Marzo 2003 P gina 238 MOTORES DE TURBINA DE GAS A G Rivas 15 21 Lever length inches L Fig 21 17 Este adaptador acorta el brazo de la llave Frenado con Alambre El efecto de la vibraci n sobre la estructura ligera de peso usada en un avi n y sus motores hace que el frenado de todos los elementos de fijaci n sea una funci n importante del mantenimiento en aviaci n Los principios del frenado con alambre son bastante simples pero la habilidad se desarrolla
23. ntre superficies cargadas que tienen movimiento relativo Ara azos scratches Marcas poco profundas y estrechas causadas por el movimiento de objetos o part culas speras a trav s de una superficie Las causas habituales son descuidos en el manejo de las piezas o herramientas antes o durante el montaje o arena o part culas extra as finas dentro del motor durante el funcionamiento Esfuerzos Stresses Cuando se usa en la descripci n de la causa del fallo de las piezas de una m quina los esfuerzos generalmente se dividen en tres grupos compresi n tracci n y cortadura Estas fuerzas se describen como sigue Compresi n Acci n de dos fuerzas opuestas directamente que tienden a oprimir una pieza Tracci n Acci n de dos fuerzas opuestas directamente que tienden a separar una pieza Cortadura Acci n entre dos fuerzas opuestas y paralelas La inspecci n es una parte vital de la revisi n general del motor Sin una inspecci n de calidad no tienen sentido los otros procedimientos de la revisi n Reparaci n Todas las piezas de motor utilizables serviceable deben repararse usando m todos aprobados por el fabricante Las t cnicas de reparaci n var an ampliamente La soldadura se usa extensamente con frecuencia en la reparaci n de las c maras de combusti n y otras Marzo 2003 P gina 234 MOTORES DE TURBINA DE GAS A G Rivas 15 21 piezas del motor se emplea este m todo Tras la soldadura puede ser necesario t
24. o no demasiado tirante El n mero Marzo 2003 P gina 239 MOTORES DE TURBINA DE GAS A G Rivas 15 21 recomendado de vueltas por pulgada depende del di metro del alambre V ase la tabla Fig 21 19 Una vuelta se considera la mitad de un giro completo del trenzador e Aseg rese de que el remate al final del alambre no tiene mas de de pulgada de largo y un m nimo de 4 vueltas C rtese y d blese hacia atr s y por debajo el extremo de remate de manera que no corte o enganche cualquier cosa que se roce con l El frenado con alambre puede hacerse con unos alicates de punta de pico de pato pero el uso de una herramienta de trenzado como la de la figura 21 20 har que el trabajo sea m s r pido y uniforme Fig 21 20 Trenzador reversible Limpieza y Lavado de los Compresores La secci n fr a de un motor turbofan que incluye el fan los compresores y el difusor determina la cantidad de aire suministrado a la c mara de combusti n Cualquier interferencia con el movimiento del aire disminuir seriamente la cantidad de potencia o empuje que el motor puede producir La acumulaci n de suciedad sobre los labes del compresor disminuye el rendimiento aerodin mico y deteriora la actuaci n del motor Los labes de compresor sucios normalmente originan alto EGT y una aceleraci n insatisfactoria Los compresores pueden limpiarse de cualquiera de las dos formas bombardeo con c scara de almendras o lavado l quido
25. omo el que ocurre cuando se golpea repetidas veces con un martillo sobre una pieza Arrollado pickup Rodado del metal o transferencia de metal de una superficie a otra Las causas habituales son el roce de dos superficies sin suficiente lubricaci n la presencia de part culas de polvo entre las superficies bajo presi n durante el montaje piezas prietas con los bordes no da ados o incipiente agarrotamiento de las piezas en rotaci n durante el funcionamiento Acumulado pileup Desplazamiento de part culas en una superficie desde un punto a otro Se distingue del arrollado por la presencia de depresiones en el punto desde el cual el material ha sido desplazado Picadura pitting Peque as cavidades de forma irregular en una superficie de la cual el material ha sido eliminado por corrosi n o desconchado La picadura corrosiva normalmente est acompa ada por un dep sito formado por un agente corrosivo sobre el material base Las causas habituales de la picadura corrosiva son destrucci n de la superficie por la oxidaci n o agente qu mico o por la acci n electrol tica Las causas habituales de la picadura mec nica son las superficies desconchadas debido a sobrecargas o inadecuada holgura o la presencia de part culas extra as Rascado scoring Ara azos profundos hechos durante el funcionamiento del motor por bordes pronunciados o part culas extra as marcas profundas alargadas La causa habitual es la presencia de part culas e
