Jurnal Penelitian Inovatif (JUPIN)
DOI: https://doi.org/10.54082/jupin.124 Vol. 3, No. 1, April 2023, Hal. 41-60 p-ISSN: 2808-148X
https://jurnal-id.com/index.php/jupin
e-ISSN: 2808-1366
Kajian Thermal Spray Coating dengan Teknologi High Velocity Oxy-Fuel (HVOF) serta Perlakuan Pasca Prosesnya sebagai Pelindung Boiler Tubes Pembangkit Listrik Tenaga Uap
Muhamad Waldi *1 , Eddy Agus Basuki 2 , Budi Prawara 3 , Erie Martides 4 , Endro Juniarto 5
1 Teknik Metalurgi, Fakultas Teknologi Manufaktur, Universitas Jenderal Achmad Yani, Bandung, Indonesia
2 Teknik Metalurgi, Fakultas Teknik Pertambangan dan Perminyakan, Institut Teknologi Bandung, Bandung, Indonesia
3,4 Pusat Riset Material Maju, Badan Riset dan Inovasi Nasional, Bandung, Indonesia
5 Pusat Riset Mekatronika Cerdas, Badan Riset dan Inovasi Nasional, Bandung, Indonesia Email: muhamad.waldi@lecture.ac.id 1

## Abstrak
Seiring dengan kebijakan pemerintah Indonesia mengenai rencana elektrifikasi nasional dengan mengembangkan sarana pembangkit listrik berkapasitas 35.000 MW yang dimulai sejak tahun 2014, maka keperluan akan material yang  tahan  terhadap  temperatur  tinggi  menjadi  tuntutan  penerapan,  terlebih  lagi  material-material  yang dikhususkan  untuk  peralatan  teknis  seperti  ketel  uap  (boiler)  sebagai  pemasok  uap  untuk  menggerakan  turbin Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU). Tantangan operasional material pada temperatur tinggi menjadi hal yang serius,  terutama  karena  penggunaan  bahan  bakar  batubara  yang  bermutu  rendah  pada  sistem  kombusi  yang menimbulkan masalah degradasi pada permukaan pipa seperti erosi dan korosi sehingga membatasi umur pakai pipa.  Berbagai  teknologi  pelapisan Thermal  Spray  Coating untuk  operasional  temperatur  tinggi  telah  banyak dikembangkan dengan tujuan melindungi pipa-pipa boiler dari lingkungan agresif, meningkatkan efisiensi panas, dan mengurangi kehilangan waktu akibat kerusakan. Teknologi High Velocity Oxy Fuel (HVOF) merupakan satu diantara metode yang dapat direkomendasikan untuk dimanfaatkan sebagai pelindung pipa boiler di Pembangkit Listrik  Tenaga  Uap  (PLTU).  Kajian  berikut  mendiskusikan State  of  The  Art metode  perlindungan  pipa  boiler menggunakan  Thermal  Spray  Coating  (TSC)  dengan  teknologi  HVOF,  metode-metode  karakterisasi,  serta perlakuan pasca prosesnya guna meningkatan kehandalan lapisan pada saat pelayanan.
Kata kunci : HVOF, Perlakuan Pasca Pelapisan, Pembangkit Listrik Tenaga Uap, Thermal Spray

## Abstract
In  line  with  the  Indonesian  government's  policy  on  national  electrification  plans  by  developing  a  35,000  MW power generating facility which was started in 2014, the need for high temperature resistant materials becomes the demand for the application, moreover materials dedicated to engineering equipment such as boilers as a steam producer to drive the turbine in Coal-Fired Power Plant (PLTU). The operational challenge of materials at high temperatures becomes serious, especially as the use of low-quality coal as fuel in the combustion system creates degradation problems on tube surfaces such as erosion and corrosion thereby limiting boiler tube life. Thermal Spray Coating technologies for high temperature operations have been developed with the aim of protecting boiler tubes from aggressive environments, improving thermal efficiency, and reducing time losses from damage. High Velocity Oxy Fuel (HVOF) technology is one of the recommended methods to be used in boiler tubes at Coal-Fired Power Plant (PLTU). The following review discusses the State-of-The-Art method of boiler tubes protection using Thermal Spray Coating (TSC) with HVOF technology application, characterization methods, and its post-spray treatments to increase the reliability of the coatings during the services.
Keywords : Coal-Fired Power Plant, HVOF, Post-Spray Treatment, Thermal Spray
Jurnal Penelitian Inovatif (JUPIN)
DOI: https://doi.org/10.54082/jupin.124 Vol. 3, No. 1, April 2023, Hal. 41-60 p-ISSN: 2808-148X https://jurnal-id.com/index.php/jupin e-ISSN: 2808-1366

## 1. PENDAHULUAN
Laju  pertumbuhan  ekonomi  masyarakat  Indonesia  serta  pesatnya  perkembangan  teknologi  yang multiguna  untuk  memfasilitasi  kebutuhan  rumah  tangga  dan  industri  dalam  satu  dekade  terakhir menyebabkan kebutuhan listrik masyarakat semakin meningkat dari waktu ke waktu. Berdasarkan atas paparan Outlook Energi Indonesia 2014, Indonesia diprediksi akan mengalami lonjakan populasi semula di tahun 2015 yaitu sebanyak 255 Juta hingga 335 Juta jiwa di tahun 2050, jika dibandingkan dengan data rasio elektrifikasi di tahun 2016 yang tercatat sebanyak 91.35%. Walaupun tren kapasitas terpasang meningkat sebesar 4% per tahun sejak tahun 2011, namun belum dapat mengimbangi target ideal rasio elektrifikasi sebesar 100%. Namun demikian pembangunan sarana-sarana pembangkit listrik masih akan ditingkatkan hingga setidaknya satu dekade kedepan.
Saranan-sarana  pembangkit  listrik  yang  ada  di  Indonesia  pada  tahun  2015  tercatat  memiliki kapasitas  terpasang  sebesar  55.528,10  MW  yang  diproduksi  oleh  beberapa  jenis  pembangkit  listrik bertenaga  uap (PLTU),  gas  (PLTG),  uap  dan  gas  (PLTGU),  diesel (PLTD), air  (PLTA),  panas bumi (PLTP), bayu (PLT Bayu), solar / matahari (PLTS), dan coal gassification (PLTGB). Dimana jumlah pasokan listrik tertinggi dihasilkan oleh PLN sebesar 38.314,23 MW dan  sisanya dipasok oleh pihak swasta  atau  dikenal  juga  dengan Independent  Power  Producer (IPP)  sebesar  17.213,87  MW.  Dari besarnya pasokan listrik tersebut, jumlah pasokan tertinggi diproduksi oleh tiga besar jenis pembangkit secara berurutan yaitu PLTU, PLTGU, dan PLTD, kemudian pembangkit-pembangkit lainnya seperti PLTA  dan  PLTG.  Sehingga,  untuk  mengejar  target  elektrifikasi  sebesar  100%  masih  dibutuhkan pasokan sebesar 35.000 MW.
Dengan  masih  diutamakannya  PLTU  untuk  menunjang  pasokan  listrik  di  seluruh  wilayah berdasarkan studi kelayakan yang dilakukan oleh (Prasetyo, 2015), dan (Muharom, 2015), ketersediaan batubara, serta pertimbangan efisiensi produksi listrik maka pengembangan PLTU masih menjadi solusi untuk  mengakomodasi  realisasi  elektrifikasi  sebesar  100%.  Kendala  signifikan  yang  ditemui  pada pengoperasian PLTU ialah degradasi komponen pipa-pipa ketel uap ( boiler tubes ) di kondisi temperatur tinggi yang berkombinasi dengan kondisi lingkungan yang ekstrem sehingga terbentuk moda kerusakan berupa korosi suhu tinggi, erosi, aus, dan oksidasi pada permukaan (Di Gianfrancesco, 2017; Oksa et al., 2011; Stringer, 1998)
Seringnya penghentian operasi karena pergantian komponen menyebabkan performa pembangkit menjadi menurun. Oleh sebab itu kriteria seleksi material boiler tubes salah satunya ialah kompatibel terhadap  temperatur  tinggi  guna  mendukung  nilai  efisiensi  dan  tekanan  uap  yang  dihasilkan  tetap terjaga,  selain  itu  untuk  memproteksi  material  substrat  terhadap  lingkungan  ekstrem  tersebut,  maka diperlukan lapisan metalik yang kompatibel (Sivakumar & Mordike, 1989)
Penerapan Thermal Spray Coating (TSC) menjadi solusi atas kebutuhan lapis lindung yang tahan terhadap  temperatur  tinggi  dan  sekaligus  tahan  terhadap  lingkungan  korosif,  oksidatif  dan  erosif. Berbagai contoh penerapan banyak ditemui pada komponen mesin pesawat terbang, misalnya: turbin blades , turbine shafts , turbine vanes , fan blade clappers , dll(Rhys-Jones, 1990). Kemudian diluar bagian mesin yaitu komponen rocket thrust-chambers pun dilindungi oleh TSC. Teknologi TSC diminati oleh para  rekayasawan dirgantara  karena  TSC memiliki sifat-sifat seperti:  ketebalan yang  optimal sampai 500 μm, berkontribusi meningkatkan umur pakai komponen, daya lekat yang baik antara lapisan dan substrat,  harga  produksi  relatif  rendah,  tahan  terhadap thermal  shocks ,  serta  korosi  dan  erosi.  Dapat disimpulkan bahwa TSC berperan sebagai structural jacket terhadap beban kombusi (Fauchais, 2015; Khan et al., 2019). Sebagai best practice untuk kebutuhan penelitian, kriteria minimal ketebalan coating hasil  proses themal  spray adalah  100  μm,  angka  ini  sedikit  lebih  tinggi  dibandingkan  dengan rekomendasikan oleh Bose di tahun 2007 (Bose, 2007)
Kegagalan  peralatan  pada  industri  eksplorasi  minyak,  disebabkan  oleh  abrasi,  erosi,  dan  korosi (Kembaiyan & Keshavan, 1995). TSC secara efektif dapat diterapkan untuk melapisi permukaan drill bit cones , polycrystalline diamond cutter , rotors . Contoh lainnya pada bagian ujung gas-well tubings yang digunakan pada saat eksplorasi pengeboran gas hingga mencapai kedalaman 3.000 m. TSC secara efektif dapat mencegah korosi dan kavitasi yang disebabkan laju aliran gas H 2 S dan tidak sempurnanya koneksi antara satu pipa dengan pipa lainnya.
