Karakterisasi Pipa Baja Karbon Rendah Dalam Pendekatan Analisa Kegagalan

Authors

  • Mawardi Silaban Balai Besar Teknologi Energi (B2TE) - BPPT

DOI:

https://doi.org/10.29122/mipi.v8i3.3672

Abstract

Penelitian ini dilakukan terhadap material pipa baja karbon rendah yang digunakan pada ketel uap setelah dioperasikan sekitar satu tahun. Selanjutnya dilakukan karakterisasi terhadap benda uji pipa gagal dan pipa yang baru dengan tujuan untuk mengidentifikasi sejauh mana perubahan yang terjadi pada komposisi, dimensi, kekerasan dan struktur mikro dengan cara membandingkan keduanya. Dari uji metalographi, Scanning Electron Microscope (SEM), analisa mikro dengan Energy Dispersive Spectroscopy (EDS), struktur mikro awal adalah ferit-perlit. Pada suhu tinggi terjadi proses oksidasi, sehingga struktur mikro bahan berubah dari bentuk ferit-perlit menjadi struktur ferit dengan diameter butir yang membesar. Kegagalan pipa ketel uap diawali dengan terbentuknya lapisan deposit yang menempel pada permukaan dalam, yang mengakibatkan proses pindah panas ke air terganggu. Pada keadaan seperti ini suhu pipa akan semakin meningkat seiring dengan laju pembentukan deposit. Dan pada suhu diatas 5400C terjadi proses dekomposisi fasa perlit menjadi ferit + spheroidal carbides. Pada proses ini akan menyebabkan kekuatan pipa menjadi berkurang (baja menjadi lunak), sehingga pada tekanan uap sekitar 2 bar akan dapat menyebabkan terjadinya deformasi sehingga mengakibatkan pipa menjadi menggelembung.

Kata kunci : Pipa ketel uap, Struktur mikro, Deposit, Menggelembung, Diameter butir

Abstract

This research was carried out on low carbon steel pipe materials used in the boiler after about a year to operate . Further characterization of the test specimen failed pipe and the new pipe with the aim to identify the extent to which changes in the composition , dimensions , hardness and microstructure by comparing the two. Of test metalographi , Scanning Electron Microscope ( SEM ) , micro analysis by Energy Dispersive Spectroscopy ( EDS ) , the initial microstructure is ferrite - pearlite . At high temperature oxidation process occurs , so that the microstructure of the material changes from ferrite - pearlite forms into a structure ferrite grain diameter enlarged . Boiler pipe failure begins with the formation of the deposit layer attached to the inner surface , which results in the process of heat transfer to the water disturbed . In these circumstances the temperature of the pipe will increase along with the rate of deposit formation . At temperatures above 5400C occur decomposition into ferrite + pearlite phase spheroidal carbides . In this process will lead to the strength of the pipe to be reduced (steel becomes soft) , so that the vapor pressure of approximately 2 bar will cause deformation resulting in the pipe becomes bulging .

Keywords : Steam boiler tube, Micro structure, Scale, Bulging, Grain diameter

References

Mawardi Silaban. â€Fenomena Kegagalan Pada Ketel Uap Akibat Korosi Dan Long Term Overheatingâ€. KOROSI,Vol.20 Nomor 1, p 11-18. 2011.

Metallography and Microstructures, ASM Handbook, Vol. 9, ASM International, Materials Park, Ohio. 2010

M. K. Karthikeyan, R. K. Gupta, V. Rajesh, B. R. Ghosh, “Microstructural Investigation on Failure of Internal Drive Shaftâ€, Journal of Failure Analysis and Prevention, December 2007, Volume 7, Issue 6, pp 429-433.

Marina Banuta, Isabelle Tarquini, “Fatique Failure of a Drive Shaftâ€, Journal of Failure Analysis and Prevention, April 2012, Volume 12, 2, pp 139-144.

Hucinska Joanna “Influence of sulphur on high temperature degredation of steel structure in the refinery Industryâ€. Advance In Materials Science vol. 6 No 1(9). June 2009.

Robert D. Port and Harvey M. Hero, The Nalco Guide to Boiler Failure Analysis, 2nd Edition Hard Cover, Mc Graw Hill Book Company, Inc, New York, 2011.

Malek, M. A. “Power Boiler Design, Inspection, and Repairâ€: ASME Code Simplified. Michigan University. Mc. Graw – Hill, 2005.

Metal Handbook Of ASM, “Metallographyâ€, Vol 9, Ninth Edition, American Society for Metals, Ohio, 2008.

ASM Handbook,â€Failure Analysis and Preventionâ€. Vol. 11, Formerly Ninth Edition, Metal Handbook, 2008.

Anonim Ahmad, J, dkk,â€Failure Investigation on rear water wall tube of boilerâ€. Engineering Failure Analysis 16 : 2325-2332, 2009.

Bulloch, J.H., Callagy, A.G, Scully, S., Greene, A. “A Failure analysis and remnant life assessment of boiler evaporator tubes in two 250 MW boiler. Engineering Failure Analysis 16 : 775-793, 2009.

Downloads

Published

2019-07-31