Jurnal MEKINTEK Volume 3 no. 1 Januari – Juni 2012 ANALISA KEGAGALAN TUBE SUPERHEATER PACKAGE BOILER AKIBAT OVERHEATING Sariyusda1), Bustamisyam2), Indra3) 1) Mahasiswa Magister Teknik Mesin USU 2) & 3) Dosen Magister Teknik Mesin USU E-mail:
[email protected]
Abstrak Tube primary superheater package boiler mengalami kegagalan atau pecah (rupture) akibat terjadi pemanasan terus menerus dalam jangka waktu yang lama. Tujuan penelitian adalah untuk mengetahui penyebab utama kegagalan; untuk menganalisa kegagalan (pecah) dan memberikan saran-saran agar terhindar dari kerusakan yang serupa; untuk menganalisa overheating tube superheater agar menjamin keandalan serta meningkatkan kemampuan peralatan atau komponen yang rusak. Kegagalan (pecah) tube superheater disebabkan oleh pergeseran diaphragm sebesar 18o dari posisi tegak lurus terhadap header. Hasil analisa tegangan menunjukkan tegangan izin tube 155 MPa lebih kecil dari tegangan yang terjadi 199,08 MPa, sehingga tube dikatakan pecah/gagal. Hasil pengamatan visual tube superheater memperlihatkan terjadi mengembung (bulging) dan mulut ikan (fish mouth); Panjang 45 mm, lebar rata-rata 10,025 mm dan diamete 46,75 mm, pertambahan diameter 2,26 mm. Hasil pengujian kekerasan menunjukkan material terjadi deformasi pada daerah yang pecah, ini menandakan bahwa kekuatan material menurun dengan kenaikan kekerasan. Hasil pengujian komposisi kimia menunjukkan kandungan unsur kimia yang diizinkan masih dalam batas standar material SA 213. Hasil pengujian SEM menunjukkan bahwa mikrostruktur terjadi dislokasi pada batas butir dimana pecah secara intragranular dengan perpatahan brittle. Tindakan perbaikan rekondisikan pergeseran diaphragm menjadi 90o (tegak lurus) terhadap header dengan cara pengelasan seperti gambar rancangan.
Kata kunci: Tube superheater, Overheating, Diaphragm, header 1. Pendahuluan Pabrik pupuk urea mempunyai pesawat pembangkit uap(steam) yang berjenis Package Boiler [1]. Package boiler adalah sumber pesawat pembangkit uap (steam) yang merupakan ketel tipe water tube dan berbahan bakar gas alam [2]. Pada tube superheater terjadi pemanasan terus menerus dalam jangka waktu yang lama, sehingga mengalami kegagalan atau pecah (rupture). Pemanasan yang berlebih (overheating) terlihat pada tube superheater seperti penampakan mulut ikan (fish mouth) dan mengembung (bulging) yang dikatagorikan sebagai penomena kegagalan long term overheating [3]. Analisa kegagalan diarahkan ke tube superheater yang mengalami kegagalan, yaitu pada tube baris 1 nomor 8 dengan material SA 213 Gr.T11. Tujuan penelitian ini ialah (1) untuk mengetahui penyebab utama kegagalan yang terjadi pada tube superheater.(2) untuk menganalisa kejadian pecah (rupture) dan memberikan saran-saran agar terhindar dari 173
kegagalan yang serupa. (3) untuk menganalisa overheating agar menjamin keandalan serta meningkatkan kemampuan peralatan atau komponen yang rusak. Manfaat Penelitian untuk pembuat kebijakan, penyalur, inspector; memberi informasi tentang mode-mode karusakan material; para praktisi dan ahli teknik material dan struktur serta mahasiswa. Ketel merupakan suatu peralatan yang digunakan untuk mengkonversi air menjadi uap (steam). sirkulasi fluida air dialirkan dengan menggunakan pompa ke economizer; pada ekonomizer terjadi penyerapan panas awal oleh fluida air dari hasil pembuangan pembakaran ke cerobong (gambar 1) [5]. Fluida air masuk ke drum uap dan drum air yang saling berhubungan melalui boiler bank. Pada boiler bank terjadi pemanasan dari pembakaran (burner), sehingga terjadi perubahan fasa air ke fasa uap yang bersirkulasi secara alamiah; yaitu uap yang mempunyai massa jenis lebih kecil akan naik ke drum uap dan fasa air turun ke drum air. Uap yang keluar dari drum uap masuk ke superheater, dimana
Jurnal MEKINTEK Volume 3 no. 1 Januari – Juni 2012 superheater dan header merupakan satu kesatuan terdiri dari primary dan secondary superheater (final superheater) pada upper header dan lower header. Uap masuk ke primary superheater upper header menuju ke primary superheater lower header. Kemudian uap masuk ke desuperheater menjadi uap yang mantap dan menuju ke secondary upper header dan secondary lower header untuk dijadikan main steam sebagai penggerak dan proses. Siklus pembentukan uap menggunakan siklus Rankine ideal terdiri dari proses kompresi isentropik pada pompa, penambahan panas (kalor) pada tekanan konstan di ketel, ekspansi isentropik pada turbin, dan pelepasan kalor pada tekanan tetap di kondensor.
