Trending Topik

Industrial Chemical Cleaning Tube Boiler Condenser

Diposting oleh On Thursday, May 12, 2022

Korosi adalah hasil oksidasi metal dari beberapa agent oxidizing di lingkungan. Selama proses korosi, elektron mengalir melewati metal dan ion mengalir dari satu area ke area lain pada larutan yang disebut dengan proses elektrokimia. Proses oksidasi (korosi) besi oleh ion hydrogen sesuai reaksi:

2H+ + Fe ---> Fe2+ + H2

Banyka korosi terjadi pada besi disebabkan oleh kegagalan pembersihan dan pasifasi yang benar pada peralatan baru. (McCoy, 1984)

Alkali dan garam asam lemah digunakan untuk emulsify, saponify, oily untuk menetralkan residu asam dari chemical cleaning dan untuk membentuk pasifasi pada permukaan metal.

Sebagian besar korosi tipe fouling dan deposit terlarut oleh HCl yang bersifat asam kuat. Semua asam kuat cocok diterapkan dengan sebelumnya diberi inhibitor untuk meminimalisir serangan asam pada metal. HCl adalah chemical termurah untuk digunakan dalam chemical cleaning. HCl pada konsentrasi 5-10% efektif untuk melarutkan ferric oxide (Fe2O3), sesuai reaksi:

Fe2O3 + 6H+ ---> 2 Fe3+ + 3 H2O

Fe2O3 + Fe + 6H+ ---> 3Fe2+ + 3H2O

HCl cocok digunakan untuk cleaning carbon steel, low-chromium steel, cast iron, admiralty brass, bronze, cupro nickle dan monel. Laju korosi ketika chemical cleaning ergantung pada: (i) metal yang dicleaning; (ii) konsentrasi inhibitor; (iii) konsentrasi asam; (iv) lama paparan; (v) temperature; (vi) velocity larutan asam.


HCl tidak boleh digunakan pada stainless steel, titanium, zinc, alumunium dan galvanized iron. Hal ini karena ion chloride pada konsentrasi serendah 40 ppm saja bisa menyebabkan intergranular atau transgranular cracking. HCl juga bisa menyebabkan hydrogen embrittlement pada titanium

Agent penetral HCl adalah CaCO3, (Ca(OH)2, Na2CO3, NaOH

Asam sulfat (sulphuric acid) jarang sekali digunakan dalam chemical cleaning karena sifatnya pada pelarutan yang menghasilkan panas tinggi dan mudah mengiritasi kulit. Cara pencampurannya juga unik, dimana HCl dituangkan secara perlahan ke air dan tidak sebaliknya karena akan menghasilkan percikan panas yang tinggi. Konsentrasi H2SO4 yangdigunakan antara 5-15% pada temperatur yang tidak lebih dari 180 oF dan umumnya digunakan untuk cleaning stainless steel

Agent penetral H2SO4 adalah gypsum (CaSO4), lime/limestone (CaCO3) atau soda ash (Na2CO3 dan caustic soda (NaOH) yang terbaik.

Sulfamic acid/asam sulfamat (HSO3NH2) adalah bahan kimia asam yang cukup mahal dibandingkan lainnya namun memiliki kelebihan bisa digunakan oleh user yang kurang pengalaman dan di indoor tanpa membutuhkan keahlian kontraktor tersertifikasi. Ketika sulfamic acid digunakan untuk acid cleaning, itu tidak menyebabkan pitting. Bahkan ketika penerapannya dikombinasikan dengan NaCl (10% HSO3NH2, 5% NaCl) itu efektif untuk melarutkan ferric oxide (Fe2O3)

Pasifasi sulfamic acid cocok menggunakan sodium nitrit dan jika masih banyak residu acid di tube maka pasivasi kurang sempurna. Reaksi pasifasi seperti berikut:

HSO3NH2 + NO2- ---> N2 + H2O + SO42- + H+

Urutan tingkat korosifitas asam dari terendah ke tertinggi adalah citric-sulfamic-phosphoric-hydrochloric

Sesudah dilakukan chemical cleaning pada permukaan tube maka harus dilakukan pasifasi karena permukaan tube secara alamiah mebgalami oksidasi cepat dengan adanya udara atmosfer. Pasifasi sangat dibutuhkan pada iron (besi) dibandingkan chromiu, nickle, copper, brass, monel dan cupronickel karena material tersebut memiliki pasifasi alamiah sendiri ketika kontak dengan udara yang diberi nama oxide film. Permukaan material yang tertutup oleh oil, scale, deposit tidak dapat dilakukan pasifasi sehingga normalnya harus dilakukan water jetting sebelum pasifasi.



