ANALISA PENGELASAN BEDA MATERIAL STAINLESS STEEL ( SUS 316L ) DENGAN KARBON ( SA 516 Gr 70 ) BERTUJUAN PEMBUATAN PROSEDURE PENGELASAN ( WPS ) UNTUK ITEM HP VENT KO DRUM
1. Darwin Sebayang, 2. Hendry Purwanto Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik Universitas Mercu Buana
ABSTRAK Dalam uraian Jurnal Penelitian ini yang berjudul “ Analisa Pengelasan Beda Material Stainless Steel
( SUS 316L ) dengan Karbon ( SA 516 Gr 70 ) bertujuan
pembuatan procedure pengelasan
( WPS ) untuk item HP Vent KO Drum “. Latar
belakang penulisan judul tersebut diatas adalah didunia rekayasa industri engineering seperti fabricator seperti fabricator pressure vessel , , oil and gas , chemical plant dan power plant , plant , salah satu proses penyambungan yang paling penting adalah pengelasan atau welding . Oleh sebab itu setiap spesifikasi pengelasan pengelasan customer akan mengacu beberapa standart atau code seperti ASME , , AWS , , DIN, JIS, Turbular Exchanger Manufacture Associate
(
TEMA ) , British Petroluem, API dan lain sebagainya . Penulis membahas urutan pembuatan Prosedur pengelasan material Stainless Steel
( WPS ) serta proses dan teknik pengelasan beda
( SUS 316L ) dengan Karbon ( SA 516 Gr 70 ) yang
berbeda karakteristik dan komposisi material untuk dijadikan acuan pembuatan Prosedur pengelasan ( WPS ) yang bertujuan memberikan informasi kepada desainer muda dan instansi terkait untuk dapat membuat WPS pengelasan beda material, dengan pengujian Struktur Makro , Tensile Test , Hardness Test , dan Bend Test . Pengujian tersebut diatas dilakukan di laboratorium PT. Hi-Test ( Laboratory of Mechanical Testing )di Taman Tekno BlokA2 No. 49, Bumi Serpong Damai (BSD) – Tangerang – Tangerang – Indonesia .
spesification
Latar Belakang .
Di
dunia
rekayasa
industri
engineering seperti fabricator pressure vessel , oil and gas , chemical plant dan power
plant ,
penyambungan
salah yang
satu
paling
penting
sebab itu setiap spesifikasi pengelasan akan
standart
mengacu
society of Mechanical Engineering
(
ASME ) ) , American Welding Society
(
AWS ) , DIN, JIS, Turbular Exchanger
Base Material Stainless Steel SUS 316L dengan Karbon SA 516 Gr 70 .
1. Low Carbon steel ( SA 516 Gr 70 ) :
Manufacture : JFE Steel Corporation
Spesifikasi
Tebal
Heat Number : PL 31806 19183
Certificate no. : ASHEX-1741-001
: 12,7 mm
Komposisi Kimia C
0,19
Petroluem, API dan dan lain sebagainya .
Si
0,27
Mn
0,117
P
0,016
S
0,002
Cu
0,01
Ni
0,02
Mo
0,01
Cr
0,05
Al
0,32
Ti
0,002
Material .
Tugasir
ini
menggunakan dua jenis main material yang berbeda atau main material yang berbeda
karakteristik
dan
komposisi
kimianya antara Low Carbon steel
(
SA 516 Gr 70 ) dengan stainless steel ( SA 240 316 L ) , sedangkan material
: ASME SA-516
GRADE 70
Manufacture Associate ( TEMA T EMA ) , British
jurnal
rods,
Electrodes, and filler metal ). ).
beberapa
atau code seperti American
Pada
welding
proses
adalah pengelasan atau welding . Oleh
customer
for
Tensile Test ( N/mm²) Y.S
T.S
EL
50,9 77,0 26%
pengisi atau filler yang digunakan dalam pengelasan beda material diatas adalah ER 309L. Code yang digunakan adalah ASME
IIA
spesification spesification )
( Ferrous dan
ASME
material IIC
(
2. Stainless Steel SA 240 316L :
Manufacture
: OUTO KUMPU
Spesifikasi
: SA 240 316L
Tebal
: 12 mm
Heat Number
: 402026-003
Certificate no.
: 6610/1000022474
Certificate no.
