Soluciones Marinas de GE informa que ha completado con éxito diversas pruebas de fuego en su nueva carcasa marina LM2500 de composite como parte del Programa de Modernización de Módulos (MMP). Las pruebas de fuego y de otros componentes verificaron el uso de un material composite para reducir significativamente el peso y mejorar el rendimiento. Además, el diseño del paquete ha avanzado para incorporar sensores y componentes actualizados.
Los participantes del MMP incluyen a GE, General Dynamics Bath Iron Works y la Marina de los Estados Unidos; el programa comenzó en 2014.
“Los buques se enfrentan constantemente a retos de peso para satisfacer las necesidades de capacidad presentes y futuras y reducir los costos del ciclo de vida”, afirmó Brien Bolsinger, vicepresidente y director general de GE. “Por eso, el MMP está diseñado teniendo en cuenta las necesidades del cliente: actualizar el módulo de la turbina de gas con nuevas tecnologías probadas que reducen el peso del compartimento en aproximadamente un 50%, a la vez que reducen los costos del ciclo de vida, la emisión de ruido y mejoran la seguridad”.
La nueva estructura monolítica de composite del módulo marino LM2500 de GE no utiliza uniones atornilladas entre las paredes y el techo. Esta característica mejora considerablemente el montaje y la atenuación del ruido al eliminar los canales de ruido. El uso de composites también permite que las puertas y los paneles de acceso del módulo sean más grandes y ligeros, facilitando su manejo. El uso de composites elimina la oxidación de puertas, bisagras y paneles de acceso, lo que reduce el mantenimiento y mejora la seguridad.
Se muestra la pared lateral compuesta del nuevo módulo de turbina de gas marina GE LM2500 durante las pruebas de validación de integridad estructural y resistencia al fuego realizadas en el Southwest Research Institute.
Se realizaron pruebas de fuego en el Instituto de Investigación del Suroeste (SwRI) para validar que el diseño compuesto cumple con los requisitos de resistencia al fuego de la Marina de los EE. UU. El SwRI es un laboratorio de pruebas acreditado y una agencia independiente de control de calidad e inspección.
Las pruebas SwRI también revelaron lo siguiente:
• La pared compuesta del módulo pasó las pruebas de impacto directo de llama y calor indirecto, lo que prueba la toxicidad del humo y los gases emitidos.
El panel compuesto de pared y techo superó las pruebas de resistencia al fuego e integridad estructural. Estas pruebas midieron la capacidad de los materiales para resistir un incendio de rápida propagación y la capacidad estructural para soportar cargas (incluido el personal de extinción de incendios) durante un incendio. El panel se sometió a un rápido aumento de temperatura y se mantuvo a 2000 °F.
Las pruebas y análisis de secciones de pared de acero y composite sometidas a 500 °C, junto con el análisis completo de transferencia de calor calibrado, mostraron mejoras notables con el diseño de pared composite de GE. Estas pruebas sugieren que la temperatura superficial externa se reduciría significativamente.
• Las pruebas de comparación de paneles acústicos mostraron mejoras en los niveles de presión sonora transmitida (dBA).
El MMP se centra en el recinto diseñado por GE que rodea toda la turbina de gas LM2500 (entrada, motor y escape), el cual cumple varias funciones importantes. El recinto limita la disipación de calor a la sala de máquinas y proporciona protección térmica a la tripulación contra las temperaturas superiores a 1000 °C que irradian la turbina de gas y el escape. El recinto crea una barrera acústica y contra incendios alrededor de la turbina de gas para la seguridad del buque. Según las pruebas, el nuevo recinto compuesto del LM2500 atenuará mejor el ruido, manteniendo las mismas características de resistencia al fuego que el recinto de acero.
Módulo marino LM2500
Totalmente certificado según los requisitos de choque de la Marina de los EE. UU.
El ensamblaje de un prototipo de carcasa ya está en marcha y se probará en una celda de prueba de turbina de gas a escala real para confirmar la atenuación del ruido y el rendimiento térmico previstos previamente mediante pruebas y análisis de componentes. Posteriormente, la carcasa compuesta se someterá a pruebas de impacto en barcazas, según los requisitos de la Armada de los EE. UU. Se prevé que estas pruebas finalicen a mediados de 2018.
El módulo de turbina de gas desarrollado en el marco del MMP estará disponible en 2018, y su primera aplicación está prevista para los buques DDG-51 Flight III de la Armada de los EE. UU. La carcasa ligera de material compuesto y los componentes actualizados también estarán disponibles para las armadas internacionales en 2018. Por otra parte, GE fabrica actualmente un conjunto de puerta de material compuesto modernizado para un cliente naval.
En todo el mundo, más de 1,400 turbinas de gas de GE registran más de 14 millones de horas de servicio a 35 armadas en 500 buques de guerra para 100 programas de buques militares que van desde patrulleras, destructores y cruceros hasta corbetas, fragatas, buques anfibios y portaaviones.