Perpustakaan Digital ITB

Jumlah penduduk yang semakin bertambah dan industri yang semakin berkembang membuat kebutuhan akan listrik semakin besar. Kapasitas pembangkit listrik di Indonesia pada tahun 2015 adalah 55 GW dengan 43% berasal dari Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) yang berbahan bakar batubara. PLTU umumnya memiliki efisiensi sekitar 40%. Efisiensi PLTU dipengaruhi oleh dua parameter operasi yaitu temperatur dan tekanan uap sehingga dengan meningkatkan kedua parameter operasi tersebut dapat meningkatkan efisiensi dari PLTU. Untuk meningkatkan temperatur operasi PLTU, dibutuhkan paduan yang tahan pada temperatur tinggi, salah satunya adalah paduan super nikel. Namun demikian, lingkungan korosif menyebabkan paduan logam menjadi rentan terserang hot corrosion. Pada penelitian ini dilakukan serangkaian percobaan untuk mengetahui pengaruh zirkonium dan jumlah siklus terhadap ketahanan hot corrosion paduan super nikel serta untuk mengetahui perilaku hot corrosion dan karakteristik oksida yang terbentuk pada paduan super nikel. Komposisi paduan yang digunakan adalah Ni-20Cr-8Mo-2,5Ti-1,5Al dengan variasi zirkonium sebesar 0%, 0,17%, 0,42%, dan 0,81%. Percobaan dimulai dengan pembuatan sampel button paduan Ni-20Cr-8Mo-2,5Ti-1,5Al menggunakan tanur busur listrik kecil arus searah. Selanjutnya, terhadap button dilakukan homogenisasi menggunakan tanur tabung horizontal untuk menghilangkan tegangan sisa karena proses peleburan. Button kemudian dipotong menjadi ukuran yang lebih kecil dan diamplas sebelum dilakukan pengujian. Setelah itu, terhadap sampel dilakukan pengujian hot corrosion secara siklik menggunakan tanur tabung horizontal pada 900°C sampai 25 siklus. Terhadap sampel hasil pengujian hot corrosion dilakukan karakterisasi menggunakan x-ray diffraction (XRD) dan scanning electron microscope (SEM) – energy dispersive spectroscopy (EDS). Pada sampel paduan tanpa penambahan zirkonium menunjukkan adanya ciri-ciri hot corrosion tipe I dengan mekanisme fluksi asam. Pada sampel tersebut ditemukan endapan molibdenum di permukaan sampel yang menyebabkan garam di sekitar antarmuka oksida-garam menjadi asam. Selain itu, pada sampel tersebut juga terjadi deplesi kromium yang sangat masif, sehingga paduan tersebut tidak protektif dan terjadi spalling dalam jumlah banyak. Sampel lain dengan penambahan zirkonium memiliki perbaikan dalam ketahanan hot corrosion dengan tidak menunjukkan spalling yang signifikan. Zirkonium menurunkan laju difusi kromium untuk keluar menuju permukaan sampel, meningkatkan adesi oksida-logam dan mencegah aluminium untuk keluar ke permukaan. Penambahan 0,42% berat zirkonium ke dalam paduan super Ni-20Cr-8Mo-2,5Ti-1,5Al memiliki ketahanan terhadap hot corrosion yang paling baik.