Analisa Kegagalan Pada Disc Turbin Uap Penggerak Kompresor CO₂ Kapasitas 8000kw

Abstrak

Pada industri pupuk salah satu turbin digunakan untuk menggerakan kompresor yang berfungsi memampatkan fluida gas CO₂ untuk proses pembentukan karbanat. Turbin uap tersebut beroperasi pada kecepatan 11.019 rpm dengan uap yang masuk di sisi inlet 81,5 kg/cm²A dan temperatur uap air 480°C yang sudah beroperasi pada tahun 1998. Pada kegiatan turnaround tahun 2018 turbin dilakukan pembongkarab, saat proses inspeksi ditemukan crack pada bagian disc tingkat keempat. Guna lebih lanjut mengetahui penyebab kegagalan tersebut dilakukan investigasi berupa pengamatan dan pengujian pada bagian yang crack. Hasil yang diperoleh pada proses pengamatan inspeksi visual crack terjadi pada permukaan luar sisi saluran uap masuk dengan patahan membentuk pola beach mark tanda material mengalami fatigue, NDT penetrant test memperlihatkan rambatan crack dari bagian dalam alur sudu hingga permukaan luar disc, pengujian komposisi kimia dengan metode EPMA menunjukan adanya penurunan kadar kandungan senyawa kimia Fe, Cr dan peningkatan O, C, S, P dan S hal ini menyebabkan logam teroksidasi, tidak tahan korosi, nilai kekerasan meningkat dan menurunnya keuletan serta ketangguhan terhadap beban impak, pengamatan makroskopis dan mikroskopis menggunakan SEI struktur yang dihasilkan berupa fase martensit temper yang secara keseluruhan ditutupi dengan skala oksidasi. Meskipun strukturnya masih terlihat, tetapi hasil pengujian kekerasan terdapat peningkatan yang signifikan sebesar 5,2% hingga 11,7% dari kekerasan yang ditentukan sebesar 233HV. Kesimpulannya bahwa awal terjadinya crack karena material tersebut fatigue. Crack tersebut membuat adanya celah yang menjadikan pengendapan senyawa kimia. Endapan yang muncul mengubah komposisi senyawa kimia sehingga terjadi oksidasi yang berujung pada peningkatan kekerasan yang membuat material tersebut getas menyebabkan crack menjalar.