hip vol 1 done

289
 PT Pembangkitan Jawa ali www.ptpjb.com ©2014 PJB Power Plant RLA Centre Handout Instruktur Remaining Life Assessment Non Assessor

Upload: h3lm13

Post on 09-Oct-2015

381 views

Category:

Documents


63 download

DESCRIPTION

Remaining life assessment

TRANSCRIPT

  • PT Pembangkitan Jawa Bali

    www.ptpjb.com 2014

    PJB Power Plant RLA Centre Handout Instruktur

    Remaining Life Assessment Non Assessor

  • Power Plant RLA Center Tujuan 14 HIP | 1 / 321

    TUJUAN TRAINING

    Setelah menyelesaikan seluruh kegiatan training peserta mampu

    Menjelaskan secara umum Remaining Life Assessment

    Menjelaskan peralatan utama unit pembangkit thermal dan

    metalurgi

    Menjelaskan mekanisme kerusakan peralatan unit pembangkit

    Mengenal metode assessment yang digunakan untuk

    melakukan pekerjaan Remaining Life Assessment

    Mengenal contoh hasil dan rekomendasi Remaining Life

    Assessment

    Sesuai petunjuk yang berlaku

  • Power Plant RLA Center Daftar Isi 14 HIP | 2 / 321

    DAFTAR ISI

    TUJUAN TRAINING ..................................................................................................... 1

    DAFTAR ISI ................................................................................................................. 2

    Petunjuk Instruktur ..................................................................................................... 5

    - Volume 1 -

    BAB I : Pendahuluan .............................................................................................. 15

    1.1. Definisi Remaining Life Assessment ............................................................... 15

    1.2. Latar Belakang Dilaksanakannya Life Assessment ......................................... 16

    1.2.1. Usia Pembangkit Listrik saat ini .............................................................. 16

    1.2.2 Kualitas Unit Pembangkit Baru ............................................................... 17

    1.3. Tujuan Remaining Life Assessment ................................................................ 17

    1.4. Batasan Dalam Remaining Life Assessment ................................................... 18

    1.5. Ruang Lingkup ................................................................................................ 19

    BAB II : Peralatan Unit Pembangkit Thermal & Metalurgi ................................... 22

    2.1 Peralatan Utama Unit Pembangkit Thermal .................................................... 22

    2.1.1. Boiler ...................................................................................................... 22

    2.1.2. Turbine ................................................................................................... 43

    2.1.3. Generator ............................................................................................... 58

    2.1.4. Transformator ......................................................................................... 68

    2.2. Metalurgi ......................................................................................................... 80

    2.2.1. Pengenalan logam ................................................................................. 80

    2.2.2. Logam pada Boiler dan Turbin ............................................................... 83

    BAB III : Mekanisme Kerusakan (Damage Mechanism) ...................................... 96

    3.1. Pengertian Creep ............................................................................................ 96

    3.1.1. Konsep Dasar ........................................................................................ 96

    3.1.2. Fracture Mechanism Map pada Creep ................................................... 98

    3.1.3. Metode Ekstrapolasi ............................................................................... 99

    3.1.4. Creep pada Boiler dan Turbin............................................................... 100

    3.2. Fatigue .......................................................................................................... 111

  • Power Plant RLA Center Daftar Isi 14 HIP | 3 / 321

    3.2.1. Pengertian Fatigue ............................................................................... 111

    3.2.2. Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Fatigue ......................................... 113

    3.2.3. Pengaruh Fatigue Pada Lifetime Komponen Peralatan Pembangkit..... 114

    3.2.4. Fatigue Pada Komponen Peralatan Pembangkit .................................. 116

    3.3. Korosi ............................................................................................................ 120

    3.3.1. Korosi Pada Sistem Air Pengisi ( Sistem Air Uap ) ............................ 121

    3.3.2. Korosi Pada Sistem Air Pendingin ........................................................ 124

    3.3.3. Korosi Akibat Kebocoran Air Laut Kedalam Siklus Air Uap ................ 125

    3.3.4. Korosi Boiler Disisi Api ......................................................................... 126

    3.4. Mekanisme Kerusakan Pada Generator ....................................................... 129

    3.4.1. Mekanisme Kerusakan Pada Stator Generator .................................... 129

    3.4.2. Mekanisme Kerusakan Pada Rotor ...................................................... 143

    3.4.3. Core Lamination Insulation Failure ....................................................... 146

    3.5. Mekanisme Kerusakan Pada Trafo ............................................................... 149

    3.5.1. Thermal Ageing Pada Kertas Isolasi ..................................................... 149

    3.5.2. Timbulnya gelembung gas pada temperature tinggi ............................. 150

    3.5.3. Deposit cooper sulphide pada kertas .................................................... 153

    3.5.4. Mekanisme kerusakan diakibatkan kegagalan electric. ........................ 154

    - Volume 2 -

    BAB IV : Metoda Assessment ............................................................................. 159

    4.1. Metode In Situ Metallography ........................................................................ 159

    4.1.1. Grinding Dan Polishing ......................................................................... 160

    4.1.2. Etching ................................................................................................. 163

    4.1.3. Replication ........................................................................................... 164

    4.1.4. Observasi Pada Microscope ................................................................. 165

    4.1.5. Contoh Hasil Replika ............................................................................ 166

    4.2. Non Destructive Testing ................................................................................ 167

    4.2.1. Pengertian ............................................................................................ 167

    4.2.3. Beberapa Metode Uji Tidak Merusak .................................................... 168

  • Power Plant RLA Center Daftar Isi 14 HIP | 4 / 321

    4.3. Creep Test .................................................................................................... 186

    4.3.1. Pendahuluan ........................................................................................ 186

    4.3.2. tujuan Creep Test ................................................................................. 189

    4.3.3. Jenis-Jenis Creep Test Pada Logam dan Paduan Logam .................... 189

    4.3.4. Teknik Pelaksanaan Creep Test ........................................................... 193

    4.3.5. Prosedur Pelaksanaan Creep Test ....................................................... 196

    4.3.6. Hasil Creep Test................................................................................... 196

    4.3.7. Contoh Perhitungan Life Time .............................................................. 198

    4.4. Metoda Fatigue Test ..................................................................................... 200

    4.4.1. Pengertian ............................................................................................ 200

    4.4.2. Peralatan Fatigue Test ......................................................................... 203

    4.5. Metode Asesmen Generator ......................................................................... 207

    4.5.1. Pengertian ............................................................................................ 207

    4.6. Metode Asesmen Transformator ................................................................... 223

    4.6.1. Pengertian ............................................................................................ 223

    BAB V : Contoh Hasil dan Rekomendasi Remaining Life Assessment ........... 238

    5.1. Contoh Hasil dan Rekomendasi Remaining Life Assessment Boiler ............. 238

    5.1.1. Life Assessment Primary Superheater Tube pada Boiler PLTU 1

    Indramayu ............................................................................................ 238

    5.1.2. Life Assessment Platen Superheater Tube pada Boiler PLTU 5 Muara

    Karang ................................................................................................. 239

    5.1.3. Assessment HP Superheater dan HP Economizer Tube pada HRSG 1.1

    PLTGU Muara Tawar ........................................................................... 241

    5.2. Contoh Hasil dan Rekomendasi Remaining Life Assessment Turbin ............ 244

    5.2.1. Assessment pada Diaphragma Turbine Gas , GT 1.2. PLTGU Gresik .. 244

    5.2.2. Assessment pada Groove Last Blade (L-0) Turbin Uap PLTGU Gresik 245

    5.2.3. Assessment Shaft Turbin Air PLTA Giringan 1 ..................................... 246

    5.3. Contoh Hasil & Rekomendasi Remaining Life Assessment Generator .......... 248

    5.4. Contoh Hasil & Rekomendasi Remaining Life Assessment Transformator .... 287

    Referensi ................................................................................................................. 320

  • Power Plant RLA Center Petunjuk Instruktur 14 HIP | 5 / 321

    Petunjuk Instruktur

    Training : Remaining Life Assessment Non Assessor

    Waktu : 32 jam

    Jumlah peserta : 8 16 orang

    No Kegiatan Waktu

    (mnt )

    Tujuan Pokok

    Bahasan Main Point

    Peralatan

    & Perkakas Metoda Evaluasi

    Referensi

    ( * )

    1. Gunakan bahan

    bacaan BAB I dan

    bahan presentasi

    T1 untuk

    menjelaskan

    pendahuluan

    Remaining Life

    Assessment

    60 Setelah mengikuti

    kegiatan peserta

    mampu, menjelaskan

    apa itu Remaining Life

    Assessment di PJB,

    sesuai prosedur yang

    berlaku

    1.1 Definisi RLA

    1.2 Latar Belakang RLA

    1.3 Tujuan RLA

    1.4 Batasan dalam RLA

    1.5 Ruang Lingkup

    Computer

    LCD

    Handout

    HIP Bab1

    Power Point

    T1

    Presentasi

    Tanya

    jawab

    Keaktifan

    peserta

    dalam

    kelas

    2.1 Gunakan bahan

    bacaan BAB II

    pokok bahasan 2.1

    dan bahan

    presentasi T2.1

    4 x 60 Setelah mengikuti

    kegiatan peserta

    mampu, mengenal

    kembali peralatan

    utama pembangkit

    2.1 Peralatan Utama Unit

    Pembangkit Thermal

    2.1.1 Boiler

    Computer

    LCD

    Handout

    Presentasi

    Tanya

    jawab

    Keaktifan

    peserta

    dalam

    kelas

  • Power Plant RLA Center Petunjuk Instruktur 14 HIP | 6 / 321

    No Kegiatan Waktu

    (mnt )

    Tujuan Pokok

    Bahasan Main Point

    Peralatan

    & Perkakas Metoda Evaluasi

    Referensi

    ( * )

    untuk

    mengenalkan

    kembali peralatan

    utama unit

    pembangkit

    thermal terkait RLA,

    sesuai petunjuk yang

    berlaku

    2.1.2 Turbine

    2.1.3 Generator

    2.1.4 Transformator

    HIP 2.1

    Power Point

    T 2.1

    2.2 Gunakan bahan

    bacaan BAB II

    poko bahasan 2.2

    dan bahan

    presentasi T2.2

    untuk

    mengenalkan

    pengetahuan

    tentang metalurgi

    90 Setelah mengikuti

    kegiatan peserta

    mampu, mengenal

    pengetahuan

    metalurgi yang

    digunakan di unit

    pembangkit

    2.2 Metalurgi

    2.2.1 Pengenalan logam

    2.2.2 Logam pada boiler

    dan turbine

    Computer

    LCD

    Handout

    HIP 2.2

    Power Point

    T 2.2

    Presentasi

    Tanya

    jawab

    Keaktifan

    peserta

    dalam

    kelas

    3.1 Gunakan bahan

    bacaan BAB III

    pokok bahasan 3.1

    dan bahan

    presentasi T3.1

    untuk menjelaskan

    makanisme

    kerusakan pada

    peralatan mekanik

    unit pembangkit,

    90 Setelah mengikuti

    kegiatan peserta

    mampu, menjelaskan

    mekanisme kerusakan

    pada peralatan

    mekanik unit

    pembangkit, sesuai

    petunjuk yang berlaku

    3.1 Creep

    3.1.1 Konsep Dasar Creep

    3.1.2 Fracture Mechanism

    Map pada Creep

    3.1.3 Metoda Ekstrapolasi

    3.1.4 Creep pada boiler

    dan turbine

    Computer

    LCD

    Handout

    HIP 3.1

    Power Point

    T 3.1

    Presentasi

    Tanya

    jawab

    Keaktifan

    peserta

    dalam

    kelas

  • Power Plant RLA Center Petunjuk Instruktur 14 HIP | 7 / 321

    No Kegiatan Waktu

    (mnt )

