ricardonaciff. informe marbore2. turbomeca

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Corte didáctico de la turbina de gas

Turbomeca Marboré IIrealizado en Taller Pérez Polo y Cía. S.R.L.

Ricardo NaciffAgosto de 2002

RelevamientoDesarmeCorteMontajeComposición QuímicaMetalografía

Ministerio de Cultura y EducaciónUniversidad Tecnológica Nacional

Facultad Regional Mendoza

La paciencia se pierde cuando uno más la necesita.

Indice

Acerca de esta turbina................................................................................................................................................................................... 6Fabricante .......................................................................................................... 6Último propietario ................................................................................................ 7Datos técnicos generales ........................................................................................ 7

Funcionamiento básico................................................................................................................................................................................. 8Principio de acción y reacción ................................................................................. 8Estado termodinámico etapa a etapa......................................................................... 9

Relevamiento .....................................................................................................................................................................................................10Estado general ....................................................................................................10

Desmontaje ..........................................................................................................................................................................................................11Proceso de lavado................................................................................................11Cárter de aceite ..................................................................................................11

Bomba y microbomba de combustible...................................................................... 11Bomba de aceite ............................................................................................... 11Acelerador....................................................................................................... 11

Cárter de compresión ...........................................................................................11Primeramente................................................................................................... 11Bobina de ignición ............................................................................................. 12Cojinete a bolas ................................................................................................ 12Compresor radial ............................................................................................... 12

Cárter de combustión ...........................................................................................13Cárter ............................................................................................................ 13Difusor............................................................................................................ 13Cámara de combustión mayor y menor .................................................................... 13Transfer.......................................................................................................... 13Turbina motriz.................................................................................................. 13

Escape ..............................................................................................................14Cojinete a rodillos ............................................................................................. 14Tobera............................................................................................................ 14

Corte.........................................................................................................................................................................................................................15Criterio de corte .................................................................................................15Cárter de aceite ..................................................................................................15Cárter de compresión ...........................................................................................16Cárter de combustión ...........................................................................................16

Cárter ............................................................................................................ 16Cámara de Combustión y Transfer .......................................................................... 16Difusor............................................................................................................ 16

Escape ..............................................................................................................17Parte interior y exterior ...................................................................................... 17

Terminación y montaje................................................................................................................................................................................18Arenado ............................................................................................................18Recubrimiento ....................................................................................................18Montaje.............................................................................................................18

Composición Química y Metalográfica.............................................................................................................................................19Codificación .......................................................................................................19Muestra 9.2.0.0.0................................................................................................20

Cárter de aceite................................................................................................ 20Muestra 9.4.0.0.0................................................................................................20

Cárter de combustión ......................................................................................... 20Muestra 9.5.1.0.0................................................................................................21

Cárter de combustión ......................................................................................... 21Muestra 9.5.2.0.0................................................................................................21

Difusor............................................................................................................ 21Muestra 9.5.3.1.0................................................................................................22

Cámara de combustión mayor ............................................................................... 22Muestra 9.5.4.2.0................................................................................................22

Cámara de combustión menor ............................................................................... 22Muestra 9.5.5.1.0................................................................................................23

Alabe directriz del transfer .................................................................................. 23Muestra 9.5.5.2.0................................................................................................23

Transfer.......................................................................................................... 23Muestra 9.6.1.1.1................................................................................................24

Escape interior.................................................................................................. 24Muestra 9.6.1.1.2................................................................................................24

Tobera interior ................................................................................................. 24Muestra 9.6.1.2.1................................................................................................25

Escape exterior ................................................................................................. 25Muestra 9.6.1.2.2................................................................................................25

Tobera exterior................................................................................................. 25

Bibliografía......................................................................................................................................................................................................... 26

Agradecimientos ............................................................................................................................................................................................. 27Taller Pérez Polo y Cía. S.A....................................................................................27Instituto Tecnológico Regional de Ensayos, I.T.R.EN. ...................................................27VI Brigada Aérea del Ejercito Argentino ....................................................................27Arenera Mendocina S.R.L. .....................................................................................27Metalografía UTN-FRM ..........................................................................................27Extensión Universitaria UTN-FRM ............................................................................27

¿Por qué?

