Non Destructif ytest

216 ISSN 0216 - 3128 Soedardjo, dkk.

UJI TIDAK MERUSAK PADA PIPA-PIPA KETEL UAPPEMBANGKIT LISTRIK TENAGA UAP

Soedardjo, AndryansyahPusat Pengembangan Teknologi Keselamatan Nuklir - BATAN

ABSTRAK

UJI TIDAK MERUSAK PADA PIPA-PIPA KETEL UAP PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA UAP. Telahdilakukan uji tidak merusak pada pipa-pipa ekonomiser dan pemanas lanjut dari ketel uap PembangkitListrik Tenaga Uap (PLTU). Metoda uji yang dilakukan adalah uji radiografi, uji ketebalan denganmetoda ultrasonik, uji kekerasan, uji in-situ metalografi replika, dan uji penetran. Hasil pengujian tersebutdigunakan untuk mengetahui kondisi keutuhan pipa-pipa ekonomiser dan pipa-pipa pemanas lanjut darisuatu PLTU. Hasil uji radiografi, uji in-situ metalografi dan penetran memberikan hasil baik, sedang ujiketebalan memberikan hasil masih dalam batas toleransi. Uji kekerasan memberikan hasil ada penurunankekerasan sehingga ada 5 (lima) kelompok pipa yang kekuatan tariknya lebih kecil dari batas minimumkekuatan tarik yang dipersyaratakan tetapi kekuatan tarik tersebut bukan persyaratan utama untukkomponen ekomiser dan pemanas lanjut. Dari semua uji tersebut belum diketemukan kerusakan yangberupa rongga (void, vacancy) dan retak (crack). Dengan demikian keutuhan pipa-pipa PLTU yang sudahdioperasikan selama 2 (dua) tahun masih dalam kondisi baik.

ABSTRACT

THE NON-DESTRUCTIVE TEST ON STEAM ELECTRICITY POWER PLANT BOILER TUBES.The non-destructive test on coal fired boiler economizer and superheater tubes have been carried out. Thetest methods are radiography, thickness by ultrasonic method, hardness, in-situ metallography replica,and penetrant test. The test result is purposed for knowing the integrity of economizer and superheatertubes of Steam Electricity Power Plant (PLTU). Radiography test, in-situ metallography test and penetranttest have the good result. The thickness of used tube is in tolerance range. The hardness give the result isany decreasing for 5 (five) groups of tubes, that the its tensile strength little than minimum tensile strengthrequirement but it is not major properties requirement for economizer and superheater component. Fromall methods of testing have been used, there is no evidence the defect such as void or vacancy and crack.Thus the integrity of PLTU tubes that operated along 2 (two) years is still in good condition.

PENDAHULUAN

LTU yang diuji merupakan PLTU dengan dayanominal 65 MWe. PLTU tersebut baru

beroperasi selama 2 tahun.P

Tujuan dari uji tidak merusak seperti ujipenetran, uji ultrasonik, uji radiografi, uji meta-lografi pada PLTU tersebut adalah untuk menge-tahui pelaksanaan program predictive maintenanceatau memprediksi pelaksanaan program peng-operasian dan pemeliharaan secara dini, ataubertujuan untuk mengetahui kelainan pipaekonomiser dan pipa pemanas lanjut sebagaikomponen dari ketel uap. Yang dimaksud denganketel uap (boiler) adalah bejana tertutup dengan airatau cairan lainnya dipanaskan, uap ataupenguapan dihasilkan, uap atau penguapan dipanaslanjutkan, atau kombinasi diantara tersebut,dibawah tekanan atau vacuum, untuk pemakaian

langsung suatu unit pembangkit energi [1-2].Berdasarkan data dari pemilik (owner) PLTU,bahwa pipa-pipa tersebut ada yang sudah digantikarena mengalami perkaratan dan pecah saatdilakukan uji komisioning.

