os principales objetivos eran medir la alineación del eje entre la turbina de gas y el generador, y evaluarla si cualquier realineación de la turbina era necesaria. Realizamos el procedimiento durante una interrupción del mantenimiento en la cual la turbina de gas estaba desapilada, su rotor reparado, y vuelto a montar con por lo menos el 90% de la carga estática en la base.
La turbina de gas fue requerida para ser fijada con respecto al generador por un objetivo compensado de la vertical positiva especificada por el cliente, sin oblicuidad vertical, y ninguna compensación u oblicuidad horizontal. Entramos los datos de las especificaciones del objetivo en el sistema de alineación láser del eje ROTALIGN® ULTRA que decidimos utilizar para este trabajo, en parte para aprovecharnos de la función automática de la evaluación de la tolerancia del sistema.
El cliente nos había informado por adelantado que los ejes de la turbina y del generador de gas no podrían ser rotados.
Las máquinas fueron unidas por un acoplador de acero apto-para-la-ranura que tenía 36” de diámetro, así que decidíamos realizar las medidas de la alineación utilizando soportes magnéticos de deslizamiento especial de acero inoxidable, que son diseñados para deslizar o para moverse alrededor de la circunferencia de los acoples de masa sólida. Por supuesto, cuando los ejes no pueden ser rotados, la calidad de las superficies del acoplador llega a ser extremadamente importante porque afecta directamente la calidad de cualquier lectura de la alineación obtenida. El desafío primario que hace frente el alineador en la búsqueda para obtener buenos datos es superar cualquier excentricidad o fuera-de-redondez en la superficie del acoplador. Antes de que llegáramos, el cliente nos dijo que los acoples de masa sólida fueran desacoplados y que las superficies respectivas del acoplador (axial y radial) estaban en condiciones excelentes. De acuerdo con la información dada a nosotros, formulamos nuestro plan de acción. Llámela el plan A.
Cuando llegamos al sitio de trabajo, encontramos que los acoples de masa sólida estaban desacoplados y separados por exactamente 0.5”, para permitir que la barbilla desuna su asiento. Golpeamos ligeramente una cuña de cobre amarillo en el boquete superior para preservar la separación axial entre los acoples. Cuando examinamos las superficies del acoplador, vimos que no eran `excelente' como habíamos esperado, y preocupados de que esto pudiera afectar la calidad de lecturas que obtuviéramos. El personal en sitio ofreció limpiar y levantar las ralladuras y las rebabas de la superficie del acoplador que entraría en contacto con los soportes de deslizamiento magnéticos. Desafortunadamente, incluso después de trabajar por alrededor de una hora, no vimos mucha mejora a las superficies del acoplador. Decidíamos instalar y procurar tomar una lectura inicial de todos modos, para ver si podríamos conseguir algunos datos significativos.
Instalamos los componentes del sistema de alineación láser, incluyendo los soportes magnéticos de deslizamiento. Puesto que ambos soportes tendrían que ser deslizados o ser movidos individualmente a mano a cada posición de la medida, decidíamos utilizar el modo manual de múltiples puntos de la medida, en vez del modo automático del paso para los ejes desacoplados.
Tomamos dos sistemas de lecturas con esta disposición, dando por resultado la capacidad de repetición pobre, que confirmó nuestros miedos sobre las condiciones superficiales pobres del acoplador. Ambos sistemas de lecturas también exhibieron un valor Estándar de Desviación muy alto (sobre 20 mili pulgadas), que considerábamos totalmente inaceptable. Esencialmente, incluso después de la limpieza y de la limadura, la superficie del acoplador era demasiado áspera para recoger cualquier dato significativo. Era hora para el plan B.
PLAN B
Después de discutir nuestro dilema con personal en sitio, nos dijeron que el eje del generador podría, de hecho, ser rotado independientemente, pero que el eje de la turbina de gas probablemente no podría. Esta nueva información mejoró nuestra perspectiva considerablemente. Decidíamos tomar lecturas desacopladas dejando al emisor del láser viajar con el eje del generador mientras que daba la vuelta, mientras que movimos manualmente el soporte que se deslizaba del receptor alrededor acople de masa sólida de la turbina de gas a cada posición de la medida. Esto sería una mejora extensa que el plan excesivo A porque cualquier imperfección superficial no afectaría el rayo láser emitido, y, esperanzadamente, daría lugar a mejores datos recabados. Continuamos utilizando el modo de múltiples puntos de medida para estas lecturas puesto que nos llevó media hora detener el eje del generador liberado y rotarlo en una rotación completa. Otra razón que elegimos para permanecer con el modo de múltiples puntos era porque puede aumentar la taza promedio del muestreo para compensar el aire caliente o inestable que rodea el acoplador en el sol brillante.
