El Maquinante: CAU-UNIDAD 5: Problemas de servicio. Inspección y mantenimiento preventivo y reparaciones.

viernes, 14 de abril de 2017

CAU-UNIDAD 5: Problemas de servicio. Inspección y mantenimiento preventivo y reparaciones.

UNIDAD 5: Problemas de servicio. Inspección y mantenimiento preventivo y reparaciones.

Mantenimiento preventivo. Tipos de inspecciones. Normas de seguridad para inspecciones. Reparaciones.

T. P. N° 5.

Generalidades

En general, las averías que se producen en las calderas, pueden ser de diversas magnitudes; algunas, fácilmente reparables, como la rotura o caída de la mampostería refractaria del horno, rajadura de las planchas, roturas de prisioneros, roturas de los cristales de los indicadores de nivel, etc., y otras, que pueden ser reparadas con los elementos de a bordo, pero que requieren mayor conocimiento profesional, como el remandrilado de los tubos, cambio de algunos de ellos, construcción de mamposterías refractarias simples, calafateo de algunas costuras y remaches etc. En cambio, las averías de rnayor magnitud, deben ser reparadas mediante la intervención del personal de los Talleres, aunque por lo general, la reparación provisoria puede ser llevada a cabo con buen resultado con el personal y los elementos disponibles en el buque.

En general, las calderas acuotubulares son mucho más sencillas y fáciles de reparar que las calderas cilíndricas o tubulares. En las primeras, las fallas más comunes ocurren en los tubos vaporizadores, que pueden ser cambiados con relativa facilidad, quedando la caldera en condiciones de nueva; además, este tipo de caldera, es prácticamente inmune a las grietas en las planchas, que deben repararse por medio de parches o soldadura eléctrica en las calderas tubulares. Por estas razones, el costo de mantenimiento de las calderas acuotubulares de los distintos tipos, resulta mucho menor que el correspondiente a las homotubulares.

Averías en los tubos de las calderas:

La perforación o rajadura de un tubo de una caldera puede producirse como un hecho aislado, en cuyo caso, el origen probable de la avería es la inclusión en el material del tubo, de una escoria, anormal concentración de azufre o de alguna imperfección en su manufactura, que puede haber pasado desapercibida a los múltiples exámenes que sufre el tubo durante su proceso de elaboración. En general, la perforación o rajadura de los tubos tiene su origen en el mal estado de éstos debido a las muchas horas de fuego, de manera que las perforaciones se sucederán con cortos intervalos de tiempo y en diferentes zonas.

Los tubos de las calderas están expuestos a las siguientes fallas y averías:

a) Corrosiones y oxidaciones;

b) Pandeos y flexiones, debidas a dilataciones anormales provocadas por excesivo calentamiento o deficiente circulación del agua.

c) Pérdidas a través de las uniones roscadas o expandidas sobre las placa-tubos o planchas, a causa del desgaste por corrosión o de bruscas contracciones y dilataciones.

d) Pérdidas por perforaciones, debidas a corrosiones o ''picaduras'', y a la rotura o explosión del tubo, como resultado de una disminución del espesor en una sección, o al desprendimiento desde los extremos.

e) Formación de grietas, ampollas o ''tetones'' superficiales, como consecuencia de la deficiente trasmisión del calor, debido a la presencia de incrustaciones o materias grasas en la cara en conacto con el agµa.

Explosión en tubo hervidor provocada por incrustaciones.

Por lo general, las fallas en los tubos se producen en las hileras más cercanas al fuego, o sea en los tubos que constituyen la superficie de radiación directa, de máxima vaporización específica.

En el caso de corrosión localizada, los tubos llegan a agujerearse, especialmente en las calderas acuotubulares, cuyos tubos tienen poco espesor, debido a su reducido diámetro. Estando la caldera bajo presión, la pérdida se pone de manifiesto por el ruido que produce el escape de vapor. En los casos en que la pérdida no sea muy grande, puede continuarse con la caldera en servicio hasta tanto se levante presión en otra caldera.

