72
BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Pendahuluan
Pada bab ini membahas hasil analisa kegagalan pada tube superheater, baik dengan pengamatan visual, pengujian eksperimental, maupun simulasi numerik.
4.2. Hasil Pengamatan Visual
Hasil pengukuran menunjukkan diaphragma dalam header telah bergeser 18° pada kasus kegagalan terakhir, seperti tampak pada gambar 4.1. Pergeseran
diaphragms dapat menyebabkan aliran uap ke tube superheater menjadi berkurang,
sehingga temperatur pada dinding tube menjadi tinggi.
Gambar 4.1 Pergeseran diaphragma dalam header
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
73
Dua tube yang gagal sebelumnya, yaitu baris 5 No. 8 dan baris 3 No. 8 sudah ditutup diplug. Begitu juga tube yang gagal terakhir, yaitu baris 1 No. 8. Dengan
kata lain, tiga buah tube No. 8 yang sesumbu sudah ditutup, sehingga tidak bermasalah lagi. Namun tube yang diberi tanda silang X, yaitu tube baris 4 No. 8
pada gambar 4.1 diprediksi akan gagal jika posisi diaphragma tidak segera diperbaiki. Dari gambar 4.1 tampak bahwa kegagalan tube superheater pertama kali
terjadi tahun 2006, sejak instalasi dipasang tahun 2003, yaitu sekitar 25920 jam operasi. Kegagalan paling dominan terjadi pada tahun 2008.
Gambar 4.2 Sejarah kegagalan tube superheater
Diaphragma, seperti tampak pada gambar 4.2 merupakan pemisah antara primary
dan secondary header bergeser ke arah primary. Ini dimungkinkan karena secondary header
merupakan pengumpul uap final yang memiliki temperatur lebih tinggi 400°C dibanding primary header 395°C. Hasil pengamatan visual pada
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
74
bagian luar header dan diaphragma tidak menunjukkan adanya tanda-tanda pengelasan sebagaimana yang ditunjukkan pada gambar desain, yaitu gambar 3.3.
Sekarang, package boiler dioperasikan dengan kapasitas produksi uap yang dibatasi, yaitu antara 75 s.d. 80 tonjam ± 60 kapasitas MCR.
Tube yang gagal pada baris 1 No. 8, berasal dari ruang superheater bagian
belakang, seperti tampak pada gambar 4.3. Posisi 2300 mm arah vertikal dari lantai. Sisi yang pecah berlawanan dengan arah aliran panas dapur.
Gambar 4.3 Lokasi tube yang gagal
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
75
Karakteristik tube umumnya kemerah-merahan, namun di daerah yang gagal berwarna kekuning-kuningan. Tube yang gagal kemudian dipotong untuk sampel
analisa selanjutnya, seperti tampak pada gambar 4.4.
Gambar 4.4 Sampel tube yang gagal
Karakteristik tube superheater yang gagal adalah adanya penggemukan “bulging”
pada dinding tube dan terjadinya “fish mouth effect”. Panjang bengkak mencapai ± 45 mm dan lebar 10 mm. Gejala demikian biasanya disebabkan oleh
aliran terhalang oleh benda asing, aliran yang tidak seimbang dan atau adanya kerak pada bagian dalam tube.
10 mm
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
76
Penampakan pada kulit bagian dalamnya tidak terdapat kerak scale, namun kondisinya seperti terbakar dan gosong. Tube superheater dari bahan SA 213 T11
mampu bekerja dalam kondisi normal pada temperatur maksimum 570°C Tabel 3.6. Jika salah satu komponen pada header mengalami permasalahan, maka header yang
berfungsi mensuplai uap ke tube superheater tidak lagi beroperasi optimal, dan pembebanan tidak lagi sesuai dengan perencanaan awal untuk kondisi operasi normal.
Terdapat retak-retak kecil di sekitar bengkak dan bengkak ke arah tangensial hoop,
seperti ditunjukkan pada gambar 4.5. Dari bentuk pecahnya tampak bahwa tube
telah mengalami pemanasan yang berlebih overheating.
Gambar 4.5 Arah bengkak akibat overheating
Hingga kegagalan terakhir, 6 tube primery superheater sudah ditutup, yaitu 3 buah dari total 48 buah, sedangkan pada secondary superheater masih utuh
berjumlah 54 buah, sehingga volume aliran uap antara keduanya tidak lagi seimbang imbalance.
Jika kondisi seperti ini dibiarkan, dapat berakibat pada kegagalan- kegagalan berikutnya yang tidak diharapkan.
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
77
4.3 Hasil Pengujian Eksperimental
Kategori