Jurnal Penelitian Inovatif (JUPIN)
DOI: https://doi.org/10.54082/jupin.124 Vol. 3, No. 1, April 2023, Hal. 41-60 p-ISSN: 2808-148X https://jurnal-id.com/index.php/jupin e-ISSN: 2808-1366
Thermal spraying dikembangkan pertama kali berdasakan hak paten M.U Schoop (Zurich, Swiss) antara  tahun  1882  s/d  1889.  Awalnya  jenis feedstock yang  digunakan  ialah  kawat  Pb-Sn  yang diumpankan  pada oxyacetylene  welding  torch .  Selanjutnya  dikembangkan  jenis feedstock menjadi serbuk. Electric Arc Spray juga dipantenkan oleh Schoop pada tahun 1908, dimana teknik ini mampu memvariasikan  berbagai  jenis  logam  untuk  dilapiskan  pada  berbagai  permukaan  substrat,  contohnya lapisan  seng  Zn  pada  baja  dengan  proses wire-arc  metallizing yang  bertujuan  untuk  meningkatkan ketahanan  terhadap  korosi.  Pada  era  tersebut  industri metallizing dimulai  (Davis,  2004).  Namun demikian, teknologi Thermal Spray Coating (TSC) mengalami perkembangan yang pesat pada saat era perang dunia ke-2, baik untuk keperluan industri manufaktur dan peralatan perang.
Sebelumnya  artikel-artikel  kajian  sejenis  lebih  banyak  mendiskusikan  serta  mengintisarikan perkembangan dan kemajuan teknologi thermal spray coating . Namun, didalam artikel ini dikaji lebih luas  mengenai  kemajuan  teknologi  perlakuan  pasca  pelapisan  ( post-spray  treatment )  serta membandingkan dan sekaligus mengintisarikan teknologi yang telah dicapai.

## 2. PLTU DAN MATERIALNYA
Seiring  dengan  kebijakan  pemerintah  Indonesia  mengenai  rencana  pengembangan  sarana pembangkit  listrik  berkapasitas  35.000  MW  yang  dimulai  sejak  tahun  2014,  dan  kemudian  telah disahkan  sebagai  Keputusan  Menteri  Energi  Sumber  Daya  Mineral  Republik  Indonesia  No.  5899 K/20/MEM/2016  tentang  Pengesahan  Rencana  Usaha  Penyediaan  Tenaga  Listrik  PT.  Perusahaan Listrik  Negara  (PT.  PLN  Persero)  Tahun  2016  S.D  2025,  maka  keperluan  akan  material  yang  tahan terhadap temperatur tinggi menjadi tuntutan penerapan, terlebih lagi material-material yang dikhususkan untuk  peralatan  teknis  seperti  ketel  uap  ( boiler )  sebagai  pemasok  uap  untuk  menggerakan  turbin pembangkit  listrik.  Istilah  temperatur  tinggi  pada  kondisi  operasi boiler merujuk  pada  rentang temperatur  operasi  antara  500  s/d  800 o C.  Data  stratifikasi  yang  dikeluarkan  oleh  Perusahaan  Listrik Negara  (PLN)  menginformasikan  program  pembangunan  ketenagalistrikan  sebanyak  35.000  MW didominasi  oleh  Pembangkit  Listrik  Tenaga  Uap  (PLTU),  yaitu  sebanyak  19.813  MW.  Untuk mewujudkan  hal  tersebut  diperlukan  peran  swasta  atau Independent  Power  Producer (IPP)  untuk membangun PLTU dengan kapasitas total yang ditargetkan. PLTU memiliki 4 komponen utama dalam sistem  pengoperasiannya, yaitu: boiler , steam line , turbin  uap  beserta  generator,  kondensor. Masing- masing komponen utama ini memiliki fungsi-fungsi yang terintegrasi antara satu dengan lainnya (Di Gianfrancesco,  2017).  Satu  set boiler terdiri  dari: water  wall , superheater , header , economizer ,  dan drum yang umumnya terbuat dari baja, dengan grade antara lain: Sulfuric acid corrosion resistant steel A423-Gr. 3; baja karbon rendah dan medium seperti grade A53, A106, A178, A192, A210; High chrome ferritic steel T91, T92; Austenitic Stainless Steel SUS 316, SUS304. Boiler berfungsi  untuk  mengkonversi  air  yang  dipasok  melalui  bagian  dalam  pipa  menjadi  uap bertekanan dengan input panas akibat kombusi bahan bakar batu bara yang dipaparkan pada pemukaan boiler tubes. Proses kombusi dilakukan secara kontinyu dengan mengendalikan perbandingan jumlah batu bara serta udara.
Steam line terbuat dari bahan pipa baja yang relatif tebal dan berfungsi sebagai komponen untuk mengalirkan uap bertekanan dari boiler menuju ruang turbin. Selama dialirkannya uap panas tersebut dipasang peralatan katup uap ( steam valve) yang berfungsi sebagai pengatur untuk mencegah terjadinya kelebihan tekanan uap dengan melepaskan sebagian uap untuk mengimbangi tekanan uap didalam steam line. Umumnya material yang digunakan untuk Steam line sama dengan yang diterapkan pada material boiler.
Turbin  uap  berfungsi  untuk  membangkitkan  listrik,  dimana  pemanfaatan  uap  bertekanan  yang dipasok  dari boiler akan  menggerakan  sistem  turbin  sehingga  tebentuk  energi  mekanik  yang  akan dikonversi menjadi energi listrik. Terdapat beberapa klasifikasi turbin uap berdasarkan teknologi dan utilisasinya,  antara  lain  adalah: condensing  turbines , non-condensing atau back  pressure  turbines , reheat  turbines , extracting  type  turbines ,  dan Induction  turbines .  Jenis-jenis  material  yang  secara komersil tersedia untuk komponen turbin antara lain adalah: Baja feritik seperti T92; 9,5Cr; 10,5Cr; baja austenitik; dan Ni-base Superalloy seperti Haynes 230, Inconel 617, Nimonic 90, dan Udimet 720Li.
Jurnal Penelitian Inovatif (JUPIN)
DOI: https://doi.org/10.54082/jupin.124 Vol. 3, No. 1, April 2023, Hal. 41-60 p-ISSN: 2808-148X https://jurnal-id.com/index.php/jupin e-ISSN: 2808-1366
Khusus  untuk  komponen  turbin  yang  terbuat  dari  material  baja  dapat  diproteksi  dengan  TSC  untuk memenuhi pertimbangan kehandalan komponen dan peningkatan efisiensi PLTU.
Kondensor merupakan komponen pada PLTU yang berfungsi sebagai outlet untuk menampung sisa uap bertekanan yang telah dimanfaatkan oleh turbin untuk dirubah menjadi air untuk dipasok kembali menuju boiler tubes.
Jenis-jenis material yang secara komersil tersedia untuk komponen kondensor antara lain adalah baja karbon rendah seperti A516-Gr. 70, dan untuk kondisi lingkungan tertentu dapat juga digunakan Austenitic  Stainless  Steel AL-6XN  sebagai tubes dan tube  sheets , Ferritic  Stainless  Steel AL  29-4C sebagai tubes , 904L sebagai tube sheets .
Prinsip kerja dari PLTU ialah memproduksi energi listrik dengan memanfaatkan kombusi bahan bakar, seperti: batubara, biomassa atau sampah, dan gas alam dimana listrik yang dihasilkan bermula dari proses pemanasan komponen boiler tubes yang telah dialiri air didalamnya untuk dihasilkan uap panas  bertekanan  yang  dipasok  ke  turbin  untuk  menggerakan  turbin  dan  mengubah  energi  mekanik menjadi  energi  listrik.  Dari  beberapa  alternatif  bahan  bakar  yang  disebutkan,  batubara  yang  digerus ( pulverized coal ) adalah sumber energi yang paling banyak digunakan untuk keperluan PLTU (Basuki, 2016), dikarenakan ketersediannya berlimpah di wilayah Indonesia dan relatif murah (Huda dkk, 2012). Suplai air yang diperlukan sebagai media penghasil uap panas disalurkan dengan menggunakan pompa untuk mengisi boiler tubes untuk dipanaskan hingga kondisi superheated oleh hasil kombusi batubara, dengan catatan bahwa kualitas air telah dikondisikan agar tidak menimbulkan masalah seperti korosi dan erosi pada permukaan dalam pipa.
Pada sistem kerja PLTU dengan bahan bakar pulverized coal , kalor dari kombusi batubara yang dipaparkan pada permukaan luar boiler tubes yang didalamnya telah dialiri air akan menghasilkan uap bertekanan paling rendah 170 bar dengan  parameter temperatur burner minimum 540 o C, di ketentuan operasional yang berbeda-beda muncul persyaratan kualitas batubara yang harus diperhatikan yakni pre- treatment  process ,  guna  mencapai  tingkat  kualitas  batubara  yang  ditetapkan  sebelum  diumpankan sebagai bahan bakar yang sekaligus diupayakan untuk meningkatkan nilai efisiensi boiler PLTU. Secara desain proses yang terintegrasi pada lokasi PLTU, disyaratkan memiliki persediaan sumber air baku dan sarana instalasi pengelolaan baik untuk meningkatkan kualitas air baku dengan cara desalinasi dan juga untuk  mendaur  ulang  air  limbah  dengan  cara  demineralisasi,  dan  secara  geografis  umumnya  sarana PLTU  terletak  di  sekitar  garis  pantai.  Hal  ini  beralasan  karena boiler membutuhkan  suplai  air  yang sangat  banyak  dan  hanya  dimungkinkan  tercukupi  dari  pemanfaatan  air  laut  yang  telah  didesalinasi, selain  itu  untuk  memudahkan  pengiriman  persediaan  batu  bara  melalui  jalur  laut.  Sebagai  informasi tambahan umum untuk spesifikasi batu bara yang tersedia di Indonesia rata-rata adalah golongan low rank coal (lignit) mengandung kadar sulfur sekitar 0,33~0,35% berat dan mempunyai kalori 4.200 kcal dan dapat dilakukan proses blending dengan rank yang lebih tinggi untuk ditingkatkan nilai kalorinya (Huda  et  al.,  2012).  Batubara  merupakan  bahan  bakar  yang  relatif  murah  dengan  ketersediaan  yang banyak  di  Indonesia,  sehingga  dengan  ketersediannya  tersebut  akan  tetap  digunakan  sebagai  bahan bakar di sebagian besar PLTU paling tidak sampai efisiensi dan kapasitas produksi energi dari sumber bahan terbaharukan dapat ditingkatkan pada beberapa puluh tahun kedepan (Basuki, 2016).
Jenis  sistem  PLTU  digolongkan  ke  dalam  empat  jenis  (Di  Gianfrancesco,  2017.),  yaitu  sebagai berikut:
▪ Subkritis,  atau  disebut  juga  dengan Subcritical  Pulverized  Coal  (SubC  PC) beroperasi  dibawah temperatur  kritis  air  yaitu  540 o C,  menghasilkan  tekanan  uap  antara  170~220  bar  dengan  nilai efisiensi sampai 38%.