26. ones ultras nicas para detectar grietas ocultas y los rayos X se emplean para las piezas cr ticas Incluido en este m todo se encuentra la inspecci n ocular para comprobar el estado general La inspecci n no dimensional continuar incluso despu s de que el motor est montado por medio del uso de los bor scopos como los mostrados en las figuras 21 8 y 21 9 o usando p ldoras radioactivas de iridio 192 colocadas en el centro del motor y envolviendo con una pel cula el c rter para comprobar la deformaci n warping de los labes gu as de entrada en turbina Inspecci n dimensional La inspecci n dimensional incluye el uso de herramientas mec nicas de medici n tales como micr metros palpadores y otros medidores y sondas especiales as como tiles que usan la luz el sonido o la presi n del aire como medio de medici n La inspecci n por part culas magn ticas fig 21 13 es un m todo no dimensional de comprobaci n de grietas en superficie o bajo la superficie de materiales ferrosos magnetizables Cuando una pieza se magnetiza al pasar una corriente a trav s de ela o coloc ndola en un campo magn tico las dos paredes de cualquier grieta en la pieza que se est comprobando se convierten en polos secundarios d biles Si la pieza est inmersa en una soluci n que contiene finas part culas magn ticas de oxido de hierro o si se hace fluir esta soluci n sobre la pieza las part culas suspendidas tender n
27. pulverizadoras se inyecta en el conducto de entrada una corriente de agua desmineralizada y l quido limpiador El agente activo en el l quido limpiador desprende los contaminantes de Marzo 2003 P gina 240 MOTORES DE TURBINA DE GAS A G Rivas 15 21 manera que puedan pasar inofensivamente a trav s del motor El agente deja sobre el compresor una pel cula inhibitoria de corrosi n para evitar la posterior acumulaci n de dep sitos Luego se enjuaga el agente limpiador pulverizando agua desmineralizada a trav s del motor C rtese el agua y ru dese el motor hasta unas RPM espec ficas para secarle completamente Da os por Ingesti n de Objetos Extra os FOD Adem s de las inspecciones rutinarias otras inspecciones deben efectuarse cuando surgen ciertas condiciones anormales Estas condiciones especificadas en el manual de operaciones pueden ser tan obvias como da os por ingesti n de objetos extra os FOD o tan sutiles como alteraciones de los par metros observadas por el control de la tendencia trend monitoring El FOD Foreing Object Damage es una de las principales condiciones de las que salvaguardarse durante la operaci n del motor de turbina El conducto de entrada de aire act a como un enorme aspirador e ingiere peque os objetos tal como part culas de cemento y piedras de la rampa o utensilios que descuidadamente se han dejado a su alcance Durante el vuelo pueden ingerirse aves e hielo FOD en el fan labes gu
28. ratar con calor a la pieza para eliminar las cargas inducidas por la soldadura y restaurar las propiedades originales del metal Otras piezas pueden restaurarse a sus dimensiones originales por medio de chapado El rechapado por medios electroqu micos o endurecimiento de superficie con capas de plasma pulverizado o con capas de detonaci n de llama se usa para construir bujes y discos y para proteger las piezas del motor que rozan una con otra Por ejemplo a los conductos de salida de la c mara de combusti n en muchos motores se les permite un movimiento limitado para compensar la dilataci n a medida que la temperatura del motor cambia Los m todos de reparaci n conllevan operaciones de todo tipo incluyendo esmerilado armonizaci n y otros procesos abrasivos como trabajo en torno taladrado enderezado pintura etc S el motor contiene remaches estos se reparan o sustituyen seg n se requiera Los casquillos que se encuentran en la secci n de accesorios y en otras piezas del motor se cambian si es necesario Si algunos orificios roscados est n pasados se reparan taladrando pasando la terraja e insertando un casquillo roscado un perno de sobremedida o un helicoil De nuevo el manual de revisi n da un procedimiento de reparaci n detallado y aprobado que debe seguirse para asegurar una vida en servicio o tiempo entre revisiones razonables Reparaci n del Compresor El alcance de las reparaciones de los labes del compresor permi
