laporan kp - evaluasi kerusakan akibat korosi pada sudu kompresor aksial turbin gas kapasitas 21,6...

60
LAPORAN KERJA PRAKTIK EVALUASI KERUSAKAN AKIBAT KOROSI PADA SUDU KOMPRESOR AKSIAL TURBIN GAS KAPASITAS 21,6 MW DI PT. PLN(PERSERO) TELUK LEMBU PEKANBARU Diajukan untuk Memenuhi Persyaratan Mata Kuliah Kerja Praktik Oleh : MUHAMMAD FAIZAL SYUK NIM : 1007135523 PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN S1 FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS RIAU PEKANBARU 2015

Upload: faisal-syukrillah

Post on 08-Jul-2016

81 views

Category:

Documents


17 download

DESCRIPTION

-

TRANSCRIPT

LAPORAN KERJA PRAKTIK

EVALUASI KERUSAKAN AKIBAT KOROSI PADA SUDU KOMPRESOR

AKSIAL TURBIN GAS KAPASITAS 21,6 MW DI PT. PLN(PERSERO)

TELUK LEMBU PEKANBARU

Diajukan untuk Memenuhi Persyaratan Mata Kuliah Kerja Praktik

Oleh :

MUHAMMAD FAIZAL SYUK

NIM : 1007135523

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN S1

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS RIAU

PEKANBARU

2015

i

HALAMAN PENGESAHAN

Laporan Akhir Kerja Praktik dengan judul :

“EVALUASI KERUSAKAN AKIBAT KOROSI PADA SUDU

KOMPRESOR AKSIAL TURBIN GAS KAPASITAS 21,6 MW

DI PT. PLN(PERSERO) TELUK LEMBU PEKANBARU”

Yang dipersiapkan dan disusun oleh :

MUHAMMAD FAIZAL SYUK

NIM. 1007135523

Program Studi Sarjana Teknik Mesin, Fakultas Teknik Universitas Riau,

Telah disetujui oleh :

Dosen Pembimbing Kerja Praktik

Muftil Badri, ST., MT

NIP. 19800728 200501 1 003

Mengetahui,

Ketua Jurusan Teknik Mesin

Fakultas Teknik Universitas Riau

Nazaruddin,ST., MT.

NIP. 19720421 199903 1 002

Ketua Prodi Sarjana Teknik Mesin

Fakultas Teknik Universitas Riau

Dodi Sofyan Arief, ST., MT NIP. 19781202 200801 1 007

ii

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis ucapkan atas kehadirat Allah SWT atas segala rahmat

dan karunia-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan Kerja Praktik di

PT.PLN(Persero) Teluk Lembu Pekanbaru.

Kerja Praktik merupakan salah satu mata kuliah yang wajib diambil oleh

setiap mahasiswa Jurusan Teknik Mesin Universitas Riau. Penulis mengangkat

topik “Evaluasi Kerusakan Akibat Korosi Pada Sudu Kompresor Aksial

Turbin Gas Kapasitas 21,6 MW Di PT. PLN(Persero) Teluk Lembu

Pekanbaru” pada pelaksanaan Kerja Praktik ini.

Penulis telah banyak mendapatkan bantuan dan petunjuk dari berbagai

pihak baik secara langsung maupun tidak langsung pada pelaksanaan Kerja Praktik

ini. Penulis mengucapkan banyak terima kasih dan penghargaan sebesar-besarnya

kepada :

1. Bapak Dodi Sofyan Arief selaku Kepala Program Studi S1 Teknik Mesin

Universitas Riau.

2. Bapak Dr.Adrijal Aziz S.T.,M.T selaku koordinator Kerja Praktik S1

Teknik Mesin Universitas Riau

3. Bapak Warman Fatra, S.T.,M.T selaku dosen Pembimbing Akademis.

4. Bapak Muftil Badri, S.T.,M.T selaku dosen Pembimbing Kerja Praktik.

5. Bapak Zulkarnaini selaku Manager PLTD/G Teluk Lembu.

6. Bapak Delferi selaku supervisor di PLTD/G Teluk Lembu.

7. Bapak Yohandi selaku pembimbing lapangan di PLTD/G Teluk Lembu.

8. Karyawan dan karyawati PLTD/G Teluk Lembu tidak bisa saya sebutkan

satu persatu, yang telah memberikan pelayanan terbaik kepada penulis

selama kerja praktik.

9. Teman – teman mahasiswa yang telah memberikan bantuan dalam

penyelesaian laporan kerja praktik ini.

10. Kedua orang tua yang sangat saya hormati dan saya cintai yang selalu

memberikan dorongan moril maupun bantuan materil sehingga laporan

kerja praktik ini dapat diselesaikan.

iii

Penulis menyadari bahwa dalam penulisan laporan Kerja Praktik ini masih

banyak terdapat kekurangan, saran dan kritik yang sifatnya membangun akan

penulis terima. Penulis berharap semoga laporan Kerja Praktik ini dapat

memberikan manfaat bagi semua pembaca dan kepada penulis sendiri.

Pekanbaru, April 2015

Penulis

iv

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ............................................................................................ ii

DAFTAR ISI .......................................................................................................... iv

DAFTAR GAMBAR ............................................................................................. vi

DAFTAR TABEL ................................................................................................. vii

DAFTAR NOTASI .............................................................................................. viii

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang ......................................................................................... 1

1.2 Tujuan Kerja Praktik ................................................................................ 1

1.3 Manfaat Kerja Praktik .............................................................................. 1

1.4 Ruang Lingkup dan Batasan Masalah ...................................................... 2

1.5 Waktu Pelaksanaan ................................................................................... 2

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pembangkit Tenaga Listrik ...................................................................... 3

2.1.1 Bagian – Bagian Pembangkit Tenaga Listrik ................................... 3

2.1.2 Jenis – Jenis Pembangkit Tenaga Listrik .......................................... 4

2.2 Pembangkit Listrik Tenaga Gas (PLTG) .................................................. 9

2.2.1 Pengertian .......................................................................................... 9

2.2.2 Komponen Turbin Gas .................................................................... 10

2.3 Pengertian Korosi ................................................................................... 15

2.4 Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Korosi ............................................ 17

2.5 Pengertian Kerusakan ............................................................................. 19

2.5.1 Jenis-Jenis Kerusakan dan Penyebabnya ........................................ 19

BAB III METODOLOGI

3.1 Umum ..................................................................................................... 23

3.2 Tahap Kegiatan ....................................................................................... 23

3.3 Alat dan Bahan ....................................................................................... 26

3.3.1 Alat Ukur Temperatur ..................................................................... 26

3.3.2 Alat Ukur Dimensi Sudu ................................................................. 27

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Perhitungan Menggunakan Metode Weight Loss ......................... 28

4.2 Hasil Perhitungan Menggunakan Persamaan Arrhenius ........................ 44

v

4.3 Pengendalian Korosi Erosi pada Sudu Kompresor ................................ 46

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan ............................................................................................. 48

5.2 Saran ....................................................................................................... 48

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 49

vi

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Ilustrasi Pembangkit Tenaga Listrik ................................................... 3

Gambar 2.2 Sistem PLTMH ................................................................................... 5

Gambar 2.3 Sistem PLTA ....................................................................................... 5

Gambar 2.4 Sistem PLTU ....................................................................................... 6

Gambar 2.5 Sistem PLTG ....................................................................................... 6

Gambar 2.6 Sistem PLTGU .................................................................................... 7

Gambar 2.7 Sistem PLTP ........................................................................................ 8

Gambar 2.8 Sistem PLTD ....................................................................................... 9

Gambar 2.9 Sistem PLTN ....................................................................................... 9

Gambar 2.10 Komponen Utama Turbin Gas ........................................................ 10

Gambar 2.11 Kerusakan Sudu Turbin Akibat Partikel Pengotor Udara ............... 11

Gambar 2.12 Filter Udara Pada Sistem Gas Turbin .............................................. 12

Gambar 2.13 Kompresor Aksial Multistage Pada Turbin Gas ............................. 13

Gambar 2.14 Combustor Pada Gas Turbin ........................................................... 14

Gambar 2.15 Pengaruh Temperatur Terhadap Laju Korosi Fe ............................. 19

Gambar 3.1 Tahap Kegiatan ................................................................................. 23

Gambar 3.2 Tahap Kegiatan (lanjutan) ................................................................. 24

Gambar 3.3 Contoh Kerusakan Sudu Kompresor Aksial ..................................... 25

Gambar 3.4 Termokopel ....................................................................................... 27

Gambar 3.5 Mistar Ingsut ..................................................................................... 27

Gambar 4.1 Grafik Nilai Laju Korosi pada Sudu Kompresor .............................. 43

Gambar 4.2 Hubungan Antara Laju Korosi Erosi dan Temperatur ...................... 46

Gambar 4.3 Corrosion Coupons .......................................................................... 47

vii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Tipe Kerusakan Material ....................................................................... 21

Tabel 2.2 Faktor Penyebab Kerusakan Material ................................................... 22

Tabel 3.1 Log Sheet Temperatur Kompresor Aksial Tanggal 03 November 2014

PLTD/G Teluk Lembu .......................................................................................... 26

Tabel 4.1 Laju Korosi pada Sudu Kompresor dengan Menggunakan Metode Weight

Loss ....................................................................................................................... 42

viii

DAFTAR NOTASI

Simbol Keterangan Satuan

W Selisih Berat gram

W0 Berat Sebelum Korosi gram

WA Berat Setelah Korosi gram

CR Laju Korosi 𝑔𝑟

𝑐𝑚2𝑡𝑎ℎ𝑢𝑛

A Luas Permukaan Logam cm2

T Waktu hari

Rk Laju Kinetik Larutnya

Oksida

Ek Energi Kinetik cal/mol

R Konstanta Gas cal/mol/K

T Temperatur K

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Kompresor yang biasanya dipakai pada turbin gas adalah kompresor aksial.

Pada kompresor aksial, bentuk dari sudu-sudu rotor mendekati bentuk dari airfoils

(semacam sayap pesawat) berfungsi untuk mengakselerasi udara sehingga

kecepatannya meningkat. Pada kompresor aksial terdiri atas dua bagian yaitu

Compressor Rotor Assembly dan Compressor Stator. Pada Compressor Rotor

Assembly memiliki 17 tingkat sudu yang mengompresikan aliran udara secara

aksial dari 1 atm menjadi 17 kalinya sehingga diperoleh udara yang bertekanan

tinggi sehingga temperatur udara juga meningkat.

Kompresor aksial PLTG pada PT.PLN(Persero) Teluk Lembu Pekanbaru

mengalami korosi pada sudu-sudu kompresor yang disebabkan oleh volume udara

yang besar pada kompresor aksial terdapat kandungan air, udara dan gas yang

membentuk senyawa asam berpotensi menjadi senyawa korosif dan beberapa hal

yang dapat menjadi pengaruh terjadinya korosi (Linden,2001). Hal ini dapat

membuat sudu kompresor mengalami penurunan kekuatan material. Oleh karena

itu penulis membahas mengenai “Evaluasi Kerusakan Akibat Korosi pada Sudu

Kompresor Aksial Turbin Gas Kapasitas 21,6 Mw di PT. PLN(Persero) Teluk

Lembu Pekanbaru”

1.2 Tujuan Kerja Praktik

Pelaksanaan Kerja Praktik ini bertujuan untuk mengevaluasi kerusakan sudu

kompresor aksial turbin gas kapasitas 21,6 MW akibat korosi.

1.3 Manfaat Kerja Praktik

Manfaat yang akan didapatkan dari Kerja Praktik adalah :

1. Manfaat bagi mahasiswa yaitu mahasiswa memahami prinsip kerja kompresor

dan mengetahui penyebab terjadinya korosi pada sudu kompresor.

