Diseño de un horno de tratamiento térmico hasta 700°c para turbinas pelton de la central hidroeléctrica San Gabán II

Abstract

El proyecto de tesis desarrolla el diseño de un horno de tratamiento térmico hasta 700°C para turbinas Pelton de la central hidroeléctrica San Gabán II, el tipo de investigación es descriptiva y del tipo documental de campo. Debido al desgaste de las diferentes partes de la turbina Pelton como producto de la erosión y cavitación, cuyos efectos se evalúan utilizando ensayos no destructivos. Para su recuperación se realiza el proceso mediante el aporte de soldadura con el tipo de electrodo Chroma Weld 309 Mol. Este proceso produce acumulación de tensiones internas, que debe ser tratado térmicamente mediante un proceso de revenido, donde en la etapa de calentamiento se reducen las tensiones internas, en la etapa de permanencia aumenta la tenacidad y en la etapa de enfriamiento gana estabilidad dimensional. Para la ejecución de todo el proceso se ha seleccionado la alternativa de un horno eléctrico de solera móvil que es calentado mediante resistencias eléctricas 80Ni- 20Cr. cuya conexión se realiza en estrella, controlado por un sistema Proporcional, Integral y Derivativo, diseñado por el método de lugar geométrico de raíces. Las dimensiones internas del horno de tratamiento térmico son 3.0 m. x 3.0 m. x 1.0 m, está conformado por capas de mantas de fibra de cerámica, lana de roca basáltica, recubrimiento con planchas de acero y solera móvil de ladrillo refractario. El diseño del horno consta de cálculos de temperaturas de trabajo, transferencia de calor, espesores para cada uno de los elementos que conforman el horno, y deformaciones según el tipo de carga, teniendo como resultado un rendimiento de 91.41 %, con una potencia de diseño de 62.29 KW, cumpliendo con las normas y estándares necesarios del diseño estructural DIN-ASME para el acero inoxidable tipo 13.4 (X5CrNi13.4 ó ASTM A743 CA6NM). Como una evaluación teórica final se efectúa un análisis técnico económico, que da como resultado un costo total de construcción de S/. 45,116.65, el proyecto es evaluado según cuadros de VAN y TIR