Mientras me preparaba para rendir "Maquinas Térmicas" en Enero de2000, en el Instituto Tecnológico Regional de Ensayos -I.T.R.EN.-, habíauna máquina que me llamaba la atención. Se trataba de la Marboré II,una versión mejorada de lo que fue la primer turbina a gas, instalada enaviones franceses.

Había rumores que decían que, debido a falta de espacio, iban a darla debaja junto a otras tres turbinas. Cierto esto o no, me parecía lamentabledesaprovechar la oportunidad de estudiar una máquina que alguna vezfue punta en la tecnología aeronáutica mundial.

Dos meses después aprobé "Máquinas Térmicas" y entonces decidíampliar mi curriculum con mi primer trabajo académico no obligatorio:el corte con fines didácticos de la Marboré II. De este modo tenía máschances de conseguir una beca de estudios en Alemania, a través de laU.T.N. y el DAAD. Beca que finalmente conseguí.

El primer paso fue tratar de imaginar en qué me estaba metiendo: quénecesitaba, cómo lo conseguiría y cuánto tiempo debía dedicarle. Supuseque con un mes de trabajo intensivo podía obtener un resultado digno,aunque no tenía muy claro de qué modo iba a realizar los cortes enmateriales tan duros, tema que podía prolongar la realización deltrabajo. A la postre no fue un problema el corte de cada pieza –que llevócomo máximo 2 días de trabajo-, sino desenmarañar una máquina tansimple en su concepto como compleja en su construcción. Mientrasorganizaba y decidía dónde iba a realizar el trabajo, el señor FranciscoPérez Polo se ofreció desinteresada y gentilmente a ayudarme, poniendoa mi disposición no sólo su tiempo y experiencia, sino también lasinstalaciones y maquinarias de su taller.

Lo que sigue es un informe fotográfico de aquel trabajo realizado casi ensu totalidad en el mes de Julio de 2000, y terminado en Agosto de 2002.

La turbina se exhibe ahora en el pasillo central de la U.T.N.-F.R.Mendoza y este informe se encuentra en Internet bajo la direcciónhttp://www.geocities.com/renaciff.

R. N.

Corte Didáctico Turbina Marboré II 6Info

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Acerca de esta turbina

Fabricante

Turbomeca fue fundada en 1.938 por Joseph Szydlowski, situada en

Boulogne-Billancourt como locataria de Salmson Firm. En 1.940 se

descentralizaría de Salmson Firm y pasaría a localizarse en Mexieres-Sur-

Seine.

Durante la guerra, Joseph Szydlowski comenzó el estudio de las cámaras de

combustión, que a través del Ministerio del Aire de Francia, obtuvo un

convenio para estudiar y realizar un Turbo-Reactor que desarrollaría un

empuje final de 6.000Kg. Este proyecto fue considerado demasiado ambicioso

para Francia, y fue abandonado.

Pocos años más tarde, el Ministerio del Aire de Francia le pide a Turbomeca

que estudie la realización de un Turbo-Motor de 60CV de potencia a 6.000m

de altura, que sería bautizado como Oredon. Con este logro, Turbomeca

autoimpulsa un nuevo proyecto, Pimene; que consiste en un pequeño Turbo-

Reactor de 60Kg de empuje. Pimene fue montado sobre un planeador Fouga,

que realizaría su primer vuelo el día 14 de Julio de 1.949, Fig. 02.

Justamente, a partir de este año, Turbomeca comenzaría a impulsar el

estudio y desarrollo de máquinas de pequeña potencia. La primera generación

de turbinas consistía en un compresor centrífugo de una sola etapa, como el

utilizado en la Marboré II, destinada a los aviones Fouga Magister y al Morane

Saulniere, Fig. 03. También se utilizó para los Turbo-Motores Artouste y los

generadores de presión de aire para helicópteros, Palouste. Este último fue

utilizado en los helicópteros de Sud-Aviation, que son los primeros que se

equiparían con turbinas. Pero la construcción de la Marboré II llegaría algunos

años más tarde, hacia 1.961.

Fig. 01. Logo original de laFabrica Turbomeca.

Fig. 02. Planeador Fouga, donde fuemontada por primera vez unaPimene.

Fig. 03. Morane Saulniere.


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Último propietario

Perteneció a la IV Brigada Aérea del Ejercito Argentino y fue utilizada para los

aviones Morane Saulniere, a los cuales se les montasen armas de guerra,

siendo desprogramada del Ejercito Argentino en el año 1979. Años después fue

donada a la UNCuyo y en ésta universidad la pone en marcha el Ing. José

Cocchia, donde se la somete a algunas pruebas técnicas. Años más tarde y ya

en el I.T.R.EN. de la U.T.N.-F.R.Mendoza, sería dada de baja casi en forma

definitiva por la U.T.N.