2

2. Manfaat bagi institusi pendidikan yaitu sebagai bahan tambahan atau sumber

bacaan bagi mahasiswa yang melakukan pengamatan tentang korosi.

3. Manfaat bagi industri yaitu untuk informasi dan sumber pengetahuan bagi

pekerja sebagai dasar untuk meningkatkan kualitas sudu kompresor.

1.4 Ruang Lingkup dan Batasan Masalah

Pengamatan dilakukan di PT.PLN(Persero) Sektor Pembangkitan Pekanbaru

unit PLTD/G Teluk Lembu dan pengamatan dilakukan pada sudu rotor kompresor

aksial turbin gas kapasitas 21,6 MW di PT.PLN (Persero) Sektor Pembangkit PLTG

Teluk Lembu Pekanbaru.

1.5 Waktu Pelaksanaan

Kerja Praktik dilaksanakan selama ± 1 (satu) bulan yang dimulai pada tanggal

19 Januari 2015 – 21 Februari 2015 di PT.PLN (Persero) Sektor Pembangkitan

Pekanbaru Unit PLTD/G Teluk Lembu.

3

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pembangkit Tenaga Listrik

Pembangkit tenaga listrik adalah salah satu bagian dari sistem tenaga listrik,

pada Pembangkit tenaga listrik terdapat peralatan elektrikal, mekanikal, dan

bangunan kerja. Pada pembangkit tersebut terdapat juga komponen-komponen

utama pembangkitan yaitu : generator, turbin yang berfungsi untuk mengkonversi

energi mekanik menjadi energi listrik.

Gambar 2.1 Ilustrasi Pembangkit Tenaga Listrik (Ansori,2013)

Pada gambar 2.1 diilustrasikan bahwa listrik yang dihasilkan dari pusat

pembangkitan yang menggunakan energi potensi mekanik (air, uap, panas bumi,

nuklir, dan lain - lain) untuk menggerakkan turbin yang porosnya dikopel/

digandeng dengan generator, dari generator yang berputar menghasilkan energi

listrik. Energi listrik yang dihasilkan disalurkan ke gardu induk melalui jaringan

transmisi, kemudian langsung di distribusikan ke konsumen melalui jaringan

distribusi.

2.1.1 Bagian – Bagian Pembangkit Tenaga Listrik

A. Penggerak utama (prime mover)

1. Mesin diesel

2. Turbin (air, gas, uap)

4

3. Beserta komponen dan perlengkapan lainnya (kondenser, boiler, dan

lain - lain)

2. Komponen listrik

1. Generator dan perlengkapannya

2. Transformator

3. Peralatan proteksi

4. Saluran kabel, busbar, dan lain – lain

3. Komponen sipil

1. Bendungan, pipa pesat, prasarana dan sarana penunjang (untuk PLTA)

2. Prasarana dan sarana sipil (pondasi peralatan, jalan, cable dutch, dan

lain - lain)

3. Gedung kontrol

4. Komponen mekanis

1. Peralatan bantu

2. Peralatan pendingin

3. peralatan proteksi dan lain - lain

2.1.2 Jenis – Jenis Pembangkit Tenaga Listrik

A. Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro (PLTMH)

Pembangkitan listrik mikrohidro adalah pembangkitan listrik dihasilkan

oleh generator listrik DC atau AC. Mikrohidro berasal dari kata micro yang berarti

kecil dan hydro artinya air, arti keseluruhan adalah pembangkitan listrik daya kecil

yang digerakkan oleh tenaga air. Tenaga air berasal dari aliran sungai kecil atau

danau yang dibendung dan kemudian dari ketinggian tertentu dan memiliki debit

yang sesuai akan menggerakkan turbin yang dihubungkan dengan generator listrik.

Generator yang digunakan untuk mikrohidro dirancang mudah untuk

dioperasikan dan dipelihara, didesain menunjang keselamatan, tetapi peralatan dari

listrik akan menjadi berbahaya bila tidak digunakan dengan baik. Sistem PLTMH

dapat dilihat pada Gambar 2.2.

5

Gambar 2.2 Sistem PLTMH (Ansori,2013)

B. Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA)

Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA) adalah salah satu pembangkit yang

memanfaatkan aliran air untuk diubah menjadi energi listrik. Air merupakan energi

yang terbarukan, sehingga air dapat terus dipergunakan untuk pembangkit listrik

tanpa harus takut kehabisan air. Ilustrasi dari Pembangkit Listrik Tenaga Air dapat

dilihat pada gambar 2.3.

Pembangkit listrik ini bekerja dengan cara merubah energi air yang mengalir

(dari bendungan atau air terjun) menjadi energi mekanik (dengan bantuan turbin

air) dan dari energi mekanik menjadi energi listrik (dengan bantuan generator).

Kemudian energi listrik tersebut dialirkan melalui jaringan-jaringan yang telah

dibuat, hingga akhirnya energi listrik tersebut dapat dipakai oleh manusia untuk

memenuhi kehidupan sehari-hari.

Gambar 2.3 Sistem PLTA (Abidin,2011)

6

C. Pembangkit Litrik Tenaga Uap (PLTU)

PLTU adalah pembangkit yang mengandalkan energi kinetik dari uap untuk

menghasilkan energi listrik. Bentuk utama dari pembangkit listrik jenis ini adalah

generator yang dihubungkan ke turbin yang digerakkan oleh tenaga kinetik dari uap

panas/kering. Pembangkit listrik tenaga uap menggunakan berbagai macam bahan

bakar terutama batu bara dan minyak bakar serta MFO untuk start up awal. Ilustrasi

dari sistem Pembangkit Listrik Tenaga Uap dapat dilihat pada Gambar 2.4.

Gambar 2.4 Sistem PLTU (Sulistiyono,2013)

D. Pembangkit Listrik Tenaga Gas (PLTG)

PLTG adalah pembangkit listrik yang mengkonversi energi kinetik dari gas

untuk menghasilkan putaran pada turbin gas sehingga menggerakkan generator dan

kemudian menghasilkan energi listrik. Ilustrasi dari sistem Pembangkit Listrik

Tenaga Gas dapat dilihat pada Gambar 2.5.

Gambar 2.5 Sistem PLTG (Miswar,2011)

7

E. Pembangkit Listrik Tenaga Gas dan Uap (PLTGU)

PLTGU merupakan suatu instalasi peralatan yang berfungsi untuk

mengubah energi panas (hasil pembakaran bahan bakar dan udara) menjadi energi

listrik yang bermanfaat. Pada dasarnya, sistem PLTGU ini merupakan

penggabungan antara PLTG dan PLTU. PLTU memanfaatkan energi panas dan uap

dari gas buang hasil pembakaran di PLTG untuk memanaskan air di HRSG (Heat

Recovery Steam Genarator), sehingga menjadi uap jenuh kering. Uap jenuh kering

inilah yang akan digunakan untuk memutar sudu . Gas yang dihasilkan dalam ruang

bakar akan menggerakkan turbin dan kemudian generator, yang akan mengubahnya

menjadi energi listrik. Sama halnya dengan PLTU, bahan bakar PLTG bisa

berwujud cair (BBM) maupun gas (gas alam). Penggunaan bahan bakar

menentukan tingkat efisiensi pembakaran dan prosesnya. Ilustrasi dari pembangkit

ini dapat dilihat pada Gambar 2.6.

Gambar 2.6 Sistem PLTGU (Sinaga,2012)

F. Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi (PLTP)

PLTP merupakan pembangkit listrik yang memanfaatkan energi dari panas

bumi, sehingga dapat memanaskan ketel uap, dan uap yang dihasilkan digunakan

untuk menggerakkan turbin. Meskipun tergolong ramah lingkungan, namun

beberapa hal perlu dipertimbangkan apabila pembangkit listrik tenaga panas bumi

ingin dikembangkan sebagai pembangkit dengan skala besar. Beberapa parameter

8

yang harus dipertimbangkan adalah kandungan uap panas dan sifat fisika dari uap

panas di dalam reservoir dan penurunan tekanan yang terjadi sebagai akibat

digunakannya uap panas di dalam reservoir.

Uap panas bumi didapatkan dari satu kantong uap di perut bumi. Tepatnya

di atas lapisan batuan yang keras dia atas magma dan mendapatkan air dari lapisan

humus di bawah hutan penahan air hujan. Pengeboran dilakukan di atas permukaan

kantong uap tersebut, hingga uap akan menyembur keluar. Semburan uap dialirkan

ke turbin penggerak generator. Namun ada dampak yang tidak menguntungkan dari

uap yang menyembur keluar. Uap yang keluar mengandung berbagai unsur kimia

yang terlarut dalam bahan-bahan padat sehingga uap tidak begitu murni. Zat-zat

pengotor antara lain Fe, Cl, SiO2,CO2,H2S dan NH4. Pengotor ini akan mengurangi

efisiensi PLTP, merusak sudu-sudu turbin dan mencemari lingkungan. Ilustrasi dari

sistem pembangkit ini dapat dilihat pada gambar 2.7.

Gambar 2.7 Sistem PLTP (Ansori,2013)

G. Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD)

PLTD adalah pembangkit listrik yang menggunakan tenaga mesin diesel

sebagai penggerak untuk memutarkan turbin. Ilustrasi dari sistem pembangkit ini

dapat dilihat pada gambar 2.8.

9

Gambar 2.8 Sistem PLTD (Ansori,2013)

H. Pembangkit Litrik Tenaga Nuklir (PLTN)

PLTN adalah pembangkit listrik yang mengkonversi energi panas (thermal)

menjadi energi mekanik yaitu panas yang dihasilkan diperoleh dari satu atau lebih

reaktor nuklir pembangkit listrik. Ilustrasi dari sistem pembangkit ini dapat dilihat

pada gambar 2.9.

Gambar 2.9 Sistem PLTN (Ansori,2013)

2.2 Pembangkit Listrik Tenaga Gas (PLTG)

2.2.1 Pengertian

Pembangkit listrik tenaga gas (PLTG) merupakan sebuah pembangkit

energi listrik yang menggunakan peralatan/mesin turbin gas sebagai penggerak

10

generatornya. Turbin gas dirancang dan dibuat dengan prinsip kerja yang sederhana

yaitu energi panas yang dihasilkan dari proses pembakaran bahan bakar diubah

menjadi energi mekanis dan selanjutnya diubah menjadi energi listrik atau energi

lainnya sesuai dengan kebutuhannya.

Adapun kelebihan dari PLTG adalah sebagai berikut :

1. Respon beban cepat sehingga bagus buat beban puncak (18.00-22.00

WIB)

2. Hasil gas buang dari PLTG dapat dimanfaatkan untuk reheater lob

pressure PLTU karena gas buangnya masih mempunyai energi yang

cukup besar.

3. Tidak membutuhkan lahan yang luas dan bisa dibangun di daerah

padat (pusat kota)

2.2.2 Komponen Turbin Gas

Gambar 2.10 Komponen Utama Turbin Gas (Kurniadi,2013)

Sistem turbin gas yang dipergunakan pada sebuah pembangkit listrik tenaga

gas (PLTG) sebenarnya memiliki tiga komponen yang paling utama. Komponen

tersebut adalah kompresor, ruang bakar atau combustion chambers dan turbin.

Namun tentu saja terdapat berbagai komponen pendukung yang juga cukup penting

keberadaannya. Gambar 2.10 menunjukkan komponen utama dari sistem turbin gas

PLTG. Komponen utama turbin gas antara lain :

11

1. Filter Inlet Compressor

Fluida kerja turbin gas adalah udara atmosfer. Debit aliran udara yang

dibutuhkan oleh mesin ini sangat besar. Sehingga udara yang masuk ke dalam

sistem turbin gas harus sangat bersih. Partikel-partikel pengotor seperti debu dan

pasir tidak boleh ikut terbawa masuk, karena tentu saja partikel-partikel tersebut

dapat mengikis sudu-sudu kompresor dan turbin. Pada gambar 2.11 dapat dilihat

bahwa partikel pengotor dapat mengakibatkan kerusakan pada sudu turbin.

