lunes, 30 de abril de 2007

Reparación. Parte II.

Durante la reparación del Murillo hubo un mantenimiento llevado a cabo que posiblemente sea de lo más espectacular que uno pueda ver a bordo, y es el mantenimiento de un motor principal. En mi caso, al principal número 2 se le sacaron culatas, pistones, bielas e inspección por parte de la Lloyd’s y de Capitanía Marítima de los cojinetes del cigüeñal.



Para los profanos lo anteriormente escrito puede parecer aburrido o simplemente que no suscite ningún tipo de interés, pero si nos planteamos que estamos hablando de abrirle las tripas a un motor que tiene unas dimensiones de 2 metros de altura y aproximadamente 5 metros de longitud, la cosa cambia.

El mantenimiento de la culata consiste principalmente en la comprobación de holguras, limpieza, rectificado de las superficies en contacto y mantenimiento de sus componentes.

La comprobación de las holguras se realiza mediante unas galgas específicas para cada dimensión o huelgo a comprobar. Debido a que en el interior de la culata circula el agua de alta temperatura destinada a refrigerar los componentes internos del motor, ésta sufre un gran ensuciamiento provocado por el óxido generado por el agua, lo que implica que la acción refrigerante de la misma se vería reducida. Para evitar que se llegue a un caso radical se deben limpiar las superficies de intercambio de calor con unos productos químicos de limpieza específicos, y en caso de que estuviese con mucho óxido se debe comprobar en qué estado está el tratamiento del agua de refrigeración, puesto que es muy posible que haya perdido en gran medida sus propiedades. La limpieza y mantenimiento de las superficies de contacto de la culata se debe hacer mediante unos útiles especiales, éstos se podría decir que son unos cepillos eléctricos que están diseñados para llevar a cabo su cometido mediante unos formas especiales así como unos cabezales con una abrasión específica para cada superficie con la que trabajen.

Para poder realizar todos los trabajos comentados se deben sacar las culatas y llevarlas unas bancadas diseñadas para las mismas. El procedimiento a seguir para sacar las culatas del motor es algo complejo y tedioso, con lo que he preferido en simplificarlo para que quede el concepto de cómo sacar una culata.

Antes de empezar se debe vaciar el motor de toda el agua refrigerante que contenga. Se quita la tapa de balancines y se desconecta la “rana” o tubería de descarga de agua de refrigeración (Rojo). Con el virador llevamos el pistón de nuestra culata al PMS, luego aflojamos y soltamos los mecanismos de los balancines (verde). Quitamos los pernos encargados de la unión con el escape como los de la admisión, después vamos a desconectar las líneas de combustible, aire de arranque piloto, entrada de aceite a la culata así como tapar todos los orificios para que no entre suciedad sin olvidar quitar todos los sensores.






Ya tenemos la culata despejada y desconectada de cualquier línea auxiliar, pero aún queda algo, desapretarla del bloque del motor. Para ello se utiliza un gato hidráulico el cual se encarga de desaflojar las tuercas que están en los espárragos del bloque del motor (amarillo). Su principio es el siguiente, sobre cada tuerca se le pone un Cabezal del gato, éste presuriza los cabezales sobre unos 900 – 1000 bar y empuja hacia arriba el espárrago, y con una simple mano desapretamos cada una de las 4 tuercas.




Esta operación tiene un punto clave, los cabezales del gato son apretados con una tuerca estriada que se les enrosca sobre ellos; una vez están apretados esta tuerca estriada debe ser aflojada una vuelta, en caso de no hacerlo hemos cometido un grave error. Porqué? Muy sencillo, como he comentado el gato empuja hacia arriba el espárrago del bloque del motor, al darle esta vuelta lo que hacemos es darle el espacio necesario para que éste suba, y en caso de no dársela estaríamos confrontando el cabezal del gato con la tuerca estriada a una presión de 1000 bares, a ver cómo íbamos a desaflojarlos luego...




Teniendo las tuercas de la culata quitadas tan sólo nos queda elevar la misma mediante un útil, y llevarla a la bancada o lugar oportuno.


Un tratamiento especial tienen las válvulas y sus asientos, en caso de que no cumplan las tolerancias mínimas ni ángulos exigidos por Wärtsilä deben ser esmerilados con una máquina específica para ello, el "cris marine". Para comprobar el esmerilado se le aplica sobre la superficie una pasta azul, es puesta en su asiento y se golpea, el área que haya dejado la pasta debe ser del 20 al 40% tanto para válvulas como para sus asientos.


Tras el esmerilado con el "cris marine" y el respectivo montaje se realiza el reglaje de las válvulas.

El reglaje consiste en comprobar, mediante unas galgas, que el huelgo entre la válvula y su empujador es el correcto, concretamente tanto para válvula de admisión como de escape de 1,0 mm. Para la realización del mismo, obviamente, las válvulas no deben estar pisadas con lo que tan sólo se puede realizar en los tiempos de compresión y escape. Concretamente a bordo lo hacíamos en la compresión. Al poner las galgas, en caso de que no coincidiese con la holgura correcta se jugaba con el tornillo del empujador para así regular su altura.

