I+D+I en reparación de álabes de compresor

08/09/2010

En nuestro Taller de Motores estamos poniendo en marcha un innovador proyecto para la reparación de álabes de compresor. La técnica que se va a utilizar es la soldadura láser, un proceso exclusivo que Iberia Mantenimiento está implantando gracias a la colaboración de dos de los fabricantes de Motores con más renombre, y con el apoyo de compañías españolas como Danobat-Ideko, encargada de la célula de mecanizado y soldadura, el corazón del proyecto.

Los álabes son una de las piezas más importantes del motor. Tienen forma de “aleta” y su función es comprimir el aire que entra en el motor para transformarlo en empuje después del proceso de combustión y expansión de los gases en la turbina. Son elementos sometidos a unas duras condiciones medioambientales y físicas de funcionamiento, motivo por el cual sus daños son, frecuentemente, una de las causas de bajada de motor, es decir por lo que los motores tienen que pasar por el taller.

Los álabes pueden sufrir dos tipos de desgaste susceptibles de reparación, el desgate en el borde de ataque y el degaste en la punta. En el primer caso, dado el elevado coste de la reparación y el poco volumen de álabes afectados, se sustituye por uno nuevo, mientras que en el segundo caso, sí se aborda la reparación.

El Taller de Motores de Iberia subcontrataba tradicionalmente la reparación de los álabes pero, desde que en 2008 adoptó el Plan 200!, uno de sus principales objetivos ha sido poder realizar la reparación de estos “in home” es decir, hacerlo por la propia compañía. Esto supone una ventaja estratégica frente a sus competidores puesto que es uno de los pocos talleres en el mundo con la tecnología necesaria para hacerlo. El taller de Motores de Iberia no trabaja sólo para la propia compañía si no que está muy enfocado al mercado de terceros, su producción es 70% a clientes y 30% Iberia. Por eso este proyecto es una gran ventaja competitiva, porque permite ofrecer a sus clientes algo exclusivo y que realiza “in home”, lo que se traduce en reducción de costes y menor tiempo de espera.

La reparación de álabes lleva varias etapas. A grandes rasgos distinguimos cuatro, limpieza e inspección, reparación y mecanizado en la célula de soldadura láser, tratamientos superficiales y térmicos y verificación final de que todo se ha realizado correctamente para que cada alabe tenga su mejor rendimiento. Este proceso puede llevar cerca de tres días.

Primero se desmodula el motor, y en el módulo del compresor se retiran todos los álabes del compresor.

Cuando los álabes han sido desmontados, lo primero que se hace es una operación de limpieza, ya que por la posición en la que se encuentran y la temperatura a la que se ven sometidos, las impurezas del aire se van depositando en los alabes. Después se realiza una primera inspección dimensional, muy rigurosa, en la que se comprueban todas sus dimensiones y el estado general del álabe, determinándose si el álabe es útil, susceptible de reparar, o bien, es declarado inútil (Scrap).

Una vez limpios, inspeccionados y declarados reparables pasan a la célula de soldadura láser y mecanizado, donde se hacen tres operaciones: primero la célula los corta a una determinada longitud a fin de eliminar cualquier daño que posea en la punta; después se recrece la parte que se ha eliminado y finalmente en otro centro de mecanizado, se da la forma definitiva del perfil aerodinámico y lo vuelven a dejar en su perfil real o concreto.

Por último hay que terminar de pulirlos, dar unos tratamientos, tanto térmicos como superficiales, específicos a las superficies aerodinámicas y en el propio pie a fin de restablecer sus características mecánicas, de resistencia a fatiga, etc. Por supuesto entre todos estos procesos hay intercalados técnicas de inspección no destructiva, como la inspección por rayos X en sistemas digitales, que pocas empresas aplican.

Curiosidades: los álabes en cifras

  • El precio de un solo álabe está cerca de los 300 dólares y su reparación tiene un costo aproximado 120 dólares.
  • Un motor cuenta con unos 700 álabes de compresor que están situados de mayor a menor tamaño aguas abajo del motor.
  • La reparación de la punta  es susceptible de reparar 4 veces, después pasan a ser “Scrap” (inútiles). El 20% de la producción se declara “Scrap”.
  • En un año  cerca de 40.000 álabes pasan por el Taller de Motores de Iberia, correspondientes a los 190 motores que actualmente  pasan al año por el taller.
  • Existen dos tipos de álabes los 2D y los 3D, la diferencia es una cuestión geométrica. Hoy en día se utilizan los denominados 3D que cuentan con un perfil aerodinámico más pronunciado que da mayor  rendimiento.