Gambar 2.11 Kerusakan Sudu Turbin Akibat Partikel Pengotor Udara

(Melissa dkk, 2010)

Setiap sistem turbin gas selalu dilengkapi dengan filter inlet udara. Filter ini

berfungsi untuk mencegah partikel-partikel pengotor masuk ke dalam sistem turbin

gas. Hal tersebut dikarenakan adanya berbagai macam resiko yang mungkin terjadi

jika partikel-partikel tersebut masuk ke dalam sistem turbin gas. Pada gambar 2.12

adalah salah satu bentuk dari filter inlet udara pada sistem turbin gas. Berikut adalah

resiko-resiko yang terjadi:

1. Kerusakan parah akibat masuknya benda-benda asing seperti batu, kerikil,

kayu, dan lain sebagainya.

2. Pasir dan debu dapat mengerosi atau mengikis komponen-komponen turbin

gas secara perlahan.

12

3. Partikel-partikel halus juga dapat membentuk kerak di area sudu-sudu jika

berkombinasi dengan air, uap minyak, dan garam-garaman.

4. Jika partikel pengotor mencapai temperatur leburnya pada sisi keluaran

combustion chamber, sangat mungkin akan bereaksi fusi dengan permukaan

sudu turbin sehingga dapat mengubah struktur kimia dan sifat-sifat fisiknya.

5. Kerusakan terakhir yang mungkin terjadi adalah korosi pada sudu-sudu

kompresor dan turbin akibat masuknya zat-zat asing seperti garam-

garaman, asam-asaman, uap, atau juga gas-gas aktif seperti klorin, oksida,

dan sulfit.

Gambar 2.12 Filter Udara Pada Sistem Gas Turbin (Kable,2013)

Penentuan jenis filter turbin gas sangat bergantung pada kondisi lingkungan

sekitar. Turbin gas yang dibangun di area gurun pasir tentu menggunakan tipe filter

yang berbeda dengan jika dibangun di area sekitar hutan. Pemilihan filter yang tepat

sangat berpengaruh terhadap performa dan usia kerja turbin gas, dan juga dapat

mengurangi kebutuhan perawatan rutin turbin gas tersebut.

2. Kompresor

Berdasarkan Siklus Brayton, kompresor pada sistem turbin gas berfungsi

untuk memampatkan udara sehingga ekspansi udara pada saat keluar dari

13

combustion chamber, terjadi secara maksimal. Udara atmosfer masuk ke sisi inlet

kompresor setelah melewati filter udara. Pada sisi outlet kompresor, udara telah

berada pada rasio tekanan tertentu dan siap untuk masuk ke ruang bakar.

Kompresor sentrifugal dan aksial menjadi dua tipe kompresor yang

diaplikasikan pada sistem turbin gas. Kompresor sentrifugal lebih banyak

digunakan pada sistem turbin gas yang berukuran kecil seperti mesin turbojet,

karena kemampuannya yang hanya mampu menghasilkan rasio kompresi hingga

3,5:1. Sedangkan kompresor aksial lebih banyak digunakan pada turbin gas

berukuran besar. Hal tersebut dikarenakan satu stage sudu kompresor aksial

memiliki rasio kompresi 1,1:1 hingga 1,4:1. Dan jika menggunakan sistem

multistage sudu, rasio kompresi dapat mencapai hingga 40:1. Pada gambar 2.13

adalah kompresor aksial yang terdapat pada turbin gas.

Gambar 2.13 Kompresor Aksial Multistage Pada Turbin Gas (Matsuoka,2012)

Satu stage kompresor aksial tersusun atas dua bagian sudu yakni rotor dan

stator. Sudu rotor berbentuk aerofoil (semacam sayap pesawat) berfungsi untuk

mengakselerasi udara sehingga kecepatannya meningkat. Sedangkan sudu stator

berbentuk difuser, yang berfungsi untuk mengkonversi kecepatan udara tersebut

menjadi tekanan. Sehingga prinsip kerja kompresor aksial pada turbin gas ini adalah

dengan mengakselerasi kecepatan udara, diikuti dengan pengkonversian kecepatan

udara tersebut menjadi tekanan oleh difuser. Pada sisi akhir stator terdapat difuser

yang berfungsi untuk meningkatkan tekanan udara serta mengontrol kecepatannya

sebelum masuk ke area combustion chamber.

14

3. Combustion Chamber

Udara bertekanan dari kompresor akan masuk menuju ruang bakar yang

biasa disebut combustion chamber atau combustor. Di dalam combustor, oksigen

dalam udara akan bereaksi dengan bahan bakar sehingga menghasilkan panas.

Panas tersebut diserap oleh komponen udara sisa seperti nitrogen sehingga udara

hasil pembakaran mengalami semacam pemuaian secara cepat. Pada gambar 2.14

merupakan cumbustion chamber pada turbin gas dengan merk Kawasaki.

Gambar 2.14 Combustor Pada Gas Turbin (Kawasaki,2009)

4. Turbin Gas

Ada dua tipe turbin gas yang selama sejarah pengembangannya digunakan

untuk kebutuhan pembangkit tenaga listrik. Keduanya adalah turbin gas tipe aksial

dan sentrifugal. Namun pada praktiknya, turbin gas tipe aksial lebih lazim

digunakan karena lebih efisien ketimbang tipe sentrifugal.

5. Sistem Bearing dan Lubrikasi

Sama dengan turbin uap, turbin gas menggunakan dua tipe bearing wajib

yaitu journal bearing dan thrust bearing. Journal bearing adalah bearing yang

berfungsi untuk menahan beban berat dari seluruh komponen turbin gas. Sedangkan

thrust bearing bertugas untuk menahan beban aksial yang muncul pada komponen-

komponen turbin gas akibat gaya dorong aksial udara panas bertekanan di

dalamnya.

Pada sebuah hasil percobaan yang dirilis oleh Fakultas Teknik Mesin

Universitas Tokyo, menunjukan bahwa beban aksial dan radial pada saat proses

penyalaan awal gas turbin, bernilai sangat fluktuatif. Oleh karena itu, penggunaan

15

thrust dan journal bearing harus didesain dengan tepat. Beberapa parameter yang

mempengaruhi desain bearing antara lain adalah beban total, kecepatan putaran

rotor, sistem lubrikasi yang digunakan, susunan shaft, target keawetan, sistem

mounting, dan kondisi lingkungan.

2.3 Pengertian Korosi

Korosi adalah kerusakan atau degradasi logam akibat reaksi redoks antara

suatu logam dengan berbagai zat di lingkungannya yang menghasilkan senyawa-

senyawa yang tidak dikehendaki. Dalam bahasa sehari-hari, korosi disebut

perkaratan.

Reaksi reduksi oksidasi merupakan reaksi yang disertai pertukaran elektron

antara pereaksi, yang menyebabkan keadaan oksidasi berubah. Dari sejarahnya,

istilah oksidasi diterapkan untuk proses-proses oksigen diambil oleh suatu zat.

Maka reduksi dianggap sebagai proses oksigen diambil dari dalam suatu zat.

Kemudian penangkapan hidrogen juga disebut reduksi, sehingga kehilangan

hidrogen harus disebut dengan oksidasi. Reaksi-reaksi lain baik oksigen maupun

hidrogen yang tidak ambil bagian belum bisa dikelompokkan sebagai oksidasi atau

reduksi sebelum definisi oksidasi dan reduksi yang paling umum, yang didasarkan

pada pelepasan dan pengambilan elektron (Svehla, 1990).

Korosi dapat digambarkan sebagai sel galvanik yang mempunyai hubungan

pendek, beberapa daerah permukaan logam bertindak sebagai katoda dan lainnya

sebagai anoda, dan rangkaian listrik dilengkapi oleh aliran electron menuju besi itu

sendiri. Sel elektrokimia terbentuk pada bagian logam yang terdapat pengotor atau

di daerah yang terkena tekanan (Oxtoby, 1999).

Pada peristiwa korosi, logam mengalami oksidasi, sedangkan oksigen

(udara) mengalami reduksi. Karat logam umumnya adalah berupa oksida atau

karbonat. Rumus kimia karat besi adalah Fe2O3.nH2O, suatu zat padat yang

berwarna coklat-merah.

Korosi merupakan proses elektrokimia. Pada korosi besi, bagian tertentu

dari besi itu berlaku sebagai anode, di mana besi mengalami oksidasi.

Fe(s) Fe2+(aq) + 2e

16

Elektron yang dibebaskan di anode mengalir ke bagian lain dari besi itu

yang bertindak sebagai katode, di mana oksigen tereduksi.

O2(g) + 4H+(aq) + 4e 2H2O(l)

atau

O2(g) + 2H2O(l) + 4e 4OH-(aq)

Ion besi(II) yang terbentuk pada anode selanjutnya teroksidasi membentuk

ion besi(III) yang kemudian membentuk senyawa oksida terhidrasi, yaitu karat besi.

Mengenai bagian mana dari besi itu yang bertindak sebagai anode dan bagian mana

yang bertindak sebagai katode, bergantung pada berbagai faktor, misalnya zat

pengotor, atau perbedaan rapatan logam itu.

Besi yang murni adalah logam yang berwarna putih perak yang kukuh dan

liat, melebur pada suhu 1535oC. Jarang terdapat besi komersial yang murni,

biasanya besi mengandung sejumlah kecil karbida, silsida, fosfida, dan sulfida dari

besi, serta sedikit grafit. Zat-zat pencemar ini memainkan peranan penting dalam

kekuatan struktur besi. Berbeda dengan tembaga, tembaga adalah logam merah

muda, yang lunak, dapat ditempa, dan liat. Tembaga melebur pada 1038oC. Karena

potensial elektroda standarnya positif, tembaga tidak larut dalam asam klorida dan

asam sulfat encer, meskipun dengan adanya oksigen ia bisa larut sedikit (Svehla,

1990).

Korosi dapat juga diartikan sebagai serangan yang merusak logam karena

logam bereaksi secara kimia atau elektrokimia dengan lingkungan. Ada definisi lain

yang mengatakan bahwa korosi adalah kebalikan dari proses ekstraksi logam dari

biji mineralnya. Contohnya, biji mineral logam besi di alam bebas ada dalam bentuk

senyawa besi oksida atau besi sulfida, setelah diekstraksi dan diolah akan dihasilkan

besi yang digunakan untuk pembuatan baja atau baja paduan. Selama pemakaian,

baja tersebut akan bereaksi dengan lingkungan yang menyebabkan korosi (kembali

menjadi senyawa besi oksida).

Deret Volta dan hukum Nernst akan membantu untuk dapat mengetahui

kemungkinan terjadinya korosi. Kecepatan korosi sangat tergantung pada banyak

faktor, seperti ada atau tidaknya lapisan oksida, karena lapisan oksida dapat

menghalangi beda potensial terhadap elektrode lainnya yang akan sangat berbeda

bila masih bersih dari oksida.

17

2.4 Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Korosi

Ada beberapa faktor yang mempengaruhi suatu logam dapat terkorosi dan

kecepatan laju korosi suatu logam. Suatu logam yang sama belum tentu mengalami

kasus korosi yang sama pula pada lingkungan yang berbeda. Begitu juga dua logam

pada kondisi lingkungan yang sama tetapi jenis materialnya berbeda, belum tentu

mengalami korosi yang sama. Dari hal tersebut, maka dapat dikatakan bahwa

terdapat dua faktor yang dapat mempengaruhi korosi suatu logam, yaitu faktor

metalurgi dan faktor lingkungan.

