RCA Boiler Superheater Tube Failure

Laporan Analisis Punca Akar (RCA)

Subjek: Kebocoran dan retak pada tiub Superheater (header welding joint & bend)

Loji / Unit: Water-tube Boiler — Superheater

Tarikh laporan: 6 Okt 2025

Disediakan untuk: Hashim / Pasukan Penyelenggaraan

---

1. Pernyataan Masalah

Pada operasi pada tekanan 32 bar, dikesan kebocoran dan retak pada tiub superheater. Lokasi kebocoran utama ialah pada sambungan kimpalan ke header (weld joint) dan di kawasan lengkung (bend) tiub. Kejadian menyebabkan kehilangan keupayaan pengeluaran stim dan memerlukan shutdown untuk pembaikan.

2. Latar Belakang

• Jenis dandang: Water-tube boiler dengan superheater.

• Tekanan operasi: 32 bar.

• Bahan tiub: (nyatakan jenis material jika ada — biasanya ferritic steel grade untuk superheater; jika tidak diketahui, tulis "tidak dinyatakan").

• Sejarah operasi: (sila isi jika ada data operasi seperti kitaran permulaan/penutupan, jam operasi sejak servis terakhir).

3. Bukti & Pemerhatian Lapangan

1. Lokasi kerosakan: Helaian retak dan kebocoran pada:

   • Sambungan kimpalan tiub ke header (weld toe / HAZ).

   • Kawasan lengkung (bend radius) di beberapa tiub superheater.

2. Corak retak: Retak melintang dan/atau memanjang (bergantung pemeriksaan visual/NDT).

3. Penampilan permukaan: Tanda kemulangan haba/oksida pada bahagian terjejas (mengisyaratkan kepanasan tempatan) — jika diperhatikan.

4. Tiada bukti luaran pengikisan kimia yang meluas (melainkan dilaporkan sebaliknya).

5. Sejarah operasi menunjukkan variasi beban / kitaran permulaan-penutupan yang kerap (jika ada).

6. Laporan mungkin menunjukkan ketidakseimbangan aliran stim atau penyumbatan dalaman (skala/slag).

4. Ujian & Analisis yang Dicadangkan

• NDT: Dye Penetrant (PT) / Magnetic Particle (MT) untuk retak permukaan; Ultrasonic (UT) untuk ketebalan dinding; Radiography (RT) jika perlu.

• Metallographic Examination: Analisa mikrostruktur HAZ, pencarian tanda keletihan terma (thermal fatigue), creep, atau bahan tak bersepadu akibat kimpalan.

• Hardness Test: Di kawasan HAZ dan dinding tiub untuk perubahan sifat mekanikal.

• Chemical Analysis: Jika terdapat pengoksidaan / deposit, analisis komposisi kerak/scale.

• Flow/Temperature Logs: Semak rekod suhu superheater, perbezaan tekanan, dan catatan operasi pada waktu kejadian.

5. Analisis Punca (Fishbone + 5 Whys singkat)

Faktor-faktor berpotensi

• Operasi / Proses: Kitaran permulaan/penutupan kerap; fluktuasi beban; kawalan suhu stim tidak stabil.

• Reka bentuk / Susun atur: Sudut lengkung yang tajam; sokongan tiub yang menekan; pengagihan aliran gas/fluid tidak sekata.

• Bahan & Kimpalan: Kualiti kimpalan buruk; bahan tiub atau filler tidak sesuai; tiada atau tak cukup PWHT.

• Penyelenggaraan: Tiada pemeriksaan NDT berkala; pembentukan skala atau penyumbatan dalaman.

• Persekitaran: Pembakaran bahan api berkandungan sulfur/korosif → oksidasi tempatan.

5 Whys (contoh ringkas)

1. Kenapa tiub retak? — Kerana berlaku keletihan / keletihan terma / pemanasan tempatan yang berulang.

2. Kenapa berlaku pemanasan tempatan? — Aliran stim kurang/terhalang atau pengagihan haba tidak sekata.

3. Kenapa aliran stim kurang? — Mungkin sebab penyumbatan dalaman (skala) atau reka bentuk aliran yang buruk.

4. Kenapa skala terbentuk? — Air tahap kualiti rendah / kurang tretmen air atau pemendapan hasil pembakaran.

5. Kenapa kawalan kimpalan/rekabentuk tidak memadai? — Prosedur pembaikan/awal tidak mengikut spesifikasi (contoh: tiada PWHT, filler salah).