El primer obstáculo a superar en rotar el eje del generador era liberarlo de la fricción estática. Una vez liberado y que subiera el aceite podría ser rotado muy lentamente y suavemente, sin fuerza indebida. Logramos esto tirando en él con 3 toneladas de cadenas ancladas a una columna del edificio y unido a un cable envuelto alrededor del acople de masa sólida del generador y asegurado en un perno que daba vuelta insertada en uno de los agujeros de perno del acoplador. Éste era un trabajo extremadamente arduo en un ambiente muy caliente del verano; una rotación completa del eje requirió por lo menos tres re-posiciones de la honda y del perno, con pausas frecuentes para el descanso y la hidratación de parte del personal de Millwright.
Esta tercera medida también requeriría cambiar la disposición de medida para mover el emisor del láser lejos del acople de masa sólida externo donde podría ser topado por el mecanismo que daba vuelta. Decidíamos entonces unirlo contra la cara del acoplador del generador, detrás y fuera de la manera de daño, usando los soportes magnéticos compactos especiales.
Esto también significó traer el soporte abajo radialmente, mucho más cercano a la superficie del eje. Así no tendríamos que utilizar los postes realmente largos de ayuda para subir sobre el acoplador, nosotros optamos por disparar el rayo láser a través de uno de los agujeros de perno desocupados del acoplador. Esto, alternadamente, requiere mover la parte posterior del soporte del receptor y abajo en el acoplador de la turbina de gas de manera similar, así que nosotros podíamos bajarla bastante para recibir el rayo láser a través del agujero del perno. En este momento, también decidimos cambiar de una conexión de cables entre el receptor del láser del sistema de la alineación y la computadora a una conexión inalámbrica, utilizando el módulo de comunicaciones de Bluetooth®. Esto liberaría al operador de tener que estar al pendiente del cable.
Después de que todo el trabajo implicado para reposicionar los componentes de la alineación, nosotros fuimos desalentados cuando la tercera medida que obtuvimos tenia una inaceptablemente alta Desviación Standard (sobre 8 mili pulgadas). Sin embargo, necesitábamos continuar con un plan que funcionara, así que surgió el Plan C.
PLAN C
Una vez más discutimos el dilema que hacíamos frente con el personal de sitio. En estas discusiones, dijeron que había una posibilidad de rotar el eje de la turbina de gas, pero solamente usando una grúa muy grande con un arreglo de la honda. Debido a las lecturas inaceptables obtenidas hasta ahora, decidíamos solicitar que ambos ejes fueran rotados, sin importar las dificultades implicadas. Cuando la dirección de la Planta aprobó la petición, rodábamos con el plan C.
Ensamblamos los acoples de masa sólida con tres pernos de acero insertados a través de tres de los agujeros de perno del acoplador, teniendo aproximadamente un 0.010” o mayor separación. Después de algunas conversaciones algo intensas entre el personal de Millwright, decidieron la mejor manera de proceder a liberar el eje de la turbina de gas, haciéndola subir en el aceite. Puesto que ningún sistema de aceite de elevación existe en esta turbina de gas, ellos vertieron un aceite lubricante resistente directamente en los cojinetes de la turbina. Como en el pasado ya se había ocupado la grúa ocasionando que el eje de la turbina de gas repentinamente se liberara y rotara muy rápidamente antes de parar otra vez, decidimos al primer intento dar vuelta a los ejes con nuestro mecanismo previamente instalado de cadena.
Dar vuelta a ambos ejes sería una ventaja enorme al tomar las lecturas de la alineación. Sin embargo, esto ahora sujetaría el receptor de golpear una línea de drenado de aceite así como otra obstrucción a la rotación, una radial y una axial. Superamos esta dificultad usando los soportes magnéticos compactos con los postes de ayuda, para permitir despejar las obstrucciones mientras que todavía permitían que el receptor fuera llevado abajo lo bastante para recibir el rayo láser a través del agujero del perno del acoplador.
Ahora para la primera tentativa en rotar ambos ejes juntos. Aplicamos la carga máxima a la caída de cadena, pero el eje de la turbina de gas no se libro. Después de que esta tentativa fallara, decidíamos utilizar un gato hidráulico de 5 toneladas para empujar hacia arriba contra uno de los pernos que daban vuelta apalancados con una barra de acero muy pesada, además de las 3 toneladas de la cadena envuelta alrededor de otro de los pernos que daban vuelta. Para el alivio de todos, esta tentativa combinada tuvo éxito y el eje de la turbina de gas finalmente se libero y comenzó a dar vuelta muy lentamente. Habíamos solicitado anteriormente que los ejes estuvieran rotados por lo menos dos rotaciones completas antes de tomar lecturas, para permitir la mayor parte de la holgura del rotor en el eje de la turbina de gas se purgara hacia fuera y permitir que en el eje de la turbina subiera el aceite. Sin embargo, considerando que estábamos exhaustos, teníamos apremios de tiempo y que nos tomó alrededor de una hora para terminar la primera rotación completa de ambos ejes, decidíamos comenzar a tomar lecturas inmediatamente con la segunda rotación.