1. Faktor Metalurgi

Faktor metalurgi ada pada material tersebut. Suatu logam dapat tahan

terhadap korosi, kecepatan korosi yang dapat terjadi pada suatu kondisi, jenis korosi

yang paling mudah terjadi, dan lingkungan yang dapat menyebabkan terkorosi,

ditentukan dari faktor metalurgi tersebut.

Faktor metalurgi yang dimaksud antara lain :

a. Jenis logam dan paduannya

Pada lingkungan tertentu, suatu logam dapat tahan tehadap korosi. Sebagai

contoh, aluminium dapat membentuk lapisan pasif pada lingkungan tanah dan air

biasa, sedangkan Fe, Zn, dan beberapa logam lainnya dapat dengan mudah

terkorosi.

b. Morfologi dan homogenitas

Bila suatu paduan memiliki elemen paduan yang tidak homogen, maka

paduan tersebut akan memiliki karakteristik ketahanan korosi yang berbeda-beda

pada tiap daerahnya.

c. Perlakuan panas

Logam yang di heat treatment akan mengalami perubahan struktur kristal

atau perubahan fasa. Sebagai contoh perlakuan panas pada temperatur 500-800 oC

terhadap baja tahan karat akan menyebabkan terbentuknya endapan krom karbida

pada batas butir. Hal ini dapat menyebabkan terjadinya korosi intergranular pada

baja tersebut. Selain itu, beberapa proses heat treatment menghasilkan tegangan

18

sisa. Bila tegangan sisa tersebut tidak dihilangkan, maka dapat memicu terjadinya

korosi retak tegang.

d. Sifat mampu fabrikasi dan pemesinan

Merupakan suatu kemampuan material untuk menghasilkan sifat yang baik

setelah proses fabrikasi dan pemesinan. Bila suatu logam setelah fabrikasi memiliki

tegangan sisa atau endapan inklusi maka memudahkan terjadinya retak.

2. Faktor Lingkungan

Faktor-faktor lingkungan yang dapat mempengaruhi korosi antara lain:

a. Komposisi kimia

Ion-ion tertentu yang terlarut di dalam lingkungan dapat mengakibatkan

jenis korosi yang berbeda-beda. Misalkan antara air laut dan air tanah memiliki sifat

korosif yang berbeda yaitu air laut mengandung ion klor yang sangat reaktif

mengakibatkan korosi.

b. Konsentrasi

Konsentrasi dari elektrolit atau kandungan oksigen akan mempengaruhi

kecepatan korosi yang terjadi. Pengaruh konsentrasi elektrolit terlihat pada laju

korosi yang berbeda dari besi yang tercelup dalam H2SO4 encer atau pekat, yaitu

pada larutan encer, Fe akan mudah larut dibandingkan dalam H2SO4 pekat.

Suatu logam yang berada pada lingkungan dengan kandungan O2 yang

berbeda akan terbagi menjadi dua bagian yaitu katodik dan anodik. Daerah anodik

terbentuk pada media dengan konsentrasi O2 yang rendah dan katodik terbentuk

pada media dengan konsentrasi O2 yang tinggi.

c. Temperatur

Pada lingkungan temperatur tinggi, laju korosi yang terjadi lebih tinggi

dibandingkan dengan temperatur rendah, karena pada temperatur tinggi kinetika

reaksi kimia akan meningkat.

Gambar 2.15 menunjukkan pengaruh temperatur terhadap laju korosi pada

Fe. Semakin tinggi temperatur, maka laju korosi akan semakin meningkat, namun

menurunkan kelarutan oksigen. Sehingga pada suatu sistem terbuka, diatas suhu 80

oC, laju korosi akan mengalami penurunan karena oksigen akan keluar sedangkan

19

pada suatu sistem tertutup, laju korosi akan terus meningkat karena adanya oksigen

yang terlarut.

Gambar 2.15 Pengaruh Temperatur Terhadap Laju Korosi Fe (Ahsan,2012)

d. Gas, cair atau padat

Kandungan kimia di medium cair, gas atau padat berbeda-beda. Misalkan

pada gas, bila lingkungan mengandung gas asam, maka korosi akan mudah terjadi

(contohnya pada pabrik pupuk). Kecepatan dan penanganan korosi ketiga medium

tersebut juga dapat berbeda-beda. Untuk korosi di udara, proteksi katodik tidak

dapat dilakukan, sedangkan pada medium cair dan padat memungkinkan untuk

dilakukan proteksi katodik.

e. Kondisi biologis

Mikroorganisme seperti bakteri dan jamur dapat menyebabkan terjadinya

korosi mikrobial terutama sekali pada material yang terletak di tanah. Keberadaan

mikroorganisme sangat mempengaruhi konsentrasi oksigen yang mempengaruhi

kecepatan korosi pada suatu material.

2.5 Pengertian Kerusakan

Kerusakan terjadi bila performance suatu sistem atau komponen-komponen

(mesin) mengalami kegagalan fungsi atau tidak memenuhi harapan.

2.5.1 Jenis-Jenis Kerusakan dan Penyebabnya

Kerusakan dapat terjadi dalam dua tingkatan, yaitu kerusakan atau

kegagalan system (system failure) dimana performance keseluruhan mekanisme

20

berhenti fungsinya. Misalnya suatu kendaraan tiba-tiba tidak mampu distarter, TV

tiba-tiba gambarnya lenyap, AC tidak mengeluarkan udara dingin/sejuk.

Setelah itu pertanyaan lanjutan akan muncul “apa (what) yang salah?” atau

“komponen mana yang rusak?” Untuk itu harus dicari komponen penyebab tidak

berfungsinya suatu sistem.

Setelah komponen yang rusak ditemukan maka tahapan berikutnya adalah

analisa kerusakan komponen (component failure). Pada tahap ini muncul

pertanyaan bagaimana (how) kerusakan dapat terjadi, dan mengapa (why)

komponen tersebut bisa rusak? Untuk itulah perlu dilakukan penyelidikan secara

sistematis, agar kerusakan tidak terjadi dan terjadi lagi. Sehingga kalau sekedar

mengganti komponen yang rusak, tanpa penyelidikan, maka akan terjadi kerusakan

lagi dikemudian hari.

Pada tahapan kerusakan sistem secara umum dapat dipisahkan menjadi dua

bagian, yaitu sistem mekanis atau elektik. Pada sistem mekanis biasanya gejalanya

dapat diketahui secara fisik. misalnya terjadinya getaran yang berlebihan, gerakan

mesin tidak balance, adanya suara yang tidak semestinya. Sedangkan pada sistem

elektrik gejala yang tidak nampak biasanya lebih dominan. Gejala yang nampak

misalnya, panas yang berlebihan pada bagian tertentu. Sedangkan yang tidak

nampak bisa diketahui dari performance mesin yang mulai turun, atau dari hasil

pengukuran pada arus, tegangan dan tahanan isolasinya.

Kerusakan sistem elektrik dapat dikategorikan menjadi tiga tingkatan:

1) Malfunction, sistem tidak berfungsi semestinya karena komponen mengalami

penurunan performance atau berubahnya rangkaian kerja akibat berubahnya

setting parameter.

2) Failure, sistem tidak mau bekerja karena rusaknya komponen atau putusnya

suatu rangkaian sehingga arus terhenti (loss contact) di suatu titik.

3) Tripped, pengaman (fuse) sistem elektrik terputus (shut down) akibat tingginya

arus yang diterima pengaman (overload, short circuit)

Kerusakan komponen atau konstruksi mesin secara umum dapat

diklasifikasikan dalam empat kategori, yaitu:

1) Damage - defect berarti suatu kondisi dimana terjadi akumulasi aliran plastis

pada struktur konstruksi, tetapi masih bisa dimanfaatkan.

21

2) Fracture - crack, adalah suatu keadaan yang menunjukkan bahwa konstruksi

mulai retak.

3) Fracture – break, adalah suatu keadaan yang memperlihatkan konstruksi atau

komponen patah memjadi dua bagian atau lebih. Seringkali fracture

mempunyai pengertian yang sama dengan break.

4) Rupture, adalah suatu kondisi khusus dimana komponen atau struktur patah

disertai geseran palastis (plastic slip), terutama pada material yang bersifat ulet.

Komponen atau struktur yang mengalami creep atau creep test (pengujian pada

tegangan konstan dalam konsisi temperature tinggi) akan menghasilkan

rupture.

Berdasarkan pendekatan kurva tegangan-regangan (stress-strain curve),

dalam pengujian tarik, bila tegangan melampaui yield-stress akan terjadi kerusakan

(failure). Tahapan umum yang mendahului final/total failure antara lain:

1. Mulai gagal (incipient failure)

2. Mulai terjadi cacat (incipient damage)

3. Mencemaskan (distress)

4. Memburuk (deterioration), dan

5. Rusak (damage)

Damage dalam arti luas mencakup kelelahan (fatigue), keausan (wear), dan

korosi (corrosion), yang mana secara makroskopis masing-masing fenomena dapat

tumbuh dan mempunyai pengaruh terhadap suatu struktur/konstruksi. Damage

(kerusakan) dari suatu material disajikan pada tabel 2.1.

Tabel 2.1 Tipe Kerusakan Material

Type Fenomena Pertumbuhan

Kerusakan Makroskopis Makroskopis

Kelelehan(fatigue) Tidak Tampak Cepat Bahaya

Keausan (Wear) Tampak Perlahan Aman

Korosi(corrosion) Tampak Perlahan Aman

Lain-lain

(impact,overload)

22

Faktor-faktor yang menyebabkan kerusakan material, komponen dan

konstruksi atau memperpendek umur operasi (service live) dapat dilihat pada tabel

2.2.

Tabel 2.2 Faktor Penyebab Kerusakan Material

Disain Material Proses

Operasional Pembuatan

Kesalahan dalam

perhitungan

overloading

Cacat pengecoran

atau tempa

Kesalahan dalam

proses pengerjaan

pemesinan

Kesalahan dalam

kontrol/prosedur

operasional

Kesalahan

pemilihan material

Kesalahan dalam

pengolahan panas

Kesalahan dalam

pengolahan panas

Overloading

Tidak

diperhatikannya

kondisi lingkungan

Material diluar

spesifikasi

Kesalahan dalam

proses lanjut

Kualifikasi tenaga

operator kurang

memadai

Dan lain-lain Adanya

penurunan sifat

mekanis

Kesalahan dalam

proses lanjut

Kualifikasi tenaga

operator kurang

memadai

23

BAB III

METODOLOGI

3.1 Umum

Dalam pelaksanaan kerja praktik dilakukan pengamatan secara visual pada

sudu kompresor yang mengalami kerusakan akibat korosi. Kemudian dilakukan

pengumpulan data yang berhubungan dengan korosi pada sudu kompresor,

yaitu temperatur pada kompresor aksial dan dimensi sudu kompresor. Data yang

diperoleh dilakukan analisa yaitu analisa kerusakan sudu - sudu kompresor yang

diakibatkan oleh temperatur tinggi dan pengaruh lainnya yang dapat

menyebabkan korosi erosi. Tahapan-tahapan tersebut secara umum disajikan

dalam bentuk diagram alir pada Gambar 3.1.

