1 Degaussing Doc1

DEMAGNETIZINGON THE ROTOR GENERATOR, HP / LP STEAM TURBINE , BEARINGS, COUPLING, JOURNAL

SHAFT, ETC

GE TURBINE GENERATOR 180 MW

SiswantoPower Generation Services

www.sispowergeneration.blogspot.comEmail: [email protected], [email protected]

Mobile: +62 81311422270

Page (s) : 1 of 14

File documents C:\SIS_File\Sis SEMINAR\MATERI SEMINAR\Printing_Doc\Tot_Maint\POWERGENERATION\DEGAUSSING\DEGAUSSING.docx

Doc. Issued by Siswanto Email: [email protected], [email protected] Dtd. Doc issue Jan 10, 2009 Blog: www.sispowergeneration.blogspot.com Edited / Rev Oct 2011 Mobile: +62 81311 422270

Project ExperienceDemagnetizing on GE Frame 9, 180 MW

Steam Turbine and Rotor Generator

A. Medan Magnet

Medan magnet dihasilkan oleh aliran arus listrik yang berlangsung dalam jangka waktu yang

relative lama dan dapat di presentasikan sebagai induksi magnetic dalam satuan “lines” atau “flux-

lines.

Satuan dari magnetic flux adalah “Maxwell (lines), besarnya “lines” yang mengalir melalui suatu

luasan material di sebut Rapat flux magnetic (B) , yang arahnya tegak lurus terhadap induksi

magnetic “flux-lines”, kemudian rapat flux / “flux density” (B) / cm2 disebut dengan “gauss”

B. Magnetisasi di dalam mesin

Magnetisasi akibat aliran arus listrik atau sebab lain di dalam mesin dapat menyebabkan gangguan

serius pada mesin, seperti, dapat menyebabkan kerusakan pada bearing, seal, gear, coupling dan

journal bearing, casing, dll.

Untuk mencegah terjadinya kerusakan pada bagian mesin yang seharusnya tidak dialiri arus listrik,

seperti pada bagian bagian tsb, normalnya pada bagian-bagian seperti bearing, dilengkapi dengan

“insulation-bearing”, dan pada shaft dilengkapi dengan “shaft-grounding brush”.

Pada generator, yaitu mesin yang merubah tenaga mekanik melalui medan magnetic rotor winding

menjadi tenaga listrik, rapat medan magnetic di dalam air gap generator dan motor listrik berkisar

antara 7 KGauss – 9 KGauss.

Turbine, compressor atau rotating machine yang lain, dibentuk dari magnetic steel yang pada

dasarnya adalah merupakan material magnetic yang dapat menghantarkan listrik akibat induksi,

dan akan menghasilkan “eddy current” dan circulating current,

Arus listrik yang mengalir dapat berupa arus searah (DC) atau arus bolak balik (AC), dan dapat

menimbulkan terjadinya spark atau discharge. Spark atau discharge didalam rotating part dapat

merusak permukaan rotating parts , seperti bintik-bintik, jalur listrik (electrical tracking), bahkan jika

sparknya besar dapat menyebabkan rotating part meleleh.

Banyak hal yang dapat menyebabkan machinery parts terinduksi dan menjadi magnet, a.l:

- Medan magnet sisa, karena peletakan part tsb di area yang memiliki medan magntic yang

sangat kuat

- Mechanical shock dan gesekan

- Induksi aliran arus listrik yang besar, misal; karena gangguan arus listrik (electrical fault),

sambaran petir, rectifier supply

- Electrostatic discharge

- Electrical welding pada pipa2 atau material lain yang berhubungan dengan mesin, dimana

sistim groundingnya tidak sempurna.

- MPI test

File doc

Doc. IssDtd. DoEdited /

C.

Magnet

satuan

Type2 g

Digital

D.

Degaus

timbul d

1.

2.

3.

4.

5.

6.