▪ Superkritis  / Supercritical  Pulverized  Coal (SC  PC),  beroperasi  pada  kisaran  temperatur  antara 600~615 o C, menghasilkan tekanan uap 250 bar dengan nilai efisiensi sampai 42%.
▪ Ultra-superkritis  / Ultra-supercritical  Pulverized  Coal  (USC  PC) ,  beroperasi  pada  temperatur sekitar 620 o C, menghasilkan tekanan uap sekitar 300 bar dengan nilai efisiensi antara 42~46%.
▪ Selanjutnya generasi berikutnya yang sedang dikembangkan adalah Advanced Ultra-Supercritical Pulverized Coal (A-USC PC) , dengan target  efisiensi sebesar >50% yang mampu beroperasional pada kisaran temperatur antara 700~760 o C dan menghasilkan tekanan sebesar 350 bar.
Jurnal Penelitian Inovatif (JUPIN)
DOI: https://doi.org/10.54082/jupin.124 Vol. 3, No. 1, April 2023, Hal. 41-60 p-ISSN: 2808-148X https://jurnal-id.com/index.php/jupin e-ISSN: 2808-1366
Untuk populasi sistem PLTU yang diadopsi di Indonesia mulai dari yang paling banyak ke yang paling sedikit ialah  Subkritis, Superkritis, dan Ultra-Superkritis.
Korosi suhu tinggi dan erosi merupakan problem serius pada boiler tubes , hal ini dikarenakan sifat lingkungan  kerja  dimana  pada  sistem  pebakaran  mendegradasi  material  terutama  pada  bagian  yang langsung  menerima  paparan  temperatur  tinggi  (Bhatia  et  al.,  2012).  Oleh  karena  itu,  selama  terjadi perpindahan panas pada boiler berbahan bakar batubara, performa material harus memiliki ketahanan terhadap lingkungan temperatur tinggi (Sidhu et al., 2006; Stringer, 1998). Di bagian dalam boiler tube selain  mendapatkan  tegangan  dari tekanan  uap  yang dialirkan,  pada bagian  luarnya juga  berinteraksi dengan  lingkungan  yang  oksidatif  dan  korosif  sebagai  hasil  dari  kombusi  batubara  yang  semuanya berlangsung pada temperatur tinggi.
Material paduan golongan superalloy salah satunya Ni- based telah dikembangkan untuk penerapan di lingkungan temperatur  tinggi,  namun  paduan  tersebut tidak  memiliki  performa  perpindahan  panas yang baik dan disamping itu, dapat dikatakan overspecification secara kekuatan temperatur tinggi ( high temperature strength ), fracture toughness , ketahanan erosi, dan ketahanan oksidasi (Wu et al., 2011). Permasalahan  biaya  pun  tidak  lepas  dari  pertimbangan.  Seperti  yang  diketahui  bahwa superalloy diistilahkan sebagai paduan eksotis yang kaya akan paduan tiggi dan harganya di pasaran pun tinggi.

## 2.1. HVOF (High Velocity Oxy Fuel).
HVOF  ditemukan  pada tahun  1958 oleh  perusahaan Union  Carbide (sekarang bernama Praxair Surface Technologies, Inc ). Kemudian dikomersialisasi di tahun 1980-an saat sistem JetKote ( Delloro Stellite, Goshen di Indiana) diperkenalkan oleh James Browning (Davis, 2004).
Definisi HVOF adalah proses TSC yang berlangsung pada kondisi tekanan dan temperatur kombusi yang  tinggi,  HVOF  melibatkan  pemanasan  material feedstock berbentuk  serbuk  guna  membentuk lelehan maupun semi-lelehan yang diumpankan melalui spray gun dan kemudian disemburkan dengan aliran gas bertekanan pada permukaan substrat sehingga membentuk struktur permukaan baru sebagai lapisan, secara skematik gun HVOF ditunjukkan pada Gambar 1.
Gambar 1. Skematik gun HVOF, sumber https://www.fst.nl., Thermal Spray Technology ., 2016.
Secara  prinsip,  HVOF  memanfaatkan  bahan  bakar  gas  yang  diumpankan  kedalam  ruang  bakar ( combustion  chamber )  seperti  hidrogen,  kerosin,  propana,  propilena,  gas  alam,  etilena,  acetilena. Penting diketahui bahwa teknik HVOF diklasifikasi berdasarkan parameter tekanan dan heat input yang dihasilkan (Davis, 2004), berikut adalah klasifikasinya:
▪ High velocity , menghasilkan tekanan sebesar 241 kPa (35 psi) dan heat input 527 MJ (500.000 Btu).
▪ Hyper velocity , menghasilkan tekanan yang lebih tinggi yaitu 620~827 kPa (90 ~ 120 psi) dan heat input sampai 1 GJ (1.000.000 Btu).
Laju droplets yang disemburkan oleh teknik HVOF mencapai 800 m/s, dimana bond strength yang didapat  sangat  baik  yaitu  lebih  dari  70  MPa  serta  porositas  yang  sangat  rendah  yaitu  antara  1~2% (Schneider  et  al.,  2006).  Dengan  mempertimbangkan  keuntungan  dan  kerugian.  Proses  TSC  diatas menawarkan  solusi  terbaik  untuk  perlindungan  komponen  pembangkit  listrik,  baik  untuk  komponen yang baru dan renovasi ( overhaul ) yang dapat dilakukan secara insitu. Pada Tabel 1 dijelaskan mengenai perbandingan parameter proses dan karakteristik yang dihasilkan oleh macam-macam teknologi TSC yang telah dikembangkan.
Jurnal Penelitian Inovatif (JUPIN)
DOI: https://doi.org/10.54082/jupin.124 Vol. 3, No. 1, April 2023, Hal. 41-60 p-ISSN: 2808-148X https://jurnal-id.com/index.php/jupin e-ISSN: 2808-1366
Tabel 1. Parameter proses dan karakteristik yang didapat untuk beberapa contoh proses TSC (Davis, 2004; Schneider et al., 2006).
Flame spraying HVOF spraying Detonation spraying Electric- arc spraying Atmospheric plasma spraying Vacuum plasma spraying Gas temperature [ o C] 3000 3000 4000 4000 12000~ 16000 12000~ 16000 Particle velocity [m/s] 40 800 600~1000 100 200~400 300~600 Spray distance [mm] 100~200  120~350 50~400 80~200 80~250 300~600 Bond strength [MPa] 7~18 68 82 10~40 <68 >68 Content  of  oxygen [%] 10~15 1~5 1~5 10~20 2~3 ppm range Porosity [%] 10~15 1~2 1~2 10 2~5 <0.5 Spray capacity [kg/h] 2~6 1~9 1 10~25 2~10 3~15
Dari  keterangan  tersebut  maka  dapat  disimpulkan  bahwa  aplikasi  HVOF  memiliki  keunggulan- keunggulan  dibandingkan  teknologi  TSC  lainnya,  diantaranya:  HVOF  dioperasikan  pada  rentang temperatur 3.000 o C yang relatif lebih rendah dibandingkan dengan teknologi proses lainnya. Hal ini berindikasi pemakaian energi yang lebih rendah, kemudian particle velocity sebesar 800 m/s, coating bond strength yang tinggi yaitu 68 MPa mendekati rentang bond strength yang dihasilkan dengan teknik D-gun Spray , aspek oxygen content yang relatif rendah antara 1~5% sebanding dengan yang dihasilkan dengan teknik Plasma Spray.
Karakteristik hasil kualitas struktur mikro lapisan yang ditunjukan pada Gambar 2 dari berbagai teknik proses TSC menunjukkan hasil dari teknik HVOF yang lebih unggul dengan kisaran porositas 1~2%. HVOF telah terbukti mampu untuk melelehkan logam dan keramik bahkan material yang bernilai densitas rendah seperti TiC, bahkan selain itu HVOF dapat diterapkan untuk melapisi substrat logam baik yang bersifat konduktif, maupun konduktifitas rendah.
Gambar 2. Perbedaan struktur mikro hasil proses TSC dengan teknik yang berbeda (a) HVOF; (b) Atmospheric Plasma Spraying ; (c) Electric-arc Spraying ; (d) Flame Powder Spray (Sumber: https://www.fst.nl., Thermal Spray Technology., 2016).
Jurnal Penelitian Inovatif (JUPIN)
DOI: https://doi.org/10.54082/jupin.124 Vol. 3, No. 1, April 2023, Hal. 41-60 p-ISSN: 2808-148X
https://jurnal-id.com/index.php/jupin
e-ISSN: 2808-1366

## 2.2. Proses Thermal Spray Coating (TSC) dengan teknik HVOF
Secara  pemahaman  yang  paling  sederhana,  TSC  dengan  teknik  HVOF  melibatkan  pemanasan material feedstock serbuk  guna  membentuk  lelehan  maupun  semi-lelehan  yang  diumpankan  melalui spray gun dan kemudian disemburkan dengan aliran gas bertekanan pada substrat sehingga membentuk struktur  permukaan  baru.  Material  pelapis  berupa  powder  yang  terdiri  dari  satu  elemen  unsur  saja, namun dapat juga dipadukan  menjadi metal-matrix composite (MMC) yang memiliki berbagai sifat- sifat tertentu yang diinginkan.
HVOF gun memiliki ruang bakar yang dilengkapi dengan sarana pendingin air maupun udara (lihat Gambar 1). Pada bagian inilah campuran antara bahan bakar dan oksigen dalam kondisi tekanan tertentu membentuk energi panas yang dapat melelehkan feedstock . Gas yang berekspansi  pada keadaan tertutup akan  disemburkan  sekaligus  menginjeksi  serta  melepaskan  energi  kinetik  berupa droplets lelehan feedstock melalui nozzle gun dengan kecepatan dan tekanan tinggi .
Laju gas yang dihasilkan dengan teknik HVOF jauh lebih tinggi dibandingkan dengan teknik flame dan plasma spray dan mengindikasikan bahwa semakin tinggi laju partikel yang disemburkan, semakin meningkatkan  densitas  lapisan  dan  juga  daya  lekat  lapisan  tersebut. Mechanical  interlocking antara lapisan  TSC  dan  substrat  yang  terbentuk  berkontribusi  positif  pada  kekuatan  daya  lekat lapisan,  dan tentu saja hal ini tidak lepas dengan penjelasan preparasi permukaan yang telah disebutkan sebelumnya. Pada Gambar 3 ditunjukkan ilustrasi terbentuknya lapisan dan ikatan antara substrat dan lapisan. Awal terjadi  pembentukan mechanical  interlocking yaitu  pada splat yang  jatuh  pada  permukaan  substrat dengan  topografi  kekasaran  tertentu,  dimana splats yang  umumnya  lelehan  mengisi  ruang  kemudian membeku, dan menciptakan ikatan. Ikatan yang terbentuk pada TSC terdistribusi dalam tiga jenis, yaitu:
▪ Mechanical interlocking
▪ Mechanical bonding
▪ Mekanisme ikatatan kimia-fisika, Gaya Van der Waals, dll.