3.2 Tahap Kegiatan

Mulai

Studi Literatur

Pengamatan visual sudu

kompresor aksial

Pengumpulan data

A

Pengolahan data

Gambar 3.1 Tahap Kegiatan

24

1. Studi literatur

Studi literatur yang dilakukan adalah mencari referensi teori yang relevan

dengan permasalahan mengenai kerusakan sudu kompresor aksial yang

yang disebabkan oleh korosi. Referensi tersebut berisikan tentang

kompresor aksial pada turbin gas, korosi pada logam dan mengenai

kerusakan material. Korosi yang terjadi pada sudu kompresor aksial adalah

korosi erosi karena adanya pergerakan sudu dengan kecepatan tinggi yang

diikuti efek abrasi( pengikisan material akibat gesekan antara satu material

dengan material lainnya) pada sudu kompresor aksial.

2. Pengamatan visual

Pengamatan secara kasat mata kerusakan sudu kompresor aksial turbin

gas akibat korosi.

Gambar 3.2 Tahap Kegiatan (lanjutan)

Analisa dan Pembahasan

Kesimpulan dan

Saran

Selesai

A

25

(a)

(b)

Gambar 3.3 Contoh Kerusakan Sudu Kompresor Aksial (PLTD/G Teluk

Lembu)

3. Pengumpulan data

Data yang dikumpulkan adalah temperatur pada kompresor aksial turbin

gas yaitu pada saat PLTG unit 3 terakhir digunakan yaitu pada tanggal 03

November 2014 dengan menggunakan termokopel, data yang diperoleh dari

26

log sheet sebanyak 4 data dan ukuran sudu kompresor aksial turbin gas yang

diukur manual dengan menggunakan mistar ingsut analog.

Tabel 3.1 Log Sheet Temperatur Kompresor Aksial Tanggal 03 November 2014

PLTD/G Teluk Lembu

Jam Titik 1 (oC) Titik 2 (oC)

19.00 332 333

20.00 326 326

21.00 326 326

22.00 327 328

4. Pengolahan data

Data yang telah dikumpulkan yaitu data temperatur dan data ukuran sudu

kompresor aksial selanjutnya dilakukan pengolahan data untuk mengetahui

penyebab kerusakan sudu kompresor aksial.

5. Analisa data dan pembahasan

Setelah dilakukan pengolahan data maka langkah berikutnya yang

dilakukan yaitu analisa dan pembahasan. Data yang dianalisa adalah

temperatur mempengaruhi laju korosi yang mengakibatkan kerusakan pada

sudu kompresor dan pengaruh lainnya yang dapat mengakibatkan korosi

erosi.

6. Kesimpulan dan saran

Setelah dilakukan analisa dan dilakukan pembahasan maka langkah

selanjutnya adalah kesimpulan dan saran. Kesimpulan dari hasil analisa

kerusakan sudu kompresor aksial turbin gas dan rekomendasi.

3.3 Alat dan Bahan

3.3.1 Alat Ukur Temperatur

Alat ukur yang digunakan untuk mengukur temperatur pada

kompresor aksial di PLTD/G Teluk Lembu adalah termokopel dengan tipe

termokopel well type P/N 297 A 529 P021.

27

Gambar 3.4 Termokopel (PLTD/G Teluk Lembu)

3.3.2 Alat Ukur Dimensi Sudu

Alat ukur yang digunakan untuk mengukur dimensi sudu kompresor

aksial di PLTD/G Teluk Lembu adalah mistar ingsut analog tipe Mitutoyo

Dial Caliper Series 505.

Gambar 3.5 Mistar Ingsut (PLTD/G Teluk Lembu)

28

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Perhitungan Menggunakan Metode Weight Loss

Perhitungan kehilangan berat (weight loss) dilakukan dengan melakukan

selisih antara massa awal dan massa akhir terlihat pada rumus perhitungan

kehilangan berat yaitu pada persamaan 4.1.

𝑊 = 𝑊0 − 𝑊𝐴 (4.1)

Keterangan :

W = Selisih berat (gram)

W0 = Berat sebelum korosi (gram)

WA = Berat setelah korosi (gram)

Perhitungan laju korosi dapat dilakukan dengan melihat rumus laju korosi

erosi secara umum pada persamaan 4.2

𝐶𝑅 =𝑊

𝐴𝑇 (4.2)

Keterangan :

CR = Laju korosi (𝑔𝑟

𝑐𝑚2𝑡𝑎ℎ𝑢𝑛)

W = Kehilangan berat (gram)

A = Luas permukaan logam (cm2)

T = Waktu (hari)

Diketahui bahwa material sudu kompresor aksial pada turbin gas adalah

alloy steel AISI 4140.Massa jenis alloy steel AISI 4140 (7,85 gr/cm3).

1. Sudu 1

Berat sebelum korosi ( m1 = W0 )

𝜌 =𝑚1

𝑉

𝑚1 = 𝜌 𝑥 𝑉

𝑚1 = (7,85 𝑔𝑟/𝑐𝑚3)𝑥(12,4 𝑐𝑚 𝑥 21 𝑐𝑚 𝑥 1,5 𝑐𝑚)

𝑚1 = 3066,21 𝑔𝑟

29

Berat sesudah korosi ( m2 = WA )

𝜌 =𝑚2

𝑉

𝑚2 = 𝜌 𝑥 𝑉

𝑚2 = (7,85 𝑔𝑟/𝑐𝑚3)𝑥(12,325 𝑐𝑚 𝑥 21 𝑐𝑚 𝑥 1,5 𝑐𝑚)

𝑚2 = 3047,66 𝑔𝑟

Kehilangan berat

𝑊 = 𝑊0 − 𝑊𝐴

𝑊 = 3066,21 𝑔𝑟 − 3047,66 𝑔𝑟

𝑊 = 18,55 𝑔𝑟

Laju Korosi

𝐶𝑅 =𝑊

𝐴𝑇

𝐶𝑅 =18,55 𝑔𝑟

(12,4 𝑐𝑚 𝑥 21 𝑐𝑚)𝑥1000 ℎ𝑎𝑟𝑖

𝐶𝑅 = 7,12 𝑥 10−5 𝑔𝑟

𝑐𝑚2𝑥ℎ𝑎𝑟𝑖 𝑥

365 ℎ𝑎𝑟𝑖

1 𝑡𝑎ℎ𝑢𝑛

𝐶𝑅 = 2,59 𝑥 10−2 𝑔𝑟

𝑐𝑚2𝑥 𝑡𝑎ℎ𝑢𝑛

2. Sudu 2

Berat sebelum korosi ( m1 = W0 )

𝜌 =𝑚1

𝑉

𝑚1 = 𝜌 𝑥 𝑉

𝑚1 = (7,85 𝑔𝑟/𝑐𝑚3)𝑥(9,85 𝑐𝑚 𝑥 18,4 𝑐𝑚 𝑥 1,5 𝑐𝑚)

𝑚1 = 2134,1 𝑔𝑟

Berat sesudah korosi ( m2 = WA )

𝜌 =𝑚2

𝑉

𝑚2 = 𝜌 𝑥 𝑉

𝑚2 = (7,85 𝑔𝑟/𝑐𝑚3)𝑥( 9,84 𝑐𝑚 𝑥 18,38 𝑐𝑚 𝑥 1,5 𝑐𝑚)

𝑚2 = 2129,62 𝑔𝑟

30

Kehilangan berat

𝑊 = 𝑊0 − 𝑊𝐴

𝑊 = 2134,1 𝑔𝑟 − 2129,62 𝑔𝑟

𝑊 = 4,48 𝑔𝑟

Laju Korosi

𝐶𝑅 =𝑊

𝐴𝑇

𝐶𝑅 =4,48 𝑔𝑟

(9,85 𝑐𝑚 𝑥 18,4 𝑐𝑚)𝑥1000 ℎ𝑎𝑟𝑖

𝐶𝑅 = 1,72 𝑥 10−5 𝑔𝑟

𝑐𝑚2𝑥ℎ𝑎𝑟𝑖 𝑥

365 ℎ𝑎𝑟𝑖

1 𝑡𝑎ℎ𝑢𝑛

𝐶𝑅 = 9,03 𝑥 10−3 𝑔𝑟

𝑐𝑚2𝑥 𝑡𝑎ℎ𝑢𝑛

3. Sudu 3

Berat sebelum korosi ( m1 = W0 )

𝜌 =𝑚1

𝑉

𝑚1 = 𝜌 𝑥 𝑉

𝑚1 = (7,85 𝑔𝑟/𝑐𝑚3)𝑥(9,3 𝑐𝑚 𝑥 16,3 𝑐𝑚 𝑥 1,5 𝑐𝑚)

𝑚1 = 1784,97 𝑔𝑟

Berat sesudah korosi ( m2 = WA )

𝜌 =𝑚2

𝑉

𝑚2 = 𝜌 𝑥 𝑉

𝑚2 = (7,85 𝑔𝑟/𝑐𝑚3)𝑥( 9,28 𝑐𝑚 𝑥 16,265 𝑐𝑚 𝑥 1,5 𝑐𝑚)

𝑚2 = 1777,31 𝑔𝑟

Kehilangan berat

𝑊 = 𝑊0 − 𝑊𝐴

𝑊 = 1784,97 𝑔𝑟 − 1777,31 𝑔𝑟

𝑊 = 7,66 𝑔𝑟

31

Laju Korosi

𝐶𝑅 =𝑊

𝐴𝑇

𝐶𝑅 =7,66 𝑔𝑟

(9,3 𝑐𝑚 𝑥 16,3 𝑐𝑚)𝑥1000 ℎ𝑎𝑟𝑖

𝐶𝑅 = 5,05 𝑥 10−5 𝑔𝑟

𝑐𝑚2𝑥ℎ𝑎𝑟𝑖 𝑥

365 ℎ𝑎𝑟𝑖

1 𝑡𝑎ℎ𝑢𝑛

𝐶𝑅 = 1,84 𝑥 10−2 𝑔𝑟

𝑐𝑚2𝑥 𝑡𝑎ℎ𝑢𝑛

4. Sudu 4

Berat sebelum korosi ( m1 = W0 )

𝜌 =𝑚1

𝑉

𝑚1 = 𝜌 𝑥 𝑉

𝑚1 = (7,85 𝑔𝑟/𝑐𝑚3)𝑥(6,9 𝑐𝑚 𝑥 14,5 𝑐𝑚 𝑥 1,5 𝑐𝑚)

𝑚1 = 1178,09 𝑔𝑟

Berat sesudah korosi ( m2 = WA )

𝜌 =𝑚2

𝑉

𝑚2 = 𝜌 𝑥 𝑉

𝑚2 = (7,85 𝑔𝑟/𝑐𝑚3)𝑥( 6,845 𝑐𝑚 𝑥 14,44 𝑐𝑚 𝑥 1,5 𝑐𝑚)

𝑚2 = 1163,86 𝑔𝑟

Kehilangan berat

𝑊 = 𝑊0 − 𝑊𝐴

𝑊 = 1178,09 𝑔𝑟 − 1163,86 𝑔𝑟

𝑊 = 14,23 𝑔𝑟

Laju Korosi

𝐶𝑅 =𝑊

𝐴𝑇

𝐶𝑅 =14,23 𝑔𝑟

(6,9 𝑐𝑚 𝑥 14,5 𝑐𝑚)𝑥1000 ℎ𝑎𝑟𝑖

𝐶𝑅 = 1,42 𝑥 10−4 𝑔𝑟

𝑐𝑚2𝑥ℎ𝑎𝑟𝑖 𝑥

365 ℎ𝑎𝑟𝑖

1 𝑡𝑎ℎ𝑢𝑛

𝐶𝑅 = 5,19 𝑥 10−2 𝑔𝑟

𝑐𝑚2𝑥 𝑡𝑎ℎ𝑢𝑛

32

5. Sudu 5

Berat sebelum korosi ( m1 = W0 )

𝜌 =𝑚1

𝑉

𝑚1 = 𝜌 𝑥 𝑉

𝑚1 = (7,85 𝑔𝑟/𝑐𝑚3)𝑥(6,4 𝑐𝑚 𝑥 12,9 𝑐𝑚 𝑥 1,5 𝑐𝑚)