Magnet

sebabk

shaft” ti

yang se

atau tur

Medan

electric

Magnet

peluma

menyeb

cuments

sued by c issue Rev

Field Meas

tic field dap

ukuran “ga

gauss mete

gauss mete

Degaussin

ssing atau d

didalam par

Bearing

Shaft

Gear

Frame / ho

Coupling

Dll.

tisasi dapat

an oleh ka

idak sempu

erius pada

rbine blade,

magnet ya

discharge,

tisasi pada

asan menjad

bakan kerus

C:\SS

SiswJanOct

surement

pat diukur d

uss”.

er

er

ng

demagnetiz

rt2 mesin ya

using

t terjadi ka

arena sisitm

urna, residu

benda yan

, dll.

ng terjadi p

dan dapat

a bearing

di kondukto

sakan pada

SIS_File\Sis SEMSEMINAR\Printiwanto 10, 2009 2011

dengan me

ation adala

ang seharus

arena berba

m grounding

al voltage le

ng terpasan

pada part p

menimbulk

akan meny

or dan dialir

a part2 tsb k

Page (s) : 2MINAR\MATERng_Doc\Tot_Ma

Email: sis_cBlog: www.sMobile: +62

nggunakan

h suatu me

snya tidak d

agai hal se

g pada sha

ebih dari 1

ng pada sh

art tersebut

kan spark.

yebabkan

ri listrik, dan

karena adan

2 of 14 RI aint\POWERGEcahya@yahoosispowergene

2 81311 42227

D

n alat yang

ana

etode untuk

dialiri listrik

eperti yang

aft yang no

volt di dala

aft, seperti

t akan men

kerusakan

n magnetis

nya electric

ENERATION\DEo.com, siscahyeration.blogspo70

DemagnetizSteam T

disebut de

alog gauss m

menghilan

ayau meng

sudah diu

ormalnya di

m shaft aka

, bearing, g

nyebabkan

permukaa

asi pada tu

discharge.

EGAUSSING\[email protected]

Prozing on GE Turbine an

engan ‘gaus

meter

gkan meda

gandung ma

ulas diatas,

isebut deng

an menyeba

gear, coupl

kerusakan

an bearing

urbine blad

EGAUSSING.dgmail.com

oject ExpeFrame 9,

nd Rotor Ge

ssmeter” da

an magnet y

agnet, sepe

juga dapa

gan “ground

akan perso

ling, fan bla

karena ada

akibat sis

dan gear a

ocx

erience180 MW enerator

alam

yang

rti:

at di

ding

alan

ade,

anya

sitim

akan

Page (s) : 3 of 14





Berikut adalah batasan / standard magnetisasi yang masih di kategorikan aman:

Maximum Allowable Residual Magnetic Field Levels (As Measured in Open Air)

2 gauss: Bearing components, including pads and retainers, journals, thrust

disc, seals, gears and coupling teeth.

4 gauss: Bearing housings.

6 gauss: Mid-shaft and wheel areas, diaphragms, etc.

10 gauss: Components remote from minimum clearance areas, such as

casings, pipings, etc.

Ref : Paul I. Nippes, P.E., President Magnetic Products and Services, Inc.

D.1. Degaussing Techniques

Pada umumnya Degaussing dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu dengan menggunakan

magnetic yoke dan “ampere turn de-magnetism’.

Untuk small part dan residual magnet yang kecil dapat digunakan “magnetic yoke”, tetapi untuk part

part yang besar dengan kandungan residual magnetic yang besar, tidak mungkin dilakukan dengan

menggunakan magnetic yoke. Untuk ampere-turn de-magnetism ada yang menggunakan auto

polarity dan manual polarity.

Dari pengalaman saya pribadi didalam menghilangkan magnetisasi di dalam Turbine dan Rotor

Generator berikut perlengkapannya, manual polarity degaussing dan magnetic yoke tidak berhasil

kami lakukan, dan magnetic field berhasil kami hilangkan dengan menggunakan “auto degaussing”

instruments.

Bentuk magnetic pada benda yang ter induksi selalu akan membentuk kutub utara dan selatan,

berikut adalah ilustrasi pembentukan medan magnet di suatu benda.

Page (s) : 4 of 14





Degaussing pada benda2 stationer ( tidak berputar) akan jauh lebih mudah dibandingkan pada

benda benda berputar, karena pada benda berputar ada interaksi medan magnet pada air gap

sedang pada benda tidak berputar tidak ada phenomena medan magnet pada air gap.

D.1.1. Metode demagnetisasi dengan magnetic yoke.

