Hasil Pencarian  ::  Simpan CSV :: Kembali

"Karakteristik perpindahan panas yang dihasilkan oleh slaging akan sangat mempengaruhi heat exchanger tube boiler Unit 5 PLTU Suralaya, dengan melihat grafik konduktifitas thermal slaging serta material properties yang dihasilkan pada penelitian ini, maka dapat dilihat karakteristik thermal material slaging tersebut dan korosinya. Sebagai pelengkap, dibahas pula, proses terjadinya slaging pada PLTU Suralaya dengan referensi Studi Coal Wide Range PT Indonesia Power dan penelitian material tersebut. Dari penelitian diadapatkan bentuk fasa amorphous dan krital, dimana fasa kristal mayor adalah Mullite dan Pyrite. Senyawa MgO, SO3 dan Na2O sedikit sekali dijumpai pada slaging sampel dan tidak dijumpai adanya P2O5. Surface tension slaging bagian atas adalah 390,13 dyne/cm, sedang nilai konduktifitas thermal rata-rata adalah 43,346 W/m ºC dengan kecepatan rambat panas sebesar 1,474. 10-5 m/detik. Heat spesifik slaging rata-rata adalah 0,283 cal / gm °C pada suhu kurang dari 1350 °C dan 0,280 cal / gm °C pada suhu sama dengan 1350 ºC. Nilai perambatan kalor perluasan adalah sebesar 52.103 W/m2.Ditemukan pula “Island of Pyrite“ dengan diameter antara 500-2000µm untuk lapisan terluar (top) dan 490-1000µm untuk lapisan dalam (bottom). Proses korosi yang disebabkan oleh slaging merupakan korosi sumuran dan erosi, dengan agen korosi adalah campuran alkali pyrosulfate.

---

Characteristic of heat transfer as resulted by slaging will affects de-structurally the heat exchanger tube boiler of Unit 5 PLTU Suralaya. In this research, thermal characteristic of slaging materials and its corrosion behavior were evaluated subject to determination of thermal conductivity and property, in addition, formation process of slaging at PLTU Suralaya is discussed base on the study of coal wide range PT Indonesia Power. In slaging materials, it's found amorphous phase and crystal phase, where phase of major crystal are Mullite and Pyrite. MgO, SO3 and Na2O a few consisted in slaging and isn’t found existence of P2O5. Upper part of slaging, surface tension is 390,13 dyne/cm, and the thermal conductivity is 43,346 W/M º C, with heat speed is 1,474. 10-5 m/sec. Mean of specific heat is 0,283 cal / gm °C at temperature less than 1350 ° C and 0,280 cal / gm ° C at temperature is equal or more than 1350 º C. Radiation properties of slaging is 52. 103 W/m2. From SEM experience, its found “Island Of Pyrite" with diameter between 500-2000µm from upper part of slaging and 490-1000µm from bottom part of slaging. The corrosion process, its cause by mechanism of pitting corrosion and erosion, with agent of korosi is alkali pyrosulfate complex."

"ABSTRAKPenelitian ini difokuskan pada studi degradasi material tube boiler secondary superheater (SSH) pada pembangkit listrik. Material baja karbon rendah 2.25Cr-1Mo mengalami kerusakan retak terbuka selang 26 jam setelah tes ujicoba. Material yang mengalami kerusakan, dianalisis secara fisik dan mekanik menggunakan uji metalografi, uji komposisi kimia, Scanning electon microscopy- Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (SEM-EDX), uji kekerasan dan uji tarik, kemudian dibandingkan dengan material baru dan lama. Struktur mikro tube rupture mengalami elongasi searah keliling lingkaran tube dan retak mikro pada batas butir mengindikasikan adanya tegangan yang melebihi kemampuan material.Hasil perhitungan tegangan (hoop stress) sebesar 42,47 MPa, melebihi nilai yang diijinkan sebesar 23,5 MPa pada maksimum temperatur metal tube 605 °C. Material mengalami degradasi saat tercapai temperatur tertinggi (overheating), dan terjadi dalam waktu singkat. Pada tube lama, degradasi terjadi karena perubahan struktur mikro perlit menjadi speroidisasi karbida yang terdekomposisi dan terdispersi pada matrik ferit. Perubahan ini terjadi karena material terekspos dalam rentang waktu lama pada lingkungan temperatur tinggi.