Sulfamic acid sangat mudah dilakukan penanganan, penyimpanan dan pencampuran tanpa membutuhkan keahlian khusus. Sulfamic acid cocok untuk material stainless steel. Sulfamic acid harga cukup mahal sehingga cook digunakan pada volume kecil. Penerapan konsentrasi antara 5-10% dengan waktu tinggal diijinkan antara 4-12 jam.

Berdasarkan Google Patent (2013) sebagai berikut:



Referensi:

[1] McCoy, J.W. (1984). Industrial Chemical Cleaning. Chemical Publishing-USA

[2] Google Patent-CN103361664A. (2013). Cleaning Method of Carbon Steel Pipeline and Cleaning Agents. China

Proses Korosi pada Iron-Steel atau Carbon Steel atau Besi Baja yang Umumnya pada Material Konstruksi

Diposting oleh On Saturday, December 25, 2021

Material konstruksi yang umumnya kita temui seperti jembatan, tiang listrik, rangka bangunan, peralatan di industri/PLTU dan masih banyak lagi lainnya pada umumnya adalah iron-steel (FeC) atau baja carbon atau carbon steel. Pada proses casting-nya material tersebut ditambahkan sedikit aditif unsur untuk memperbaiki sifat properties-nya. Detail bisa dibaca di: Mechanical Properties Unsur Logam (Metallurgy).

Proses korosi pada besi terjadi karena pada larutan yang bersifat anodik (sebagai tanda nilai bilangan oksidasi besi mengalami kenaikan) terdapat reaksi pelepasan elektron (kodrat semua unsur untuk mencapai keadaan stabil/mencari peasangan), berikut reaksinya: (Revie and Uhlig, 2008)

Fe ---> Fe2+ + 2e

Area yang anodik tersebut bisa dihambat dengan adanya anoda tumbal (sacrificial anode) atau injeksi arus (impressed current) sehingga besi sebagai material dasar digantikan fungsi anoda-nya oleh logam yang mudah teroksidasi (reduktor kuat) atau aliran elektron digantikan oleh fungsi injeksi arus sehingga tidak ada elektron yang hilang dari besi.

Sedangkan area cathodic (sebagai tanda terdapat pengurangan bilangan oksidasi), ditempati oleh media yang bisa menghantarkan arus elektron seperti kelembapan/air/elektrolit. Berikut reaksinya:

H+ + e ---> ½ H2

Reaksi katodik (reduksi) dipercepat pada pH asam dan diperlambat pada pH basa atau netral. Cathodic reaction juga bisa dipercepat dengan adanya dissolved oxygen (DO) yang dikenal dengan istilah "Depolarization" seperti reaksi berikut:

2 H+ + ½ O2  + 2e---> H2O

Dengan adanya pendukung lingkungan yang lengkap seperti moisture dan oxygen atmosfer maka permukaan besi akan bereaksi sebagai berikut:

Fe + H2O + ½ O2 ---> Fe(OH)2

Warna Fe(OH)2 adalah putih dan terkadang juga berwarna hijau atau hijau kehitaman yang disebabkan reaksi oksidasi lanjutan dengan oxygen. Fe(OH)2 ini masih belum tergolong karat masih sedimen/deposit pengotor permukaan iron. Ketika masih terdapat moisture dan excess oxygen maka akan lanjut bereaksi sebagai berikut:

Fe(OH)2  +  ½ H2O + ¼ O2 ---> Fe(OH)3

Warna Fe(OH)3 adalah orange atau merah kecoklat-coklatan yang sudah tergolong karat (rust) dan lebih lanjut tergolong menjadi 2 yaitu non-magnetic disebut hematite (Fe2O3) warna kemerahan dan magnetic (Fe3O4) warna kehitaman. Detail bisa dbaca di: Analisa kerak (Scale & Deposit) pada Boiler Turbine Condenser

Referensi:

[1] Revie, R.W., and Uhlig, H.H. (2008). Handbook Corrosion and Corrosion Control, An Intoroduction to Corrosion Science and Engineering.  Fourth Edition, John Wiley & Sons

Hubungan/Keterkaitan Dalam Uji Oil Transformer/Trafo Meliputi DGA-BDV-Furan

Diposting oleh On Wednesday, December 22, 2021

Transformator merupakan komponen vital dalam industri kelistrikan dan hampir semua industri memiliki trafo untuk mengatur tegangan. Dari bidang kimia terdapat beberapa uji dalam predictive maintenance (PdM) yang secara rutin dilakukan seperti uji Dissolved gas Analysis (DGA) atau gas terlarut, Break Down Voltage (BDV) atau tegangan tembus dan Furan atau senyawa aromatik. Dari 3 uji kimia tersebut, terdapat kesinambungan dan keterkaitan analisa yang bisa digunakan untuk judgment assesment, treatment atau overhaul trafo yang bisa digunakan oleh bidang elektrik melakukan tindakan lebih lanjut.

