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Title: Procedimiento de construcción por soldadura de álabes móviles de la turbina Francis de eje vertical de la Central Hidroeléctrica Agoyán
Authors: Zhañay Zhañay, Kléber Alejandro
Advisor: Reinoso Avecillas, Fran Zhovani
Keywords: SOLDADURA
TURBINAS HIDRÁULICAS - MANTENIMIENTO Y REPARACIÓN
ACERO INOXIDABLE
Issue Date: Jun-2006
Description: La Central Hidroeléctrica Agoyán; es una de las más importantes centrales de generación hidroeléctrica del Ecuador, siendo ejecutada en el período 1982-1987; en su tipo es la segunda más grande del país. Siendo su generación de 156 MW., que alimenta al Sistema Nacional Interconectado (SIN) y está concebida como parte del aprovechamiento del potencial hidrográfico del río Pastaza, cuyo caudal es embalsado mediante una presa de hormigón armado a gravedad. El agua es conducida a través de un túnel de carga, a una tubería de presión con un caudal de 120m³/s, alimenta a Casa de Máquinas subterránea en donde se ubican dos unidades electro generadoras de tipo Francis de eje vertical de potencia nominal 78MW cada una, con una velocidad de 225 r.p.m. y dos generadores de 85MA respectivamente. MITSUBISHI HEAVY INDUSTRIES, industria japonesa que es la fabricante de la TURBINA FRANCIS de eje vertical, cuyos elementos son estudios de análisis de diseño propios y que están funcionando en la Central Agoyán por 18 años. Sin lugar a duda el costo de fabricación, importación, y el tiempo son muy costosos, demorados y largos respectivamente; hace que con tres años de anticipación se haga la solicitud de construcción a la industria japonesa, por lo cual se cambian cada seis años por otros nuevos en un llamado mantenimiento mayor (Overhaul). Al observar estos elementos en los patios, la Central Agoyán, se han propuesto en un tiempo corto reconstruir los álabes móviles de la Turbina Francis, recuperando la materia prima y reduciendo su costo a un 65% de su costo original y tiempo. La guía del procedimiento de reconstrucción por soldadura de álabes móviles de la turbina Francis de eje vertical de la Central Hidroeléctrica Agoyán, se establece mediante el estudio de los siguientes factores. En el primer capítulo. Centrales Hidroeléctricas de tipo Turbina Francis de eje vertical como de la Central Agoyán, con sus parámetros operativos de regulación manteniendo una eficiencia buena cuando los elementos mecánicos principales como: rodete, cono, flauta, álabes móviles, facing plate (chapas opuestas), anillos de desgaste entre otros, se encuentran en buen estado, pero esta va disminuyendo con el desgaste. La Central Agoyán posee los diseños de dichos elementos con sus respectivos ensayos y certificaciones de calidad, las cuales deben ser verificadas; esto nos permite comparar y evaluar trabajos en el mantenimiento de la central. Las dimensiones de estos elementos son grandes y voluminosos siendo únicos a excepción los álabes móviles, en un juego de veinte unidades, por turbina, tiene un perfil hidrodinámico de diseño propio, dada por los fabricantes japoneses en Turbinas Francis, este componente en particular se realizará el análisis de reconstrucción por soldadura. El capítulo segundo. Metalurgia del acero inoxidable. La erosión y el desgaste en los elementos de la turbina son producidas por la mala calidad del agua represada del río Pastaza que tienen un alto contenido de sedimentos; siendo este bastante consistente; sufren desgaste por la abrasión de todos estos componentes principales de la Turbina que son de acero inoxidable, este tiene sus propias características mecánicas, tecnológicas y químicas, por lo cual es necesario conocerlo su metalurgia para poderlo tratar para recuperar las formas originales de diseño de este elemento llamado álabe. Los álabes móviles son de acero inoxidable martensítico cuyo comportamiento de durabilidad ha sido bajo, debido a la presencia de los sedimentos, desgastando su perfil hidrodinámico, la solución a este problema es mejorar su resistencia a los abrasivos en forma conjunta ya que no se puede mejorar un solo elemento mientras otro será de sacrificio dentro de la turbina Francis. Capítulo tercero. Procedimiento de soldeo. Mediante el procedimiento de soldadura con un aporte igual al material base, recuperando el perfil hidrodinámico, se establece una guía en forma orientada, estudiada, analizada y evaluada. La tecnología en soldaduras de arco, MIG, TIC, evolucionan constantemente, obliga a conocer los nuevos avances para poner a disposición para la reconstrucción por soldadura de los álabes móviles. Es necesario remodelar y orientar de acuerdo a los procedimientos técnicos de la soldadura. Además podemos acotar que la central cuenta con equipos de inspección, medición y ensayos para los distintos elementos en la turbina para su análisis y así determinar su aceptación. En el capítulo cuarto. Establece la Guía del proceso de reconstrucción por soldadura del álabe móvil de la turbina Francis de eje vertical de la Central Hidroeléctrica Agoyán, en el cual involucra aspectos como: procesos, técnicas, tecnología, suministros, edificios, personal, etc., que afectan directamente en la recuperación del álabe móvil, todos estos deben estar dispuestos y disponibles para un flujo continuo en el proceso de recuperación del perfil hidrodinámico del álabe. En el capítulo cinco. Coste de la reconstrucción por soldadura. La Central Agoyán tiene que anticipar la compra al fabricante MITSUBISHI HEAVY INDUSTRIES, en un año y su costo estimado es de 880.000$ dólares para el juego de veinte alabes móviles a lo que hay que agregar su importación. Mediante el costeo se estable el coste por la recuperación de los álabes móviles se reduce considerablemente ya que se recupera la materia prima. La innovación de tecnología, designar recursos; considerar una planificación de flujo de capital ordenado, se desarrolla un proyecto viable. Considerar aspectos metodológicos eficaces y sencillos de aplicar, es el interés de este proyecto, platear soluciones rápidas, optimizando recursos y sin lugar a duda con calidad; con un trabajo profesional y ético podremos salir adelante en el desarrollo de nuestro país ECUADOR.
URI: http://dspace.ups.edu.ec/handle/123456789/1027
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