Gambar 3. (a). Ilustrasi struktur mikro yang dihasilkan oleh pembentukan lapisan dari tipikal proses TSC dengan powder feedstock ; (b). Mekanisme terbentuknya ikatan pada antarmuka substrat dan TSC: 1. Mechanical interlocking , 2. Mechanical bonding , 3. Mekanisme ikatatan kimia-fisika, Gaya Van der Waals, dll; (c). Transformasi droplet menjadi splat saat menumbuk permukaan substrat:
1. Rim , 2. Inti h=~0.1d, 3. Splat , 4. Substrat, 5. droplet particle berbentuk sperikal sebelum tumbukkan; (d). Dua pola morfologi dari lamellar dari dua model splat dengan tampak atas pola pancake pola bunga dan tampak potongan 1. Rekahan, 2. Substrat yang terdeformasi akibat lelehan splat , 3. corona , 4. substrat, 5. lamelar (Fantassi et al., 1992; Stokes, 2005).
Splat (Gambar  3a  dan  3b) adalah  partikel droplet tunggal  yang  menumbuk  permukaan  partikel. Kumpulan splat akan  saling  bertumpang  tindih  kemudian  membeku  dan  berikatan  satu  sama  lainya
Jurnal Penelitian Inovatif (JUPIN)
DOI: https://doi.org/10.54082/jupin.124 Vol. 3, No. 1, April 2023, Hal. 41-60 p-ISSN: 2808-148X https://jurnal-id.com/index.php/jupin e-ISSN: 2808-1366
sehingga terbentuk lapisan yang kontinyu. Dapat dikatakan splat merupakan struktur dasar TSC. Splats terbentuk karena semburan akibat kombinasi energi panas dan energi kinetik yang disemburkan dengan kecepatan tinggi dari spray gun secara kontinyu pada permukaan substrat. Lelehan droplets yang ditranfer secara terus-menerus dari gun umumnya berbentuk spherical , dan pada  saat  menumbuk  permukaan  substrat  bentuknya  menyebar  dan  mengisi  ruang,  membeku,  dan kemudian  berevolusi  dengan  morfologi  akhir  lamelar . Karakteristik  TSC  ditandai  dengan  laju pembekuan yang sangat cepat yaitu antara 10 5 ~10 8 o C/s, dimana kondisi ini menghasilkan bermacam- macam  keadaan  material  mulai  dari  amorf  hingga  metastabil.  Dua  bentuk  struktur  yang  umumnya muncul pada lapisan yaitu splat dan intrasplat . Didalam splats , laju pembekuan TSC yang sangat cepat mengendalikan besar butir hingga 5μm dan menghambat material mencapai keadaan stabilnya sehingga menyebabkan lapisan TSC bersifaf anisotrop. Pada akumulasi lapisan TSC, sifat yang ditampakkan pada ketebalan  lapisan  bervariatif  yang  mana  hal  ini  disebabkan  oleh  oksida,  kombinasi  energi  panas  dan energi  kinetik,  laju  pembekuan,  keseragaman  komposisi  kimia  pada powder  feedstock . Khusus mengenai prediksi difusi antara substrat dan coating , maka dapat disimpulkan bahwa terjadinya difusi derajatnya kecil dan tidak signifikan, hal yang sama telah dikonfirmasi pula oleh (Bhatia et al., 2012; Waldi  et  al.,  2018)  melalui  pengamatan point  analysis dengan  menggunakan  SEM  pada  penampang lintang substrat dan lapisan.

## 2.3. Karakteristik coating
Umumnya  struktur  mikro  TSC  yang  terbentuk  dengan  teknik  HVOF  adalah  lamelar.  Selain memiliki bentuk struktur lamelar, laju pembekuan yang cepat, juga dapat menimbulkan terbentuknya void atau disebut juga porositas, maupun oksida. Dapat disimpulkan morfologi dan karakter dari struktur lapisan  bergantung  pada  material feedstock seperti:  distribusi  ukuran  (Riyanto  &  Prawara,  2010), morfologi  partikel feedstock ,  dan keseragaman  komposisi  kimianya.  Disamping  itu  parameter proses pun berpengaruh untuk mengendalikan  laju spray , jarak spray atau Stand of Distance (SoD) , sudut dan spray travelling speed pada saat proses TSC (Sidhu et al., 2005). a. Porositas.
Timbulnya porositas tidak dapat dihindari pada prosses TSC, hal ini dikarenakan keterlibatan udara yang  disupply  dari  ekspansi  gas  bahan  bakar  yang  melelehkan  serta  mendorong powder  feedstock menjadi splats . Sebagian kecil udara tersebut terjebak antara tumpukan splats (Zhang et al., 2009) . Pada saat feedstock dilelehkan dan disemburkan dengan kecepatan tinggi melalui gun maka akan tersusun konfigurasi  struktur  lamelar,  porositas  terbentuk  karena  adanya  udara  yang  terjebak  pada  saat solidifikasi lapisan. Beberapa partikel yang mencair sempurna ( melted ) membentuk splats dan sebagian tidak sempat mencair membentuk unmelted , sejumlah kecil fasa-fasa metastabil membentuk oksida pada saat ketiganya membeku masing-masing memiliki laju pembekuan dan penyusutan yang berbeda-beda sehingga  membentuk  ruang  kosong  berukuran  mikro  di  lapisan  yang  diistilahkan  sebagai  porositas, porositas  umumnya  nampak  pada  pertemuan unmelted dan splats ,  atau  oksida.  Pengaruh  negatif porositas pada lapisan yaitu mengurangi ketahanan korosi dan erosi (Picas et al., 2013), erosi (Kumar et al.,  2016),  daya  rekat  (Fiedler  et  al.,  2017),  dan microhardness (Vignesh  et  al.,  2017).    Gambar  4 menunjukkan penampakkan porous pada lapisan TSC. Terdapat tiga jenis porositas yang umum ditemui pada TSC (Ctibor et al., 2006), diantaranya:
▪ Porositas yang terbentuk atas retakan intrasplat yang berasal dari reaksi pelepasan tegangan sisa yang disebabkan penyusutan saat pembekuan splat, sehingga mengurangi kohesi dan membentuk separasi pada intrasplat ,
▪ Porositas  pada  interlamelar  yang  disebabkan wettability yang  rendah  antara  satu splat dan splat lainnya,
▪ Porositas globular yang diakibatkan oleh mampu isi atau dapat dikatakan juga kompaksi splats pada permukaan  bergelombang  dan  juga  terjebaknya  partikel unmelted dan  resolidifikas  dengan splat lamelar.
Banyaknya porositas dipengaruhi oleh parameter kinematika spray seperti sudut, jarak spray gun terhadap workpiece atau SoD, dan laju spray. Gambar 5 ditunjukkan nilai porositas yang didapat setelah
Jurnal Penelitian Inovatif (JUPIN)
DOI: https://doi.org/10.54082/jupin.124 Vol. 3, No. 1, April 2023, Hal. 41-60 p-ISSN: 2808-148X https://jurnal-id.com/index.php/jupin e-ISSN: 2808-1366
TSC dengan teknik HVOF, distribusi ukuran porositas <0.5μm dibawah 1% dengan sudut spray 30~90 o dan SoD 120~240mm (Katranidis et al., 2017).
Gambar 4. SEM Mikrograf hasil TSC teknik HVOF menunjukkan porositas, bahan feedstock
80Cr3C2–20NiCr berukuran 25μm, dengan jarak spray 250mm, dan laju spray 500 mm/s
(Guilemany et al., 2006).
Gambar 5. Grafik hubungan persentasi porositas berukuran <0.5μm terhadap sudut spray dan variasi SoD tertentu (Katranidis et al., 2017).
Porositas yang terbentuk untuk setiap jenis teknologi TSC bervariasi karena dipengaruhi temperatur kerja,  laju  partikel,  dan  jenis feedstock .  Dapat  disimpulkan  keberadaan  porositas  dan  tegangan  sisa mempengaruhi  sifat  mekanik  lapisan  diantaranya  adalah  ketangguhan  dan  kekerasannya,  dimana semakin kecil nilai porositas maka sifat mekanik lapisan semakin baik. Hal ini telah dikonfirmasi juga pada  penelitian-penelitian  sebelumnya  tentang  tingkat  porositas  yang  dihasilkan  oleh  proses  HVOF (Murugan et al., 2014; Thakur & Arora, 2017).
Porositas yang terbentuk untuk setiap jenis teknologi TSC bervariasi karena dipengaruhi temperatur kerja,  laju  partikel,  dan  jenis feedstock .  Dapat  disimpulkan  keberadaan  porositas  dan  tegangan  sisa mempengaruhi  sifat  mekanik  lapisan  diantaranya  adalah  ketangguhan  dan  kekerasannya,  dimana semakin kecil nilai porositas maka sifat mekanik lapisan semakin baik. Hal ini telah dikonfirmasi juga pada  penelitian-penelitian  sebelumnya  tentang  tingkat  porositas  yang  dihasilkan  oleh  proses  HVOF (Murugan et al., 2014; Thakur & Arora, 2017).
Penetapan fraksi porositas bertujuan untuk menetapkan kuantitas porous yang mungkin terbentuk selama proses TSC, populasi porous pada lapisan salah satunya dapat menurunkan sifat mekanik lapisan. Penetapan porositas pada lapisan TSC dilakukan dengan menggunakan aplikasi piranti lunak ( software ) ImageJ, berdasarkan Sadeghimeresht dkk di tahun 2017 analisis level porositas dengan menggunakan software memiliki tingkat kepercayaan yang tinggi (Sadeghimeresht et al., 2016). Mekanisme penetapan porositas  pada coating dilakukan  dengan  cara  menjalankan software ImageJ, software menghitung probabilitas porositas yang teridentifikasi pada foto struktur mikro hasil SEM. Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan umumnya level porositas coating hasil proses HVOF adalah <2% (Schneider et al., 2006; Waldi et al., 2018). b. Inklusi Oksida ( Oxide Stringers)
Lapisan  metalik  rentan  terhadap  terjadinya  oksidasi  pada  saat  proses  TSC,  dan  produk  oksidasi biasanya terbentuk oksida dalam lapisan. Sifat oksida umumnya lebih keras dari logamnya, sehingga secara  tidak  langsung  terjadi  mekanisme  penguatan  pada  lapisan  yang  juga  ditandai  dengan meningkatnya ketahanan aus (Bergmann & Vicenzi, 2011; Ctibor et al., 2006).  Penampakan Inklusi oksida pada lapisan metalik biasanya solid, gelap, memanjang serta paralel terhadap bidang substrat. Oksida  terbentuk  sebagai  interaksi  antara  partikel  panas  terhadap  atmosfir  atau  juga  pengaruh  dari pemanasan  terhadap  permukaan lapisan  selama  proses  deposisi  (Picas  et  al.,  2013).  Oksida biasanya ditemui antara splat seperti yang ditunjukkan pada Gambar 6.