Transformator sendiri terdiri dari beberapa bagian penting, bisa dibaca di artikel: Bagian-Bagian dari Trafo Arus Kuat 3 Fase. Bagian yang akan menjadi perhatian khusus pada 3 uji kimia adalah oli, insulation paper selulosa, silica gel, fan/radiator dan konservator. Berikut penjelasan terkait hubungan antara 3 uji kimia di trafo:

  • Uji DGA digunakan untuk mengetahui detail AKIBAT yang ditimbulkan oleh pemanasan oil trafo dengan indikator pembacaan DGA adalah: (i) senyawa hydrocarbon rantai 1 (alkana), rantai 2 (alkena) dan rantai 3 (alkuna) sebagai akibat degradasi/pemutusan ikatan rantai hydrocarbon karena pemanasan, detai bisa dibaca di: Proses Pembentukan Gas-Gas Terlarut di Minyak Trafo; (ii) senyawa CO dan COsebagai indikator degradasi selulosa paper yang berbahan dasar nabati/bubur kertas; (iii) senyawa H2O sebagai indikator reaksi samping pembentukan gas hydrocarbon hasil degradasi oil trafo atau reaksi oil trafo dengan udara atmosfer. Nilai DGA semakin rendah semakin baik dan judgment awal ketika hasil DGA abnormal adalah purifikasi oil untuk meminimalisir gas hydrocarbon, karena gas ini mudah terbakar dan bisa menyebabkan trafo meledak.
  • Uji BDV digunakan untuk mengetahui SEBAB mengapa gas hydrocarbon,  CO dan CObisa muncul yang mengindikasikan fungsi oil trafo sebagai insulation sudah menurun. Perlu diketahui bahwa fungsi oil trafo sebagai berikut: (i) peredam panas/pendingin; (ii) isolasi antar bagian dalam trafo; (iii) peredam getaran medan magnet; dan (iv) pelumas khususnya On Load Tap Changer (OLTC). Ketika fungsi oil tersebut berkurang maka tegangan bisa tembus (SEBAB) yang mengakibatkan overheating pada oil terjadi dan terbentuklah gas hydrocarbon diawal (AKIBAT 1) dan kemudian perlahan selulosa paper terdegradasi (AKIBAT 2). Nilai BDV semakin tinggi semakin baik dengan artian oil tidak mudah ditembus oleh tegangan. Judgment individu ketika hanya uji BDV abnormal tanpa DGA adalah melakukan purifikasi dengan harapan bahwa nilai BDV rendah karena kontaminan seperti air sedangkan judgment ketika abnormal uji untuk BDV + DGA adalah purifikasi disertai make-up oil atau mengganti beberapa %volume oil. Ketika rekomendasi tersebut belum membuahkan hasil (artian kualitas oil tetap buruk) maka harus melakukan uji furan
  • Ketika 2 uji kimia meng-konfirmasi ketidaknormalan maka judgment awal adalah fungsi oil sebagai insulation menurun sehingga mengakibatkan overehating didalam trafo yang siiring berjalannya waktu akan mengikis selulosa paper.
  • Furan test digunakan di akhir sebagai konfirmasi, apakah dengan adanya fungsi oil yang menurun tadi sudah memperparah selulosa paper rusak. Furan menghasilkan beberapa senyawa aromatik yang menyusun selulosa/bubur kertas sehingga dengan mengetahui kuantitas senyawa pada oil bisa digunakan untuk mengetahui tingkat degradasi yang terjadi. Furan inilah judgment akhir untuk memutuskan apakah oil trafo perlu diganti atau tidak bahkan bisa digunakan untuk replace trafo.
Tugas bidang kimia sudah selesai dengan output memberikan rekomendasi yang segera bisa dilakukan oleh bidang elektrik. Berikut langkah-langkah yang bisa dilakukan oleh bidang elektrik:
  • Preventive Maintenance (PM) rutin thermography pada peralatan kabel RST, oil tank, trafo, dan fan/radiator
  • Melakukan pengecekan arus terminal
  • Semeriksa setting running fan/radiator
  • Memeriksa warna silica gel
  • Purifikasi oil, bila perlu make-up oil yang lebih baik dilakukan ketika online daripada offline hal ini terkait sifat gas itu sendiri yang bersifat mengisi ruang. Ketika online berarti pertumbuhan gas terus-menerus bertambah dan homogenisasi tercapai sehingga diharapkan ketika purifikasi selesai maka baseline kualitas oil adalah benar-benar baik
  • Ketika rekomendasi bertepatan dengan overhaul dan trafo offline maka bisa melakukan asesment secara menyeluruh seperti: (i) TAN DELTA digunakan untuk menguji kondisi isolasi trafo; (ii) SFRA (Sweep Frequency Response Analysis) untuk mengevaluasi mechanical integrity/ada tidaknya perubahan struktur mekanik peralatan; (iii) DIRANA (Dielectric Response Analysis) untuk memprediksi kondisi isolasi seperti oil conductivity dan kadar moisture pada selulosa paper; (iv) Pengecekan relay Bucholz; (v) Pengujian grounding dll
Berdasarkan data-data ini bisa disimpulkan bahwa terdapat hubungan/keterkaitan pada beberapa uji oil trafo dan itu merupakan sequence. Bidang-bidang yang saling terkait dan tidak bisa berdiri sendiri juga menjadi faktor keberhasilan menyehatkan trafo, dimana umumnya yang ditemui untuk asesment trafo adalah bidang elektrik saja padahal didalamnya ada peran bidang kimia dalam analisis mendalam tentang root-cause failure analysis (RCFA) yang menghasilkan beberapa rekomendasi.

