3 méthodes éprouvées pour restaurer les aubes de votre turbine à vapeur de dernière étape comme neuves

Le remplacement des aubes du dernier étage de la section basse pression d'une turbine à vapeur peut être extrêmement coûteux. Il s'accompagne généralement de longs délais de livraison, en particulier dans un contexte de problèmes de chaîne d'approvisionnement de plus en plus fréquents.

Et si vous pouviez réaliser des économies allant jusqu'à 60 % et réduire votre temps d'arrêt sans perdre en efficacité ni sacrifier l'intégrité des lames ?

C’était le sujet d’un webinaire que nous avons récemment donné en partenariat avec Combined Cycle Journal .

Ian Saeger, responsable de l'ingénierie de projet chez EthosEnergy, a partagé les méthodes éprouvées que notre équipe d'ingénierie de turbines à vapeur a développées pour réparer ces pales critiques à une fraction du coût de leur remplacement - tout en réduisant votre empreinte carbone en prolongeant la durée de vie de vos pales de turbine à vapeur.

En discutant de trois études de cas, Ian a présenté aux participants du webinaire un certain nombre de nos solutions de réparation de lames in situ.

Ici, vous pouvez lire un aperçu de la présentation d'Ian et avoir un aperçu de ce que nos méthodes de réparation des pales de turbine à vapeur peuvent faire pour vos actifs critiques.

Mais d’abord…

Quelles sont les principales causes de dommages aux aubes des turbines à vapeur ?

Il existe trois principales causes de dommages réparables aux aubes de turbine à vapeur du dernier étage.

1. Érosion par les gouttes d'eau

Il s’agit de la première cause de dommages. En effet, un sondage réalisé au début de notre webinaire a révélé que l’érosion par les gouttes d’eau était la principale raison du remplacement des aubes de turbine à vapeur du dernier étage pour 70 % des participants.

Cela peut entraîner des fissures dans le profil aérodynamique. Et avec une élimination de matière suffisante, les fréquences naturelles des pales peuvent se transformer en résonance. Cela peut rapidement provoquer une défaillance par fatigue à cycles élevés.

2. Fissuration du couvercle ou du tenon

Souvent le résultat d'un grenaillage incorrect lors de l'assemblage, des microfissures se développent et grossissent au fil du temps. Elles peuvent à terme conduire à la défaillance du tenon ou du couvercle.

3. Dommage causé par un corps étranger (FOD)

Lorsque nous parlons de grandes aubes de turbines à vapeur, nous faisons généralement référence aux aubes L-0 ou L-1. Toute défaillance d'un composant en amont entraînant la libération de matière endommagera presque toujours les aubes en aval.

Nos solutions de réparation de lames in situ en action

Réparation de l'érosion par les gouttes d'eau

La première étude de cas dont Ian a parlé est un bon exemple de la manière dont nous effectuons une réparation in situ des dommages causés par l’érosion des gouttelettes d’eau.

Notre client nous a demandé d'inspecter deux grands rotors à double flux qui avaient été entreposés. Nous avons constaté une grave érosion du bord d'attaque des pales L-0 et L-1. Nous étions préoccupés par le fait que le fil de laçage extérieur se trouvait au milieu de la zone érodée des pales L-0. Si cette situation n'avait pas été réparée, une fissure aurait pu se propager dans le trou du fil de laçage.

Nous avons retiré le fil de laçage extérieur, ce qui a permis d'accéder à la réparation de la lame sans avoir à retirer aucune lame. Au départ, nous avons réparé quatre lames jusqu'à leur état final. Cela nous a permis de nous assurer qu'il n'y avait aucun problème à aucun stade de la réparation.

Notre stratégie a alors consisté à effectuer une réparation par recouvrement de soudure sur une pale sur deux. Cela a minimisé le risque de déformation du fil de laçage intérieur laissé en place. Nous avons également restauré le profil aérodynamique à sa géométrie d'origine, mais en incluant une protection de bord d'attaque Stellite, prolongeant ainsi la durée de vie des pales.

Maintenir une panne dans les délais grâce à une réparation de fissure de couverture

Notre deuxième exemple concernait la réparation d’une fissure dans le dernier étage d’une pale d’une turbine GE D11.

Lors d’une inspection en cas de panne majeure, nous avons découvert une fissure sur l’extrémité de la pale L-0 du rotor LP mesurant seulement 3/8 de pouce. Le problème pour notre client était que le remplacement de toute la rangée de pales aurait été extrêmement coûteux – environ 2 millions de dollars – et aurait inévitablement impliqué de longs délais.

Notre équipe d'ingénieurs a déterminé que les pales pouvaient être réparées sur place. L'un de nos soudeurs spécialisés de notre centre d'excellence pour la réparation des pales de turbines à vapeur à Worcester, au Royaume-Uni, est venu et a effectué une réparation par soudure.

Cela a permis à notre client de réaliser d’importantes économies et d’éviter d’autres dommages dus à la propagation de la fissure.

Si la fissure n'avait pas été découverte, elle aurait pu conduire à une défaillance catastrophique de la pale, nécessitant une longue interruption de service. Au lieu de cela, nous avons réussi à maintenir l'interruption de service majeure prévue par le client dans les délais.

Lire l'étude de cas complète

Réparation de dommages graves causés par un corps étranger

Notre dernier exemple concernait un cas assez grave de dommage causé par un corps étranger.

Une défaillance en amont de certaines pales de l'étage L-1 précédent a été transmise à l'étage L-0, provoquant de graves dommages à ces grandes pales autoportantes. Le constructeur a recommandé le remplacement des pales.

Mais lorsque nos spécialistes en réparation de pales ont évalué les dommages, ils ont déterminé qu'il serait possible de restaurer les pales en effectuant une réparation complète de la pointe. Bien que cette solution ne soit pas prévue dans la conception d'origine des pales, notre solution comprenait l'ajout d'une protection contre l'érosion du bord d'attaque pour aider à prolonger la durée de vie des pales.

Comme pour notre premier exemple, il s'agissait d'une réparation personnalisée en deux étapes qui impliquait l'inclusion d'inserts de nez de barre Stellite.

Nous avons réussi à restaurer les lames comme neuves. Cela a été fait pour une fraction du coût et du cycle qui auraient été nécessaires pour l'achat et l'installation de lames de remplacement.

Lorsque la réparation des lames in situ n'est pas une option

Il y a des moments où la réparation in situ des lames n'est pas possible. Mais cela ne signifie pas que nous ne pouvons pas restaurer vos lames.

Voici quelques circonstances dans lesquelles nous pouvons réparer les pales en les retirant d’abord du rotor :

• Réparation par soudure de pales en titane  
• Lorsque l'amortissement intermédiaire est trop proche de la zone de réparation
• Couvertures avec interférence d'assemblage