METODA INSPEKSI HEAT EXCHANGER

METODA INSPEKSI HEAT EXCHANGER PADA UMUMNYA

A.  ON STREAM INSPECTION

On Stream inspection adalah pemeriksaan yang dilakukan pada kondisi peralatan sedang beroperasi. pemeriksaan ini sangat terbatas hanya pemeriksaan pada bagian luar saja. Pada umurnnya kerusakan pada heat exchanger tidak catastrophic.

Hal hal yang dapat diperiksa pada kondisi on stream adalah: Pondasi dan support, tangga, struktur, Piping system, grounding, isolasi, gasket , nozzle, electrical system. 

Teknik pemeriksaan dapat dilakukan dengan cara visual. Apabila memungkinkan dapat juga dilakukan pengukuran ketebalan pada pressure part dengan menggunakan alat ukur tebal. Pemeriksaan dengan bantuan peralatan scanning infra red dapat juga dilakukan guna mengetahui kondisi isolasi dengan endeteksi adanya kebocoran panas.

Hasil pemeriksaan on stream tersebut adalah berupa rekomendasi dimana rekomendasi tersebut dapat berupa perbaikan yang bisa dilakukan saat on stream misalnya, proteksi korosi pada struktur, atau perbaikan yang harus dilakukan pada saat stop.

                        

B.   OFF STREAM INSPECTION

Off stream inspection adalah pemeriksaan yang dapat dilakukan pada saat peralatan yang akan diperiksa di stop dari operasinya, pada pemeriksaan off stream diperlukan kondisi tertentu agar pemeriksaan dapat berjalan dengan akurat.

Hal yang umum menjadi pertentangan adalah bahwa tingkat kebersihan yang dibutuhkan oleh inspeksi lebih tinggi dari kebutuhan operasi. Tingkat kebersihan yang dibutuhkan oleh inspeksi adalah lebih tinggi karena bila ditemukan adanya indikasi kerusakan  maka untuk memastikannya akan digunakan teknik NDT sesuai dengan keperluannya yang mana pada metode NDT tersebut membutukan tingkat kebersihan tertentu pada metal yang akan diperiksa.

Bila diperlukan untuk memenuhi aspek kebersihan tersebut dapat dilakukan sand blasting, water jet blasting, power brush, maupun chemical cleaning.

Penggunaan scrapper ataupun wire brush dapat dilakukan pada peralatan yang tidak membutuhkan pemeriksaan detail.

1). Box Cooler

Pemeriksaan Box cooler. 

Pemeriksaan yang dilakukan pada bagian dalam box cooler baru dapat diperiksa bila airnya sebagai media pendingin sudah dikeluarkan, jadi pada waktu alat stop.

Bagian permukaan yang akan diperiksa harus dibersihkan dari product corrosion, scale, semua kotoran seperti lumpur atau endapan lainnya. Pembersihkan dengan sand blast dapat dilakukan apabila diperlukan.

Pemeriksaan ditujukan untuk mencari korosi, alur (grooving), retak, spalling, cavity pada permukaan pelat dan sambunqan-sambungannya.

Alat yang dipergunakan adalan scraper, hammer dan peralatan NDT. Dengan hammer test. dapat dicari bagian plat yang sudah menipis.

Pemeriksaan Pipa Coils .

Coil  pada  box cooler umumnya terbuat dari pipa.  Pemeriksaan pertama  dapat dilakukan secara visual, kemudian diikuti dengan hammer test. dan peralatan NDT lainnya  sesuai dengan keperluannya,scraper dapat dipakai untuk melakukan pemeriksaan pitting-pitting yang sering ditemukan pada permukaan luar dari coil hal ini disebabkan karena  coil selalu terendam di dalam air.  

Bagian lain dari coil yang perlu diperiksa adalah Return bend dan elbow hal ini disebabkan karena  tempat tersebut merupakan lokasi yanq paling hebat untuk terjadinya korosi dan erosi yang disebabkan oleh fluida service, oleh karena itu pada lokasi tersebut harus diperiksa dengan seksama.  

Terhadap dinding pipa supaya dilakukan pengukuran ketebalan dengan menggunakan alat pengukur tebal ultrasonic dan kemudian hasilnya dibandingkan retiring thickness dari pipa (coil).

2). Shell dan Tube Exchanger.

Pemeriksaan  Bagian Luar.

Bagian-bagian yang perlu diperiksa yaitu tangga, platform, pondasi, pipe connection, alat perlengkapan, cat, isolasi dan sebagainya dengan mudah dapat diperiksa sewaktu beroperasi. 

