“Witness test” y ensayos especiales en turbinas hidráulicas para evaluar la calidad del diseño

Abstract

El cumplimiento de las garantías de rendimiento, cavitación, campo de operación y comportamiento hidrodinámico de las turbinas hidráulicas, especialmente las de gran potencia (mayor a 10 MW) se verifica previamente a la etapa de fabricación. Esto se realiza en modelos a escala montados en bancos de pruebas de turbinas hidráulicas, como el que opera la UIDET Hidromecánica de esta Facultad. Estos están especialmente equipados e instrumentados para cumplir con la normativa internacional en materia de estándares de calidad de medición. Los ensayos definitivos para aceptar o rechazar la turbina ofertada se denominan “Witness Test” en la bibliografía de la especialidad. En este trabajo, en primer lugar, se describen los aspectos que tiene en cuenta la norma del IEC (International Electrotechnical Comission) para certificar el cumplimiento de los estándares de calidad del funcionamiento hidrodinámico de las turbinas. En segundo lugar, se describen los “Ensayos Especiales”, complementarios a los recomendados por la norma, que ha incorporado la UIDET Hidromecánica en sus procedimientos de ensayos y en su rol de inspección. Estos últimos se basan en la medición de la vibración a través de acelerómetros colocados en componentes estacionarios, cuya señal, adecuadamente procesada, resulta un indicador de la presencia y desarrollo de la cavitación. Se explica el tipo de procesamiento que permite anticipar la ocurrencia de fenómenos particulares, como es la interacción rotor-estator. Esta metodología fue contrastada y validada con mediciones en condiciones homólogas realizadas en modelo y prototipo (escala real). El objetivo del trabajo es mostrar, a través de la presentación de resultados obtenidos en casos concretos - en los cuales los autores formaron parte del equipo de Inspección- el potencial predictivo que ofrecen la observación y medición en modelo físico a escala reducida en las turbomáquinas hidráulicas y su versatilidad como herramienta que permite explorar diferentes condiciones de operación.