Manual: FAA-H-8083-32A, Aviation Maintenance Technician Handbook Powerplant, Volume 2, Pagina: 10-49
Aircraft Engine: Combustion Section Inspection
Uno de los factores que controlan la vida útil del motor de turbina es la inspección y limpieza de la sección caliente. Se debe enfatizar la importancia de una cuidadosa inspección y reparación de esta sección.
Los siguientes son procedimientos generales para realizar una inspección de la sección caliente (turbina y sección de combustión). No se pretende implicar que estos procedimientos deban seguirse al realizar reparaciones o inspecciones en motores de turbina.
Sin embargo, las diversas prácticas son típicas de las que se utilizan en muchos motores de turbina. Cuando se muestra una holgura o tolerancia, es solo con fines ilustrativos. Siempre siga las instrucciones contenidas en los manuales de revisión y mantenimiento del fabricante correspondiente.
Se debe inspeccionar toda la caja de combustión externa en busca de evidencia de puntos calientes, fugas de escape y distorsiones antes de abrir la caja. Después de abrir la caja de combustión, se pueden inspeccionar las cámaras de combustión en busca de sobrecalentamiento localizado, grietas o desgaste excesivo.
Inspeccione los álabes de la turbina de la primera etapa y los álabes guía de la boquilla en busca de grietas, deformaciones o FOD. Inspeccione también los conductos de salida de la cámara de combustión y la tobera de la turbina en busca de grietas y evidencia de FOD.
Una de las discrepancias más frecuentes que se detectan al inspeccionar la sección caliente de un motor de turbina es el agrietamiento. Estas grietas pueden ocurrir de muchas formas, y la única forma de determinar si están dentro de los límites aceptables o si están permitidas es consultar los manuales de servicio y reacondicionamiento del fabricante del motor correspondiente.
La limpieza de la sección caliente generalmente no es necesaria para una reparación en el campo, pero en áreas con mucha agua salada u otros químicos se debe realizar un enjuague de turbina.
Las partes del motor se pueden desengrasar usando limpiadores tipo emulsión o solventes clorados. Los limpiadores tipo emulsión son seguros para todos los metales, ya que son neutros y no corrosivos.
La limpieza de las piezas con el método de disolvente clorado deja las piezas absolutamente secas. Si no van a someterse a más operaciones de limpieza, deben rociarse con una solución anticorrosiva para protegerlos contra la oxidación o la corrosión.
La sección caliente, que generalmente incluye la sección de combustión y las secciones de turbina, normalmente requiere inspecciones a intervalos regulares. La extensión del desmontaje del motor para realizar esta inspección varía según el tipo de motor. La mayoría de los motores requieren que la caja de combustión esté abierta para la inspección de la sección caliente.
Sin embargo, al realizar este desmontaje, Numerosas piezas asociadas son fácilmente accesibles para su inspección. Nunca se insistirá lo suficiente en la importancia de sostener adecuadamente el motor y las piezas que se van a quitar. La alineación de los componentes que se quitan y se instalan también es de suma importancia.
Después de realizar todas las inspecciones y reparaciones, se deben seguir las instrucciones de ensamblaje detalladas del fabricante. Estas instrucciones son importantes para el mantenimiento eficiente del motor y para la vida útil y el rendimiento finales del motor.
Se debe tener sumo cuidado durante el montaje para evitar que la suciedad, el polvo, las chavetas, el alambre de bloqueo, las tuercas, las arandelas u otros materiales extraños entren en el motor.
Después de realizar todas las inspecciones y reparaciones, se deben seguir las instrucciones de ensamblaje detalladas del fabricante. Estas instrucciones son importantes para el mantenimiento eficiente del motor y para la vida útil y el rendimiento finales del motor.
Se debe tener sumo cuidado durante el montaje para evitar que la suciedad, el polvo, las chavetas, el alambre de bloqueo, las tuercas, las arandelas u otros materiales extraños entren en el motor.
Después de realizar todas las inspecciones y reparaciones, se deben seguir las instrucciones de ensamblaje detalladas del fabricante. Estas instrucciones son importantes para el mantenimiento eficiente del motor y para la vida útil y el rendimiento finales del motor.
Se debe tener sumo cuidado durante el montaje para evitar que la suciedad, el polvo, las chavetas, el alambre de bloqueo, las tuercas, las arandelas u otros materiales extraños entren en el motor.