---

ABSTRACT

This research focused on the study of material degradation of tube boiler secondary superheater (SSH) in power plant. Low carbon steel 2.25Cr-1Mo are wide open ruptured in 26 hours after the running test. Samples were analyzed with physical and mechanical tests using metallographic, chemical composition, scanning electron microscopy-energy dispersive x-ray spectroscopy (SEM-EDX), hardness and tensile test and compared with virgin and old tube. Microstructure of rupture tube undergo elongation direction of the circumference tube and micro cracks at grain boundaries indicates a stress that exceeds the ability of the material.

The stress calculations (hoop stress) of 42.47 MPa, exceeding the allowable stress of 23.5 MPa at maximum metal tube temperature of 605 °C. In the old tube, degradation occurs due to changes in the microstructure into pearlite spheroidizing carbides are decomposed and dispersed in the ferrite matrix. This change occurs because the material is exposed in a long time at high temperature environment."

"Didapatkan material superheater yang telah meledak dan pecah dengan karakateristik bukaan pecah knife edge menyerupai mulut ikan. Spesifikasi material adalah jenis SA 213 T22. Uji komposisi kimia menunjukan bahwa material bukan jenis SA 213 T22, tetapi mempunyai kekuatan tarik dan kekerasan di atas minimum spesifikasi. Pengamatan visual menunjukan pipa mempunyai permukaan cokelat kasar yang disebabkan oleh reaksi gas bakar. Makro fraktografi dan pengamatan SEM menunjukan adanya patahan ulet dan garis-garis deformasi pada permukaan daerah pecah. Pengamatan metalografi menunjukan adanya cementite spheroidization dan dekarburisasi permukaan pipa. Keduanya ini telah membuktikan bahwa pipa telah terekspos pada temperatur di atas normal. Analisa kegagalan meledak dan pecahnya pipa superheater adalah disebabkan karena short-term overheating. Rekomendasi terhadap kegagalan ini adalah mencegah terjadinya pembakaran berlebih atau pembakaran yang tidak merata dari burner dan pemilihan material yang tepat didasarkan pada besarnya temperatur operasi.

---

There is superheater material that had been burst with wide open like fish mouth with edges of the failure drawn to a knife edge. Material specification is SA 213 T22. Chemical composition testing shows that material is not the specification of SA 213 T22, but it has tensile strength and hardness upper the minimum specification. Visual examination shows that the tube has coarse brown characteristic on the surface which was due to the hot gas reactions. Macro Fractography and SEM examination show the ductile fracture and deformation lines on the burst area. Metallography examination shows that there is spheroidization iron carbide and decarburization on the surface of the tube. Both have proved the pipe had been exposed to upper normal temperature. This failure analysis for bursting superheater tube is caused by short term overheating. Recommendation for this failure are avoid of overfiring or uneven firing of boiler fuel burners and choose right material based on the operational temperature."