Magnetik yoke adalah suatu pembangkit magnetic permanent, digunakan untuk menginduksikan

medan magnet kedalam suatu benda yang mengandung medan magnet, yaitu dengan

menginduksikan medan magnet positip (+) ke dalam benda / bagian yang mengandung magnit

negative ( - ), dengan demikain diharapkan medan magnet yang tersisa didalam benda tsb akan

menjadi nol karen di netralisasi dengan polaritas yang berlawanan.

Kelemahan dari alat ini adalah, medan magnit yang diinduksikan tidak dapat diatur besarannya,

karena sifatnya statis. Sehingga kemungkinana besaran medan magnet yang di induksikan untuk

menetralisir muatan medan magnet akan menjadi kebesaran ataupun terlalu kecil, efeknya jika

medan magnet yang di induksikan terlalu besar, maka muatan sisa tidak akan hilang namun

berganti polaritas.

Selain itu arah polaritas magnetic yoke tidak mungkin bisa diarahkan secara tepat dengan arah

atau polaritas magnetic yang ada di dalam benda yang akan di netralisir.

Pada prinsipnya cara melakukan demagnetisasi adalah menginduksikan magnetic kedalam benda

yang mengandung magnetic dengan besaran yang sama tetapi dengan arah atau polaritas yang

berbeda:

Medan magnet di sekitar bidang solenoid

Medan magnet di sekitar bidang datar

Medan magnet di sekitar kawat lurus

File doc


Misal,

mengan

tersebu

sebesa

Ilustras

Misal:

1.

2.

3.

4.

Maka c

sesuai

berlawa

Hal ini

yoke, k

penemp

Misal:

Magnet

ditempa

second

cukup 0

magnet

+

cuments

sued by c issue Rev

didalam s

ndung mag

ut netral (be

r 20 gauss

i :

Rapat flux

Rapat flux d

Rapat flux d

Rapat flux d

cara demag

dengan be

anan denga

sangat sul

karena besa

patan polar

tisasi perm

atkan yoke

, padahal p

0.5 second

tic sebesar

+

C:\SS

SiswJanOct

shaft atau

nit sebesar

ebas dari m

dengan pol

pada permu

di permuka

di permuka

di permuka

gnetisasinya

esaran kand

an yang ada

lit dan bah

aran induks

itas dan lam

ukaan pada

sebesar 2

permukaan

d, maka bid

20 gauss d

2

10


gear atau

r 20 gauss

muatan mag

laritas nega

ukaan coup

an / layer k

an / layer k

an / layer k

a adalah, de

dungan ma

a.

hkan tidak a

si magnetic

ma penemp

a polaritas

0 gauss de

tsb akan ne

dang tsb tid

engan pola

-

20

15



u coupling

dengan po

gnetic) , ma

atip (-).

Coupli

pling adalah

edua adala

e tiga adala

e empat < 1

engan mem

agntetic di

akan mung

c tidak mun

atan nya tid

positip ( +

engan pola

etral dengan

dak akan m

aritas yang t


2 81311 42227

D

atau bea

olaritas pos

aka pada b

ng GE Gen

20 gauss

ah 15 gauss

ah 10 gauss

10 gauss

mberikan ind

setiap laye

gkin dilakuk

gkin di atu

dak mungki

+ ) adalah

aritas negat

n muatan 2

menjadi ne

terbalik dari


DemagnetizSteam T

aring atau

itip (+), ma

enda tsb h

nerator 185

s

s

duksi magn

er dan haru

kan dengan

r sesuai de

n bisa diatu

20 gauss,

tip ( - ), lam

20 gauss po

tral, tetapi

i sebelumny



apapun b

ka untuk m

arus di ind

MW

netic pada s

us memiliki

n menggun

engan kebu

ur secara m

lalu pada

ma penemp

olaritas nega

akan kemb

ya yaitu me

20

15

10

<10


oject ExpeFrame 9,

nd Rotor Ge

bendanya,

membuat be

uksikan ma

setiap layer

polaritas y

akan magn

utuhan, bah

anual.

permukaan

patan adala

atip ( - ), ha

bali bermua

enjadi negat

ocx


jika

enda

agnit

r tsb

yang

netic

hkan

tsb

ah 1

anya

atan

tip.

