Analisis Kegagalan Pelat Roller Coal Crusher Pada Circulating Fluidized Bed Boiler di PLTU Batu Bara

Abstract

Salah satu alat yang digunakan untuk mengolah batu bara sebelum dimasukkan dan dibakar di dalam ruang bakar boiler pada Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) batu bara dengan circulating fluidized bed (CFB) boiler adalah coal crusher. Salah satu masalah yang timbul pada alat tersebut adalah keausan pada gigi-gigi pelat yang bisa berdampak pada penurunan efisiensi pembakaran di boiler. Untuk mengatasi masalah ini, diperlukan repair weld untuk meningkatkan kekerasan permukaan (hardfacing) dengan menggunakan shielded metal arc welding (SMAW). Penelitian ini bertujuan mempelajari karakteristik material Hadfield steel yang digunakan sebagai pelat roller coal crusher di suatu PLTU batu bara CFB boiler pada kondisi sebelum perlakuan (as received) dan sesudah mengalami hardfacing (repair weld) menggunakan proses SMAW. Pada penelitian ini, perlakuan hardfacing dilakukan dengan menggunakan 3 jenis elektroda las SMAW, yaitu: AWS A5.4 E309-16, AWS A5.13 EFeMn-A, dan CHR 212, masing-masing untuk lapisan dasar, lapisan tengah dan permukaan atas dari gigi pelat. Selanjutnya dilakukan pengujian yang meliputi: uji komposisi kimia material, pengamatan struktur mikro, uji kekerasan mikro Vickers, uji tarik, uji impak, uji keausan, dan fraktografi. Hasil penelitian menunjukkan bahwa pelat as received  dengan struktur mikro berupa austenite cenderung rentan terhadap keausan (impact wear) pada gigi pelat saat dioperasikan karena kekerasan relatif rendah, yaitu sekitar 216 HV. Untuk pelat repair weld, struktur mikro berupa austenite pada lapisan AWS A5.4 E309-16 dan AWS A5.13 EFeMn-A dengan bentuk columnar dendritic sedangkan pada bagian permukaan gigi pelat yang dibuat dari elektroda CHR 212 berupa martensite dan austenite. Adanya struktur mikro berupa martensite pada permukaan gigi hasil dari repair welding ini menyebabkan peningkatan nilai kekerasan (700 HV) dan nilai ketahanan aus namun diikuti dengan penurunan ketangguhan impak dan kekuatan tarik akibat terjadinya retak las yang berupa retak pembekuan (weld solidification cracking) dan hydrogen-induced crack.