: 3.1 AS IN EN
10204
Tensile Test
Komposisi Kimia Komposisi Kimia C
0,020
Si
0,55
Mn
1,25
P
C
0,020
Tensile Test
Cr
0,55
Y.S
T.S
EL
( N/mm²)
Ni
1,25
400
590
40%
Y.S
T.S
EL
Mo
0,031
330
337
52%
Mn
0,001
0,031
Si
16,96
S
0,001
P
10,13
Cr
16,96
S
2,04
Ni
10,13
Mo
2,04
Nb
0,007
Cu
10,13
Co
2,04
N
0,007
( N/mm²)
Welding Prosedur ( WPS )
Adapun dokumen tertulis dibuat untuk mengarahkan Juru las / Welder atau operator
las
untuk
memproduksi
pengelasan sesuai dengan code standart Procedure
yang
diinginkan.
Standart (
atau
Welding
WPS)Adalah
welding prosedur / tata cara pengelasan yang menjelaskan langkah demi langkah 3. Filler Filler metal metal / kawat las ER 309/309L :
apa yang harus dilakukan dan bagaimana melakukan, yang hasil pengelasannya /
Manufacture
: OXFORD
Spesifikasi
:
AWS
A5.9
produk sesuai dengan persyaratan code/ (
standard , juga dapat dijadikan alat
ASME SFA 5.9, Section II, Part C )
control untuk juru las / Welder atau
Diameter
: 2,4 mm
operator las apakah pekerjaannya sudah
Heat Number
: E85484
sesuai dengan prosedur pengelasan yang sudah di uji .
Adapun non essential variable adalah variable adalah : 1. Arah pengelasan ( keatas atau
WPS yang disiapkan oleh manufaktur
kebawah )
atau kontraktor mencakup minimum dari
2. Dimensi kawat las .
variable yang jelas , essential dan non
3. Penggunaan back weld . .
essential variable . WPS pada intinya
4. penggunaan back shield . .
mencakup 3 ( tiga ) hal yang penting diantaranya :
Konsentrasi pada pengelasan ini
1. Detail pengelasan . 2. Gambar
dan
sambungan
adalah menjaga terjadinya under bead (
sket dan
dari
detail
cold cracking ). Biasanya keretakan ini
dari
terjadi pada daerah HAZ ( Heat Affected
bentuk
perlapisan
Zone Zone ) adalah daerah yang tidak terjadi
3. Record ( Product Quality Record )
dari
hasil
pengujian
sesuai
dengan WPS . Adapun
variable
yang penting (
pengelasan
(
GTAW,
pada
saat
pengelasan terjadi yang mengakibatkan
Cold cracking terjadi karena hidrogen
yang tidak mencair pada saat pengelasan . Berbagai jenis cacat yang umum dijumpai
2. Cara / posisi pengelasan ( 1G, 2G, 3G, dll )
pada lasan antara lain : 1. Retak ( Cracks ). Cracks ).
metal
spesifikcation
molted
yang datang terperangkap dalam lasan
SMAW, PAW, dll )
3. Base
atau
microstructure didaerah HAZ berubah .
essential variable ) variable ) adalah : 1. Proses
pencairan
( dan
Material type
)
&
Dimensi material ( Tebal ) 4. Kawat Las ( spesfication dan type ) 5. Bentuk sambungan las .
2. Voids. Voids. 3. Inklusi 3. Inklusi 4. Kurangnya fusi atau penetrasi ( lack of fusion or penetration ). penetration ). 5. Bentuk yang tak sempurna ( imperfect shape ). shape ).
6. Skill juru las / welder 7. Kondisi mesin las ( tegangan keluar dan tegangan masuk ) .
Pengelasan adalah suatu proses penyambungan
logam
dengan
logam
yang
sejenis
(
penyambungan yang
tidak
similar
logam sejenis
menggunakan
energi
)
dengan
atau
terhindar dari pengaruh atmosfer udara
logam
yang mengakibatkan terbentuknya lapisan
(dissimiliar (dissimiliar panas
/
)
proses
terak ( slag ( slag ) ) karena mencairnya electrode pembungkus .