Materiales de marcado para piezas de la sección de combustión - Marking Materials for Combustion Section Parts
Ciertos materiales se pueden utilizar para el marcado temporal durante el montaje y desmontaje. Consulte siempre la información del fabricante para marcar las piezas.
Se puede usar un tinte de diseño (aplicado ligeramente) o tiza para marcar las partes que están directamente expuestas a la ruta de gas del motor, como las palas y los discos de la turbina, las paletas de la turbina y los revestimientos de la cámara de combustión.
Se puede usar un lápiz de cera para marcar las partes que no están directamente expuestas a la ruta del gas. No use un lápiz de cera para marcar en la superficie del revestimiento o en el rotor de una turbina.
No se recomienda el uso de lápices de aleación de carbono o metálicos debido a la posibilidad de causar un ataque de corrosión intergranular, que podría resultar en una reducción de la resistencia del material y agrietamiento.
Inspección y Reparación de Cámaras de Combustión - Inspection and Repair of Combustion Chambers
Inspeccione las cámaras de combustión y las cubiertas en busca de grietas usando un método de inspección con tinte visible o penetrante fluorescente. Cualquier grieta, muesca o abolladura suele ser motivo de rechazo del componente.
Inspeccione las cubiertas, prestando especial atención al área alrededor de los salientes de drenaje de combustible en busca de hoyos o corrosión.
Al reparar el revestimiento de la cámara de combustión, se deben seguir los procedimientos proporcionados en el manual de instrucciones de reacondicionamiento del fabricante del motor correspondiente. Si hay dudas de que el revestimiento se pueda reparar, debe reemplazarse.
Las cámaras de combustión deben ser reemplazadas o reparadas si dos grietas están progresando desde un borde libre de modo que su encuentro sea inminente y podría permitir que se suelte una pieza de metal que podría causar daño a la turbina.
Se aceptan grietas separadas en el deflector. Las grietas en el cono son raras pero, en cualquier lugar de este componente, son motivo de rechazo del revestimiento. Las grietas en las paletas de turbulencia son motivo de rechazo del revestimiento.
Las paletas de turbulencia sueltas se pueden reparar con soldadura fuerte de plata. Las grietas en el revestimiento frontal que emanan de los orificios de ventilación son aceptables, siempre que no excedan los límites permitidos.
Si dicha horquilla se agrieta o se une con otras, el revestimiento debe repararse. Si dos grietas que se originan en el mismo orificio de aire son diametralmente opuestas, el revestimiento es aceptable.
Las grietas radiales que se extienden desde el interconector y el encendedor de chispa son aceptables, si no exceden los límites permitidos y si dichas grietas no se bifurcan o enlazan con otras.
Las grietas circunferenciales alrededor de las almohadillas de los salientes deben repararse antes de volver a utilizar el revestimiento. Las grietas del deflector que conectan más de dos orificios deben repararse.
Después de largos períodos de funcionamiento del motor, las superficies externas de las almohadillas de ubicación del revestimiento de la cámara de combustión a menudo muestran signos de desgaste. Esto es aceptable, siempre que no se aprecien grietas o perforaciones resultantes del metal.
Cualquier cubierta o cámara que se caiga inadvertidamente sobre una superficie dura o se manipule mal debe inspeccionarse minuciosamente en busca de grietas diminutas que puedan alargarse durante un período de tiempo y luego abrirse, creando un peligro.
Se pueden encontrar partes donde áreas localizadas se han calentado hasta el punto de pandear pequeñas porciones de la cámara. Tales partes se consideran aceptables si la quema de la parte no ha progresado hacia un área soldada adyacente, o hasta el punto de debilitar la estructura de la soldadura del revestimiento.
El pandeo del revestimiento de la cámara de combustión se puede corregir enderezando el revestimiento.
El pandeo moderado y las grietas asociadas son aceptables en la fila de orificios de enfriamiento. Un pandeo más severo que produzca un acortamiento pronunciado o una inclinación del revestimiento es motivo de rechazo. Una vez completadas las reparaciones mediante soldadura, el revestimiento debe restaurarse lo más cerca posible de su forma original.