Dapat juga dilakukan pengukuran tebal dengan cara Non Destructive Examination (NDE) terhadap komponen-komponen dari peralatan itu.  Data-data yang diperoleh dapat digunakan sebagai petunjuk untuk pemeriksaan lebih seksama diwaktu alat shutdown.

Pemeriksaan bagian luar dilakukan terhadap:

a.    Tangga dan platform

untuk mencari bagian yang longgar, lepas, retak atau patah. Ini dapat dilakukan dengan pemeriksaan visual, dengan hammer test atau membersihkannya dengan alat yang tajam dan runcing (scraper).

Bila diperlukan, ketebalan dari platform dan struktur dapat diukur dengan kaliper.

b.    Pemeriksaan pondasi dan support.

Pondasi exchanger biasanya terdiri dari support baja duduk diatas beton, ada juga yang seluruh supportnya dari baja. Pondasi beton harus diperiksa terhadap kemungkinan retak, spalling dan settling. Bagian-bagian baja dari pondasi diperiksa secara visual dan dengan hammer test. Ketebalan dari pelat  support diperiksa dengran kaliper.

Baut pondasi diperiksa dengan hammer test.

c.    Nozzle/Pipa Connection

Bagian luar dari pipe connection diperiksa secara visual terhadap korosi, retak pada lasan dan kebocoran sewaktu alat beroperasi, lebih-lebih pada tempat yang mengalami atau bagi pengilangan yang terletak didaerah gempa, angin topan atau yang tanahnya masih belum stabil pada sambungan pipa denqan Exchanqer merupakan tempat yang kritis. Support tambahan perlu dipertimbangkan ditempat yang tinggi getarannya.  Apabila ditemukan tanda-tanda retak  pada nozzle, pada waktu unit stop tempat ini supaya disandblast atau dibersihkan dengan sikat kawat untuk pemeriksaan yang lebih teliti dan seksama.

d.    Alat pelenqkap

Alat-alat pelengkap seperti gage, gelas penduga dan katup pengaman supaya diperiksa secara visual sewaktu unit sedang beroperasi untuk melihat kondisinya.

e.    Bagian luar lainnya

Kondisi cat sewaktu-waktu perlu untuk dilakukan pemeriksaan. Tempat yang berkarat, spalling atau lapisan cat yang terkupas menandakan ada kerusakan pada cat. Tempat-tempat yang sering mengalami kerusakan cat adalah pada celan-celah, bagian yang tajam dan pada kantong-kantong.

Bila heat exchanger pada bagian luarnya  diisolasi, isolasinya juga harus diperiksa secara visual untuk meyakinkan bahwa isolasinya masih dalam keadaan baik, utuh dan rapat melekatnya ke shell atau channel.  Daerah nozzle adalah tempat dimana sering ditemukan  kerusakan isolasi.  Isolasi yang terbuka didaerah nozzle akan mudah untuk kemasukan oleh air hujan dan ini dapat menyebabkan terjadinya korosi dibawah isolasi (corrosion under insulation).

Pemeriksaan Bagian Dalam

Persiapan :

Tempat yang diperkirakan-terdapat retak atau tempat yang akan diperiksa dengan cara magnetic particle atau dengan dye-penetrant atau NDE lainnya haruslah dibersihkan dengan seksama.  Bila perlu dibersihkan dengan sand blast, sikat kawat atau chemical cleaning.

a.    Pemeriksaan shell, channel dan shell cover

Secara visual.

Alat yang diperlukan untuk pemeriksaan adalah sebuah scraper dan hammer, scraper yang runcing dapat digunakan untuk membersihkan/mengorek tempat-tempat yang mungkin terjadi pits, cracks ataupun grooves. Kedalaman pitting pada metal dapat diukur dengan pit depth gage.

Bila diketemukan pitting yang dalam, disarankan untuk membersihkan permukaannya dengan sand blast supaya dapat dilakukan evaluasi yang lebih teliti.

Tempat yang tipis dapat diketanui dengan hammer test atau NDT. Bila diperkirakan ada keretakan, tempat itu harus diperiksa lebih teliti dengan dye-penetrant atau magnetic particle.

Tempat-tempat yang perlu diperiksa :

1.       Coating, lining atau cladding bila shell cover, channel dan channel cover diberi lapisan.

2.       Tempat dudukan gasket pada nozzle atau flange dari shell, shell cover dan channel supaya diperiksa karena groove mungkin terdapat disini.

3.       Sambungan las pada shell harus selalu diperiksa dengan teliti bila servisnya caustic atau bersuhu tinggi.  Dalam kedua hal retak mungkin terdapat pada atau didekat sambungan las. Sangat disarankan untuk melakukan pemeriksaan NDE dengan dye-penetrant atau magnetic particle.