Porositas
Jurnal Penelitian Inovatif (JUPIN)
DOI: https://doi.org/10.54082/jupin.124 Vol. 3, No. 1, April 2023, Hal. 41-60 p-ISSN: 2808-148X https://jurnal-id.com/index.php/jupin e-ISSN: 2808-1366
Waktu pembekuan yang relatif lama serta temperatur partikel yang tinggi meningkatkan jumlah fraksi volume oksida dalam lapisan. Dan jika jumlahnya terlalu banyak akan berdampak pada pelemahan ikatan kohesi antarar splat yang dapat menginisiasi, dan mempropagasi korosi (Bergmann & Vicenzi, 2011;  Picas  et  al.,  2013).  Guna  mencegah  dan  meminimalkan  pembentukan  inklusi  oksida,  dapat diterapkan tindakan-tindakan antara lain: penggunaan gas inert dengan tingkat kemurnian tinggi yang dapat  membatasi  lingkungan  yang  reaktif  saat  proses  TSC,  meningkatkan  laju spray, dengan mengurangi jarak spray, penggunaan air cooling untuk mempercepat pembekuan lapisan, mengurangi ukuran partikel feedstock.
Gambar 6. SEM Mikrograf hasil TSC teknik HVOF menunjukkan morfologi oksida, dengan bahan feedstock Cr 3 C 2 –NiCr (Hong et al., 2013).

## c. Daya Rekat Coating
Tujuan  dilakukannya  pengujian  daya  rekat  (adhesi)  ialah  untuk  menjamin  kekuatan  daya  rekat lapisan pada substrat terhadap beban mekanik yang diakibatkan tingginya tekanan dari sistem kombusi. Lemahnya adhesi lapisan akan menyebabkan kegagalan seperti separasi ( spalling ). Sehingga pengujian yang  dilakukan  untuk memastikan  hal  tersebut  tidak  berlangsung  ialah  dengan melakukan  pengujian adhesi ( bond strength test ) sesuai persyaratan ASTM C633-13 Standard Test Method for Adhesion or Cohesion Strength of Thermal Spray Coatings .
Dilaporkan juga bahwa maksimum kekuatan daya lekat lapisan TSC berbahan WC/Co yang terukur mampu  mencapai  66  MPa  atau  sekitar  9500  psi  (Cho  et  al.,  2009).  Setidaknya  kriteria  daya  rekat minimum yang umum ditetapkan oleh para praktisi di industri TSC untuk aplikasi HVOF pada boiler tubes adalah 35 MPa. e. Pengaruh Material Feedstock Pada Coating
Secara  umum,  struktur  mikro  TSC  bergantung  pada  energi  panas  dan  kinetik,  interaksi  antara energi-energi  dan feedstock  material mempengaruhi  interaksi  antara splats dan  permukaan  substrat. Khusus  mengenai  pembentukkan  fasa  dan  morfologi  pada  lapisan  hasil  proses  TSC  dengan  teknik HVOF sangat ditentukan oleh seleksi powder feedstock yang akan digunakan sebagai bahan baku TSC, dan  juga  pemenuhan  kebutuhan  operasional  nantinya.  Dan  artinya  dengan  merekayasa  sifat  dan karakteristik powder berarti dapat mengendalikan perilaku dari lapisan TSC. Sehingga  demikian,  untuk  memenuhi  kriteria  karakteristik coating yang  diinginkan  telah dikembangkan  jenis  dan  variasi  powder feedstock yang  juga  tersedia  untuk  proses  TSC,  antara  lain adalah (Pawłowski, 2008): serbuk logam (contoh: Mo, Ni, Cr, atau Co); paduan (contoh: Ni+16wt% Cr+3.5wt%  B+3 . 5wt%  Si+4 . 5wt%  Fe+1wt%  C);  paduan  oksida  (contoh  ZrO 2 +8wt%  Y 2 O 3 );  oksida keramik (contoh: Al 2 O 3 ); cermet clad (contoh: Graphite + 20wt% Ni); cermet aglomerasi (contoh: WC +  12wt%  Co);  karbida  (contoh:    Cr 2 C 3 );  metal  matrix  composite  (contoh:  NiCr  +  Cr 3 C 2 ,  atau 60%NiCr+30%WC 12 Co+10%Al 2 O 3 ).  Karakteristik powder antara lain  terdiri  dari morfologi  partikel, distribusi ukuran, densitas, mampu alir / flowability , komposisi kimia, aglomerasi) sangat ditentukan dari metode manufakturnya seperti crushing dan milling, spray drying, atomisasi baik gas – liquid – sentrifugal – vakum – ultrasonic.
Jurnal Penelitian Inovatif (JUPIN)
DOI: https://doi.org/10.54082/jupin.124 Vol. 3, No. 1, April 2023, Hal. 41-60 p-ISSN: 2808-148X https://jurnal-id.com/index.php/jupin e-ISSN: 2808-1366
Beberapa  investigasi  yang  telah  dilakukan  telah  membuktikan  bahwa  penggunaan  jenis-jenis feedstock yang berbeda akan didapatkan hasil struktur TSC yang berbeda-beda pula, begitu pula dengan powder dengan jenis material yang sama namun dengan morfologi dan ukuran yang berbeda serta proses dengan teknik yang sama (Martides et al., 2017; Yang et al., 2003). Sehingga dapat disimpulkan sifat dan karakteristik powder feedstock yang dipilih sangat menentukan kualitas dari hasil proses TSC seperti halnya rekayasa pada aspek morfologi partikel powder , distribusi ukuran, densitas, dan komposisi kimia berpengaruh erat terhadap evolusi deposisi, serta konduktifitas panas (Oksa et al., 2011).
Rekayasa material feedstock tentu saja harus mempertimbangkan aspek operasional boiler tubes , dimana diharapkan memiliki ketahanan korosi suhu tinggi, erosi, aus, dan oksidasi yang baik. Gambar 7 menunjukkan beberapa morfologi powder yang dihasilkan dari teknik produksi manufaktur PRAXAIR S.T.  Technology  Inc.  Selain  PRAXAIR™,  terdapat  juga  manufaktur  seperti  SAINT-GOBAIN™, KENNAMETAL STELLITE™. Sebagai catatan, spesifikasi feedstock yang akan digunakan untuk TSC baik berbentuk serbuk maupun kawat agar diverifikasi sebelum penggunaan terhadap persyaratan AWS C2.25/C2.25M:2012 Specification for Thermal Spray Feedstock - Wire and Rods .
Gambar 7. SEM Mikrograf dari berbagai morfologi thermal spray powders (a). Ball Mill, blending , aglomerasi dan sinter WC-Co PRAXAIR; (b) Atomisasi Yttria Zirconia SAINT-GOBAIN;
(c) Spray dried Spinel SAINT-GOBAIN; (d) fused dan crushed Alumina Titania SAINT-GOBAIN. Sumber: http://www.astroalloys.com/thermal-spray-powders.html dan http://www.coatingsolutions.saint-gobain.com/materials/thermal-spray-powders.
Karakteristik  kontur  lapisan  yang  tebentuk  dari  hasil  proses  TSC  cenderung  rata  dan  bertekstur kasar, lapisan ini terbentuk dari molten droplet yang disemburkan dengan kecepatan tinggi. Laju partikel (particle velocity) memiliki peran yang penting, yaitu mengatur densitas struktur lapisan. Disamping itu temperatur  nyala  api (flame  temperature) yang  juga  memiliki  pengaruh  terhadap  kualitas  deposisi lapisan  (Oksa  et  al.,  2011).  Kombinasi  dari  temperatur  partikel  dan spray  velocity yang  tinggi mengakibatkan  perubahan  bentuk droplet pada  saat  bertumbukkan  dengan  permukaan  sehingga membentuk morfologi lamelar atau disebut juga dengan splats yang melapisi kontur dari permukaan substrat, satu splat memiliki ukuran yang tipis yaitu (1~20 μm). Semburan partikel droplets yang secara kontinyu  jatuh  pada  permukakaan  dengan  cepatnya  akan  membeku  satu  demi  satu  pada  setiap layer dengan laju pembekuan 10 5 ~ 10 8 o C/s (untuk lapisan berbahan metalik) sehingga membentuk lapisan polikristalin, atau dengan istilah lain deposit.
Penelitian-penelitian sebelumnya mengkonfirmasi keunggulan dari proses TSC dengan teknologi yang berbeda dan hampir kesemuanya menyatakan bahwa teknologi tersebut dipilih karena keunggulan sifatnya  yang  tahan  akan  korosi,  erosi,  oksidasi,  selain  itu  juga  dan  daya  lekat  lapisan  yang  baik membuat teknologi ini semakin diminati. Khususnya HVOF (High Velocity Oxy Fuel) , teknologi yang paling diminati untuk mendapatkan lapisan dengan porositas rendah dan daya lekat lapisan yang baik.
Pada  penerapan  teknologi  HVOF,  kalor  dibentuk  dari  pembakaran  dari  campuran  antara  bahan bakar gas dan feedstock material . Dengan menggunakan jenis nozzle tertentu, kombinasi tekanan bahan
Jurnal Penelitian Inovatif (JUPIN)
DOI: https://doi.org/10.54082/jupin.124 Vol. 3, No. 1, April 2023, Hal. 41-60 p-ISSN: 2808-148X https://jurnal-id.com/index.php/jupin e-ISSN: 2808-1366
bakar dan feedstock supply , akan membentuk semburan lelehan dan/atau semi-lelehan logam dengan supersonic velocity . Penerapan teknologi HVOF telah direkomendasikan untuk mencukupi kebutuhan skala  masal  dan  renovasi  pada  komponen  yang  bekerja  pada  temperatur  tinggi  sebagaimana  telah dikonfirmasi di penelitian-penelitian sebelumnya (James, 2004; Szymański et al., 2015).

## 3. PERLAKUAN PASCA PELAPISAN (POST-SPRAY TREATMENT)
Pengamatan  perilaku  lapisan  TSC  pasca  proses  HVOF  didapati  terbentuknya  porositas,  fraksi partikel-partikel unmelted dan partially  melted didalam  lapisan  dimana  masalah  tersebut  relatif  sulit dihindari. Hal ini tentu dapat mendegradasi kualitas lapisan TSC (Kim et al., 2007) serta menyebabkan melemahnya ikatan kohesi pada intersplats yang rentan akan serangan korosi. Untuk mengantisipasi hal tersebut Post-Spray Treatment dapat diterapkan untuk mencegah kegagalan yang lebih serius dengan memperbaiki  ( touch  up) sifat-sifat  lapisan  yang  bertujuan  untuk:  memodifikasi  struktur  mikro, meningkatkan daya lekat lapisan, densifikasi lapisan, melepaskan tegangan sisa, menurunkan tingkat porositas,  meningkatkan  keseragaman  lapisan,  penguatan  presipitat  karbida,  modifikasi  komposisi kimia.  Secara  sederhana, post-spray  treatment bertujuan  untuk  memperbaiki  sifat-sifat  lapisan  guna memenuhi persyaratan spesifik yang belum dapat dipenuhi oleh proses TSC (kondisi as-spray ). Telah banyak cara yang dilakukan untuk mengoptimalkan sifat lapisan TSC antara lain yang pernah dilaporkan pada penelitian sebelumnya adalah dengan: perlakuan panas, laser treatment , dan sealing .