    Tujuan Pokok

    Bahasan Main Point

    Peralatan

    & Perkakas Metoda Evaluasi

    Referensi

    ( * )

    3.2 Gunakan bahan

    bacaan BAB III

    pokok bahasan 3.2

    dan bahan

    presentasi T.3.2

    untuk menjelaskan

    makanisme

    kerusakan pada

    peralatan mekanik

    unit pembangkit

    90 Setelah mengikuti

    kegiatan peserta

    mampu, menjelaskan

    mekanisme kerusakan

    pada peralatan

    mekanik unit

    pembangkit, sesuai

    petunjuk yang berlaku

    3.2 Fatigue

    3.2.1 Pengertian Fatigue

    3.2.2 Faktor yang

    mempengaruhi Fatigue

    3.2.3 Pengaruh Fatigue

    pada life time komponen

    peralatan pembangkit

    3.2.4 Fatigue pada

    peralatan pembangkit

    Computer

    LCD

    Handout

    HIP 3.2

    Power Point

    T 3.2

    Presentasi

    Tanya

    jawab

    Keaktifan

    peserta

    dalam

    kelas

    3.3 Gunakan bahan

    bacaan BAB III

    pokok bahasan 3.3

    dan bahan

    presentasi T3.3

    untuk menjelaskan

    makanisme

    kerusakan pada

    peralatan mekanik

    unit pembangkit

    90 Setelah mengikuti

    kegiatan peserta

    mampu, menjelaskan

    mekanisme kerusakan

    pada peralatan

    mekanik unit

    pembangkit, sesuai

    petunjuk yang berlaku

    3.3 Korosi

    3.3.1 Korosi pada sistem

    air pengisi ( sistem air

    uap )

    3.3.2 Korosi pada sistem

    air pendingin

    3.3.3 Korosi akibat

    kebocoran air laut

    kedalam siklus air uap

    3.3.4 Korosi Boiler disisi

    api

    Computer

    LCD

    Handout

    HIP 3.3

    Power Point

    T 3.3

    Presentasi

    Tanya

    jawab

    Keaktifan

    peserta

    dalam

    kelas

  • Power Plant RLA Center Petunjuk Instruktur 14 HIP | 8 / 321

    No Kegiatan Waktu

    (mnt )

    Tujuan Pokok

    Bahasan Main Point

    Peralatan

    & Perkakas Metoda Evaluasi

    Referensi

    ( * )

    3.3.5 Metode perhitungan

    remaining life yang

    berhubungan dengan

    uniform corrosion

    3.4 Gunakan bahan

    bacaan BAB III

    pokok bahasan 3.4

    dan bahan

    presentasi T3.4

    untuk menjelaskan

    mekanisme

    kerusakan

    generator

    90 Setelah mengikuti

    kegiatan peserta

    mampu, menjelaskan

    mekanisme kerusakan

    pada peralatan elektrik

    generator unit

    pembangkit, sesuai

    petunjuk yang berlaku

    3.4 Generator

    3.4.1 Mekanisme

    kerusakan pada stator

    generator

    3.4.2 Mekanisme

    kerusakan pada rotor

    3.4.3 Core Lamination

    Insulation Failure

    Computer

    LCD

    Handout

    HIP 3.4

    Power Point

    T 3.4

    Presentasi

    Tanya

    jawab

    Keaktifan

    peserta

    dalam

    kelas

    3.5 Gunakan bahan

    bacaan BAB III

    pokok bahasan 3.5

    dan bahan

    presentasi T3.5

    untuk menjelaskan

    mekanisme

    kerusakan

    transformator

    90 Setelah mengikuti

    kegiatan peserta

    mampu, menjelaskan

    mekanisme kerusakan

    pada peralatan elektrik

    transformator unit

    pembangkit, sesuai

    petunjuk yang berlaku

    3.5 Transformator

    3.5.1 Thermal ageing

    pada kertas isolasi

    3.5.2 Timbulnya gas pada

    temperatur tinggi

    3.5.3 Deposit cooper sulfit

    pada kertas

    3.5.4 mekanisme

    Computer

    LCD

    Handout

    HIP 3.5

    Power Point

    T 3.5

    Presentasi

    Tanya

    jawab

    Keaktifan

    peserta

    dalam

    kelas

  • Power Plant RLA Center Petunjuk Instruktur 14 HIP | 9 / 321

    No Kegiatan Waktu

    (mnt )

    Tujuan Pokok

    Bahasan Main Point

    Peralatan

    & Perkakas Metoda Evaluasi

    Referensi

    ( * )

    kerusakan akibat

    kegagalan elektrik

    4.1 Gunakan bahan

    bacaan BAB IV

    pokok bahasan 4.1

    dan bahan

    presentasi T4.1

    untuk menjelaskan

    metode In Situ

    Metalografi

    60 Setelah mengikuti

    kegiatan peserta

    mampu, menjelaskan

    metode in situ

    metalografi, sesuai

    petunjuk yang berlaku

    4.1 Metode In Situ

    Metalografi

    4.1.1 Grinding dan

    Polishing

    4.1.2 Etching

    4.1.3 Replication

    4.1.4 Observasi pada

    mikroscope

    4.1.5 Contoh hasil replika

    Computer

    LCD

    Handout

    HIP 4.1

    Power Point

    T 4.1

    Presentasi

    Tanya

    jawab

    Keaktifan

    peserta

    dalam

    kelas

    4.2 Gunakan bahan

    bacaan BAB IV

    pokok bahasan 4.2

    dan bahan

    presentasi T4.2

    untuk menjelaskan

    Metode Uji Tidak

    Merusak ( Non

    Destructive

    Testing)

    90 Setelah mengikuti

    kegiatan peserta

    mampu, menjelaskan

    metode uji tidak

    merusak, sesuai

    petunjuk yang berlaku

    4.2 Non Destructive

    Testing ( metode Uji Tidak

    Merusak )

    4.2.1 Pengertian

    4.2.2 Beberapa Metoda Uji

    Tidak Merusak

    Computer

    LCD

    Handout

    HIP 4.2

    Power Point

    T 4.2

    Presentasi

    Tanya

    jawab

    Keaktifan

    peserta

    dalam

    kelas

  • Power Plant RLA Center Petunjuk Instruktur 14 HIP | 10 / 321

    No Kegiatan Waktu

    (mnt )

    Tujuan Pokok

    Bahasan Main Point

    Peralatan

    & Perkakas Metoda Evaluasi

    Referensi

    ( * )

    4.3 Gunakan bahan

    bacaan BAB IV

    pokok bahasan 4.3

    dan bahan

    presentasi T4.3

    untuk menjelaskan

    metode Creep test

    90 Setelah mengikuti

    kegiatan peserta

    mampu, menjelaskan

    metode in creep test,

    sesuai petunjuk yang

    berlaku

    4.3 Creep Test

    4.3.1 Pendahuluan

    4.3.2 Tujuan Creep test

    4.3.3 Jenis Creep test

    pada logam dan paduan

    logam

    4.3.4 Teknik Pelaksanaan

    Creep test

    4.3.5 Prosedure

    pelasanaan Creep test

    4.3.6 Hasil Creep test

    4.3.7 Contoh perhitungan

    life time

    Computer

    LCD

    Handout

    HIP 4.3

    Power Point

    T 4.3

    Presentasi

    Tanya

    jawab

    Keaktifan

    peserta

    dalam

    kelas

    4.4 Gunakan bahan

    bacaan BAB IV

    pokok bahasan 4.4

    dan bahan

    presentasi T4.4

    untuk menjelaskan

    metode Fatigue

    test

    60 Setelah mengikuti

    kegiatan peserta

    mampu, menjelaskan

    metode fatigue test,

    sesuai petunjuk yang

    berlaku

    4.4 Metode Fatigue Test

    4.4.1 Pengetian

    4.4.2 Peralatan Fatigue

    Test

    Computer

    LCD

    Handout

    HIP 4.4

    Power Point

    T 4.4

    Presentasi

    Tanya

    jawab

    Keaktifan

    peserta

    dalam

    kelas

  • Power Plant RLA Center Petunjuk Instruktur 14 HIP | 11 / 321

    No Kegiatan Waktu

    (mnt )

    Tujuan Pokok

    Bahasan Main Point

    Peralatan

    & Perkakas Metoda Evaluasi

    Referensi

    ( * )

    4.5 Gunakan bahan

    bacaan BAB IV

    pokok bahasan 4.5

    dan bahan

    presentasi T4.5

    untuk menjelaskan

    metode

    assessment

    generator

    90 Setelah mengikuti

    kegiatan peserta

    mampu, menjelaskan

    metode assessment

    generator, sesuai

    petunjuk yang berlaku

    4.5 Metode Assessment

    Generator

    4.5.1 Pengertian

    4.5.2 Metode Assessment

    Stator Generator

    4.5.3 Metode Assessment

    pada rotor

    4.5.4 Metode Assessment

    pada core

    Computer

    LCD

    Handout

    HIP 4.5

    Power Point

    T 4.5

    Presentasi

    Tanya

    jawab

    Keaktifan

    peserta

    dalam

    kelas

    4.6 Gunakan bahan

    bacaan BAB IV

    pokok bahasan 4.6

    dan bahan

    presentasi T4.6

    untuk menjelaskan

    metode

    assessment

    generator

    90 Setelah mengikuti

    kegiatan peserta

    mampu, menjelaskan

    metode assessment

    transformator, sesuai

    petunjuk yang berlaku

    4.6 Metode Assessment

    Transformator

    4.6.1 Pengertian

    4.6.2 Jenis metode

    berdasarkan bagian

    komponen

    Computer

    LCD

    Handout

    HIP 4.6

    Power Point

    T 4.6

    Presentasi

    Tanya

    jawab

    Keaktifan

    peserta

    dalam

    kelas

    5 Gunakan USB

    pemutaran video,

    untuk menjelaskan

    salah satu contoh

    pelaksanaan

    60 Setelah mengikuti

    kegiatan peserta

    mampu, mengenal

    pelaksanaan

    pekerjaan assessment

    5.Video pelasanaan

    pekerjaan assessment

    makanik di Unit

    Pembangkit Paiton dan

    Computer

    LCD

    Presentasi

    Tanya

    jawab

    Keaktifan

    peserta

    dalam

    kelas

  • Power Plant RLA Center Petunjuk Instruktur 14 HIP | 12 / 321

    No Kegiatan Waktu

    (mnt )

    Tujuan Pokok

    Bahasan Main Point

    Peralatan

    & Perkakas Metoda Evaluasi

    Referensi

    ( * )

    pekerjaan RLA

    ( mechanical

    assessment )

    mekanik dan elektrikal

    di unit pembangkit,

    sesuai petunjuk yang

    berlaku

    elektrik di PLTA Giringan USB - video

    5.1 Gunakan bahan

    bacaan BAB V

    pokok bahasan 5.1

    dan bahan

    presentasi T5.1

    untuk

    mengenalkan

    contoh hasil &

    rekomendasi RLA

    Boiler

    90 Setelah mengikuti

    kegiatan peserta

    mampu, mengenalkan

    contoh hasil dan

    rekomendasi RLA

    boiler, sesuai petunjuk

    yang berlaku

    5.1 Contoh hasil &

    rekomendasi RLA boiler

    5.1.1 Life Assessment

    Primary Superheater Tube

    pada boiler PLTU 1

    Indramayu

    5.1.2 Life Assessment

    Platen Superheater Tube

    pada boiler PLTU 5 Muara

    karang

    5.1.3 Life Assessment HP

    Superheater danHP

    Economizer Tube pada

    HRSG 1.1 PLTGU Muara

    Tawar

    Computer

    LCD

    Handout

    HIP 5.1

    Power Point

    T 5.1

    Presentasi

    Tanya

    jawab

    Keaktifan

    peserta

    dalam

    kelas

    5.2 Gunakan bahan

    bacaan BAB V

    pokok bahasan 5.2

    dan bahan

    60 Setelah mengikuti

    kegiatan peserta

    mampu, mengenalkan

    contoh hasil &

    5.2 Contoh hasil &

    rekomendasi RLA turbine

    5.2.1 Assessment pada

    diafragma turbine gas GT

    Computer

    LCD

    Handout

    Presentasi

    Tanya

    jawab

    Keaktifan

    peserta

    dalam

    kelas

  • Power Plant RLA Center Petunjuk Instruktur 14 HIP | 13 / 321

    No Kegiatan Waktu

    (mnt )