4.       Bagian dalam shell didekat baffle plate dari bundle dan didekat impingement plate supaya diperiksa terhadap erosi dan korosi karena adanya arus turbulensi dan bertambahnya kecepatan arus disekitar tempat tersebut.

5.       Nozzle pada shell, bagian dalamnya diperiksa terhadap korosi, erosi, retak dan distorsi.  Pengukuran diameter dalam dan ketebalan dapat dilakukan dengan inside kaliper.  Bila nozzlenya tidak dibuka, bundle tidak ditarik atau fixed tube exchanger, pengukuran ketebalan dilakukan secara NDT.

6.       Semua pipa-pipa kecil yang melekat pada heat exchanger perlu diperiksa terhadap korosi, erosi, retak atau penipisan. Pemeriksaan ini dapat dilakukan dengan hammer test.

Tempat yang biasanya mengalami korosi.

1.       Bagian bawah dari shell.

Bila kondisi operasi sedemikian rupa sehingga meninggalkan endapan atau deposit, endapan ini akan tertahan dan tertinggal dibagian bawah dari shell.

Bila deposit ini mengandung zat yang bersifat korosi, akan terdapat korosi disepanjang bagian bawah dari shell.

2.       Channel tempat air keluar

Untuk servis air sungai ataupun air laut korosi yang terhebat terdapat ditempat yang terpanas.

Bila air mengalir didalam tube, tempat yang tertinggi suhunya adalah dichannel tempat air keluar. Channel ini harus diperiksa dengan seksama.

Heat Exchanger atau cooler yang menggunakan air laut sebagai air pendingin, channel dan shell covernya diberi protective coating yang sesuai atau dicladding dengan metallic lining untuk melindungi carbon steel dari serangan air laut.

3.       Tempat yang tajam dan sambungan las.

Retak kadang-kadang terjadi ditempat yang tajam atau didekat sambungan las terutama bila ada tegangan yang tinggi.  Tempat yang mengalami tegangan tinggi misalnya pada nozzle atau flange dari shell. Tempat ini supaya diperiksa dengan seksama.

4.        Shell didekat impingement plate dan baffle plate sering mengalami erosi bila kecepatan fluidanya tinggi.

b.    Pemeriksaan bundle

secara visualBundle sudah mulai diperiksa sewaktu dia ditarik dari shell sebab warna, tipe, banyaknya dan tempat dari scale (kerak) dan endapan akan menolong untuk menentukan atau mengarahkan masalah korosinya.  Scale atau endapan yang berwarna hijau pada copper base tube menunjukkan bahwa tube mengalami korosi.  Bila sedikil diketemukan scale atau endapan didekat tempat arus masuk kedalam shell, ini menunjukkan masalah erosi.

Tempat-tempat yang perlu diperiksa :

1.       Daerah bundle didekat tube-sheet dan baffle plate.

Didaerah ini sering diketernukan groove pada tube karena tempat ini sukar dibersihkan. Pemeriksaan dilakukan dengan menggunakan scraper yang runcing untuk mengerik-ngerik.  Sering diketemukan lubang untuk tube pada baffle plate meluas karena getaran tube dan fempat ini sukar dibersihkan. Juga tube didaerah ini serinq diketemukan menipis.

2.       Ujung tube sebelah dalam, ini diperiksa dengan visual. Lebih kedalam dapat diperiksa dengan cara Eddy Current untuk mencari pitting pada dinding tube sebelah dalam.

3.       Bagian luar tube atau bundle, hanya tube yang terpasang dibagian luar dari bundle yang dapat diperiksa dengan seksama.  Pemeriksaan visual dapat dibantu dengan kaca pembesar untuk mencari retak dan/atau pitting yang halus.

4.       Baffle plate, tie-rod, supaya diperiksa secara visual untuk mencari korosi dan distorsi.  Baffle plate atau tie-rod yang sudah korosi atau tipis harus diganti pada waktu bundle di-retube.  Scraper dapat digunakan waktu pemeriksaan.

5.       Tube sheet.

Tube sheet dan tempat dudukan gasket diperiksa secara visual untuk melihat korosi dan distorsi.

Untuk memeriksa tube sheet masih rata atau tidak dapat digunakan siku-siku.  Distorsi pada tube sheet dapat disebabkan oleh overolling, cara pengerolan yang tidak baik, ekspansi panas, ledakan, handling yang kasar dan over pressure selama hydrotest.

Ketebalan tube sheet diukur  dengan kaliper.

Untuk memeriksa gejala dezincification dari brass tube, goresan-goresan halus atau retak-retak halus, sample dari tube yang rusak harus diambil dan dibelah untuk pemeriksaan metallurgi atau pemeriksaan cara kimia.