Dalam penelitian yang dilakukan oleh Kim dkk, 2006 melalui  perlakuan panas dalam lingkungan atmosfir gas Ar terhadap lapisan WC-Co Nanocomposite pada baja karbon rendah untuk meningkatkan ketahanan  aus  lapisan,  dimana  keadaan  optimal  yang didapat  yaitu  pada temperatur  perlakuan  panas pada 600 o C; selama 1 jam dengan pendinginan di kondisi temperatur ruang, hasil yang diamati setelah eksperimen ialah laju keausan yang lebih baik yaitu 7x10 -3 mg/m dibandingkan kondisi as-spray sebesar 11x10 -3 mg/m,  berdasarkan  data  yang  ditunjukkan  pada  struktur  mikro  bahwa  perlakuan  panas  pada kondisi  tersebut  tidak  mengakibatkan  perubahan  fasa  karbida  WC  dan  W 2 C  yang  tersebar  pada intersplats yang akan meningkatkan performa lapisan dalam hal ketahanan aus. Namun, Kondisi dan hasil perlakuan panas yang dihasilkan pada kondisi diatas 600 o C mengakibatkan transformasi fasa baru dimana  karbida  WC  dan  W 2 C  yang  bereaksi  dengan  Co  membentuk  fasa  presipitat  baru  yaitu eta- carbide (W,Co) 12 C dan (W,Co) 6 C. Sehingga transformasi tersebut menimbulkan pengaruh sebaliknya yaitu menaikkan laju aus namun menurunkan kekerasan lapisan, hal ini dibuktikan melalui pemeriksaan XRD  dimana  ketahanan  aus  menurun  setelah  perlakuan  panas  di  temperature  800 o C  dan  1000 o C. Perubahan perilaku karbida pada struktur mikro lapisan diamati oleh instrument XRD dengan hasil yang ditunjukkan pada Gambar 8, dan struktur mikro yang diambil dengan menggunakan SEM seperti yang ditunjukkan pada Gambar 9.
Gambar 8. Pola difraksi lapisan TSC berbahan nano komposit WC-Co dari kondis as-spray hingga perlakuan panas dari 400 hingga 1000 o C (Kim et al., 2007).
Jurnal Penelitian Inovatif (JUPIN)
DOI: https://doi.org/10.54082/jupin.124 Vol. 3, No. 1, April 2023, Hal. 41-60 p-ISSN: 2808-148X https://jurnal-id.com/index.php/jupin e-ISSN: 2808-1366
Gambar 9. Penampang lintang lapisan TSC nano komposit WC-Co dengan kondisi perubahan struktur mikro hasil laku panas pada suhu 400 o C, 600 o C, 800 o C, dan 1000 o C (Kim et al., 2007).
Sebelumnya, Zhang dkk di tahun 2009 (Zhang et al., 2009) melaporkan kombinasi aplikasi laser dan perlakuan panas ( Laser Heat Treatment / LH) dapat memperbaiki sifat-sifat lapisan TSC WC–CrC– Ni  pada  substrat  Inconel  718.  CO 2 dengan  teknik  HVOF  untuk  memperbaiki  sifat  lapisan  dalam  hal meminimalkan  porositas  dan  meningkatkan  ketahanan  aus.  Laser  yang  digunakan  memiliki  karakter panjang gelombang 10.6μm, dipaparkan pada lapisan dengan variasi parameter travelling speed (antara 300 s/d 600 mm/menit) , iradiances atau power density (38,2 W/mm 2 ), power konstan pada 600 W, dan overlap ratio konstan pada 30% serta menggunakan gas pelindung argon dengan parameter tekanan 10 MPa dengan debit 5 liter/menit, yang bertujuan mencegah terbentuknya oksidasi pada lapisan selama proses post-spray .  Hasil  dari  analisis  karakterisasi  lapisan  didapat  yaitu  densitas  lapisan  semakin meningkat berbanding terbalik terhadap travelling speed. Didapat juga kondisi dimana hasil proses LH bukan  hanya  memperbaiki  densitas  lapisan  namun  juga  densitas  pada interface dimana  keadaan  ini ditandai  dengan  penurunan  populasi  fraksi  porositas  pada  lapisan,  menurunnya  fraksi  porositas menguntungkan karena dapat meningkatkan kekuatan daya lekat lapisan. Ditunjukkan mikrograf lapisan TSC pada Gambar 10 hasil proses TSC dengan berbagai kondisi post-spray laser treatment , Gambar 10a menunjukkan kondisi awal interface berporous dengan ukuran 10~12 μm, dan Gambar 10b hingga 10d hasil LH dengan hasil yang ditunjukkan relatif sama. Namun, kondisi yang berbeda terlihat pada Gambar 10e dimana masih terdapat porous berukuran kecil. Zhang dkk juga menyebutkan heat input yang kecil dan terbatas karena pengaruh travelling speed yang tinggi. Dapat disimpulkan juga semakin tinggi travelling  speed tidak  lagi  berkontribusi  positif  terhadap  penurunan  porositas  sekaligus membatasi  kedalaman  jarak heat-affected  zone ,  sehingga  evolusi  penutupan  porous  pada  bagian interface tidak begitu sempurna seperti yang ditunjukkan pada Gambar 10e.
Jika  dilihat  populasi  porositas  yang  terbentuk  pada  kondisi as-spray (Gambar  10a)  berdasarkan data  yaitu  sebanyak  2,6%,  porositas  secara  drastis  menurun  setelah  perlakuan  LH  dengan  kondisi travelling speed 300 mm/menit (0.375%), namun  meningkat lagi pada kondisi travelling speed yang lebih tinggi hingga mncapai 2.375% pada kondisi LH4 600 mm/menit (Gambar 12). Korelasi terhadap microhardness lapisan  pun  menurun  seiring  dengan  kenaikan travelling  speed proses  LH  dari  300 mm/menit (LH1) hingga ke 600 mm/menit (LH4). Dapat disimpulkan bahwa travelling speed proses LH  dapat  mengendalikan  densitas  lapisan  sehingga  menyebabkan  geometri  lapisan  susut  dan ketebalannya  menurun  seiring  menurunnya travelling  speed .  Dengan  penetapan  paramer travelling speed berturut-turut  LH1  (300  mm/menit);  LH2  (400  mm/menit);  LH3  (500  mm/menit);  LH4  (600 mm/menit)  menunjukkan  pengaruh  hasil  perlakuan  LH  dengan  variasi  parameter travelling  speed terhadap ketebalan lapisan berturut-turut dari Gambar 11a hingga 11e, yaitu: a) tanpa LH atau LH0, 280 μm; b) LH1, 200 μm; c) LH2, 230 μm; d) LH3, 255 μm; dan e) LH4, 275 μm.
Jurnal Penelitian Inovatif (JUPIN)
DOI: https://doi.org/10.54082/jupin.124 Vol. 3, No. 1, April 2023, Hal. 41-60 p-ISSN: 2808-148X https://jurnal-id.com/index.php/jupin e-ISSN: 2808-1366
Gambar 10. SEM mikograf hasil proses LH dengan variasi laser scanning velocity (mm/menit) dan dampaknya terhadap porositas pada interface, berturut-turut dari Gambar a hingga e, yaitu: a) tanpa LH atau LH0; b) 300; c) 400; d) 500; e) 600 (Zhang et al., 2009).
Gambar 11. SEM mikograf hasil proses LH dengan variasi laser scanning velocity (mm/menit) dan dampaknya terhadap ketebalan lapisan TSC, berturut-turut dari Gambar a hingga e, yaitu: a) tanpa LH atau
LH0; b) 300; c) 400; d) 500; e) 600 (Zhang et al., 2009).
Gambar 12. Nilai rata-rata porositas yang didapat dari variasi parameter travelling speed proses laser heat treatment (Zhang et al., 2009).
a c d e b a c d e b
Jurnal Penelitian Inovatif (JUPIN)
DOI: https://doi.org/10.54082/jupin.124 Vol. 3, No. 1, April 2023, Hal. 41-60 p-ISSN: 2808-148X https://jurnal-id.com/index.php/jupin e-ISSN: 2808-1366
Evolusi  struktur  mikro  pada  lapisan  yang  ditandai  dengan  penurunan  level  porositas  pun berpengaruh juga terhadap distribusi microhardness , dimana nilai microhardness yang tertinggi didapat pada kondisi travelling speed yang yang lebih lambat yang disebabkan oleh energi yang diterima lebih banyak dibandingkan dengan energi yang diterima lapisan pada saat travelling speed yang lebih tinggi. Peningkatan microhardness yang  cukup  signifikan  yaitu  semula  983  HVN  menjadi  1277  HVN khususnya  pada  bagian  atas  lapisan  (mendekati  permukaan)  hal  ini  disebabkan  oleh  mekanisme peningkatan  fraksi  karbida  Cr 3 C 2 pada  matrik  Ni  setelah  perlakuan  LH.  Selain  menurunkan  level porositas  sampai  0,375%,  LH  berpengaruh  juga  membentuk  lapisan  oksida  yang  lebih  padat  serta memperbaiki kohesi antara presipitat karbida dengan matrik Ni.
