Inspección de álabes de turbina in-situ mediante phased array matricial

Abstract

Las turbinas de vapor son utilizadas en centrales eléctricas para extraer la energía del vapor generado por fuentes de calor tales como reactores nucleares, combustibles fósiles y calor remanente de otros procesos, entre otras. Las turbinas de vapor generalmente se estructuran con etapas de alta a baja presión. Cada etapa contiene un rodete de álabes aerodinámicos radiales que aumentan su longitud con el avance de las etapas. Debido a las elevadas tensiones y condiciones de operación, resulta necesario garantizar la integridad de los álabes, en particular los ubicados en la última etapa del rotor de baja presión (rueda L0), para lograr la mayor disponibilidad operacional del sistema. Este trabajo expone los estudios realizados para obtener una estrategia de inspección de los álabes de la etapa L0, capaz de ser aplicado in-situ durante la ventana temporal de una parada de mantenimiento programado. Para lograr este objetivo, primero se realizaron análisis por el método de elementos finitos (FEM) de las zonas críticas de los álabes L0, con el fin de identificar el tamaño de fisura crítica, los puntos de inicio de fisuras, e intervalos necesarios de inspección. Luego, en base a esta información, se desarrolló el método de Ensayo No Destructivos (END) empleando tecnología phased array (PAUT) con un transductor matricial (2D) diseñado especialmente para este caso.