Reparación. Parte I.

Durante el primer mes de embarque tuve la suerte de poder estar en la parada del buque para su respectiva reparación anual, que además coincidía con que debían hacer la reparación de los 5 años. Hay muchas cosas que contar con lo que voy a dedicar unas cuantas actualizaciones a ella.
Hoy voy a hablar sobre el enfriador del aire de carga o sobrealimentación. Se llevó a cabo la limpieza de los enfriadores de los motores principales.

La sobrealimentación de los motores viene dada por la necesidad de tener una buena combustión del fuel en la cámara de combustión. El aire de carga es el aire utilizado para llevar a cabo la combustión, teniendo un exceso de aire nos aseguramos de que prácticamente casi todo el fuel es quemado en el cilindro, es por ello que es necesaria la sobrealimentación, además de que con este exceso de aire podemos controlar las temperaturas interna y de los gases de escape.

Este proceso es realizado por un sistema de turbocompresor que consta de un compresor centrífugo accionado por una turbina de gas impulsada por los gases de escape provenientes del colector de escape. La utilización de la energía de los gases de escape por parte de los turbocompresores implica una mejora de la eficacia del motor con una energía que sino se utilizará de esta forma se perdería. La velocidad del turbocompresor está en función de la carga que tenga el motor.








Los componentes del sistema interno del motor son:

  • Filtro de admisión de aire con silenciador en el turbocompresor.
  • Turbocompresor
  • Enfriador de aire de carga de dos etapas con sección de alta y baja temperatura
  • Dispositivo de limpieza de compresor
El enfriador de aire de carga (1) se encarga de enfriar el aire que ya ha sido comprimido durante su etapa en el compresor.

La temperatura en la descarga del compresor es de aproximadamente de 200ºC, por tanto el aire comprimido por el compresor debe ser refrigerado. Éste pasa por un enfriador de dos etapas en el que el aire comprimido es refrigerado con agua.









La primera etapa es refrigerada con agua de alta temperatura y enfría el aire de carga hasta aproximadamente 90-100 ºC. La segunda etapa se refrigera con agua del sistema de baja temperatura y enfría el aire de carga hasta una temperatura de aproximadamente 50 ºC.

El haz tubular (1) junto con la tapa de bridas de conexión (2) y tapa de retorno (3) es una unidad.









La tapa de bridas de conexión (2) contiene las conexiones de suministro y retorno de alta temperatura y baja temperatura junto con los tapones de drenaje (4) y los tapones de venteo (5) para ambos sistemas.

El agua de alta temperatura entra en el enfriador en (6) y descarga en (7).



El agua de baja temperatura entra en el enfriador en (8) y descarga en (9).



Un aumento de la temperatura del aire, acompañado de una caída de presión de aire, indica que las aletas de refrigeración alrededor de los tubos se están contaminando. Un aumento de la temperatura del aire con alto diferencial de presión de agua en el enfriador, indica que existe contaminación dentro de los tubos. En cualquier caso, es necesaria la limpieza del enfriador.



Una forma de comprobar a diario, durante el funcionamiento del motor, del buen estado del aire de sobrealimentación es abriendo la purga. Lo normal es que salga aire comprimido y algo de condensado. Si hubiese un exceso de condensado podría ser debido a:




  • Condensado debido a aire muy húmedo: El condensado puede formarse en el exterior de los tubos del lado de baja temperatura del enfriador de aire y junto con el aire entrar en las cámaras de combustión de los cilindros.

    Una cantidad excesiva de agua en las cámaras de combustión puede causar corrosión en las camisas, aros de pistón y pistones, y corrosión en frío en las toberas de los inyectores de combustible.

  • El paquete del enfriador de aire de carga tiene uno o más tubos que pierden.Esto deberá confirmarse bajando el nivel del tanque de expansión.


La limpieza del lado agua y lado aire del enfriador de aire de carga es necesaria para que el intercambio térmico sea el correcto. Los intervalos de limpieza varían con el modo de operación, calidad del agua de refrigeración y aire de aspiración, etc.

El fabricante, en este caso Wärtsilä, propone los siguientes modos de limpieza:

Limpieza del lado agua


Se sueltan las tapas de agua y se inspecciona el interior de las tuberías. Soltar las tapas de agua e inspeccionar el interior de las tuberías.


Cuando los depósitos son blandos, que suele ser lo más común, se utilizan cepillos de nylon amarrados a una barra. El tipo de cepillo debe estar en función del tipo de tubo aleteado.
Por último, se cambian todas las juntas y juntas tóricas por un juego nuevo de las mismas.



