REVISTA AEM - Mantenimiento Numero-294

Jesús Terradillos, Jose Ignacio Ciria
Grasas en turbinas eólicas:
toma de muestras, análisis y
diagnóstico
Jesús Terradillos – Fundación Tekniker
Jose Ignacio Ciria – Fundación Tekniker
Introducción
Del objetivo principal de este artículo es divulgar
la información contenida en el mismo
para orientar a los técnicos de mantenimiento
y gestores de fiabilidad sobre las mejores
prácticas de toma de muestra, análisis y diagnóstico
de las grasas usadas en los diferentes rodamientos de
las turbinas eólicas.
En este artículo vamos a hacer un resumen de la
experiencia adquirida en los últimos 20 años en la
lubricación de los rodamientos de pala, rodamientos
principales y rodamientos del generador en turbinas
eólicas.
Se pretende proponer una metodología adecuada
para obtener una muestra representativa de grasa así
como los mejores dispositivos para poder obtener dicha
muestra.
La toma de muestras representativa es uno de los
principales problemas que encontramos para poder
hacer un adecuado diagnóstico del estado de los rodamientos.La
cantidad de muestra es un aspecto crítico
para definir los ensayos a realizar a la muestra de grasa.
En función de los gramos de muestra de grasa se seleccionarán
los ensayos adecuados para poder realizar
un diagnóstico los más acertado posible. Es obvio que
La toma de muestras representativa es
uno de los principales problemas que encontramos
para poder hacer un adecuado
diagnostico del estado de los rodamientos.
La cantidad de muestra es un aspecto crítico
para definir los ensayos a realizar a la
muestra de grasa.
la calidad del diagnóstico depende la calidad de la
toma de muestra y de la cantidad de muestra de grasa.
Para finalizar se mostrarán, a modo orientativo, los
valores críticos de los parámetros a controlar para las
grasas de los diferentes rodamientos de pala, generador
y principal y sus significado
Es conocido que los rodamientos lubricados con grasa
no alcanzan los objetivos de duración para los cuales
fueron formuladas debido, fundamentalmente, a la
contaminación con la que acaban alojando en su seno.
Figura 1. Causa de fallos en rodamientos (Fuente)
El polvo, partículas sólidas y la contaminación acuosa
son los principales asesinos de los rodamientos. La
generación de partículas desprendidas de los rodamientos
es otro de los aspectos prioritarios en un
análisis de grasa usada, lo que normalmente conocemos
como desgaste del rodamiento.
La consistencia de la grasa así como la cantidad de
aditivos que le quedan a la grasa nos van a ayudar a
definir la frecuencia de engrase y la cantidad de grasa
necesaria en el rodamiento.
2. Lubricación de los diferentes rodamientos de las
turbinas eólicas
Las turbinas eólicas están ubicadas en zonas remotas
donde se aseguran condiciones de viento favorables
para producir la máxima generación de energía. Las
condiciones ambientales cambia del día a la noche,
invierno/verano, zonas del ártico/desierto, in-shore/
off-shore,... Los cambios de temperatura pueden variar
desde -40ºC hasta más de 50ºC. La dirección
de viento y la velocidad cambian de forma repentina.
Existen parques donde la humedad relativa es muy
alta. En el caso de los parques offshore la concentración
de sales es muy importante y tremendamente
abrasivas. El polvo tiene un gran efecto abrasivosobre
los componentes de las turbinas eólicas.
Todo esto hace que las condiciones de funcionamiento
de las turbinas eólicas sean muy severas, exigiendo
un alto rendimiento a los diferentes sistemas mecánicos.
Por otro lado, las tendencias del mercadovan orientadas
a la utilización de turbinas cada vez más grandes
y con mayor generación de energía, lo que lleva a mayores
cargas de trabajo y requiere una mayor protección
contra el desgaste.
Debido a las dificultades de acceso que existen para
llegar a las turbinas una de las principales prioridades
es alargar los periodos de reengrase.
En el caso de las turbinas eólicas offshore es muy importante
que las grasas proporcionen una gran protección
contra la corrosión producida por el agua del mar.
La temperatura de operación es un factor crítico para
selección del tipo de grasa a utilizar en los diferentes
rodamientos. La temperatura puede variar de acuerdo
el siguiente cuadro:
Tipo de rodamiento Rango de temperatura
Principal
-30ºC a70ºC
Pala ó Pitch -30ºC a 50ºC
Generador -30ºC a 100ºc
Tabla 1. Rango de temperaturas típicas de funcionamiento de los diferentes
componentes lubricados con grasa en un aerogenerador
El rodamiento principal está sometido a grandes
fluctuaciones a causa del viento, generando altas cargas
de empuje. La condiciones de trabajo tales como
altas cargas, bajas velocidades, vibraciones, etc hacen
que las condiciones de lubricación elastohidrodinámica
(EHL) sean muy difíciles de conseguir, por lo
que se recomienda la utilización de grasas formuladas
con aceites de hasta 460 cst de viscosidad, con buenas
características de estabilidad a la oxidación, buen
comportamiento frente al agua y bajas temperaturas.
Los rodamientos del generador están sometidos a
velocidades de moderadas a altas, altas cargas, altas
vibraciones y altas temperaturas por lo que se recomienda
utilizar grasas de viscosidad media (ISO VG
100), excelente comportamiento a bajas temperaturas,
alta resistencia alas vibraciones y buena estabilidad
a la oxidación. Normalmente se utilizan grasas
con un grado de consistencia NLGI 2.
Los rodamientos de pala trabajan a altas cargas y
vibraciones y con un movimiento oscilatorio. Las
vibraciones dan lugar a problemas de fretting (corrosión
y desgaste), por lo que se utilizan grasas alta
resistencia a la corrosión,excelente resistencia al falso
brinelling y fretting, excelente estabilidad a la oxidación
y resistencia al agua.
La tendencia general es utilizar el mismo tipo de
grasa, tanto en rodamiento principal, como en rodamientos
de pala y rodamiento yaw. Sin embargo, para
los rodamientos del generador se suelen aplicar una
grasa con una menor viscosidad.
MAYO 2016 - MANTENIMIENTO
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