Lokasi pipa-pipa ekonomiser dan pemanaslanjut yang diuji adalah [3]:

1. Ekonomiser bagian bawah: elevasi +24,000hingga +26,250 meter;

2. Ekonomiser bagian tengah: elevasi +26,250hingga +28,690 meter;

3. Ekonomiser bagian atas: elevasi +31,230 hingga+ 33,540 meter;

4. Ekonomiser Keluaran Header Bagian Belakangdan pipa-pipa: elevasi +37,571 hingga +39,000meter;

Prosiding PPI - PDIPTN 2005Puslitbang Teknologi Maju - BATAN

Yogyakarta, 12 Juli 2005


5. Ekonomiser Keluaran Header Bagian Depandan pipa-pipa: elevasi + 37,571 hingga +39000meter;

6. Pipa-pipa pemanas lanjut primer keluaran:elevasi +33,540 hingga + 37,571 meter;

7. Pipa-pipa pemanas lanjut primer keluaranHeader dan pipa-pipa: elevasi +37,571 hingga+ 39,200 meter;

8. Pipa-pipa pemanas lanjut tersier keluaran:elevasi +33,170 hingga +37,571 meter.

Untuk melaksanakan Uji Tidak Merusak,dilakukan pengujian-pengujian berupa:

1. Uji Dye Penetrant (PT) untuk 3 headers, 17pipa, total 20 titik;

2. Uji Radiografi (RT) untuk 20 pipa (40 filmukuran 4 x 10 inci), total 20 titik;

3. Uji Ketebalan (Ultrasonic Wall thickness TestTel's T-Mikes) untuk 50 pipa, total 105 titik;

4. Uji Kekerasan (Hardness Testing) untuk daerahlogam induk (Base Material, BM), daerahterpengaruh panas (Heat Affected Zone, HAZ),daerah las-lasan, (Welding Material, WM);untuk 23 pipa, total 65 titik;

5. Uji In-situ Metalografi Replika, 3 headers, 20pipa, total 23 titik.

TEORI

Pengujian ketel uap, yang dilakukan denganmetoda uji tidak merusak, mempunyai tujuan untukmengetahui ada atau tidak cacat yang terjadi padapipa-pipa ekonomiser dan pemanas lanjut. Cacattersebut seperti cacat di daerah lasan-lasan dengancontoh: penetrasi tidak komplit, akar las tidakmerata, adanya porositas, adanya inklusi bendaasing dan lain sebagainya. Cacat yang seringterjadi, adalah cacat retak pada daerah las-lasandan bengkokan pipa. Cacat retak dapat dibagi duayaitu retak mikro dan retak makro. Retak mikroadalah retak yang panjangnya kurang dari 2millimeter, sedang retak makro adalah retak yangpanjangnya 2 millimeter atau lebih [4]. Retak-retaktersebut perlu diperhatikan, karena dipersyaratkanpipa-pipa ketel uap harus diganti jika terjadi retakmikro sekalipun agar tidak membahayakan operasiinstalasi.

Pengujian Penetran, Radiografi, Ketebalandan Kekerasan Pipa

Pengujian penetran bertujuan untukmengetahui cacat retak makro pipa ekonomiser danpemanas lanjut. Jika terdapat retak yang dapatdiketahui secara visual, maka pipa tersebut harusdiganti [5]. Pengujian radiografi untuk mengetahuiadanya cacat pada daerah las sambungan pipa[6].

Pengujian ketebalan pipa bertujuan untukmengetahui tidak adanya pengurangan ataupenambahan ketebalan pipa dengan persyaratantebal pipa minimum telah ditentukan oleh pemilikPLTU[7].

Pengujian kekerasan bertujuan untukmengetahui perkiraan sifat mekanik komponenseperti kekuatan tariknya (tensile strength). Darikekerasan Vickers yang dikonversikan ke kekuatantariknya dalam kg/mm2 berdasarkan Tabel 1[8].

Tabel 1. Konversi kekerasan Vickers kekekuatan tarik Newton/mm2.

Kekerasan VickersKekuatan tarik

Newton/mm2

115 370

120 385

125 400

130 415

135 430

140 450

145 465

150 400

155 495

160 510

Catatan : Kekuatan tarik adalah harga-harga pen-dekatan sesuai DIN 50 150, Decembre1970. Harga konversi kekuatan tarikadalah 1 kg/mm2 = 9,804Newton/mm2[9]

Sebenarnya untuk komponen ekonomiserdan pemanas lanjut pada PLTU persyaratan yangsangat diperlukan adalah mampu las (weldability),kekuatan mulur (creep strength), ketahananoksidasi (oxidation resistance), koefisien ekspansisuhu yang rendah (low coefficient of thermalexpansion). Sedang yang kekeuatan tarik sangatdiperlukan pada komponen boiler seperti:waterwall tubes, drum, headers[9].