Gambar 1. Skema aliran fluida Ditinjau dari permukaan pecah karena overheating dapat dibagi dua yaitu thick lip rupture dan thin lip rupture [6]. Pecah thick lip rupture ditandai dengan permukaan pecahnya yang tebal, liat dan terjadi bulging atau mengembung. Pecah yang normal terjadi pada bahagian yang sejajar dengan sumbu axis atau pada sisi longitudinal, dikenal dengan pecah fishmouth (gambar 2). Pecah thick lip disebabkan oleh overheating dalam waktu lama (long term overheating) pada temperatur di atas temperatur aman dari material tube.
panas ke fluida. (3) Terjadinya pengurangan supply uap, apabila kondisi ini terjadi penyumbatan aliran uap karena adanya internal kerak pada tube, hal ini disertai terbentuknya lapisan uap yang tipis (vapor film) yang konduktivitas panasnya rendah. Sewaktu aliran flux panas yang besar melalui daerah yang lapisan uapnya tipis akan mengakibatkan temperatur dinding tube tinggi sekali (terjadi overheating). (4) Faktor burner adjustment ketidak sempurnaan bahan bakar gas atau oxygen yang didistribusikan tidak sesuai dengan burner, pengaruhnya akan meningkatkan flux panas. (5) Faktor aliran uap yang tidak sempurna
Gambar 2. Pecah thick lip Thin lip rupture Kegagalan yang disebabkan oleh short term overheating terjadi diatas temperatur aman material tube dan disertai bulging dekat daerah pecah. Faktor penyebab short term overheating adalah (1) Terjadinya bloking di dalam tube superheater karena terkumpulnya kondensat pada laluan uap. (2) Terjadinya bocor halus pada tube. Pada pipa air kebocoran halus tidak dapat dideteksi di dalam dapur. Kebocoran yang besar diketahui dengan berkurangnya aliran fluida yang terjadi dibawah kondisi normal, disertai flux panas yang tinggi menyebabkan temperatur material naik dengan cepat (gambar 3).
Faktor yang menyebabkan terjadinya peningkatan temperatur melebihi kondisi design (long term overheating) adalah: (1) Terjadinya bloking pada laluan gas panas pada laluan konveksi sehingga meningkatkan aliran gas panas pada daerah tertentu saja. Koefisien heat transfer (ho) diperbesar oleh kecepatan Gambar 3. Kegagalan short term overheating Tegangan yang bekerja pada pipa yang gas panas yang tinggi di bagian sisi uap dan mengalami tekanan dalam (internal pressure) akan meningkatkan temperatur material. (2) meliputi tegangan melingkar (circumferential Faktor dalam kerak (factor internal scale) dari bagian air (water side) dapat meningkatkan or hoop stress), tegangan radial (radial stress) konduktivitas termal baja sampai 5%. Hal ini dan tegangan memanjang (longitudinal stress) akan mengurangi perpindahan panas dari gas seperti ditunjukkan pada gambar 4 [7]. 174
Jurnal MEKINTEK Volume 3 no. 1 Januari – Juni 2012
Gambar 4. Tegangan pada tube Tegangan tangensial σH ditimbulkan oleh tekanan internal yang bekerja secara tengensial dan besarnya bervariasi tergantung pada tebal dinding pipa. Persamaan untuk tegangan tangensial dapat dihitung dengan memakai persamaan Lame seperti diperlihatkan dengan persamaan 1. H
2 r 1 o 2 r 2 ri
pi r i ro
2
2
Tegangan radial persamaan 2.
