Pruebas no Destructivas y Tratamientos Termicos en Tornillos para Rotores de una Turbina Industrial Petrolera Mars 50

Pruebas no Destructivas y Tratamientos Trmicos en Tornillos para Rotores de una Turbina Industrial Petrolera Mars 50.Puntos clave para recopilar datos ms adelante acerca de este proyecto

1ro. Buscar cual era el problema que presentaban los 24X Tornillos, porque, si es muy frecuente, y porque esos tratamientos o pruebas realizadas.

2do. Pedir informacin acerca de la manufactura si los compran algn proveedor ellos los maquinan, o que?

3ro. Si ellos los maquinan apuntar su proceso de manufactura, si no los maquinan ellos, buscar el procesos de cmo se hace un tornillo de esas dimensiones.

4to. Aplicacin de tratamientos trmicos, pruebas no destructivas, tratamientos qumicos, o cmara de arena para limpieza de impurezas.

5to. De ah se pasan a correccin de eje o pruebas no destructivas investigar ese proceso y pues documentarlo con fotos, informacin acerca de las maquinas, lquidos pedir toda la informacin que pueda acerca de estos procesos.

6to. Hacer un anlisis final de los resultados, si alguno de plano se va como scrap pues ver porque lo determinaron de esa manera, entonces retomarlo yo y ver si le puedo hacer alguna prueba por fuera.

7mo. Caracterizar el tornillo, que material, que propiedades maneja, porque ese material, porque esos valores, y hacer un anlisis de fallas.

8vo.

Limpieza con arena plstica a 60Lb (realizar solo en el arena de la rosca)

Se meten a una cmara donde se ingresaron aprox. 60L de arena plstica, para darle una limpieza a todo el tornillo esto con la finalidad de quitar las impurezas, el exceso de material y el carbn que tenia en la rosca del tornillo.

Fueron llevados al rea de rotativos donde se le harn las pruebas necesarias, prximas hacer

Remover recubrimiento de plata nquel proveedor externo Anodimex de MxicoInspeccin con lquidos penetrantes (flourecentes)

S/n

Pruebas no Destructivas y Tratamientos Correctivos de dimetros en Tornillos para Rotores de una Turbina Industrial Petrolera Mars 50.

Porque? Uno de los principales problemas o reparaciones que presentan en la empresa Turbotecnologa de reparaciones es el de los tornillos, ya que estos al estar sometidos a constantes vibraciones o humedad constante en una turbina industrial que suele operar las 24hrs del da pierden su dimetro, se les hace correccin, as como pequeas grietas casi microscpicas que le quitan la vida til al tornillo.

Para esto son sometidos a algunas pruebas no destructivas como lo son, medicin y verificacin de dimetros con medidores de cartulas, lquidos flourecentes penetrantes. Una vez que estos fueron verificados y se comprueba que cuentan con alguna de estas caractersticas que no les permite por norma o por calidad de lo que tienen operando seguirles utilizando, es entonces cuando toman medidas correctivas, como pueden ser tratamientos trmicos en hornos que alcanzan una elevada temperatura, algn tratamiento qumico anticorrosivo, o son sometidos a una cmara donde con una arena especial dependiendo el material o la pieza quita las impurezas, para la correccin del dimetro utilizan la soldadura.

El porque de este articulo es porque yo actualmente me encuentro trabajando en colaboracin con esta empresa, durante mi periodo aqu se me han asignado algunos proyectos, este es el mas grande y el mas tardado, creo que podra abarcar una gran parte del semestre y cumplir con las necesidades para el articulo que necesito presentar para la materia caracterizacin de materiales compuestos en la industria aeroespacial. Puesto que esto me dar un amplio conocimiento de una gran variedad de procesos y pruebas que en algn momento determinante de m carrera profesional tendra que aplicar.

Para llegar a mis objetivos en la elaboracin de mi artculo lo primero ser determinar si los tornillos realmente requieren de todo este tipo de pruebas o tratamientos antes mencionados, para esto fueron evaluados por personas expertas y con aos de experiencia entonces llegaron a la conclusin de que presentaban un dimetro en sus Datums que sobrepasan los limites permitidos del numero de parte, as como correccin en la cabeza del tornillo y en las cuerdas.

Entonces lo siguiente es aplicar los tratamientos y pruebas necesarias para tener resultados que sean tolerados por los limites que nos dan, as como hacer pruebas de medicin para obtener un antes y un despus.