Pengujian in-situ Metalografi Replika



Soedardjo, dkk ISSN 0216 - 3128 218

Pengujian in-situ metalografi replika yangutama bertujuan untuk mengetahui adanya retakmikro yang sulit diketahui melalui pengujianpenetran maupun radiografi.

Berdasarkan Neubauer & Wedel, adahubungan (rumus) antara kelas-kelas cacat retakmikro, dengan umur komponen. Rumus yangdigunakan untuk kelas-kelas cacat adalah (dalamsatuan jam atau tahunan):

Sisa Umur = lama pipa telah dioperasikan (1/K –1).

Yang dimaksud dengan K adalah hargakonstanta fraksi sisa umur. Rumus tersebut,biasanya digunakan untuk pipa yang telahdioperasikan lebih dari 100.000 jam atau lebih dari10 tahun untuk pipa yang direncanakan (designlife) secara penuh dapat dioperasikan hingga 30tahun.[9] Tetapi untuk bahan heat resisting steelpada ketel uap terutama yang berbahan bakarminyak direncanakan untuk beroperasi selama100.000 jam atau 11,4 tahun [10].

Dari harga konstanta fraksi sisa umur Kberdasarkan Neubauer & Wedel, oleh M.Shamasdiuraikan lebih rinci, antara lain: untuk kondisipipa yang tidak ada cacat atau tidak berongga(void, vacancy) mempunyai harga konstanta fraksisisa umur K = 0,12; untuk cacat kelas A atau cacatrongga terisolasi adalah 0,46; untuk cacat kelas Batau cacat rongga bersambung adalah 0,50; untukcacat kelas C atau cacat retak mikro adalah 0,84;untuk cacat kelas D atau cacat retak makro adalah1.

Diskripsi Teknis PLTU Yang Diuji

PLTU yang diuji adalah jenis PLTUbatubara tipe lignite yang terletak di daerahKalimantan Selatan, dengan kapasitas dayanominal 2 65 Watt. Tipe ketel uapnya adalahMitsui Rilei IS dengan tekanan nominal 87 Bar dantekanan kerja maksimum yang diijinkan adalah 108bar serta suhu 510 °C. Sedang tekanan kerjamaksimum yang diijinkan pada ekonomiser adalah111,4 Bar. Suhu uap pada keluaran pemanas lanjutadalah 513 °C. Fungsi pemanas lanjut adalah untukmenaikkan suhu uap ketel uap diatas derajad suhusaturasi. Uap dari separator sentrifugal diteruskanke drier cartons yang pada bagian atas pengumpuluap dinamakan drum, sehingga uap yang keringdialirkan ke pemanas lanjut primer secara konveksiyang tersusun secara mendatar dan dialirkan jugake pipa-pipa di dinding sekeliling ketel uap (walltubes).

Pemanas lanjut terbagi menjadi tiga.Pemanas lanjut primer tersusun secara mendatar,yang aliran fluida di dalam pipa mengikuti susunanpipa yang berlawanan arah, serta tipenya konveksidan berlokasi di bagian belakang aliran gas panashasil pembakaran batubara pada ketel uap.Pemanas lanjut sekunder yang tidak diteliti padamakalah ini, tersusun secara tegak, tipenya radiantditempatkan pada bagian atas tungku pembakarbatubara. Pemanas lanjut tersier berupa deretanpipa yang aliran fluida di dalam pipa adalah secaraparalel yang disusun secara tegak, tipenyakonveksi, berlokasi di bagian keluaran tungkupembakar batubara (furnace), tepatnya di atasbagian furnace yang dibentuk secara menonjol(furnase nose). Antara pemanas lanjut primerbagian outlet header dihubungkan ke pemanaslanjut sekunder pada inlet header. Antara pemanaslanjut sekunder outlet header dihubungkan kepemanas lanjut tersier inlet header. Yang dimaksuddengan header adalah pipa besar yang isinya uapdan berasal dari dan ke pipa-pipa pemanan lanjutprimer, sekunder dan tersier.

Desuperheater atau disebut juga attem-perator, berfungsi sebagai penyemprotkan air untukmengatur kondisi suhu uap yang dihasilkan olehpemanasan lanjut bagian keluaran sehingga suhuyang diinginkan dapat dicapai.

