Principales Averías en Turbinas de Gas

Fallos en casa de filtros

Es un fallo importante ya que la caja de filtros se encarga de intentar que el aire entre lo más limpio posible de partículas y objetos extraños al compresor, ya que cualquier objeto por partícula sólida por muy pequeña que sea puede ocasionar graves daños a nuestro equipo, los posibles fallos que se suelen dar son los siguientes:

  • Roturas de filtros.
  • Conductividad alta en agua.
  • Desprendimiento de boquillas, conviene tenerlas atadas con cadenas para sujetarlas bien.
  • Entrada de suciedad por cierre no estanco de la casa de filtros, por ejemplo que no esté bien cerrada la puerta de acceso.
  • Corrosión en la casa de filtros.

Fallos en álabes (compresor y turbina de expansión) 

El fallo en los álabes es un muy delicado ya que los álabes son los encargados de impulsar el aire en el compresor y de aprovechar los gases de combustión para mover la turbina, por lo que están sometidos a esfuerzos y cargas térmicas muy grandes, todo ello girando a altas velocidades, lo que puede provocar que pequeños defectos en su superficie se hagan importantes al poco tiempo, pudiendo llegar a romperse el alabe y provocando un gran desastre en el interior de la turbina, a continuación  a exponer algunos de los más importantes: 
  • Impactos (FOD, Foreign Object Damage y DOD, Domestic Object Damage).
  • Fisuras (cracks).
  • Rotura por velocidad crítica.
  • Pérdida de recubrimiento cerámico (coating loss).
  • Obstrucción de orificios de refrigeración.
  • Corrosión (fretting).
  • Erosión.
  • Roces (Rubbing).
  • Deformación por fluencia térmica (creep).
  • Sobretemperatura (overfiring).
  • Decoloración (en compresor).

Fallos en cámara de combustión 

La cámara de combustión es el lugar donde se produce combustión del combustible con el comburente en ella se pueden alcanzar muy altas temperaturas y presiones, que provocarían la destrucción del metal si este se encontrase desnudo por ello se ha de recubrir de materiales cerámicos y estar refrigerado, siendo este uno de los fallos posibles que se pueden dar en esta parte del grupo, pero también hay otros como los siguientes: 
  • Llama pulsante, provoca una vibración.
  • Pérdida de material en las placas de recubrimiento (TBC spallation).
  • Sobretemperatura en lanzas, provocando su degradación.
  • Sobretemperatura en piezas de transición, lo que puede llevar a su rotura como se muestra en la siguiente imagen.

Fallos del rotor 

El rotor es el elemento que nos une todo el sistema en la turbinas de un solo eje, por lo que un fallo en el es muy importante ya que al unir turbina, compresor, generador y turbina de vapor, el fallo puede ser comunicado a todo el sistema con lo que ello supondría de desajustes y daños. Los posibles fallos que de pueden dar en el rotor son: 
  • Bombeo del compresor, no entra suficiente caudal de aire.
  • Ensuciamiento del compresor.
  • Vibración que puede estar causada por las siguientes circunstancias:
      • Mal estado de sensores de vibración o tarjetas acondicionadoras de señal.
      • Desalineación.
      • Falta de presión o caudal de aceite.
      • Mala calidad de aceite: aceite con agua o con viscosidad inadecuada.
      • Desequilibrio por:
          • Incrustaciones.
          • Rotura de un alabe.
          • Equilibrado mal efectuado.
            • Vibración en alternador o reductor.
            • Fisura en el eje.
            • Curvatura del eje.
            • Cojinetes en mal estado.
            • Defectos en la bancada.
  • Ensalada de paletas, que consiste en una reacción en cadena como consecuencia de la rotura de un alabe o por la introducción de un objeto que provoque la rotura de álabes, pudiendo dejar la turbina como en la siguiente imagen.
  • Una fisura en el rotor, no tiene solución permanente solo temporal. Aparece cuando una grieta superficial progresa, se detecta por el aumento de vibración, que no se corrige con nada, el problema es que no se suele tener un rotor de repuesto, y en muchos casos hay que fabricar uno nuevo, con todo esto hay que tener en cuenta a la hora de seleccionar una turbina, que hay que elegir una turbina cuyo fabricante garantice la disponibilidad inmediata de un rotor. 

Fallos de la carcasa 

La carcasa es la encarga de cubrir el compresor, cámara de combustión y turbina, sirviendo también de soporte a los álabes fijos y móviles, para las conducciones de combustible y los diversos instrumentos, por lo que al ser la encargada de cubrir todo el sistema se debe vigilar su perfecto estado para no tener fugas de aire que nos hagan perder presión, o que provoquen la entrada de objetos extraños, con el consiguiente riesgo para la turbina. Los fallos más comunes son:
  • Fisuras en la carcasa.
  • Fugas de aire por carcasa.
  • Perno bloqueado, los tornillos de sujeción se ha podido quedar soldados en sus agujeros. 

Fallos en cojinetes 

Los cojinetes son unos elementos esenciales, ya que es ahí donde va apoyado el rotor y por tanto todo el sistema, también nos evitan los desplazamientos hacia delante o detrás del sistema, ya que la turbina provoca un empuje. Se utilizan cojinetes antifricción ya que los rodamientos no aguantarían el peso de semejante sistema, los cojinetes tienen una capa de un metal llamado Babit, que permite girar al rotor con un rozamiento muy pequeño, pero es un metal muy delicado que hay que cuidar para evitar su degradación y por tanto el comienzo de posibles problemas. Los posibles fallos que se pueden dar en esta pieza son los siguientes: 
  • Desplazamiento axial excesivo.
  • Fallos en la lubricación.
  • Desgaste del material antifricción.
  • Golpes y daños en material antifricción.
  • Problemas de lubricación:
    • Agua en el aceite.
    • Contaminación.

Fallos de control y de la instrumentación 

La probabilidad de fallo es estable en toda la vida del equipo, pero hay veces que todo el sistema puede estar funcionando bien, pero que sean los sensores que nos tendrían que indicar los fallos los que estén funcionando mal, y nos estén dando falsos fallos que nos podrían hacer parar la central y a la hora de ir a ver la avería ver que todo esta correcto y que ha sido un fallo del sensor que como todo se puede estropear, por lo que para evitar estas falsas alarmas se utiliza el sistema 2 de 3, esto es, tenemos 3 sensores para controlar la misma cosa, solo en caso de que 2 de esos 3 sensores nos adviertan de fallos debemos hacerlos caso, ya que puede ser que si solo fuese uno podría estar averiado.
 
Existen determinados factores aumentan la probabilidad de fallo como son:
  • Temperatura.
  • Humedad.
  • Polvo y suciedad.
  • Tensión de alimentación. 
Los fallos más habituales en el sistema control podemos destacar los siguientes:
  • Sensores de temperatura.
  • Sensores ópticos. 
El fallo más grave en control es el fallo del PLC, un autómata encargado de control, por lo que para mitigarlo en la medida de lo posible se debe hacer: 
  • El PLC debe ser redundante.
  • Toda la instrumentación (incluidos sensores, transmisores y tarjetas de bus de datos) debe tenerse en stock en la planta.

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Ya está disponible la Guía 4: Guía para la implementación de RCM3 en instalaciones. La Guía trata de aportar una vía clara y práctica para la implementación de RCM3 en diversos tipos de instalaciones, identificando las funciones de los equipos analizados, los fallos, sus causas y las medidas preventivas a adoptar para que no se materialicen. 

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El Instituto RENOVETEC de Ingeniería del Mantenimiento, IRIM, ha editado el número 6 de la revista IRIM. 

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