Kerak Dan Korosi Boiler Akibat Kualitas Air Tidak Optimal

Kerusakan Mesin Boiler Disebabkan Air

Selanjutnya kita bahas singkat kerusakan pada mesin boiler yang disebabkan karena air, sesuai tabel di atas terutama karena kerak dan korosi boiler.

Erosi Jalur Air Umpan

Sistem air umpan rusak karena aliran air yang cepat dan potensi campuran air dan steam.

Salah satu masalah erosi yang paling umum terjadi pada hairpin bend pada steaming economizer.

Di lokasi ini, campuran air dan steam mengikis lengan kuda, menyebabkan telapak sepatu kuda terbalik.

Pipa air umpan juga mengalami masalah serupa, di mana pola penipisan yang jelas dihasilkan oleh kecepatan tinggi.

Menjaga kondisi kimia air umpan, yang akan membentuk lapisan oksida yang paling kuat, akan sangat membantu dalam mengatasi erosi.

Namun, masalah ini tidak dapat diselesaikan secara menyeluruh tanpa melakukan perubahan pada desain atau cara pengoperasiannya.

Kerusakan Karena Overheating

Dalam kasus di mana overheating dan aliran plastis bersamaan menyebabkan kerusakan pada pipa, penyebabnya biasanya ditemukan dengan deposit.

Sebuah analisis deposit yang tepat menunjukkan sumber masalah dan tindakan yang diperlukan untuk menyelesaikannya.

Analisa metalografi sangat berguna untuk memastikan apakah terpapar terhadap kondisi panas berlebihan sebelum kerusakan dalam waktu singkat atau lama.

Meskipun faktor ini tidak begitu signifikan, beberapa analisis dapat membantu ketika kualitas logam atau kecacatan manufaktur dianggap sebagai penyebab kerusakan.

Pengujian yang teliti dari kerusakan bagian pipa dalam kasus overheating akan menentukan apakah kerusakan disebabkan oleh peningkatan suhu dinding pipa secara bertahap dan penambahan deposit.

Jika suhu logam meningkat dengan cepat hingga 871 Derajat Celcius atau lebih, kondisi aliran plastis akan terjadi dan pipa akan pecah.

Ledakan pipa tipis terjadi ketika sirkulasi air pada pipa terganggu oleh penutupan atau kegagalan sirkulasi yang disebabkan oleh level air yang rendah.

Ini terjadi pada beberapa desain pipa steam karena baffling dapat mengisolasi bagian dari boiler ketika level air pada pipa steam turun di bawah titik tertentu.

Ketika aliran steam tidak mencukupi, ketika deposit membatasi aliran, atau ketika pipa terblokir oleh air karena laju pembakaran yang cepat selama pengoperasian boiler, ledakan pipa berlapis tipis juga terjadi.

Gangguan aliran tidak selalu menyebabkan kerusakan cepat.

Tabung dapat melepuh atau rusak sekaligus karena korosi atau mekanisme penipisan tergantung pada suhu.

Pengujian metalurgi dapat membantu menemukan sumber masalah.

Kondisi pengerakan yang lama yang dapat menyebabkan kebocoran pipa biasanya ditunjukkan dengan pengeriputan, penggelembungan permukaan luar, dan adanya celah yang ditutup dengan kuat.

Tampilan ini menunjukkan kegagalan bergeser dalam waktu lama yang disebabkan oleh kerak yang berulang, yang menyebabkan permukaan pipa membengkak dan terlalu panas.

Ketika air masuk ke dalam keretakan, keretakan segera terjadi, mendinginkan logam dan menyebabkan pengerakan berulang.

Caustic Embrittlement

Dalam intercrystalline cracking baja, jenis korosi stress tertentu disebut caustic embrittlement.

Hanya ketika kondisi tekanan spesifik, mekanisme konsentrasi seperti kebocoran, dan adanya NaOH pada air boiler, intercrystalline cracking terjadi.

Oleh karena itu, pada titik di mana pipa dibuat menjadi lembaran, drum, atau header, pipa boiler rusak karena embrittlement caustic.

Bahkan jika boiler dirancang untuk dilas sepenuhnya, kemungkinan embrittlement tidak boleh diabaikan.