pembakaran ( titik cair material yang disambung ) sehingga logam menjadi satu
2. Flux Core Arc Weld
dengan atau tanpa tekanan. Disamping itu
Pengelasan Flux Core Arc Weld
pengelasan
dapat
dilakukan
( FCAW ). ). (
dengan
FCAW ) adalah metode las busur yang
menggunakan kawat las ( logam pengisi )
prinsip kerjanya sama dengan Shielded
atau tanpa menggunakan kawat las (
Metal Arc Weld ( SMAW ),dimana logam
logam pengisi). Pengelasan beda material
pengisi ( electrode ) electrode ) dan base metal yang
( dissimiliar metal ) dapat dilakukan
mencair / meleleh bercampur saat logam
dengan proses fusion weld
seperti
pengisi ( electrode electrode ) dipanaskan busur
Shielded Metal Arc Weld ( SMAW ) ,
listrik antara base metal dengan logam
Flux Core Arc Weld
( FCAW ) , , Gas
pengisi
( electrode electrode ). Daerah lasan
Tungsten Arc Weld ( GTAW ) , Plasma
dilindungi oleh fluks
( lapisan luar dari
Arc Weld ( PAW ) . ) .
electrode ) yang ikut mencair pada saat pengelasan yang berfungsi agar oksigen
1. Shielded
Metal
Arc
Weld
(
tidak masuk kedalam cairan lasan.
SMAW ). Pengelasan Shielded Metal Arc Weld ( SMAW ) ) yang juga dikenal dengan Las
3. Gas Tungsten Arc Weld ( GTAW )
Stick adalah proses las busur listrik
Pengelasan Gas Tungsten Arc Weld
merupakan proses las dimana sumber
( GTAW ) juga dikenal sebagai las
panasnya dihasilkan oleh karena adanya
tungsteninert gas ( TIG ) , adalah proses
busur ( arc arc ) listrik antara kedua kutup
pengelasan
positip dan negative . Pengelasan busur
nonconsumable tungstenelektroda untuk
listrik
terbungkus
menghasilkan las . Daerah las dari
Shielded Metal Arc Weld ( SMAW )
kontaminasi dilindungi atmosfer oleh gas
bertujuan agar cairan logam yan melebur
pelindung
dengan
electrode
yang
(
biasanya
menggunakan
seperti
gas
argon//nitrogen ), dan logam pengisi argon biasanya digunakan, meskipun beberapa
Jenis
sambungan
yang
biasa
lasan, yang dikenal sebagai autogenous
digunakan dalam proses pengelasan :
lasan, tidak memerlukan hal itu. Sebuah
a. Sambungan tumpu ( butt joint );
konstan-aruslas
listrik
menghasilkan
kedua
bagian
benda
yang
akan
energi yang dilakukan di busur melalui
disambung diletakkan pada bidang
kolom gas dan uap yang sangat terionisasi
datar yang sama dan disambung pada
logam dikenal sebagai plasma sebagai plasma..
kedua ujungnya. b. Sambungan sudut ( corner joint );
),
4. Plasma Arc Weld ( PAW ).
kedua
Pengelasan Plasma Arc Weld ( PAW
disambung membentuk sudut siku-
adalah
proses
pengelasan
menggunakan
yang
nonconsumable
tungstenelektroda untuk menghasilkan las yang
prinsip
kerjanya
sama
dengan
pengelasan Gas Tungsten Arc Weld
(
GTAW ). Daerah las dari kontaminasi
bagian
benda
yang
akan
siku dan disambung pada ujung sudut tersebut. c. Sambungan tumpang ( lap joint ); bagian benda yang akan disambung saling menumpang ( overlapping ) satu sama lainnya.
dilindungi atmosfer oleh gas pelindung (
d. Sambungan T ( tee joint ); satu bagian
biasanya seperti gas argon / nitrogen ),
diletakkan tegak lurus pada bagian
dan Plasma dan Plasma Arc Weld
yang lain dan membentuk huruf T
( PAW )tidak
memerlukan logam pengisi
(
mencairkan sambungan kedua base metal )
.
Sebuah
konstan-aruslas
listrik
menghasilkan energi yang dilakukan di busur melalui kolom gas dan uap yang sangat terionisasi logam dikenal sebagai plasma . Pengelasan pada umumnya yang dilakukan ditempat penulis adalah proses pengelasan Gas Tungsten Arc Weld ( GTAW ) dan Plasma dan Plasma Arc Weld ( PAW ).
yang terbalik. e. Sambungan tekuk ( edge joint ); sisisisi yang ditekuk dari ke dua bagian .
Dye Penetran Test . Pengujian ini dilakukan langsung pada permukaan lasan benda kerja dengan
menggoles
/
menyemprot
pada permukaan lasan benda kerja dengan cairan kimia
( Penetran
& Developer ) dan bila ada cacat lasan akan tampak oleh visual ( bintik – bintik bintik warna merah ) .
Magnetic Particle Test .
Inspeksi dan Pengujian .