29. ripci n de un da o Desconchado chipping desprendimiento de peque os trozos de metal No confundirlo con el escamado La causa habitual es una concentraci n de carga debida a muesca ara azo inclusi n golpeteo o manejo descuidado de las piezas Corrosi n corrosion Descomposici n de una superficie por la acci n qu mica La causa habitual es la presencia de agentes corrosivos Grietas craks Fractura parcial La causa habitual es excesivo esfuerzo debido a una sobrecarga repentina extensi n de un corte o ara azo o sobrecalentamiento Una grieta de ruptura por esfuerzo puede aparecer a lo largo del borde de ataque y o borde de salida de los labes rotatorios y de estator de turbina en ngulo recto al borde debido al proceso llamado fatiga de bajo ciclo Abolladura dent Hoyo peque o suavemente redondeado en la superficie Las causas habituales son las sobrecargas concentradas resultantes del golpeteo la presencia de part culas entre superficies sometidas a cargas o los impactos sobre las piezas Acci n electrol tica electrolytic action Descomposici n de las superficies por el intercambio de electrones entre piezas construidas de distintos metales La causa habitual es la acci n galv nica entre metales diferentes Marzo 2003 P gina 232 MOTORES DE TURBINA DE GAS A G Rivas 15 21 Erosi n erosion Eliminaci n de material por el flujo de gases calientes polvo de arena o agentes qu micos V ase surcos
30. rpretar y evaluar las indicaciones La inspecci n visual juega un papel importante en la revisi n del motor de turbina de gas A continuaci n se exponen algunas casos que se pueden encontrar y sus causas Abrasi n abrasion Un rea basta Pueden describirse distintos grados de abrasi n tanto ligeros como acusados dependiendo de la amplitud del reacondicionamiento requerido para restaurar la superficie La causa habitual es la presencia de material extra o fino interpuesto entre superficies en movimiento Arqueo bend bow Distorsi n general en la estructura que se distingue por un cambio local de la forma Las causas habituales son aplicaci n desigual del calor excesivo calor o presi n o fuerzas concretas bajo cargas Marzo 2003 P gina 231 MOTORES DE TURBINA DE GAS A G Rivas 15 21 Abultamiento blistering reas levantadas que indican separaci n de la superficie desde la base Encontrado normalmente en superficies chapadas o pintadas Asociado con escamado o decapado La causa habitual es una uni n imperfecta con la base normalmente agravada por la presencia de humedad gas calor o presi n Rotura break Separaci n completa en dos o mas trozos por la fuerza Las causas habituales son la fatiga o carga repentina Brinelado brinelling Marcaciones encontradas algunas veces sobre la superficie de piezas de cojinetes de bolas o rodillos Las causas habituales son t cnicas inadecuadas de montaje o desmontaje de los
31. s cr ticas parecen estar gast ndose correctamente puede aprobarse una extensi n del TBO Uno de los factores mas importantes en la determinaci n del tiempo entre revisiones es el uso que se le est dando al motor Las paradas y arranques frecuentes o cambios de potencia cambios de ciclos necesarios en los aviones de vuelos cortos resulta en cambios r pidos de temperatura que como consecuencia afectar n al TBO En muchos motores modernos el n mero de ciclos se registra autom ticamente normalmente como una funci n de los arranques y las paradas o el paso por la potencia m xima La mayor a de los fabricantes han adoptado un sistema de marcaci n permanente de las piezas cr ticas del motor tal como los discos de turbina y los labes los cuales est n sujetos a deterioro a trav s de los l mites de ciclos u horas de funcionamiento Una pieza debe apartarse del servicio cuando quiera que bien el n mero de ciclos o de horas alcanza el limite m ximo Los modernos motores de turbina de gas son caros costando algunas versiones mas de varios millones de d lares Es esencial que los operadores en los talleres de revisiones generales mantengan unos registros completos y seguros para garantizar que un componente se desmonte o modifique cuando se requiera y por otra parte que las piezas no se descarten prematuramente Para esto la mayor a de las piezas del motor deben ser identificables Los m todos de marcaci n toman varias formas d
32. s del rea de inspecci n siempre que el rea pueda verse con un acceso en l nea recta Cuando el acceso en l nea recta no es posible el fiberscopio o videoscopio es la soluci n No obstante dirigir la punta de la sonda visora al lugar de trabajo es complicado a veces por la gravedad el recorrido y dificultades de acceso en general A continuaci n se exponen dos ideas socorridas Puede usarse un cord n o hilo de tracci n para superar ciertos problemas En este ejemplo el cord n se introduce en el rea y se usa para tirar de la sonda visora y vencer el peso hasta situarla en el rea de inspecci n Esta t cnica tambi n puede usarse para dirigir la sonda visora dentro de un tubo largo El cord n o til de trabajo trucado deber a atarse detr s del rea de articulaci n de la sonda visora El sistema de inspecci n de la c mara de combusti n de bote anular del motor JT8D es un ejemplo de utilizaci n de un tubo gu a de articulaci n hueco el cuerpo de la sonda visora recorre de un bote a otro a trav s de los tubos de interconexi n de llama Marzo 2003 P gina 242