Logam drum dapat terpengaruh oleh mekanisme seperti ketegangan pada pengelasan atau kebocoran pada ujung pipa.

Detektor embrittlement dapat digunakan untuk menentukan kecenderungan air boiler untuk embrittlement.

Jika air memiliki kecenderungan untuk embrittlement, langkah-langkah harus diambil untuk mencegah kerusakan yang disebabkan oleh embrittlement.

Untuk mencegah boiler yang beroperasi pada tekanan rendah embrittlement, natrium nitrat biasanya digunakan sebagai perlakuan.

Perbandingannya yaitu:

Tekanan, psi (kg/cm2) : Hingga 250 (17,6), Hingga 400 (28,1), dan Hingga 1000 (70,3)

Perbandingan NaNO3/NaOH :  0,2  ,  0,25  , 0,40-0,50

Tekanan operasi boiler menentukan rasio natrium nitrat dan natrium hidroksida dalam air boiler yang direkomendasikan oleh standar industri Anda.

Berikut ini adalah rumus untuk menghitung perbandingan natrium nitrat dan natrium hidroksida dalam air boiler:

Perlakuan internal biasanya melibatkan kontrol pengkoordinasikan pospat/pH pada tekanan lebih dari 900 psig.

Perawatan ini akan menghilangkan kemungkinan caustic embrittlement dengan menghentikan peningkatan konsentrasi kaustik ketika dilakukan dengan benar.

Korosi Oksigen Terlarut

Pemanas air umpan, ekonomizer, dan kesatuan pipa boiler selalu terancam korosi akibat oksigen terlarut.

Kontrol oksigen telah meningkat secara signifikan sebagai hasil dari peningkatan metode kontrol deposit.

Ketika pengobatan menggunakan senyawa berbasis pospat untuk menggantikan soda abu, kebutuhan akan kontrol oksigen meningkat.

Kerek kalsium karbonat yang rapat dan keras yang dihasilkan oleh soda abu melindungi pipa dan drum dari korosi oksigen yang parah.

Oleh karena itu, permukaannya terpapar bahan korosif yang ada di dalam air.

Ini mendorong penggunaan pemanas air umpan terbuka untuk menghilangkan oksigen sebelum masuk ke boiler.

Dengan penggunaan bahan pengkelat dan air demin, permukaan perpindahan panas boiler menjadi lebih bersih.

Saat ini, kontrol oksigen sangat penting karena hanya film tipis oksida magnetik yang tertinggal.

Jika pengkelatan digunakan, sulfit terkatalisasi disarankan untuk digunakan.

Pada beberapa tahun terakhir, pengendalian penghentian korosi telah menjadi penting untuk mengurangi kerusakan yang disebabkan oleh pitting.

Air dingin yang belum deaerasi biasanya digunakan untuk mendinginkan boiler atau memulainya.

Praktik operasi seperti ini biasanya dipilih karena alasan ekonomi.

Pitting yang parah dapat terjadi, terutama di boiler yang dijaga dalam kondisi tanpa deposit.

Oleh karena itu, biasanya lebih hemat untuk mempertahankan permukaan perpindahan panas yang bersih dan menghindari penggunaan air dingin yang mengandung oksigen terlarut selama proses pendinginan dan saat operasi awal.

Serangan Caustic

Serangan kaustik, juga dikenal sebagai korosi kaustik, adalah hasil dari embrittlement caustic yang terbentuk pada boiler dengan air demin.

Ini sering terjadi pada boiler dengan penanganan fosfat, di mana deposit terbentuk pada pipa, terutama di daerah dengan input panas yang tinggi atau sirkulasi yang buruk.

Pada kondisi ini, soda kaustik tidak akan kristalisasi. Akibatnya, konsentrasi kaustik di dalam cairan yang terjebak dapat mencapai 100.000 ppm atau lebih.

Ketika kaustik melarutkan lapisan pelindung magnetik oksida, air yang bersentuhan dengan besi berusaha untuk menjaga lapisan pelindung magnetit (Fe3O4). Akibatnya, terbentuk senyawa kompleks kaustik-ferritik.