dapat
ro 2 1 R 2 2 r2 ro ri pi r i
2
…………….(1)
dihitung
dari
……… (2)
Tegangan Longitudinal σL adalah tegangan yang ditimbulkan oleh gaya tekan internal (P) yang bekerja pada dinding pipa searah sumbu pipa, yang ditunjukan seperti dengan persaman 3.
L
pi r i
2
ro ri 2
………… (3) 2
Tegangan termal dapat dihitung seperti ditunjukkan dengan persamaan 4. =
(
)
∆
−
−
pada tube superheater: (a) Analisa tegangan pada tube superheater yang mengalami tekanan dalam (internal pressure) meliputi tegangan melingkar (circumferential atau hoop stress), tegangan radial (radial stress) dan tegangan memanjang (longitudinal stress) serta tegangan termal. Pada metode ini dapat digunakan persamaan 1, 2, 3, dan 4. (b) Analisa perpindahan panas pada tube superheater. Pada kondisi terjadinya perbedaan temperatur yang besar anrata fluida dan dinding tube, maka tube akan pecah karena terjadi melting pada material tube, dan material tube kehilangan kekuatannya. (3) Metode analisa overheating tube superheater: (a) Pengujian kekerasan dilakukan pada permukaan tube dengan tujuan untuk mengetahui kekerasan tube yang mengalami kerusakan. Pengujian dilakukan dengan standar ASTM A-956 alat merek HLN-11A hardness Tester TIME (gambar 5) [9].
+
.
Gambar 5. Alat uji kekerasan TIME (b) Pengujian komposisi kimia pada tube superheater dengan menggunakan alat X-MET 5100 Oxford Instrument Type XMDS 2677 (gambar 6.) bertujuan untuk membandingkan hasil pengujian dengan standart, dan sebagai pengecekan kualitas untuk memastikan bahwa sampel yang memenuhi spesifikasi material tube superheater SA 213 Gr. T11 [10].
(4)
2. Metodologi Metoda untuk mendapatkan penyebab utama kegagalan yang terjadi pada tube superheater Analisis kegagalan yang akan dilakukan sangat penting untuk mengumpulkan informasi latar belakang yang relevan. Informasi yang dikumpulkan terdiri dari dua kelompok yaitu informasi tentang komponen gagal dan tentang kegagalan itu sendiri [8]. (2) Metoda untuk menganalisa kejadian pecah (rupture)
Gambar 6. Alat pengujian komposisi kimia (c) Pengujian mikroskopis dilakukan dengan menggunakan Scanning Electron Microscope di Laboratorium Uji Polimer Pusat Penelitian Fisika-LIPI Bandung. Pengujian Scanning Electron Microscope dengan menggunakan alat JOEL 6360- LA [11]. Pemeriksaan bertujuan untuk mengetahui struktur mikro yang terjadi pada baja paduan rendah SA 213 Gr.T11 dengan metode pemeriksaan [12]: 1. Pemotongan spesimen 10 x 10 mm
175
Jurnal MEKINTEK Volume 3 no. 1 Januari – Juni 2012 2. Pembingkaian (mounting) 3. Pengamplasan dimulai secara bertahap dari 400, 500, 600, 800, 1000, dan 1200 4. Pemolesan menggunakan pasta diamond 5. Pengetsaan yang digunakan adalah cairan nital 4% dengan waktu 15 dt sampai dengan 25 dt 6. Kemudian dicuci dengan air serta dikeringkan 7. Spesimen siap difoto dibawah mikroskop optik dengan pembesaran 1000X dan 5000X pada voltage 15kV. 3. Hasil dan pembahasan SumberUtama Kegagalan Tube Superheater Sumber utama kegagalan tube superheater dilakukan dengan melihat secara visual karakteristik tube pecah. Tube yang pecah (rupture) yaitu tube primary superheater dapat dilihat pada (gambar 7, yang mempunyai karakteristik sebagai berikut: a. Lokasi yang pecah berada di ruang superheater bagian belakang. b. Titik