Pengelasan Di Bawah Air

Lab. Teknologi Mekanik

Welding

VI 2. Pembahasan Khusus

PENGELASAN DIBAWAH AIR

Teknologi pengelasan ( welding) sering sekali digunakan untuk memperbaiki kerusakan yang terjadi pada badan kapal, bangunan lepas pantai serta konstruksi lainnya yang terendam air. Pada pelaksanaannya, pengelasan di permukaan air masih merupakan prioritas utama sedangkan pengelasan di bawah air adalah alternatif lain yang dipilih bilamana tidak memungkinkan untuk dikerjakan di permukaan air. Ada beberapa keuntungan yang didapat dari teknik pengelasan ini, diantaranya adalah biaya yang relatif lebih murah dan persiapan yang dibutuhkan jauh lebih singkat dibanding dengan teknik yang lain, namun ada hal-hal lain yang mesti dipertimbangkan sebelum mengaplikasikannya. Selama masa operasinya, struktur lepas pantai akan membutuhkan beberapa intervensi bawah air untuk perawatan, perbaikan atau bahkan untuk sebuah perubahan pada material yang akan dikerjakan, seperti:

1.

Penguatan untuk resertifikasi struktur yang telah habis desain life-nya.

2.

Perbaikan karena kesalahan desain.

3.

Perbaikan karena kerusakan yang disebabkan oleh a. Kesalahan pada saat instalasi, b. Insiden, misalkan tertabrak kapal, badai, c. kejatuhan benda dari atas dek, dan sebagainya, d. keretakan pada sambungan karena keadaan lingkungan (ombak,

angin).

4. Penambahan struktur karena adanya perubahan operasi (pemasangan riser clamp, caisson , dan sebagainya)

5. Pemasangan anode.

Arby Manan D211 09 258


Welding

Untuk intervensi dari jenis-jenis tersebut, terdapat beberapa teknik umum yang digunakan

seperti:

1.

Grinding out cracks

2.

Clamps

3.

Grout filling

4.

Pengelasan hyperbaric

5.

Pengelasan bawah air

Terdapat beberapa pihak belum tertarik untuk menerapkan teknik pengelasan di bawah permukaan air. Hal ini terbukti bahwa hanya ada 50 kegiatan pengelasan bawah air untuk perbaikan struktur lepas pantai yang dipublikasikan selama 40 tahun terakhir, itu juga dengan sedikit informasi yang bersifat teknik. Pihak industri masih tertarik untuk memakai pengelasan hyperbaric atau pemasangan clamp meskipun butuh persiapan yang lebih rumit dan biaya yang bisa

dikeluarkan

oleh

seorang

welder

akan

sedkit

lebih

mahal.

A. Kendala pada Underwater Welding

Keengganan pihak industri untuk memakai teknik pengelasan bawah air ini bisa dimengerti

mengingat

hal-hal

berikut

:

1. Class, baik DNV atau LR belum menerima teknik ini untuk perbaikan yang sifatnya permanen. Terdapat weld defects yang hampir selalu menyertai ( porosity, lack of fusion, cracking ) yang memberatkan teknik pengelasan ini untuk tujuan-

tujuan perbaikan permanen. Pada perbaikan elemen yang dapat dikatakan kurang penting, class sudah bisa menerimanya sebagai permanen bersyarat yaitu bisa dianggap sebagai permanen asal dalam inspeksi mendatang tidak ditemukan penurunan

yang

signifikan

dari

kualitas

pengelasan.