Tabla 1.1

T130 Tie Bolt PN: E206276-1Feb-18-2014

Circular RunoutTotal Runout

(24X) TieboltsDatum ADatum BBodyThreadHead

Serial Number.001 A-B.001 A-B.003 A-B.003 A-B.002 A-B

07189-A09820.0010.0020.0080.0050.005

07189-A16620.00150.00050.0050.0030.007

07189-A18650.0010.00050.0020.0010.01

07189-A18620.00050.000250.00150.00250.0035

07189-A09830.0010.00050.00250.0050.005

07189-A17250.0010.00060.0030.0020.003

07189-A18420.00300.0030.00010.007

07189-A09470.0010.0010.0030.0030.006

07189-A09520.00150.00050.0060.00510.02

07189-A05320.0040.0020.0040.00250.011

07189-A18330.00050.00050.0020.0010.005

07189-A06550.00050.0010.00550.00250.006

07189-A18430.00050.00050.0010.00350.006

07189-A09270.0010.0010.00150.0030.004

07189-A18640.0010.00020.0030.0040.003

07189-A18590.00150.00070.0020.0030.01

07189-A18840.00020.00050.0030.0020.003

07189-A18510.0010.00050.00350.0020.0015

07189-A09300.0040.00080.0090.0060.003

07189-A18520.0010.00050.0030.0020.0015

07189-A05600.0010.00250.00450.00450.015

07189-A10280.00120.00050.00150.0110.023

07189-A17420.0010.00050.0050.0050.0065

07189-A03950.0020.0010.0030.00350.0075

07189-A10330.0050.00050.0020.0030.0075

Muestra las medidas de los 5 puntos a tomar en cuenta de los (24X) Tiebolts material AS7475, antes de haber aplicado algn tipo de tratamiento.

Cmara de Arena para limpieza de Impurezas (Granalladoras) .

Para solucionar el problema y en pro de evolucionar este proceso tan necesario, fue creado el granallado o shot blasting (proceso industrial mediante el cual se hace limpieza, preparacin y/o texturizado de sus superficies para metales o materiales ferrosos). Antes de que se les aplique cualquier tipo de prueba o tratamiento estos sern ingresados a una cmara de arena donde estarn aproximadamente 30min. El tipo de arena es slica y esto con el fin de quitar las imperfecciones que traen los tornillos cuando llegan a Turbotec, imperfecciones como exceso de carbono, acumulacin de xido y corrosin, estas son las imperfecciones que se encuentran en un Tiebolt al cumplir su vida til en una turbina T50.Pruebas no Destructivas

Inspeccin por lquidos no Penetrantes.

La inspeccin por lquidos penetrantes es un tipo de ensayo no destructivo que se utiliza para detectar e identificar discontinuidades presentes en la superficie de los materiales examinados. Generalmente se emplea en aleaciones no ferrosas, aunque tambin se puede utilizar para la inspeccin de materiales ferrosos cuando la inspeccin por partculas magnticas es difcil de aplicar.

En algunos casos se puede utilizar en materiales no metlicos. El procedimiento consiste en aplicar un lquido coloreado o fluorescente a la superficie en estudio, el cual penetra en cualquier discontinuidad que pudiera existir debido al fenmeno de capilaridad. Despus de un determinado tiempo se elimina el exceso de lquido y se aplica un revelador, el cual absorbe el lquido que ha penetrado en las discontinuidades y sobre la capa del revelador se delinea el contorno de stas.

Las aplicaciones de esta tcnica son amplias, y van desde la inspeccin de piezas crticas como son los componentes aeronuticos hasta los cermicos como las vajillas de uso domstico. Se pueden inspeccionar materiales metlicos, cermicos vidriados, plsticos, porcelanas, recubrimientos electroqumicos, entre otros. Una de las desventajas que presenta este mtodo es que slo es aplicable a defectos superficiales y a materiales no porosos.

Tipos de Lquidos Penetrantes.Segn el color

Penetrantes coloreados: Se inspeccionan a simple vista. Solamente hay que contar con una buena fuente de luz blanca. Tienen menos sensibilidad.

Penetrantes fluorescentes: Se inspeccionan con la ayuda de una lmpara de luz ultravioleta (luz negra). Sin sta son invisibles a la vista. Tienen mayor sensibilidad.

Segn la solubilidad

Penetrantes lavables con agua o autoemulsificables: Para su limpieza y remocin de excesos simplemente se usa agua. Resultan muy econmicos de utilizar.

Penetrantes postemulsificables: No son solubles en agua. Para la remocin de los excesos superficiales se utiliza un emulsificador que crea una capa superficial que se remueve con agua. Es el mtodo con el mayor sensibilidad se obtiene y en el que mayor dominio de cada una de las etapas tiene el operador. Existen dos tipos de emulsificadores: los hidroflicos, de base acuosa, que se utilizan en solucin de agua, en una saturacin determinada por las necesidades del caso; y lipoflicos, de base aceite, que se utilizan tal como los entrega el fabricante.