Kutip Artikel ini Sebagai Referensi (Citation):
Feriyanto, Y.E. (2021). Hubungan/Keterkaitan Dalam Uji Oil Transformer/Trafo Meliputi DGA-BDV-Furan, Best Practice Experience in Power Plant. www.caesarvery.com. Surabaya

Chemical Aditif pada Pelumas Oli (Oil Lubricating Additive)

Diposting oleh On Saturday, December 18, 2021

Oil Lubricating (pelumas oli) memiliki peran vital dalam melumasi antar 2 permukaan yang bergesekan. Berikut peran oil lubricating:

  1. Pelumas, peminimalisir gesekan & keausan
  2. Pendingin, penyalur panas keluar dari komponen yang bergesekan
  3. Pembersih, pembilas ruang yang bergesekan dari kotoran seperti carbon, sludge & varnish
  4. Pelindung, pencegah kerusakan material akibat oksidasi dan korosi
  5. Pemindah tenaga & panas
  6. Perapat, pencegah kebocoran
Pada oli selain base oil (kandungan utama mineral/sintetik/hewani/nabati) juga terdapat aditif/additive yang berfungsi meningkatkan performa oli sebagai pelumasan. Berikut macam-macam chemical additive pada oli:
  • Anti Wear, berfungsi mencegah terkikisnya material yang bergesekan, memberikan lapisan film pelindung yang cukup tebal dan melicinkan sehingga gesekan terminimalisir
  • Anti-Corrosion, berfungsi mencegah terjadinya korosi pada material yang dilewati pelumasan, karena oli mengandug asam & basa serta pengaruh oksidasi yang kondisi tersebut bisa menyebabkan korosi pada material
  • Anti-Oxidant, berfungsi mencegah terjadinya oksidasi antara oil dengan udara atmosfer
  • Anti-Foam, berfungsi mencegah terjadinya pembusaan pada oil yang bersifat merugikan karena mengganggu pelumasan dan sirkulasi oil
  • Anti-Acid, berfungsi mencegah terjadinya reaksi pembentukan asam yang merugikan peralatan
  • Detergent, berfungsi membilas ruang yang dilewati pelumasan dari kontaminan/kotoran
  • Anti-Dispersant, berfungsi mengikat kontaminan tak larut bisa berikatan dengan oli
  • Anti-Depresant/Pour Point, berfungsi mencegah oli membeku pada temperatur rendah dan tetap mengalir pada kondisi tersebut
  • Viscosity Improver, berfungsi mejaga kestabilan viskositas yang diakibatkan kontaminan atau mengurangi laju perubahan viskosits akibat perubahan temperatur




Kutip Artikel ini Sebagai Referensi (Citation):
Feriyanto, YE. (2021). Chemical Aditif pada Pelumas Oli (Oil Lubricating Additive). www.caesarvery.com. Surabaya

Referensi:
[1] Feriyanto, Y.E. (2016). Best Practice Experience in Power Plant. www.caesarvery.com. Surabaya

Analisa Profil Kerusakan FIRE SIDE TUBE (OUTER) Boiler PLTU (3 of 3)