Tempat yang biasanya mengalami korosi.

1.       Permukaan luar dari tube yang berhadapan dengan inlet nozzle. Tempat ini sering mengalami erosi atau korosi karena tertumbur arus fluida yang masuk (impingement corrosion).  Korosi yang maximum pada bundle terdapat didaerah inlet ini. Karena itu tempat ini harus diperiksa pada waktu pemeriksaan.  Untuk menghindarkan erosi dan korosi pada bundle, ditempat ini dipasang impingement plate.

2.       Ujung tube sebelah dalam tempat fluida masuk

Tempat ini juga sering diserang olen korosi dan erosi karena disini tempat masuknya aliran secara turbulensi, terutama bila aliran masuk dengan kecepatan tinggi. Untuk melindungi ujung tube didaerah inlet dapat dipasang pelindung tube yang terbuat dari bahan sejenis plastik (ferrules), atau diflare.

3.       Tempat belokan

Tempat belokan sering mengalami erosi bila fluida mengalir dengan kecepatan tinggi, karena disini arah arus dirubah.  Ini misalnya diujung tube ditempat arus masuk.

3). Air Cooled Heat Exchanger 

a). Inspeksi tube bundle.

Tube bundle yang akan diperiksa supaya dibersihkan dengan baik. Dilakukan pemeriksaan secara visual, terutama pada tube dan fin. Pemeriksaan tube dengan metode NDE dapat dilaksanakan dengan cara internal rotary, ultrasonic thickness testing method dan eddy current testing method.

b). Inspeksi tube header.

Tube header diperiksa ketebalannya dengan pemeriksaan NDE secara berkala ditempat-tempat yang kritis dan direcord dan hasil pemeriksaan yang diperoleh selanjutnya dilakukan evaluasi.

JENIS KERUSAKAN PADA HEAT EXCHANGER

Korosi adalah type kerusakan yang umum terjadi pada peralatan heat exchanger, lokasi terjadinya korosi dari peralatan heat exchanger sangat tergantung pada service-nya. Outside tube yang berlawanan dengan nozzle inlet shell kemungkinan akan mengalami erosi atau impingement corrosion Jika fluida yang mengalir didalam shell mengandung unsur-­unsur korosif maka yang memiliki kemungkinan kerusakan adalah pada bagian inletnya, selanjutnya adalah tube sheet dan baffle plate dan kerusakannya dikenal sebagai erosi ­korosi.

Jika fluida dengan temperatur tinggi yang mengalir kedalam tube maka kemungkinan korosi dapat terjadi pada sisi belakang dari fixed tube sheet ataupun tubenya.

Jika service mengandung unsur yang dapat membentuk sludge maka kemungkinan yang mengalami korosi adalah pada sisi bawah dari shell dan sisi bawah dari tube.

Untuk heat exchanger dengan service air, kemungkinan korosi terjadi pada kondisi temperatur air tertinggi, misalnya air di sisi tube maka pada outlet side channel adalah lokasi terparah mengalami korosi.

Pada beberapa heat exchanger korosi dapat terjadi pada lokasi kontak antara 2 material yang berbeda (galvanize corrosion) sebagai contoh korosi akan terjadi pada tube sheet dengan material Al Brass dengan channel yang terbuat dari CS.

Crack   dapat   terjadi    pada   daerah  yang  permukaannya tajam atau dekat dengan lasan, terutama yang mengalami stress. Lokasinya bisa pada nozzle, shell flange maupun tube sheet. Jika fluida yang mengalir memiliki kecepatan tinggi, maka percepatan kerusakan akan terjadi daerah perubahan arah aliran fluida yaitu pada return bend (U-Tube).

Kegagalan yang sering terjadi pada Heat Exchanger secara umum dapat dikelompokan menjadi  4 (empat)  type kegagalan yaitu:

1. Mechanical.
2. Bahan   kimia  yang  menyebabkan  terjadinya korosi.
3. Kombinasi   dari   mekanikal  dan bahan kimia.
4. Kerak,  lumpur .

1.   MECHANICAL

Kegagalan ini dapat dibagi dalam 7 (tujuh) bentuk:

• Metal Erosion:

Kecepatan aliran fluida masuk ke dalam tube atau ke dalam shell heat exchanger yang melebihi kecepatan yang diijinkan dapat menyebabkan kerusakan pada metal tube atau shell akibat ter-erosi. Metal yang sudah mempunyai tanda-tanda terserang oleh korosi akan mengalami percepatan kerusakannya, karena lapisan pelindung dari tube akan hilang sehingga rentan mengalami erosi.