Inspeksi
dan
pengujian
Metode
ini
dapat
mengetahui
pengelasan ada beberapa cara untuk
cacat pada lasan sampai kedalaman 3
mengetahui
~ 5 mm dari permukaan lasan .
diantaranya
kualitas dengan
pengelasan inspeksi
tanpa
Kelemahan dari metode ini hanya
merusak atau Non atau Non Destructive Test ( ( NDT
dapat dilakukan pada
) dan test merusak atau Destructive atau Destructive Test ( (
yang main material karbon steel , jadi
DT ).
tidak bisa digunakan pada pengelasan
Pengujian Tanpa Merusak ini langsung
beda material (SA 516 Gr70 dengan
dilakukan pada benda kerja setelah proses
SA240 316 L )
pengelasan selesai dan dilakukan proses finishing pada permukaan lasan. Ada
base metal
Ultrasonis Test .
Metode
ini
dapat
beberapa metode yan sering dilakukan
mengidentifikasikan cacat lasan atau
dalam pemeriksaan hasil lasan antara lain
defect didalam lasan dan material ,
:
kekurangannya
metode
ini
Dye Penetran Test .
menggunakan gelombang ultrasonic
Magnetic Particle Test .
maka akan ada perbedaan velositi
Ultrasonis Test .
antara material carbon steel dengan
Radiography Test .
stainless
steel
yang
akan
mengakibatkan
hasilnya
kurang
akurat .
pengelasan di gambarkan dalam diagram proses sebagai berikut :
Radiography Test .
En ineerin
Methode ini dapat mengetahui cacat lasan yang berada didalam lasan,
metode
ini
sangat
baik
Fit up dan Pengelasan Karbon
dilakukan untuk pengujian hasil dari lasan tetapi sangat berbahaya untuk lingkungan metode
ini
sekitarnya dapat
,
Visual Inspeksi
karena
memancarkan
radiasi yang berbahaya untuk mahluk hidup . Idealnya metode ini dilakukan
Pengujian Laboratorium DT
di tempat khusus yang ada pelindung nya ( timah hitam ) dan jauh dari jangkauan manusia . Sertif Sertifika ikasi si Mi as
Pengujian Merusak ( Destructive ( Destructive Test ) ) . Pengujian merusak ini dapat disebut juga Mechanical juga Mechanical Test , , yang diuji didalam laboratorium ( dengan peralatan khusus ) dimana
pengujian
yang
diperlukan
Desain Prosedur Pengelasan ( WPS )
diantaranya Uji tarik ( Tension Test ) ) , Uji
adalah dokumen tertulis dibuat untuk
Tekuk ( Bend Test ), Uji kekerasan dan
mengarahkan Juru las / Welder atau
Uji Macro Etsa
operator
las
untuk
memproduksi
pengelasan sesuai dengan code atau Diagram Proses pembuatan WPS .
standart yang diinginkan .
Proses pengambilan data pada penelitian pengelasan beda material
(
Test coupon coupon adalah material yang disiapkan untuk contoh pengelasan
dissimiliar metal ) SA 516 Gr 70 dengan
menggunakan
SA 240 316L untuk pembuatan prosedur
pengelasanyang
dirancang
oleh
engineer
tujuannya
untuk
yang
prosedur
pengujian
,
apakah
prosedur
Dye
penetran
pengelasan tersebut dapat digunakan
mengetahui
kepada
yang
material
atau
pengelasan
test
cacat
menjalar
ini
untuk
dipermukaan
kedalam
lasan
pressure vessel sesuai sesuai dari spesifikasi
seperti porosity , crack . Hasil
dari
pengujian ini diterima / accepted
pemesan
yang
disebut
juga
Product Quality Test ( PQT ) .
sesuai dengan Acceptance dengan Acceptance criteria ASME VIII Appendix 8.