Page (s) : 6 of 14





Misal didalam suatu benda yang terinduksi magnet memiliki 2 kutub U-S, dengan Rapat flux sebesar 20 gauss, seperti ilustrasi berikut: Ilusatrasi sebelum degaussing Setelah degaussing dng metode yg salah

Cara degaussing adalah menginduksikan magnetic sesuai Rapat flux dengan polaritas terbalik.

Dengan lama / waktu yang digunakan untuk induksi sesuai dengan charging time pada benda tsb.

Jika charging time, polarity dan magnitude dari induksi magnetic tidak tepat maka akan terbentuk

medan magnetic baru dengan polaritas yang berlawanan dengan sebelumnya sedang Rapat flux

tergantung dari dari charging time dan besaran induksi yang digunakan.

Degaussing dengan magnetic yoke.

U

S

U S

U

U S

S

‐20

+20

S

U

S U

S

S U

U

Page (s) : 7 of 14





D.1.2. Metode Degaussing / demagnetisasi dengan “auto degauss”

Auto degauss adalah suatu alat degaussing atau demagnetisasi dengan mengaplikasikan ‘ampere

turn’ dengan auto setting polarity.yaitu dengan memberikan induksi magnetic dengan

menggunakan induksi arus yang besarnya disesuaikan dengan Rapat flux yang ada atau di set

secara bertahap.

Besar induksi magnit yang ada dan arah atau polaritasnya di ukur lalu di plot, sehingga pola

magnatic yang terjadi akan dapat diketahui dengan baik, sehingga memudahkan untuk melakukan

seting besar arus yang akan di induksikan demikian juga pola polaritasnya, sedangkan charging

time yang diperlukan untuk memberikan induksi magnetic, instrument akan pengukuran secara

automatis.

Ilustrasi:

Pengukuran residual magnetic dan polaritas magnetic di coupling generator.

Besarnya ampere-turn yang akan di induksikan untuk mendapatkan “gauss” yang dikehendaki yang

akan digunakan untuk menetralisir muatan magnit yang ada dilakukan secara bertahap, yaitu

dengan menghitung nilai rata2 Rapat flux yang terbentuk, lalu di induksikan arus sebesar Rapat flux

rata2, lalu di ukur kembali residualnya, dan dilakukan degaussing ulang sesuai dengan residualnya.

‐15

+25

+27

+20

+13

+15

+17

‐24 ‐16

‐10

‐14

‐20

‐20

+12 +20

+22

+15

+16

+14 ‐22

‐16

‐20

‐12

‐14

Page (s) : 8 of 14





Besarnya Ampere turn yang diperlukan:

Ampere – turn adalah besaran arus yang akan dialirkan untuk menginduksikan dikalikan dengan

jumlah belitan kabel yang akan dialiri arus.

Jadi Ampere-Turn = Arus x Jumlah Lilitan = I x N

Misal, lihat gambar diatas:

Rapat flux rata-rata adalah : (+) 18 gauss dan (-) 17 gauss

Diameter coupling adalah: 77.5 cm atau 3.05 inch

Instrument akan di setting pada nilai terendah yaitu 17 gauss.

B (Flux density) = (0.49 x NI) / D

0.49 adalah permeability media ( coupling)

NI = (17 x 3.05) / 0.49 ≈ 106 Ampere Turn

Jika Jumlah kabel yang akan dililitkan pada coupling tsb adalah = 6 Lilitan, maka besar arus yang

harus di iinduksikan adalah sebesar:

I (Ampere) = 106 ampere-turn / 6 turn ≈ 21 Ampere

Pada tahap ini instrument akan di

set pada 21 ampere dengan

jumlah lilitan 6 , dan untuk

selanjutnya instrument akan di

set dengan arus yang lebih kecil

sesuai dengan rapat flux sisa

yang ada setelah di induksikan

arus sebesar 21 ampere 6 lilitan

atau 106 ampere turn. Sampai

didapat residual rapat flux

dibawah batas ambang yang di

izinkan, (lihat table batasan max

threshold yang di izinkan)

Auto degaussing max capacity 15000 ampere turn.

Page (s) : 9 of 14





D.2. Figure degaussing pada part turbine dan generator (ref project Rewinding dan

degaussing GE Turbine + Generator 185 MW.