Penetrantes eliminables con disolvente: Tampoco son solubles en agua. Para su remocin se utiliza un disolvente no acuoso, denominado eliminador. Son muy prcticos de utilizar ya que el solvente generalmente se presenta en aerosol.Normatividad o ASTM

ASTM E165 Standard Test Method for Liquid Penetrant Examination

ASTM E1417 Standard practice for Liquid Penetrant Examination

IRAM 760 Ensayos no destructivos. Acero fundido. Examen por lquidos penetrantes.

IRAM-CNEA Y 500 1001 Ensayos no destructivos. Inspeccin con lquidos penetrantes. Principios generales.

IRAM-CNEA Y 500 1004 Ensayos no destructivos. Lquidos penetrantes. Calificacin y evaluacin de los productos para el ensayo.

IRAM-ISO 12706 Ensayos no destructivos. Terminologa. Trminos utilizados en el ensayo por lquidos penetrantes. Non-destructive testing. Terminology. Terms used in penetrant testing.

En la imagen 1.1 Se explica en que consiste este tipo de pruebas.

1. 1. Corte de un material que presenta una grieta.

2. La superficie del material se cubre con penetrante.3. Se elimina el exceso de penetrante.4. Se aplica el revelador, volvindose visible el defecto.Pruebas de Correccin de Dimetros por medio de Micrmetro de Exteriores.

Este consiste en tomar los 24X Tiebolts y medir los dimetros especificados por el procedimiento de reparacin de esa pieza (T130 E206276-1), esto con el fin de obtener la medida exacta de cada uno de los dimetros, para poder tener una mejor perspectiva del dao que vamos a someter a reparacin y el tipo de tratamiento que necitaremos aplicar, las 24 medidas, 5 por tornillo (24X) ya fueron agregadas en la tabla 1.1 donde muestra la discrepancia que existe con respecto a la tolerancia establecida por la compaa o por las especificaciones del plano del tornillo, con las encontradas al medir con un micrmetro de exteriores con una escala de 10milesimas.Aqu las imgenes del procedimiento para medir cada unos de esos Datums, el cuepo del tornillo, la cuerda y la cabeza.

Mediciones para comprobacin de dimetros de tornillos.

Material del Tornillo.

Este material es un AS7475, que en si es una aleacin de Cobalto-Cromo y Niquel,.Bolts, Cobalt-Chromium-Nickel Alloy, UNS R30159, Tensile Strength 260 ksi, Procurement Specification.

Algunos datos especificos de este material es:

This procurement specification covers bolts made from a corrosion and heat resistant, work-strengthened, cobalt-chromium-nickel alloy of the type identified under the Unified Numbering System as UNS R30159.

The following specification designations and their properties are covered: SAE AS 7475 260 ksi minimum ultimate tensile strength at room temperature; 205 ksi minimum ultimate tensile strength at 1100 F; 140 ksi stress-rupture strength at 1100 F; 135 ksi tension to 13.5 ksi tension fatigue at room temperature; SAE AS 7475-1 260 ksi minimum ultimate tensile strength at room temperature; 132 ksi minimum ultimate shear strength at room temperature.Este material se utiliza principalmente para la industria aeroespacial o para sistemas de propulsin ya que el cromo lo hace resistene a los esfuerzos y el niquel lo de mayor aguante a la corrosin u oxidacin y el cobalto a las altas temperaturas es por eso que la aleacin de estos tres materiales juntos hacen un material de tan alta calidad y resistencia.Vase referencia en http://standards.sae.org/as7475d/

Rectificacin del Radio con Nquel-Plata.

Para este proceso ya teniendo los tornillos y los datums a los que se les aplicara un tratamiento, consiste en rebajarle material 0.001 micras para s poder hacerle una rectificacin con nquel-plata 0.003max 0.001 mnimo en micras de igual manera. Esto para dejar los tiebolts de acuerdo a lo establecido en el plano.

Es de suma importancia que el personal que realice esta tarea tenga experiencia en estas labores ya que al no tener una correcta aplicacin del niquel-plata el tornillo para inmediatamente hacer un scrap, lo cual representara un una perdida econmica para la compaa ya que hablamos que aproximadamente cada tornillo cuenta 350 dolls (24X). Diseo del Tornillo

El diseo del tornillo se hizo en el programa ProE y es llevado directamente a la CNC,