    Tujuan Pokok

    Bahasan Main Point

    Peralatan

    & Perkakas Metoda Evaluasi

    Referensi

    ( * )

    presentasi T5.2

    untuk

    mengenalkan

    contoh hasil &

    rekomendasi RLA

    turbine

    rekomendasi RLA

    turbine, sesuai

    petunjuk yang berlaku

    1.2. PLTGU Gresik

    5.2.2 Assessment pada

    groove last blade ( L-0 )

    turbine uap PLTGU

    Gresik

    5.2.3 Assessment shaft

    turbine air PLTA Giringan

    1

    HIP 5.2

    Power Point

    T 5.2

    5.3 Gunakan bahan

    bacaan BAB V

    pokok bahasan 5.3

    dan bahan

    presentasi T5.3

    untuk

    mengenalkan

    contoh hasil &

    rekomendasi RLA

    generator

    60 Setelah mengikuti

    kegiatan peserta

    mampu, mengenalkan

    contoh hasil &

    rekomendasi RLA

    generator, sesuai

    petunjuk yang berlaku

    5.3 Contoh hasil &

    rekomendasi Conditon

    Assessment generator di

    PLTA Giringan Unit 2

    5.3.1 Tes stator di PLTA

    Giringan

    5.3.2 Tes rotor di PLTA

    Giringan

    Computer

    LCD

    Handout

    HIP 5.3

    Power Point

    T 5.3

    Presentasi

    Tanya

    jawab

    Keaktifan

    peserta

    dalam

    kelas

    5.4 Gunakan bahan

    bacaan BAB V

    pokok bahasan 5.4

    60 Setelah mengikuti

    kegiatan peserta

    mampu, mengenalkan

    5. 4 Contoh hasil &

    rekomendasi RLA trafo

    Computer Presentasi

    Tanya

    Keaktifan

    peserta

    dalam

  • Power Plant RLA Center Petunjuk Instruktur 14 HIP | 14 / 321

    No Kegiatan Waktu

    (mnt )

    Tujuan Pokok

    Bahasan Main Point

    Peralatan

    & Perkakas Metoda Evaluasi

    Referensi

    ( * )

    dan bahan

    presentasi T 5.4

    untuk

    mengenalkan

    contoh hasil &

    rekomendasi RLA

    trafo

    contoh hasil &

    rekomendasi RLA

    trafo, sesuai petunjuk

    yang berlaku

    diPLTA Sutami 1

    5.4.1 Insulation

    Resistance

    5.4.2 Polarization Indexs

    5.4.3 DC resistance test

    5.4.4 Dizipation faktor

    5.4.5 Sweep frequensi

    respons analysis

    5.4.6 Dielektrik respons

    analysis

    5.4.7 Disolve gas analysis

    LCD

    Handout

    HIP 5.4

    Power Point

    T 5.4

    jawab kelas

  • Power Plant RLA Center Pendahuluan 14 HIP - 1 | 15 / 321 15 / 321

    BAB I : Pendahuluan

    1.1. Definisi Remaining Life Assessment

    Assessment adalah suatu proses yang sistematis untuk mengukur, menilai,

    menyimpulkan suatu kondisi peralatan.

    Remaining life assessment adalah suatu rangkaian assessment yang

    dilaksanakan dengan tujuan untuk memprediksi umur yang tersisa dari sebuah

    peralatan untuk dapat dioperasikan secara aman

    Gambar 1.

    Tujuan dari life extension adalah memastikan komponen tersebut mencapai

    actual lifenya bukan memperpanjang umur dari suatu komponen.

    TUJUAN

    Setelah menyelesaikan kegiatan pokok bahasan peserta mampu

    menjelaskan ;

    Definisi Remaining Life Assessment

    Latar Belakang dilaksanakannya Remaining Life Assessment

    Tujuan Remaining Life Asessment

    Batasan dalam Remaining Life Assessment

    Implementasi Remaining Life Assessment di PJB

    Ruang Lingkup Remaining life Assessment

    Sesuai petunjuk yang berlaku

  • Power Plant RLA Center Pendahuluan 14 HIP - 1 | 16 / 321 16 / 321

    1.2. Latar Belakang Dilaksanakannya Life Assessment

    1.2.1. Usia Pembangkit Listrik saat ini

    Setiap komponen mempunyai desain life yang biasanya ditentukan oleh pihak

    manufaktur/pabrikan. Pada kenyataannya komponen tersebut mempunyai lifetime

    yang lebih besar dari desain life. Seiring dengan berjalannya waktu maka komponen

    tersebut mengalami penurunan kemampuan (degradasi) atau penuaan (aging).

    Pada komponen pembangkit fenomena degradasi atau aging akan menurunkan

    performa dari pembangkit tersebut. Kegagalan yang terjadi pada komponen

    pembangkit sering disebabkan karena kerusakan yang tidak diprediksi sebelumnya.

    Maintenance yang dilakukan masih berdasarkan time-based dimana interval

    pelaksanaan assessment masih mengacu pada standar manual book dari

    manufaktur/pabrikan. Sedangkan maintenance berdasarkan condition-based yang

    dilakukan masih mengacu pada perubahan parameter operasi di luar standar.

    Pada preventive maintenance dan overhaul, jadwal kegiatan pemeliharaan

    dilakukan pada interval waktu yang telah ditentukan (secara periodik), walau ada atau

    tidaknya indikasi ketidaknormalan peralatan. Sedangkan pada predictive maintenance

    jadwal kegiatan pemeliharaan dilakukan berdasarkan pemantauan kondisi operasional

    peralatan secara berkala, diantaranya terkait vibrasi, suhu, pelumasan, dengan

    mengamati setiap kecenderungan ketidaknormalan lain yang terjadi dari waktu ke

    waktu. Ketika kondisi mencapai ke tingkat yang tidak dapat diterima yang telah

    ditentukan, peralatan di-shut down untuk dilakukan perbaikan atau penggantian

    komponen yang rusak, agar kerusakan yang lebih parah dapat dicegah.

    Kesulitan yang dihadapi oleh pengelola pembangkit adalah ketika suatu

    komponen pembangkit telah melebihi desain lifenya maka maintenance yang

    berdasarkan time-based sudah tidak akurat. Kondisi ini sangat mempengaruhi

    availability dari pembangkit karena kerusakan yang muncul tiba-tiba menyebabkan unit

    pembangkit harus shutdown dan keluar dari sistem. Ketidaksiapan spare part

    pengganti menyebabkan MTTR (mean time to repair) menjadi panjang.

    Rata-rata umur pembangkit di PT. Pembangkitan Jawa Bali adalah 23.8 tahun

    (104,3 % umur desain) untuk thermal dan 43,7 tahun (109,2 % umur desain) untuk

    hidro. Pembangkit yang berusia mendekati habis umur desain sangat rawan

    mengalami kerusakan akibat penurunan fungsi material atau peralatan.

  • Power Plant RLA Center Pendahuluan 14 HIP - 1 | 17 / 321 17 / 321

    Tabel 1. Usia Unit Pembangkitan Thermal PT PJB

    NO JENIS LOKASI KUMULATIP MW TAHUN

    OPERASIONAL

    LIFE CYCLE

    DESIGN

    USIA

    2013

    %

    UMUR

    1 PLTU MUARA KARANG

    123

    3 x 70 MW 1979 25 34 136

    2 PLTU MUARA KARANG 4 1 x 200 MW 1981 25 32 128

    3 PLTU MUARA KARANG 5 1 x 200 MW 1982 25 31 124

    4 PLTU GRESIK 12 2 x 100 MW 1981 25 32 128

    5 PLTU GRESIK 34 2 x 100 MW 1988 25 25 100

    6 PLTU PAITON 12 2 x 400 MW 1993 25 20 80

    7 PLTGU

    MUARA KARANG

    BLOK 1

    3 x 107.86 MW (GT) 1992 20 21 105

    STG 1.0 1 x 185.00 MW (ST) 1995 20 18 90

    8 PLTGU

    MUARA TAWAR

    BLOK 1

    3 x 140.00 MW (GT) 1997 20 16 80

    STG 1.0 1 x 220.00 MW (ST) 1997 20 16 80

    9 PLTG MUARA TAWAR

    BLOK 2

    2 x 140 MW 1997 15 16 106.7

    10 PLTGU

    GRESIK 6 x 112.45 MW (GT) 1992 20 21 105

    STG 1.0, 2.0, 3.0 3 x 112.45 MW (GT) 1993 20 20 100

    3 x 188.91 MW (ST) 1993 20 20 100

    11 PLTG GRESIK 1-2 2 x 20.10 MW 1978 15 35 233.3

    RATA-RATA 23,8 104,3

    1.2.2 Kualitas Unit Pembangkit Baru

    Selain menghadapi permasalahan karena semakin tuanya usia pembangkit,

    kini tantangan unit pembangkit listrik adalah karena harus dihadapkan pada kenyataan

    bahwa unit-unit pembangkit yang baru memiliki kualitas yang lebih rendah daripada

    pembangkit yang sudah ada. Sehingga pembangkit baru yang semula diharapkan

    untuk dapat meningkatkan pelayanan dalam pemenuhan energi listrik justru sebagian

    besar menjadi masalah baru karena semakin seringnya kerusakan yang terjadi pada

    unit baru sehingga keberadaannya kurag dapat diandalkan.

    1.3. Tujuan Remaining Life Assessment

    Seperti telah disebutkan sebelumnya, pelaksanaan RLA pada awalnya

    dilatarbelakangi oleh semakin tuanya usia pembangkit lisrik yang ada saat ini.

    Sehingga tujuan awal dari pelaksanaan RLA adalah untuk memprediksi sisa umur

    komponen peralatan pembangkit agar mampu mencapai actual lifenya dengan aman.

    Namun, metode-metode yang digunakan dalam melaksanakan assessment ternyata

  • Power Plant RLA Center Pendahuluan 14 HIP - 1 | 18 / 321 18 / 321

    dapat dimanfaatkan pula untuk tujuan lain selain untuk memprediksi sisa umur.

    Berkaitan dengan dibangunnya unit baru, metode-metode assessment dapat

    digunakan untuk pengontrol kualitas, apakah peralatan yang terpasang pada unit baru

    tersebut telah sesusai dengan standar minimum yang ditetapkan, atau untuk

    mendeteksi adanya kerusakan yang terjadi pada peralatan pembangkit saat ini untuk

    mencegah kerusakan-kerusakan yang lebih fatal yang mungkin akan terjadi. Dengan

    demikian dapat membantu para pengambil keputusan untuk memperbaiki jadwal

    inspeksi agar kehandalan unit baru dapat lebih meningkat.