33. superficie causados por un ambiente corrosivo Grieta Crack Separaci n o fractura parcial motivado por esfuerzo excesivo debido a golpe sobrecarga o fallo de fabricaci n Reparaci n de labe de compresor Marzo 2003 P gina 235 MOTORES DE TURBINA DE GAS A G Rivas 15 21 Termofluencia Creep Alargamiento de un labe ocasionado por un calor excesivo y o continuado y por la fuerza centr fuga Abolladura Dent Hoyuelo peque o suavemente redondeado originado por el impacto con un objeto contundente Rozadura Gall Transferencia de metal de una superficie a otra provocada por un fuerte roce Arrollamiento Gouging Desplazamiento de material de una superficie corte o desgarro causado por la presencia de un cuerpo extra o comparativamente grande entre dos piezas en movimiento Muesca score Ara azo profundo motivado por la presencia de part culas entre las superficies Ara azo scratch Marca estrecha superficial ocasionada por arena o part culas extra a entre las superficies Inspecci n de la Secci n Caliente La secci n caliente de un motor de turbina es el coraz n del sistema Es esta secci n y sus componentes la que extrae la energ a del flujo de gas a alta presi n y extremadamente caliente La secci n caliente consta de los inyectores de combustible las c maras de combusti n los labes gu as de entrada en turbina los rotores de turbina y sus labes y el sistema de escape Estos componentes es
34. t n dise ados y construidos para extraer la m xima cantidad de energ a del combustible y cualquier da o o distorsi n disminuir el rendimiento del componente y del sistema lo suficiente para perjudicar la actuaci n del motor Las inspecciones de la secci n caliente normalmente se requieren bas ndose en horas o ciclos de funcionamiento pero en cualquier momento que la EGT se haga excesiva deber a efectuarse una inspecci n de secci n caliente Normalmente la inspecci n de la secci n caliente puede efectuarse con el motor montado en el avi n Esencialmente consiste en los siguientes puntos e Revisar los registros operativos del motor durante el per odo inmediato anterior a la inspecci n por si hubiese indicaci n de arranques calientes arranques colgados despegues que conlleven condiciones de sobretemperatura o sobrevelocidad O fluctuaciones en la presi n de aceite o del combustible e Con ctense instrumentos de prueba exactamente calibrados y ru dese el motor para comprobar su actuaci n real Reg strense los resultados e S ganse las instrucciones del fabricante al detalle y utili cese las herramientas adecuadas para desmontar la secci n de potencia del motor e Desm ntense las buj as y los inyectores Compru bese el espectro del flujo de los inyectores y l mpiense si el espectro no es el especificado en el manual de mantenimiento del motor Un inyector de combustible parcialmente obstruido ser causa de manc
35. tido por el fabricante del motor se describe en detalle en el manual de servicios del motor Engine Service Manual Los labes se inspeccionan y el da o se eval a para determinar si est dentro de los l mites de reparaci n permitidos Si es excesivo el m dulo del compresor debe enviarse al fabricante o a una empresa de revisiones autorizada para ser reparado Los da os del tipo como el mostrado en la figura 21 15 que est n dentro de los l mites permisibles pueden repararse por armonizaci n El da o se Damage quita con una lima de joyero de corte fino movida paralela a la longitud del labe y luego las marcas de la lima se eliminan con una piedra abrasiva fina Un rea adecuadamente armonizada debe estar tan suave como la porci n sin da ar del labe Los puntos de corrosi n pueden quitarse con una lima fina y las marcas de la lima pueden quitarse con papel de lija fino Si los labes est n doblados no los enderece en su lugar env ese el m dulo de compresor para que se le efect e una reparaci n mayor lt Damage removed by blending Da os T picos a los Elementos del Compresor Arqueo Bow labe doblado ocasionado por objetos extra os Quemadura Burn Da o en la superficie con evidencia de decoloraci n originado por excesivo Fig 21 15 calor Rebarba Burr Borde desigual o mellado provocado por la acci n del esmerilado o corte Corrosi n Corrosion Picaduras y fallos en la
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