Diposting oleh On Friday, August 20, 2021

Artikel sebelumnya membahas tentang "Analisa Profil Kerusakan WATER SIDE TUBE (INNER) Boiler PLTU". Kali ini dibahas profil kerusakan  FIRE SIDE TUBE (OUTER) yang disebabkan oleh beberap hal seperti berikut: [Basu, 2015]

  • Fuel dengan chlorine (Cl) dan sulphur (S) tinggi
  • Kontrol pembakaran yang buruk
  • Overheating furnace dan flue gas temperature terlalu tinggi
  • Tube overheating
  • Erosion-Corrosion
  • Oxidation/reduction
  • Sulfidation
  • Chlorination
Mekanisme korosi yang terjadi di outer tube seperti berikut: oxide layer (magnetite-Fe3O4) memberikan lapisan pasifasi tube untuk menghindarkan reaksi kimia korosi. Proses pembakaran menghasilkan reducing agent seperti H2 dan CO yang bisa men-degradasi Fe2O3 dan Fe3O4 menjadi Fe (korosi adalah kembalinya senyawa/logam pada titik kestabilan membentuk unsur tunggal penyusunnya/bijihnya).
Ketika bahan bakar devolatilize maka akan menghasilkan unsur seperti Na, K, S dan Cl membentuk senyawa korosif seperti HCl, SO2, Na2SO4 dan NaCl.
  • Sulphate Corrosion
Merupakan lanjutan dari reaksi senyawa korosif hasil pembakaran dengan SO2 dan Fe2O3 seperti reaksi berikut:
3 Na2SO+ Fe2O3 + 3 SO3 ---> 2 Na3Fe(SO4)3

Namun bisa juga melewati reaksi tidak langsung membentuk pyrosulphate (Na2S2O7) seperti berikut:

Na2SO4 + SO3 ---> Na2S2O7

Pyrosulphate (Na2S2O7) inilah yang bersifat menyerang oxide layer tube.

  • Sulphide Corrosion
Pada kondisi tereduksi dan panas yang cukup tinggi FeS terbentuk. Sifat dari FeS sangat berbeda dengan FeO, dimana FeS porous dan tidak memberikan lapisan pasifasi bahkan membuat getas kekuatan mekaniknya.
  • Chlorine Corrosion
Chlorine (Cl) sebagai hasil sisa pembakaran bahan bakar bereaksi dengan Fe membentuk FeCl2 yang bersifat mudah menguap pada temperatur rendah sehingga mudah mengkorosi tube material. FeCljuga bisa terikut sampai flue gas dan jika bereaksi dengan O2 akan menghasilkan gas Clyang bersifat korosif.
  • Vanadium Corrosion
Pada flue gas temperatur tinggi, SO2 terkonversi menjadi SO3 yang reaksinya dipercepat oleh katalis V2Odan Fe2O3 di ash deposit.
  • Erosion-Corrosion
Disebabkan oleh sebagian besar karena pasir dan bahan bakar yang memiliki hardness yang besar serta karena sootblowing system.

Referensi:
[1] Basu, P. (2015). Circulating Fluidized Bed Boilers, Design, Operation and Maintenance. Canada

Screening Awal Secara Visual dan Bau untuk Mengetahui Kualitas Oil Tribology

Diposting oleh On Tuesday, August 10, 2021

Oli memerlukan pengecekan secara rutin untuk mengetahui trending kualitasnya. Di PLTU, untuk oil turbine dilakukan pengecekan periodik 3 bulanan dan bisa lebih pendek ketika terjadi gangguan atau indikasi-indikasi yang bisa terlihat di lapangan tanpa harus menggunakan alat seperti visual dan bau. Pengalaman kami melakukan pengujian oil tribology dan melakukan analisa banyak ditemui kondisi screening awal oil sudah memberikan tanda-tanda terdapat ketidaknormalan seperti: (i) secara visual (warna kemerahan, warna kehitaman, terdapat buih-buih, warna keputihan dan terdapat kontaminan hitam melayang-layang; (ii) secara bau (seperti bau terbakar/gosong dan ammonia/air kencing menyengat).