yang pecah berada diposisi vertikal keatas dengan jarak 2300 mm dari lantai ruang bakar. c. Lebar permukaan yang pecah bervariasi dengan rata-rata 10 mm yang berbentuk mulut ikan (fishmouth). d. Arah pecah berlawanan dengan arah aliran panas dapur. e. Terdapat perbedaan warna permukaan tube yang pecah dengan tube yang lainnya, warna tube pada area yang pecah lebih kuning-kehijauan dan di area lain dengan yang warna coklat-kemerah-merahan. f. Terjadi penambahan diameter tube atau mengembung (bulging) pada titik yang pecah dengan rata-rata diameter 46,75 mm. g. Permukaan yang pecah terdapat lapisan kerak dari metal tube itu sendiri karena terjadi peledakan(ekplosif) pada saat pecah. Pada saat perbaikan tube primary superheater baris 1 nomor 8 diperoleh fakta yang membenarkan, bahwa setelah tube upper header dipotong untuk ditutup (plug), dari diameter dalam (inside) tube terlihat benda asing berupa plat yang berada ditengah-tengah bagian dalam tube. Setelah diamati dan dilihat pada gambar rancangan plat tersebut merupakan plate diaphragm yang berfungsi
pemisah antara ruang primary secondary superheater (gambar 8.).
dengan
Gambar 7. Karekteristik tube pecah
UPPER HEADER
Plate Diaphragm
Gambar 8. Tube primary superheater baris 1 no 8 bagian upper header setelah dipotong. Dengan posisi diaphragm yang berada di tengah-tengah tube primary superheater baris 1 nomor 8, dengan kemiringan plat diaphragm 72o membuat aliran fluida uap bercampur antara uap primary dan secondary. Pada kondisi seperti ini akan menghambat aliran fluida uap sehingga kapasitas fluida uap upper primary header yang masuk kedalam tube berkurang sedangkan panas yang diterima tube diruang bakar (ruang superheater) konstant dan terus-menerus maka terjadilah Long Term Overheating pada tube yang pecah tersebut yaitu tube primary superheater baris 1 nomor 8 (gambar 9). Pergeseran diaphragm dapat menghalangi fluida uap primary superheater dan terjadi pencampuran fluida didalam tube yang gagal. Kemungkinan pengelasan yang dilakukan dengan cara las tig, sehingga diaphragm tidak 176
Jurnal MEKINTEK Volume 3 no. 1 Januari – Juni 2012 dapat menahan tekanan dari uap di dalam tube. Kesalahan dalam pabrikasi dan manufaktur pengelasan merupakan penyebab kegagalan tube (gambar 10).
Tegangan yang terjadi pada tube superheater adalah penggabungan dua buah beban elastic dan beban termal yang disebut dengan tegangan termal. Dengan menggunakan persamaan lame (persamaan 1) untuk menghitung tegangan hoop. H1
(22.25mm) 2 5MPa.(18.25mm) 2 1 (22.25mm) 2 (18.25mm) 2 (20.25mm) 2
H 1 22 .6902 MPa
Tegangan radial persamaan 2. R
dapat
dihitung
dengan
(22.25mm) 2 5MPa.(18.25mm) 2 1 (22.25mm) 2 (18.25mm) 2 (20.25mm) 2
R 2 .1MPa
Gambar 9. Kemiringan diaphragm pada upper header tube
Tegangan axial (tegangan longitudinal) dapat dihitung dengan persamaan 3: 5MPa.(18.25mm) 2 L (22.25mm) 2 (18.25mm) 2 L 10 .28 MPa
Dengan menggunakan persamaan 4 tegangan termal dapat dihitung: Gambar 10. Pemasangan dan pengelasan diaphragms ke header Analisa Kejadian Pecah (Rupture) Pada Tube Superheater Gradient temperatur pada dinding tube dengan data spesifikasi material tube superheater SA-213 Grade T11 dapat dihitung berdasarkan persamaan 5 yaitu [13]: ∆Ttw=T1–T2=Q/A0(
.