2. Mengacu pada AWS D3.6:1999 yaitu Specification for underwater welding , hasil terbaik yang bisa diperoleh dari teknik ini adalah baru Class B. Hasil seperti ini hanya bisa diterima kalau tujuan pengelasan hanya untuk aplikasi yang kurang Arby Manan D211 09 258

Lab. Teknologi Mekanik penting/kritis

Welding dimana ductility yang

rendah, porosity yang

lebih

lebih

banyak, discontinuities yang relatif lebih banyak masih bisa diterima. Kalaupun pengelasan ini dipakai biasanya hanya diaplikasikan untuk tujuan-tujuan yang sifatnya ‘fit

for

purpose’ saja. 3. Tingginya resiko hydrogen cracking di area HAZ terutama untuk material yang mempunyai kadar karbon equivalent lebih tinggi dari 0.4%. Terutama di Laut Utara, struktur lepas pantainya biasa menggunakan material ini. 4. Berdasarkan pengalaman yang ada di industri, teknik pengelasan ini hanya dilakukan sampai kedalam yang tidak lebih dari 30 meter. 5. Kinerja proses shieldedmetal arc (SMA) dari elektroda ferritic memburuk dengan bertambahnya

kedalam.

Produsen

elektroda

komersial

juga

membatasai

penggunaannya sampai kedalaman 100 meter saja. 6. Sifat hasil pengelasan juga memburuk dengan bertambahnya kedalaman, teruatama sifat

material

yang

sering

terjadi

yaitu

sifat

ductility dan

toughness (charpy impact ).

7. Karena kontak langsung dengan air, maka air di sekitar area pengelasan menjadi mendidih dan terionisasi menjadi gas oksigen dan hidrogen. Sebagian gas ini melebur ke area HAZ tapi sebagian besar lainnya akan mengalir ke udara. Bila aliran ini tertahan, maka akan terjadi resiko ledakan yang biasanya membahayakan penyelam.

B. Pemecahan Masalah dari Underwater Welding

Meskipun ada beberapa kendala yang membuat pihak industri yang enggan untuk memakai teknik pengelasan ini, sebenarnya terdapat beberapa usaha perbaikan yang telah dilakukan, baik dalam teknik pengelasan maupun mutu elektrodanya, yaitu:

1. Hydrogen cracking dan hardness di area HAZ bisa diminimalisasi atau dihindari dengan penerapan teknik multiple temper bead (MTB). Konsep dari teknik ini adalah

dengan

mengontrol

rasio

panas

( heat

input )

diantara

lapisan-

lapisan bead pengelasan. Pengontrolan panas ini, ukuran bead pada lapisan Arby Manan D211 09 258


Welding

pengelasan pertama harus disesuaikan sehingga penetrasi minimum ke material bisa didapat. Begitu juga untuk lapisan yang kedua dan seterusnya. Terdapat tiga parameter yang mempengaruhi kualitas pengelasan dalam penerapan MTB ini, yaitu jarak antara temper bead , rentang waktu pengelasan, dan heat input .

2. Teknik buttering juga bisa digunakan terutama untuk material dengan CE lebih dari 0.4%. Elektroda butter yang digunakan bisa elektroda yang punya oxidizing agent atau elektroda thermit.

3. Pemakain elektroda dengan oxidizing agent . Agent ini akan menyerap kembali gas hidrogen atau oksigen yang terserap di HAZ. 4. Pemakaian thermit elektroda juga bisa digunakan. Elektroda jenis ini akan memproduksi panas yang tinggi dan pemberian material las ( weld metal) yang sedikit sehingga mengurangi kecepatan pendinginan dari hasil pengelasan oleh suhu di sekitarnya sehingga terjadi semacam proses post welding heat treatment . 5. Elektroda berbasis nikel bisa menahan hidrogen untuk ti dak berdifusi ke area HAZ. Sayangnya hardness di area HAZ masih tinggi dan kualitas pengelasan hanya baik untuk kedalaman yang bisa saja mencapai pada kedalaman 10 meter.

C. Metode Pengelasan pada Pengelasan Bawah Air

Metode perbaikan akan dibutuhkan seperti pengelasan bawah air ( underwater welding). Dua kategori utama pada teknik pengelasan di dalam air adalah

pengelasan basah ( Wet Underwater welding ) dan pengelasan kering ( Dry Underwater Welding ).