Ekonomiser berguna untuk meningkatkanketel uap, dengan mengekstraksi panas yang tidakdigunakan dari bagian pemanas lanjut ketel uap.Panas dalam ekonomiser diteruskan ke peloloh air(feedwater), melalui suatu suhu yang dapat diaturlebih rendah dari suhu uap jenuh atau uap saturasi.Pipa ekonomiser ada yang disusun secara mendatarpada aliran gas kearah bawah dari pemanas lanjutyang berlokasi pada bagian belakang ketel uap.Ekonomiser inlet header, berlokasi di bagian luaraliran gas yang dihubungkan dengan peloloh air.Air masuk dari lower header dan dialirkan menujupipa-pipa yang disusun secara mendatar,menghasilkan panas permukaan yang terkompresi..Ujung atas dari pipa mendatar juga mempunyaisuhu permukaan yang terkompresi. Selanjutnyaujung atas dari pipa yang tersususn mendatar tadidihubungkan dengan pipa yang tersusun tegak.Ujung atas dari pipa yang tersusun tegakdihubungkan dengan outlet header dan kembalidihubungkan ke drum ketel uap melalui dua pipakhusus.

BAHAN DAN TATA KERJA




Bahan

Data pipa ketel uap yang diuji adalah [11]:

1. Pipa-pipa ekonomiser dari bahan SA-210 Gr.A-1 dengan kekuatan tarik minimum 70 ksi(485 MPa, dengan kekerasan antara 150 hingga155 HV); dan ketebalan sekitar 5 hingga 6millimeter;

2. Ekonomiser keluaran header dengan bahanSA-106. Gr. C dengan kekuatan tarik minimum70 ksi (485 MPa, dengan kekerasan antara 150hingga 155 HV) dengan ketebalan 6 mm.

3. Pipa-pipa pemanas lanjut primer keluarandengan bahan SA-210 Gr. A-1 dengan kekuatantarik minimum 70 ksi (485 MPa, dengankekerasan antara 150 hingga 155 HV); diameterluar 50,8 mm; tebal pipa 4,1 mm;

4. Pipa-pipa pemanas lanjut primer keluaranheader dari bahan SA 335-P12, dengankekuatan tarik 60 ksi, dengan kekerasan antara125 hingga 130 HV, dengan ketebalan 5,0 mm;

5. Pipa-pipa pemanas lanjut tersier keluarandengan bahan SA-213 Gr. T22, ketebalan 6,9mm; kekuatan 60 ksi, dengan kekerasan antara125 hingga 130 HV.

Tata Kerja

Semua pengujian dilakukan pada saat keteluap tidak dioperasikan (shutdown) sekitar 3 haripada saat jadwal pemeliharaan ketel uap selamasetiap 2 tahun sekali (Turn Around Schedule)

Uji radiografi dilakukan dengan menggu-nakan sumber Se 78 dengan aktivitas 16 Curie. Ujipenetran dengan cairan dye penentrant. Ujiradiografi, penetran, dan ultrasonik (uji ketebalan)menggunakan standar ASME 5. Uji kekerasanmenggunakan peralatan Equotip. Peralatan tersebutmempunyai kesetaraan harga kekerasan dalamsatuan kgf/mm2 L (L adalah satuan kekerasan Leeb)ke harga kekerasan Vickers dalam satuan kgf/mm2.Uji kekerasan dilakukan berdasarkan ASTM E-92dan ASTM E 140 serta uji replika dilakukanberdasarkan berdasarkan ASTM E 407 dan ASTM1351[12].

HASIL DAN PEMBAHASAN

Hasil dari pengujian radiografi, ketebalan,kekerasan, in-situ metalografi replika dan penetran,serta resumenya disajikan pada Tabel 2 hingga 10.

Tabel 2. Hasil Inspeksi Ekonomiser bagian bawah: elevasi +24,000 meter hingga +26,250 meter.

Posisi Pipa /Joint

RT 0; 90 PengukuranKetebalan Pipa

(mm)

Kekerasan untuk BM, HAZ,WM, (Hardness Vikers, HV), BM

fresh 150 hingga 155 HV

In-situMetalografi

Replika

35 bawah Tidak diuji Tidak diuji 114; 132; 117 Baik, kelas A

35 atas Tidak diuji Tidak diuji 119; 132; 134 Baik, kelas A

38 Baik 4,7 Tidak diukur Tidak diuji





Catatan: RT 0 adalah radiografi posisi 0°, dan 90 adalah posisi 90°.