Datos técnicos generales

La Marboré II pesa 140Kg y es capaz de desarrollar, a la velocidad del sonido,

una potencia de 1.730CV dando como resultado un empuje máximo de 405Kg

a nivel del mar, con un consumo de combustible aproximado de 1,5 Kg/h.

La Fig. 04 nos muestra su parámetros

más importantes:

1. Velocidad de vuelo, MACH.

2. Empuje, Kg.

3. Consumo de combustible, Kg/h.

4. Altura de vuelo, m.

Su rotor puede girar hasta a

22.500rpm. Pero al momento del

arranque lo hace a 3.000rpm

impulsado por el motor de arranque.

Su mantenimiento mínimo debía

realizarse cada 750 horas.

Fig. 04. Consumo de combustible y Empuje a velocidad de cruceropara distintas alturas de vuelo.


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Funcionamiento básico

Principio de acción y reacción

También conocida como la tercera ley de Newton, afirma que cuando un

objeto ejerce una fuerza sobre otro, este otro objeto ejerce también una

fuerza sobre el primero. La fuerza que ejerce el primer objeto sobre el

segundo debe tener la misma magnitud que la fuerza que el segundo objeto

ejerce sobre el primero, pero con sentido opuesto.

P - =0P

P

A A

A Atm

Atm

AV =0 P =0 n =0

A. Turbina: El compresor de aire nogira nA, y tampoco se inyectacombustible a la cámara decombustión, con lo cual la presión enel interior de la turbina PA es igual ala atmosférica PAtm, en el exterior.

PA, PB y PC son presiones relativas.

P =0-P

Atm

Atm

P

V =0 P =0 n >0B B B

B

B. Turbina: El compresor comprimeaire, nB, pero no se inyectacombustible. Sin inyección decombustible no se producecombustión y por ende tampoco altapresión en la cámara de combustión.La presión en el interior de laturbina PB es igual a la exterior. LaEnergía Potencial en este caso estárepresentada por a Energía Químicadel combustible.

P >0-P

Atm

Atm

P

V >0P >0 n >0C

C C

C

C. Turbina: El compresor gira a nC,se inyecta combustible a la cámarade combustión y éste, al oxidarse,libera calor aumentando la presióndentro del recinto de la turbina hastaPC, mayor a la presión atmosféricaPAtm. Esta diferencia de presiones dacomo resultado la transformación deEnergía Química del combustible enEnergía Cinética, dando comoresultado la aparición de VC.

P >0-P

A

A

A Atm

AtmP

V =0

P >0

A. Globo: El globo está inflado a unapresión PA mayor a la atmosféricaPAtm, y por estar cerrado se puededecir que contiene Energía Potencialen forma de presión de aire. Lavelocidad VA del globo es cero.

PA, PB y PC son presiones relativas.

P >0-P

B

B

B Atm

AtmP

V >0

P >0

B. Globo: El globo se abre,liberando gradualmente su presiónPB buscando el equilibrio con lapresión atmosférica PAtm. En elproceso, la diferencia de presionesprovoca la aparición de una fuerzaque empuja al globo con sentidocontrario al escape de aire,transformando la Energía Potencialde la presión de aire PB, en EnergíaCinética.

P =0-P

C

C

C

Atm

Atm

PP =0

V =0

C. Globo: El globo ya perdió toda lapresión de aire, con lo cual en suinterior la presión PC es igual a laatmosférica PAtm. Sin diferencia depresión entre el interior y el exterior,el globo vuelve a su estado dereposo, VC es cero.


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Estado termodinámico etapa a etapa

Como vimos en el ejemplo de la turbina, a medida que el aire atraviesa cada

sector de la turbina, se produce un cambio en su estado energético. En la Fig.

05 se muestra claramente su evolución.

