Banyak kondisi yang dapat menyebabkan kegagalan bejana tekanan boiler secara tiba-tiba dan tidak terduga, seringkali memerlukan pembongkaran dan penggantian total boiler.Situasi ini dapat dihindari jika prosedur dan sistem pencegahan diterapkan dan dipatuhi dengan ketat.Namun, hal ini tidak selalu terjadi.
Semua kegagalan boiler yang dibahas di sini melibatkan kegagalan bejana tekan/penukar panas boiler (istilah ini sering digunakan secara bergantian) baik karena korosi pada material bejana atau kegagalan mekanis akibat tekanan termal yang mengakibatkan retak atau terpisahnya komponen.Biasanya tidak ada gejala nyata selama pengoperasian normal.Kegagalan bisa memakan waktu bertahun-tahun, atau bisa terjadi dengan cepat karena perubahan kondisi yang tiba-tiba.Pemeriksaan pemeliharaan rutin adalah kunci untuk mencegah kejutan yang tidak menyenangkan.Kegagalan penukar panas seringkali memerlukan penggantian seluruh unit, namun untuk boiler yang lebih kecil dan lebih baru, perbaikan atau penggantian bejana tekanan saja mungkin merupakan pilihan yang masuk akal.
1. Korosi parah pada sisi air: Kualitas air umpan asli yang buruk akan menyebabkan beberapa korosi, namun pengendalian dan penyesuaian perlakuan kimia yang tidak tepat dapat menyebabkan ketidakseimbangan pH yang serius yang dapat dengan cepat merusak boiler.Material bejana tekan akan larut dan kerusakannya akan parah – perbaikan biasanya tidak dapat dilakukan.Konsultasikan dengan spesialis kualitas air/perawatan kimia yang memahami kondisi air setempat dan dapat membantu tindakan pencegahan.Mereka harus mempertimbangkan banyak nuansa, karena fitur desain berbagai penukar panas menentukan komposisi kimia cairan yang berbeda.Bejana besi cor tradisional dan baja hitam memerlukan penanganan yang berbeda dibandingkan penukar panas tembaga, baja tahan karat, atau aluminium.Ketel pipa api berkapasitas tinggi ditangani agak berbeda dibandingkan ketel pipa air kecil.Ketel uap biasanya memerlukan perhatian khusus karena suhu yang lebih tinggi dan kebutuhan air make-up yang lebih besar.Produsen boiler harus memberikan spesifikasi yang merinci parameter kualitas air yang diperlukan untuk produk mereka, termasuk bahan kimia pembersih dan pengolahan yang dapat diterima.Informasi ini terkadang sulit diperoleh, namun karena kualitas air yang dapat diterima selalu menjadi jaminan, perancang dan pengelola harus meminta informasi ini sebelum melakukan pemesanan pembelian.Insinyur harus memeriksa spesifikasi semua komponen sistem lainnya, termasuk segel pompa dan katup, untuk memastikan kesesuaiannya dengan bahan kimia yang diusulkan.Di bawah pengawasan seorang teknolog, sistem harus dibersihkan, dibilas, dan dipasivasi sebelum pengisian akhir sistem.Cairan pengisi harus diuji dan kemudian diolah untuk memenuhi spesifikasi boiler.Saringan dan penyaring harus dilepas, diperiksa dan diberi tanggal untuk dibersihkan.Harus ada program pemantauan dan koreksi, dengan personel pemeliharaan dilatih dalam prosedur yang benar dan kemudian diawasi oleh teknisi proses sampai mereka puas dengan hasilnya.Disarankan untuk menyewa spesialis pemrosesan kimia untuk analisis cairan berkelanjutan dan kualifikasi proses.
Boiler dirancang untuk sistem tertutup dan, jika ditangani dengan benar, pengisian daya awal dapat memakan waktu lama.Namun, kebocoran air dan uap yang tidak terdeteksi dapat menyebabkan air yang tidak diolah terus-menerus masuk ke sistem tertutup, memungkinkan oksigen dan mineral terlarut masuk ke dalam sistem, dan mengencerkan bahan kimia pengolahan, sehingga menjadikannya tidak efektif.Memasang meteran air di saluran pengisian boiler sistem kota atau sumur bertekanan adalah strategi sederhana untuk mendeteksi kebocoran kecil sekalipun.Pilihan lainnya adalah memasang tangki pasokan bahan kimia/glikol di mana pengisian boiler diisolasi dari sistem air minum.Kedua pengaturan tersebut dapat dipantau secara visual oleh petugas servis atau dihubungkan ke BAS untuk mendeteksi kebocoran cairan secara otomatis.Analisis berkala terhadap cairan juga harus mengidentifikasi masalah dan memberikan informasi yang diperlukan untuk memperbaiki tingkat kimia.