2 screening tahap awal tersebut harus dilakukan untuk menentukan kapan harus dibawa ke laboratorium untuk dilakukan pengujian secara detail. Baca Juga: Analisa Oil Tribology dan Referensi Report. Berikut screening awal visual yang bisa dilakukan:


Warna umum yang oli yang pernah penulis temukan adalah:
  1. Bening Jernih/Transparan ---> fresh oil masih segel dari manufacture seperti shell turbo T46, total preslia 46
  2. Kuning Tipis ---> fresh oil, penulis pernah menemui juga warna ini pada shell turbo T46, total preslia 46 baru
  3. Kuning ---> oli yang sudah dipakai dengan purifikasi yang maksimal, umumnya purifier yang dipakai adalah heater + vacuum dehydration + filter membrane sehingga sangat efektif dalam treatment wear dan contaminan
  4. Kuning Kemerahan ---> oli yang sudah dipakai dengan purifikasi yang rutin namun tipenya masih yang biasa yaitu sentrifugal purifier. Harus dikonfirmasi dengan bau karena umumnya diikuti bau terbakar/gosong menyengat
  5. Kemerahan ---> oli yang terkena paparan panas berlebih, umumnya mengandung wear yang tinggi, varnish dan ada bau menyengat seperti terbakar/gosong
  6. Kemerahan Kehitaman ---> umumnya oli pada gearbox yang memiliki viskositas sangat tinggi, baunya apek pekat dan untuk analisa hanya viskositas tanpa uji lainnya karena kalau untuk oil bearing turbine menandakan ikatan kimia hydrocarbon ter-degradasi sedangkan untuk gearbox analisanya cukup ganti atau tidak based time
  7. Putih Keruh/Berbuih ---> oli yang mengandung water content tipe free water yang sangat tinggi dan efektif di-treatment menggunakan purifier tipe heater + vacuum dehydration

Secara bau ini juga harus dilakukan karena screening awal ini sangat penting dilakukan. Umumnya jadwal periodik oil tribology ke laboratorium setiap 3 bulan, namun ketika diantara waktu tersebut ditemukan bau yang tidak normal seperti bau terbakar/gosong dan ammonia/air kencing maka harus segera dilakukan uji oli secara laboratorium. Pengalaman penulis ketika melakukan uji oli bau terbakar terdapat parameter wear yang sangat tinggi (pertanda gesekan berlebih antar material yang menyebabkan overheating). Overheating pada temperatur >290 oC menyebabkan ikatan rantai hydrocarbon oil mengalami thermal degradation. Lebih detail baca artikel: Proses Terbentuknya Varnish (Jelaga) dan Sludge (Lumpur) pada Oil Tribology

Kutip Artikel ini Sebagai Referensi (Citation):

Feriyanto, Y.E. (2021). Screening Awal Secara Visual dan Bau untuk Mengetahui Kualitas Oil Tribology, Best Practice in Power Plant. www.caesarvery.com. Surabaya

Referensi:

[1] Pengalaman Pribadi Penulis pada Tema Terkait

Macam-Macam Scale Inhibitor

Diposting oleh On Tuesday, July 20, 2021

Scale adalah kerak/penyumbatan. Terdapat beberapa istilah yang sering didengar di PLTU dengan makna hampir sama seperti berikut:

Scale: tumpukan/penyumbatan pada permukaan material yang terbentuk karena reaksi kimia dan tidak larut dalam fluida. Bentuknya sangat keras mengkristal dan tempatnya di area yang bersentuhan langsung dengan panas. Bisa di-treatment menggunakan chemical. Istilah di PLTU ini adalah penyumbatan di sepanjang inner tube boiler

Slagging: penjelasan sama dengan scaling. Istilah di PLTU ini adalah penyumbatan di furnace boiler

Deposit: tumpukan/penyumbatan pada permukaan material yang terbentuk karena endapan tipis terus-menerus suspended solid dan masih bisa larut dalam fluida. Tempatnya di area yang tidak bersentuhan langsung dengan panas. Bisa di-treatment menggunakan scrapper dan water jet compressor. Istilah di PLTU ini adalah penyumbatan pada steam drum, tangki dan cooling tower (area-area dingin)

Fouling: penjelasan sama dengan deposit. Istilah di PLTU ini adalah penyumbatan di area water treatment plant khususnya membrane reverse-osmosis (RO).

Agglomeration: mirip dengan slagging baik bentuk maupun tempatnya, namun ini lebih ke kondisi batubara atau umpan padat. Agglomeration adalah penggumpalan sangat keras akibat reaksi kimia yang dipanaskan.

Penyumbatan/kerak tersebut sangat merugikan heat transfer karena menjadi penghalang pertukaran panas antara 2 media sehingga harus diminimalisir. Beberapa cara minimalisir penyumbatan/kerak tersebut dikenal dengan istilah "scale inhibitor".