) ……….(5)
Tekanan uap (P) : (5 MPa) Temperatur fluida (T2) : 400oC (752oF) Diameter luar tube (Do): 44,5 mm (1,752 in) Jari-jari luar tube (ro): 22,25 mm (0.876 in) Diameter dalam (Di): 36,5 mm (1,437 in) Jari-jari luar tube (ri): 18,25 mm (0.719 in) Tebal tube (t) : 4 mm (0,1575)
Q/A0 = 90.000 Btu/h.Ft2 km = 170 Btu.in/h.ft2 T1=90.000 (
.
T1 = 90.000 ( T1 = 843,6oF T1 = 450oC Analisa tegangan
.
.
. .
. / .
. / .
) + 752oF ) + 752oF
σ
= 176,3961 MPa
Tegangan termal total yang terjadi adalah: = + = 22,6902 + 176,3961 = 199,0864 Berdasarkan gambar 11. bahwa tube beroperasi pada temperatur 400oC (752oF) dan tegangan luluh (yield strength) berkisar antara 22,5 ksi ( 155 MPa). Perhitungan tegangan yang terjadi merupakan penggabungan kedua tegangan hoop dan tegangan termal: σH = 199.08 MPa Tegangan termal izin berdasarkan gambar 9 [14]. σHi = 155 - 160 MPa σHi ≤ σ H 155 MPa ≤ 199,08 MPa
Tegangan termal izin tube lebih kecil dari tegangan termal yang terjadi, sehingga tube dikatakan pecah/gagal. Tube superheater mengalami perbedaan temperatur cukup besar maka tube tidak dapat menahan tegangan termal yang terjadi, sehingga tube mengalami overheating dalam jangka waktu yang lama dan pecah. 177
Jurnal MEKINTEK Volume 3 no. 1 Januari – Juni 2012
Gambar 11. Variasi tegangan luluh, tegangan tarik pada temperatur tertentu Analisa Overheating pada Tube Superheater Pengamatan visual Pengamatan yang dilakukan secara visual kegagalan tube menunjukkan pipa mengalami pemanasan yang berlebih (overheating). Ini ditandai dengan terjadinya mulut ikan “fishmouth effect” dan terjadinya mengembung “bulging” (tabel 1.) pada tube seperti terlihat pada gambar 12., 13., dan 14.
Gambar 14. Pengamatan sampel Pengujian kekerasan Dimensi tube superheater yang mengalami pecah/gagal yang diperlihatkan seperti gambar 15.
Gambar 15. Dimensi tube superheater
Gambar 12. Tube pecah bulging
Berdasarkan pengukuran yang dilakukan dengan menggunakan jangka sorong didapat ukuran dimensi dari tube superheater seperti diperlihatkan pada tabel 2 dan 3.