𝑚1 = 972,14 𝑔𝑟

Berat sesudah korosi ( m2 = WA )

𝜌 =𝑚2

𝑉

𝑚2 = 𝜌 𝑥 𝑉

𝑚2 = (7,85 𝑔𝑟/𝑐𝑚3)𝑥( 6,355 𝑐𝑚 𝑥 12,84 𝑐𝑚 𝑥 1,5 𝑐𝑚)

𝑚2 = 960,82 𝑔𝑟

Kehilangan berat

𝑊 = 𝑊0 − 𝑊𝐴

𝑊 = 972,14 𝑔𝑟 − 960,82 𝑔𝑟

𝑊 = 11,33 𝑔𝑟

Laju Korosi

𝐶𝑅 =𝑊

𝐴𝑇

𝐶𝑅 =11,33 𝑔𝑟

(6,4 𝑐𝑚 𝑥 12,9 𝑐𝑚)𝑥1000 ℎ𝑎𝑟𝑖

𝐶𝑅 = 1,37 𝑥 10−4 𝑔𝑟

𝑐𝑚2𝑥ℎ𝑎𝑟𝑖 𝑥

365 ℎ𝑎𝑟𝑖

1 𝑡𝑎ℎ𝑢𝑛

𝐶𝑅 = 5,01 𝑥 10−2 𝑔𝑟

𝑐𝑚2𝑥 𝑡𝑎ℎ𝑢𝑛

6. Sudu 6

Berat sebelum korosi ( m1 = W0 )

𝜌 =𝑚1

𝑉

𝑚1 = 𝜌 𝑥 𝑉

𝑚1 = (7,85 𝑔𝑟/𝑐𝑚3)𝑥(4,6 𝑐𝑚 𝑥 11,8 𝑐𝑚 𝑥 1,5 𝑐𝑚)

33

𝑚1 = 639,15 𝑔𝑟

Berat sesudah korosi ( m2 = WA )

𝜌 =𝑚2

𝑉

𝑚2 = 𝜌 𝑥 𝑉

𝑚2 = (7,85 𝑔𝑟/𝑐𝑚3)𝑥( 4,6 𝑐𝑚 𝑥 11,635 𝑐𝑚 𝑥 1,5 𝑐𝑚)

𝑚2 = 630,21 𝑔𝑟

Kehilangan berat

𝑊 = 𝑊0 − 𝑊𝐴

𝑊 = 639,15 𝑔𝑟 − 630,21 𝑔𝑟

𝑊 = 8,94 𝑔𝑟

Laju Korosi

𝐶𝑅 =𝑊

𝐴𝑇

𝐶𝑅 =8,94 𝑔𝑟

(4,6 𝑐𝑚 𝑥 11,8 𝑐𝑚)𝑥1000 ℎ𝑎𝑟𝑖

𝐶𝑅 = 1,65 𝑥 10−4 𝑔𝑟

𝑐𝑚2𝑥ℎ𝑎𝑟𝑖 𝑥

365 ℎ𝑎𝑟𝑖

1 𝑡𝑎ℎ𝑢𝑛

𝐶𝑅 = 6,01 𝑥 10−2 𝑔𝑟

𝑐𝑚2𝑥 𝑡𝑎ℎ𝑢𝑛

7. Sudu 7

Berat sebelum korosi ( m1 = W0 )

𝜌 =𝑚1

𝑉

𝑚1 = 𝜌 𝑥 𝑉

𝑚1 = (7,85 𝑔𝑟/𝑐𝑚3)𝑥(4,6 𝑐𝑚 𝑥 10,8 𝑐𝑚 𝑥 1,5 𝑐𝑚)

𝑚1 = 584,98 𝑔𝑟

Berat sesudah korosi ( m2 = WA )

𝜌 =𝑚2

𝑉

𝑚2 = 𝜌 𝑥 𝑉

𝑚2 = (7,85 𝑔𝑟/𝑐𝑚3)𝑥( 4,6 𝑐𝑚 𝑥 11,635 𝑐𝑚 𝑥 1,5 𝑐𝑚)

34

𝑚2 = 630,21 𝑔𝑟

Kehilangan berat

𝑊 = 𝑊0 − 𝑊𝐴

𝑊 = 639,15 𝑔𝑟 − 630,21 𝑔𝑟

𝑊 = 8,94 𝑔𝑟

Laju Korosi

𝐶𝑅 =𝑊

𝐴𝑇

𝐶𝑅 =8,94 𝑔𝑟

(4,6 𝑐𝑚 𝑥 11,8 𝑐𝑚)𝑥1000 ℎ𝑎𝑟𝑖

𝐶𝑅 = 1,65 𝑥 10−4 𝑔𝑟

𝑐𝑚2𝑥ℎ𝑎𝑟𝑖 𝑥

365 ℎ𝑎𝑟𝑖

1 𝑡𝑎ℎ𝑢𝑛

𝐶𝑅 = 6,01 𝑥 10−2 𝑔𝑟

𝑐𝑚2𝑥 𝑡𝑎ℎ𝑢𝑛

8. Sudu 8

Berat sebelum korosi ( m1 = W0 )

𝜌 =𝑚1

𝑉

𝑚1 = 𝜌 𝑥 𝑉

𝑚1 = (7,85 𝑔𝑟/𝑐𝑚3)𝑥(4,6 𝑐𝑚 𝑥 9,5 𝑐𝑚 𝑥 1,5 𝑐𝑚)

𝑚1 = 514,57 𝑔𝑟

Berat sesudah korosi ( m2 = WA )

𝜌 =𝑚2

𝑉

𝑚2 = 𝜌 𝑥 𝑉

𝑚2 = (7,85 𝑔𝑟/𝑐𝑚3)𝑥( 4,6 𝑐𝑚 𝑥 9,38 𝑐𝑚 𝑥 1,5 𝑐𝑚)

𝑚2 = 508,07 𝑔𝑟

Kehilangan berat

𝑊 = 𝑊0 − 𝑊𝐴

𝑊 = 514,57 𝑔𝑟 − 508,07 𝑔𝑟

𝑊 = 6,5 𝑔𝑟

35

Laju Korosi

𝐶𝑅 =𝑊

𝐴𝑇

𝐶𝑅 =6,5 𝑔𝑟

(4,6 𝑐𝑚 𝑥 9,5 𝑐𝑚)𝑥1000 ℎ𝑎𝑟𝑖

𝐶𝑅 = 1,49 𝑥 10−4 𝑔𝑟

𝑐𝑚2𝑥ℎ𝑎𝑟𝑖 𝑥

365 ℎ𝑎𝑟𝑖

1 𝑡𝑎ℎ𝑢𝑛

𝐶𝑅 = 5,43 𝑥 10−2 𝑔𝑟

𝑐𝑚2𝑥 𝑡𝑎ℎ𝑢𝑛

9. Sudu 9

Berat sebelum korosi ( m1 = W0 )

𝜌 =𝑚1

𝑉

𝑚1 = 𝜌 𝑥 𝑉

𝑚1 = (7,85 𝑔𝑟/𝑐𝑚3)𝑥(4,6 𝑐𝑚 𝑥 8,4 𝑐𝑚 𝑥 1,5 𝑐𝑚)

𝑚1 = 454,99 𝑔𝑟

Berat sesudah korosi ( m2 = WA )

𝜌 =𝑚2

𝑉

𝑚2 = 𝜌 𝑥 𝑉

𝑚2 = (7,85 𝑔𝑟/𝑐𝑚3)𝑥( 4,6 𝑐𝑚 𝑥 8,23 𝑐𝑚 𝑥 1,5 𝑐𝑚)

𝑚2 = 445,78 𝑔𝑟

Kehilangan berat

𝑊 = 𝑊0 − 𝑊𝐴

𝑊 = 454,99 𝑔𝑟 − 445,78 𝑔𝑟

𝑊 = 9,21 𝑔𝑟

Laju Korosi

𝐶𝑅 =𝑊

𝐴𝑇

𝐶𝑅 =9,21 𝑔𝑟

(4,6 𝑐𝑚 𝑥 8,23 𝑐𝑚)𝑥1000 ℎ𝑎𝑟𝑖

𝐶𝑅 = 2,38 𝑥 10−4 𝑔𝑟

𝑐𝑚2𝑥ℎ𝑎𝑟𝑖 𝑥

365 ℎ𝑎𝑟𝑖

1 𝑡𝑎ℎ𝑢𝑛

𝐶𝑅 = 8,69 𝑥 10−2 𝑔𝑟

𝑐𝑚2𝑥 𝑡𝑎ℎ𝑢𝑛

36

10. Sudu 10

Berat sebelum korosi ( m1 = W0 )

𝜌 =𝑚1

𝑉

𝑚1 = 𝜌 𝑥 𝑉

𝑚1 = (7,85 𝑔𝑟/𝑐𝑚3)𝑥(4,6 𝑐𝑚 𝑥 8 𝑐𝑚 𝑥 1,5 𝑐𝑚)

𝑚1 = 433,32 𝑔𝑟

Berat sesudah korosi ( m2 = WA )

𝜌 =𝑚2

𝑉

𝑚2 = 𝜌 𝑥 𝑉

𝑚2 = (7,85 𝑔𝑟/𝑐𝑚3)𝑥( 4,55 𝑐𝑚 𝑥 7,89 𝑐𝑚 𝑥 1,5 𝑐𝑚)

𝑚2 = 422,72 𝑔𝑟

Kehilangan berat

𝑊 = 𝑊0 − 𝑊𝐴

𝑊 = 433,32 𝑔𝑟 − 422,72 𝑔𝑟

𝑊 = 10,60 𝑔𝑟

Laju Korosi

𝐶𝑅 =𝑊

𝐴𝑇

𝐶𝑅 =10,60 𝑔𝑟

(4,6 𝑐𝑚 𝑥 8 𝑐𝑚)𝑥1000 ℎ𝑎𝑟𝑖

𝐶𝑅 = 2,88 𝑥 10−4 𝑔𝑟

𝑐𝑚2𝑥ℎ𝑎𝑟𝑖 𝑥

365 ℎ𝑎𝑟𝑖

1 𝑡𝑎ℎ𝑢𝑛

𝐶𝑅 = 1,05 𝑥 10−1 𝑔𝑟

𝑐𝑚2𝑥 𝑡𝑎ℎ𝑢𝑛

11. Sudu 11

Berat sebelum korosi ( m1 = W0 )

𝜌 =𝑚1

𝑉

𝑚1 = 𝜌 𝑥 𝑉

𝑚1 = (7,85 𝑔𝑟/𝑐𝑚3)𝑥(4,4 𝑐𝑚 𝑥 7,8 𝑐𝑚 𝑥 1,5 𝑐𝑚)

37

𝑚1 = 404,12 𝑔𝑟

Berat sesudah korosi ( m2 = WA )

𝜌 =𝑚2

𝑉

𝑚2 = 𝜌 𝑥 𝑉

𝑚2 = (7,85 𝑔𝑟/𝑐𝑚3)𝑥( 4,3 𝑐𝑚 𝑥 7,74 𝑐𝑚 𝑥 1,5 𝑐𝑚)