Chatha dkk di tahun 2021 (Chatha et al., 2012), melakukan pengamatan sekaligus penyempurnaan post-spray treatment dengan menggunakan liquid sealant berbahan campuran Al 2 O 3 dan Al(PO 3 ) 3 yang diaplikasikan dengan menggunakan kuas nilon pada lapian TSC berbahan Cr 3 C 2 -NiCr dengan substrat baja T91, sealant yang sudah diaplikasikan pada lapisan kemudian dikeringkan pada temperatur kamar selama 2  jam,  dan  diikuti curing pada  tiga tahapan temperatur dan  waktu  penahanan  yaitu  100 o C  (2 jam), 200 o C (2 jam),  327 o C (2 jam). Secara prinsip sealant diaplikasikan untuk menutup interconnected porosity lapisan TSC secara kapiler dan kemudian mengisolasi lapisan untuk menghambat korosi. Performa  dari  hasil  proses  tersebut  kemudian  dibandingkan  dengan  hasil  percobaan  kondisi as- spray dan lapisan yang hanya dilaku panas. Gambar 13 menunjukkan SEM mikrograf pandangan atas dari lapisan TSC  yang dihasilkan dari tiga variasi parameter proses tersebut, dimana morfologi yang terbentuk terlihat pada Gambar 13a adalah tipikal morfologi yang ireguler hasil dari proses TSC tanpa ada perlakuan post-spray ; Gambar 13b memperlihatkan perbaikan morfologi dari hasil kombinasi proses post-spray sealing dan curing yang  menutup void pada  lapisan  TSC,  fasa  yang  teridentifikasi  oleh SEM/EDAX yaitu bagian yang lebih terang kaya akan Cr, C, Ni sedangkan bagian yang lebih gelap menyatakan  keberadaan  Al,  O,  P;  Gambar  13c  menunjukkan  morfologi  yang  seragam  tanpa  terlihat perbedaan yang kontras, hasil analisis SEM/EDAX menunjukkan keberadaan Cr, C, Ni dan O – dimana meningkatnya O kemungkinan disebakan oleh pembentukan oksida-oksida Cr dan Ni pada saat curing . Hasil  uji  korosi  suhu  tinggi  dengan  siklik  pemanasan  pada  900 o C  di  dalam  lingkungan  garam Na 2 SO 4 –60%V 2 O 5 selama  1  jam  dan  pendinginan  selama  50  siklus  menunjukkan  lapisan  dengan perlakuan  kombinasi sealing dan curing memiliki  performa  lebih  baik  dibandingkan  dengan  kondisi perlakuan post-spray lainnya. Chatha dkk, 2012 melaporkan performa post-spray lapisan Cr 3 C 2 –NiCr pada  substrat  baja  T91  dengan  kombinasi sealing dan curing efektif  untuk  meningkatkan  ketahanan korosi suhu tinggi, dimana nilai weight gain yang dihasilkan lebih rendah dibandingkan dengan kondisi- kondisi lainnya. Nampak pada kondisi siklus ke-20 tidak terbentuk weight gain , dan peningkatan weight gain  baru  dimulai  setelah  siklus  ke-25  sampai  ke-50  dengan  nilai  sekitar  25  mg/cm 2 (Gambar  14  a). Manfaat dari curing yang dilakukan setelah sealing yaitu dapat meningkatkan adhesi sealant dan mampu menutup porous pada permukaan lapisan dengan membentuk lapisan oksida Cr 3 O 2 ; Al 2 O 2 ; dan AlPO 4 yang  padat  mengacu  pada  pola  difraksi  yang  ditunjukkan  pada  Gambar  14b, sealing menutup kemungkinan  spesi  korosif  menjalar  menuju  substrat.  Liu  dkk  di  tahun  2017  (Liu  et  al.,  2017) melaporkan keefektifan penggunaan chemical sealing berbahan campuran Al(PO 3 ) 3 , H 2 (AlP 3 O 10 )·H 2 O, Al 2 P 6 O 18 dan AlPO 4 terhadap lapisan Fe-based Amorphous dengan substrat baja 316L. Penentuan  prosedur post-spray tentu  saja  dilakukan  berdasarkan  atas  opsi  yang  akan  diambil, bilamana kondisi as-spray lapisan TSC belum mencapai persyaratan spesifik untuk operasional sebuah boiler  tubes .  Namun  pilihan  dari  berbagai  metode  yang  telah  disampaikan  diatas  hendaknya dipertimbangkan berdasarkan aspek-aspek berikut, yaitu kompleksitas proses serta teknologi. Terlepas dari  keuntungan-keuntungan  yang telah  dipaparkan  dari metode heat  treatment , laser  heat treatment terhadap  karakteristik  sifat  lapisan  TSC,  maka  berdasarkan  pertimbangan  dari  aspek  kompleksitas proses serta teknologi, biaya, kemudian resiko yang paling minim maka aplikasi sealing yang paling cocok untuk diterapkan. Sebagai catatan, Sealing yang kompatibel dengan operasional boiler tubes ialah jenis inorganik seperti AlPO 4 dan SiO 2 . Untuk sealing jenis organik seperti phenolic resin , epoxy resin, maupun polyurethane kebanyakan  digunakan  untuk sealing lapisan  TSC  yang  dikondisikan  pada lingkungan air laut. Berikut adalah beberapa alternatif penyedia bahan baku sealant , yaitu: PRAXAIR Surface technologies, MSS (NZ) LTD, DIAMANT, Oerlikon Metco, dll.
Jurnal Penelitian Inovatif (JUPIN)
DOI: https://doi.org/10.54082/jupin.124 Vol. 3, No. 1, April 2023, Hal. 41-60 p-ISSN: 2808-148X https://jurnal-id.com/index.php/jupin e-ISSN: 2808-1366
Gambar 13. SEM/EDAX Mikrograf lapisan TSC Cr 3 C 2 -NiCr dengan teknik HVOF dengan variasi kondisi post-spray : a) as-spray ; b) kombinasi post-spray sealing dan curing; c) morfologi lapisan TSC setelah laku panas lapisan TSC pada suhu 1000 o C, selama 1 jam (Chatha et al., 2012).
(a)
(b)
Gambar 14. a) Hasil uji korosi suhu tinggi dalam lingkungan garam Na 2 SO 4 –60%V 2 O 5 selama 1 jam dan pendinginan selama 50 siklus; b) Difraktogram lapisan TSC dengan perlakuan sealing dan curing (Chatha et al., 2012).
Jurnal Penelitian Inovatif (JUPIN)
DOI: https://doi.org/10.54082/jupin.124 Vol. 3, No. 1, April 2023, Hal. 41-60 p-ISSN: 2808-148X https://jurnal-id.com/index.php/jupin
e-ISSN: 2808-1366

## 4. KESIMPULAN
Lapisan TSC dapat menjadi cara yang paling hemat sebagai upaya untuk melindungi permukaan substrat  terhadap  lingkungan  korosif  dan  erosif.  Penerapan  lain  dari  TSC  ialah  dapat  merestorasi dimensi,  dan  memodifikasi  sifat  termal.  TSC  dengan  teknik  HVOF  telah  terbukti  menjadi  pilihan teknologi lapis permukaan yang dapat meningkatkan kinerja dan performa banyak peralatan, termasuk yang digunakan pada kondisi temperatur tinggi semisal boiler tubes . Teknologi ini sangat diandalkan oleh  semua  pihak  yang  berkepentingan  untuk  memberi  perlindungan  terhadap  lingkungan  korosif, erosif, suhu tinggi, dan juga untuk memenuhi kebutuhan untuk memperbaharui dan memelihara banyak peralatan.  Secara  historis,  TSC  telah  digunakan  sebagai  teknologi  pelapisan.  Namun,  perkembangan teknologi kini telah mengarah pada penggunaan feeedstock baik berbentuk serbuk dan kawat berbahan metal matrix composite , logam / matrik keramik, dan nanokomposit. Dengan demikian, TSC menjadi alternatif teknologi guna melindungi pipa boiler pada kondisi kerja suhu tinggi. Lapisan yang dideposisi melalui Teknik TSC dapat dioptimasi karakteristiknya dengan cara perlakuan post-spray yaitu dengan menerapkan Teknik liquid sealing berbahan AlPO 4 yang dapat menutup void di permukaan coating dan proses curing untuk memadatkan oksida yang terbentuk di permukaan guna memproteksi lapisan TSC dari korosi suhu tinggi. Pengujian menunjukkan bahwa perubahan berat dari lapisan TSC yang telah mengalami sealing AlPO4 dan curing mengindikasikan perubahan berat yang lebihkecil dibandingkan dengan lapisan TSC yang hanya dikenakan perlakuan panas saja.
Teknik pemeriksaan kualitas coating lebih ditekankan pada destructive test seperti pengujian daya lekat  lapisan,  kekerasan  lapisan,  dan  metalografi.  Disamping  itu  dapat  diberlakukan  juga  pengujian- pengujian performa TSC pada teperatur tinggi seperti: erosion test , korosi suhu tinggi, oxidation thermal shock , dan pengujian mulur ( creep ).

## DAFTAR PUSTAKA
Basuki, E. A. (2016). Paduan logam untuk aplikasi temperatur tinggi dan penghematan energi . ITB. Bergmann, C. P., & Vicenzi, J. (2011). Protection against Erosive Wear using Thermal Sprayed Cermet: A Review . https://doi.org/10.1007/978-3-642-21987-0
Bhatia, R., Singh, H., & Sidhu, B. S. (2012). Characterisation of 80% Cr3C2-20% (Ni-20cr) Coating and  Erosion  Behaviour. Asian  Journal  of  Engineering  and  Applied  Technology  (AJEAT) . https://www.trp.org.in/issues/characterisation-of-80-cr3c2-20-ni-20cr-coating-and-erosion- behaviour
Bose, S. (2007). OXIDATION- AND CORROSION-RESISTANT COATINGS. In High Temperature Coatings . Butterworth-Heinemann. https://doi.org/10.1016/B978-075068252-7/50007-X Chatha, S. S., Sidhu, H. S., & Sidhu, B. S. (2012). The effects of post-treatment on the hot corrosion behavior of the HVOF-sprayed Cr 3C 2-NiCr coating. Surface and Coatings Technology , 206 (19– 20), 4212–4224. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2012.04.026
Cho, T. Y., Yoon, J. H., Cho, J. Y., Joo, Y. K., Kang, J. H., Zhang, S., Chun, H. G., Hwang, S. Y., & Kwon, S. C. (2009). Surface properties and tensile bond strength of HVOF thermal spray coatings of WC-Co powder onto the surface of 420J2 steel and the bond coats of Ni, NiCr, and Ni/NiCr.
Surface and Coatings Technology , 203 (20–21), 3250–3253.
https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2009.04.003
Ctibor, P., Lechnerová, R., & Beneš, V. (2006). Quantitative analysis of pores of two types in a plasma- sprayed coating. Materials Characterization , 56 (4-5 SPEC. ISS.), 297–304. https://doi.org/10.1016/j.matchar.2005.11.016
Davis, J. (2004). Handbook of Thermal Spray Technology . ASM International. www.asminternational.org
di Gianfrancesco, A. (n.d.). Materials for Ultra-Supercritical and Advanced Ultra-Supercritical Power
Plants (A. di Gianfrancesco, Ed.). Woodhead Publishing.
https://doi.org/https://doi.org/10.1016/C2014-0-04826-5
Jurnal Penelitian Inovatif (JUPIN)
DOI: https://doi.org/10.54082/jupin.124 Vol. 3, No. 1, April 2023, Hal. 41-60 p-ISSN: 2808-148X https://jurnal-id.com/index.php/jupin e-ISSN: 2808-1366
Fantassi, S., Vardelle, M., Fauchais, P., & Moreau, C. (1992). Investigation of the Splat Formation Vs. Different Particulate Temperatures and Velocities Prior to Impact. Thermal Spray: International Advances in Coatings Technology , 755–760.