D.2.1. Pengukuran Rapat flux

File doc


D.2.2.

cuments

sued by c issue Rev

Shaft Cur

C:\SS

SiswJanOct

rrent Elem


mentary Dia



agram


2 81311 42227

D


DemagnetizSteam T




oject ExpeFrame 9,

nd Rotor Ge

ocx


File doc


D.2.3.

cuments

sued by c issue Rev

Bearing In

C:\SS

SiswJanOct

nsulation


“OflOE



One methodow of shaft

Origin and PElectric, 192


2 81311 42227

D

Path oTurn

d of insulatit currents”inPrevention”b27


DemagnetizSteam T

of flux and c

ing bracket-n article “Beby C. T. Pea



currents due

-type macharing Currearce, of We


oject ExpeFrame 9,

nd Rotor Ge

e to Armatu

ine to preveents ---Theirestinghouse

ocx


ure

ent r e

File doc


ModernAgainstPrevent

cuments

sued by c issue Rev

n open metht Stray Electative Maint

C:\SS

SiswJanOct

hod to insulactrical Curretenance Te


ate pedestaents”by Michchnology N



al bearingshael M. Cali

National Con


2 81311 42227

D

1. He2. W3. In4. In5. En6. Be

Modern mmachinesShaft/EarCurrents”Field Serv04/1991

from articleistrat, Paul nference -19


DemagnetizSteam T

exagon-heaWasher

sulation dissulating tubnd shield earing hous

method for is in article “Srth Voltages”Article “AR vices and W

e “InsulatingI. Nippes an997.



ad screw

sc be

sing

nsulating brShaft Voltags –Bearing 170-220”by

Workshop O

g Rotating Mnd Ned Zem


oject ExpeFrame 9,

nd Rotor Ge

racket type ges –

y Siemens Operations

Machinery man,

ocx


File doc


ModernAgainstPrevent Four dAgainstPrevent

cuments

sued by c issue Rev

n hidden mt Stray Eletative Maint

ifferent met Stray Eletative Maint

C:\SS

SiswJanOct

ethod to inectrical Cutenance Te

ethods to inectrical Cutenance Te


nsulate pedrrents”by Mchnology N

nsulate sharrents”by Mchnology N



estal beariMichael M.

National Con

aft couplingMichael M.

National Con


2 81311 42227

D

ngs from a. Calistrat, nference -19

gs from ar. Calistrat, nference -19


DemagnetizSteam T

article “InsuPaul I. N

997.

rticle “InsulaPaul I. N

997.



lating RotaNippes and

ating RotatNippes and


oject ExpeFrame 9,

nd Rotor Ge

ating Machind Ned Zem

ting Machind Ned Zem

ocx


nery man,

nery man,

Page (s) : 14 of 14





E. References:

.1. Private Project for Rewinding and Degaussing on GE Turbine and Generator 180 MW,

JAKARTA, in collaborate with Rotor Pro South Africa, TUV Germany, Powertech Calidus

South Africa, VibraMax South Africa, West Ward Monitoring Systems (PTY Ltd) South

Africa.

2. Principles of Magnetism and Stray Currents in Rotating Machinery , I. Nippes, P.E.,

President Magnetic Products and Services, Inc

3. Bearing Insulation Testingin Rotating Machinery, by Paul I. Nippes, PEand Beth

GalanoMagnetic Products and Services, Inc.Holmdel, NJ 07733

4. MEASURING BEARING CURRENTS, PAVLIK MARINOV MOHAMMED MASUDUR

RAHMAN. Department of Energy and Environment. Division of Electric Power Engineering.

Chalmers University of Technology. Gothenburg, Sweden.

5. ELECTRICAL INSULATIONFOR ROTATING MACHINES. Design, Evaluation, Aging,

Testing, and Repair, GREG C. STONE, EDWARD A. BOULTER, IAN CULBERT, HUSSEIN

DHIRANI. IEEE Press Series on Power Engineering

6. Electrostatic Discharge on a Large Steam Turbine Generator, Sherief Mekawey | Bently

Nevada Machinery Diagnostics Engineer | GE Energy, United Arab Emirates

7. Turbogenerator Installation, Operation and Maintenance Manual.S Line. WEG

8. OPERATION AND MAINTENANCE OF LARGE TURBO-GENERATORS, Stamatios V.

Kartalopoulos, IEEE Press 445 Hoes Lane Piscataway, NJ 08854

1 Degaussing Doc1

Documents

Transcript of 1 Degaussing Doc1