Kebanyakan Metal yang terserang erosi terjadi di bagian dalam tube. Untuk exchanger dengan type U-Tube dan area inlet tube akan lebih mudah terserang oleh erosi.

Dari beberapa pengalaman, daerah inlet tube akan banyak kehilangan metal.

Fluida dengan kecepatan tinggi masuk melalui nozzle yang kemudian  dibagi dalam banyak (tube) aliran yang kecil-kecil ketika memasuki heat exchanger. Aliran tersebut akan menghasilkan turbulensi dan berakibat adanya erosi pada metal.

Kecepatan yang direkomendasikan di dalam tube dan di daerah inlet nozzle adalah merupakan fungsi dari beberapa variable termasuk : Tube material, jenis fluida yang mengalir, dan temperature.

Material seperti CS, stainless steel, dan copper nikel lebih dapat menahan kecepatan yang lebih tinggi dari pada Copper.

Kecepatan fluida di dalam Copper dibatasi hanya sampai 7,5 fps (feed per second sementara material lain dapat dilalui fluida dengan kecepatan antara 10 s/d 11 fps.  

Jika air melalui copper tubing dan didalam airn tersebut terdapat kandungan  suspended solid atau lebih ringan, maka kecepatan fluida harus kecil dari 7,5 fps.

• ·  Steam atau Water Hammer:

Tekanan yang bergelombang atau gelombang aliran fluida, dapat disebabkan oleh adanya percepatan aliran atau pengurangan kecepatan aliran secara mendadak, hal ini akan menyebabkan terjadinya steam atau water hammer. Dari hasil percobaan yang dilakukan, tekanan mendadak yang cukup tinggi (sebesar 2000 psi) dapat menyebabkan pecahnya tubing pada heat exchanger.

Sebagai contoh:

3/4 in x 20 BWG light drawn Copper tubing terkoyak pada tekanan 2100 psi dan gagal pada tekanan 600 psi. 

Kerusakan akibat tekanan yang mendadak dapat juga terjadi akibat gangguan aliran air pendingin (aliran terhenti). Air pendingin yang diam dipanaskan sampai menjadi steam dan alirannya dibuka lagi, menyebabkan steam mengkondensasi tiba-tiba dan memproduksi tekanan mendadak atau water hammer. Aliran air pendingin harus lebih dulu dialirkan ke dalam heat exchanger sebelum panas masuk. Control valve aliran fluida yang  membuka atau menutup secara tiba-tiba dapat juga menyebabkan water hammer . Untuk  mengantisipasi kemungkinan terjadinya kevacuman pada shell atau tube akibat kondensasi yang terjadi maka pada peralatan tersebut biasanya dilengkapi dengan venting  Adanya venting ini akan mencegah terjadinya kerusakan tube yang disebabkan oleh steam hammer, yang dihasilkan dari terakumulasinya kondensat. 

•   Vibrasi

Vibrasi yang berlebihan pada peralatan Rotating equipment seperti air compressor atau mesin pendingin dapat menyebabkan kegagalan dalam bentuk fatique stress, crack. Heat Exchanger harus dihindari dari type vibrasi jenis ini. 

Kecepatan fluida pada Shell side melebihi 4 fps dapat menyebabkan kerusakan di dalam tube akibat vibrasi, dan dapat menyebabkan terpotongnya tube pada titik support dengan baffles .

Kecepatan fluida dapat menyebabkan vibrasi dan dapat juga menyebabkan kegagalan akibat fatique.

• · Thermal fatique:

Tubing, terutama pada daerah U-bend, dapat mengalami kegagalan yang disebabkan oleh fatique yang dihasilkan dari terakumulasinya stress dengan timbulnya panas yang berulang-­ulang. Problem ini dengan cepat memburuk akibat adanya perbedaan temperatur sepanjang U-Bend tube

•    Freeze-up:

Kegalan jenis ini pada umumnya terjadi pada Evaporator atau condenser, dimana temperatur dari heat exchanger tersebut turun sampai di bawah titik beku filuida. Pembekuan yang terjadi disebabkan oleh tidak berfungsinya alat proteksi panas atau tidak cukupnya konsentrasi larutan anti beku di dalam fluida.

Sebagai contoh, diassumsikan setting dari chiller tidak benar atau tidak berfungsinya sistem kontrol air pendingin sehingga temperatur mencapai di bawah titik beku. Es yang terbentuk akan menyebabkan naiknya tekanan yang besar di dalam tubing dan akan meyebabkan tubing pecah yang biasanya terjadi di dekat Tube Sheet dimana tube tidak diprotect oleh inner spline.