1. Pengelasan Basah (Wet Underwater Welding )

Dimana proses pengelasan ini berlangsung dalam keadaan basah dalam arti bahwa elektrode maupun benda berhubungan langsung dengan air. Applikasi pengelasan sampai kedalaman 150 m. Metode pengelasan memberikan hasil yang kurang memuaskan, disamping memerlukan welder yang memiliki keahlian menyelam yang tangguh dan memerlukan pakaian khusus untuk selam, gelembung Arby Manan D211 09 258

Lab. Teknologi Mekanik gas

yang

terjadi

Welding selama

proses

pengelasan

akan

sangat

mengganggu

pengamatan welder tersebut. Adapun proses pengelasan yang dipakai SMAW, FCAW dan MIG.

2.

Pengelasan Kering ( Dry Underwater Welding)

Metode pengelasan ini tidak berbeda dengan pengelasan pada udara terbuka. Hal ini dapat dilakukan dengan bantuan suatu peralatan yang bertekanan tinggi yang biasa disebut dengan Dry Hyperbaric Weld Chamber , dimana alat ini secara otomatis didesain kedap air seperti layak desain kapal selam. Applikasi pengelasan sampai kedalaman 150 m kebawah. Seorang welder /diver sebelum menjalankan tugas ini tidak boleh langsung terjun pada kedalaman yang dituju, tetapi harus menyesuaikan terlebih dahulu step by step tekanan yang terjadi pada kedalaman tertentu sampai dapat menyesuaikan tekanan yang terjadi pada kedalaman yang dituju, otomatis untuk pengelasan 1 joint bisa memakan waktu yang cukup lama.

Gambar pengelasan dibawah air



Welding Faktor-Faktor yang mempengaruhi Korosi

Ada beberapa faktor yang mempengaruhi suatu logam dapat terkorosi dan kecepatan laju korosi suatulogam. Sua logam yang sama belum tentu mengalami kasus korosi yang sama pula pada lingkungan yangberbeda. Begitu juga dua logam pada kondisi lingkungan yang sama tetapi jenis materialnya berbeda,belum tentu mengalami korosi yanga sama. Dari hal tersebut, maka dapat dikatakan bahwa terdapatdua faktor yang dapat mempengaruhi korosi suatu logam, yaitu faktor metalurgi dan faktor lingkungan. 1. Faktor Metalurgi Faktor metalurgi adalah pada material itu sendiri. Apakah suatu logam dapat tahan terhadap korosi,berapa kecepatan korosi yang dapat terjadi pada suatu kondisi, jenis korosi apa yang paling mudahterjadi, dan lingkungan apa yang dapat menyebabkan terkorosi, ditentukan dari faktor metalurgi tersebut.Yang termasuk dalam faktor metalurgi antara lain : a. Jenis logam dan paduannya, Pada lingkungan tertentu, suatu logam dapat tahan tehadap korosi. Sebagai contoh, aluminium dapat membentuk lapisan pasif pada lingkungan tanah dan air biasa, sedangkan Fe, Zn, dan beberapa logam lainnya dapat dengan mudah terkorosi. b. Morfologi dan homogenitas, Bila suatu paduan memiliki elemen paduan yang tidak homogen, maka paduan tersebut akan memiliki karakteristik ketahanan korosi yagn berbeda-beda pada tiap daerahnya. c. Perlakuan panas, Logam yang di-heat treatment akan mengalami perubahan struktur kristal atau perubahan fasa. Sebagai contoh perlakuan panas pada temperatur 500-800 0C terhadap baja tahan karat akan menyebabkan terbentuknya endapan krom karbida pada batas butir. Hal ini dapat menyebabkan terjadinya korosi intergranular pada baja tersebut. Selain itu, beberapa proses heat treatment menghasilkan tegangan sisa. Bila tegangan sisa tesebut tidak dihilangkan, maka dapat memicu tejadinya korosi retak tegang.



Welding

d. Sifat mampu fabrikasi dan pemesinan Merupakan suatu kemampuan material untuk menghasilkan sifat yang baik setelah proses fabrikasi dan pemesinan. Bila suatu logam setelah fabrikasi memiliki tegangan sisa atau endapan inklusi maka memudahkan terjadinya retak.