Boquilla de combustible y conjuntos de soporte - Fuel Nozzle and Support Assemblies
Limpie todos los depósitos de carbón de las boquillas lavándolas con un líquido de limpieza aprobado por el fabricante del motor y elimine los depósitos suavizados con un cepillo de cerdas suaves.
Es deseable que pase aire filtrado a través de la boquilla durante la operación de limpieza para eliminar los depósitos a medida que se sueltan. Asegúrese de que todas las piezas estén limpias. Seque los conjuntos con aire limpio y filtrado.
Debido a que las características de rociado de la boquilla pueden verse afectadas, no se debe intentar limpiar las boquillas raspando con un implemento duro o frotando con un cepillo de alambre. Inspeccione cada componente del conjunto de la boquilla de combustible en busca de muescas y rebabas.
Muchas boquillas de combustible se pueden revisar haciendo fluir fluido a través de la boquilla bajo presión y verificando de cerca el patrón de flujo que llega a la boquilla.
Inspección de disco de turbina - Turbine Disk Inspection
La inspección de grietas es muy importante porque normalmente no se permiten grietas. La detección de grietas, cuando se trata del disco y los álabes de la turbina, es principalmente visual, aunque se pueden usar técnicas de inspección estructural, como métodos penetrantes y otros para ayudar en la inspección.
Las grietas en el disco requieren el rechazo del disco y el reemplazo del rotor de la turbina. Las picaduras leves causadas por el impacto de materias extrañas pueden suavizarse mediante lapidación y pulido.
Inspección de álabes de turbina - Turbine Blade Inspection
Los álabes de turbina generalmente se inspeccionan y limpian de la misma manera que los álabes del compresor. Sin embargo, debido al calor extremo bajo el cual operan los álabes de la turbina, son más susceptibles a sufrir daños.
Usando una luz fuerte y una lupa, inspeccione las palas de la turbina en busca de grietas de ruptura por tensión y deformación del borde de ataque.
Las grietas de ruptura por tensión generalmente aparecen como grietas diminutas en o a través del borde anterior o posterior en un ángulo recto con la longitud del borde.
Las grietas visibles pueden variar en longitud desde un dieciseisavo de pulgada hacia arriba. La deformación, causada por el exceso de temperatura, puede aparecer como ondulación y/o áreas de diferentes espesores aerodinámicos a lo largo del borde de ataque.
El borde de ataque debe ser recto y de espesor uniforme en toda su longitud, excepto en las zonas reparadas con alisado. No confunda las grietas de ruptura por tensión o la deformación del borde de ataque con el daño por impacto de material extraño o con las reparaciones de la hoja.
Cuando se encuentran grietas de ruptura por tensión o deformación de los bordes de ataque de los álabes de la turbina de primera etapa, se debe sospechar una condición de sobretemperatura. Verifique el estiramiento de las palas individuales y la dureza y el estiramiento del disco de la turbina.
Los álabes retirados para una inspección detallada o para comprobar el estiramiento del disco de la turbina deben volver a instalarse en las mismas ranuras de las que se retiraron. Numere las cuchillas antes de quitarlas.
La cubierta exterior del álabe de la turbina debe inspeccionarse en busca de desgaste del sello de aire. Si encuentra desgaste en la cubierta, mida el grosor de la cubierta en el área desgastada.
Utilice un micrómetro u otro dispositivo de medición adecuado y preciso que garantice una buena lectura en la parte inferior de la ranura de desgaste comparativamente estrecha.
Si el espesor radial restante de la cubierta es menor que el especificado, se debe reemplazar la cuchilla estirada. Los requisitos típicos de inspección de la hoja se indican en la figura.
La curvatura de la punta de la hoja dentro de un área de media pulgada cuadrada en el borde delantero de la punta de la hoja es generalmente aceptable si la curvatura no es pronunciada. El alabeo es aceptable en el borde posterior si no se extiende más allá del área permitida.
Cualquier doblez pronunciada que pueda provocar grietas o que se rompa una pieza del álabe de la turbina es motivo de rechazo, a pesar de que el rizo puede estar dentro de los límites permitidos. Cada pala de turbina debe ser inspeccionada en busca de grietas.
Procedimiento de reemplazo de palas de turbina - Turbine Blade Replacement Procedure
Los álabes de turbina son generalmente reemplazables, sujetos a limitaciones de peso de momento. Estas limitaciones están contenidas en las instrucciones técnicas aplicables del fabricante del motor.