Setelah
selesai
proses
pengelasan
Pengujian
radiography
mengetahui
cacat
untuk Linear
sesuai dengan prosedur pengelasan
Indication Indication seperti crack / retak ,
yang dirancang oleh engineer , test
tembusan
coupon coupon
harus
penetrasi yang kurang dan slag
inspeksi
yang
segera
dilakukan
tidak
penuh,
untuk
yang terlihat di film radiography,
mengetahui ada atau tidak adanya
dimana panjangnya tidak boleh
cacat pengelasan di permukaan atau
lebih dari 3x dari lebarnya
didalam lasan , adapun inspeksi yang
Rounded
dilakukan sesuai dengan material material test
porosity,
coupon dan sesuai dengan code yang
tungsten tungsten yang terlihat didalam
di pesan oleh customer . beberapa
radiography, dimana panjangnya
inspeksi sebagai berikut :
tidak boleh lebih dari 3x dari
Visual
bertujuan
yang
inspeksi
mengetahui
ini
bentuk
lasan
untuk dan
Indication Indication inclusion, inclusion,
lebarnya, bentuknya
cacat
dan
seperti
dan slag
biasanya
bulat,ellip/lonjong,
ukuran lasan apakah sudah sesuai
tidak beraturan. Hasil radiography
dengan desain seperti tinggi bead,
test , pengelasan test plate yang
cacat permukaan seperti porosity seperti porosity ,
diijinkan
surface crack, under cut , dan
Acceptance criteria criteria ASME VIII
incomplete weld atau pengelasan
Appendix 4 .
yang
belum
komplit
incomplete penetration.
dan
sesuai
dengan
Pengujian Mecahnical Test .
Pengujian pengelasan
yang ini
dilakukan
dalam
adalah Macro
test,
tarik
menentukan
Hardness test, Tensile test , dan Bend dan Bend test . .
Tes
dilaksanakan kekuatan
mulur (kekuatan
untuk
tarik,
lentur)
las,
Pengujian Macro test bertujuan untuk
pemanjangan
melihat bentuk macro material pada
material las . Cara pengujian sangat
daerah
dengan
simple dengan memberikan beban
ASME Section IX yaitu Base metal,
tarik sampai material tersebut putus
Heat Affected Zone, Zone, dan lasan agar
dan pada proses material di beri baban
bentuk dari lasan dapat terlihat maka
tarik awal sampai putus , proses
permukaan
harus
tersebut direcord pada mesin tersebut
dilakukan
proses
pengelasan
sesuai
halus
dengan
machining
,
dan
titik
pengurangan
( hasil record diplot dalam grafik ).
gerinding, dan polishing kemudian
Dari grafik
tersebut dapat dilihat
pada daerah lasan di etcha dengan
kuat
( yield strength )
cairan kimia diantaranya Acid nitrid,
kemuluran ( elongation ) elongation ) .
tarik
dan
Asam HCl dan air, agar bentuk dari lasan antara weld metal , HAZ, dan base metal terlihat jelas. Dari hasil test macro ini dapat diketahui visual kualitas lasan dan bentuk lasan .
Hardness ketahanan
test untuk metal
dari
mengetahui deformasi
plastik kekerasan material setelah mengalami pemanasan didaerah base
Gambar Tensile Test ( ( ukuran dalam mm )
metal, HAZ, dan weld. Gambar
Test
Hardness Test
Piece
Macro
&
Side bending test ( test bengkok ) bertujuan lentur
untuk suatu
melihat material
tahanan yang
dibengkokkan sampai 180° . Pada
bagian luar daerah bengkok yang
yang ada di WPS sudah sesuai dengan
mulur dapat ditemukan cacat atau
specification specification dari
kerapuhan material . Kriteria yang
buktikan
diterima ( Acceptance ( Acceptance criteria ) criteria ) diatur
Pengujian mechanical tersebut adalah :
di ASME IX QW.163 dimana lasan
1. Macro Test
dan daerah HAZ pada transfersal/side
2. Hardness Test
weld bend harus harus masih utuh atau tidak
3. Tensile Test
adanya cacat setelah dilakukan uji
4. Bend Test ( Side Bend )
dalam
customer akan mechanical
di
test .
bengkok . Tidak boleh ada cacat retak atau crack pada daerah lasan dan HAZ .
1. Macro Test . Pengujian Macro test bertujuan untuk melihat bentuk macro material pada daerah pengelasan sesuai dengan ASME Section IX yaitu Base metal, Heat Affected Zone Zo ne,, dan lasan agar bentuk dari lasan dapat terlihat maka permukaan harus halus dengan dilakukan proses
Gambar Side Bend Test ( ukuran dalam
machining , gerinding, dan polishing
mm )
kemudian pada daerah lasan di etcha dengan cairan kimia diantaranya Acid
PENGUJIAN MECHANICAL TEST . Pada pengujian mechanical test hasil pengelasan sesuai dengan WPS No. 003-WPS-ASME-MMF-2010
dilakukan
di Laboratory of Mechanical Testing PT. Hi-Test di Bumi Serpong Damai – Tangerang – Indonesia . Hasil pengujian ini akan menjadi record atau Product Qualification
Record
menjadi
pembanding apakah parameter dan range
nitrid, Asam HCl dan air, agar bentuk dari lasan antara weld metal , HAZ, dan base metal terlihat jelas. Dari hasil test macro ini dapat diketahui visual kualitas lasan dan bentuk lasan . Hasil dari pengujian Macro Test dapat diketahui sebagai berikut : 1. Pengisian lasan sempurna , tidak terlihat adanya slag . 2. Penetrasi pengelasan sempurna .