• · Thermal Expansion:

Kegagalan jenis ini biasanya terjadi pada exchanger pemanas steam, juga terjadi pada setiap type dari heat exchanger yang fluidanya sudah panas dengan valve tertutup tanpa adanya ketentuan untuk menyerap panas yang terjadi.

Di dalam sistem pemanas uap, pendinginan atau kondensasi sisa steam di dalam shell setelah steam control valve tertutup secara terus menerus memanaskan air atau fluida yang lain di dalam tube.

Pemanasan yang terus menerus akan menyebabkan bertambahnya panas yang akan menimbulkan tekanan yang melebihi kekuatan dari tube sheet, cast head dan komponen lainnya dari heat exchanger. Material cast Iron biasanya akan rusak / pecah yang disebabkan oleh kurang liat. Steel tube sheet menjadi bengkok atau secara permanent menyimpang (rusak) karena melebihi yield point dari materialnya.

Relief valve yang dipasang pada sistem fluida pemanas adalah untuk mencegah terjadinya kegagalan.

• ·  Loss of Cooling Water                                                                         

Udara yang ditekan pada after cooler dan gas cooler akan selalu mensuplai fluida pendingin sebelum udara panas dialirkan. Larutan gas temperatur tinggi atau akan membengkokkan tubing jika supplai air pendingin tidak cukup

2.   BAHAN   KIMIA  YANG  MENYEBABKAN  TERJADINYA KOROSI.

Kegagalan ini diakibatkan oleh pengaruh chemical complex antara material heat Exchanger dan fluida yang bersirkulasi didalamnya. Ada 7 (tujuh) type kegagalan dari Chemically induced corrosion yaitu:

• General corrosion

Kegagalan tipe jenis ini mempunyai karakteristik yang relatif sama menyerang permukaan tube, tube sheet, shell dan tidak ada tanda-tanda bahwa akan ada serangan korosi.

PH dibawah 7 yang dikombinasikan dengan CO2 atau O2 akan menyerang Copper. Warna biru atau hijau kebiru-­biruan pada permukaan tube menunjukkan hasil serangan CO2 pada permukaan dalam dari Copper tube. Berbagai macam bahan kimia seperti asam juga menimbulkan serangan pada metal.

Pemilihan material yang tahan terhadap serangan korosi dan lingkungan yang banyak mengandung bahan kimia harus benar-benar dilakukan untuk memaksimalkan umur dari heat exchanger.

• Fitting corrosion

Local pitting sering terjadi pada ferrous dan nonferrous metal yang terjadi akibat perbedaan potensial dari electrochemical serta perbedaan konsentrasi oksigen Oksigen akan memaksa membuat lubang (anoda) dan permukaan benda kerja sebagai Katoda. Yang menghasil lubang kecil( pitting).

• Stress corrosion

Bentuk korosi ini serangannya terjadi pada area batas butir. Tube heat exchanger biasanya mempunyai residual stress, dimana residual stress.

Stress sudah terbentuk sejak pembuatan tube maupun pada saat fabrikasi, membentuk U-Tube, atau pada saat expanding tube ke tube-sheet.

Kegagalan korosi jenis ini mengambil bentuk "fine crack'; yang mengikuti garis stress dan batas-batas butir material.

Corrodent yang menyebabkan stress corrosion pada stainlees steel adalah ion Chloride, yang selalu ada pada setiap bahan campuran dengan chlorine. Phenomena stress corrosion akibat chloride ini frekwensi kejadiannya akan bertambah dengan naiknya temperatur dan konsentrasi ion chloride.

Corrodent yang menyebabkan stress corrosion cracking pada copper atau tube copper alloy adalah AMONIA. Konsentrasi Amonia yang sangat kecil (< dari 1 ppm).

Amonia menyebabkan problem stress cracking, terutama pada bagian dalam U-bend tube heat exchanger.

Copper nickle alloys mempunyai ketahanan yang baik terhadap stress corrosion cracking dan dapat digunakan pada konsentrasi amonia yang rendah .

• Dezincification

Problem ini terjadi pada Copper Zinc Alloys yang mengandung kurang dari 85% Copper ketika kontak dengan air yang mengandung oksigen dan CO2 yang tinggi, atau larutan yang diam.

De-zincification cenderung terjadi pada saat percepatan kenaikan temperature atau PH turun sampai di bawah 7.

Dezincification menimbulkan porous pada permukaan metal yang mana bahan kimia Zinc terbuang dari alloy. Sisa Copper timbul seperti bunga karang. Dezincification dapat dicegah dengan menggunakan Brass dengan kandungan zinc rendah atau brass mengandung timah atau arsenic untuk mencegah terjadinya reaksi kimia atau dengan melakukan kontrol terhadap pengaruh lingkungan caustik.