Pres

ión

Tem

pera

tura

30ºC

60 m

/s0,

987

Kg/c

m²

1050

ºC15

5 m

/s3,

77 K

g/cm

²

605º

C32

0 m

/s1,

27 K

g/cm

²

870º

C36

5 m

/s2,

87 K

g/cm

²

Velo

cida

d

0ºC

400º

C

800º

C

1200

ºC

1600

ºC

2000

ºC

0 m

/s

100

m/s

200

m/s

300m

/s

400

m/s

500

m/s

0 Kg

/cm

²

1 Kg

/cm

²

2 Kg

/cm

²

3 Kg

/cm

²

4 Kg

/cm

²

5 Kg

/cm

²

Fig. 05. Evolución termodinámica de una partícula fluida etapa a etapa dentro de la Marboré II.Curvas construidas por aproximación según Fig. 04., para la velocidad del sonido y altura del mar.


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Fig. 06. Imagen general de laMarboré II el día 28.06.2000.

Relevamiento

Estado general

Es recibida por el Departamento de Ingeniería Electromecánica después

de ser entregada por el I.T.R.EN.

El trabajo se comenzó a realizar el día 28.06.2000 en el Laboratorio de

Mecánica de la U.T.N.-F.R.M. La mayor parte de la turbina se encontraba

cubierta de polvo adherido sobre su superficie e interiores debido a

derrames de aceites, como se ve en la Fig. 06. El cárter de combustión

tenía a ambos lados manchas de oxido que no provenían de su propia

oxidación, sino de la de partículas y limaduras de hierro adheridas a su

superficie. El estado general del turborreactor era bueno pese a encontrarse

abolladuras en la última etapa de la tobera.

Fig. 07. Vistas principales de la turbina Marboré II.


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Desmontaje

Proceso de lavado

La limpieza se llevó a cavo con solventes adecuados a presión.

Posteriormente, a través de una hidrolavadora con agua a presión

conteniendo un 10% de tensioactivos se realizó una limpieza más

profunda. Diluyendo el agua en tensioactivos se disminuye la tensión

superficial de la mezcla con lo cual se logra un lavado más profundo.

Para potenciar el proceso de lavado, el agua se usó a 80°C. En estas

condiciones se realizó un lavado fino, tanto interior como exterior,

dejándola en correctas condiciones de orden y limpieza para su posterior

desmontaje. Fig. 08.

Cárter de aceite

Bomba y microbomba de combustible

La bomba impulsa el combustible a unos 10Kg/cm2 de presión.

El combustible viaja por el interior del eje turbina hasta llegar a los

inyectores, por donde egresa debido a la alta fuerza centrífuga que éste

adquiere gracias a la gran velocidad de rotación, unas 3.000rpm al

momento del arranque; pero este combustible no es suficiente, por este

motivo la Microbomba inyecta una cantidad extra de combustible en la zona

cercana a las bujías hasta alcanzar su velocidad nominal. Fig. 09.

Bomba de aceite

La bomba de aceite es la encargada de poner en circulación forzada el

sistema de lubricación. Está sujeta al reductor de velocidad. Fig. 10.

Acelerador

Al igual que la bomba de combustible y la de aceite, el

acelerador está sujeto al reductor de velocidad del motor de arranque.

Fig. 10.

Cárter de compresión

Primeramente

Luego de desmontar el motor de arranque, que se encuentra vinculado

directamente al cárter de compresión, se procede a desmontar una serie

de elementos destinados al control de la turbina, como regulador de

aceleración en pista y en altura, microbombas de combustible para el

arranque, bobinas de arranque, sensores y termocuplas. Fig. 11.

Fig. 08. Hidrolavadora con aguaa presión y tensioactivos.

Fig. 09. Cárter de compresión yaccesorios.

Fig. 10. Reductor de velocidad,bomba de aceite, bomba decombustible y acelerador.

Fig. 11. Cárter de compresión sinelementos de control de turbina.


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Fig. 14. Falla detectada en uno delos alabes del compresor radial.

Bobina de ignición

Existen dos bobinas de ignición, una a cada lado del cárter de

compresión y su función es alimentar las bujías de arranque en forma

separada, de este modo si una falla, la otra puede lograr el arranque.

Cojinete a bolas

El portacojinete localizado en el centro del compresor de

aire, está vinculado a él a través de una serie de tornillos de gran

precisión. Todos y cada uno de ellos llevan un seguro, para evitar

accidentes y controlar los mantenimientos que se realizan. Fig. 12.

Compresor radial

El compresor radial o centrífugo está constituido por dos

piezas, una acelera la partícula como en una turbina Francis, y la otra

como en una Kaplan. El objetivo es aumentar la velocidad de la

partícula. Fig. 13.