Tabel 3. Hasil inspeksi Ekonomiser bagian tengah: elevasi + 26,250 m s/d +28,690 m

Posisi Pipa/ Joint

RT 0; 90 PengukuranKetebalanPipa (mm)

Kekerasan untuk BM, HAZ, WM,(Hardness Vikers, HV), BM fresh 150

hingga 155 HV

In-situ MetalografiReplika

6 Y Baik 4,5 125; 129; 147 Baik, kelas A

8 Y Baik Tidak diuji Tidak diuji Tidak diuji

15X Baik 4,8 Tidak diuji Tidak diuji




16 X Baik Tidak diuji 114; 118; 131 Baik, kelas A

30 X Baik 4,7 124; 131; 136 Baik, kelas A

42X Baik 4,7 Tidak diuji Tidak diuji

43 X Baik 4,7 Tidak diuji Tidak diuji

Catatan: X adalah Pipa Ekonomiser kode 2-1017-1C, dan Y adalah Pipa Ekonomiser kode 2-1017-1D dariDrawing No: 10092A-00-M-56HAC-026[3].

Tabel 4. Hasil inspeksi Ekonomiser bagian atas: elevasi +31,230 meter hingga + 33,540 meter.

PosisiPipa /Joint



hingga 155 HV


1 Y Tidak diuji 4,7 Tidak diuji Tidak diuji5 Y Tidak diuji 4,6 132; 145; 129 Baik, kelas A8 Y Baik Tidak diuji Tidak diuji Tidak diuji

15 X Tidak diuji 4,7 Tidak diuji Tidak diuji16 X Tidak diuji Tidak diuji 129; 134; 131 Baik, kelas A30 X Tidak diuji 4,6 125; 131; 140 Baik, kelas A42 X Baik 4,5 Tidak diuji Tidak diuji43 X Baik Tidak diuji Tidak diuji Tidak diuji

Catatan: X adalah Pipa Ekonomiser kode 2-1017-1C, dan Y adalah Pipa Ekonomiser kode 2-1017-1D dariDrawing No: 10092A-00-M-56HAC-026[3].

Tabel 5. Hasil inspeksi Ekonomiser Keluaran Header Bagian Belakang dan pipa-pipa: elevasi+37,571 meter hingga +39,000 meter.

PosisiPipa /Joint



hingga 155 HV


4 Tidak diuji 5,6 Tidak diuji Tidak diuji8 Tidak diuji 5,8 Tidak diuji Tidak diuji9 Baik 5,6 120; 124; 136 Baik, kelas A

10 Tidak diuji 5,7 Tidak diuji Tidak diuji17 Tidak diuji 5,8 Tidak diuji Tidak diuji18 Baik 5,7 121; 125; 143 Baik, kelas A19 Tidak diuji 5,7 Tidak diuji Tidak diuji22 Tidak diuji 5,8 Tidak diuji Tidak diuji23 Baik 5,7 135; 155; 196 Baik, kelas A24 Tidak diuji 5,6 Tidak diuji Tidak diuji29 Tidak diuji 5,7 Tidak diuji Tidak diuji

Tabel 6. Hasil inspeksi Ekonomiser Keluaran Header Bagian Depan dan pipa-pipa: elevasi +37,571 meter hingga +39,000 meter.

PosisiPipa /Joint



hingga 155 HV


5 Tidak diuji 5,8 Tidak diuji Tidak diuji6 Tidak diuji 5,7 Tidak diuji Tidak diuji7 Tidak diuji 5,6 Tidak diuji Tidak diuji

10 Baik Tidak diuji 143;151;166 Baik, kelas A11 Tidak diuji 5,6 Tidak diuji Tidak diuji12 Tidak diuji 5,6; Tidak diuji Tidak diuji14 Baik Tidak diuji Tidak diuji Tidak diuji




15 Tidak diuji 5,6 Tidak diuji Tidak diuji16 baik 5,6 Tidak diuji Tidak diuji18 Tidak diuji 5,6 Tidak diuji Tidak diuji19 Baik 5,7 124;152;137 Baik, kelas A23 Tidak diuji 5,9 Tidak diuji Tidak diuji24 Baik 5,7 117,125;175 Baik, kelas A25 Tidak diuji 5,5 Tidak diuji Tidak diuji29 Tidak diuji 5,6 Tidak diuji Tidak diuji30 Tidak diuji 5,7 Tidak diuji Tidak diuji31 Tidak diuji 5,6 Tidak diuji Tidak diuji

