Aplikasi Coating di Pembangkit PT. Indonesia PowerFGD Coating LIPI14 Mei 2014

Gas Turbin PT. Indonesia PowerPLTGU Priok : ABB 13E1 (130 MW)PLTGU Tb. Lorok : GE MS9001E (100 MW)PLTGU Grati : Mitsubishi W701D (100 MW)PLTG Gilimanuk : ABB 13E2 (140 MW)PLTG Pesanggaran 1 : Alsthom PG5341P (21 MW)PLTG Pesanggaran 2 : GE M500L (21 MW)PLTG Pesanggaran 3 & 4 : West. CW251 (42 MW)

Fungsi CoatingKomponen yang di-coating harus bersifat seperti sistem komposit :Material yang di-coating menyediakan sifat sifat mekanik yang dibutuhkanMateral coating menyediakan sifat sifat permukaan yang dibutuhkan Coating dilakukan di cold section turbin untuk mengatasi permasalahan daya tahan korosi, erosi, keausan dan pengendalian suaian / clearance. Pada bagian hot section, coating digunakan untuk mengatai permasalahan daya tahan terhadap oksidasi / hot corrsion, keausan, penurunan temperatur dan pengendalian suaian / clearance

Fungsi Coating pada umumnya Blade TurbinAluminium-bearing coating berfungsi untuk membentuk lapisan alumina pelindung dan menekan penurunan kadar fase penguatChromium-bearing coating berfungsi untuk menahan corrosion dengan bereaksi terhadap sulfurPorous ceramic coating berfungsi untuk mengurangi heat flux yang masuk ke airfoil dan mengurangi laju oksidasi dan korosi

Material Coating:MCrAlYM=Metal (Nickel, Cobalt, Iron Alloy)Chromium, Aluminum & YttriumJuga digunakan sebagai bond coating untuk Thermal Barrier Coating (TBC)Umumnya diaplikasikan dengan metoda thermal sprayingReaksi dengan base metal minimalLebih flexible dalam menentukan komposisi coating

Komposisi MCrAlYKomposisi alloys disesuaikan untuk mencapai sifat sifat sbb:Kadar Chromium & Cobalt yang lebih tinggi untuk ketahanan hot corrosionKadar Aluminum yang lebih tinggi untuk ketahana oksidasi

NiCoCrAlYNiCrAlYBal.Nil15-405-120.3-1CoCrAlYNilBal17-356-100.3-0.6NiCoCrAlYBal.20-3518-458-120.3-0.6

Komparasi perbandingan ketahanan terhadap oksidasi dan korosi

Thermal Barrier Coating (1)TBC dirancang untuk menghasilkan lapisan insulasi antara gas panas dan komponenCoatingnya terdiri atas lapisan Yttria stabilized zirconia dan oxidized bond-coat MCrAlY

Thermal Barrier Coating (2)TBC dilapiskan di atas bond-coating MCrAlY, bond-coating berfungsi menahan oksidasi dan korosi, sedangkan TBC sebagai lapisan penahan panasTBC dilapiskan dengan Air Plasma Spray untuk komponen besar, seperti komponen ruang bakar dan vanesTBC dilapiskan dengan Electron Beam Physical Vapor Deposition (EBPVD) pada ruang tekanan rendah untuk komponen kecil, seperti blades

Fokus Area CoatingTurbine componentsBladesVanesHeat ShieldsCompressor componentsBladesVanesIntermediate piecesCombustor componentsEV BurnersFront SegmentsLancesZone 1Zone 2Structural partsVane CarrierCompressor Diffusor

Coating Scope

BearingsPVD-TiNIGVsAl-ceramic paintsCadmiumDiscs & SpacersIVD-AlNickelCadmiumCompressor AirfoilsPVD-TiNIVD-AlAl-ceramic paintsFuel NozzleHard FaceLinersMCrAlYTBCHardfaceTransitionMCrAlYTBCTurbine AirfoilsAluminideMCrAlYChromizeTBCCaseIVD-AlPaints

Tantangan Operasional Blade TurbinOperation ajeg (steady)Gaya sentrifugalBeban TemperatureLingkungan korosifGetaran, Wear & tearErosiStart/Stop/TripThermal stressesRandom EventsForeign object damagesCooling air hole mampatGT mal-fungsiCreepOxidationCorrosionHigh Cycle FatigueWear & tearThermo Mechanical FatigueLow Cycle FatigueFOD (Cracks, holes)Unexpected overheating

Persyaratan CoatingDaya tahan terhadap Oksidasi I Hot CorrosionTahan terhadap kondisi operasi yang dipersyaratkanStabilitas MikrostrukturReaksi minimum terhadap material base yang akan di-coatingSifat sifat mekanikKemampuan untuk menerima tegangan tanpa terjadi kegagalan perlekatan (adhesive atau cohesive)

Kondisi Operasi yang harus diperhatikanThermal Barrier Coating harus andal dan berdaya tahan tinggiDimensi harus dipertahankan sesuai spesifikasiUkuran lubang pendingin (Cooling hole) sangat vitalParameter pembakaran & operasional lainnya harus dipertahankan untuk menjaga umur komponenDistribusi aliran bahan bakar dari nozzleTemperatur pembakaran

Tantangan untuk proses repairRepair Engineering :Kemampuan untuk mengidentifikasi root cause dari modus degradasi,Kemampuan untuk mencari solusi atas root causeKemampuan untuk memodifikasi dan menyusun spesifikasi termasuk proses kunci dan metode inspeksiMenjamin limits dan parameters dapat dipenuhiVariables :Materials (termasuk coatings),Metode pendinginan,Design Existing limitsMaterial : Direct Solidification & Single Crystal (DS & SX)

Terima Kasih