"Dari sebuah instansi diperoleh sebuah pipa pemanas lanjut (superheater) dari ketel uap yang mengalami kegagalan berupa pecahnya salah satu bagian pipa dengan bentuk seperti mulut ikan. Kondisi pipa telah mengalami proses korosi pada seluruh permukaan pipa dan penipisan pada dindingnya. Analisis kegagalan dilakukan dengan beberapa pengujian antara lain pengamatan visual, pengukuran ketebalan dinding pipa, makro dan mikro fraktografi, metalografi, pengujian tarik dan kekerasan, pengamatan dengan SEM dan pengujian dengan EDX, serta pengujian komposisi kimia. Analisis yang dilakukan, meliputi analisis makrostruktur dan mikrostruktur, hasil proses korosi yang terjadi, hasil pengujian sifat mekanis material berupa kekuatan tarik dan kekerasan, dengan membandingkan pada standard dan literatur yang ada. Pengamatan metalografi menunjukkan bahwa telah terjadi speroidisasi pada mikrostrukturnya dan terbentuk scale pada permukaan pipa. Pengujian kekerasan menunjukkan bahwa kekerasan di daerah retak lebih rendah dibandingkan dengan material awalnya. Dari seluruh hasil yang didapat menjelaskan bahwa penyebab kegagalan pipa superheater tersebut adalah karena proses korosi temperatur tinggi dan terjadi overheating.

---

A superheater tube of boiler which is failure on the one of its part like a fish mouth. The condition of the tube has experienced of corrosion process at overall of the surface and wall thinning. Failure analysis was carried out by several testing such as visual test, measurement of tube wall, macro and micro fractography examination, metallography, tensile and hardness testing, SEM and EDX examination, and chemical composition testing. The analysis are covering macrostructure and microstructure, the result of corrosion process that happened, result of mechanical properties examination in tensile strength and hardness, then comparing with existing literature and standard. Metallography testing shows that the structure was spheroidized and the scale covering the surface of the tube. The hardness testing near the crack is lower than the hardness of the base metal. The results shows that the tube was experienced high temperature oxidation and overheating."

"Pembakaran batubara dalam boiler PLTU untuk mendapatkan efisiensi yang optimal diperlukan analisis karakteristik pembakaran. Proses karakterisasi dilakukan pada alat One Dimensional Furnace (1D furnace) dan Drop Tube Furnace (DTF) sebagai representasi dari tungku boiler skala komersil. Pada penelitian ini dilakukan karakteristik pembakaran pada kedua alat tersebut dengan menggunakan 3 sampel yang berbeda masing-masing mewakili jenis bituminous, subbituminous, lignite. Ukuran sampel batubara seragam 75 μm (200 mesh) dan dibakar dalam kondisi pembakaran udara lingkungan (21%O2/79%N2). Kedua alat uji tersebut memiliki geometri dan metode pemanasan yang berbeda, 1D furnace memiliki tinggi 6 m dan diameter dalam 0.3 m sedangkan DTF tinggi 1.5 m dan diameter dalam 0.07 m, metode pemanasan tungku 1D dilakukan dengan pembakaran gas LPG sedangkan DTF dipanasi melalui heater listrik. Dengan latar belakang konfigurasi yang berbeda kedua alat digunakan untuk menganalisis karakterisasi pembakaran batubara dengan sampel yang sama. Hasil parameter karakterisasi pembakaran mencakup distribusi temperatur (dinding dan gas), temperatur penyalaan, waktu penyalaan, waktu karbon terbakar seluruhnya, panjang nyala api. Berdasarkan hasil eksperimen menunjukkan bahwa hasil waktu penyalaan dalam DTF antara 13.25 ? 15.06 ms cenderung lebih lambat dibandingkan hasil 1D furnace antara 2.72 - 4.30 ms, hal ini lebih dipengaruhi oleh thermal inersia pada 1D furnace lebih besar karena didukung burning rate besar, selain itu minimnya konsentrasi O2 pada lingkungan gas dalam tungku DTF oleh karena kondisi temperatur tinggi dalam tungku menyebabkan O2 langsung berinteraksi dengan volatil menghasilkan CO2 dimana CO2 memiliki kapasitas panas besar yang berdampak terhadap penurunan temperatur dan keterlambatan penyalaan. Waktu karbon terbakar habis pada DTF antara 1936-2546 ms cenderung lebih lambat dibanding pada 1D furnace antara 896-1230 ms. Hal ini disebabkan oleh faktor difusivitas dan faktor reaksi gasifikasi pada DTF akibat temperatur gas pembakaran tinggi dan konsentrasi O2 kecil akibat char/karbon langsung bereaksi dengan O2 membentuk CO dan CO2. Kedua sifat spesies gas tersebut akan mempengaruhi terhadap penurunan temperatur dan memperpanjang waktu karbon terbakar habis. Panjang nyala api dalam DTF antara 0.224-0.267 m cenderung lebih pendek dibandingkan pada 1D furnace antara 0.615-1.000 m, hal ini dipengaruhi oleh jumlah laju alir batubara yang berbeda signifikan dimana 1D furnace 155-175 kali lebih besar daripada DTF. Hasil temperatur penyalaan antara pada DTF dan 1D furnace terhadap jenis peringkat batubara mendekati sama yang berkisar antara 318-388 0C. Hasil eksperimen pada masing-masing jenis sampel batubara juga menunjukkan konsisten terhadap fuel ratio (FC/VM), dimana fuel ratio bituminous paling besar, diikuti lignite dan subbituminous. Sebagai prediksi dari hasil eksperimen DTF dilakukan simulasi numerik dengan Computational Fluid Dynamics (CFD). Hasil simulasi yang diinvestigasi antara lain profil distribusi temperatur, profil kecepatan, profil konsentrasi gas buang CO dan CO2. Berdasarkan hasil simulasi menunjukkan bahwa distribusi temperatur sampel bituminous paling tinggi diikuti sampel lignite dan subbituminous, sedangkan konsentrasi CO dan CO2 menunjukkan profil sampel bituminous lebih tinggi, diikuti sampel subbituminous dan lignite. Kecenderungan hasil simulasi numerik CFD ini memiliki kesesuaian secara kualitatif dengan hasil eksperimen pembakaran dalam DTF.