    1.4. Batasan Dalam Remaining Life Assessment

    Tidak semua metode assessment yang akan dijelaskan dapat secara langsung

    memberikan hasil nilai sisa umur peralatan pembangkit. Sebagian besar metode, justru

    hanya akan memberikan hasil berupa potret aktual kondisi peralatan saat ini. Maka

    untuk dapat melaksanakan prediksi sisa usia, diperlukan analisa lebih lanjut. Sehingga

    proses analisa sisa usia sebenarnya merupakan integrasi analisa dari seluruh hasil

    assessment yang dilaksanakan. Data awal yang diberikan dari manufaktur, serta

    trending data operasional justru menjadi lebih penting dalam memberikan hasil

    assessment yang lebih akurat.

    Tidak ada kepastian dalam hasil suatu prediksi manusia, yang ada hanyalah

    probabilitas. Maka hasil perhitungan sisa umur nantinya merupakan suatu

    kemungkinan yang sekiranya mendekati kenyataan karena dipilih dari eror yang

    terkecil.

    Pembahasan dalam modul ini bukan merupakan pembahasan dasar, artinya,

    diharapkan bahwa pengkonsumsi modul ini bukan lagi orang-orang awam yang sama

    sekali belum mengerti sistem pembangkit listrik, namun para insan kelistrikan atau

    para cendekia yang setidaknya telah mengerti sistem pembangkit listrik dan

    membutuhkan bahasan lanjutan yang lebih spesifik untuk improvisasi.

    Dengan demikian diharapkan dengan modul ini, para pembaca memiliki

    persepsi yang sama mengenai apa itu RLA, bagaimana batasannya, metode apa saja

    yang diterapkan, kapan perlunya dilaksanakan, siapa yang bertanggungjawab dalam

    pelaksanaannya dan bagaimana menyikapi hasil analisa RLA.

  • Power Plant RLA Center Pendahuluan 14 HIP - 1 | 19 / 321 19 / 321

    1.5. Ruang Lingkup

    Assesment dilaksanakan dengan banyak metode yang

    diaplikasikan di peralatan. Banyak sekali peralatan yang ada di unit pembangkit

    listrik. Pada dasarnya, assessment bisa dilaksanakan pada semua peralatan,

    tergantung dari metode yang diterapkan. Namun, untuk memberikan hasil

    berupa perhitungan remaining life tidak semua peralatan harus diases. Hanya

    peralatan yang kritis saja yang akan dilaksanakan assessment. Secara umum,

    peralatan kritis yang dimaksud adalah peralatan utama pembangkitan dan

    untuk peralatan mekanik merupakan peralatan yang terpapar energi panas

    lebih tinggi daripada komponen lain. Lingkup assessment adalah sebagai

    berikut :

    a. Peralatan Mekanik : Boiler dan Turbin

    b. Peralatan Listrik : Generator dan Trafo

  • Power Plant RLA Center Pendahuluan 14 HIP - 1 | 20 / 321 20 / 321

  • Power Plant RLA Center Pendahuluan 14 HIP - 1 | 21 / 321 21 / 321

  • Power Plant RLA Center Peralatan Unit Pembangkit Thermal & Metalurgi 14 HIP - 2.1 | 22 / 321

    BAB II : Peralatan Unit Pembangkit Thermal & Metalurgi

    2.1 Peralatan Utama Unit Pembangkit Thermal

    2.1.1. Boiler

    Boiler adalah salah satu peralatan utama pada PLTU tergolong sebagai bejana

    tekan berfungsi untuk merubah air menjadi uap melalui proses pemanasan pada

    pipa-pipa penguap (Evaporator Tubes) dengan sumber panas dari proses

    pembakaran bahan bakar diruang bakar (Furnace) (gambar 1). Proses

    pembakaran terjadi akibat adanya pencampuran antara bahan bakar, udara dan

    panas. Bahan bakar dapat berupa minyak, gas dan batu bara. Udara didapat dari

    udara atmosfer yang massa aliranya diatur oleh Force Draft Fan (FDF) dan

    Induced Draft Fan (IDF). Sedangkan panas awal didapat dari igniter yang terdapat

    pada burner

    Boiler pada siklus PLTU berada antara High Pressure Heater dan Steam Turbine.

    Output yang dihasilkan berupa aliran uap untuk memutar turbin yang dikopel

    dengan generator dan menghasilkan listrik.

    TUJUAN

    Setelah menyelesaikan kegiatan pokok bahasan peserta mampu

    menjelaskan ;

    Peralatan Utama Unit Pembangkit Thermal terkait Remaining Life

    Assessment

    Metalurgi terkait dengan peralatan utama unit pembangkit

    Sesuai petunjuk yang berlaku

  • Power Plant RLA Center Peralatan Unit Pembangkit Thermal & Metalurgi 14 HIP - 2.1 | 23 / 321

    Gambar 1. Skema Boiler

    1 Forced Draft Fan 9 Water Tank 17 Radiant Superheater

    2 Air Heater 10 Pump 18 Convection Superheater

    3 Burner 11 Deaerator 19 IP Turbine

    4 Furnace 12 Economizer 20 Reheater

    5 Flue Gas 13 Steam Drum 21 LP Turbine

    6 Dust Collector 14 Downcomer 22 Generator

    7 Induced Draft Fan 15 Waterwall

    8 Stack 16 Evaporator

    HRSG (Heat Recovery Steam Generator), Fungsi dan konstruksinya

    sebagaimana boiler terdiri dari pipa-pipa penguap untuk memproduksi uap serta

    dilengkapi pula dengan pemanas uap lanjut (superheater). Perbedaan antara

    Boiler dan HRSG terletak pada sumber energi pemanas air untuk menjadi uap.

    HRSG memanfaatkan sumber panas dari gas panas dari exhaust gas turbin

    yang telah digunakan untuk memutar turbin gas, dengan kisaran temperatur 530

    s/d 540 C, dengan demikian tidak diperlukan proses pembakaran, sehingga pada

    HRSG tidak banyak peralatan bantu. HRSG (gambar 2) merupakan bagian dari

    Unit Pembangkit Combine Cycle yang sering disebut sebagai PLTGU (Pusat

    Listrik Tenaga Gas &Uap yaitu kombinasi pengoperasian Turbin Gas dan Turbin

    Uap

  • Power Plant RLA Center Peralatan Unit Pembangkit Thermal & Metalurgi 14 HIP - 2.1 | 24 / 321

    Gambar 2. Skema HRSG

  • Power Plant RLA Center Peralatan Unit Pembangkit Thermal & Metalurgi 14 HIP - 2.1 | 25 / 321

    KOMPONEN - KOMPONEN BOILER

    Furnace dan Burner

    Furnace merupakan bagian boiler tempat terjadinya proses pembakaran. Pada

    tempat ini terjadi pencampuran bahan bakar dan udara menghasilkan panas dan

    diserap oleh air pengisi boiler. Air pengisi boiler selanjutnya bersirkulasi menuju

    main drum melalui wall tube dan sebagian berubah fasa menjadi uap (uap jenuh).

    Sisi gas pembakaran akan bergerak terus menuju stack.

    Menurut tipe pembakaran maka furnace pada boiler terdapat beberapa tipe,

    diantaranya tangential type seperti gambar 4. Pada tangential type burner

    ditempatkan di sudut-sudut furnace dan api pembakaran menghasilkan fire wall

    seperti pada gambar. Tipe ini dipakai pada boiler kapasitas besar seperti pada

    PLTU Muara Karang unit 4 dan 5 yang masing-masing menghasilkan daya

    terpasang 200 MW.

    1. Dapur (furnace)

    2. Dinding pipa-pipa air (water walls)

    3. Alat pembakar (burner)

    4. Pipa terjun (downcomers) 5. Drum

    6. Pemanas lanjut radiasi (radiant superheaters)

    7. Pemanas lanjut konveksi (convection superheaters)

    8. Pemanas ulang (reheaters) 9. Ekonomiser (economizers)

    10. Saluran gas buang (gas duct) 11. Pemanas udara (air heater)

    12. Udara primer (primary air) 13. Udara sekunder (secondary

    air) 14. Penyaring jelaga (slag screens)

    Gambar 3 Bagian-Bagian Boiler

  • Power Plant RLA Center Peralatan Unit Pembangkit Thermal & Metalurgi 14 HIP - 2.1 | 26 / 321

    Cyclone type

    Tipe lain dari furnace adalah Front type, Oposite type dan cyclone type

    Gambar 4 Tangential type boiler furnace

    Front type Opposite type

  • Power Plant RLA Center Peralatan Unit Pembangkit Thermal & Metalurgi 14 HIP - 2.1 | 27 / 321

    Main Drum

    Main Drum merupakan salah satu komponen penting pada boiler. Pada

    peralatan ini terjadi pemisahan antara feed water dan steam. Main drum

    mendapat beban yang fluktuatif, sehingga sambungan-sambungan las yang

    ada pada main drum selalu di inspeksi setiap ada kesempatan pemeliharaan.

    Campuran air-uap memasuki main drum untuk dipisahkan antara uap dan air.

    Campuran uap-air akan memasuki pemisah cyclone, senyawa yang lebih

    ringan (uap) akan bergerak keatas dan terpisah dari air. Air akan jatuh kebawah

    dan memasuki downcomer untuk disirkulasi dan dipanaskan ulang pada

    furnace.

    Beberapa mekanisme kerusakan pada main drum beserta metode

    pengidentifikasiannya dijelaskan sebagai berikut

    Gambar 5. Main Drum

  • Power Plant RLA Center Peralatan Unit Pembangkit Thermal & Metalurgi 14 HIP - 2.1 | 28 / 321

    Tabel 1 Posisi Asesment Pada Main Drum

    No. Lokasi Damage1

    Asessment

    NDE Lokasi Output

    1 Internal surfaces uniform corrosion, cracking Visual Seluruh area yang

    terjangkau

    Kondisi visual

    PT Suspected Ada tidaknya crack

    Chemical

    analysis of

    deposit

    posisi atas dan posisi

    bawah internal surface

    Komposisi kimia

    deposit

    2 Internal structure

    and attachment

    Cracking, corrosion Visual Seluruh area Kondisi visual

    PT Suspected Ada tidaknya crack

    3 Major welds

    (girth, seam and

    saddle)

    Cracking Visual

    Seluruh area yang

    terjangkau

    Kondisi visual

    PT Suspected Ada tidaknya crack

    Conventional UT Suspected Ada tidaknya crack

    Hardness testing Suspected Kekerasan material

    5 Supports Cracking Visual

    Seluruh area yang

    terjangkau

    Kondisi visual

    PT Suspected Ada tidaknya crack

    1 EPRI Boiler Condition Assessment Guideline Fourth Edition, page 4-2

  • Power Plant RLA Center Peralatan Unit Pembangkit Thermal & Metalurgi 14 HIP - 2.1 | 29 / 321

    Riser dan Downcomer (Water Wall)

    Riser dan Downcomer (Water Wall) merupakan susunan pipa-pipa vertikal yang

    menghubungkan antara drum dan bottom header. Riser berisi air-uap yang

    bergerak vertikal menuju main drum, sedangkan downcomer berisi air yang

    bergerak dari maindrum. Sirkulasi air antara riser-main drum-downcomer dapat

    karena sirkulasi alami dan dapat dengan bantuan pompa atau dikenal sebagai

    sirkulasi paksa.

    Beda massa jenis antara campuran air-uap pada riser dan air pada downcomer

    menyebabkan pergerakan pada sirkulasi alami.

