Mekanisme Separasi Thermal Barrier Coating Yttria-Stabilized Zirconia (Tbc Ysz) Pada Sudu Turbin Gas Mitsubishi Tipe Mw701d Stage Pertama

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.

[img]
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: https://repository.its.ac.id/id/eprint/76120

Actions (login required)

View Item View Item