Esta hélice está tomada al eje con un grado de interferencia no mayor a

las 2 centésimas de milímetro en la base y 1,5 centésimas de milímetro

en el extremo exterior. Fig. 16.

Se detectó una falla sobre uno de los álabes, en el ángulo de ataque.

Dicha falla no es considerable y, según expertos, no hubiese sido motivo

de mantenimiento. Pero se observa claramente que fue producto del

impacto de algún cuerpo extraño externo que ingresó durante su

funcionamiento. Fig. 14.

Fig. 12. Cojinete a bolas doble.

Fig. 13. Parte Francis y parteKaplan del compresor radial.

Fig. 17. Cámara de combustión,bujías de arranque y difusor.Fig. 16. Compresor radial y cárter

de compresión.Fig. 15. Cámara de combustión,marcada para su corte.


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Cárter de combustión

Cárter

El cárter en si es un soporte o bastidor de muchos elementos

internos como las bujías de arranque, la cámara de combustión, álabes

directores, transfer y todos los sellos de aire. Fig. 15.

Difusor

El difusor es el encargado de conducir a la partícula fluida a través de los

álabes fijos directores que están vinculados al cárter de combustión.

También posee vinculación con el cárter de compresión. Su objetivo es

transformar la energía cinética ganada por la combinación del compresor

radial y la oxidación del combustible, en presión. Fig. 18.

Cámara de combustión mayor y menor

Se divide en dos partes para dividir el aire proveniente

del difusor en tres. La primera parte de aire, primario, actúa

directamente sobre el combustible. El aire secundario ingresa a la

cámara de combustión después de atravesar pequeños orificios con los

cuales incrementa su turbulencia. Fig. 19.

Transfer

El aire terciario ayuda también a la combustión pero su

principal fin es el de refrigerar la zona del transfer, que, como se ve en

la Fig. 19, es hueco. El circuito de aire terciario se completa con los

sellos de aire.

Turbina motriz

Construida en una sola pieza, tiene por fin el accionamiento del

compresor radial. Este es el elemento más comprometido

termodinámicamente, ya que por él atraviesan gases provenientes de la

cámara de combustión a 360m/s y más de 800ºC aproximadamente. Fig.

23.

La tuerca que fija el portacojinetes a rodillo se encontraba rodeada de

carbonizaciones, las cuales son resultado de la exposición de éste a la

alta temperatura a la que trabajaba esa zona de la Marboré II. Fig. 20.

Fig. 18. Difusor, bujías y cámarade combustión en detalle.

Fig. 19. Los orientadores huecossoldados probablemente por TIG.

Fig. 20. Portacojinete a rodillosrodeado de carbonizaciones.


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Escape

Cojinete a rodillos

El cojinete que soporta la mayor solicitación térmica es el ubicado en la

zona del escape de gas, que oscila los 800ºC. Este cojinete no es a bolas,

sino a rodillos y su portacojinetes está vinculado al chasis a través de

tres brazos, uno de ellos perforado, conduce el aceite a presión

proveniente de la bomba de aceite. Con esto se logra una correcta

lubricación y refrigeración. Fig. 25.

El desmontaje del escape fue particularmente difícil debido a la

interferencia de las piezas de montaje y a la falta de herramientas

adecuadas. Recordemos que la Fabrica Turbomeca proveía toda una

gama de herramientas diseñadas para utilizarse sólo en la Marboré II,

para suplir eta falta, se debieron desarrollar herramientas que

sustituyeron las originales.

Tobera

La tobera de escape de gases es una zona muy simple en su

funcionamiento, pero está constituida por distintas partes. Vinculada al

cárter de combustión como se ve en la Fig. 22. Sujeta el portacojinetes

que es alimentado con aceite a presión.

Los cinco tornillos que vinculan el eje con la turbina motriz tienen un

alto grado de terminación, con una interferencia que oscila la centésima

de milímetro y que debe trabajar a unos 750ºC aproximadamente, en frío

es realmente difícil su extracción. Fig. 24.

Fig. 24. Tornillo de vinculaciónentre el eje y la turbina motriz.

Fig. 23. Turbina motriz y transfer.

Fig. 22. Separación del cárter decombustión y escape.

Fig. 26. Superficie de sacrificio enel área de escape.

Fig. 21. Extractor colocado y listopara desmontar el cojinete.

