HP Coil MK-L 2012 P-2

Inspections Report HP COIL MK-L STEAM GENERATION AMMONIA PABRIK-2

GENERAL ARRANGEMENT COIL MK-L BFW Coil DEPT. INSPEKSI TEKNIK DEPARTEMEN INSPEKSI TEKNIK 2

Data Teknis Design pressure , Kg/cm2 : 118.47 Design fluid temperature, °C : 314 Number of passes, tubes : 46 Material : SA 106 Gr B Dimensi Tube : 2” NPS; SCH 80 Wall thickness, schedule : 80 Max tube wall temp ( calculated ),°C : 333 Max tube wall temp ( design ),°C : 343 Finned type : Helical serrated Finned material : CS Finned max temp,°C : 344 DEPT. INSPEKSI TEKNIK

History FAILURE MODE DATE Start Operasi 06/09/1984 Tube Bocor Retubing 15/03/1990 Tube bocor Tube bocor ( 2- 4 Meter) 1994 Tube bocor Oktober 1998 Tube Bocor Retubing Total (Spec. tetap) Mei 1999 Tube Bocor 15/11/1999 Retubing 12 ea (0.7 meter) Retrofit 1999 Tube bocor 01/03/2005 Retubing 6 ea April 2006 Tube bocor Des. 2010 TA Des. 2011 April 2012 DEPT. INSPEKSI TEKNIK

Sket Area Bocoran ± 8,5 M Tube Bocor Row 2 no.1 DEPT. INSPEKSI TEKNIK

Sket Area Bocoran ± 8,5 m DEPT. INSPEKSI TEKNIK

Bocoran Tube (Top side) DEPT. INSPEKSI TEKNIK

Bocoran Tube (Bottom Side) DEPT. INSPEKSI TEKNIK

Bocoran Tube Penampang melintang tube dimana sisi atas mengalami penipisan dari sisi dalam sedangkan sisi bawah ketebalan masih masuk range DEPT. INSPEKSI TEKNIK

Bentuk Bocoran 2012 2005 2010 DEPT. INSPEKSI TEKNIK

LOKASI BOCORAN TAHUN 2005 (1/2) CHANN ELING DEPT. INSPEKSI TEKNIK 11 11

LOKASI BOCORAN TAHUN 2005 (2/2) DEPT. INSPEKSI TEKNIK 12

LOKASI BOCORAN TAHUN 2010 (1/2) DEPT. INSPEKSI TEKNIK

LOKASI BOCORAN TAHUN 2010 (2/2) Bocoran terletak pada sisi top Penampang melintang bocoran side arah jam 12 DEPT. INSPEKSI TEKNIK

Uji Komposisi DEPT. INSPEKSI TEKNIK

Uji Komposisi Komposisi Kimia Requirement Tube Baru Tube Lama Carbon, max 0.3 0.16 0.16 Manganese 0.29 - 1.06 0.035 0.51 Phosphorus, max 0.022 0.013 Sulfur, max 0.035 0.012 0.012 Silicon, min 0.035 0.0025 0.14 Chrome, max 0.016 0.025 Copper, max 0.1 0.01 0.13 Molybdenum, max 0.4 0.00 0.00 Nickel, max 0.4 0.00 0.015 Vanadium, max 0.15 0.00 0.00 0.4 0.08 DEPT. INSPEKSI TEKNIK

Pemeriksaan Internal Borescope • Skema pemeriksaan Bocor 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 I 12 3 4 56 7 8 9 10 11 12 13 II Plug : I-1, I-2, I-3, I-4, II-1, II-2, II-3 (7 tubes) Tahun Hasil Borescope Des 2010 No. II-2 terkorosi  plug. No. II-5 dan II-23 : baik. Des 2011 No. I-1, I-2, dan I-3 diganti tube baru. April 2012 No. II-1, II-2, dan II-3 diganti tube baru. Hasil yang acceptable : II-2 & II-3. Hasil yang terlihat cacat : I-1, I-2, I-4, I-5, I-7, I-13, II-5, II-8, II-12 DEPT. INSPEKSI TEKNIK

Pemeriksaan Structure Mikro Sisi bawah terlihat masih normal. Struktur mikro terdiri atas Ferrite (terang) dan perlite (gelap) 100x HP Coil (II-1 top side) Terjadi indikasi 100x spheroidization dibuktikan dengan adanya spheroidized HP Coil (II-1 bottom side) Carbide (warna gelap) DEPT. INSPEKSI TEKNIK

