Perpustakaan Digital ITB

Peningkatan temperatur dan kandungan CO2 pada mode oxyfuel dalam boiler, sistem perpipaan, dan komponen power plant PLTU untuk meningkatkan efisiensi energi listrik menjadi tantangan paduan tahan panas yang digunakan. Paduan intermetalik Fe–9Cr, Fe–20 Cr, dan variasinya umum digunakan pada komponen PLTU Indonesia. Penambahan unsur seperti Ce, Mn, Ti, Ni, Al, Nb, dan Sn pernah dilakukan untuk meningkatkan ketahanan oksidasinya. Pemilihan Zr sebagai unsur pemadu Fe–9Cr belum pernah dilakukan sehingga dicoba sebagai alternatif karena Zr memiliki ketahanan temperatur tinggi yang digunakan pada aplikasi nuklir seperti cladding, reaktor, hingga radioactive metal containment. Pada penelitian ini, metode arc melting dalam single electric arc furnace (EAF) skala lab digunakan untuk membuat paduan intermetalik Fe–9Cr–xZr dengan ragam konsentrasi Zr sebanyak 1 wt%, 3 wt%, dan 5 wt%. Setiap spesimen dioksidasi pada temperatur isotermal 800 °C dengan variasi waktu 1 hari, 2 hari, hingga 4 hari dalam tube furnace. Oksidasi dilakukan dalam gas Ar–20%CO2 untuk menyamai lingkungan oxyfuel power plant. Pengujian menunjukan ketahanan oksidasi berbanding lurus dengan konsentrasi Zr yang ada dalam paduan Fe–9Cr–xZr. Selain itu, waktu oksidasi akan sangat menentukan ketebalan dan jenis produk oksida yang dihasilkan. Ketahanan oksidasi diidentifikasi dari penambahan berat per satuan luas permukaan (kinetika parabolik), analisis mikrostruktur, serta jenis dan ketebalan produk oksida yang terbentuk. Didapatkan nilai Kp Fe–9Cr–1Zr, Fe–9Cr–3Zr, dan Fe–9Cr–5Zr, yaitu 5,9 x 10-9, 1,7 x 10-9, dan 1,1 x 10-10 g2cm4s-1.