Fig. 25. Componentes del cojinetea rodillos y sistema de lubricación.


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Corte

Criterio de corte

El corte no fue definido hasta que se obtuvo una idea acabada de cómo es la

Marboré II por dentro y por fuera. El nivel de información del cual se disponía

no era mucho, sólo unos catálogos y un corte esquemático, Fig. 27, de la

Marboré VI era todo. Basados en él, pero con algunas modificaciones, se

decide lo siguiente:

1. Ninguna parte móvil o rodante se corta.

2. No debe perderse la propiedad desmodrómica del sistema mecánico.

3. El fin de cada corte es ejemplificar su interior y/o funcionamiento.

Cárter de aceite

Fabricado en aluminio, fue cortado con

plasma para después realizar una

terminación fina sobre el corte. Figs.

28 y 29.

Fig. 27. Corte descriptivo de la Marboré VI en el cual se basó el corte real de la Marboré II.

Fig. 28. Derecha. Francisco PérezPolo realiza el corte con plasma.

Fig. 29. Arriba. El cárter de aceiteya cortado y listo para laterminación a lima rotativa.


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Fig. 35. Corte de la cámara decombustión y transfer con plasma.

Fig. 34. Corte del cárter decombustión con disco de corte.

Cárter de compresión

El cárter de compresión también fue

cortado con plasma, Fig. 30, pero la

terminación fue realizada con una

alezadora horizontal, Fig. 32, debido

a la terminación rústica que da el

corte por plasma, Fig. 31. Para tal fin

se construyó una herramienta de

desbaste especial que fue colocada

en la alezadora. El resultado final

puede apreciarse en la Fig. 33.


Cárter

Fue cortado con disco de corte de carburo de silicio y PRFV de 9’ y

espesor 5mm, terminado a lima rotativa. Fig. 34.

Cámara de Combustión y Transfer

Cortado con plasma, la terminación se realizó en la alezadora horizontal

con segmentos de abrasivos mixtos. Figs. 35, 36 y 37.

Difusor

Fue cortado con disco de corte de carburo de silicio y PRFV de 9’ y

espesor 5mm, terminado a lima rotativa. Fig. 38.

Fig. 30. Corte con plasma sobre elcárter de compresión.

Fig. 31. Resultado del corte conplasma sobre el cárter de comp.

Fig. 32. Terminación conalezadora y herramienta.

Fig. 33. Resultado final del corteen el cárter de compresión.

Fig. 36. Corte de la cámara decombustión y transfer con plasma.

Fig. 37. Terminación en alezadoracon segmentos.

Fig. 38. Corte del difusor con discode corte.


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Escape

Parte interior y exterior

Tanto la parte interior como exterior de la tobera de escape fue cortada

con disco de corte de carburo de silicio y PRFV de 9’ y de 5mm de

espesor, ambas fueron terminadas con distintas limas rotativas de grano

fino. Figs. 39, 40 y 41. Fig. 39. Corte de la parte interiorde la tobera, con disco de corte.

Fig. 41. Corte de la parte exteriorde la tobera, con disco de corte.

Fig. 40. Terminaciones del corte dela tobera de escape.


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Terminación y montaje

Arenado

Tanto las piezas grandes como las pequeñas fueron arenadas. Las

primeras se arenaron con arena fina, utilizada muchas veces

anteriormente para obtener un tamaño de grano menor, con lo cual se

logra una mejor limpieza superficial de la pieza sin tanto desbaste, Fig.

43. Y las piezas pequeñas fueron arenadas con microesfera de vidrio de

diámetro aproximado 40 µm, con lo cual se obtuvo un resultado óptimo.

Fig. 46.

Recubrimiento

Luego del arenado se procedió a recubrir las piezas con dos manos de

barniz semimate, para obtener de este modo una protección contra

agentes corrosivos y suciedad, además de mantener el color original del

material blanco. Fig. 44.

Montaje

Se realizó en la misma secuencia que el desmontaje, pero en sentido

inverso, contándose con la ayuda del Suboficial de aeronáutica Walter

Velez en la etapa final. Fig. 47.

Fig. 42. Las piezas listas para serarenadas.

Fig. 43. El arenado de las piezasfue con arena de grano fino.

Fig. 44. Luego del arenado, laspiezas serían barnizadas.

Fig. 46. Detalle del arenado conmicroesferas de vidrio.