6. Punca Akar (Root Causes) — Disyorkan

Berdasarkan bukti awal, punca akar kemungkinan campuran faktor berikut (peringkat keutamaan):

1. Thermal fatigue (keletihan terma) akibat kitaran suhu yang kerap dan kawalan suhu superheater yang tidak optimum — menjejaskan HAZ dan kawasan lengkung.

2. Kepanasan tempatan / Overheating disebabkan aliran stim tidak mencukupi atau penyumbatan dalaman (skala/scale) → menjejaskan integriti tiub, terutama pada bend radius.

3. Kualiti kimpalan dan residual stress pada sambungan header (kekurangan preheat/PWHT atau prosedur kimpalan tidak dipatuhi) → memudahkan permulaan retak pada HAZ.

4. Reka bentuk & sokongan tiub yang menyebabkan kepekatan tegasan pada bend dan sambungan.

Nota: Satu atau lebih punca di atas boleh wujud serentak — pengesahan melalui ujian makmal dan rekod operasi diperlukan.

7. Tindakan Segera (Immediate Actions)

1. Shutdown terkawal dan isolasi unit jika kebocoran masih aktif.

2. Pemeriksaan visual & NDT segera pada semua tiub superheater dan sambungan header berdekatan.

3. Ambil sampel untuk ujian metalografi dan analisis kerak/scale.

4. Hentikan kitaran operasi yang kerap sehingga punca ditentukan.

5. Sediakan skop pembaikan sementara (gasket, clamp atau patch) hanya jika selamat dan mengikut prosedur; elakkan pembaikan sementara yang memberi risiko berulang.

8. Cadangan Pembetulan & Pencegahan (Corrective & Preventive Actions)

A. Pembetulan (Corrective)

1. Gantian / potong keluar dan tukar tiub yang retak; pastikan penggunaan material dan filler sesuai dengan spec dandang.

2. Perbaiki kimpalan oleh welder bertauliah mengikut ASME IX / standard berkaitan; laksanakan Preheat dan PWHT jika diperlukan.

3. Pembaikan reka bentuk untuk bend kritikal — pertimbangkan radius lengkung lebih besar atau sokongan fleksibel.

4. Bersihkan sistem dalaman (descaling / chemical cleaning) untuk memulihkan pengaliran stim jika penyumbatan dikesan.

B. Pencegahan (Preventive)

1. Prosedur Operasi: Kaji semula SOP start-up/shutdown untuk kurangkan thermal cycling; perkenalkan pengawalan kenaikan suhu bertahap.

2. Pemantauan & Inspection: Jadual NDT berkala (MT/PT setiap 6–12 bulan; UT untuk ketebalan setiap 12 bulan bergantung pada keadaan).

3. Water Treatment: Pastikan kualiti air/steam memenuhi spesifikasi untuk mengurangkan skala dan deposit.

4. Analisis Reka Bentuk: Audit susunan superheater untuk pengagihan haba dan tegasan; ubah suai jika perlu.

5. Latihan & Kawalan Kimpalan: Pastikan welder diluluskan; dokumen prosedur kimpalan, filler, dan PWHT disimpan.

6. Pemantauan Parameter: Pasang sensor suhu/flow tambahan di superheater outlet untuk mengesan overheating atau pengurangan aliran lebih awal.

9. Pelan Pelaksanaan & Tanggungjawab

• Pasukan Penyelenggaraan: Laksanakan NDT, pembaikan dan penggantian tiub.

• Jurutera Proses: Semak kawalan operasi, log suhu, dan cadangan reka bentuk.

• Jurutera Material / QA: Urus analisis metallographic, hardness, dan semakan prosedur kimpalan.

• Pengurusan Loji: Pastikan sumber, shutdown terancang dan pematuhan prosedur keselamatan.

10. Pemantauan Selepas Pembetulan

• Jalankan ujian beban bertahap selepas pembaikan.

• Pantau suhu superheater dan pembolehubah aliran selama 30 hari operasi normal.

• Buat NDT susulan selepas 3–6 bulan.

11. Ringkasan

Kebocoran dan retak pada tiub superheater kemungkinan besar berpunca daripada gabungan keletihan terma (thermal fatigue), overheating lokal akibat aliran stim yang tidak mencukupi/penyumbatan, dan kualiti kimpalan / residual stress di sambungan header. Cadangan tindakan termasuk NDT penuh, analisis metallurgical, penggantian tiub terjejas, pembaikan kimpalan menurut spesifikasi, dan langkah pencegahan operasi/reka bentuk.

---

Lampiran (Jika data tersedia)

• Log operasi (tarikh, masa, suhu steam, beban)

• Keputusan NDT (PT/MT/UT/RT)

• Gambar kerosakan

• Laporan metallurgy