Penipisan yang disebabkan oleh serangan kaustik sering disebut sebagai caustic goughing.

Ketika deposit dihilangkan dari permukaan tube selama pengujian, karakteristik ukiran menjadi sangat jelas di sepanjang deposit garam putih; ini biasanya menunjukkan ujung area deposit sebenarnya.

Sisa soda kaustik, natrium karbonat, bereaksi dengan karbon dioksida di dalam air, menghasilkan deposit keputihan.

Seringkali, saat memeriksa boiler yang terkena serangan kaustik, Anda akan menemukan akumulasi magetik oksida yang berlebihan pada area dengan aliran lambat pada drum dan headers.

Ini disebabkan oleh pengelupasan yang terjadi selama operasi, yang menyebabkan pembentukan deposit dari senyawa kompleks dari kaustik-feritik.

Senyawa kompleks tak stabil ini segera berubah menjadi magnetik oksida dan kaustik bebas ketika air boiler bersentuhan dan mengencerkannya.

Suspensi magnetik oksida yang dilepaskan bergerak dan terakumulasi di daerah dengan aliran lambat atau fluks panas yang tinggi.

Secara fisik, serangan kaustik—kadang-kadang disebut sebagai pitting kaustik—tampak seperti penipisan atau pengelupasan tak teratur. Serangan ini tidak sama dengan pitting lokal terkonsentrasi akibat oksigen atau asam.

Sampai disini apakah Anda sudah cukup paham tentang permasalahan yang timbul karena kerak dan korosi boiler karena kualitas Air yang kurang baik??

Steam Blanketing

Dalam beberapa situasi, steam dan air dapat mengalir di dalam pipa secara bertingkat-tingkat, yang biasanya terjadi di daerah dengan input panas yang rendah.

Sudut pipa yang terpengaruhi memengaruhi masalah ini, yang sebanding dengan beban sebenarnya yang dipertahankan boiler.

Laju bertingkat-tingkat terjadi ketika kecepatan tidak cukup untuk menghentikan aliran turbulen atau mencegah air bercampur dengan steam selama aliran melalui pipa.

Pengujian pipa yang mendapat efek biasanya menunjukkan garis air menonjol dengan penipisan umum di bagian atas pipa.

Jarang terjadi penipisan di bagian bawah pipa. Ini terjadi ketika air boiler mengandung kaustik, konsentrasi yang tinggi terakumulasi di jalur air, menyebabkan korosi dan pengelupasan.

Input panas menuju bagian atas pipa dapat menyebabkan aliran bertingkat-tingkat.

Hal ini menyebabkan derajat panas super tinggi di dalam blanket steam.

Temperatur logam di atas 399 derajat Celcius akan menyebabkan reaksi langsung antara steam dan logam.

Baik kaustik atau tidak, logam akan korosi dalam kondisi tertentu.

Jika ada keraguan tentang penyebab pastinya, analisis metalografi akan menunjukkan apakah temperatur berkontribusi pada masalah.

Besi oksida (Fe3O4) biasanya ditemukan mengurai magnetik dalam kondisi tertentu. Reaksi ini juga menghasilkan hidrogen, yang dilepaskan dengan steam.

Sebuah masalah aneh dengan masalah sirkulasi dan input panas ditemukan di atap pipa.

Biasanya, pipa ini dirancang untuk menerima panas hanya pada sisi bawahnya.

Masalah biasanya muncul ketika pipa melengkung atau terpisah dari atap, sehingga semua permukaan pipa terpapar gas panas.

Ketika pipa yang terekspansi tidak dapat lagi menahan tekanan termal dan tekanan internal, kerusakan terjadi.

Seringkali, superheater pipa menunjukkan efek pembengkakan atau pembesaran yang sama. Karena alasan tertentu, aliran steam telah dibatasi, menyebabkan overheating dan kerusakan.

Serangan Asam

Serangan asam pada pipa dan drum boiler biasanya menyebabkan penipisan permukaan. Hal ini menyebabkan tampilan yang tidak teratur.

Permukaan halus muncul di daerah aliran di mana serangan intens terjadi. Dalam situasi yang sangat parah, komponen lain seperti baffling, nuts, bolt, dan area yang tertekan lainnya dapat rusak parah atau hancur. Akibatnya, penyebabnya pasti jelas.