---

Coal combustion in coal fired power plants are required characteristics combustion analysis to obtain optimum efficiency. The process characterization have performed on One Dimensional Furnace (1D furnace) and Drop Tube Furnace (DTF) as a representation of a commercial scale boiler furnace. In this research were conducted the combustion characteristics of these two equipment using 3 different samples each representing a type of bituminous, subbituminous, lignite. The sample of coal size was prepared uniform 75 μm (200 mesh) and burned in air fired environmental conditions (21% O2/79% N2). Both of the furnaces test have different geometry configuration and heated method, the configuration of 1D furnace is 6 m in height and 0.3 m inside diametre whereas DTF 1.5 m in height, 0.07 m inside diametre, the wall of 1D furnace is heated by combust LPG gas whereas DTF by electrically heated. With a different background configuration of both devices are used to characterize coal combustion with the same sample. The results of combustion characterization parameters include temperature distribution (walls and gas), ignition temperature, ignition time, carbon burn out time, flame length. Based on the experimental results presented that the ignition time results in the DTF between 13.25 - 15.06 ms tend to be slower compared to the 1D furnace between 2.72 ? 4.30 ms, it is affected by inertia thermal on 1D furnace greater due to assist more burning rate,in addition the lack of O2 concentration in the gas environment in DTF because of high temperatures in the furnace conditions cause O2 directly interact with volatiles produce CO2 where CO2 has a large heat capacity that affects decrease temperature and increase ignition delay. Carbon burn out time on DTF between 1936-2546 ms tend to be slower than in the 1D furnace between 896-1230 ms. It is influenced by diffusivity factors and gasification reactions on DTF due to high temperature combustion gas and O2 concentration less so the char / carbon directly react with O2 to form CO and CO2. Both of gas species will affect the temperature decrease and extend carbon burn out time. Flame length in the DTF between 0.224-0.267 m tend to be shorter than the 1D furnace between 0.615-1.000 m, it is influenced by a number of coal flow rate significantly different where 1D furnace 155-175 times greater than the DTF. The results of ignition temperature between DTF and 1D furnace have almost equal against each type of coal rank, which ranging 318-388 0C. The results of the experiment on each type of coal samples also showed consistent to fuel ratio (FC/VM), where the bituminous is largest one, subsequently lignite and subbituminous. As prediction of the results of experiments in DTF were performed numerical simulation with Computational Fluid Dynamics (CFD). Simulation results are investigated include temperature distribution profile, velocity profile, emission gas concentration profiles of CO and CO2. Based on the simulation results show that the distribution temperature bituminous samples is more higher and followed subbituminous and lignite samples, while the CO and CO2 concentration profile of the bituminous sample is showed higher, subbituminous and lignite samples subsequently. The tendency of the CFD numerical simulation results have good qualitatively agreement with the experimental results of combustion in DTF."