Tabel 7. Hasil inspeksi Pipa-pipa pemanas lanjut primer keluaran: elevasi +33,540 meterhingga + 37,571 meter

PosisiPipa /Joint

RT 0; 90 PengukuranKetebalanpipa (mm)



In-situMetalografi

Replika

5 Tidak diuji Tidak diuji 121; 131; 163 Baik, kelas A

6 Tidak diuji 4,8 Tidak diuji Tidak diuji


8 Baik 4,8 119,188,169 Baik, kelas A





19 Baik 4,5 119,188;188 Baik, kelas A





27 Baik 4,6 142 188,188 Baik



Tabel 8. Hasil inspeksi Pipa-pipa pemanas lanjut primer keluaran Header dan pipa-pipa pada:elevasi +37,571 meter hingga + 39,200 meter.

Posisi Pipa / Joint

RT 0; 90 Pengukuran Ketebalan Pipa (mm)

Kekerasan untuk BM, HAZ, WM, (Hardness Vikers, HV), BM fresh 125 hingga 130 HV

In-situ Metalografi Replika


5 baik 4,7 121; 131; 163 Baik, kelas A



18 baik 4,6 Stub: 137; 152; 215.

Lasan Bagian bawah 121, 152, 172

Baik, kelas A


24 baik Tidak diuji Tidak diuji Tidak diuji


29 baik 4,5 Tidak diuji Baik, kelas A





Tabel 9. Hasil inspeksi Pipa-pipa pemanas lanjut tersier keluaran: elevasi +33,170 meterhingga+37,571 meter

PosisiPipa /Joint

RT 0; 90 PengukuranKetebalanpipa (mm)



In-situMetalografi

Replika

8 Tidak diuji Tidak diuji 123 Baik, kelas A

16 Tidak diuji Tidak diuji 119 Baik, kelas A

Tabel 10. Resume Hasil Analisis dari tabel 2 hingga 9.

TableBahan Radio

grafiTebal pipa (mm) Kekuatan Tarik (s) kg/mm2 Metalo-

grafi

Pustaka[11] Pusta-ka[6]

MinimumStandar[7]

Pengukuran Rata-rata

MinimumStandar[11]

Rata-rataPerhitungan[8]

Pustaka[9]

2 SA 210–GrA baik 2,96 4,58 42,227 42,329 baik

3 SA 210–GrA baik 2,96 4,68 42,227 38,351 baik

4 SA 210–GrA baik 2,96 4,62 42,227 39,269 baik

5 SA 210–GrA baik 2,56 5,70 42,227 41,717 baik

6 SA 210–GrA-1 baik 2,59 5,28 42,227 42,023 baik

7 SA 210–GrA-1 baik 3,29 4,65 42,227 51,713 baik

8 SA 213 Gr T12 baik 2,84 4,63 42,191 49,285 baik

9 SA 213 Gr T12 baik 4,42 Tidak diuji 42,191 39,575 baik

Analisis yang berkaitan dengan kekerasandan kekuatan tarik dari Tabel 10, ada 5 kelompokpipa yang kekuatan tariknya lebih kecil daripersyaratan minimum, yaitu ekonomiser bagiantengah, ekonomiser bagian atas, ekonomiserkeluaran header hagian belakang, ekonomiserkeluaran header, pipa-pipa pemanas lanjut tersierkeluaran. Pipa-pipa tersebut tidak harus segeradiganti karena masalah kekuatan tarik bukanmenjadikan persyaratan utama untuk pipa-pipaekonomiser dan pemanas lanjut.

Adanya komponen yang tidak diujidisebabkan karena:

1. Waktu penelitian yang singkat selama 3 harisiang dan malam dengan pelaksana penelitianhanya 3 orang. PLTU harus segeradioperasikan, karena kerugian biaya untuk 1(satu) hari tidak beroperasi sekitar Rp.1.000.000.000,00 (satu Milyar Rupiah);

2. Lokasi komponen membahayakan peneliti jikapenelitian harus tetap dilaksanakan, serta owner

lebih menginginkan menjamin kesehatanpeneliti, dengan sesingkat mungkin di dalamketel uap yang panas, berdebu, ada zatradioaktif dan gas-gas beracun lainnya;

3. Lingkungan penelitian yang korosif yang dekatlaut sehingga memungkinkan bagianpermukaan pipa yang di uji metalografi cepatberkarat terutama dekat manhole yangmenghadap ke laut sehingga hasil penelitiankurang dapat dipertanggungjawabkan.

