Mclauda, Isaura Fauziah (2016) Mekanisme Separasi Thermal Barrier Coating Yttria-Stabilized Zirconia (Tbc Ysz) Pada Sudu Turbin Gas Mitsubishi Tipe Mw701d Stage Pertama. Undergraduate thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya.
Preview |
Text
2112100033-Undergraduate_Thesis.pdf - Published Version Download (3MB) | Preview |
Abstract
Turbin gas adalah komponen utama pada Pembangkit Listrik
Tenaga Gas-Uap (PLTGU) yang berfungsi sebagai pengkonversi
energi pada gas hasil pembakaran menjadi energi penggerak
generator listrik. Sudu turbin di dalam turbin gas memiliki
peranan penting dalam proses pengkonversian energi. Sudu turbin
pada stage pertama beroperasi pada temperatur sekitar 1154°C
sehingga perlu dilapisi dengan thermal barrier coating (TBC)
untuk menurunkan temperatur yang mengenai material sudu turbin.
Setelah sudu turbin stage pertama dioperasikan selama 78.164
equivalent operating hours (EOH), terjadi separasi pada TBC.
Oleh karena itu perlu dilakukan penelitian untuk mendapatkan
mekanisme penyebab terjadinya separasi TBC.
Sampel pada analisa ini adalah sudu turbin stage pertama
yang memiliki material utama nickel-based superalloy dan dilapisi
TBC yttria-stabilized zirconia (TBC YSZ). Analisa awal dilakukan
dengan melakukan pengamatan makro. Selanjutnya dilakukan
pengujian x-ray diffraction (XRD) untuk mendapatkan senyawa
penyusun TBC dan suatu produk lain yang mungkin terbentuk
akibat pengoperasian. Pengamatan struktur mikro pada TBC
dilakukan untuk melihat mekanisme kerusakan yang terjadi
menggunakan mikroskop optik dan scan electron microscope –
energy dispersion x-ray (SEM-EDX). Pengujian kekerasan
dilakukan dengan menggunakan microhardness untuk menyetahui
nilai kekerasan pada tiap lapisan penyusun TBC.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa TBC pada sudu turbin
stage pertama bertipe air-plasma sprayed (APS) dan disusun oleh
7%wt yttria stabilized zirconia (YSZ). Mekanisme terjadinya
separasi pada lapisan TBC disebabkan oleh thermal fatigue akibat
perbedaan thermal expansion antara lapisan TBC serta penebalan
lapisan thermal grown oxide (TGO), sehingga menyebabkan
muncul tegangan tensile dan kompresi pada lapisan-lapisan TBC.
Tegangan tersebut akan menyebabkan microcrack pada bagian
top-coat sehingga memudahkan terjadinya separasi
=============================================================================================
Gas turbine is one of main component in steam power plant
that has a function to convert energy of gas from combustion
chamber to mechanic energy to rotate the electric generator. Blade
turbine in gas turbine is important in conversion process. With
high temperature operating environment at 1150°C, first stage
blade need to be coating by thermal barrier coating (TBC) to
decrease the temperature in base material. After 78.164 equivalent
operating hour (EOH), there is a failure in TBC on first stage blade.
Therefore it is necessary to do an analysis to find spallation
mechanism of TBC on first stage blade.
Sample used in this analysis is one first stage blade turbine
with nickel-based superalloy as base material and coated with TBC
yttria-stabilized zirconia (YSZ). Analysis begun with macro
observation then x-ray diffraction (XRD) examination to determine
the composition in TBC and some product that may be formed after
operated. Microstructure observation done by optic microscope
and scan electron microscope – energy dispersion x-ray (SEMEDX)
to find spallation mechanism of TBC. Microhardness
examination was done to find hardness number of TBCs layers.
Result of this analysis shown that TBC on first stage gas
turbine type is air-plasma sprayed (APS) with composition of 7%wt
YSZ. Spallation mechanism of TBC caused by thermal fatigue
consequent to mismatch thermal expansion coefficient of TBCs
layers and thickness of thermal grown oxide (TGO) layer. It caused
to raise the tensile and compressive stress in between TBCs layers.
That stress will initiated microcrack on top-coat layer so it easier
for spallation to happen.
| Item Type: | Thesis (Undergraduate) |
|---|---|
| Additional Information: | RSM 621.312 429 Mcl m |
| Uncontrolled Keywords: | Separasi, Thermal Barrier Coating, Yttria-stabilized Zirconia, Thermal Fatigue |
| Subjects: | T Technology > TK Electrical engineering. Electronics Nuclear engineering > TK2931 Fuel cells |
| Divisions: | Faculty of Industrial Technology > Mechanical Engineering > 21201-(S1) Undergraduate Thesis |
| Depositing User: | EKO BUDI RAHARJO |
| Date Deposited: | 08 Jun 2020 06:50 |
| Last Modified: | 08 Jun 2020 06:50 |
| URI: | http://repository.its.ac.id/id/eprint/76120 |
Actions (login required)
 |
View Item |