PERHITUNGAN FAKTOR INTENSITAS TEGANGAN RETAK PERMUKAAN PADA FORMASI OXIDE SCALE DI DINDING DALAM PIPA BOILER PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA UAP DENGAN METODE ELEMEN HINGGA

Abstract

Salah satu teknologi yang dapat digunakan untuk mengalirkan fluida seperti air adalah pipa/tube. Panas berlebih saat penggunaan tube dalam jangka panjang dapat menyebabkan endapan internal dalam boiler tubes. Endapan selama periode waktu tertentu dapat berkembang membentuk lapisan oxide scale. Salah satu akibat dari terbentuknya oxide scale adalah tube mengalami retak. Penelitian ini tentang perhitungan faktor intensitas tegangan sebagai parameter untuk mengetahui perambatan retak yang terjadi pada lapisan oxide scale pada permukaan dalam pipa. Tujuan dari penelitian ini adalah (1) menentukan faktor intensitas tegangan retak permukaan pada oxide scale yang terbentuk pada dinding dalam pipa, (2) menentukan pengaruh pada variasi ketebalan oxide scale dan modulus elasticity terhadap Faktor Intensitas Tegangan. Metode yang digunakan adalah finite element method (FEM) dengan menggunakan perangkat lunak ANSYS Workbench 19.2. Penelitian ini dilakukan dengan konfigurasi variasi rasio a/t sebesar 0.2 dan 0.4; a/c sebesar 0.5 dan 1 terhadap perbedaan ketebalan oxide scale sebesar 0.6, 1.2, dan 1.8 mm serta variasi ketebalan oxide scale terhadap perbedaan modulus elasticity sebesar 165, 180, dan 195 GPa dengan a/t dan a/c yang sama yaitu masing-masing 0.2 dan 1. Hasil penelitian yang telah dilakukan menunjukkan bahwa normalisasi nilai Faktor Intensitas Tegangan (SIF) rasio kedalaman retak terhadap ketebalan oxide scale (a/t) yang berbeda tidak mempengaruhi bentuk grafik, rasio kedalaman retak terhadap panjang retak (a/c) yang berbeda mempengaruhi bentuk bentuk grafik, nilai normalisasi SIF variasi ketebalan oxide scale (t) paling tinggi adalah dengan ketebalan oxide scale 0.6 mm, dan nilai normalisasi SIF modulus elasticity (E) paling tinggi adalah dengan modulus elasticity sebesar 195 GPa.