Apakah operasi pembersihan asam yang tidak sempurna atau kontaminasi proses biasanya dapat dilacak untuk melacak serangan asam yang parah.

Kontaminasi kondensat air pendingin yang digunakan kembali di beberapa pabrik, yang menghilangkan alkalinitas air boiler, dapat menyebabkan pitting dan deposisi yang parah di area dengan fluks panas yang tinggi.

Jika penanganan tidak segera dilakukan untuk menetralkan asam, kerusakan dapat sangat parah.

Dalam proses kontaminasi industri, kontaminan organik mungkin terurai di dalam boiler di bawah tekanan dan suhu tinggi, menghasilkan asam organik.

Gula adalah contoh sempurna dari zat organik yang, ketika ditambahkan dalam jumlah besar, dapat segera mengurangi alkalinitas air boiler dan menurunkan pH boiler menjadi 4,3 atau lebih rendah. Untuk menetralkan asam ini secepat mungkin, sebagian besar pabrik pemurnian gula menggunakan pompa untuk memompakan soda kaustik.

Serangan Hidrogen

Sejak tahun 1960, serangan hidrogen atau embrittlement telah sering terjadi pada sistem tekanan tinggi, sistem dengan kemurnian tinggi.

Ini karena masalah ini biasanya hanya terjadi pada unit yang bekerja pada tekanan 105,5 kg/cm2 atau lebih tinggi. Akibatnya, kebanyakan pabrik tidak mengalami serangan ini.

Dibandingkan dengan standar umum untuk boiler tekanan rendah, alkalinitas air boiler dijaga pada sistem tipe ini cukup rendah.

Program koordinasi pH/fosfat atau total volatil digunakan pada tekanan operasi dan kondisi air yang ditetapkan. Program total volatil lebih terpengaruhi oleh pengotor, yang akan menurunkan alkalinitas atau pH air.

Ketika pengotor merendahkan pH air Serangan asam pada baja menghasilkan hidrogen. Jika ini terjadi pada deposit pipa yang keras, menempel cepat, dan kedap, tekanan di dalam deposit dapat terakumulasi sehingga hidrogen dapat menembus pipa baja.

Karena molekul metana terlalu besar untuk difusi melewati baja, kelebihan tekanan terbentuk di dalam struktur logam ketika atom hidrogen menembusnya dan bereaksi dengan kandungan karbonnya, membentuk metana.

Ini terjadi di bagian batas kristal di mana metana terbentuk. Bagian pipa yang rusak biasanya mempertahankan dimensi atau ketebalan material tubing aslinya, tetapi retak di bagian intergrannular.

Meskipun ada banyak alasan mengapa pH air boiler menurun, yang paling umum adalah ketika air payau digunakan untuk pendinginan kondesor.

Mengingat bahwa magnesium klorida telah menyebabkan pH air menurun drastis, sangat penting untuk memantau dengan cermat dan menemukan tingkat kontaminasi yang sangat rendah pada kondensat.

Hidrogen embrittlement hanya terjadi ketika terdapat deposit yang keras yang rapat pada permukaan pipa. Ini membuat hidrogen terkonsentrasi di bawah deposit dan menembus logam.

Ini biasanya disebabkan oleh kontaminant asam atau penyebab penurunan pH. Serangan jenis ini terjadi dengan sangat cepat, jadi sangat penting untuk memeriksa kemurnian kondensat secara teratur.

Hydrogen embrittlement biasanya terjadi pada sistem dengan kemurnian tinggi yang bekerja pada tekanan 105,5 kg/cm2 atau lebih tinggi.

Jenis kerusakan in dapat diidentifikasi dengan kondisi keretakan intergranular dan dekarburisasi logam, meskipun kadang-kadang bingung dengan cracking intergranular creep.

Survei yang dilakukan pada unit yang beroperasi pada tekanan dan kondisi ini telah menunjukkan bahwa koordinasi kontrol pH/fosfat akan mengurangi kemungkinan embrittlement hidrogen. Adanya fosfat meningkatkan bufferisasi air boiler.