    Beberapa mekanisme kerusakan pada water wall beserta metode

    pengidentifikasiannya dijelaskan sebagai berikut

    Superheater dan Reheater

    Pada bagian ini uap telah berubah menjadi uap kering. Superheater merupakan

    bagian terakhir yang dilewati uap sebelum akhirnya memasuki turbin. Reheater

    memiliki fungsi yang sama dengan superheater namun pada tekanan kerja uap

    yang lebih rendah

    Uap kering pada

    superheater bergerak

    dalam arah tegak lurus

    terhadap arah gerak gas

    buang. Pada gambar

    terlihat ada dua bagian

    superheter, yaitu first

    stage atau disebut juga

    platen superheater dan

    second stage

    superheater

    Gambar. 6 Superheater

  • Power Plant RLA Center Peralatan Unit Pembangkit Thermal & Metalurgi 14 HIP - 2.1 | 30 / 321

    Proses pada gambar

    merupakan siklus

    yang terjadi pada

    PLTU. Tahap pada

    superheater

    merupakan tahap

    uap kering dengan

    naiknya temperature

    uap pada tekanan

    tetap.

    Proses 4 -5

    merupakan proses

    Reheater yang sama

    dengan proses

    superheater namun

    pada tekanan uap

    yang lebih rendah

    Gambar. 7 Siklus Rankine

    Economizer

    Economizer didesain untuk memanfaatkan panas gas buang agar ditransfer ke oleh

    feed water. Feed water akan melewati economizer sebelum masuk ke furnace.

    Pada economizer feed water akan menyerap panas yang masih terkadung dalam

    gas buang. Proses ini menaikkan temperatur feed water dan secara langsung

    menaikkan effisiensi boiler.

  • Power Plant RLA Center Peralatan Unit Pembangkit Thermal & Metalurgi 14 HIP - 2.1 | 31 / 321

    Gambar 8. Economiser

    Proses Pemindahan panas dalam Boiler,

    Perpindahan panas dari hasil proses pembakaran bahan bakar ke air sampai

    menjadi Uap terjadi secara kombinasi radiasi, konduksi dan konveksi.

    Kombinasi radiasi dan konduksi di ruang bakar

    Kombinasi konveksi dan konduksi di Economizer dan Air Heater

    Kombinasi radiasi, konduksi dan konveksi di Superheater dan Reheater.

  • Power Plant RLA Center Peralatan Unit Pembangkit Thermal & Metalurgi 14 HIP - 2.1 | 32 / 321

    Gambar 9. Daerah Radiasi dan Konveksi pada Boiler

    Persamaan Heat Transfer secara radiasi

    (1)

    Q = Energi panas yang dipancarkan oleh radiasi (kJ/s

    kg)

    = Konstanta boltzman (kJ/s m2 kg. K4)

    A = luas permukaan yang terpapar panas (m2)

    T = Temperatur radiasi panas (K)

  • Power Plant RLA Center Peralatan Unit Pembangkit Thermal & Metalurgi 14 HIP - 2.1 | 33 / 321

    Persamaan Heat Transfer secara konveksi

    (2)

    Persamaan Heat Transfer secara konduksi

    (3)

    Dari persamaan 1 sampai dengan 3 terlihat faktor-faktor yang mempengaruhi

    perpindahan panas pada suatu boiler. Faktor-faktor ini secara tidak langsung

    menentukan tindakan inspeksi pada boiler. Misalkan pada perpindahan panas

    konduksi dipengaruhi oleh x yang merupakan ketebalan dinding pipa boiler

    tempat panas merambat secara konduksi. Dengan demikian apabila x mengecil

    maka akan memudahkan proses konduksi. x dapat minimal atau kecil apabila

    kondisi pipa tube boiler bersih dan kotoran yang menempel pada permukaan pipa

    sedikit. Olehkarena itu setiap kali inspeksi boiler dilakukan pembersihan pipa

    boiler, biasanya dengan water jet cleaning. Faktor lain yang mempengaruhi adalah

    nilai k pada konduksi. Nilai k ini merupakan karakteristik dari material pipa, apabila

    properties dari pipa berubah maka nilai k ini juga akan berubah. Pemilihan

    material pipa mempengaruhi besarnya heat transfer pada pipa boiler.

    Q = Energi panas yang dipancarkan oleh konveksi

    (kJ/s)

    h = Konstanta konveksi (kJ/s m2 kg. K)

    A = luas permukaan yang terpapar konveksi (m2)

    T = Temperatur radiasi panas (K)

    Q = Energi panas yang ditransfer secara konduksi

    (kJ/kg. s)

    k = Konstanta konduksi (kJ/s m kg. K)

    A = luas permukaan tempat terjadinya konduksi (m2)

    T1l = Temperatur dinding metal yang lebih tinggi (K)

    T2 = Temperatur dinding metal yang lebih rendah (K)

  • Power Plant RLA Center Peralatan Unit Pembangkit Thermal & Metalurgi 14 HIP - 2.1 | 34 / 321

    Persamaan konveksi (persamaan 2) juga menyatakan hal yang sama. Pada

    persamaan 2 terdapat nilai h yang merupakan konstanta konveksi. Nilai h dipengruhi

    oleh pola aliran fluida dan kecepatan fluida. Proses konveksi pada pipa boiler terjadi

    pada dua sisi, yaitu konveksi antara aliran gas buang dengan permukaan luar pipa dan

    konveksi antara aliran air-uap dengan permukaan dalam pipa. Kecepatan aliran gas

    buang pada boiler dipertahankan dengan tekanan negatif/hisap yang dibuat oleh

    Induced Draught Fan (IDF) dan Forced Draught Fan (FDF). Sedangkan kecepatan

    aliran air-uap didalam pipa boiler dipertahankan oleh tekanan main drum dan

    perbedaan massa jenis antara air dan uap. Pada boiler tipe aliran paksa, aliran air-uap

    dipertahankan oleh pompa yang mengalirkan air dari drum-downcomer-riser dan

    kembali ke drum.

    Assessment Pada Boiler

    Proses pembakaran pada boiler dan adanya aliran fluida (flue gas, water and

    steam) memberikan efek permasalahan menyangkut ketahanan material boiler

    terhadap temperatur tinggi yang dikombinasikan dengan tekanan operasi boiler.

    Menurut R.Viswanathan, Damage Mechanisms and Life Assessment of High-

    Temperature Components terdapat beberapa permasalahan Boiler, yaitu:

    1. The major problem in all boilers with respect to availability is the failure of

    boiler tubes

    2. From a life extension and safety point of view, the critical components are

    the large-diameter, thick-wall piping known as headers

    3. In addition, pipes that carry superheated steam pipes and hot reheat pipes,

    are also subject to high-temperature problems

    Mengidentifikasi kondisi tubes dan asesories pada boiler menjadi hal penting

    dalam assessment boiler. Setiap permasalahan memiliki metode assessment

    tertentu dan dapat berlaku secara umum pada tube komponen boiler.

    Berikut disajikan metode assessment Non Destructive Test yang dilakukan

    pada Boiler.

  • Power Plant RLA Center Peralatan Unit Pembangkit Thermal & Metalurgi 14 HIP - 2.1 | 35 / 321

    Tabel 1 Asessment Pada Main Drum

    No. Lokasi Damage Asessment

    NDE Lokasi Output

    1 Internal

    Surfaces

    Cracking,

    Corrossion

    Visual Seluruh area

    yang terjangkau

    Kondisi visual

    PT (Penetrant

    Test)

    Suspected Area Ada tidaknya

    crack

    Chemical

    analysis of

    deposit

    Posisi atas dan

    posisi bawah

    internal surface

    Komposisi

    kimia deposit

    2 Internal

    structure

    and

    attachment

    Cracking,

    corrosion

    Visual Seluruh area Kondisi visual

    PT (Penetrant

    Test)

    Suspected Area Ada tidaknya

    crack

    3 Major

    welds

    (girth,

    seam and

    saddle)

    Cracking Visual

    Seluruh area

    yang terjangkau

    Kondisi visual

    PT (Penetrant

    Test)

    Suspected Area

    Ada tidaknya

    crack

    Conventional

    UT

    Suspected Area Ada tidaknya

    crack

    Hardness

    testing

    Suspected Area Kekerasan

    material

    5 Supports Cracking Visual

    Seluruh area

    yang terjangkau

    Kondisi visual

    PT

    (PENETRANT

    TEST)

    Suspected Area Ada tidaknya

    crack

  • Power Plant RLA Center Peralatan Unit Pembangkit Thermal & Metalurgi 14 HIP - 2.1 | 36 / 321

    Tabel 2. Asesment Pada Water Wall

    No Lokasi Damage Asessment

    NDE Posisi Output

    1 Tubing

    Corrosion,

    corrosion pitting,

    stress corrosion

    cracking,

    fretting,

    overheating,

    sootblower

    erosion, fire side

    erosion

    Visual

    Seluruh

    Dokumentasi yang

    memuat : ada tidaknya

    korosi, jenis korosi, ada

    tidaknya deposit, ada

    tidaknya fretting,

    dokumentasi visual di

    permukaan luar tube,

    ada tidaknya bulging,

    ada tidaknya erosi

    Stress corrosion

    cracking,

    overheating

    Hardness

    testing

    Atas burner

    Verifikasi kekerasan

    material terhadap

    standard

    Uniform

    corrosion ,

    sootblower

    erosion, slag

    erosion

    UT Thickness

    Bottom

    furnace,

    sekitar burner,

    sekitar

    sootblower

    Ketebalan aktual tube

    2

    Sa

    mb

    un

    ga

    n la

    s

    Cold & hot

    cracking,

    incomplete

    reinforcement,

    porosity,

    undercut

    Visual

    Seluruh

    sambungan las

    Ada tidaknya crack, ada

    tidaknya welding defect

    Cold & hot

    cracking

    Magnetic

    particle

    testing (MT)

    Ada tidaknya crack

    pada permukaan

  • Power Plant RLA Center Peralatan Unit Pembangkit Thermal & Metalurgi 14 HIP - 2.1 | 37 / 321

    Penetrant

    testing (PT

    (PENETRAN

    T TEST)

    Ada tidaknya crack

    pada permukaan

    Cold & hot

    cracking,

    incomplete

    fusion,

    incomplete

    penetration,

    porosity, slag

    inclusion,

    undercut

    Radiographic

    testing (RT)

    Ada tidaknya crack, ada

    tidaknya welding defect

    Cold & hot

    cracking,

    incomplete

    fusion,

    incomplete

    penetration,

    slag inclusion

    Conventional

    ultrasonic

    testing (UT)

    Ada tidaknya crack, ada

    tidaknya welding defect

    3

    Su

    pp

    ort

    corrosion, crack,

    rubbing

    Visual

    Seluruh

    sambungan

    las,

    permukaan

    support yang

    mempunyai

    kemungkinan

    fretting

    Kondisi visual di

    permukaan

    Cold & hot

    cracking

    PT

    (PENETRAN

    T TEST)

    Ada tidaknya crack, ada

    tidaknya welding defect

  • Power Plant RLA Center Peralatan Unit Pembangkit Thermal & Metalurgi 14 HIP - 2.1 | 38 / 321