2. Faktor Lingkungan, Faktor-faktor lingkungan yang dapat mempengaruhi korosi antara lain: a. Komposisi kimia Ion-ion tertentu yang terlarut di dalam lingkungan dapat mengakibakan jenis korosi yang berbeda-beda. Misalkan antara air laut dan air tanah memiliki sifat korosif yang berbeda dimana air laut mengandung ion klor yang sangat reaktif mengakibatkan korosi. Gambar berikut menunjukkan pengaruh komposisi elemen paduan terhadap ketahan korosi terhadap paduan tembaga. b. Konsentrasi Konsentrasi dari elektrolit atau kandungan oksigen akan mempengaruhi kecepatan korosi yang terjadi. Pengaruh konsentrasi elektrolit terlihat pada laju korosi yang berbeda dari besi yang tercelup dalam H2SO4 encer atau pekat, dimana pada larutan encer, Fe akan mudah larut dibandingkan dalam H2SO4pekat. Pengaruh konsentrasi terhadap laju korosi dapat dilihat pada gambar berikut.Suatu logam yangberada pada lingkungan dengan kandungan O2 yang berbeda akan terbagi menjadi dua bagian yaitu katodik dan anodik. Daerah anodik terbentuk pada media dengan konsentrasi O2 yang rendah dan katodik terbentuk pada media dengan konsentrasi O2 yang tinggi. c. Temperatur Pada lingkungan temperatur tinggi, laju korosi yang terjadi lebih tinggi dibandingkan dengan temperatur rendah, karena pada temperatur tinggi kinetika reaksi kimia akan meningkat. Gambar berikut menunjukkan pengaruh temperatur terhadap laju korosi pada Fe. Semakin tinggi temperatur, maka laju korosi akan semakin meningkat, namun menurunkan kelarutan oksigen. Sehingga pada suatu sistem terbuka, diatas suhu 800C, laju korosi akan mengalami penurunan karena oksigenakan keluar Arby Manan D211 09 258


Welding

sedangkan pada suatu sistem tertutup, laju korosi akan terus menigkat karena adanya oksigen yang terlarut. d.

Gas, cair atau padat Kandungan kimia di medium cair, gas atau padat berbeda-beda. Misalkan pada gas, bila lingkungan mengandung gas asam, maka korosi akan mudah terjadi (contohnya pada pabrik pupuk). Kecepatan dan penanganan korosi ketiga medium tersebut juga dapat berbeda-beda. Untuk korosi di udara, proteksikatodik tidak dapat dilakukan, sedangkan pada medium cair dan padat memungkinkan untuk dilakukan proteksi katodik.

e. Kondisi biologis Mikroorganisme sepert bakteri dan jamur dapat menyebabkan terjadinya korosi mikrobial terutama sekali pada material yang terletak di tanah. Keberadaan mikroorganisme sangat mempengaruhi konsentrasi oksigen yang mempengaruhi kecepatan korosi pada suatu material.

Faktor-faktor metalurgi dan lingkungan harus dievaluasi secara integral. Dalam suatu industri, sering diterapkan beberapa jenis logam dalam suatu kondisi lingkungan, atau sebaliknya satu jenis logam berada dalam beberapa jenis kondisi lingkungan. Kondisi yang paling rumit adalah beberapa jenis logam berada pada beberapa jenis lingkungan.



Welding

Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Korosi 1. Oksigen, Oksigen berperan dalam proses korosi. Hal ini dapat dibuktikan dgn berkaratnya besi jika terjadi oksidasi pada logam. 2. Air dan kelembapan udara,Semakin besi tersebut terkena air, maka semakin cepat pula korosinya. Kelembapan udara juga sangat mempengaruhi dalam korosi. 3. Zat elektrolit, Zat-zat elektrolit terutama hujan asam dan garam dapat mempengaruhi korosi. 4. Permukaan logam, Apabila didekatkan (dilengketkan) dengan besi, maka dapat mempercepat korosi. Dan permukaan yang kasar relatif lebih mempercepat korosi. 5. Sel elektrokimia, Sel elektrokimia dapat terbentuk ketika dua atau lebih logam potensial elektrodanya berbeda bersentuhan satu sama lain.


Pengelasan Di Bawah Air

Recommend Documents