Gambar 1 adalah contoh struktur mikro daripipa ekonomiser yang diuji metalografi replika.Noda hitam bukan menunjukkan adanya korositetapi hanyalah debu batubara yang menempel padaplastik replika, karena saat dilakukan ujimetalografi replika juga dilakukan kegiatanpenyemprotan jelaga (soot blowing) dari debu batubara, sehingga debu batu bara memenuhi ruanganketel uap. Struktur mikronya adalah ferit dan tidakada rongga (void), sehingga pipa yang diujimetalografi masih dalam kondisi normal.




Gambar 1. Pipa ekonomiser keluaran headerbagian depan (400 x): tidak adarongga (void), ferit, normal.

Gambar 2 adalah salah satu contoh hasil ujimetalografi replika dari pipa pemanas lanjut.Hasilnya adalah tidak ada rongga (void) atau pipayang diuji masih dalam kondisi normal. Strukturmikronya adalah perlit halus (hitam) dan ferit(putih), normal.

Gambar 2. Pipa pemanas lanjut tersierkeluar-an untuk pipa nomor 8 dariutara, tidak ada rongga (void),perlit halus (hitam), ferit (putih),normal.

Berdasarkan perhitungan sisa umur untukModel HAZ oleh M. Shamas, dengan tidak adanyarongga pada struktur mikro hasil uji in-situmetalografi replika, maka untuk pipa PLTU yangtelah dioperasikan selama 2 tahun, dan setelahdiinspeksi ternyata tidak ada rongga pada strukturmikronya atau harga konstanta fraksi sisa umur Ksebesar 0,12. Dari rumus tersebut diperoleh sisaumur pipa tersebut = 2 (100/12 – 1) = 14,7 tahun.Umur ini terlihat lebih sesuai untuk pipa-pipa keteluap yang berbahan bakar minyak, yangdirencanakan untuk beroperasi selama 100.000 jamatau 11,4 tahun [10].

Berdasarkan R. VISWANATHAN [9] dankarena pipa tersebut tidak terjadi rongga atau retakmaka pipa tersebut tidak perlu dilakukanpemeliharaan hingga jadwal pemeliharaan besar-besaran (Turn Around, TA) yang telah dijadwalkansetiap 2 tahun sekali (none until next majorscheduled maintenance outage). Dengan tidakadanya rongga atau retak pada pipa-pipa yang diuji,maka pipa-pipa PLTU masih dapat dioperasikandalam jangkauan parameter operasi desainnya.

Pembahasan yang berkaitan dengan fasastruktur mikro tidak dibahas secara mendalam,karena degradasi pipa ekonomiser dan pemanaslanjut, ditekankan kepada tidak adanya retak padapipa-pipa tersebut.

Tabel 11. Uji penetran.

No. Posisi Kondisi

1. Ekonomiser Keluaran Header Bagian Belakang dan pipa-pipa bagian las baik

2. Ekonomiser Keluaran Header Bagian Belakang dan pipa-pipa dekat bagian penggantung (hanger)

baik

3. PSHO Header pipa lengkung baik

4. PSHO Header pipa las-lasan baik

5. Ekonomiser Keluaran Header Bagian Depan dan pipa-pipa bagian las-lasan baik

6. PSHO las-lasan pipa nomor 17 row 4 baik

7. PSHO pipa lengkung nomor 20 row 4 baik

8. PSHO pipa lengkung nomor 19 row 1 baik

9. Ekonomiser bagian atas pipa nomor18 baik

10. Ekonomiser bagian atas pipa nomor 37 baik




11. Ekonomiser bagian bawah pipa lengkung nomor15 baik

12. Ekonomiser bagian bawah pipa lengkung nomor 28 baik



15. Ekonomiser bagian tengah pipa nomor 17 baik




19. Pipa Pemanas Lanjut tersier keluaran nomor 1, dekat manhole utara baik

20. Pipa Pemanas Lanjut tersier keluaran terakhir dekat manhole utara baik

Catatan: PSHO= Primary Super Heater OutletDari 20 buah pipa ekonomiser dan pemanas

lanjut yang diuji penetran, ternyata semuanyadalam kondisi baik. Yang dimaksud dengan kondisibaik di sini adalah pada sambungan las-lasan yangdiuji dengan cairan penetran, tidak terjadi adanyaretak. Sehingga menurut ASME V, pipaekonomiser dan pipa pemanas lanjut tidak perludiganti.

