PENGUATAN KETAHANAN AUS DAN KOROSI PADA CARBON STEEL WALL TUBE BOILER DENGAN COATING NANO MATERIAL DENGAN METODE HIGH VELOCITY OXY FUEL (HVOF)

Widjajanto, Teguh (2023) PENGUATAN KETAHANAN AUS DAN KOROSI PADA CARBON STEEL WALL TUBE BOILER DENGAN COATING NANO MATERIAL DENGAN METODE HIGH VELOCITY OXY FUEL (HVOF). Doktor thesis, Universitas Brawijaya.

Abstract

Kerusakan tube yang ada pada circulating fluidized bed (CFB) boiler disebabkan oleh beban panas, erosi, dan korosi. Tube boiler terkenai beban tersebut secara berkelanjutan, yang menyebabkan terus menipis dinding tube menipis kemudian rusak/bocor. Hal itu menyebabkan operasi normal Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) harus dihentikan, dan waktu perbaikan dan biaya pemeliharaan meningkat secara signifikan. Penelitian ini menganalisa kegagalan pada kebocoran tube boiler CFB yang sering pecah dan menganalisa karakteristik tube boiler coating nano material pada berbagai jenis paduan ni-cr yang saat ini digunakan PLTU. Pelapisan tube dilakukan dengan High Velocity Oxygen Fuel (HVOF) dan Arc Spray. Tujuan utama penelitian ini adalah mendapatkan paduan coating Ni-Cr yang optimum dengan metode coating yang tepat. Mekanisme kegagalan pada tube disebabkan oleh temperatur yang tinggi (long term overheating) pada tube. Suhu yang tinggi menyebabkan karbida lebih mudah untuk berdifusi abikbatnya terjadi perubahan struktur mikro pada tubes. Coating pada tube menyebabkan permukaan tube bersifat hidrofobik sehingga dapat mengurangi gesekan dengan fluida. Hasil semprotan HVOF terlihat lebih padat dan kekuatan rekatnya lebih tinggi. Hal ini disebabkan karena kecepatan dan temperatur HVOF lebih tinggi dibandingkan dengan arc spray. Namun nilai kekerasan yang hampir sama pada berbahan dasar Fe dan berbahan dasar Ni menunjukkan bahwa kedua lapisan tersebut telah menghasilkan sifat mekanik yang hampir sama. Pelapis berbahan dasar Fe yang disemprot kawat busur dapat menjadi alternatif pengganti pelapis berbahan dasar Ni yang disemprot HVOF. Lapisan dengan kekerasan tinggi seperti NiCrSiBFe dan NiCrWCCo kekerasan harus tinggi karena kekerasan yang tinggi butiran semakin rapat semakin rendah. Sehingga jika berada dalam lingkungan fluida dengan abrasive tinggi mampu menahan permukaannya dari gesekan partikel. Maka dapat disimpulkan bahwa material yang terpilih untuk ketahanan korosi adalah lapisan NiCrFeSiB dan NiCrFeSiAl (PC boiler) sedangkan untuk yang tahan erosi adalah NiCrSiB dan NiCrWCCo (CFB dan Stokker boiler).

English Abstract

Heat loads, erosion and corrosion cause damage to the tubes in circulating fluidized bed (CFB) boilers. The boiler tube is continuously exposed to this load, which causes the tube walls to continue to thin and then become damaged/leak. This causes the normal operation of the Steam Power Plant (PLTU) to be stopped, and repair time and maintenance costs increase significantly. This research analyzes failures in CFB boiler tube leaks, which often break. It analyzes the characteristics of nano material coating boiler tubes on various types of Ni-Cr alloys currently used in PLTUs. Tube coating is done with High-Velocity Oxygen Fuel (HVOF) and Arc Spray. The main objective of this research is to obtain an optimum Ni-Cr coating alloy with the right coating method. The failure mechanism in the tube is caused by high temperatures (long-term overheating) in the tube. High temperatures make it easier for carbides to diffuse, resulting in changes in the microstructure of the tubes. The coating on the tube causes the surface to be hydrophobic to reduce friction with the fluid. The results of the HVOF spray look denser, and the adhesive strength is higher. This is because the speed and temperature of HVOF are higher than arc spray. However, the same hardness values for the Fe-based and Ni-based materials indicate that the two layers have produced almost the same mechanical properties. Fe-based coatings sprayed with arc wire can be an alternative to Ni-based coatings sprayed with HVOF. Layers with high hardness, such as NiCrSiBFe and NiCrWCCo hardness, must be high because the higher the hardness, the denser the grains, and the lower they are. So, if it is in a fluid environment with high abrasives, it can protect the surface from particle friction. So, it can be concluded that the materials chosen for corrosion resistance are NiCrFeSiB and NiCrFeSiAl layers (PC boilers). At the same time, those that are erosion-resistant are NiCrSiB and NiCrWCCo (CFB and Stokker boilers).

Item Type:	Thesis (Doktor)
Identification Number:	0424050002
Uncontrolled Keywords:	Boiler circulating fluidized bed, keausan, stainless steel, nano material
Divisions:	S2/S3 > Doktor Teknik Mesin, Fakultas Teknik
Depositing User:	agung
Date Deposited:	05 Mar 2024 03:29
Last Modified:	05 Mar 2024 03:29
URI:	http://repository.ub.ac.id/id/eprint/216841

Text (DALAM MASA EMBARGO) Teguh Widjajanto.pdf Restricted to Repository staff only until 31 December 2026. Download (11MB)

Actions (login required)

View Item