Berdasarkan handbook of water treatment [Kurita, 1999] berikut kutipannya:

 
Macam-Macam SCALE di Cooling Tower:
  • Calcium carbonate [CaCO3]
  • Calcium and zinc phospate [Ca(PO4)2 dan Zn(PO4)2]
  • Silica dan magnesium silicate [SiO2 dan MgSiO3]
  • Calcium sulphate [CaSO4]

Silica terendapkan (deposit) ketika suhu turun (cold condition) sampai <40 oC sedangkan pada temperatur tinggi (hot condition) akan larut. Silica ini umumnya muncul ketika peralatan shutdown seperti di turbine PLTU dan ketika running kondisi superheated dikendalikan parameter silica <20 ppb.



Terdapat 3 tipe gypsum (CaSO4) yaitu: (i) dihydrate-CaSO4.2H2 stabil <98 oC; (ii) hemihydrate 
CaSO4.1/2H2stabil pada 98-170 oC; dan (iii) anhydride CaSO4 stabil pada >170 oC. Gypsum bersifat sangat keras dan hanya bisa dihilangkan dengan chemical cleaning.
Kelarutan gypsum (CaSO4) meningkat pada temperatur air sampai 35 odan turun pada >40 oC.
Calcium carbonate (CaCO3) dikontrol pada cooling tower menggunakan injeksi sulphuric acid (H2SO4).

Macam-Macam SCALE INHIBITOR:
  • Phosponate, cocok digunakan untuk menghilangkan scale dari calcium carbonate
  • Polyphospate ester, cocok digunakan untuk menghilangkan scale dari calcium sulphate
  • Polymer, cocok digunakan untuk menghilangkan scale dari calcium/zinc phospate dan magnesium silicate
  • Miscellaneous, seperti lignin dan tagnin
Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Scale Inhibitor:
  • Water Quality
Kualitas air seperti konsentrasi ion, pH dan temperatur mempengaruhi pembentukan scale. Berdasarkan grafik terlihat terjadi peningkatan calcium scale ketika penurunan pH namun dengan adanya scale inhibitor yang bersifat menaikkan pH maka laju pembentukan scale bisa dihambat.
Cara mengontrol scale salah satunya adalah dengan injeksi acid (H2SO4 dan HCl) karena kelarutan scale meningkat ketika pH diturunkan. Namun terdapat beberapa kelemahan cara kontrol menggunakan pH ini seperti: (i) dmpaknya adalah korosi akan meningkat ketika pH <6.5 (walaupun scale akan terlarut) sehingga pH dikontrol pada batas 7-7.5; (ii) penanganan erhadap asam kuat cukup sulit; dan (iii) instalasi untuk mengontrol pH cukup mahal.
  • Water Temperature
Umumnya scale terbentuk/kelarutan berkurang pada temperature >40 oC dan masalah besar pada temperature 60 oC.
  • Water Flow Rate
  • Heat Flux dan Skin Temperature
  • Retention Time

  • Softening & Demineralization Make Up Water
Cara mengontrol pembentukan scale selanjutnya adalah dengan menggunakan raw water yang sudah diminimalisir dari kandungan hardness-na menggunakan teknik ion-exchange resin, RO membrane atau cold lime.
Macam-Macam Inhibitor: (Schweitzer, 2010)
  1. Passivation Inhibitor
  2. Organic Inhibitor
  3. Precipitation/Cathodic Inhibitor
  4. Vapor Phase Inhibitor
Kutip Artikel ini Sebagai Referensi (Citation):
Feriyanto, Y.E. (2021). Macam-Macam Scale Inhibitor, Best Practice Experience in Power Plantwww.caesarvery.com. Surabaya

Referensi:

[1] Kurita. (1999). Handbook of Water Treatment, Second Edition. Japan

[2] Schweitzer, P.A. (2010). Handbook of Fundamentals of Corrosion Mechanisms, Causes, and Preventative Methods. CRC Press. London & New York

Jenis Corrosion Inhibitor pada Boiler || Pengaruh dan Pencegahannya

Diposting oleh On Saturday, July 10, 2021

Neutralizing amine (volatile amine) dan filming amine adalah jenis bahan kimia yang umum digunakan untuk mencegah tube boiler dari korosi [Kurita, 1999]. Volatile amine bekerja dengan cara mengontrol pH sedangkan filming amine dengan cara memberikan lapisan pasifasi agar material tube tidak kontak langsung dengan bahan penyebab korosi yaitu oxygen dan carbon-dioxide.

  • Neutralizing Amine (Volatile Amine)

Beberapa contoh jenis neutralizing amine adalah: (i) cyclohexyl amine (C6H12NH2); (ii) morpholine (C4H8ONH); (iii) monoisopropanol amine [NH2CH2CH(CH3)OH]; dan (iv) ammonia (NH3) juga sering digunakan untuk neutralizing agent atau keberadaanya di PLTU muncul akibat reaksi lanjutan dari hydrazine. Sistem kerja dari corrosion inhibitor adalah menaikkan nilai pH sehingga reaksi korosi terhambat.