2. Pengotoran/kalsifikasi yang parah pada sisi air: Masuknya air make-up segar secara terus-menerus karena kebocoran air atau uap dapat dengan cepat menyebabkan pembentukan lapisan kerak yang keras pada komponen penukar panas sisi air, yang akan menyebabkan logam lapisan isolasi menjadi terlalu panas, mengakibatkan retakan di bawah tegangan.Beberapa sumber air mungkin mengandung cukup mineral terlarut sehingga pengisian awal sistem curah dapat menyebabkan penumpukan mineral dan kegagalan hot spot penukar panas.Selain itu, kegagalan membersihkan dan menyiram sistem baru dan yang sudah ada dengan benar, dan kegagalan menyaring zat padat dari air pengisi dapat mengakibatkan koil kotor dan kotor.Seringkali (tetapi tidak selalu) kondisi ini menyebabkan boiler menjadi berisik selama pengoperasian burner, sehingga mengingatkan personel pemeliharaan akan masalah tersebut.Kabar baiknya adalah jika kalsifikasi permukaan internal terdeteksi cukup dini, program pembersihan dapat dilakukan untuk mengembalikan penukar panas ke kondisi mendekati baru.Semua poin di poin sebelumnya tentang melibatkan ahli kualitas air telah secara efektif mencegah terjadinya masalah ini.
3. Korosi parah pada sisi penyalaan: kondensat asam dari bahan bakar apa pun akan terbentuk pada permukaan penukar panas ketika suhu permukaan berada di bawah titik embun bahan bakar tertentu.Boiler yang dirancang untuk operasi kondensasi menggunakan bahan tahan asam seperti baja tahan karat dan aluminium pada penukar panas dan dirancang untuk mengalirkan kondensat.Boiler yang tidak dirancang untuk operasi kondensasi memerlukan gas buang yang selalu berada di atas titik embun, sehingga kondensasi tidak akan terbentuk sama sekali atau akan menguap dengan cepat setelah periode pemanasan yang singkat.Ketel uap sebagian besar kebal terhadap masalah ini karena biasanya beroperasi pada suhu jauh di atas titik embun.Pengenalan kontrol pembuangan luar ruangan yang peka terhadap cuaca, siklus suhu rendah, dan strategi penutupan malam hari berkontribusi pada pengembangan boiler kondensasi air hangat.Sayangnya, operator yang tidak memahami implikasi dari penambahan fitur-fitur ini ke sistem suhu tinggi yang ada akan menyebabkan banyak boiler air panas tradisional mengalami kegagalan dini – sebuah pembelajaran.Pengembang menggunakan perangkat seperti katup pencampur dan pompa pemisah serta strategi kontrol untuk melindungi boiler bersuhu tinggi selama pengoperasian sistem bersuhu rendah.Kehati-hatian harus diberikan untuk memastikan bahwa perangkat ini berfungsi dengan baik dan kontrol disetel dengan benar untuk mencegah terbentuknya kondensasi di dalam boiler.Ini adalah tanggung jawab awal perancang dan agen komisioning, diikuti dengan program pemeliharaan rutin.Penting untuk dicatat bahwa pembatas suhu rendah dan alarm sering kali digunakan dengan peralatan pelindung sebagai jaminan.Operator harus dilatih tentang cara menghindari kesalahan dalam penyesuaian sistem kendali yang dapat memicu perangkat keselamatan tersebut.
Penukar panas kotak api yang kotor juga dapat menyebabkan korosi yang merusak.Polutan hanya berasal dari dua sumber: bahan bakar atau udara pembakaran.Potensi kontaminasi bahan bakar, khususnya bahan bakar minyak dan LPG, harus diselidiki, meskipun pasokan gas kadang-kadang terkena dampaknya.Bahan bakar “buruk” mengandung sulfur dan polutan lainnya di atas tingkat yang dapat diterima.Standar modern dirancang untuk menjamin kemurnian pasokan bahan bakar, namun bahan bakar di bawah standar masih bisa masuk ke ruang ketel.Bahan bakarnya sendiri sulit untuk dikontrol dan dianalisis, namun inspeksi api unggun yang sering dilakukan dapat mengungkap masalah pengendapan polutan sebelum kerusakan serius terjadi.Kontaminan ini bisa sangat asam dan harus segera dibersihkan serta dikeluarkan dari penukar panas jika terdeteksi.Interval pemeriksaan berkelanjutan harus ditetapkan.Pemasok bahan bakar harus dikonsultasikan.