"Penelitian ini fokus mencari dan membandingkan parameter-parameter korosi dengan metode polarisasi Tafel dan Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS), memberikan informasi laju korosi terhadap variabel temperatur. Dan mengukur pengaruh struktur mikro material, serta kondisi dan jenis senyawa oksida yang terbentuk sebagai scale/kerak terhadap laju korosi.Mengambil studi tube material 13CrMo44 pada Superheater HRSG PLTGU Muara Karang ? Jakarta, dan membagi spesimen uji menjadi: Tube baru; Tube bekas; dan Tube bekas dibersihkan. Menggunakan variabel temperatur pengujian: 25oC, 35oC, 45oC, dan 55oC, parameter-parameter korosi yang didapat berupa arus korosi icorr, tahanan polarisasi Rp dan laju korosi yang terjadi. Dan dilanjutkan dengan perhitungan nilai parameter-parameter aktivasi reaksi dari setiap spesimen uji.Oksida magnetit pada spesimen tube bekas menunjukkan bersifat protektif dan nunurunkan laju korosi, dan menghilangkan kerak oksida yang terbentuk pada permukaan tube akan meningkatkan laju korosi kembali seperti kondisi tube baru. Dengan meningkatkan temperatur larutan menjadikan laju korosi meningkat dengan mekanisme berupa menurunnya tahanan polarisasi akibat berkurangnya ketebalan lapisan protektif dipermukaan spesimen dan semakin besarnya area bagi katoda untuk menjalankan reaksi reduksi untuk memperbesar arus korosi.Polarisasi Tafel unggul untuk kemampuannya secara eksplisit menampilkan nilai arus korosi icorr dan laju korosi yang terjadi. Sedangkan EIS memiliki keunggulan yaitu dapat dengan rinci menjelaskan mekanisme korosi yang terjadi dipermukaan logam.

---

This research is focus to find and compare the corrosion parameters by 2 methods of testing: Tafel polarization and Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS), which would give the information of the corrosion rate in variety of temperature. And also to find the influence of material microstructure and the condition and type of oxide scale which is already formed on metal surface to the corrosion rate.

By using 13CrMo44 superheater tube of HRSG of Combine Cycle Muara Karang ? Jakarta power plant, the specimen was divided into: new tube, used tube, cleaned-used tube. The variety of electrolyte temperature was: 25oC, 35oC, 45oC, and 55oC, and the corrosion parameters were corrosion current icorr, polarization resistance Rp, and the corrosion rate (mpy). And it was continued by the calculation of reaction activation parameters of each specimen.

Magnetite oxide scale which is laid on the surface of used tube shows protective nature to reduce the corrosion rate, and clear up this oxide would increase the corrosion rate back as new tube. Rising the solution temperature affects to increase the corrosion rate by mechanism of decrease polarization resistance due to thinning out the passive film thickness and enlarge the area of reduction reaction of cathode, and finally increasing the corrosion current icorr.

Tafel Polarization is excellent as its capablity to show the value of corrosion current and the corrosion rate explicitly. And EIS is excellent as its capability to explain for corrosion mechanism on metal interface in detail."