Analisis Kegagalan Pipa Silencer PLTU Circulating Fluidized Bed (CFB) Boiler

Lumba, Lucynda Thallibah (2019) Analisis Kegagalan Pipa Silencer PLTU Circulating Fluidized Bed (CFB) Boiler. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 02111540000187-Undergraduate_Theses.pdf Restricted to Repository staff only Download (4MB) | Request a copy

Abstract

Boiler berfungsi untuk merubah energi panas dari bahan bakar menjadi energi panas pada uap. Circulating Fluidized Bed Boiler menggunakan batubara untuk bergerak dan bersirkulasi dari ruang bakar masuk ke dalam Cyclone dan kembali kedalam ruang bakar, dimana mensirkulasikan bed material pada furnace secara kontinu selama proses pembakaran. Bed Material difluidisasikan oleh udara berkecepatan tinggi oleh primary air fan melalui nozzle pada bagian dasar furnace. Boiler memiliki mekanisme resonansi berupa laju aliran gas dalam saluran (atau bejana) melampaui tingkat kritis, dimana dapat timbul kebisingan tingkat tinggi dengan resonansi akustik. Sehingga dibutuhkan silencer untuk mereduksi suara bising yang dikeluarkan oleh boiler. Diperlukan adanya analisis untuk mengetahui penyebab kegagalan suatu komponen. Sehingga nantinya dapat diambil langkah-langkah untuk mencegah terjadinya kegagalan yang sama di kemudian hari.
Analisis dilakukan dengan pengumpulan data spesimen, fluida yang bekerja pada spesimen, dan kondisi lingkungan spesimen. Metodologi penelitian ditentukan berdasarkan fishbone diagram untuk mempermudah mengetahui kemungkinan penyebab kerusakan. Selanjutnya dilakukan proses pengamatan material yaitu analisis visual untuk mendapatkan data ukuran spesimen setelah kerusakan dan bentuk kecacatan yang terlihat tanpa alat bantu, pengujian komposisi kimia untuk mengetahui perubahan komposisi kimia pada setiap titik pada spesimen, pengujian kekerasan untuk mengetahui ketahanan material terhadap deformasi akibat tekanan atau goresan, pengujian metalografi untuk menganalisis penyebab kerusakan, titik awal terjadinya keretakan berdasarkan struktur mikro yang didapatkan, dan pengaruh pengelasan terhadap material, dan pengujian SEM. Hasil akhir yang didapatkan dari penelitian, pada pengujian spectrometer, kekerasan, dan metalfografi terdapat 3 jenis material yang digunakan pada pipa silencer yaitu 13CrMo44, Filer las TG-S50, dan 12Cr1Mov atau GB/T 6402. Mekanisme terjadinya kerusakan yaitu diawali karena creep pada temperatur tinggi dimana temperatur ≥40 % dari titik leburnya yaitu 5350C dari 12700C yang menyebabkan terbentuknya void sehingga terjadi initiation crack pada material. Initiation crack merambat pada pipa silencer dimana pola patahan crack propagation berbentuk beach mark lalu final rupture dengan pola patahan ductile failure yang berbentuk patahan 450. Kerusakan terjadi di daerah base metal 13CrMo44 dikarenakan pengelasan multi layer sehingga kekerasan base metal lebih rendah dibandingkan dengan kekerasan di HAZ dan weld metal. Dibuktikan berdasarkan hasil pengujian mikro hardness kekerasan base metal 13CrMo44 bernilai rata-rata 162 HV sedangkan pada weld metal bernilai 187 HV.
====================================================================================================================================
The boiler works to convert heat energy from fuel to heat energy in steam. Circulating Fluidized Bed Boiler use coal to move and circulate from the combustion chamber into the Cyclone and back into the combustion chamber, which continuously circulates the bed material in the furnace during the combustion process. Bed material is fluidized by high-speed air by the primary air fan through a nozzle at the bottom of the furnace. Boilers have a resonance mechanism in gas flow pipe (or vessel) beyond a critical level, where high level noise can emerge from acoustic resonance. So that a silencer is needed to reduce the noise issued by the boiler. Analysis is needed to determine the cause of failure of a component. So that steps can be taken to prevent the occurrence of the same failure in the future.
Analysis is started by collecting specimen data, such as fluid that works on the specimen, and environmental conditions of the specimen. Research methodology is determined based on fishbone diagrams to know the possible causes of damage. Furthermore, the observation process material that is visual analysis to obtain the data size of the specimen after breakage and form of disability that is visible without tools, chemical composition testing to determine changes in the chemical composition at each point in the specimen, the hardness testing to determine the resistance of a material to deformation by pressure or scratches, metallographic testing to analyze the cause of damage and the effect of welding on the material, and SEM testing to obtained the original crack. The final result of the research, from spectrometer test, hardness, and metalfografi there are 3 types of materials used in the silencer pipe, 13CrMo44, Filer las TG-S50, and 12Cr1Mov or GB / T 6402. Mechanisms initiated the failure is because of creep at high temperature where the temperature is ≥40% of the melting point of 5350C of 12700C which causes voids on material and resulting initiation crack. Initiation crack propagate in silencer pipe where the the fracture pattern on crack propagation is beach mark pattern and then the final rupture has ductile failure pattern with 450 crack. Failure occure in basem metal 13CrMo44 due to multi layer welding, which the base metal hardness is lower that HAZ dan weld metal hardness. It is proven by the result of micro hardness test, which base metal 13CrMo44 has average hardness 162 HV while weld metal is 187 HV.

Item Type:	Thesis (Other)
Additional Information:	RSM 621.183 Lum a-1 2019
Uncontrolled Keywords:	12Cr1MoV, 13CrMo44, CFB, Creep, Ductile, Fatigue, Silencer, TG-S50
Subjects:	T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery
Divisions:	Faculty of Industrial Technology > Mechanical Engineering > 21201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Lucynda Thallibah Lumba
Date Deposited:	21 Jul 2026 07:20
Last Modified:	21 Jul 2026 07:20
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/67128

Actions (login required)

View Item