𝑚2 = 391,90 𝑔𝑟

Kehilangan berat

𝑊 = 𝑊0 − 𝑊𝐴

𝑊 = 404,12 𝑔𝑟 − 391,90 𝑔𝑟

𝑊 = 12,22 𝑔𝑟

Laju Korosi

𝐶𝑅 =𝑊

𝐴𝑇

𝐶𝑅 =12,22 𝑔𝑟

(4,4 𝑐𝑚 𝑥 7,8 𝑐𝑚)𝑥1000 ℎ𝑎𝑟𝑖

𝐶𝑅 = 3,56 𝑥 10−4 𝑔𝑟

𝑐𝑚2𝑥ℎ𝑎𝑟𝑖 𝑥

365 ℎ𝑎𝑟𝑖

1 𝑡𝑎ℎ𝑢𝑛

𝐶𝑅 = 1,29 𝑥 10−1 𝑔𝑟

𝑐𝑚2𝑥 𝑡𝑎ℎ𝑢𝑛

12. Sudu 12

Berat sebelum korosi ( m1 = W0 )

𝜌 =𝑚1

𝑉

𝑚1 = 𝜌 𝑥 𝑉

𝑚1 = (7,85 𝑔𝑟/𝑐𝑚3)𝑥(4,4 𝑐𝑚 𝑥 7,8 𝑐𝑚 𝑥 1,5 𝑐𝑚)

𝑚1 = 404,12 𝑔𝑟

Berat sesudah korosi ( m2 = WA )

𝜌 =𝑚2

𝑉

𝑚2 = 𝜌 𝑥 𝑉

𝑚2 = (7,85 𝑔𝑟/𝑐𝑚3)𝑥( 4,3 𝑐𝑚 𝑥 7,75 𝑐𝑚 𝑥 1,5 𝑐𝑚)

38

𝑚2 = 392,40 𝑔𝑟

Kehilangan berat

𝑊 = 𝑊0 − 𝑊𝐴

𝑊 = 404,12 𝑔𝑟 − 392,40 𝑔𝑟

𝑊 = 11,72 𝑔𝑟

Laju Korosi

𝐶𝑅 =𝑊

𝐴𝑇

𝐶𝑅 =11,72 𝑔𝑟

(4,4 𝑐𝑚 𝑥 7,8 𝑐𝑚)𝑥1000 ℎ𝑎𝑟𝑖

𝐶𝑅 = 3,41 𝑥 10−4 𝑔𝑟

𝑐𝑚2𝑥ℎ𝑎𝑟𝑖 𝑥

365 ℎ𝑎𝑟𝑖

1 𝑡𝑎ℎ𝑢𝑛

𝐶𝑅 = 1,25 𝑥 10−1 𝑔𝑟

𝑐𝑚2𝑥 𝑡𝑎ℎ𝑢𝑛

13. Sudu 13

Berat sebelum korosi ( m1 = W0 )

𝜌 =𝑚1

𝑉

𝑚1 = 𝜌 𝑥 𝑉

𝑚1 = (7,85 𝑔𝑟/𝑐𝑚3)𝑥(4,6 𝑐𝑚 𝑥 7,8 𝑐𝑚 𝑥 1,5 𝑐𝑚)

𝑚1 = 422,49 𝑔𝑟

Berat sesudah korosi ( m2 = WA )

𝜌 =𝑚2

𝑉

𝑚2 = 𝜌 𝑥 𝑉

𝑚2 = (7,85 𝑔𝑟/𝑐𝑚3)𝑥( 4,5 𝑐𝑚 𝑥 7,75 𝑐𝑚 𝑥 1,5 𝑐𝑚)

𝑚2 = 410,65 𝑔𝑟

Kehilangan berat

𝑊 = 𝑊0 − 𝑊𝐴

𝑊 = 422,49 𝑔𝑟 − 410,65 𝑔𝑟

𝑊 = 11,83 𝑔𝑟

39

Laju Korosi

𝐶𝑅 =𝑊

𝐴𝑇

𝐶𝑅 =11,83 𝑔𝑟

(4,6 𝑐𝑚 𝑥 7,8 𝑐𝑚)𝑥1000 ℎ𝑎𝑟𝑖

𝐶𝑅 = 3,29 𝑥 10−4 𝑔𝑟

𝑐𝑚2𝑥ℎ𝑎𝑟𝑖 𝑥

365 ℎ𝑎𝑟𝑖

1 𝑡𝑎ℎ𝑢𝑛

𝐶𝑅 = 1,20 𝑥 10−1 𝑔𝑟

𝑐𝑚2𝑥 𝑡𝑎ℎ𝑢𝑛

14. Sudu 14

Berat sebelum korosi ( m1 = W0 )

𝜌 =𝑚1

𝑉

𝑚1 = 𝜌 𝑥 𝑉

𝑚1 = (7,85 𝑔𝑟/𝑐𝑚3)𝑥(5,1 𝑐𝑚 𝑥 7,8 𝑐𝑚 𝑥 1,5 𝑐𝑚)

𝑚1 = 468,41 𝑔𝑟

Berat sesudah korosi ( m2 = WA )

𝜌 =𝑚2

𝑉

𝑚2 = 𝜌 𝑥 𝑉

𝑚2 = (7,85 𝑔𝑟/𝑐𝑚3)𝑥( 5,025 𝑐𝑚 𝑥 7,74 𝑐𝑚 𝑥 1,5 𝑐𝑚)

𝑚2 = 457,97 𝑔𝑟

Kehilangan berat

𝑊 = 𝑊0 − 𝑊𝐴

𝑊 = 468,41 𝑔𝑟 − 457,97 𝑔𝑟

𝑊 = 10,44 𝑔𝑟

Laju Korosi

𝐶𝑅 =𝑊

𝐴𝑇

𝐶𝑅 =10,44 𝑔𝑟

(5,1 𝑐𝑚 𝑥 7,8 𝑐𝑚)𝑥1000 ℎ𝑎𝑟𝑖

𝐶𝑅 = 2,62 𝑥 10−4 𝑔𝑟

𝑐𝑚2𝑥ℎ𝑎𝑟𝑖 𝑥

365 ℎ𝑎𝑟𝑖

1 𝑡𝑎ℎ𝑢𝑛

40

𝐶𝑅 = 9,58 𝑥 10−2 𝑔𝑟

𝑐𝑚2𝑥 𝑡𝑎ℎ𝑢𝑛

15. Sudu 15

Berat sebelum korosi ( m1 = W0 )

𝜌 =𝑚1

𝑉

𝑚1 = 𝜌 𝑥 𝑉

𝑚1 = (7,85 𝑔𝑟/𝑐𝑚3)𝑥(5,1 𝑐𝑚 𝑥 7,8 𝑐𝑚 𝑥 1,5 𝑐𝑚)

𝑚1 = 468,41 𝑔𝑟

Berat sesudah korosi ( m2 = WA )

𝜌 =𝑚2

𝑉

𝑚2 = 𝜌 𝑥 𝑉

𝑚2 = (7,85 𝑔𝑟/𝑐𝑚3)𝑥( 5,015 𝑐𝑚 𝑥 7,765 𝑐𝑚 𝑥 1,5 𝑐𝑚)

𝑚2 = 458,54 𝑔𝑟

Kehilangan berat

𝑊 = 𝑊0 − 𝑊𝐴

𝑊 = 468,41 𝑔𝑟 − 458,54 𝑔𝑟

𝑊 = 9,87 𝑔𝑟

Laju Korosi

𝐶𝑅 =𝑊

𝐴𝑇

𝐶𝑅 =9,87 𝑔𝑟

(5,1 𝑐𝑚 𝑥 7,8 𝑐𝑚)𝑥1000 ℎ𝑎𝑟𝑖

𝐶𝑅 = 2,48 𝑥 10−4 𝑔𝑟

𝑐𝑚2𝑥ℎ𝑎𝑟𝑖 𝑥

365 ℎ𝑎𝑟𝑖

1 𝑡𝑎ℎ𝑢𝑛

𝐶𝑅 = 9,06 𝑥 10−2 𝑔𝑟

𝑐𝑚2𝑥 𝑡𝑎ℎ𝑢𝑛

16. Sudu 16

Berat sebelum korosi ( m1 = W0 )

𝜌 =𝑚1

𝑉

𝑚1 = 𝜌 𝑥 𝑉

41

𝑚1 = (7,85 𝑔𝑟/𝑐𝑚3)𝑥(5,1 𝑐𝑚 𝑥 7,8 𝑐𝑚 𝑥 1,5 𝑐𝑚)

𝑚1 = 468,41 𝑔𝑟

Berat sesudah korosi ( m2 = WA )

𝜌 =𝑚2

𝑉

𝑚2 = 𝜌 𝑥 𝑉

𝑚2 = (7,85 𝑔𝑟/𝑐𝑚3)𝑥( 5,015 𝑐𝑚 𝑥 7,765 𝑐𝑚 𝑥 1,5 𝑐𝑚)

𝑚2 = 458,54 𝑔𝑟

Kehilangan berat

𝑊 = 𝑊0 − 𝑊𝐴

𝑊 = 468,41 𝑔𝑟 − 458,54 𝑔𝑟

𝑊 = 9,87 𝑔𝑟

Laju Korosi

𝐶𝑅 =𝑊

𝐴𝑇

𝐶𝑅 =9,87 𝑔𝑟

(5,1 𝑐𝑚 𝑥 7,8 𝑐𝑚)𝑥1000 ℎ𝑎𝑟𝑖

𝐶𝑅 = 2,48 𝑥 10−4 𝑔𝑟

𝑐𝑚2𝑥ℎ𝑎𝑟𝑖 𝑥

365 ℎ𝑎𝑟𝑖

1 𝑡𝑎ℎ𝑢𝑛

𝐶𝑅 = 9,06 𝑥 10−2 𝑔𝑟

𝑐𝑚2𝑥 𝑡𝑎ℎ𝑢𝑛

17. Sudu 17

Berat sebelum korosi ( m1 = W0 )

𝜌 =𝑚1

𝑉

𝑚1 = 𝜌 𝑥 𝑉

𝑚1 = (7,85 𝑔𝑟/𝑐𝑚3)𝑥(5,5 𝑐𝑚 𝑥 7,8 𝑐𝑚 𝑥 1,5 𝑐𝑚)

𝑚1 = 505,15𝑔𝑟

Berat sesudah korosi ( m2 = WA )

𝜌 =𝑚2

𝑉

𝑚2 = 𝜌 𝑥 𝑉

42

𝑚2 = (7,85 𝑔𝑟/𝑐𝑚3)𝑥( 5,4 𝑐𝑚 𝑥 7,8 𝑐𝑚 𝑥 1,5 𝑐𝑚)

𝑚2 = 495,96 𝑔𝑟

Kehilangan berat

𝑊 = 𝑊0 − 𝑊𝐴

𝑊 = 505,15 𝑔𝑟 − 495,96 𝑔𝑟

𝑊 = 9,18 𝑔𝑟

Laju Korosi

𝐶𝑅 =𝑊

𝐴𝑇

𝐶𝑅 =9,18 𝑔𝑟

(5,5 𝑐𝑚 𝑥 7,8 𝑐𝑚)𝑥1000 ℎ𝑎𝑟𝑖

𝐶𝑅 = 2,14 𝑥 10−4 𝑔𝑟

𝑐𝑚2𝑥ℎ𝑎𝑟𝑖 𝑥

365 ℎ𝑎𝑟𝑖

1 𝑡𝑎ℎ𝑢𝑛

𝐶𝑅 = 7,81 𝑥 10−2 𝑔𝑟

𝑐𝑚2𝑥 𝑡𝑎ℎ𝑢𝑛

Laju korosi yang terjadi setiap sudu akibat abrasi dengan

menggunakan metode weight loss dapat dilihat pada tabel 4.1.

