Title

AVALIAÇÃO DAS FALHAS DAS MOLAS-PRATO DOS MANCAIS DE ESCORA DAS UG’S 1 A 6 DA UHE FURNAS SOB A ÓTICA DA MECÂNICA DA FRATURA LINEAR E ELÁSTICA

EVALUATION OF FAILURES OF THRUST BEARINGS PLATE SPRINGS OF FURNAS HYDROMACHINES 1 TO 6'S ACCORDING TO LINEAR AND ELASTIC FRACTURE MECHANICS (LEFM)

Authorship

FREIRE, EVANDRO

FREIRE, EVANDRO

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DOI

10.5151/2594-5327-2005-16200-0262

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Abstract

Em meados de 1983, foram detectadas molas prato inferiores fraturadas no mancal de escora da unidade geradora 3, com causa atribuída à fadiga devido à nucleação de trinca ocasionada por agente externo corrosivo. Uma investigaçãp realizada por Furnas, na época, mostrou que os fatores de segurança de projeto destes elementos poderiam ser considerados como pouco conservadores. Em dezembro de 2006 houve reincidência do problema, desta feita na UG#2, novamente atribuída a agentes agressivos, a partir dos quais pites de corrosão foram formados. No presente caso, diferentemente da abordagem anterior, se optou por dar uma tratativa conforme a Mecânica da Fratura Linear e Elástica, introduzindo os conceitos da tenacidade a fratura e de tamanho crítico de defeito. Assim, pretende-se neste trabalho determinar a menor espessura a que estes elementos podem ser mantidos em operação, ou seja, até quando estes elementos podem ser recuperados, através da retirada destes defeitos superficiais por usinagem e com redução de espessura, sem que a sua integridade estrutural seja afetada. Haverá também a rediscussão do mecanismo de falha para estas ocorrências, através dos resultados de uma análise fractográfica realizada no componente presentemente fraturado. Por último, o trabalho apresentará também uma abordagem de manutenção às molas para evitar a repetição do problema.

In the middle of 1983, some under plate springs were found fractured at the thrust bearing of the hydrogenerator 3 of Furnas Power Plant, with cause imputed to fatigue due to an external corrosive agent. At that time, Furnas engineering staff prepared a theoretical study to investigate the plate spring ́s design, it was demonstrated that the safety factors adopted in the design couldn't be considered too far conservative. In December 2006, there was the repetition problem, but at this time in the hydrogenerator 2. Again, the cause was attributed to an aggressive agent that formed a corrosion pitting on the plate spring ́s surface. In the present case, differently of the previous approach, it was preferred to give a treatment according to LEFM, using the fracture toughness material and allowable flaw size concepts. Thus, this paper intends to determine the thinnest plate spring thickness that is possible to keep on these machine elements in operation. In other words, till they can be recuperated by machining to remove these superficial defects, with thickness reduction, without affecting their structural integrity. Also, there will be a new discussion of the failure mechanism for these occurrences, based on the results of fractographic examination made at the above- mentioned element. At last, the paper will also present the used maintenance approach to avoid the repetition of this situation.

Keywords

Mola-prato; Fratura; Manutenção.

Plate-spring; Fracture; Maintenance.