UNE SOLUTION POUR LE JOINT 4 VOIES

Les fuites dans une turbine à gaz peuvent entraîner des immobilisations forcées et provoquer des dommages aux équipements essentiels, mais peuvent aussi soulever d’importants problèmes de sécurité. En combinant plusieurs produits et plusieurs technologies, Nord-Lock Group a conçu une combinaison de solutions pour résoudre ce problème courant de fuites sur les joints 4 voies des turbines à gaz 501F.

Les fuites dans les joints 4 voies surviennent en général au fil du temps lorsque les variations thermiques extrêmes et les démarrages provoquent des gauchissements et des distorsions dans les cylindres de la turbine. Le mauvais alignement des cylindres est la cause du problème car la surface des brides n’assure pas le contact maximal nécessaire pour assurer un scellement correct, et c’est ce qui provoque les fuites.

Les fuites peuvent provoquer des dommages importants aux équipements de mesure et à l’isolation ; elles risquent par ailleurs de mettre en danger les opérations et de nuire à la sécurité de l’espace de travail. Nord-Lock Group a récemment conclu un partenariat avec un propriétaire de flotte de turbines à gaz 501F qui a connu ce type de fuite durant plus de 20 ans. Ils gèrent ensemble un projet R&D conjoint pour trouver une meilleure solution.

Le besoin d’une solution plus pérenne

« Les précédentes solutions proposées au propriétaire de la flotte de turbines étaient soit temporaires, soit de nature à réduire la fuite plutôt qu’à la stopper », affirme Jeremy Hersom, Responsable du Développement Commercial, section production d’électricité de Nord-Lock Group aux Etats-Unis.

Une solution courante de rétention de fuite est de souder les boîtes non étanches. Néanmoins, non seulement cette solution n’arrête pas la fuite, mais elle nécessite une dépose et une ré-installation durant l’immobilisation – augmentant le temps et le coût de cette dernière.

« Les anciennes réparations tendaient aussi à se concentrer sur une seule cause pour résoudre le problème de fuite », poursuit M. Hersom. « Notre solution, en revanche, combine plusieurs produits et plusieurs technologies qui font partie de notre portefeuille de produits pour traiter de nombreuses causes aux fuites. »

Durant ce projet, les experts en production d’électricité de Nord-Lock Group avaient accès aux turbines du propriétaire de la flotte de sorte qu’ils pouvaient étudier les configurations et les causes des fuites dans les cylindres.

« Avoir accès aux turbines à gaz 501F a été un élément essentiel pour effectuer un bon diagnostic des facteurs multiples des fuites », conclut M. Hersom.

« Cela a représenté pour nous un processus d’apprentissage sur le long terme, car plusieurs solutions ont été mises au point et testées. »

 

Une combinaison ingénieuse de technologies

Après avoir réalisé des tests complets, il nous a semblé que la solution la plus efficace était de combiner plusieurs produits et technologies de Nord-Lock Group. Pour commencer, un système de fermeture hydraulique Boltight (Hydraulic Closure System) est utilisé pour s’assurer temporairement et rapidement que les cylindres sont alignés et que les joints 4 voies sont tendus. Si, après que le cylindre a été serré par le system HCS, un trou de boulon ou une bride est encore mal aligné, un système de tensionneur CamAlign est utilisé pour réaligner le cylindre. Cela permet de fermer un vide interne de 2 à 4 millimètres et d’assurer l’écart le plus faible possible.

Le HCS est pressurisé pour serrer simulta[1]nément et uniformément le cylindre de la turbine autour du joint à 4 voies – ce qui isole la zone. De multiples tendeurs hydrauliques maintiennent la pression alors que nous enre[1]gistrons des mesures de l’écart internes et externes et que nous contrôlons l’alignement du cylindre.

Une fois que les réglages sont terminés et que le joint 4 voies est correctement aligné, le joint est serré à l’aide du système HCS, ce qui permet de transférer la charge aux tensionneurs à vis multiples Superbolt pour conférer une tension permanente au joint. Contrairement à la solution classique consistant à tendre chaque boulon l’un après l’autre ce qui crée un mouvement dans la charge, le système HCS immobilise la totalité du joint et lui assure une stabilité totale lorsque chaque boulon est tendu.

Enfin, un joint interne est posé, comme couche supplémentaire de protection, dans la zone où la section du cylindre de la chambre de combustion et la section de la turbine se rencontrent. Cela permet d’éliminer toute fuite non résolue par le ré-alignement des cylindres.

La meilleure solution du marché

La combinaison des solutions de Nord-Lock Group – comprenant des tensionneurs à vis multiples, des systèmes de fermeture hydraulique et des tendeurs d’alignement – a été testée et vérifiée lors du fonctionnement des turbines et s’est avérée efficace dans la prévention des fuites de joints à 4 voies. Il n’y a pas eu d’arrêt forcé du à des dommages des équipements de mesure ou de l’isolation et cette solution a fourni un environnement de travail sûr dans l’enceinte de la turbine.

Selon le retour d’information du propriétaire de la flotte de turbines, il s’agit de « la meilleure solution pour fuites de joints à 4 voies de turbine actuellement sur le marché ».

D’une part, les propriétaires de flottes de turbines 501F ont trouvé une solution spécifique à leurs types de turbines, d’autre part, les connaissances et l’expérience acquises seront pour Nord-Lock Group une précieuse valeur ajoutée pour notre avenir.

« Les turbines fonctionnent toutes sur le même principe : une roue ou un rotor tourne pour produire du courant grâce au mouvement », explique Peter Miranda, Directeur Régional des Ventes de Nord-Lock Group. « Les leçons apprises par les experts en production d’électricité de Nord-Lock Group augmenteront notre expertise et pourront être appliquées à des problèmes de fuites similaires. »