Fauchais, P. (2015). Current status and future directions of thermal spray coatings and techniques. In Future Development of Thermal Spray Coatings: Types, Designs, Manufacture and Applications (pp. 17–49). Woodhead Publishing. https://doi.org/10.1016/B978-0-85709-769-9.00002-6
Fiedler, T., Groß, R., Rösler, J., & Bäker, M. (2017). Damage mechanisms of metallic HVOF-coatings for  high  heat  flux  application. Surface  and  Coatings  Technology , 316 ,  219–225. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2017.03.037
Guilemany, J. M., Espallargas, N., Suegama, P. H., & Benedetti, A. v. (2006). Comparative study of Cr3C2-NiCr coatings obtained by HVOF and hard chromium coatings. Corrosion Science , 48 (10), 2998–3013. https://doi.org/10.1016/j.corsci.2005.10.016
Hong, S., Wu, Y., Wang, Q., Ying, G., Li, G., Gao, W., Wang, B., & Guo, W. (2013). Microstructure and  cavitation-silt  erosion  behavior  of  high-velocity  oxygen-fuel  (HVOF)  sprayed  Cr3C2-NiCr coating. Surface and Coatings Technology , 225 , 85–91.
https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2013.03.020
Huda, M., Hudaya, G. K., Ningrum., N. S., & Suganal. (2012). Peluang aplikasi teknologi pengeringan batubara dan blending batubara di indonesia ditinjau  dari segi ekonomi dan lingkungan. Jurnal Teknologi Mineral Dan Batubara , 8 (3), 152–163. https://doi.org/https://doi.org/10.30556/jtmb.Vol8.No3.2012.787
James, M. (2004). Optimum HVOF surface finish recommendation for high-performance dynamic seal applications. Sealing Technology , 2004 (10), 9–10. https://doi.org/10.1016/S1350-4789(04)00368-
X
Katranidis, V., Gu, S., Allcock, B., & Kamnis, S. (2017). Experimental study of high velocity oxy-fuel sprayed WC-17Co coatings applied on complex geometries. Part A: Influence of kinematic spray parameters  on  thickness,  porosity,  residual  stresses  and  microhardness. Surface  and  Coatings Technology , 311 , 206–215. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2017.01.015
Kembaiyan, K. T., & Keshavan, K. (1995). Combating severe fluid erosion and corrosion of drill bits using thermal spray coatings. Wear , 186–187 (PART 2), 487–492. https://doi.org/10.1016/0043- 1648(95)07142-3
Khan, M. N., Shah, S., & Shamim, T. (2019). Investigation of operating parameters on high-velocity oxyfuel  thermal  spray  coating  quality  for  aerospace  applications. International  Journal  of Advanced Manufacturing Technology , 103 (5–8), 2677–2690. https://doi.org/10.1007/s00170-019- 03696-0
Kim, J. H., Baik, K. H., Seong, B. G., & Hwang, S. Y. (2007). Effects of post-spraying heat treatment on wear resistance of WC-Co nanocomposite coatings. Materials Science and Engineering A , 449–
451 , 876–879. https://doi.org/10.1016/j.msea.2006.02.320
Kumar, A., Sharma, A., & Goel, S. K. (2016). Erosion behaviour of WC–10Co–4Cr coating on 23-8-N nitronic  steel  by  HVOF  thermal  spraying. Applied  Surface  Science , 370 ,  418–426. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2016.02.163
Liu, M. M., Hu, H. X., & Zheng, Y. G. (2017). Effects of three sealing methods of aluminum phosphate sealant  on  corrosion  resistance  of  the  Fe-based  amorphous  coating. Surface  and  Coatings Technology , 309 , 579–589. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2016.12.033
Martides, E., Prawara, B., Ardy, H., Junianto, E., & Priyono, B. (2017). The influence of particles size and composition variation of NiCr-CrC(20NiCr) metal matrix composites coatings properties on boiler tubes application. Materials
Science Forum , 889 MSF , 30–35.
https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.889.30
Muharom. (n.d.). Studi Pembangunan Pltu Batubara Minahasa 2 X 55 MW Di Kema, Minahasa Utara, Sulawesi Utara Kaitannya Dengan Tarif Dasar Listrik Regional Menurut UU No 30 Tahun 2009
Jurnal Penelitian Inovatif (JUPIN)
DOI: https://doi.org/10.54082/jupin.124 Vol. 3, No. 1, April 2023, Hal. 41-60 p-ISSN: 2808-148X https://jurnal-id.com/index.php/jupin e-ISSN: 2808-1366
Tentang  Ketenagalistrikan .  Retrieved  August  20,  2022,  from  http://digilib.its.ac.id/public/ITS- Undergraduate-12865-Paper.pdf
Murugan,  K.,  Ragupathy,  A.,  Balasubramanian,  V.,  &  Sridhar,  K.  (2014).  Optimizing  HVOF  spray process parameters to attain minimum porosity and maximum hardness in WC-10Co-4Cr coatings. Surface and Coatings Technology , 247 , 90–102. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2014.03.022 Oksa,  M.,  Turunen,  E.,  Suhonen,  T.,  Varis,  T.,  &  Hannula,  S.  P.  (2011).  Optimization  and characterization  of  high  velocity  oxy-fuel  sprayed  coatings:  Techniques,  materials,  and applications. Coatings , 1 (1), 17–52. https://doi.org/10.3390/coatings1010017 Pawłowski, Lech. (2008). The science and engineering of thermal spray coatings . Wiley.
Picas, J. A., Rupérez, E., Punset, M., & Forn, A. (2013). Influence of HVOF spraying parameters on the corrosion  resistance  of  WC-CoCr  coatings  in  strong  acidic  environment. Surface  and  Coatings Technology , 225 , 47–57. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2013.03.015
Prasetyo. (n.d.). Studi Pembangunan PLTU Tanah Grogot 2x7 MW Di Kabupaten Paser Kalimantan Timur Dan Pengaruh Terhadap Tarif Listrik Regional Kalimantan Timur . Retrieved August 20, 2022, from http://digilib.its.ac.id/ITS-Undergraduate-3100010039836/12408
Rhys-Jones, T. N. (1990). The use of thermally sprayed coatings for compressor and turbine applications in aero engines. In Surface and Coatings Technology . https://doi.org/https://doi.org/10.1016/0257- 8972(90)90109-P
Riyanto, E., & Prawara, B. (2010). Mikrostruktur dan Karakterisasi Sifat Mekanik Lapisan Cr3C2-NiAl- Al2O3 Hasil Deposisi Dengan Menggunakan High Velocity Oxygen Fuel Thermal Spray Coating. Journal  of  Mechatronics,  Electrical  Power,  and  Vehicular  Technology , 01 (1),  1–4. https://doi.org/10.14203/j.mev.2010.v1.1-4
Sadeghimeresht, E., Markocsan, N., Nylén, P., & Björklund, S. (2016). Corrosion performance of bi- layer Ni/Cr 2 C 3  -NiCr HVAF thermal spray coating. Applied Surface Science , 369 , 470–481. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2016.02.002
Schneider, I. K. E., Belashchenko, V., Dratwinski, M., Siegmann, S., & Zagorski, A. (2006). Thermal Spraying for Power Generation Components .
Sidhu, T. S., Prakash, S., & Agrawal, R. D. (2005). Studies on the properties of high-velocity oxy-fuel thermal spray coatings for higher temperature applications. Materials Science , 41 (6), 805–823.
Sidhu, T. S., Prakash, S., & Agrawal, R. D. (2006). Characterizations and hot corrosion resistance of Cr3C  2-NiCr  coating  on  Ni-base  superalloys in  an  aggressive  environment. Proceedings  of  the International Thermal Spray Conference , 811–816. https://doi.org/10.1361/105996306X147162
Sivakumar, R., & Mordike, B. L. (1989). High temperature coatings for gas turbine blades: A review.
Surface  and  Coatings  Technology , 37 (2),  139–160.  https://doi.org/https://doi.org/10.1016/0257- 8972(89)90099-6
Stokes, J. (2005). The Theory and Application of the HVOF Thermal Spray Process .
Stringer, J. (1998). Coatings in the electricity supply industry: past, present, and opportunities for the future. Surface and Coatings Technology , 108 , 1–9. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/S0257- 8972(98)00642-2
Szymański, K., Hernas, A., Moskal, G., & Myalska, H. (2015). Thermally sprayed coatings resistant to erosion and corrosion for power plant boilers - A review. Surface and Coatings Technology , 268 , 153–164. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2014.10.046
Thakur, L., & Arora, N. (2017). A study of processing and slurry erosion behaviour of multi-walled carbon  nanotubes  modified  HVOF  sprayed  nano-WC-10Co-4Cr  coating. Surface  and  Coatings Technology , 309 , 860–871. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2016.10.073
Vignesh,  S.,  Shanmugam,  K.,  Balasubramanian,  V.,  &  Sridhar,  K.  (2017).  Identifying  the  optimal HVOF  spray  parameters  to  attain  minimum  porosity  and  maximum  hardness  in  iron  based
Jurnal Penelitian Inovatif (JUPIN)
DOI: https://doi.org/10.54082/jupin.124 Vol. 3, No. 1, April 2023, Hal. 41-60 p-ISSN: 2808-148X https://jurnal-id.com/index.php/jupin e-ISSN: 2808-1366
amorphous metallic coatings. Defence Technology , 13 (2), 101–110.
https://doi.org/10.1016/j.dt.2017.03.001
Waldi, M., Basuki, E. A., & Prawara, B. (2018). Quality characterization of HVOF thermal spray coating with NiCr matrix composite for protection application of coal fired boiler tubes. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering , 432 (1). https://doi.org/10.1088/1757- 899X/432/1/012011
Wu, Y. S., Qiu, W. Q., Yu, H. Y., Zhong, X. C., Liu, Z. W., Zeng, D. C., & Li, S. Z. (2011). Cycle oxidation behavior of nanostructured Ni60-TiB 2 composite coating sprayed by HVOF technique. Applied Surface Science , 257 (23), 10224–10232. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2011.07.026
Yang, Q., Senda, T., & Ohmori, A. (2003). Effect of carbide grain size on microstructure and sliding wear behavior of HVOF-sprayed WC-12% Co coatings. Wear , 254 , 23–34.
Zhang, S. H., Cho, T. Y., Yoon, J. H., Li, M. X., Shum, P. W., & Kwon, S. C. (2009). Investigation on microstructure, surface properties and anti-wear performance of HVOF sprayed WC-CrC-Ni coatings modified by laser heat treatment. Materials Science and Engineering B: Solid-State Materials for Advanced Technology , 162 (2), 127–134. https://doi.org/10.1016/j.mseb.2009.03.017