• Galvanic corrosion

Type korosi ini terjadi ketika material yang tidak sejenis digabungkan sehingga menimbulkan arus elektrolyte, seperti air asam (acidic water). Galvanic corrosion biasanya terjadi pada reaksi kecepatan tinggi pada logam yang kurang mulia. Sebagai contoh : jika Cell Galvanic mengubah copper dan steel dibenamkan dalam larutan asal sulfur, maka steel yang kurang mulia akan terkorosi dengan cepat dan copper yang kurang mulia tidak terserang. 

Chart dari Galvanic menunjukkan perbedaan relatif potensial yang menyokong terjadinya korosi ini. Material yang digolongkan dalam satu group mempunyai tendensi yang relatip lebih kecil untuk menimbulkan adanya galvanic corrosion. Jika dua buah metal yang berbeda group digabungkan dalam suatu elektrolyte akan menghasilkan korosi yang hebat pada metal yang kurang mulia.

• Crevice corrosion

Type dari korosi ini terjadi pada celah antara material, seperti antara baffle dan tube atau dibawah kerak atau kotoran. Korosi ini akan berkembang secara lokal dan memunculkan korosi pada metal berupa pitting (lubang).

• Condensate grooving.

Problema ini terjadi pada heat exchanger dengan kondisi bagian luar tube steam dan air pada tube, khususnya pada daerah U-Bend tube. Kejadiannya dapat dikenal dengan adanya groove (alur) yang tidak teratur, korosi jenis ini biasanya berkembang dalam area yang basah yang disebabkan perbedaan potensial listrik antara daerah yang kering dan basah. 

Mengontrol PH condensate dan membuang gas-gas dengan membersihkan permukaan luar tube dari oli, akan mencegah basahnya tube secara seragam, biasanya akan mengurangi perbedaan potensial yang ada.

 

3.  Kombinasi mekanikal dan bahan kimia penyebab terjadinya korosi. 

Kegagalan heat Exchanger dalam banyak contoh bukan hanya disebabkan oleh satu kasus saja, tetapi kombinasi dari beberapa kondisi.

Contoh : 

Serangan pitting, galvanic dan crevice corrosion dapat terjadi bersama­sama pada satu lokasi atau lebih. Sangat sering terjadi kombinasi problem antara mechanical dan korosi akan mengakibatkan semakin cepatnya kegagalan yang terjadi dari pada sendiri-­sendiri.

Ada 2 (dua) type kombinasi yang umum terjadi antara mechanical dan korosi yaitu : Erosion Corrosion dan Corrosion Fatique.

a). Erosion Corrosion

Setiap korosi akan dipercepat terjadi apabila lapisan film terbuang/terlepas oleh kecepatan yang berlebih, larutan yang kasar atau terjadinya vibrasi . Erosion-Corrosion biasanya terjadi pada daerah inlet tube, di bawah inlet nozzle pada shell pada titik kontak antara baffle dengan tube dan bagian dalam area U-Bend tube, khususnya pada ikatan U-bend.

b).  Corrosion - Fatique

Kombinasi kedua model kegagalan ini, ditekankan pada fatique yang dihasilkan oleh karena adanya beban berlebih, seperti vibrasi dari mesin, expansion atau contraction yang disebabkan oleh siklus temperature atau water hammer ringan dan dilingkungan yang hanya mungkin terjadi korosi. Bagaimanapun dalam corrosion - fatique Cyclic stressed merapuhkan area yang sudah tidak terproteksi dan membuatnya mudah terkena serangan, kejadian ini membuka kesempatan terjadinya percepatan korosi.

4.   Kerak, lumpur dan algae fouling

Lapisan film pada permukaan tube berfungsi sebagai insulator, menahan aliran panas dan memproteksi terjadinya karat. Efek dari isolasi yang dihasilkan adalah dinding tube bertambah panas dan bertambahnya korosi.