3. Undercut tidak tidak ada .
sampai 15 detik , setelah itu diameter
4. Retak Lasan tidak ada .
yang terbentuk dimaterial
5. Gas terperangkap tidak ada .
diameternya dengan toleransi ± 0.05 mm
di
ukur
menggunakan alat magnification portable microscope .
Formula Brinell :
√
Dimana : P : Beban ( N ) D : Diameter Bola ( mm ) d : Diameter Tumbukan ( mm ) Gambar 11. Macro Test 2. Hardness Test . Hardness test untuk mengetahui ketahanan metal dari deformasi plastik kekerasan material setelah mengalami pemanasan didaerah base metal, HAZ, dan weld. Ada 3 macam hardness test yang
digunakan
dengan
keakuratan
terjamin yaitu :
Rockwell pengetesan berdasarkan dikedalaman
unit
Brinnel hardness artinya hardness artinya menghantam menumbukkan
c) Hardness Test . hardness hardness kekerasan rata-rata beban
adalah material
penambahan aplikasi.
Kekerasan ini tidak ada satuan atau
a) Brinell Hardness .
atau
b) Rockwell
baja
keras
atau
carbide sphere dari diameter spesifik
seperti
contohnya
60
HRB,
dimana beban yang terukur sebesar 60 dengan skala B. Skala di Rockwell test adalah adalah skala B dan skala C .
dengan beban spesifik yang diterima material kemudian diukur
diameter
tumbukan. Bola baja biasanya dipakai berdiameter 10 mm. Beban ditahan
10
d) Vickers Hardness Test . Vickers hardness test ini adalah standart untuk mengukur kekerasan
metal , vickers menggunakan pyramid menggunakan pyramid shape diamond . Hasil tumbukan
3.
Ten si l e Test Test ( (
diukur diagonal dengan
Tes
menggunakan
miscroscope,
bentuk tumbu
Test Tarik )
tarik dilaksanakan
menentukan
kekuatan
tarik,
untuk titik
mulur (kekuatan lentur) las, pemanjangan dan pengurangan material las . Cara
kan pyramid kotak dengan sudut
pengujian
sangat
simple
dengan
diagonal 136 °. Beban intan yang
memberikan beban tarik sampai material
ditumbukkan
tersebut putus dan pada proses material di
ke
material
dirange
beban sampai 1176,8 N ( 120 Kg.f ) .
beri baban tarik awal sampai putus ,
Formula Vickers :
proses tersebut direcord pada mesin tersebut ( hasil record diplot dalam grafik
). Dari grafik
Dimana :
tersebut
dapat
dilihat
kuat tarik ( yield yield strength) strength) dan kemuluran P : Beban ( N )
(elongation ) elongation ) .
d1: Diagonal ( mm )
Besar
beban
dan
perpanjangan
tergantung dari dimensi test piece . piece . Beban Vickers cocok untuk mengukur kekerasan
dan pemuluran material masing – masing – masing masing
metal
mempunyai parameter yaitu engineering
Brinell
dan test
pengukuran
metodenya .