KESIMPULAN DAN SARAN

Hasil uji tidak merusak untuk pipa-pipaekonomiser dan pemanas lanjut PLTU dengandaya 65 Mwe menunjukkan tidak diketemukanindikasi adanya rongga, rongga terisolasi, retakmakro dan retak mikro pada titik-titik las yang diujipenetran, radiografi dan in-situ metalografi replika.Ketebalan dan kekerasan pada titik-titik tertentupada pipa ketel uap PLTU masih dalam batasnormal. Berdasarkan perhitungan konversi anatarakekerasan dan kekuatan tarik, diperoleh beberapapipa yang kekuatan tariknya lebih kecil daripersyaratan minimumnya, namun kekuatan tarikbukan merupakan persyaratan penting untukkomponen ekonomiser dan pemanas lanjut. MakaPLTU tidak perlu dilakukan pemeliharaan hinggapemeliharaan besar-besaran (Turn Around) yangtelah dijadwalkan setiap 2 tahun sekali (none untilnext major scheduled maintenance outage).

PUSTAKA

1. ANONYMOUS, Desain, Fabrikasi,& InspeksiBoiler (konstruksi Las), ASME CODE SEC. I,Balai Besar Penelitian dan pengembanganIndustri Bahan dan Barang Teknik.

2. ANONYMOUS, Rules for Contruction ofPower Boilers, Section I, ASME Boiler nadPressure Vessel Code an InternationallyRecognized Code, p. 5, ASME, 1995.

3. ANONYMOUS, Drawing No: 10092A-00-M-56HAC-026, PLN (Persero), Rev.0 (Mar,25.1998), PT.

4. ANONYMOUS, Non Destructive Examination,ASME V Article 6 and Article 24, SE 1220,“Standard Test Method for Visible PenetrantExamination using the Solvent-RemovableProcess, identification with ASTM SpecificationE 1220, 1987.

5. JONATHAN SMITH, Optimech Services, RiskAnalysis Statistical Techniques Life AssessmentMethods, Seminar Corrosion Prevention inInfrastructure Through Life Cycle AnalysisTechniques, Hands out.

6. ANONYMOUS, Non Destructive Examination,ASME V Article 2, Radiographic Examination,1995.

7. ANONYMOUS, Volume 6 of 27, Division 4:Mechanical Equipment Manual Book 1 of 10,PT PLN (Persero), Rev.1 (Jan.28.2000).

8. ANONYMOUS, HARDNESS COMPARISON,Thyssen Edelstahlwerke AG.DIN 50 150,December 1970.

9. R. VISWANATHAN, Damage Mechanismsand Life Assessment of High – TemperatureComponent, p. 1, p. 7, p. 218 – 233 and p. 481,ASM International, USA, 1989.

10. ANONYMOUS, Calculation of Heater-TubeThickness in Petroleum Refineries p 1,American Petroleum Institute, API 530, ThirdEdition, September 1998.

11. ANONYMOUS, Ferrous Materials Specifi-cation, Specification for seamless medium-carbon steel boiler and superheater, ASME, VolII, 1983.

12. ANONYMOUS, Metals – Mechanical Testing;Elevated and Low Temperature Test; Metal-lography, Annual Book of ASTM Standards,ASTM, Volume 03.01, 1995.




TANYA JAWAB

Mulyono Daryoko

Apakah mungkin dilakukan juga uji merusakpada pipa ketel uap yang masih beroperasi?Misalnya dengan diberhentikan dulu operasinya,diuji (merusak) dan diperbaiki?

Jika mungkin, apa keuntungan dan kerugiannyajika dibandingkan?

Soedardjo

Tidak, karena kondisi operasi suhu masih tinggisekitar 540 – 1100 oC, membahayakan operator.

Kemungkinan dapat dimodifikasi secaraotomatis, dengan cara probe dalam ketel, alatdiluar ketel.

Zuhair

Untuk apa NDT dilakukan.

Dimana pernah diaplikasikan.

Soedardjo

Untuk melihat cacat retak, IP, IF, dsb.

Dilakukan di PLN Kalimantan Tengah, Suralayadan industri lainnya.



Date post:	21-Jan-2023
Category:	Documents
Upload:	unhas
View:	0 times
Download:	0 times

Non Destructif ytest

Documents