Analisis Metalurgi Kegagalan Evaporator Tube Pada Heat Recovery Steam Generator

Yuliani, Faradesil (2022) Analisis Metalurgi Kegagalan Evaporator Tube Pada Heat Recovery Steam Generator. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 6007201045-Master_Thesis.pdf Download (4MB)

Abstract

Pembangkit Listrik Tenaga Gas dan Uap (PLTGU) merupakan pembangkit listrik gabungan antara siklus tenaga gas dan siklus tenaga uap dengan menggunakan HRSG sebagai penghubung kedua siklus tersebut. Energi listrik pltgu dihasilkan oleh masing�masing generator yang diputar oleh turbin gas dan turbin uap. Pada HRSG terdapat evaporator tube yang berfungsi menguapkan air dan menghasilkan uap jenuh, yang nanti nya uap jenuh ini akan dipanaskan kembali oleh superheater dan akan menghasilkan uap superheat yang akan digunakan untuk memutar turbin uap. Evaporator tube pada HRSG tersusun dari steam drum (drum bagian atas) hingga ke drum bagian bawah dan akan dilewati oleh exhaust gas dari turbin gas PLTGU. Pada penelitian ini, terjadi kebocoran pada evaporator pada saat proses sedang berjalan. Untuk mengetahui penyebab bocornya pipa tersebut dan mencegah terjadinya kasus yang sama, maka analisis kegagalan terhadap evaporator tersebut perlu dilakukan. Beberapa pengujian seperti uji kompisisi kimia untuk mengetahui komposisi unsur, uji kekerasan untuk mengetahui nilai kekerasan suatu spesimen, uji metalografi untuk mengetahui perubahan mikro yang terjadi dan uji SEM untuk melihat morfologi topografi dari sampel yang mengalami kegagalan dan Pengujian EDS dilakukan untuk mengetahui unsur yang terkandung pada sampel serta untuk mengetahui sebaran unsur (mapping) pada sampel Mekanisme kegagagalan pada evaporator tube dikarenakan overheating sehingga mengakibatkan perubahan fasa dari water-liquid menjadi vapor. Vapor ini berbentuk bubble yang meletup (departure from nucleate boiling) akan pecah dan terangkat. Hal ini akan mengakibatkan terjadinya proses kavitasi, sehingga tube akan berlubang (pitting�grooving). Grooving akan menyebabkan luas perpindahan panas akan menjadi lebar. bubble ini akan terjebak di dalam grooving sehingga pressure ini akan menyebabkan pecah tube (tube leak). Hal ini juga dipengaruhi oleh penipisan thickness dari tube. Hasil Analisis pada uji komposisi kimia menunjukkan bahwa material masih sesuai dengan standart ASTM A106 Gr.B, dilakukan pula struktur mikro pada spesimen yang pecah dan bagian fin yang terbakar bahwa spesimen terjadi pertumbuhan batas butir. Pada uji SEM ditunjukkan adanya micro crack dan juga void crack. Pada sampel tube evaporator di indikasi mengalami kegagalan overheating.
=================================================================================================================================
Gas and Steam Power Plant (PLTGU) is a combined power plant between the gas cycle and the steam power cycle using a Heat Recovery Steam Generator (HRSG) as a link between the two cycles. The power plant's electrical energy is generated by each generator rotated by a gas turbine and a steam turbine. In HRSG, the tube functions to evaporate the air and produce saturated steam, which will be used. This saturated steam will be reused by the superheater and produce superheated steam, which will be used to turn the steam turbine. The evaporator tube on the HRSG is composed of a steam drum (upper drum) to the lower drum and will be passed by exhaust gases from the gas turbine PLTGU. In this study, there was a leak in the evaporator pipe while the process was running. To find out the cause of the leaking pipe and prevent the same case from happening, it is necessary to do a failure analysis on the evaporator. Several tests such as chemical composition test to determine the elemental composition, hardness test to determine the hardness value of a specimen, metallographic test to determine the micro changes that occur and SEM test to see the topographic morphology of the failed sample and EDS testing is carried out to determine the elements contained in the sample. Sample and find out the distribution of elements (mapping) in the sample. The failure mechanism in the evaporator tube is overheating, resulting in a phase change from water-liquid to vapor. This vapor is in the form of a bursting bubble (departure from nucleate boiling) which will burst and lift. This will result in a cavitation process, so the tube will be pitted (pitting-grooving). Grooving will cause the heat transfer area to be wide. This bubble will be trapped in the grooving so that this pressure will cause the tube to burst (tube leak). It is also affected by the thinning of the thickness of the tube. The results of the analysis on the chemical composition test showed that the material was still by the ASTM A106 Gr.B standard, the microstructure was also carried out on the broken specimen, and the burnt part of the fin showed grain boundary growth in the specimen. The SEM test showed the presence of micro cracks and also void cracks. On the sample tube evaporator, it is indicated that it has failed to overheat.

Item Type:	Thesis (Other)
Additional Information:	RTM 621.402 Yul a-1 2022
Uncontrolled Keywords:	PLTGU, HRSG, evaporator tube, overheating
Subjects:	T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ263.5 Boilers (general)
Divisions:	Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Mechanical Engineering > 21101-(S2) Master Thesis
Depositing User:	Mr. Marsudiyana -
Date Deposited:	13 Feb 2025 01:58
Last Modified:	13 Feb 2025 01:58
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/118705

Actions (login required)

View Item