Fig. 47. Vistas principales del turborreactor Marboré II, una vez terminado el montaje. En este caso se lo ve izado delpuente grúa del Taller Pérez Polo y Cía. S.A.

Fig. 45. Vistas generales del turborreactor Marboré II en la etapa depremontaje y terminaciones.


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Composición Química y Metalográfica

Codificación

Durante el corte de cada una de las piezas, se extrajeron doce muestras que

fueron codificadas y entregadas al Laboratorio de Metalografía de la UTN-FRM

el día 07.08.2000, donde fueron analizadas hasta el día 10.08.2002. Fig. 48.

9.2.0.0.0.Cárter de aceite

9.5.1.0.0.Cárter de combustión

9.6.1.2.1.Escape exterior

9.5.2.0.0.Difusor

9.4.0.0.0.Cárter de compresión

9.5.5.1.0.Alabe directriz del transfer

9.5.5.2.0.Transfer

9.6.1.2.2.Tobera exterior

9.6.1.1.1.Escape interior

9.5.3.1.0.Cámara de combustión mayor

9.6.1.1.2.Tobera interior

9.5.4.2.0.Cámara de combustión menor

Fig.48. Muestras tomadas de las distintas partes de la Marboré II, con sucorrespondiente codificación y descriptiva.


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Muestra 9.2.0.0.0.

Cárter de aceite

Muestra 9.4.0.0.0.


Aleación base aluminio.Este tipo de aleación esutilizada en forma de placaslaminadas. El aluminio, aligual que los acerosinoxidables, formannaturalmente una capasuperficial de óxido que losprotege de una amplia gamade agentes corrosivos.

Si=0,22%

Mg=3,75%

Mn=0,30%Al=95,73%

ASTM B209

52HB

Aleación base aluminio.La muestra analizada noposee correspondencia conningún materialnormalizado, por esto sededuce que el material hasido desarrolladoexclusivamente para estecomponente; combinandobaja densidad, buenaresistencia mecánica yfacilidad de colada.

Al=52,25%

Mg=47,02%

Mn=0,13%

Zn=0,60%

no normalizado

57HB


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Muestra 9.5.1.0.0.


Muestra 9.5.2.0.0.

Difusor

Acero, hierro casi puro.Según comparacionesmetalográficas el porcentajede carbono es muy bajo. Lasprincipales característicasde estos aceros son quetienen un elevado punto defusión.

Ni=0,014%

Mn=0,270%

Fe=99,716%

SAE 1005

284HB

Acero, hierro casi puro.Según comparacionesmetalográficas el porcentajeaproximado de carbono es0,12%. Las característicasprincipales de estos acerosson que tienen un elevadopunto de fusión.

Cu=0,066%

Ni=0,014%

Mn=0,230%

V=0,019%Fe=99,671%

SAE 1005

73HB


rme

Muestra 9.5.3.1.0.

Cámara de combustión mayor

Muestra 9.5.4.2.0.

Cámara de combustión menor

Acero inoxidableaustenítico no estándar.La elevada presencia detitanio en el material tienepor objeto evitar laformación de carburos decromo que harían perder lainoxidabilidad del acero.

Mo=0,15%

Co=0,12%

Ti=0,85%

Mn=1,71%

Si=0,46%

Cu=0,16%

Ni=11,00%Cr=18,8%

Fe=66,75%AISI 316 Ti

308HB

Aleación base níquel.Esta muestra combinaresistencia a la oxidación yresistencia mecánica, ambasa altas temperaturas. Ni=71,74%

Fe=3,58%Cr=21,86%

Mn=0,69%

Si=0,18%

Mo=0,13%

Ti=0,53%

C=0,09%

Co=0,93%

Al=0,11%

W=0,16%

ASTM X750

147HB


rme

Muestra 9.5.5.1.0.

Alabe directriz del transfer

Muestra 9.5.5.2.0.

Transfer

Cr=26,43%

Fe=36,17%

Ni=32,48%

Mn=3,54%

Mo=1,38%

ASTM Sanicro 28 Ti

193HB

Acero inoxidableaustenítico.El elevado contenido deníquel de la pieza la haceparticularmente resistentea la corrosión bajo tensión-Stress Corrosion Cracking,SSC-.

Aleación base níquel.Esta muestra posee unabuena resistencia a lacorrosión a elevadastemperaturas.