Gambar 13. Tube yang pecah Tabel 2. Diameter tube Tabel 1 diameter Posisi ukur
Panjang retak dan pembesaran Diameter luar (bulging) mm
JUMLAH UKUR
1
AE BF CG DH RATARATA
47 46,9 46,6 46,8 46,83
2 47,5 46,4 46,5 46,3 46,68
Panjan g retak (2a) mm
Lebar retak (2c) mm
1
2
45
9,9 10,2 10,1 9,9 10,025
Posisi ukur
Diameter dalam (mm)
Jumlah ukur
1
2
1
2
AE
46
45,5
36
35,5
BF DH
45,9 45,3 45,9
45,2 45 45
36 36,5 35,8
36 36 35,7
Ratarata
45.78
45,18
36,08
35,8
CG
178
Diameter luar (mm)
Jurnal MEKINTEK Volume 3 no. 1 Januari – Juni 2012 Tabel 3. Tebal tube superheater Tebal Sisi 1 Sisi 2 A B C D E F G H Rata-rata
4,9 5.0 4,3 4,7 4,3 4,7 4,4 4,9 4,65
Tabel 5. Komposisi kimia SA 213 dan hasil pengujian
5.0 4,1 4,4 4,5 4,6 4,4 4,6 4,5 4,51
Komposisi kimia Si
ASTM A213
Hasil pengujian 1
2
3
0,501,0
0,05
0,00
0,41
0,025
0,00
0,00
0,01
0,025
0,00
0,00
0,00
-
0,00
0,00
0,00
1 -1,5
1,15
1,08
1,12
0,3-0,6
0,42
0,47
0,45
-
95,97
95,69
95,72
-
0,03
0,04
0,02
-
0,11
0,08
0,07
0,440,65
0,00
0,00
0,00
0,45
0,45
0,45
-
0,00
0,00
0,00
0,050,15
-
-
-
T11
P S V Cr Mn
Hasil pengujian kekerasan yang dilakukan pada 8 (delapan) titik terlihat kenaikan kekerasan pada daerah 4 dan 5, atau terjadi peningkatan nilai kekerasan pada daerah yang pecah atau gagal (tabel 4.). Tabel 4. Hasil Pengujian Kekerasan
Fe Ni Cu Nb
Nilai kekerasan (Hb)
Mo Daerah pengujian
1
Material SA 213
115
2
3
4
5
6
7
8
W 120
128
323
329
132
118
C
115
Penomena ini menandakan bahwa kenaikan temperatur akan menaikan kekerasan disertai menurunnya kekuatan tetapi material menjadi rapuh (brittle). Hal ini mengindikasikan bahwa pada daerah tersebut pernah terjadi long term overheating, sehingga tube mengalami pecah. Pengujian komposisi kimia Hasil pengujian komposisi kimia yang dilakukan dengan bahan SA-213 Grade T11 dapat dilihat seperti pada tabel 5. Dari hasil komposisi kimia menunjukkan bahwa material tube superheater masih sesuai dengan spesifikasi yang disyaratkan oleh ASTM SA 213 Grade T11 yaitu 1,25 Cr dan 0,5 Mo yang secara keseluruhan tidak ada terjadi penyimpangan pada material tube superheater. Hasil pemeriksaan SEM (Scanning Electron Microskop) dilakukan pada 3 daerah pengujian pada tube superheater.
Hasil pengujian pada daerah 1: Hasil pengujian yang dilakukan terhadap material SA 213 Grade T11 pada daerah 1 menunjukkan bahwa, mikrostruktur material dengan matrik ferrit, butiran perlit dan karbida krom dan silicon (gambar 15).
Pengujian mikrostruktur (SEM) 179
Jurnal MEKINTEK Volume 3 no. 1 Januari – Juni 2012 ini disebabkan oleh quenching dari uap yang keluar dari dalam tube yang gagal.