    Tabel 3. Asesment Pada Superheater

    No Lokasi Damage Asessment

    NDE Posisi Output

    1

    Tub

    ing

    long & short term

    overheating, fireside

    corrosion, fly ash

    erosion, low-

    temperature creep

    cracking, pitting

    corrosion, fretting

    Visual Seluruh Dokumentasi yang

    memuat : ada tidaknya

    korosi, jenis korosi, ada

    tidaknya deposit, ada

    tidaknya fretting,

    dokumentasi visual di

    permukaan luar tube,

    ada tidaknya bulging,

    ada tidaknya erosi

    long & short term

    overheating, fireside

    corrosion, low-

    temperature creep

    cracking

    replicati

    on

    Sampling tube

    lurus bagian

    terdepan

    terhadap aliran

    flue gas,

    sampling U tube

    bagian terdepan

    terhadap aliran

    flue gas, elbow

    tube terkoneksi

    header, tube

    dengan defect

    Kondisi microstruktur

    long term overheating,

    short term

    overheating, ,low-

    temperature creep

    cracking

    Dimensi

    onal

    Suspected Area Ada tidaknya swelling,

    bulging

  • Power Plant RLA Center Peralatan Unit Pembangkit Thermal & Metalurgi 14 HIP - 2.1 | 39 / 321

    long term overheating,

    short term

    overheating, creep

    Hardne

    ss

    testing

    Sampling tube

    lurus bagian

    terdepan

    terhadap aliran

    flue gas,

    sampling U tube

    bagian terdepan

    terhadap aliran

    flue gas, elbow

    tube terkoneksi

    header, tube

    dengan defect

    Kekerasan material

    fireside corrosion, fly

    ash erosion, steam

    side corrosion,

    sootblower erosion

    UT

    Thickne

    ss

    Sampling tube

    lurus bagian

    terdepan

    terhadap aliran

    flue gas,

    sampling U tube

    bagian terdepan

    terhadap aliran

    flue gas, elbow

    tube terkoneksi

    header, tube

    dengan defect,

    sekitar

    sootblower

    Thicknes actual

    2 Sambun

    gan las

    Cold & hot cracking,

    incomplete

    reinforcement,

    porosity, undercut

    Visual Seluruh area Dokumentasi yang

    memuat : ada tidaknya

    crack di permukaan

    Cold & hot cracking PT

    (PENET

    RANT

    TEST)

    Suspected Area Ada tidaknya crack di

    permukaan

  • Power Plant RLA Center Peralatan Unit Pembangkit Thermal & Metalurgi 14 HIP - 2.1 | 40 / 321

    3 Attachm

    ents and

    spacers

    Stress corrosion

    cracking, uniform

    corrosion, pitting

    corrosion, fretting

    Visual Seluruh area Dokumentasi yang

    memuat : ada tidaknya

    crack, ada tidaknya

    korosi

    Stress corrosion

    cracking, pitting

    corrosion

    PT

    (PENET

    RANT

    TEST)

    Suspected area

    Ada tidaknya crack di

    permukaan

  • Power Plant RLA Center Peralatan Unit Pembangkit Thermal & Metalurgi 14 HIP - 2.1 | 41 / 321

    Tabel 4. Asesment Pada Economizer

    No Lokasi Damage

    Asessment

    NDE Lokasi Output

    1 Tubing Flow accelerated

    corrosion, erosion,

    corrosion pitting,

    corrosion fatigue,

    low cycle fatigue,

    high cycle fatigue,

    fly ash erosion,

    Visual

    Seluruh area Kondisi

    visual

    Hardness testing

    Tube dengan

    defect

    Kekerasan

    material

    2 Welds Cold & hot cracking,

    incomplete fusion,

    incomplete

    penetration, slag

    inclusion

    PT

    (PENETRANT

    TEST)

    Suspected

    Area

    Ada tidaknya

    crack di

    permukaan

    MT

    RT Ada tidaknya

    crack

    3 Supports,

    attachments

    and spacers

    corrosion, crack,

    rubbing

    Visual Seluruh area Kondisi

    visual di

    permukaan

    PT

    (PENETRANT

    TEST)

    Suspected

    Area

    Ada tidaknya

    crack di

    permukaan

    MT

  • Power Plant RLA Center Peralatan Unit Pembangkit Thermal & Metalurgi 14 HIP - 2.1 | 42 / 321

    Keterangan Tabel

    I. Lokasi : Bagian pada boiler yang dilakukan asessment

    II. Damage : Kemungkinan kerusakan pada lokasi terkait

    III. Asessment

    NDE(Non

    Destructive

    Examination)

    : Metode asessment tak merusak

    Lokasi : Posisi referensi yang dilakukan asessment NDE

    Output : Hasil dari asessment

  • Power Plant RLA Center Peralatan Unit Pembangkit Thermal & Metalurgi 14 HIP - 2.1 | 43 / 321

    2.1.2. Turbine

    Turbine mengubah energy aliran (gas/uap) menjadi energy gerak putar untuk

    menggerakkan generator.

    Secara umum turbine memiliki dua komponen, yaitu:

    Bagian yang berputar, rotor terdiri dari moving blade yang tersusun melingkar

    dan minimal terdiri dari satu baris susunan.

    Bagian yang diam, stator terdiri dari static blade yang tersusun melingkar dan

    berfungsi mengarahkan aliran gas/uap.

    Dilihat fluida penggerak turbin, maka turbin dapat dibagi menjadi dua:

    1. Turbin uap (steam turbine)

    Digerakkan dengan perubahan energy aliran steam yang dihasilkan oleh boiler.

    Tekanan dan temperature kerja pada stage pertama turbin uap hampir sama

    dengan tekanan dan temperature yang keluar dari boiler. Saat ini untuk turbin

    kapasitas di atas 100 MW terdapat tiga tingkatan tekanan yang bekerja pada

    steam turbine, yaitu High Pressure Turbine, Intermediate Pressure Turbine dan

    Low Pressure Turbine.

  • Power Plant RLA Center Peralatan Unit Pembangkit Thermal & Metalurgi 14 HIP - 2.1 | 44 / 321

    Untuk boiler dengan produksi uap sampai dengan 200 ton/jam tekanan dan

    temperature uap yang dihasilkan masing-masing 120 bar dan 520C

    Untuk boiler dengan produksi uap sampai dengan 200 ton/jam sampai dengan

    500 ton/jam dihasilkan tekanan dan temperature uap masing-masing sebesar

    250 bar dan 570C.

    Daya (MW) yang dihasilkan oleh steam turbine berdasarkan persamaan pada

    gambar 1 bergantung kepada perbedaan enthalpy steam masuk dan keluar.

    Enthalpy steam merupakan fungsi temperature dan tekanan. Semakin besar

    temperature dan tekanan, semakin besar enthalpy dan semakin besar daya

    yang dihasilkan.

    Dengan demikian seiring peningkatan kebutuhan daya listrik maka dibutuhkan

    turbine dengan tekanan dan temperature kerja lebih tinggi. Peningkatan

    temperature dan tekanan kerja sangat dibatasi oleh kekuatan material

    komponen penyusun turbin. Permasalahan yang dihadapi apabila suatu

    Output Power (MW)

    Gambar 1. Steam Turbine dan Siklus Rankine

    3

    6

  • Power Plant RLA Center Peralatan Unit Pembangkit Thermal & Metalurgi 14 HIP - 2.1 | 45 / 321

    komponen bekerja pada temperature dan tekanan tinggi adalah creep dan

    fatique. Pembahasan terkait dengan creep dan fatique dibahas pada sesi

    terpisah.

    2. Turbin Gas (Gas Turbin)

    Digerakkan dengan perubahan energy aliran gas hasil pembakaran yang

    dihasilkan pada combustion chamber.

    Gambar 2. GE MS9001E Gas Turbine

    Berdasarkan gambar diatas setidaknya ada lima bagian dari gas turbine, yaitu: air inlet,

    compressor, combustor, turbine dan exhaust. Siklus yang menggambarkan tekanan

    dan temperature kerja pada masing-masing bagian dijelaskan pada Siklus Bryton

  • Power Plant RLA Center Peralatan Unit Pembangkit Thermal & Metalurgi 14 HIP - 2.1 | 46 / 321

    Proses 1 2 = Proses kompresi oleh compressor

    Proses 2 3 = Proses combustion di combustion chamber

    Proses 3 4 = Proses pada turbin untuk menghasilkan kerja

    Proses 4 1 = Proses pembuangan gas buang ke atmosfer

    Output Power (MW)

    Gambar 3. Siklus Bryton

    Daya (MW) yang dihasilkan oleh gas turbine berdasarkan persamaan pada

    gambar 3 bergantung kepada perbedaan enthalpy gas pembakaran masuk dan

    keluar. Enthalpy gas pembakaran merupakan fungsi temperature dan tekanan.

    Semakin besar temperature dan tekanan, semakin besar enthalpy dan semakin

    besar daya yang dihasilkan.

    Dengan demikian seiring peningkatan kebutuhan daya listrik maka dibutuhkan

    turbine dengan tekanan dan temperature kerja lebih tinggi. Peningkatan

    temperature dan tekanan kerja sangat dibatasi oleh kekuatan material

    komponen penyusun turbin. Permasalahan yang dihadapi apabila suatu

    komponen bekerja pada temperature dan tekanan tinggi adalah creep, fatique,

    erosion, wear dan corrosion. Pembahasan terkait dengan creep dan fatique

    dibahas pada sesi terpisah.

  • Power Plant RLA Center Peralatan Unit Pembangkit Thermal & Metalurgi 14 HIP - 2.1 | 47 / 321

    Gambar 4. Ideal Bryton Cycle (GE Referance)

    Temperatur gas pembakaran (point 3) sebesar 1288 C, melting temperature of

    superalloy sekitar 1200 C. Hot gas part temperature dipertahankan dibawah

    melting temperature dengan perbaikan komposisi material dan system cooling

    Dalam kaitannya dengan Remaining Life Assessment bahwa permasalahan

    yang terjadi pada komponen-komponen turbin gas dan turbin uap haruslah dapt

    dideteksi lebih awal. Deteksi awal dilakukan dengan serangkaian metode

    assessment uji tak rusak (NDT) dan uji rusak (DT). Saat ini PT. PJB UPHB

    telah banyak melakukan uji tak rusak untuk mendapatkan kondisi actual terkait

    dengan kemungkinan kerusakan yang terjadi. Beberapa metode uji tak rusak

    yang telah dikembangkan oleh PT. PJB UPHB untuk turbin yaitu:

    Identifikasi inner flaws pada rotor turbin dengan metode phased array

    Insitu metallography pada rotor turbin untuk mengetahui kondisi struktur

    mikro dan kemungkinan adanya tiny inner flaws.

    Hardness test untuk mengetahui kekerasan pada komponen turbin

    Uji komposisi material, uji ini banyak dilakukan pada komponen turbin yang

    baru sebagai data base assessment.

    Selain itu akan dikembangkan pula metode uji rusak terhadap material

    komponen turbin seperti uji creep dan uji fatique.

  • Power Plant RLA Center Peralatan Unit Pembangkit Thermal & Metalurgi 14 HIP - 2.1 | 48 / 321

    Damage Mechanism Pada Komponen Turbine

    No Komponen Type Posisi Damage Mechanism

    Creep Fatigue Corrosion Erosion

    1 Rotor (GT,ST) Rotating

    Surface + +

    Radial/axial bore + +

    Blade groove + + +

    2 Turbin Blade

    (GT,ST) Rotating

    Tip +

    Coating +

    Leading + + +

    Trailing + + + +

    Pressure Side + + + +

    Suction Side + + + +

    Platform + + +

    Root + +

    3 Turbin Vane

    (GT,ST) Stationary

    Coating +

    Leading + + +

    Trailing + + + +

    Pressure Side + + + +

    Suction Side + + + +

    Platform + + +

    Root + +

    4 Compressor

    Blade (GT) Rotating

    Coating +

    Leading + + +

    Trailing + + +

    Platform + +

    Root +

    5 Compressor

    Vane (GT) Stationary

    Coating +

    Leading + +

    Trailing + +

    Platform +

    Root +

    6 Casing (GT,ST) Stationary Surface + + +

    7 Combuster/Burne

    r (GT) Stationary

    Surface + + + +

    Coating + +

    8 Baut (GT,ST) Stationary Surface + + +

  • Power Plant RLA Center Peralatan Unit Pembangkit Thermal & Metalurgi 14 HIP - 2.1 | 49 / 321

    Gambar 5 Sudu pertama Gas Turbine Blade

  • Power Plant RLA Center Peralatan Unit Pembangkit Thermal & Metalurgi 14 HIP - 2.1 | 50 / 321

    Assessment Pada Komponen Turbine

    I. Rotor

    No

    .