Tabel 4.1 Laju Korosi pada Sudu Kompresor dengan Menggunakan Metode Weight

Loss

Sudu

Berat Sebelum

Korosi,

W0 (gr)

Berat Sesudah

Korosi,

WA (gr)

Kehilangan

Berat,

W (gr)

Laju Korosi,

CR( g/cm2.tahun)

1 3066,21 3047,66 18,55 2,59 x 10-2

2 2134,10 2129,62 4,48 9,03 x 10-3

3 1784,97 1777,31 7,66 1,85 x 10-2

4 1178,09 1163,86 14,23 5,19 x 10-2

5 972,14 960,82 11,33 5,01 x 10-2

6 639,15 630,21 8,94 6,01 x 10-2

7 574,15 567,11 7,04 5,27 x 10-2

8 514,57 508,07 6,50 5,43 x 10-2

9 454,99 445,78 9,21 8,70 x 10-2

43

10 433,32 422,72 10,60 1,05 x 10-1

11 404,12 391,90 12,22 1,3 x 10-1

12 404,12 392,40 11,72 1,25 x 10-1

13 422,49 410,65 11,83 1,2 x 10-1

14 468,41 457,97 10,44 9,58 x 10-2

15 468,41 458,54 9,87 9,06 x 10-2

16 468,41 458,54 9,87 9,06 x 10-2

17 505,15 495,96 9,18 7,81 x 10-2

Dari hasil yang diperoleh nilai laju korosi pada sudu kompresor yang

penggunaan dilakukan selama 1000 hari terdapat variasi nilai laju korosi. Hal ini

dipengaruhi oleh beberapa faktor diantaranya adanya abrasi atau pengurangan

dimensi pada sudu kompresor yang diakibatkan oleh korosi erosi. Pengurangan

dimensi biasanya terjadi pada bagian ujung dari sudu kompresor baik sudu rotor

atau pun sudu stator. Pengurangan dimensi dari sudu kompresor mengakibatkan

kinerja dari kompresor tidak maksimal.

Nilai laju korosi erosi pada setiap sudu kompresor dapat dilihat pada gambar

4.1.

Gambar 4.1 Grafik Nilai Laju Korosi pada Sudu Kompresor

44

4.2 Hasil Perhitungan Menggunakan Persamaan Arrhenius

Perhitungan menggunakan persamaan Arrhenius dilakukan dengan

memperkirakan laju kinetik dari larutnya oksida (kinetic rate of oxide dissolution)

pada persamaan 4.3.

𝑅𝑘 = 𝑒(−𝐸𝑘𝑅𝑇

)

Keterangan :

𝑅𝑘 = Laju kinetik larutnya oksida

Ek = Energi kinetik (31580 cal/mol)

R = Konstanta gas ( 2 cal/mol/K)

T = Temperatur (K)

𝐶𝑅 = (𝑅𝑘−1)−1

Keterangan :

CR = Laju Korosi (mm/y)

1. Titik 1

Temperatur 332 oC = 605,15 K

𝑅𝑘 = 𝑒(−𝐸𝑘𝑅𝑇

)

𝑅𝑘 = 𝑒(−

31580 cal/mol

2𝑐𝑎𝑙𝑚𝑜𝑙

.𝑘 .605,15 𝐾 )

𝑅𝑘 = 4,66 𝑥 10−12

𝐶𝑅 = (𝑅𝑘−1)−1

𝐶𝑅 = ((4,66 𝑥 10−12)−1)−1

𝐶𝑅 = 4,66 𝑥 10−12 𝑚𝑚/𝑦

Temperatur 326 oC = 599,15 K

𝑅𝑘 = 𝑒(−𝐸𝑘𝑅𝑇

)

45

𝑅𝑘 = 𝑒(−

31580 cal/mol

2𝑐𝑎𝑙𝑚𝑜𝑙

.𝑘 .599,15 𝐾 )

𝑅𝑘 = 3,59 𝑥 10−12

𝐶𝑅 = (𝑅𝑘−1)−1

𝐶𝑅 = ((3,59 𝑥 10−12)−1)−1

𝐶𝑅 = 3,59 𝑥 10−12 𝑚𝑚/𝑦

Temperatur 327 oC = 600,15 K

𝑅𝑘 = 𝑒(−𝐸𝑘𝑅𝑇

)

𝑅𝑘 = 𝑒(−

31580 cal/mol

2𝑐𝑎𝑙𝑚𝑜𝑙

.𝑘 .600,15 𝐾 )

𝑅𝑘 = 3,75 𝑥 10−12

𝐶𝑅 = (𝑅𝑘−1)−1

𝐶𝑅 = ((3,75 𝑥 10−12)−1)−1

𝐶𝑅 = 3,75 𝑥 10−12 𝑚𝑚/𝑦

2. Titik 2

Temperatur 333 oC = 606,15 K

𝑅𝑘 = 𝑒(−𝐸𝑘𝑅𝑇

)

𝑅𝑘 = 𝑒(−

31580 cal/mol

2𝑐𝑎𝑙𝑚𝑜𝑙

𝐾 .606,15 𝐾 )

𝑅𝑘 = 4,86 𝑥 10−12

𝐶𝑅 = (𝑅𝑘−1)−1

𝐶𝑅 = ((4,86 𝑥 10−12)−1)−1

𝐶𝑅 = 4,86 𝑥 10−12 𝑚𝑚/𝑦

Temperatur 328 oC = 601,15 K

46

𝑅𝑘 = 𝑒(−𝐸𝑘𝑅𝑇

)

𝑅𝑘 = 𝑒(−

31580 cal/mol

2𝑐𝑎𝑙𝑚𝑜𝑙

𝐾 .601,15 𝐾 )

𝑅𝑘 = 3,91 𝑥 10−12

𝐶𝑅 = (𝑅𝑘−1)−1

𝐶𝑅 = ((3,91 𝑥 10−12)−1)−1

𝐶𝑅 = 3,91 𝑥 10−12 𝑚𝑚/𝑦

Laju korosi dipengaruhi oleh temperatur yang terdapat pada kompresor

aksial turbin gas. Diketahui bahwa semakin tinggi temperatur laju korosi erosi

yang terjadi pada sudu semakin tinggi dan sebaliknya. Hal ini dapat dilihat pada

gambar 4.2.

Gambar 4.2 Hubungan Antara Laju Korosi Erosi dan Temperatur

4.3 Pengendalian Korosi Erosi pada Sudu Kompresor

1. Pemilihan material sudu kompresor yang sesuai tahan terhadap lingkungan

kompresor dan gesekan yang terjadi pada sudu. Material dengan ketahanan

korosi yang baik, misalnya stainless steel. Stainless steel adalah istilah

47

generik untuk keluarga paduan baja tahan korosi yang mengandung

kromium 10,5% atau lebih.

2. Pergunakan alat untuk memantau potensi korosi dan perkembangan korosi

yang terjadi pada kompresor dari waktu ke waktu tanpa harus membongkar

kompresor atau mengganggu proses operasi. Alat yang digunakan adalah

Corrosion Coupons. Alat tersebut dipasang 45 derajat dari garis tengah di

bagian atas casing kompresor. Corrosion Coupons berbentuk bundar dan

memiliki penetrasi kecil ke jalur aliran kompresor.

Gambar 4.3 Corrosion Coupons (Linden,2001)

3. Ketika dilakukan pembongkaran kompresor pada PLTD/G usahakan

keadaan kompresor kering. Hal ini agar tidak terjadi penyebaran korosi pada

sudu.

4. Pengendalian korosi secara komprehensif yang mencakup membersihkan

sudu kompresor, meningkatkan jenis pelapis(coating) yang sesuai

mengikuti rekomendasi manufaktur, dan pergantian periodik filter inlet

kompresor.

48

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Pada pelaksanaan kerja praktik di PT.PLN(Persero) Teluk Lembu Pekanbaru

terdapat korosi pada sudu kompresor. Korosi yang terjadi adalah korosi erosi,

korosi erosi disebabkan oleh temperatur dan abrasi(pengikisan) yang terdapat pada

kompresor aksial. Hubungan laju korosi erosi dengan terjadinya pengikisan

berbanding lurus dan hubungan laju korosi erosi terhadap temperatur berbanding

lurus. Semakin besar pengikisan dan semakin besar temperatur yang terdapat pada

kompresor maka laju korosi erosi yang terjadi semakin besar. Kerusakan yang

terjadi pada sudu akibat korosi adalah pengurangan dimensi yang mengakibatkan

aliran udara dari kompresor aksial menuju turbin tidak maksimal.

5.2 Saran

1. Pada saat pembongkaran turbin gas diharapkan untuk dilakukan pemantauan

potensi korosi terhadap sudu kompresor.

2. Corrosion Coupons dipasang pada bodi kompresor untuk dapat melihat dan

memantau perkembangan korosi pada kompresor aksial turbin gas.

49

DAFTAR PUSTAKA

Abidin, Zainal. 2011. Simulasi pembangkit PLTA,PLTU dan PLTP.

http://zainalabidinunisla.blogspot.com/2011/04/simulasi-pembangkit-

plta-pltu-dan-pltp.html (diakses 5 Februari 2015)

Ansori, Insya. 2013. Pembangkit tenaga listrik.

http://insyaansori.blogspot.com/2013/09/pembangkit-tenaga-listrik.html

(diakses 5 Februari 2015)

Firdausi Ahsan, Agung.2012. Penyebab Korosi dan Laju Korosi

http://agvnk.blogspot.com/2012/04/faktor-faktor-yang-mempengaruhi-

korosi.html (diakses 5 Februari 2015)

Kable.2013.GEA Delbag Lufttechnik-Air Intake Filtration for Gas Turbines.

http://www.power-technology.com/contractors/filtration/gea-delbag/gea-

delbag2.html, (diakses 5 Februari 2015)

Kawasaki.2009. New Gas Turbine Combustion Technology for Record Low NOx

Emissions.

https://www.khi.co.jp/english/news/detail/ba_c3091216_1.html (diakses

5 Februari 2015)

Kurniadi, Muhamad zevni .2013. Gas turbin driven generators.

http://blogs.itb.ac.id/el2244k0112211013muhamadzevnikurniadi/

(diakses 5 Februari 2015)

Linden, D., 2001, Corrosion control in Industrial Axial Flow Compressors,

Proceedings of the Fortieth Turbomachinery Symposium : USA

Matsuoka, Akinori. 2012.Design and Development of A Multistage Axial-Flow

Compressor for Industrial Gas Turbine.

Melissa, SwRI,Richard Baldwin, SwRI, Augusto Garcia-Hernandez, SwRI dan

Klaus Brun, Ph.D., SwRI.2010. Guideline For Gas Turbine Inlet Air

Filtration Systems. Gas Machinery Research Council Southwest Research

Institute.

Miswar, Danang. 2011. Turbin gas dan sepeda motor.

http://mjpcenter.blogspot.com/2011/02/turbin-gas-dan-sepeda-

motor.html, (diakses 5 Februari 2015)

50

Oxtoby, D.W. 2001. Kimia Modern. Erlangga. Jakarta

Sinaga, Imam. 2012. Pembangkit listrik tenaga gas uap

http://imamsinag.blogspot.com, (diakses 5 Februari 2015)

Sulistiyono.2013. Pembangkit listrik tenaga uap

.http://godamaiku.blogspot.com/2013/04/pembangkit-listrik-tenaga-uap-

pltu.html (diakses 5 Februari 2015)

Svehla, G. 1990. Buku Teks Analisis Anorganik Kualitatif Makro dan Semimakro

Edisi II, Kalman Media Pustaka, Jakarta.

Tambunan, Sanredina.2013. Inhibator Korosi dari Kulit Manggis. Tugas Akhir.

Program Studi Diploma III Teknik Kimia UNRI.

Yusuf, Dimas, Daniel M.Rasyid dan Soegiono. 2010. Risk Assessment Pada Valve

dan Bend Akibat Korosi Erosi. Tugas Akhir Jurusan Teknik Kelautan.

Institut Teknologi Sepuluh November.

51

LAMPIRAN