sama
Terlampir Vickers
dengan
hasil
pada
dari
Stress Stress dan engineering Strain Strain . Dengan
hasil
formula sebagai berikut
pengelasan WPS No. 003-WPS-ASMEMMF-2010 hasil Vickers Harness Test
Formula Engineering Formula Engineering Stress : Stress :
Dimana : σ
: Tegangan Tarik ( N/mm ² )
F
: Beban ( N )
Ao
: Ukuran Awal sebelum diberi beban
( mm² )
Pada test piece no.1 piece no.1 dengan ukuran Tebal ( T ) = 11.85 mm dan Lebar ( W ) 19.14 mm , dimana luas area ( A ) = T x W dan beban maksimum yang didapat pada saat ditarik sebesar 131 kN , maka tegangan tarik ( tensile stress stress ) material tersebut adalah : Dimana : P
: 131.000 N
A
: 11.85 mm x 19.14 mm = 226.81
mm² Maka : σ
= 131.000 N / 226.81 mm² = 577.6 N/ mm² = 577.6 MPa
Gambar Grafik Tensile Test No: No: 1
Pada test piece no.2 piece no.2 dengan ukuran Tebal ( T ) = 11.80 mm dan Lebar ( W ) 19.15 mm , dimana luas area ( A ) = T x W dan beban maksimum yang didapat pada saat ditarik sebesar 131 kN , maka tegangan tarik ( tensile stress stress ) material tersebut adalah : Dimana : P
: 131.000 N
A
: 11.80 mm x 19.15 mm = 225.97
mm² Maka : σ
= 131.000 N / 225.97 mm² = 577.6 N/ mm² = 579.7 MPa
dijinkan adalah 5% dari minimum tensile strength base metal . . Hasil dari pengujian test tarik pada pengelasan
diatas
,
material
putus
didaerah base metal dan dari hasil pengujian test taril 1 dan 2 diatas terhadap pengelasan dapat disimpulkan minimum tensile strength strength dari pengujian test tarik diatas adalah = 577.6 MPa . Gambar Grafik Tensile Test No: No: 2
4. Side Bend Test ( ( Test Tekuk ) .
Kriteria yang diizinkan atau Acceptance
Side bending test ( test bengkok )
Criteria pada Criteria pada uji tarik sesuai code ASME
bertujuan untuk melihat tahanan lentur
IX
suatu material yang dibengkokkan sampai
Part
QW.
153
dan
minimum
specification tensile di tensile di QW. 422 1. Diijinkan juga dengan ketentuan
180° . Pada bagian luar daerah bengkok yang mulur dapat ditemukan cacat atau
minimum kekuatan tarik tidak
kerapuhan
kurang dari minimum kekuatan
diterima ( Acceptance criteria criteria ) diatur di
tarik material induk .
ASME IX QW.163 dimana lasan dan
material
.
Kriteria
yang
2. Minimum kekuatan tarik dari dua
daerah HAZ pada transfersal/side weld
material yang berbeda , pada
bend harus masih utuh atau tidak adanya
pengelasan antara SA 516 Gr 70
cacat setelah dilakukan uji bengkok .
dengan SA 240 TP 316L kekuatan
Tidak boleh ada cacat retak atau crack
tarik yang paling rendah adalah
pada daerah lasan dan HAZ . Dari hasil
material SA 516 Gr 70 yaitu
pengujian side bend terhadap pengelasan
sebesar 528.1 Mpa .
WPS No. 003-WPS-ASME-MMF-2010
3. Jika spesimen putus diarea base
dapat disimpulkan hasil side hasil side bend test
metal dengan HAZ maka hasil
dapat diterima sesuai dengan code
tersebut diterima , dan apabila
karena tidak ada cacat yang timbul
kurang dari minimum strength
setelah material tersebut di uji bengkok
base metal , maka toleransi yang
1.
Kelompok
atau
penggolongan
material induk ( base metal ) atau Hasil pengujian Side Bend Test
dalam istilahnya P Number yang mengacu
pada ASME Section
IX
QW 420 – Carbon Steel SA 516 Gr 70 digolongkan dalam P.No. 1 dan Group No. 2 steel
sedangkan Stainless
SA 240 316 L digolongkan
dalam P.No. 8 dan Group No. 1 . 2.
Welding
Squence Squence
dan
sambungan
bentuk
( bevel ) dari
pengelasan
beda
material
antara
Carbon Steel SA 516 Gr 70 dengan Kesimpulan
SA240 316L harus sesuai dengan
Prosedure pengelasan ( WPS ) adalah
Procedure
prosedur / tata cara pengelasan yang
PQR )
menjelaskan langkah demi langkah apa
3.
Quailificatio
Melakukan
inspeksi
&
Record (
pengujian
yang harus dilakukan dan bagaimana
tanpa merusak atau Non Destructive
melakukan, yang hasil pengelasannya
Test ( NDT ) dan test merusak atau
sesuai dengan persyaratan code / standard
Destructive Test (DT). (DT).