Las causas mas frecuentes de deformaciones en los tubos de las calderas pueden ser las siguientes:

a) Exceso de temperatura, debido a un régimen elevado de combustión, durante el cual, el tubo trabaja muy próximo al límite de su resistencia elástica.
b) Incrustaciones o depósitos de materias grasas que impiden la trasmisión normal del calor que recibe el tubo.
c) Defectuosa cilculación del agua por el interior del mismo, o debido a que se hayan introducido modificaciones en las calderas que no contemplan las condiciones impuestas a la misma en su diseño original.
d) Cambios bruscos o parciales de tempera tura, como los que pueden producirse apagando o encendiendo simultáneamente todos los quema dores sin dar tiempo a que las temperaturas en el horno varíen en forma gradual, para que el material de los tubos se vaya acomodando paulatinamente, sin sufrir dilataciones o contracciones bruscas, como ocurre cuando se quiere aumentar instantáneamente la velocidad del buque o se quiere dar ''marcha atrás'' con un número de revoluciones que no corresponden al número de calderas en servico.
e) Las entradas de aire frío en el horno que enfrían los tubos por un solo lado, pueden dar origen a deformaciones.

Explosión de las calderas y sus causas:
La explosión de una caldera cilíndrica sobreviene cuando alguna de sus partes importantes se ha debilitado en tal forma, que las chapas se rajan por efecto de la presión interna, dando escape al vapor y agua que contiene la caldera en forma violenta. La reacción que se produce, en sentido contrario al del escape del vapor y agua, ejerce un esfuerzo tan grande, que arranca a la caldera de sus asientos y la desplaza a muchos metros de su lugar de emplazamiento, en la mayoría de los casos.
La explosión de una caldera es poco común, y si se le prodigan los cuidados necesarios referentes a su conservación, manejo y limpieza, este accidente es prácticamente imposible.
Las teorías aplicadas a las causas que pueden provocar la explosión de una caldera , son muy variadas, y siempre tienen por base una imprudencia o un descuido del personal a su cargo. Por lo
general, antes de llegar a la explosión de la caldera, se produce la rotura de algún órgano de menor.

Las causas que pueden provocar la explosión de una caldera son las siguientes:
a) Válvulas de seguridad: Dichas válvulas de ben ser accionadas a mano con frecuencia y recorridas periódicamente para verificar su estado, pues es probable que se queden adheridas a sus asientos y en el momento oportuno no despeguen, dando origen a que la presión de la caldera alcance valores que superan la resistencia del material. Como se comprende, para que ocurra esto, debe intervenir una marcada negligencia del personal encargado de su cuidado, conservación y manejo.

b) Estado del material: Puede ocurrir que el material se encuentre debilitado, debido a los muchos años de servicio, ya sea por reducción del espesor de las planchas, así como también, por interación de sus propiedades físicas. Las pruebas hidráulicas efectuadas a conciencia y a intervalos regulares, nos dan una idea del estado del material, de acuerdo a las deformaciones que sufre durante las mismas. Por consiguiente, para que ésto ocurra, también debe intervenir una marcada negligencia del personal.

c) Falta de agua: La falta de agua puede ser el origen a que en el cielo de la cámara de combustión algunos tubos queden descubiertos y sufran averías, pero si el nivel de la caldera bajase demasiado, la falta de agua puede llegar a provocar una grave deformación del horno, pero es difícil que ello origine una explosión, pues la presión de la caldera se escaparía por pérdidas en las costuras y a través del mandrilado.