Referensi Struktur Mikro (Original) Struktur mikro plain 100x carbon steel terdiri atas Struktur mikro HP coil II-1 ferrite & perlite sisi bawah (mat’l : A106) Source : API 571. terdiri atas ferrite & perlite Struktur mikro A-106 (as fabricated) terdiri atas ferrite & perlite Source : ASM Metal Handbook vol. 7. DEPT. INSPEKSI TEKNIK

Referensi Struktur Mikro (Failed Material) Struktur mikro plain carbon steel terdiri atas ferrite dan sphreoidized carbide (warna gelap). Source : API 571. Struktur mikro terdiri atas Struktur mikro HP coil II- ferrite dan graphite 1 sisi atas (mat’l : A106) (graphitization) Source : API 571. terdiri atas ferrite dan sphreoidized carbide (warna gelap) DEPT. INSPEKSI TEKNIK

Struktur Mikro Tube Baru Struktur mikro A-106 200x (as fabricated) terdiri atas ferrite & perlite Struktur mikro tube baru pada area non Source : ASM Metal Handbook vol. 7. failed dimana struktur mikro terdiri atas ferrite & perlite DEPT. INSPEKSI TEKNIK

Struktur Mikro Tube Lama (Failed Material Tahun 2010) Struktur mikro plain carbon steel terdiri 400x atas ferrite dan sphreoidized carbide Struktur mikro tube baru pada area non (warna gelap). failed dimana struktur mikro terdiri atas Source : API 571. ferrite (terang) & perlite (gelap) serta beberapa grafit (bulat) DEPT. INSPEKSI TEKNIK

Hardness Measurement (HBN) 103 108 117 119 119 123 Minimum standard harness number approx. = 122 HB DEPT. INSPEKSI TEKNIK

Hubungan Temperature dengan Mekanisme terbentuknya Graphitization / Spheroidization Record Temperature DEPT. INSPEKSI TEKNIK

Diskusi • Spheroidization adalah perubahan struktur mikro baja setelah terpapar pada temperatur 850oF - 1400oF (440oC - 760oC). • Fase karbida pada baja karbon tidak stabil dan mengumpul dari bentuk normal seperti plate menjadi bentuk bulat (spheroid), atau dari bentuk kecil, dimana karbida tersebar halus pada baja paduan rendah seperti 1Cr-0.5Mo menjadi karbida besar yang teraglomerasi. • Spheroidization dapat menyebabkan turunnya kekuatan (strength) dan / atau creep strength. DEPT. INSPEKSI TEKNIK

Diskusi (cont’d) • Faktor – faktor kritis spherodisasi: – Komposisi kimia, microstructure, temperatur, dan lama terekspos. – Laju spherodisasi tergantung pada temperature dan microstructure awal. – Spheroidization dapat terjadi dalam beberapa jam1300oF (552oC), tetapi memerlukan waktu beberapa tahun pada 850oF (454oC). – Annealed steels lebih resistant terhadap spheroidization dibandingkan normalized steels. – Coarse-grained steels lebih resistant dibanding fine-grained. – Fine grained silicon-killed steels lebih resistant dibandingkan aluminum-killed steels. DEPT. INSPEKSI TEKNIK

Diskusi (cont’d) • Spheroidization dapat terjadi pada peralatan setelah terpapar suhu di atas 850oF (454oC). • Hilangnya kekuatan mencapai hampir sekitar 30% tetapi kegagalan tidak mungkin terjadi kecuali di bawah stress yang sangat tinggi, di daerah-daerah pusat konsentrasi tegangan, atau dengan kombinasi mekanisme kerusakan yang lainnya. DEPT. INSPEKSI TEKNIK

Kesimpulan • Dengan melihat beberapa fakta yaitu terlihat adanya fase spheroid carbide dan turunnya hardness number, kemungkinan mekanisme kegagalan material akibat mengalami Softening (Spheroidization) yang berkombinasi dengan erosi material akibat adanya dua fasa (water- steam). DEPT. INSPEKSI TEKNIK

Rekomendasi • Pasang TE dekat coil MK-L untuk monitoring temperature. • Upgrade material menjadi low alloy steel (Cr-Mo) untuk beberapa tube mengikuti hasil CFD dari Process Engineer. DEPT. INSPEKSI TEKNIK



End of Presentation Thank You for Your Attention