Polusi udara akibat pembakaran lebih umum terjadi dan bisa sangat agresif.Ada banyak bahan kimia yang umum digunakan yang membentuk senyawa asam kuat bila dikombinasikan dengan udara, bahan bakar, dan panas dari proses pembakaran.Beberapa senyawa terkenal termasuk uap dari cairan pembersih kering, cat dan penghapus cat, berbagai fluorokarbon, klorin, dan banyak lagi.Bahkan gas buang yang berasal dari zat yang tampaknya tidak berbahaya, seperti garam pelembut air, dapat menimbulkan masalah.Konsentrasi bahan kimia ini tidak harus tinggi untuk menyebabkan kerusakan, dan keberadaannya seringkali tidak terdeteksi tanpa peralatan khusus.Operator gedung harus berusaha menghilangkan sumber bahan kimia di dalam dan sekitar ruang ketel, serta kontaminan yang mungkin berasal dari sumber udara pembakaran eksternal.Bahan kimia yang tidak boleh disimpan di ruang ketel, seperti penyimpanan deterjen, harus dipindahkan ke lokasi lain.
4. Kejutan/beban termal: Desain, material, dan ukuran badan ketel menentukan seberapa sensitif ketel terhadap guncangan dan beban termal.Tegangan termal dapat didefinisikan sebagai pelenturan terus menerus material bejana tekan selama pengoperasian ruang bakar pada umumnya, baik karena perbedaan suhu pengoperasian atau perubahan suhu yang lebih luas selama start-up atau pemulihan dari stagnasi.Dalam kedua kasus tersebut, boiler secara bertahap memanas atau mendingin, mempertahankan perbedaan suhu yang konstan (delta T) antara jalur suplai dan jalur balik bejana tekanan.Ketel dirancang untuk delta T maksimum dan tidak boleh ada kerusakan selama pemanasan atau pendinginan kecuali nilai ini terlampaui.Nilai Delta T yang lebih tinggi akan menyebabkan material bejana membengkok melebihi parameter desain dan kelelahan logam akan mulai merusak material.Penyalahgunaan yang terus menerus seiring berjalannya waktu akan menyebabkan keretakan dan kebocoran.Masalah lain mungkin timbul pada komponen yang disegel dengan gasket, yang mungkin mulai bocor atau bahkan rusak.Pabrikan boiler harus memiliki spesifikasi untuk nilai Delta T maksimum yang diijinkan, yang memberikan perancang informasi yang diperlukan untuk memastikan aliran fluida yang memadai setiap saat.Boiler tabung api besar sangat sensitif terhadap delta-T dan harus dikontrol dengan ketat untuk mencegah pemuaian yang tidak merata dan tekuk pada cangkang bertekanan, yang dapat merusak segel pada lembaran tabung.Tingkat keparahan kondisi ini secara langsung mempengaruhi umur penukar panas, namun jika operator memiliki cara untuk mengendalikan Delta T, masalahnya sering kali dapat diperbaiki sebelum terjadi kerusakan serius.Yang terbaik adalah mengkonfigurasi BAS sehingga mengeluarkan peringatan ketika nilai Delta T maksimum terlampaui.
Kejutan termal adalah masalah yang lebih serius dan dapat menghancurkan alat penukar panas secara instan.Banyak kisah tragis yang bisa diceritakan sejak hari pertama peningkatan sistem penghematan energi malam hari.Beberapa boiler dipertahankan pada titik pengoperasian panas selama periode pendinginan sementara katup kontrol utama sistem ditutup untuk memungkinkan bangunan, semua komponen pipa dan radiator menjadi dingin.Pada waktu yang ditentukan, katup kontrol terbuka, memungkinkan air bersuhu ruangan dialirkan kembali ke ketel yang sangat panas.Banyak dari boiler ini tidak selamat dari guncangan termal pertama.Operator segera menyadari bahwa perlindungan yang sama yang digunakan untuk mencegah kondensasi juga dapat melindungi terhadap guncangan termal jika dikelola dengan benar.Kejutan termal tidak ada hubungannya dengan suhu boiler, itu terjadi ketika suhu berubah secara tiba-tiba dan tiba-tiba.Beberapa boiler kondensasi beroperasi cukup berhasil pada panas tinggi, sementara cairan antibeku bersirkulasi melalui penukar panasnya.Jika dibiarkan memanas dan mendingin pada perbedaan suhu yang terkendali, boiler ini dapat langsung menyuplai sistem pencairan salju atau penukar panas kolam renang tanpa alat pencampur perantara dan tanpa efek samping.Namun, sangat penting untuk mendapatkan persetujuan dari masing-masing produsen boiler sebelum menggunakannya dalam kondisi ekstrim seperti itu.
Roy Kollver memiliki pengalaman lebih dari 40 tahun di industri HVAC.Ia berspesialisasi dalam pembangkit listrik tenaga air, dengan fokus pada teknologi boiler, pengendalian gas, dan pembakaran.Selain menulis artikel dan mengajar topik terkait HVAC, ia bekerja di manajemen konstruksi untuk perusahaan teknik.
Waktu posting: 17 Januari 2023