Kerusakan Superheater Tube

Kondisi kimia dan mekanikal dapat menyebabkan pipa superheater rusak. Untuk sebagian besar kerusakan pada pipa superheater, melakukan pemeriksaan terhadap deposit yang ditemukan adalah bagian penting dari penyelesaian masalah.

Pada titik kerusakan, deposit magnetik oksida menunjukkan oksidasi logam pipa, yang terjadi ketika suhu logam melebihi suhu desain, dan logam masuk ke reaksi langsung dengan air, menghasilkan magentik besi oksida dengan pelepasan hidrogen.

Jika laju steam melewati pipa terbatas atau panas yang masuk berlebihan, oksigenasi dapat terjadi.

Tapi jika tidak ada aliran steam, pembatasan dapat disebabkan oleh situasi normal selama transisi antara pengaktifan dan penghentian.

Hal ini dapat terjadi jika tidak ada perlindungan yang memadai untuk superheater selama periode transisi.

Ketika steam saturasi yang cukup tidak didistribusikan sepanjang kumpulan pipa pada inlet header selama waktu operasi beban rendah, kondisi overheating dapat terjadi.

Jika padatan yang berlebihan di dalam air boiler bertemu dengan steam, deposit garam terlarut dapat terbentuk pada inlet pipa superheater.

Ini dapat menghentikan aliran. Namun, terlalu panas dan kerusakan oksidasi langsung dapat terjadi di tempat yang berbeda dari penutupan, seperti tumpukan bagian bawah atau bagian paling panas dari pipa.

Pada kebanyakan kasus, persentase yang tinggi dari deposit garam natrium ditemukan pada bagian panas seiring dengan produk oksidasi, tetapi pada beberapa kasus, ada penampakan yang sangat jelas antara produk oksidasi pada daerah panas dan deposit garam terlarut di bagian inlet.

Ada sedikit keraguan bahwa penyebab masalah ini adalah carryover air boiler.

Overheating pada superheater sesekali, yang biasanya menyebabkan bibir yang tebal dan pelepuhan dengan semua tanda-tanda kerusakan creep, biasanya disebabkan oleh ketidakmampuan untuk mengontrol temperatur firebox selama periode start-up dan shutdown.

Dalam kasus pipa air, superheater pipa akan rusak dengan cepat (bahkan mungkin parah) ketika aliran terhambat untuk waktu yang singkat dan suhu pipa naik dengan cepat menuju suhu aliran plastik.

Pitting oksigen dari pipa superheater, biasanya pada daerah lingkaran gantungan, terjadi selama downtime dan lebih jarang terjadi.

Hal ini disebabkan oleh campuran air dan oksigen yang ada di udara di daerah tersebut.

Untuk menghindari masalah overheating selama start-up atau shutdown dan untuk mencegah korosi oksigen selama downtime, sangat penting untuk mengikuti instruksi manufaktur secara ketat.

Kemurnian steam sangat penting ketika deposit garam terlarut ditemukan pada pipa superheater.

Penelitian yang saya baca menunjukkan bahwa jika deposit garam terlarut di superheater melebihi 300ppb, itu dapat menyebabkan masalah.

Jika Anda memiliki pengalaman berbeda khususnya masalah kerak dan korosi Boiler yang sudah saya sebutkan di atas, silakan Anda isikan pada kolom komentar untuk kita bahas lebih lanjut.

Kesimpulan Kerak Dan Korosi Boiler Akibat Kualitas Air Tidak Optimal

Bagaimana?? Apakah Anda sudah mendapatkan apa saja kemungkinan yang akan ditemukan saat perawatan mesin Boiler?? khususnya menyangkut problem kerak dan korosi boiler.

Simpan URL artikel ini untuk Anda baca kembali, karena mungkin Anda akan membutuhkan kembali saat instansi atau perusahaan mencari mitra profesional.

Tinggalkan komentar Anda atau klik tombol WhatsApp untuk konsultasi lebih jauh dengan tim ALRAS (Alam Ramah Suksesindo) dan pastikan kebutuhan Anda terjawab dengan baik.

Artikel ini didukung partner konten dan tim publikasi Lukratif Media.