Si la inspección visual del ensamblaje de la turbina revela varios álabes rotos, agrietados o erosionados, reemplazar todo el ensamblaje de la turbina puede ser más económico que reemplazar los álabes dañados.
En la construcción inicial de la turbina, un juego completo de 54 álabes hechos en pares codificados (dos álabes con las mismas letras de código) se coloca sobre un banco en orden decreciente de momento de peso.
Las letras del código, que indican el balance de peso de momento en onzas, están marcadas en la cara posterior de la sección de abeto de la hoja (visto la hoja como instalada en el ensamblaje final del motor).
El par de álabes que tiene el peso de momento más pesado está numerado 1 y 28; el siguiente par de hojas más pesado está numerado 2 y 29; el tercer par más pesado está numerado 3 y 30.
Esto continúa hasta que se hayan numerado todas las hojas. Marque un número 1 en la cara del cubo en el disco de la turbina. Luego, el blade número 1 se instala junto al número 1 en el disco. Luego, las hojas restantes se instalan consecutivamente en el sentido de las agujas del reloj, visto desde la cara posterior del disco de la turbina.
Si hay varios pares de álabes con las mismas letras de código, se instalan consecutivamente antes de pasar a la siguiente letra de código.
Si es necesario reemplazar una cuchilla, también se debe reemplazar la cuchilla diametralmente opuesta. Los programas de computadora generalmente determinan la ubicación de las palas de turbina para las ruedas de turbina en los motores modernos.
Inspección de la paleta de la guía de entrada de la boquilla de la turbina - Turbine Nozzle Inlet Guide Vane Inspection
Después de retirar los componentes requeridos, las palas de la turbina de la primera etapa y las paletas de la boquilla de la turbina son accesibles para su inspección. Deben respetarse los límites de las palas especificados en el manual de instrucciones de revisión y servicio del fabricante del motor.
La figura muestra dónde suelen ocurrir las grietas en el conjunto de la tobera de una turbina. Se permiten muescas y abolladuras leves si la profundidad del daño está dentro de los límites.
Inspeccione las paletas de la boquilla en busca de muescas o grietas. Las muescas pequeñas no son motivo de rechazo de la paleta, siempre que dichas muescas se mezclen suavemente.
Inspeccione los soportes de las paletas de la boquilla en busca de defectos causados por el impacto de partículas extrañas. Use una piedra para difuminar cualquier muesca dudosa hasta lograr un radio suave. Al igual que los álabes de turbina, es posible reemplazar un número máximo de álabes de tobera de turbina en algunos motores.
Si se dañan más de los álabes máximos, se debe instalar un conjunto de álabes de boquilla de turbina nuevo. Con el tubo de escape (tobera de escape) retirado, se puede inspeccionar la etapa trasera de la turbina en busca de grietas o evidencia de estiramiento de las palas. También se pueden inspeccionar etapas de toberas adicionales con una luz intensa mirando a través de la turbina de la etapa trasera.
Liquidaciones - Clearances
La verificación de las holguras es uno de los procedimientos en el mantenimiento de la sección de turbina de un motor de turbina. El manual de servicio y reacondicionamiento del fabricante brinda los procedimientos y tolerancias para verificar la turbina.
Las holguras de la turbina que se miden en varios lugares se muestran en las figuras. Para obtener lecturas precisas, se deben usar herramientas especiales provistas por cada fabricante como se describe en las instrucciones de servicio para motores específicos.
Sección de escape - Exhaust Section
La sección de escape del motor de turbina es susceptible al agrietamiento por calor. Esta sección debe inspeccionarse minuciosamente junto con la inspección de la sección de combustión y la sección de turbina del motor.
Inspeccione el cono de escape y la boquilla de escape en busca de grietas, deformaciones, pandeo o puntos calientes. Los puntos calientes en el cono de cola son una buena indicación de una boquilla de combustible o una cámara de combustión que no funcionan correctamente.
Los procedimientos de inspección y reparación de la sección caliente de cualquier motor de turbina de gas comparten similitudes con los de otros motores de turbina de gas.
Una diferencia habitual es la nomenclatura aplicada a las distintas partes de la sección caliente por los diferentes fabricantes. Otras diferencias incluyen la forma de desmontaje, las herramientas necesarias y los métodos y límites de reparación.