    Metode

    Asessment Posisi Detail Data Referensi Output

    1 Uji Visual Seluruh surface rotor Design Drawing Indikasi korosi,

    deformasi.

    2 4.1.1. Uji Dimensi Blade groove

    (terutama pada

    groove dengan creep

    sebagai damage

    mechanism dominan)

    Dimensi Aktual

    Acceptance Limit

    Nilai deformasi.

    3 4.1.2. Uji Penetrant Pada surface rotor

    yang terindikasi terjadi

    damage.

    Pada seluruh blade

    goove

    Design Drawing Indikasi crack.

    4 4.1.3. Uji Ultrasonic Radial/axial bore

    bagian dalam

    Design Drawing Indikasi crack

    5 Uji Eddy

    Current

    Surface Radial/axial

    bore bagian luar

    Pada seluruh blade

    goove

    Design Drawing Indikasi crack

    6 Uji Struktur

    Mikro

    Pada lokasi terjadinya

    rubbing/damage.

    Pada lokasi dengan

    creep sebagai

    damage mechanism

    dominan).

    Jenis material

    Mikrosruktur

    standar

    Degradasi material

    (void, dekarburasi,

    inclusi dll).

    7 Uji Kekerasan Pada setiap row blade

    dan vane.

    Pada setiap lokasi uji

    struktur mikro

    Nilai Kekerasan

    standar

    Nilai kekerasan

    actual

  • Power Plant RLA Center Peralatan Unit Pembangkit Thermal & Metalurgi 14 HIP - 2.1 | 51 / 321

    II. Turbine Blade

    No

    .

    Metode

    Asessment Posisi Detail Data Referensi Output

    1 Uji Visual Pada seluruh surface

    termasuk coating,

    cooling hole, root.

    Design Drawing Coating Spallation

    indication

    Crack/deformasi

    indication

    2 4.1.4. Uji Penetrant Pada permukaan yang

    tidak dilapisi coating

    Design Drawing Indikasi crack

    3 4.1.5. Uji Ultrasonic Blade root Design Drawing Indikasi crack

    4 Uji Eddy

    Current

    Blade root Design Drawing Indikasi crack

    5 Uji Struktur

    Mikro

    Blade root Jenis material

    Mikrosruktur

    standar

    Degradasi material

    (void, dekarburasi,

    gamma prime, inclusi

    dll).

    6 Uji Kekerasan Pada bagian yang

    terjadi damage

    Pada setiap lokasi uji

    struktur mikro

    Nilai Kekerasan

    standar

    Nilai Kekerasan

    aktual

    7 Uji

    Radiography

    Pada seluruh bagian

    blade

    Design Drawing Internal indication

    crack, porosity.

  • Power Plant RLA Center Peralatan Unit Pembangkit Thermal & Metalurgi 14 HIP - 2.1 | 52 / 321

    III. Turbine Vane

    No

    .

    Metode

    Asessment Posisi Detail Data Referensi Output

    1

    Uji Visual Pada seluruh surface

    termasuk coating,

    cooling hole, root.

    Design Drawing Coating Spallation

    indication

    Crack/deformasi

    indication

    2

    4.1.6. Uji Penetrant Pada permukaan yang

    tidak dilapisi coating

    Design Drawing Indikasi crack

    3 4.1.7. Uji Ultrasonic Vane root Design Drawing Indikasi crack

    4 Uji Eddy

    Current

    Vane root Design Drawing Indikasi crack

    5

    Uji Struktur

    Mikro

    Vane root Jenis material

    Mikrosruktur

    standar

    Degradasi material

    (void, dekarburasi,

    gamma prime, inclusi

    dll).

    6 Uji Kekerasan Pada bagian yang

    terjadi damage

    Pada setiap lokasi uji

    struktur mikro

    Nilai Kekerasan

    standar

    Nilai Kekerasan

    aktual

    7 Uji

    Radiography

    Pada seluruh bagian

    Vane

    Design Drawing Internal indication

    crack, porosity.

    8 Uji Visual Pada seluruh surface

    termasuk coating,

    cooling hole, root.

    Design Drawing Coating Spallation

    indication

    Crack/deformasi

    indication

  • Power Plant RLA Center Peralatan Unit Pembangkit Thermal & Metalurgi 14 HIP - 2.1 | 53 / 321

    IV. Compressor Blade

    No

    .

    Metode

    Asessment Posisi Detail Data Referensi Output

    1 Uji Visual Pada seluruh surface

    termasuk coating, root.

    Design Drawing Coating Erosion

    indication

    Crack/deformasi

    indication

    2 4.1.8. Uji Penetrant Pada permukaan yang

    tidak dilapisi coating

    Design Drawing Indikasi crack

    3 4.1.9. Uji Ultrasonic Blade root Design Drawing Indikasi crack

    4 Uji Eddy

    Current

    Blade root

    Blade surface

    Design Drawing Indikasi crack

    5 Uji Struktur

    Mikro

    Blade root Jenis material

    Mikrosruktur

    standar

    Degradasi material

    (void, dekarburasi,

    inclusi dll).

    6 Uji Kekerasan Pada bagian yang

    terjadi damage

    Pada setiap lokasi uji

    struktur mikro

    Nilai Kekerasan

    standar

    Nilai Kekerasan

    aktual

  • Power Plant RLA Center Peralatan Unit Pembangkit Thermal & Metalurgi 14 HIP - 2.1 | 54 / 321

    V. Compressor Vane

    No

    .

    Metode

    Asessment Posisi Detail Data Referensi Output

    1 Uji Visual Pada seluruh surface

    termasuk coating, root.

    Design Drawing Coating Erosion

    indication

    Crack/deformasi

    indication

    2 4.1.10. Uji Penetrant Pada permukaan yang

    tidak dilapisi coating

    Design Drawing Indikasi crack

    3 4.1.11. Uji Ultrasonic Vane root Design Drawing Indikasi crack

    4 Uji Eddy

    Current

    Vane root

    Vane surface

    Design Drawing Indikasi crack

    5 Uji Struktur

    Mikro

    Vane root Jenis material

    Mikrosruktur

    standar

    Degradasi material

    (void, dekarburasi,

    inclusi dll).

    6 Uji Kekerasan Pada bagian yang

    terjadi damage

    Pada setiap lokasi uji

    struktur mikro

    Nilai Kekerasan

    standar

    Nilai Kekerasan

    aktual

  • Power Plant RLA Center Peralatan Unit Pembangkit Thermal & Metalurgi 14 HIP - 2.1 | 55 / 321

    VI. Casing

    No

    .

    Metode

    Asessment Posisi Detail Data Referensi Output

    1 Uji Visual Pada seluruh surface

    termasuk splitline,

    lubang baut, lubang

    manhole.

    Design Drawing Crack/deformasi

    indication

    2 4.1.12. Uji Penetrant Pada permukaan

    lubang baut

    Design Drawing Indikasi crack

    3 Uji Eddy

    Current

    Pada surface yang

    terjadi damage

    Design Drawing Indikasi crack

    4 Uji Struktur

    Mikro

    Pada surface yang

    terjadi damage

    Jenis material

    Mikrosruktur

    standar

    Degradasi material

    (void, dekarburasi,

    inclusi dll).

    5 Uji Kekerasan Pada bagian yang

    terjadi damage

    Pada setiap lokasi uji

    struktur mikro

    Nilai Kekerasan

    standar

    Nilai Kekerasan

    aktual

  • Power Plant RLA Center Peralatan Unit Pembangkit Thermal & Metalurgi 14 HIP - 2.1 | 56 / 321

    VII. Combuster/Burner

    No

    .

    Metode

    Asessment Posisi Detail Data Referensi Output

    1 Uji Visual Pada seluruh surface

    termasuk coating.

    Design Drawing Coating Erosion

    indication

    Crack/deformasi

    indication

    2 4.1.13. Uji Penetrant Pada permukaan

    lubang baut

    Design Drawing Indikasi crack

    3 Uji Eddy

    Current

    Pada surface yang

    terjadi damage

    Design Drawing Indikasi crack

    4 Uji Struktur

    Mikro

    Pada surface yang

    terjadi damage

    Jenis material

    Mikrosruktur

    standar

    Degradasi material

    (void, dekarburasi,

    inclusi dll).

    5 Uji Kekerasan Pada bagian yang

    terjadi damage

    Pada setiap lokasi uji

    struktur mikro

    Nilai Kekerasan

    standar

    Nilai Kekerasan

    actual

  • Power Plant RLA Center Peralatan Unit Pembangkit Thermal & Metalurgi 14 HIP - 2.1 | 57 / 321

    VIII. Baut

    No

    .

    Metode

    Asessment Posisi Detail Data Referensi Output

    1 Uji Visual Pada seluruh surface

    termasuk thread.

    Design Drawing Crack/deformasi

    indication

    2 4.1.14. Uji Magnetic

    Particle

    Pada permukaan

    termasuk thread

    Design Drawing Indikasi crack

    3 4.1.15. Uji dimensi Pada pitch thread

    Pada panjang baut

    Design Drawing

    Panjang baut

    referansi

    Acceptance

    criteria panjang

    baut

    Data pitch dan

    panjang baut

  • Power Plant RLA Center Peralatan Unit Pembangkit Thermal & Metalurgi 14 HIP - 2.1 | 58 / 321

    2.1.3. Generator

    Generator listrik adalah sebuah alat yang memproduksi energi listrik dari

    sumber energi mekanik, biasanya dengan menggunakan induksi elektromagnetik.

    Tenaga mekanis disini digunakan untuk memutar kumparan kawat penghantar dalam

    medan magnet ataupun sebaliknya memutar magnet diantara kumparan kawat

    penghantar. Penggerak mekanis pada generator biasanya dilakukan oleh turbin

    melalui uap ( tekanan ), air, atau angin. Bahan bakar untuk generator juga bermacam

    macam, yaitu panas bumi, batubara, minyak, gas, air, dan nuklir. generator sangat

    penting untuk saat ini karena dapat menciptakan tenaga listrik yang kita butuhkan

    untuk keperluan sehari hari.

    Prinsip Dasar Generator

    Pada generator tedatap dua bagian penting, yaiu stator dan rotor. Stator adalah

    bagian yang diam pada generator biasanya dipakai untuk keluaran tegangan. Rotor

    adalah bagian yang bergerak pada generator di dalam stator, biasanya digunakan

    sebagai magnet induksi atau penginduksi. Teori yang mendasari terbentuknya GGL

    induksi pada generator ialah Percobaan Faraday. Percobaan Faraday membuktikan

    bahwa pada sebuah kumparan akan dibangkitkan GGL Induksi apabila jumlah garis

    gaya yang diliputi oleh kumparan berubah-ubah.

    Ada 3 hal pokok terkait dengan GGL Induksi ini, yaitu :

    1. Adanya flux magnet yang dihasilkan oleh kutub-kutub magnet.

    2. Adanya kawat penghantar yang merupakan tempat terbentuknya EMF.

    3. Adanya perubahan flux magnet yang melewati kawat penghantar listrik.

    Gambar 1. GGL induksi

  • Power Plant RLA Center Peralatan Unit Pembangkit Thermal & Metalurgi 14 HIP - 2.1 | 59 / 321

    Pada gambar tersebut, dengan memutar rotor ( penghantar ) maka pada

    penghantar akan timbul EMF. Kumparan ABCD terletak dalam medan magnet

    sedemikian rupa sehingga sisi A-B dan C-D terletak tegak lurus pada arah fluks

    magnet. Kumparan ABCD diputar dengan kecepatan sudut yang tetap terhadap sumbu

    putarnya yang sejajar dengan sisi A-B dan C-D. GGL induksi yang terbentuk pada sisi

    A-B dan sisi C-D besarnya sesuai dengan perubahan fluks magnet yang dipotong

    kumparan ABCD tiap detik sebesar: , karena merupakan fungsi

    sinus maka:

    E(t) = -N m cos t = N m sin ( t / 2 )

    Emaks = N m

    Eeff = N m / 2 = 2 f N m 2 / 2

    Eeff = 3,14 . 1,414 . f . N . = 4,44 . f . N .