Para esta lectura (no 4 en la tabla de la medida) decidíamos continuar utilizando el modo de múltiples puntos de la medida. Habríamos podido utilizar el modo continuo del barrido, que habría necesitado solamente una rotación de 70 grados para conseguir resultados exactos. Preferimos rotar los ejes una vuelta completa, aunque ésta tomo más tiempo para terminar. Estábamos consternados de que la separación en el ajuste de los pernos pudiera ser más grande de lo esperado, y pudiera permitir el suficiente juego rotatorio para que afectara levemente la exactitud de las lecturas. Esto era poco probable, pero aún posible. En todo caso, el modo de múltiples puntos de la medida permitiría utilizar un muestreo más alto del promedio del índice que fuera posible en modo continuo del barrido y también permitiría prolongar la gama de la medida durante las lecturas en el acontecimiento improbable en caso de ser necesario.
El eje de la turbina de gas tenía que liberarse otra vez, y procedimos a tomar lecturas tan pronto como la segunda rotación comenzara. Para estas lecturas el módulo de las comunicaciones de Bluetooth® era un don del cielo, puesto que una conexión convencional haría que por lo menos ocho pies de cable se enrollaran alrededor del acople en cada rotación completa. También, la computadora del láser del sistema de la alineación se podía enlazar y tomar las lecturas hasta 30 pies de distancia, permitiendo que el operador permaneciera apartado del equipo para rotar los ejes.
RESULTADOS – PLAN C FUNCIONA
Vimos inmediatamente una dramática gota en los valores de la Desviación Estándar (abajo a 1.37 mili pulgadas) y considerábamos esta cuarta toma de lecturas ser enteramente exacta y confiable. Sin embargo, algunos problemas de coordinación entre comenzar y parar de los puntos de la rotación y una medición temprana en las lecturas nos condujeron a creer que la calidad de las lecturas podría ser mejorada, y considerábamos imprescindible establecer la capacidad de repetición. Decidimos hacer una revolución completa de los ejes y tomar nuevamente las lecturas. Este sistema el quinto y final de lecturas tomó menos tiempo para terminar puesto que los ejes de la turbina y del generador de gas ahora se habían levantado completamente en el aceite. Observamos otra mejora significativa en la Desviación Estándar de las lecturas (abajo a apenas 0.72 mili pulgadas). Considerábamos esto excelente, y los resultados también probaron consistencia con la cuarta toma de lecturas.
Presentamos esto a la dirección de la Planta y aceptaron los resultados como satisfactorios. Puesto que estos valores bajaron dentro de las tolerancias cliente-especificadas de la alineación en lo que respecta a la especificación del objetivo, la dirección de la planta decidió que no requería de ningún movimiento de realineación en la turbina de gas.
LECCIÓN APRENDIDA
La lección más interesante de este trabajo es la prueba de cómo es esencial en si, si en todo posible, rotar los ejes al tomar lecturas de la alineación, no importa que tan difícil o el tiempo que tarde en llevar a cabo esta tarea. Aunque las condiciones superficiales del acoplamiento sean excelentes, los resultados nunca serán tan buenos como los que sean obtenidas al realmente rotar los ejes. Rotar los ejes permite que la alineación relativa verdadera de las líneas centrales actuales de la rotación sea establecida.
Otra lección aprendida es que cuando la maquinaria crítica y compleja debe ser alineada, es extremadamente importante tener un buen plan, sólido que entre en el proyecto. Cuando los contratistas de la alineación llegan al lugar, deben saber exactamente lo que desean hacer. Pero, igualmente importante para el éxito de un proyecto, es la capacidad de adaptarse, de ser flexible, y solamente solucionar problemas. Un buen equipo de alineación láser es esencial. Una tabla de medidas que permite la comparación de los resultados para la capacidad de repetición y exactitud, así como hacer un promedio de resultados, es también imperativo. En este proyecto particular, los soportes y el hardware de la especialidad, la capacidad inalámbrica de comunicación y un modo de múltiples puntos verdadero de la medida con el reconocimiento automático del ángulo desempeñaron todo un papel vital en capturar datos significativos.
Después de que la revisión de la alineación fuera concluido, el proceso del nuevo ensamble de la turbina de gas fue terminado y el tren del turbogenerador se puso de nuevo en servicio, hubo una aportación significativa en valores totales de la vibración.
