GOLDEN, CO — CoorsTek merupakan pemimpin global di bidang keramik teknis, yaitu bahan-bahan yang sangat tahan terhadap degradasi mekanis, kimiawi, listrik, dan termal. Aplikasinya mencakup berbagai industri, termasuk dirgantara dan pertahanan, kimia, elektronik, energi, medis, serta semikonduktor.
Pada tahun 2019, CoorsTek meresmikan Center for Advanced Materials (CCAM) di Golden, Colorado. Fasilitas ini menggabungkan pusat penelitian dan pengembangan, laboratorium analitik, serta fasilitas produksi bahan. Misi CCAM adalah mempercepat produksi keramik komersial dengan memanfaatkan teknologi terkini.
Bagian manufakturnya didedikasikan untuk menangani alumina (oksida aluminium, Al₂O₃), yang memiliki nilai 9 pada skala kekerasan Mohs, tepat di bawah berlian. “Bahan ini sangat abrasif,” kata Andrew Harm, insinyur proses CoorsTek, yang memimpin proses commissioning delapan sistem pengangkutan pneumatik CCAM. Jalur fase encer ini dibangun untuk mengangkut alumina antarproses, mulai dari pembongkaran gerbong kereta api hingga pencampuran, penggilingan, pengeringan semprot, dan penyimpanan. Sayangnya, siku-siku pada sistem pengangkutan tersebut tidak mampu menahan sifat abrasif alumina.
“Saya rasa tingkat keabrasifan bahan-bahan kami tidak dijelaskan dengan jelas,” kata Harm. “Bahan-bahan itu dengan cepat mulai membuat lubang pada siku pipa.” Dalam beberapa kasus, siku pipa tersebut rusak setelah menangani hanya 20.000 hingga 30.000 lb (9.100 hingga 13.600 kg) alumina. “Ukuran batch kami adalah 100.000 lb (45.400 kg), jadi ini merupakan masalah yang cukup serius bagi kami.”
Selain waktu henti, keausan dini menyebabkan kontaminasi produk dengan kadar besi magnetik hingga 150 ppm yang berasal dari keausan pipa dan siku pipa. “Kami sangat memperhatikan kandungan besi dalam bahan kami, terutama bahan-bahan yang ditujukan untuk industri semikonduktor dan sektor pertahanan,” kata Harm. “Komposisi kimia dan kemurniannya sangatlah penting.”
Mencegah alumina abrasif menghantam dinding siku
Lapisan keramik pada siku pipa asli memiliki kekerasan Mohs hanya 5 hingga 6. Seiring dengan ausnya lapisan tersebut, Harm dan timnya melakukan percobaan dengan jenis siku pipa lainnya. Yang terbukti paling efektif adalah siku pipa defleksi SmartElbow® dari HammerTek Corp.
Siku khusus ini memiliki ruang pusaran berbentuk bola yang menonjol dari bagian saluran masuk. Saat material memasuki siku, sebagian aliran secara otomatis dialihkan ke dalam ruang pusaran, di mana material tersebut membentuk gumpalan yang tidak padat dan berputar perlahan searah aliran. Hal ini secara perlahan membelokkan partikel yang masuk di sekitar siku. Karena sebagian material terus-menerus tersaring keluar dari ruang pusaran saat material baru masuk, gumpalan material yang berputar tersebut terus-menerus terisi kembali. Selain itu, material keluar secara merata di sepanjang aliran keluar siku tanpa tergelincir di sepanjang jari-jari luar seperti yang terjadi pada siku sapu.
Meskipun siku defleksi awalnya lebih mahal daripada model lain yang pernah dicoba Harm, seperti sambungan T tertutup, komponen ini justru mengurangi biaya dan meningkatkan kualitas. “Keausan pada siku defleksi sangat minim, sehingga logam tersebut tidak terkelupas dan mencemari produk kami. Hal itu saja sudah cukup bagi kami untuk membenarkan biayanya.” Hilangnya kebocoran, kekacauan, dan waktu henti tak terjadwal menjadi nilai tambah tersendiri. “Kami juga dapat membenarkannya dari sudut pandang manufaktur murni,” kata Harm.
Mengganti siku penyapu secara proaktif
CoorsTek awalnya memasang siku defleksi secara bertahap setelah mengoperasikan setiap sistem konveyor, dan siku defleksi asli tersebut akhirnya aus. “Kami melakukannya pada beberapa sistem, tetapi saat mulai mengoperasikan sistem kelima atau keenam, kami melakukannya secara menyeluruh,” kata Harm. “Menunggu [terjadinya kerusakan parah] menyebabkan waktu henti yang tidak direncanakan terlalu lama. Jika suku cadang tersebut sudah tersedia dan direncanakan dengan baik, waktu penggantiannya minimal, mungkin hanya setengah jam.”
Namun, mengganti siku pipa yang sulit dijangkau membutuhkan lebih banyak waktu dan perencanaan. Yang paling sulit adalah siku pipa di puncak silo luar ruangan CCAM yang tingginya 90 kaki (27,4 m). Prosesnya memakan waktu dua hari dan memerlukan penyewaan derek serta pembangunan perancah khusus, tetapi tidak ada alternatif lain, kata Harm. “Kami tidak bisa membiarkan bahan kami terbuang ke udara terbuka.”
Itulah 65 tikungan Smart Elbow terakhir yang dipasang oleh CoorsTek. Beberapa di antaranya terbuat dari besi cor, tetapi sebagian besar terbuat dari HammerLoy™ milik HammerTek, sebuah bahan yang lebih tahan abrasi.
Mengurangi penurunan tekanan sebesar setengah hingga sepertiga
Selain mencegah kontaminasi dan ledakan, siku defleksi ini juga mengurangi penurunan tekanan. “Dengan siku tipe blind-tee, kami mengalami penurunan tekanan sebesar 0,2 hingga 0,3 psi (1,38 hingga 2,1 kPa) di sepanjang siku itu sendiri. Sedangkan dengan siku HammerTek, penurunan tekanannya sekitar 0,1 psi (0,69 kPa),” kata Harms. “Itu perbedaan yang cukup signifikan. Jika kami menggunakan empat atau lima siku jenis lain itu, hal itu bisa berarti penurunan tekanan sebesar 20 persen hanya di bagian siku-siku tersebut. Penurunan tersebut bisa cukup besar sehingga kami tidak dapat mengalirkan material melalui sana.”
Kapasitas produksi pada delapan sistem tersebut berkisar antara 4.000 hingga 20.000 lb (1.800 hingga 9.000 kg) per jam. Jarak jalur pengangkutan berkisar antara 80 hingga 300 ft (24,4 hingga 91,4 m) dan diameter pipa adalah 4, 5, atau 6 in. (100, 125, atau 150 mm). Di ujung pembuangan, kecepatan material dapat melebihi 100 mph (161 km/h).
Siku pipa HammerTek tertua, yang dipasang dua tahun lalu, masih berfungsi dengan baik. Di area-area yang tidak kritis, CoorsTek masih memiliki beberapa sambungan T tertutup dan sambungan melengkung dengan konstruksi dinding ganda. “Jika kita bisa menghindarinya tanpa menggantinya, itu bagus,” kata Harm. “Tapi begitu salah satunya mengalami kegagalan, kita akan segera menggantinya juga.”
CoorsTek
+1 303-271-7100
Golden, CO
info@coorstek.com
www.coorstek.com