Gambar 15. Hasil uji SEM spesimen daerah 1 (1000X dan 5000X) Hasil pengujian pada daerah 2: Gambar 17. Hasil uji SEM specimen daerah 3 yang pecah (1000X dan 5000X) Hasil pengujian pada daerah 4: Hasil pengujian yang dilakukan pada daerah 4 (gambar 18) terlihat struktur mikro dengan kondisi overheating ditunjukkan oleh penebalan batas butir yang berbentuk tanah kering (heat check). Lekukan-lekukan pada tanah kering tersebut merupakan bagian yang mengalami oksidasi yang paling cepat. Gambar 16. Hasil uji SEM daerah 2 yang pecah (5000X) Hasil pengujian yang dilakukan pada daerah 2 (gambar 16), tube yang pecah mempunyai fenomena long term overheating yaitu merupakan penggabungan dekomposisi perlite ke dalam ferrite dan spheroidal karbida. Kejadian ini akan mengurangi kekuatan material tube, jika terus berlangsung akan Gambar 18. Hasil uji SEM Spesimen 4 menyebabkan ruang kosong (formation of (1000X dan 5000X) void) sepanjang batas butir dan peristiwa Kondisi overheating ini diperkirakan pemisahan butir akibat tegangan. Akibat tegangan yang terjadi tube akan akibat prosentasi uap yang rendah, sebagai mana disebutkan pada karekteristik tube yang pecah atau gagal. pecah bahwa tube pecah akibat kekurangan Hasil pengujian pada daerah 3: Hasil pengujian yang dilakukan pada daerah 3 aliran fluida yang masuk ke tube primary (gambar 17) terjadi long term overheating superheater. Flux panas yang besar disertai adanya vapor film akan dikarenakan menurunnya tegangan luluh, dengan mengakibatkan temperatur dinding tube dislokasi pada batas butir yang pecah secara menjadi tinggi sekali intragranular dengan perpatahan brittle. superheater (overheating). Hal ini menimbulkan lapisan Mikro struktur didekat daerah pecah akan menunjukkan perpanjangan butir, karena uap tipis (vapor film) yang mempunyai gabungan struktur mikro ferrite dan produk konduktivitas panas yang rendah, sehingga transformasi (pearlit dan bainit). Fenomena tube mengalami kegagalan atau pecah. 180
Jurnal MEKINTEK Volume 3 no. 1 Januari – Juni 2012 Kesimpulan 1. Diaphragm bergeser 18o dari posisi tegak lurus terhadap header, sehingga menjadi penyebab utama kegagalan tube superheater. 2. Hasil analisa tegangan menunjukkan terjadi panas yang berlebih (overheating) pada tube superheater. ≤ 155 MPa ≤ 199,08 MPa Hasil analisa tegangan menunjukkan tegangan izin tube lebih kecil dari tegangan yang terjadi, sehingga tube dikatakan pecah/gagal. 3. Hasil pengamatan visual tube superheater memperlihatkan terjadi mengembung (bulging) dan mulut ikan (fish mouth); Panjang 45 mm, lebar rata-rata 10,025 mm dan diameter 46,75 mm, pertambahan diameter 2,26 mm. Hasil pengujian kekerasan menunjukkan material terjadi deformasi pada daerah yang pecah, ini menandakan bahwa kekuatan material menurun dengan kenaikan kekerasan. Hasil pengujian komposisi kimia menunjukkan kandungan unsur kimia yang diizinkan masih dalam batas standar material SA 213. Hasil pengujian SEM menunjukkan bahwa mikrostruktur terjadi dislokasi pada batas butir dimana pecah secara intragranular dengan perpatahan brittle.
[5] Thermal Energy Equipment: Boilers & Thermic Fluid Heaters Energy Efficiency Guide for Industry in Asia. www.energyefficiencyasia.org. diakses tanggal 20 April 2011. [6] Port D. Robert., Herro M. Harvey., The Nalco Guide to Boiler Failure Analysis, Nalco Chemical Company, New York, McGraw Hill Inc, 1991. [7] ASM Handbook, volume 8, Mechanical Testing and Evaluation, ASM International, 2002. [8] V.Ramachandran,A.C. Raghuram,R.V. Krishnan, and S.K. Bhaumik, Failure Analysisof Engineering Structures Methodology andCase Histories, ASM International Materials Park, Ohio, 2005. [9] ASTM A 956, Standard Test Method for Leeb Hardness Testing of Steel Products, 1992. [10] ASTM A 751, Standart Test Method, Practices, and Terminology for Chemical Analysis of Steel Products, 1992.
Referensi [1] PT PIM harus tetap berada di Lhokseumawe. http://www.pim.co.id/. diakses tanggal 29 April 2011. [2] Kepala Departemen Pemeliharaan PT PIM. 2011. Presentasi Rencana Kerja Departemen Pemeliharaan tahun 2011. Lhokseumawe. [3] Port D. Robert., Herro M. Harvey., The Nalco Guide to Boiler Failure Analysis, Nalco Chemical Company, New York, McGraw Hill Inc, 1991. [4] Sukandar., Analisa Kerusakan Pipa Boiler Feed Water (BFW) pada Ujung Saluran Injektor Inhibitor, Laporan Tesis, Magister Teknik Mesin FT-UI, 2002. 181