d) Incrustaciones: Las incrustaciones se depositan, generalmente, en los lugares que se encuentran a mayor temperatura. Cuando el espesor de la capa de incrustación llega a un cierto límite, alcanza a aislar por completo la plancha, por lo que ésta llega a ponerse roja; la presión las deforma y la capa de incrustación se resquebraja, poniendo el metal al descubierto y en contacto directo con el agua. Esto provoca un aumento rápido en la cantidad de vapor producido, pero que difícilmente puede provocar la explosión, si ella no sobreviene a raíz de una rajadura o rotura de una costura, a consecuencia de la deformación sufrida, ya que el calor almacenado en la mitad superior del horno no es suficiente para generar la cantidad de vapor suficiente como para que la presión de la caldera se eleve sustancialmente, sobretodo, si las máquinas propulsoras están en funcionamiento y las válvulas de seguridad funcionan correctamente.
Puede haber muchas otras causas de explosión de las calderas, pero, en general, ellas se deben a negligencia del personal a su cargo.
En las calderas acuotubulares, generalmente, se producen pérdidas por el mandrilado o explosión de algún tubo en particular·.

TRABAJOS DE RUTINA Y CONSERVACION DE CALDERAS

Generalidades:

La conservación de las calderas depende esencialmente de la constante observación personal y aplicación de los conocimientos profesionales durante su conducción en el servicio y de los cuidados que se les prodiguen durante los períodos de inactividad.

Todas las partes constitutivas de las calderas así como sus accesorios, se construyen exclusivamente con materiales metálicos; los que están sujetos a deterioros producidos por la acción corrosiva de la humedad (en ciertos casos, de la misma agua de alimentación), a las cargas originadas por las variaciones bruscas de temperatura, dilataciones asimétricas y a los rozamientos y tensiones internas del material por distintas causas. Por con siguiente, además de observar las normas genera les indicadas para el buen funcionamiento del aparato motor, es necesario realizar trabajos de limpieza, mantenimiento y conservación de las calderas (especialmente durante los períodos en que las máquinas no funcionan), de manera de asegurar a las mismas una larga vida útil y una mayor seguridad de funcionamiento.

Corrosiones:
La causa primordial de deterioro de las calderas reside en las corrosiones, que en general, se deben a la presencia de aire, a la acción de los ácidos de cualquier naturaleza, al efecto galvánico y al recalentamiento del metal. Las precauciones a tomar para evitar las corrosiones, deben comprender la protección de las superficies externa e internas de aquellas.

En general, puede decirse que las causas que originan las corrosiones de las superficies internas de las calderas son:

a) La acción de las aguas de alimentación de reacción ácida.

b) La presencia de aire y de C02, disueltos en el agua de alimentación.
c) El·efecto galvánico o corrosión electrolítica.
d) La influencia de las altas presiones y tem peraturas sobre el material.

A su vez, las corrosiones que se observan en las superficies externas del metal, pueden atribuirse:

e) A la acción de la humedad sobre el metal de las calderas, en los períodos de inactividad.
f) En el caso de quemarse combustibles con alto porcentaje de azufre, al efecto corrosivo de los compuestos del mismo, que en presencia del vapor de agua se transforman en ácido sulfúrico (S04 H2) (especialmente, estando la caldera apagada y con una capa de hollín depositada sobre el metal).
g) A la influencia de altas temperaturas, como en el caso d). ·

Para evitar las corrosiones ocasionadas por las aguas de alimentación de reacción ácida, el agua en el interior de. las calderas en servicio y apagadas debe ser de reacción alcalina.

TAREAS DE MANTENIMIENTO

Las tareas de mantenimiento en una caldera, no son de alta complejidad, pero implican un cumplimiento estricto en los tiempos de ejecución, y alta rigurosidad técnica especialmente si hablamos de una caldera de alto régimen de producción de vapor con alta presión y temperaturas de vapor.

En general las podemos resumir en:

• Mantenimiento electromecánico de equipos auxiliares.
• Limpieza del sistema de gases.
• Tratamiento y control del agua de alimentación.
• Programa de rutinas para control.

Como una regla general que hemos vistos en todo mecanismo bajo nuestra responsabilidad, siempre se seguirán para el mentenimiento , inspección, y reparación las normativas dadas por el fabricante en primer lugar, y en ausencia de estos datos, las normativas dadas por el ente técnico designado por la Armada.