Limpieza del lado aire

Se saca el enfriador del motor, es sumergido en un baño químico que contenga disolvente de grasa y así podemos limpiar las aletas de las tuberías. Justo después de terminar la limpieza, se le aplica un potente chorro de agua al enfriador.


Limpieza hidráulica


La limpieza hidráulica se lleva a cabo con una pistola pulverizadora de alta presión con una tobera especial para eliminar los depósitos de suciedad dentro de los tubos.


Pero en nuestro caso el método utilizado para la limpieza del enfriador fue la limpieza mediante ultrasonidos. Este método consiste en sumergir el enfriador en una mezcla de agua con Productos químicos, aplicándole ultrasonidos encargados de desmenuzar todas las incrustaciones que pueda tener. Se utilizó este método porque la distancia entre aletas de nuestros enfriadores es muy pequeña, con los otros métodos no serían totalmente satisfactorios.
Tras la limpieza del enfriador se debe hacer una prueba hidráulica para comprobar que no hay ningún tipo de perdida.

Continuará...

lunes, 9 de abril de 2007

Dentro del mantenimiento regular de los motores entra la toma de flexiones del cigüeñal. Esta operación se suele hacer anualmente a cada uno de los motores, pero teniendo en cuenta que, como suele pasar a menudo, durante el año a algún motor se le hace la revisión y mantenimiento de culatas y cilindros no es necesario medirle las flexiones del cigüeñal puesto que la propia revisión conlleva el realizar esta operación. Por suerte me ha tocado hacer las tomas de un motor auxiliar y de un motor principal.

El principio que se sigue para tomar las flexiones es muy sencillo, tomando un punto de referencia en donde la flexión es 0, se miden las flexiones de los demás puntos predeterminados en función de ese punto de referencia o punto A.

Las flexiones se toman en cada una de las cigüeñas, éstas llevan 2 granetes en los que se les acopla el cabezal del flexiómetro. El flexiómetro nos da los milímetros que hay de flexión en las cigüeñas. Su funcionamiento es muy sencillo, tiene 2 punzones que puestos en cada uno de los granetes de la cigüeña, y conforme se mueve de posición el cigüeñal y va sufriendo flexiones, el flexiómetro nos dice los milímetros de flexión que hay en la cigüeña en ese punto concreto.






Los puntos de toma de flexiones siempre son los mismos, para así tener unos valores de referencia que podemos comparar con los valores de anteriores tomas. Los puntos de toma son dados por el fabricante dándote en el manual que valores máximos puede haber en cada unos de ellos.


Los puntos son los siguientes:

  • A: Punto de referencia, según el fabricante a 15º del Punto Muerto Inferior
  • B: Entre el Punto Muerto Inferior y el Punto Muerto Superior
  • C: PMS
  • D: Entre el PMS y el PMI
  • E: Según el fabricante a 15º del PMS, siempre se intenta que sea lo más cercano al PMS ya que más veraces son los resultados, hay que ir con cuidado porque si te pasas el pistón te rompe el cabezal.

Para hacer girar el cigüeñal y llevar el cabezal del flexiómetro a cada unos de los puntos anteriores se utiliza el virador, es muy importante estar perfectamente compenetrado con la persona que lleva el virador ya que son tus manos las que están metidas dentro del motor y pueden producirse accidentes con consecuencias irreversibles!

El procedimiento a seguir según el manual de instrucciones es el siguiente:

Tomar las flexiones del cigüeñal sólo con el motor a temperatura ambiente.

  1. Lubricar los cojinetes operando la bomba de prelubricación durante unos minutos.
  1. Desmontar las tapas del cigüeñal a ambos lados.
  1. Comenzar en el cilindro 1 y girar a derechas hasta que la muñequilla esté 15º del PMI. Esta posición del cigüeñal es comenzando en el punto ’A’ para la lectura del flexiómetro.
  1. Colocar flexiómetro entre los contrapesos en los puntos centrales en la posición ’A’ y ajustarlo a cero.
  1. Girar el cigüeñal hasta que la galga esté en posición ’B’ y anotar la lectura en el protocolo.
  1. Girar el cigüeñal hasta que el flexiómetro esté en posición ’C’ y anotar la lectura en el protocolo.
  1. Girar el cigüeñal hasta que el flexiómetro esté en posición ’D’ y anotar la lectura en el protocolo.
  1. Girar el cigüeñal hasta que el flexiómetro esté en posición ’E’ y anotar la lectura en el protocolo.
  1. Repetir el procedimiento para el resto de cigüeñas.
  1. Comparar las lecturas con las del protocolo de la instalación o el banco de pruebas. En el caso de que las lecturas estén fuera de tolerancia, investigar la razón. Si no se obtiene mejora, consultar la empresa Wärtsilä más cercana.
  1. Colocar las tapas del cigüeñal.


Una vez se han obtenido los resultados se comparan con los límites que nos da el fabricante, en caso de tener valores fuera de estos límites se debe realinar el motor.