Recuperación de álabes de turbina por soldadura GTAW-TIG

Abstract

La posibilidad de recuperar álabes de turbina, de motores a reacción de aeronaves, deteriorados por fatiga, corrosión e impactos incipientes, durante el uso de los mismos, constituyó ser la hipótesis del presente trabajo. La recuperación de los citados álabes, consistió en eliminar tales daños, la cual tecnológicamente es posible sólo mediante procesos de soldadura por fusión. Para tales propósitos se realizó búsqueda de literatura, tanto a nivel nacional como a nivel internacional, encontrándose información científica y tecnológica sólo para la optimización de procesos de soldadura GTAW-TIG y otras tecnologías. Estas investigaciones fueron realizadas en materiales y piezas nuevas de aleaciones de aluminio, aceros y superaleaciones actualmente en desuso para motores de aeronaves. Bajo este contexto, debido al carácter fronterizo del problema, se diseñó la Matriz de Consistencia para la recuperación de álabes de la superaleacion UDIMET 700 en nuestro país, utilizando el proceso de soldadura GTAW-TIG, tecnología, equipamiento, y personal calificado disponibles en las instalaciones de SEMAN FAP-Lima-Perú. La optimización del proceso de soldadura GTAW-TIG y el sus variables fue realizado en referencia a los modelos matemáticos disponibles en la literatura científica. El diagnóstico del deterioro de los álabes, así como la evaluación de los mismos, antes, durante, y después del proceso de soldadura y los tratamientos térmicos correspondientes, se realizó por microscopia óptica y ensayos no destructivos. La evaluación de la calidad y confiabilidad de los álabes recuperados, se realizó tanto a nivel de laboratorio y banco de prueba de motores a reacción del SEMAN, como a nivel funcional real en aeronaves de la FAP, con resultados satisfactorios que en el tiempo implicaron un tiempo de vida útil adicional de tales álabes, con costo en el orden del 40% del costo de un álabe nuevo de fábrica.

The possibility of recovering turbine blades, aircraft jet engines, deteriorated by fatigue, corrosion and incipient impacts, during the use of them, was the hypothesis of the present work. The recovery of said blades consisted in eliminating such damages, which is technologically possible only by fusion welding processes. For such purposes, a literature search was carried out, both nationally and internationally, and scientific and technological information was found only for the optimization of GTAW-TIG welding processes and other technologies. These investigations were carried out on new materials and parts of aluminum alloys, steels and super alloys currently in disuse for aircraft engines. In this context, due to the border character of the problem, the Consistency Matrix for the recovery of blades of the UDIMET 700 superalloy was designed in our country, using the GTAW-TIG welding process, technology, equipment, and qualified personnel available in the facilities of SEMAN FAP-Lima-Peru. The optimization of the GTAW-TIG welding process and its variables was done with reference to the mathematical models available in the scientific literature. The diagnosis of the deterioration of the blades, as well as the evaluation of them, before, during, and after the welding process and the corresponding heat treatments, was performed by light microscopy and non-destructive tests. The evaluation of the quality and reliability of the recovered blades was performed both at the laboratory and test bench level of SEMAN engines and at the actual functional level in FAP aircraft, with satisfactory results that in time involved a additional life time of such blades, costing on the order of 40% of the cost of a new factory blade.