, dalam hal ini mengacu pada ASME
Pengujian tanpa merusak ( NDT )
Section IX QW 420 dan QW 430 . Pada
a. Dye Penetran Test .
pengelasan dua material yang berbeda
b. Magnetic Particle Test .
secara karakteristik dan komposisi kimia ,
c. Ultrasonis Test .
seperti material carbon SA 516 Gr 70
d. Radiography Test .
dengan Stainless steel SA 240 316L , yang
harus
dijadikan
acuan
dalam
membuat procedure pengelasan tersebut sebagai berikut :
Pengujian
merusak
(
DT
)
/
Mechanical Test a. Macro Test Hasil dari pengujian Macro Test sebagai berikut :
Pengisian lasan sempurna , tidak
tensile strength dari base metal SA
terlihat adanya slag .
516 Gr 70 adalah = 528.1 Mpa .
Penetrasi pengelasan sempurna .
d. Tes bengkok ( Side Bend test ) )
Undercut tidak tidak ada .
Retak Lasan tidak ada .
diterima dengan pertimbangan karena
Gas terperangkap tidak ada .
visual
Hasil dari pengujian tes bengkok
pada
area
lasan
yang
dibengkok-kan tidak terdapat cacat b. Hardness Test
lasan seperti retak ( crack )
Hasil dari pengujian Hardness
atau
laminasi .
Test sebagai berikut :
Base metal SA 516 70 Gr 70 rata
Dari hasil pengujian diatas didapat data – data –
– rata = 158 HV dan base metal SA
data sebagai berikut :
240 316L rata – rata – rata rata = 192.6 HV.
1. Struktur Makro :
HAZ material SA 516 70 Gr 70
a. Fusion
: Baik
rata – rata – rata rata = 212.3 HV dan base metal
b. Penetration
: Baik
SA 240 316L rata – rata – rata rata = 192.6 HV.
c. Udara terjebak : Tidak ada
d. Undercut
Pada lasan base metal SA 516 70
: Tidak ada
Gr 70 dengan base metal SA 240
e. Crack
: Tidak ada
316L rata – rata – rata rata = 192 HV .
f. Slag
: Tidak ada
c. Tension Test . . ( Tes Tarik ) Hasil dari pengujian tes tarik ( Tension Test ) diterima / accepted dengan
acuan
sebagai
berikut
:
pengujian test tarik pada pengelasan material dengan WPS No. 003-WPSASME-MMF-2010
material
putus
didaerah base metal ( ( SA 516 Gr 70 )
2
Hardness Test : a. Base Metal SA 516 Gr 70 rata – rata 158 HV dan SUS 316L rata – rata – rata 177 HV. b. HAZ Material SA 516 Gr 70 rata – rata rata 212 HV dan SUS 316L rata – rata rata 192 HV.
dan minimum tensile strength strength dari
c. Weld Metal SA 516 Gr 70 dengan
pengujian test tarik diatas adalah =
SUS 316L rata – rata – rata rata 192 HV.
577.6
MPa
sedangkan
minimum
3. Tensile Test diterima karena tensile
DAFTAR PUSTAKA
stess yang terkecil adalah 579 N/mm². 4. Bend Test diterima karena visual pada
1) American
Society
Mechanical
Engineering Section II Part A ,
area bending tidak ada indikasi cacat
Ferrous
Material
material seperti crak atau patahan .
Edition 2004 . 2. American
Specification
Society
,
Mechanical
Engineering Section II Part C ,
Saran .
Pengelasan yang dilakukan harus
Specification
for
Welding
Rod
sesuai dengan welding prosedure ( WPS )
Electrodes , and Filler Metal , Edition
yang telah diuji atau dites dengan test
2004.
tidak
merusak
dan
test
merusak
(
3. American
Society
Mechanical
mechanical test ) . Pengelasan pada
Engineering VIII Division 1, Rules
material yang berbeda karakteristik dan
for Construction of Pressure Vessels ,
komposisi kimia
Edition 2004.
yang menjadi acuan
adalah pemilihan kawat las dan tehnik
4. American
Society
Mechanical
pengelasan berdasarkan pada code atau
Engineering
standart yang telah dibuat merujuk pada
Qualifications Standard for welding
fungsi dari equipment tersebut seperti
and Barzing Procedures, Welders,
pada pengelasan material SA 516 Gr 70
Brazers
dengan SA 240 316L untuk mengurangi /
Operators , Edition 2004
mencegah korosi pada lasan , maka di WPS harus mengutamakan pencegahan segi ketahanan korosi pada base metal dan
faktor
luar
seperti
fluida
atau
lingkungan sekitar yang bersifat asam . Maka yang kita pertahankan adalah dalam proses pengelasan jangan sampai sifat tahan korosi base metal SA 240 316L rusak pada waktu proses pengelasan .
,
Section
and
Welding
IX,
Brazing
