Impresión 3D para turbinas de gas industriales de alto rendimiento

La turbina de gas consta de una entrada de aire, un compresor, una cámara de combustión, una turbina y una salida de gas caliente. El aire que pasa por el motor es comprimido por el compresor. En la cámara de combustión, el aire comprimido se mezcla con combustible y se quema para aumentar la energía cinética del flujo. En la turbina, la energía cinética del flujo se convierte en energía mecánica. Esta energía mecánica se utiliza para hacer girar el compresor y el generador de la turbina de gas (para generar electricidad) u otros equipos accionados (por ejemplo, el compresor para bombear el gas/petróleo a través de las tuberías). Durante el funcionamiento, los componentes del recorrido del gas caliente del motor están expuestos a altas temperaturas, a veces superiores a 1.000°C (por ejemplo, álabes y paletas). Esto, a su vez, provoca un alto nivel de desgaste de los componentes del recorrido de los gases calientes. 

Lo mismo ocurre con la punta del quemador, el punto en el que se produce la ignición de la mezcla de combustible y aire. Aquí, los efectos del desgaste pueden verse y medirse claramente. El fabricante llevó a cabo pruebas rigurosas para establecer un periodo de funcionamiento prescrito tras el cual los quemadores normalmente necesitan ser reparados.

El procedimiento de reparación convencional requería la prefabricación de grandes secciones de la punta del quemador.

Esta unidad prefabricada se utiliza para sustituir la punta del quemador una vez transcurrido el tiempo de funcionamiento especificado (cortar la antigua y soldar la prefabricada). El procedimiento de reparación convencional puede llevar mucho tiempo e implicar un número significativo de subprocesos y exámenes. Para ayudar a simplificar y acelerar el procedimiento de reparación, Siemens implantó la tecnología de fabricación aditiva.

Las cifras, los datos y los hechos detallan claramente el éxito del nuevo proceso de reparación. Siemens ENERGY podrá influir significativamente en la preocupación central: la reducción del plazo de reparación: para el operador es igualmente importante que las turbinas estén rápidamente listas para volver al servicio. Esto también abre oportunidades adicionales para posibles reducciones de costes en relación con el proceso de reparación, así como con el mantenimiento.

Además de mejorar su propio proceso de reparación, Siemens puede ofrecer ahora a sus clientes ventajas estratégicas: Gracias a este nuevo proceso, los expertos pueden introducir mejoras en la tecnología de las turbinas integrando los componentes en el proceso de reparación. De este modo, los operadores pueden hacer uso de la última tecnología, aunque sus turbinas lleven años en servicio. 

El Dr. Vladimir Navrotsky, Director de Tecnología e Innovación de Siemens Energy Service, Oil & Gas and Industrial Applications, resume: "Con esta nueva tecnología de reparación pretendemos realizar estos trabajos de alta precisión mucho más rápidamente".

No sólo la filial sueca de Siemens considera el proyecto un logro significativo. "Hemos impulsado con éxito nuestra tecnología en el ámbito de la reparación. Hemos demostrado que somos capaces de modificar nuestro sistema rápidamente para satisfacer los requisitos específicos del cliente. En este caso, las modificaciones tanto del hardware como del software han sido significativas. Todos los implicados pueden mirar atrás con satisfacción, no sólo por el resultado final, sino también por el camino recorrido para conseguirlo", afirma Stefan Oswald, de EOS.