    Sistem eksitasi pada Generator

    Sistem eksitasi pada generator, dibedakan menjadi 2 macam, yaitu: sistem eksitasi

    dengan menggunakan sikat arang (brush excitation) dan sistem eksitasi tanpa sikat

    arang (brushless excitation)

    Sistem eksitasi dengan sikat (Brush Excitation)

    Keuntungan dengan menggunakan sistem Brush Excitation biasa juga disebut dengan

    generator slip ring:

    o Desainnya tidak rumit karena menggunakan external power.

    Kerugian dengan menggunakan sistem Brush Excitation :

    o Perlu perawatan dan pemeliharaan pada sikat arang karena sifat sikat arang

    yang lebih lunak dibandingkan metal slip ring sehingga panjangnya sikat arang

    perlu dikontrol.

  • Power Plant RLA Center Peralatan Unit Pembangkit Thermal & Metalurgi 14 HIP - 2.1 | 60 / 321

    o Dapat menimbulkan percikan api jika sikat arang dan slip ring tidak menempel

    dengan sempurna atau jenis material sikat arang yang jelek.

    o Arus yang dapat dialirkan oleh sikat relatif kecil.

    o Terdapat electrical loss yang disebabkan oleh sikat arang.

    Sistem eksitasi tanpa sikat (Brushless Excitation)

    Keuntungan dengan menggunakan sistem Brushless Excitation :

    o Mengurangi biaya pemeliharaan dan perawatan sikat arang.

    o Keamanan lebih baik dan kelangsungan operasi bisa lebih terjamin karena

    tidak adanya persoalan dalam penggantian sikat.

    o Tidak ada percikan bunga api karena tidak adanya sikat.

    Kerugian dengan menggunakan sistem Brushless Excitation :

    o Desain nya rumit, karena menggunakan Permanent Magnet Generator

    Gambar 3. Diagram alir prinsip kerja generator dengan PMG

  • Power Plant RLA Center Peralatan Unit Pembangkit Thermal & Metalurgi 14 HIP - 2.1 | 61 / 321

    Konstruksi Generator

    Generator terdiri dari 2 bagian utama, yaitu stator dan rotor. Terkadang beberapa

    referensi mendefinisikan konstruksi generator menjadi 3 bagian, yaitu: stator, rotor dan

    core.

    Stator (bagian yang diam), terdiri dari:

    o Inti besi (core)

    Bentuk dari inti stator ini berupa cincin laminasi-laminasi yang diikat serapat

    mungkin untuk menghindari rugi-rugi arus eddy (eddy current losses). Pada inti

    ini terdapat slot-slot untuk menempatkan konduktor dan untuk mengatur arah

    medan magnetnya.

    Gambar 4. Core generator

    o Winding (belitan)

    Bagian stator yang terdiri dari beberapa batang konduktor yang terdapat di

    dalam slot-slot dan ujung-ujung kumparan. Masing-masing slot dihubungkan

    untuk mendapatkan tegangan induksi. Pada winding dilapisi isolasi antar turn

    agar tidak terjadi short antar turn.

    Gambar 5. Struktur winding pada slot

  • Power Plant RLA Center Peralatan Unit Pembangkit Thermal & Metalurgi 14 HIP - 2.1 | 62 / 321

    o Alur stator

    Merupakan bagian stator yang berperan sebagai tempat belitan stator

    ditempatkan.

    o Casing (rumah stator)

    Rangka stator terbuat dari besi tuang dan merupakan rumah dari semua

    bagian-bagian generator yang menjaga agar generator tahan terhadap getaran.

    Gambar 6. Konstruksi generator GE POWER SYSTEM GEA-1527A (8/00,5K)

    Rotor (bagian yang bergerak/berputar)

    Rotor adalah bagian generator yang bergerak atau berputar. Antara rotor dan stator

    dipisahkan oleh celah udara (air gap). Rotor terdiri dari dua bagian umum, yaitu:

    o Inti kutub

    o Kumparan medan

    Pada bagian inti kutub terdapat poros dan inti rotor yang memiliki fungsi sebagai jalan

    atau jalur fluks magnet yang dibangkitkan oleh kumparan medan. Pada kumparan

    medan ini juga terdapat dua bagian, yaitu bagian penghantar sebagai jalur untuk arus

    pemacuan dan bagian yang diisolasi. Isolasi pada bagian ini harus benar-benar baik

    dalam hal kekuatan mekanisnya, ketahanannya akan suhu yang tinggi dan

    ketahanannya terhadap gaya sentrifugal yang besar.

  • Power Plant RLA Center Peralatan Unit Pembangkit Thermal & Metalurgi 14 HIP - 2.1 | 63 / 321

    Gambar 7. Winding rotor generator

    Konstruksi rotor untuk generator yang memiliki nilai putaran relatif tinggi biasanya

    menggunakan konstruksi rotor dengan kutub silindris atau cylinderica poles dan

    jumlah kutubnya relatif sedikit (2, 4, 6). Konstruksi ini dirancang tahan terhadap gaya-

    gaya yang lebih besar akibat putaran yang tinggi.

    Gambar 8. Rotor kutub silinder

    Untuk putaran generator yang relatif rendah atau sedang (kurang dari 1000 rpm),

    dipakai konstruksi rotor dengan kutub menonjol atau salient pole dengan jumlah

    kutub-kutub yang relatif banyak.

    Gambar 9. Rotor kutub menonjol

  • Power Plant RLA Center Peralatan Unit Pembangkit Thermal & Metalurgi 14 HIP - 2.1 | 64 / 321

    Pengaturan putaran

    Frekuensi yang dihasilkan oleh generator sinkron harus sebanding dengan

    kecepatan putar generator tersebut. Dalam hal ini, rotor sebagai bagian yang bergerak

    terdiri atas rangkaian-rangkaian elektromagnet dengan arus searah (DC) sebagai

    sumber arusnya. Medan magnet rotor akan bergerak sesuai dengan arah putaran

    rotor. Untuk menjaga putaran tetap konstan, maka pada penggerak mula (prime

    mover) dilengkapi governor. Governor itu sendiri adalah suatu alat yang berfungsi

    mengatur putaran tetap konstan pada keadaan yang bervariasi.

    Besar kecepatan putaran generator dapat dihitung melalui persamaan berikut:

    dimana:

    n = kecepatan putaran (rpm)

    f = frekuensi (Hz)

    p = jumlah kutub

    Tegangan dan arus bolak-balik (AC) yang dihasilkan oleh generator umumnya

    mempunyai frekuensi diantara 50 Hz 60 Hz. Untuk menentukan jumlah pasang kutub

    (p) atau kecepatan putar rpm (n), besarnya frekuensi harus sebanding dengan jumlah

    kutub dan kecepatan putarannya.

    Pengaturan Tegangan

    Tegangan generator sinkron dalam keadaan berbeban akan lebih rendah

    nilainya daripada tegangan generator sinkron dalam keadaan tanpa beban. Nilai relatif,

    yaitu nilai selisih antara tegangan dalam keadaan berbeban penuh dengan keadaan

    tanpa beban biasanya disebut dengan regulasi tegangan atau voltage regulation (VR).

    dimana:

    VR = regulasi tegangan (voltage regulation)

    Vnl = tegangan tanpa beban (no load voltage)

    Vfl = tegangan beban penuh (full load voltage)

    Generator-generator sekarang dirancang dan dibuat untuk tegangan yang

    bervariasi akibat dari adanya variasi arus jangkar atau variasi beban yang

  • Power Plant RLA Center Peralatan Unit Pembangkit Thermal & Metalurgi 14 HIP - 2.1 | 65 / 321

    menimbulkan turunnya tegangan (voltage drop) pada kumparan jangkar yang

    bervariasi pula. Jatuhnya tegangan impedansi tersebut tergantung kepada besar arus

    dan faktor daya beban. Dengan pengaturan arus eksitasi, tegangan dapat diatur sesuai

    dengan kebutuhan. Untuk menaikkan tegangan, arus eksitasi dapat ditambah dan

    berlaku juga sebaliknya.

    Yang dimaksud dengan eksitasi atau biasa disebut sistem penguatan adalah

    suatu perangkat yang memberikan arus penguat (If) kepada kumparan medan

    generator arus bolak-balik (alternating current) yang dijalankan dengan cara

    membangkitkan medan magnetnya dengan bantuan arus searah.

    Sistem penguatan dapat digolongkan berdasarakan cara penyediaan

    tenaganya, yaitu:

    o Sistem penguatan sendiri.

    o Sistem penguatan terpisah.

    Untuk generator berkapasitas besar umumnya digunakan sistem penguatan

    sendiri. Sistem penguatan ini digunakan pada generator tanpa sikat (brushless

    alternator). Generator tanpa sikat ini mempunyai exiter yang kumparan jangkarnya

    pada rotor dan kumparan medannya pada stator. Arus penguatan didapat dari induksi

    magnet sisa (remanensi) pada stator generator utama yang diberikan oleh stator

    generator penguat. Arus tersebut diatur terlebih dahulu oleh AVR (automatic voltage

    regulator) yang merupakan alat pengatur tegangan yang bekerja secara otomatis. AVR

    dalam hal ini melakukan pengaturan tegangan. Arus yang dihasilkan oleh rotor

    generator penguat akan disearahkan dengan menggunakan dioda putar (rotating

    diode) yang ikut berputar dengan kedua rotor generator yang berputar. Sistem

    penguatan sendiri dipasang pada ujung poros generator utamanya.

    Kerusakan Generator

    Survey dari 1199 generator hydro yang dilakukan oleh studi CIGRE komite

    SC11, EG11.02 memberikan contoh dari penyelidikan yang memberikan rincian dari 69

    insiden, 56% kegagalan mesin terjadi kerusakan karena system isolasi. Akar penyebab

    kerusakan pada generator terbagi menjadi 4 kelompok:1).

  • Power Plant RLA Center Peralatan Unit Pembangkit Thermal & Metalurgi 14 HIP - 2.1 | 66 / 321

    a. b.

    Gambar 10.1 (a). kerusakan pada generator dan gambar 10.1 (b). akar penyebab

    kerusakan dari isolasi.

    Beberapa riset yang telah menyelidiki mekanisme kegagalan isolasi dari bahan

    mika yang telah diuji coba pada laboratorium dengan menggunakan sample bar atau

    specimen lainnya mempunyai kesimpulan sebagai berikut:2)

    o Meskipun kerusakan listrik yang menyebabkan kegagalan akhir dari isolasi listrik

    tidak mendominasi faktor penuaan, hal ini diyakini bahwa mekanisme penuaan

    didominasi oleh degradasi termal resin pengikat, stres mekanis yang

    disebabkan oleh getaran maupun pulsa switching dan stres yang disebabkan

    oleh berbagai koefisien ekspansi termal dari bahan yang terlibat.

    o Penuaan di bawah tekanan termal, mekanikal dan elektrikal menunjukkan

    peningkatan seumur hidup pada suhu sedang sampai menjadi sekitar 130 C

    dan penurun