Ti=0,25%

Mo=0,12%

W=0,16%

Si=0,23%

Al=0,11%

Mn0,56%Cr=18,88%

Ni=70,45%

Fe=9,24%

ASTM 600

107HB


rme

Muestra 9.6.1.1.1.

Escape interior

Muestra 9.6.1.1.2.

Tobera interior

Acero inoxidableaustenítico no estándar.La elevada presencia detungsteno tiene porefecto mejorar laspropiedades mecánicasdel material a elevadastemperaturas.

Si=1,14%

Mo=0,13%

W=2,28%

Mn=0,47%Ni=9,64%

Cr=18,30%

Fe=68,04% ASTM 19-9 DL

166HB

Aceros inoxidablesausteníticos.En las microfotografías sepuede apreciar la presenciade maclas: líneas paralelasdentro de los granos. Si bienla mayoría de los acerosinoxidables austeníticospresentan maclas, unaabundante presencia deellas es signo de unadeformación en frío delacero.

Si=0,66%

Mo=0,30%

W=2,28%

Ti=0,54%Ni=7,76%

Cr=18,30%

Fe=70,16% AISI 301

153HB


rme

Muestra 9.6.1.2.1.

Escape exterior

Muestra 9.6.1.2.2.

Tobera exterior

Aleación base níquel.El alto porcentaje de níquella hace muy resistente a lasaltas temperaturas.

Ni=79,25% Cr=13,49% Mo=0,20%

Fe=4,67%

Co=1,03%

Mn=1,36%

AISI 713C

341HB

Acero inoxidableaustenítico no estándar.La elevada presencia detitanio en el material tienepor objeto evitar laformación de carburos decromo que harían perder lainoxidabilidad del acero.

Fe=70,10%

Cr=17,70%

Ni=9,39%Mn=1,34%

Si=0,37%

Ti=0,81%

Mo=0,29%AISI 316 Ti

370HB

Bibliografía

Turbomeca, Brevets Szydlowski.

Creation Turbomeca Service Pulicite & Documentation.

Artouste III, Turbomeca.


L’Usine Turbomeca de Tarnos.


Marboré VI, Turbomeca.

Creation Turbomeca Service Pulicite & Documentation. Mayo 1961.

Agradecimientos

Taller Pérez Polo y Cía. S.A.

Muy especialmente a los Sres. Francisco y Rolando Pérez Polo.

Pellegrini 950, M5547FHF Villa Hipodromo · Argentina.Teléfono/Fax: 0054 261 427 0125eMail: [email protected]

Instituto Tecnológico Regional de Ensayos, I.T.R.EN.

Ing. José Cocchia · Gustavo Arias · Cristián Reynoso · Fabio Bringa.

Universidad Tecnológica Nacional – Facultad Regional Mendoza.Rodríguez 273, M5502AJE Mendoza · Argentina.Teléfono: 0054 261 423 9119 / 9606 / 9596 int. 125Fax: 0054 261 423 9239eMail: [email protected]

VI Brigada Aérea del Ejercito Argentino

Suboficial aeronáutico Walter Velez.

Aeropuerto Francisco Gabrielli, Las Heras · Argentina.Teléfono: 0054 261448 7316

Arenera Mendocina S.R.L.

Sr. Miguel Don.

Las Cañas 165, Guaymallén · Argentina.Teléfono: 0054 261 431 4908Fax: 0054 261 431 7412

Metalografía UTN-FRM

Ing. Violeta Colpacci · Ing. Kevin Borisov · Ing. Humberto Condorelli · Gabriel

Martinez · Gabriel Brito · Fernando Pérez Sabater · Rodrigo Martín · Carolina

Torres · Cristian Tavano.

Rodríguez 273, M5502AJE Mendoza · Argentina.Teléfono: 0054 261 423 9119 / 9606 / 9596 int. 150Fax: 0054 261 423 9239eMail: [email protected]

Extensión Universitaria UTN-FRM

Ing. Clarisa Isrrael · José Cabañez.

Rodríguez 273, M5502AJE Mendoza · Argentina.Teléfono: 0054 261 423 9119 / 9606 / 9596 int. 116Fax: 0054 261 423 9239eMail: extensió[email protected]

Ricardo Naciff

Universidad Tecnológica NacionalFacultad Regional Mendoza

Agosto de 2002

ricardonaciff. informe marbore2. turbomeca

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