Kerak yang terjadi akibat bahan mineral yang terbuang memperlambat terjadinya pertukaran panas pada fluida, contoh : ketika Calsium bikarbonat (CaCO3), unsur utama yang terdapat pada kebanyakan air, setelah dipanaskan, Carbon Dioksida ( CO2) terlepas dan material calsium karbonat berkurang, bahan campuran yang tidak dapat larut dalam air mengendap dan melapisi permukaan alat penukar panas. Pengalaman menunjukkan bahwa kecepatan pengendapan dapat dikurangi dengan menambah kecepatan fluida. Kecepatan fluida didalam tube harus sesuai dengan kemampuan material menahan efek erosi akibat adanya kecepatan. Suspended solid biasanya dijumpai dalam bentuk pasir, besi, endapan lumpur atau partikel-partikel yang mungkin ada pada fluida salah satu atau kedua alat penukar panas. Jika abrasive suspended solid ada di dalam tube heat exchanger, kecepatan fluida harus dibuat cukup rendah untuk mencegah terjadinya erosi,

Algae dan tumbuhan laut lainnya adalah merupakan masalah yang serius jika terdapat didalam heat exchanger. Dalam banyak kasus, lingkungan heat exchanger adalah tempat yang sangat cepat untuk perkembang biakan algae atau binatang laut lainnya yang akan menahan aliran fluida dan mengganggu kerja heat exchanger Bahan kimia Algacides seperti chlorine sangat effective untuk mengontrol algae atau binatang laut lainnya. Fluida dengan kecepatan tinggi juga mengecilkan serangan dari algae dan perkembang biakannya.

PENGUJIAN

Kriteria penerimaan untuk pengujian suatu heat exchanger sangat tergantung pada acuan standart yang diterapkan saat alat tersebut dibangun, namun metoda pengujian umumnya sama.

Bila suatu heat exchanger akan direlease dari operasinya , maka pengujian tekan dapat dilakukan terhadap shell maupun tube Kebocoran dapat diketahui melalui adanya fluida keluar melalui drain nozzle terendah. Pengujian umumnya memerlukan waktu tahan (holding time) yang tujuannya untuk mengetahui tighteness dan memberi kesempatan bagi inspector mengamati , seluruh bagian dari heat exchanger. Jika ditemukan ada yang bocor maka bocoran diperbaiki lebih dahulu baru kemudian dilakukan pengujian ulang.

Sebagai contoh , pada pengujian floating head cover dengan tekanan ada didalam tube, dimana shell cover dilepas maka potensi bocor dapat terjadi pada gasket floating head cover, rol-rolan tube, tube. Bila ditemukan bocoran pada gasket maka perlu dilakukan menambah pengikatan baut floating head cover, bila kebocoran pada rol-rolan tube maupun tube, maka yang dapat dilakukan adalah dengan pengujian shell side untuk mengetahui tube mana yang bocor.

Oleh karena itu untuk heat exchanger umumnya pengujian tekan dilakukan sebanyak 2 kali, yaitu : Shell side test dan Tube side test namun ada juga yang menerapkan pengujian hingga 3 kali yaitu melakukan pengujian shell side test sebelum dan sesudah tube side test.

Media pengujian dapat berupa air, air dengan spesifikasi khusus maupun udara atau N2 tergantung dengan standart dan code yang diterapkan. Untuk heat exchanger yang terbuat dari material Austenitic SS maka umumnya air yang digunakan untuk hidrostatic test memiliki batas kandungan CI (-) nya harus dibawah 50 ppm untuk menghindari SCC. Demikian juga bila menggunakan udara maka batas maksimum udara boleh ditekan maksimum 7 Kg/Cm2 karena sifat dari udara tersebut akan memiliki efek explosive.

Besarnya tekanan pengujian sangat tergantung pada standart dan code yang diterapkan sebagai contoh:

• TEMA mengatur besar tekanan pengujian hidrostatic test adalah 1,5 kali tekanan design dengan koreksi temperatur. Untuk pneumatic test adalah 1,25 kali tekanan design dengan koreksi tempratur.
• STD 160, mengatur besar tekanan pengujian hidrostatic test maupun pneumatic test sama dengan yang diatur pada TEMA RCB 1.3.
• KP-9, mengatur besar tekanan pengujian hidrostatict test adalah tidak kurang dari 1,5 kali tekanan kerja maksimum yang diijinkan, untuk pneumatic test tidak diatur.
• ASME VIII DIV I, mengatur besar tekanan pengujian hidrostatic test adalah paling tidak 1,5 kali tekanan design. Untuk pneumatic test adalah paling tidak 1,25 kali tekanan design dengan koreksi tempratur.
• NBIC, mengatur besar tekanan pengujian tekan adalah tidak boleh lebih dari 1,5 kali tekanan maksimum yang diijinkan, Bila besar pegujian tekan original mempertimbangkan corrosion allowance maka besarnya pengujian juga mempertimbangkan sisa corrosion allowance.

Untuk batasan temperatur pengujian seluruh standart maupun code memiliki batasan pada range min 15, 6 °C s/d 49 °C

Bila dispesifikasi khusus oleh pemilik bahwa pegujian harus menggunakan air dengan tempratur diatas 49 °C maka besamya pengujian tekan harus mempertimbangkan koreksi tempratur.