Neutralizing amine pada tube material carbon steel akan mengurangi laju reaksi korosi pada pH 7 karena pada pH <6 atau pH >10 laju korosi meningkat. Sedangkan untuk ammonia laju korosi pada tube material copper (Cu) meningkat pada pH >9. Disinilah fungsi adjustment pH pada boiler PLTU yaitu untuk mengurangi laju korosi pada tube material. Detail baca di: Pengaruh pH di Sistem PLTUBerikut grafik hubungan "pH vs corrosion rate": [Kurita, 1999]

  • Filming Amine
Filming amine digunakan untuk memberikan lapisan pasifasi dalam jangka panjang agar tidak terjadi reaksi korosi pada material.
Beberapa jenis filming amine seperti:
  1. Alkyl amine (octadecylamine-ODA)
  2. Chromate
  3. Nitrite
  4. Molybdate
  5. Tungstate
  6. Silicate
  7. Polyphospate (pyrophospate, tripolyphospate dan hexametaphospate)
  8. Phosponate (hydroxy-ethylidene-diphosphonate, 2-phosphonobutane-1,2,4-tricaboxylate, aminotrimethylene phosponate)
  9. Polyacrylate
  10. Polymaleate
  11. Salt (zinc and nickel)
  12. Azole (benzotriazole, tolyltriazole & mercaptobenzothiazole)
  • Kombinasi Neutralizing Amine dan Filming Amine
Kombinasi antara neutralizing amine (volatile amine) dan filming amine berdasarkan penelitian memberikan hasil yang lebih bagus daripada treatment individu. Pengaruh yang signifikan adalah pengurangan laju korosi pada carbon steel. Kombinasi antara keduanya memberikan artian neutralizing amine melakukan tindakan jangka pendek yang cepat yaitu buffering pH sehingga reaksi korosi terhambat dan filming amine memberikan lapisan pasifasi jangka panjang sehingga terhambat pula reaksi korosi.

Faktor Berpengaruh dengan Adanya Corrosion Inhibitor: [Kurita, 1999]
  • pH
Pada contoh penggunaan corrosion inhibitor polyphospate, berdasarkan grafik bisa didapatkan data bahwa kestabilan fungsi inhibitor pada range pH 6.5-9


  • Calcium Hardness
Hardness adalah kesadahan air, Kurita (1999) melakukan penelitian dan mendapatkan penambahan corrosion inhibitor jenis phospate dan phosphonate menghasilkan kehadiran ion calcium. Dosis besar dari phospate dan phosphonate cocok untuk air dengan low calcium hardness begitu juga sebaliknya.

  • Konsentrasi Anion Agresif
Anion agresif seperti sulphate (SO42-) dan chloride (Cl-) bersifat  merusak lapisan pasifasi/protective film. Berdasarkan grafik didapatkan data bahwa penggunaan zinc salt kurang mempengaruhi konsentrasi anion agresif.
  • Konsentrasi Residual Chlorine
Chlorine dalam bentuk kimia sodium hypochlorite (NaOCl) digunakan untuk mengendalikan lumpur (slime), penggunaan yang umum di cooling tower. Residual chlorine harus terkendali karena bisa mempengaruhi laju korosi dari copper (Cu) dan carbon steel (CS). Laju korosi pada material tersebut cenderung meningkat ketika konsentrasi chlorine <1 mg/L (ppm) sehingga ketika treatment pengendalian lumpur menggunakan chlorine maka residualnya harus dijaga dibawah itu.


  • Water Temperature
Penambahan corrosion inhibitor tipe polyphospate-zinc tetap akan meningkatkan laju korosi carbon steel pada peningkatan temperatur air di range 25-50 oC dan stabil pada 30-80 oC.



  • Laju Air (Water Flow Rate)
Laju korosi dari carbon steel ditentukan oleh laju difusi oksigen terlarut pada permukaan steel. Kehadiran corrosion inhibitor menyebabkan naiknya diffusion rate sehingga laju air meningkat.


Kutip Artikel ini Sebagai Referensi (Citation):
Feriyanto, Y.E. (2021). Jenis Corrosion Inhibitor pada Boiler Pengaruh dan Pencegahannya, Best Practice Experience in Power Plantwww.caesarvery.com. Surabaya

Referensi:

[1] Kurita. (1999). Handbook of Water Treatment, Second Edition. Japan