PWHT

PWHT (POS WELD HEAT TREATMENT) Tujuan PWHT : PWHT adalah bagian dari process heat treatment yang bertujuan untuk menghilangkan tegangan sisa yang terbentuk setelah proses weldingan selesai. Material terutama carbon steel akan mengalami perubahan struktur dan grain karena effect dari pemanasan d an pendinginan. Struktur yang tidak homogen ini menyimpan banyak tegangan sisa yang membuat material tersebut memiliki sifat yang lebih keras namun ketangguhannya lebih rendah.

Untuk mengembalikan kembali kepada sifat yang diinginkan terutama dalam ketangguhan maka struktur yang berubah tadi dikembalikan lagi ke struktur semula melalui pemanasan pada waktu tertentu dan dalam jangka waktu tertentu pula. Tergantung dari jenis material dan ketebalan material. PWHT menurut AWS D1.1. Dalam AWS D1.1 paragraph 3.14 Postweld Heat treatment dijelaskanbahwa PWHT dapat dilakukan dengan pesyaratan sebagai berikut : 1. Material yang di PWHT memiliki SMYS tidak melebihi 50 Ksi (345 MPa) 2. Material yang di PWHT bukan material Quench Tempered, Quenching and self Tempering (QST), bukan material TMCP 3. Material yang kan di PWHT tidak mensyaratkan impact test pada Base Metal, HAZ atau weld metal. 4. Adanya data pendukung kalau material yang di PWHT memiliki strength dan ductility yang cukup. 5. PWHT harus di proceed sesuai dengan para 5.8 PWHT menurut ASME B31.I. 1. Aturan PWHT terdapat pada paragraph 331 hal 67 ASME B31.3 masalah Heat treatment. Disebutkan parameter PWHT merujuk kepada table 331.1.1 dimana PWHT di tentukan oleh grouping material dan thickness dari material masing masing. 2. PWHT yang dilakukan harus tertulis secara khusus dalam WPS yang akan di gunakan. PWHT menjadi factor essential dalam pembuatan WPS berdasarkan ASME IX. 3. Engineering Engineer ing design harus melakukan penagkajian khusus masalah heat treatmen dimana quality weldment memenuhi dari requiremen requirementt code 4. Heat treatment untuk material yang dibending atau forming sesuai para 332.4 Yang harus diperhatikan dalam PWHT : Proses PWHT dapat dilakukan dengan dua cara yaitu memasukkan benda uji kedalam dapur dapur atau melakukan pemanasan setempat localized didekat daerah weldingan saja. Methode mana yang akan dilakukan lebih bersifat kepada pertimbangan ekonomis saja. Parameter parameter dalam PWHT yang perlu dijaga adalah : 1. Heating rate . 2. Holding temperature 3. Cooling Rate Persiapan sebelum PWHT :

Dalam melakukan PWHT banyak hal yang harus diperhatikan agar tujuan dari PWHT ini dapat tercapai. Faktor factor penting yang harus diperhatikan diantaranya : Expansion area. :Karena proses panas akan mengakibatkan terjadinya 1. pemuaian dan expansi material maka harus di perhatikan bahwa saat stress relieve material tersebut tidak mengalami restraint. 2. Insulasi : Saat element sudah terpasang dengan benar maka area disekitar (adjacent) element harus ditutup dengan kowool atau ceramic fiber untuk menjaga kestabilan suhu. Cleaning Material : Material harus bersih dari segala grease , oil. 3. 4. SUpport material : Proses pemanasan akan mengakibatkan terjadinya pelunakan material. Dengan adanya gaya gravitasi maka material yang akan di PWHT harus diberikan support sehingga tidak terjadi distorsion Record PWHT :

Semua kegiatan PWHT harus dilakukan pencatatan terhadap parameter parameter dan element lainnya yang dianggap essential sesuai kesepakatan dan eq code antara fabricator dan owner. Secara garis besar f actor factor penting yang harus di catat dalam report PWHT adalah : 1. Identitas dari Material (tracebility, Spool No , or etc) 2. Waktu diakukan PWHT 3. Temperatur record dalam bentuk dot grafik atau sejenisnya. 4. Personel PWHT.

Mengenal Proses PWHT (Post Weld Heat Treatment)

MENGENAL PROSES PWHT (Post Weld Heat Treatment) Dalam dunia fabrikasi proses pengelasan merupakan hal yang paling sering digunakan untuk menyambung material. Pada proses pengelasan terjadi pencairan material dan pendinginan subsequent yang menimbulkan tegangan sisa ( residual stress) pada weld zone dan heat affected zone (HAZ) dimana akan menjadi masalah terjadinya Crack pada area las. PWHT dilakukan dengan tujuan untuk mengurangi besarnya tegangan sisa yang terjadi akibat proses pengelasan. proses ini dilakukan wajib pada proyek - proyek Oil & Gas, Petrochemical, Power Plant, dll. Dengan merujuk pada suatu standard code design atau code construction yang berlaku internasional, seperti ASME Section VIII

untuk fabrikasi tanki, pressure vessel dan ASME B 31.3 untuk pipa pada Piping Process. Proses PWHT untuk yang dikerjakan di site disebut Lokal PWHT karena mesin PWHT dibawa ke lokasi proyek. Pada prinsipnya proses heat treatment untuk PWHT sering dinamakan Stress Relieving, dimana weld zone & HAZ dipanaskan sampai suhu sekitar 575 C - 625 C atau dibawah suhu transformasi 723 C untuk material Carbon Steel, dan dilakukan penahanan (holding time) pada suhu +/- 25 dari 600 C selama 1 jam (tergantung prosedur yang telah ditentukan) Langkah-langkah proses Local - Modification:

PWHT pada

Pipe Spool untuk Well Head Platform B

1.Pemasangan Heater :

2.Dilindungi oleh Blanket Wool (Ceramic Fiber)

3.Me sin P WHT

& Chart Record

Setelah proses holding time maka suhu diturunkan sampai 200 C - 300 C dan power mesin dimatikan, lalu blanket dibuka untuk proses pendinginan. setelah dingin dilakukan Hardness Test untuk melihat kekerasan dan acceptance criteria maksimum 248 HV. 4.Hardness Test

Parameter parameter dalam PWHT yang perlu dijaga adalah : 1. Heating rate . 2. Holding temperature 3. Cooling Rate Persiapan sebelum PWHT : Dalam melakukan PWHT banyak hal yang harus diperhatikan agar tujuan dari PWHT ini dapat tercapai. Faktor penting yang harus diperhatikan diantaranya : 1. Expansion area. :Karena proses panas akan mengakibatkan terjadinya pemuaian dan expansi material maka harus di perhatikan bahwa saat stress relieve material tersebut tidak mengalami restraint. 2. Insulasi : Saat element sudah terpasang dengan benar maka area disekitar (adjacent) element harus

ditutup dengan wool atau ceramic fiber untuk menjaga kestabilan suhu. 3. Cleaning Material : Material harus bersih dari segala grease, oil. 4. Support material : Proses pemanasan akan mengakibatkan terjadinya pelunakan material. Dengan adanya gaya gravitasi maka material yang akan di PWHT harus diberikan support sehingga tidak terjadi distorsion Record PWHT : Semua kegiatan PWHT harus dilakukan pencatatan terhadap parameter parameter dan element lainnya yang dianggap essential sesuai kesepakatan dan eq code antara fabricator dan owner. Secara garis besar f aktor penting yang harus di catat dalam reportPWHT adalah : 1. Identitas dari Material (tracebility, Spool No, or etc) 2. Waktu diakukan PWHT .

Metodologi dan Prinsip PWHT Sumber: http://bangkitwidayat.wordpress.com/ Post Weld Heat Treatment (PWHT) dapat mengurangi residual stress yang terbentuk selama proses pengelasan. PWHT juga bias mengembalikan macro structure dari baja. PWHT wajib untuk dilaksanakan untuk pressure vessel yang bertekanan tinggi, constructor harus mengikuti ketentuan PWHT untuk menghindari terjadinya kegagalan. 1. Mengapa Kita Memerlukan PWHT? Pengelasan adalah salah satu proses kritis dalam pembuatan pressure vessel seperti boiler dari power plant. Suhu lebur pada weld pool (area lasan) selama proses pengelasan sekitar 2000°C. Panas yang timbul meningkat dengan cepat dan tiba-tiba. Ketika jalur lasan lebur yang kecil ini mendingin maka akan terjadi penyusutan akibatnya akan terjadi thermal stress yang terjebak di dalam logam. Hal ini juga merubah macrostructure. Hal ini diakibatkan oleh: 

Sebagian besar logam yang tidak terkena proses pengelasan berada pada ambient temperature.



Suhu antar layer lasan yang berbeda menyebabkan terjadinya thermal gradient tiap layer.



Perbedaan suhu antara logam lasan dengan daerah yang terpengaruh panas (Heat Affected Zone) juga menyebabkan thermal gradient.



Pendinginan secara tiba-tiba dan perubahan phase terjadi di dalam macrostructure dan tidak sama dengan macrostructure logam original, sehingga menyebabkan terjadinya perubahan sifat logam menjadi lebih lemah dan getas. Residual stress dan macrostructure yang berubah tersebut akan bergabung dengan operating stress (operating pressure) sehingga bias menimbulkan kegagalan fatal pada pressure vessel. PWHT dapat meenghilangkan efek tersebut dengan cara heating, soaking, dan cooling pada area lasan. Pemanasan dilakukan sampai dibawah temperature Ac1 (first transformation temperature), sehingga macrostructure-nya akan berubah ke bentuk aslinya dan menghilangkan residual stress. Di sisi lain preheat juga dapat menurunkan cooling rate sehingga tidak terjadi pendinginan yang terlalu cepat setelah proses pengelasan. 2. Faktor yang harus diperhatikan Beberapa factor yang berkontribusi terhadap perubahan stress dan macrostructure adalah: 

Ketebalan lasan. Logam yang lebih tebal akan meningkatkan thermal gradient dan menghasilkan residual stress.



Material yang berbeda (terutama muai panasnya). Proses pengelasan antara dua material yang berbeda grade akan menghasilkan perbedaan macrostructure antara base metal dengan weld joint. 

Ketepatan dan kecermatan dalam mengontrol cooling rate selama proses pengelasan. Pendinginan yang tiba-tiba dapat mengakibatkan perubahan macrostructure pada feritic steel. 

Perbedaan geometri bagian yang akan dilas dapat menyebabkan thermal gradient dan mengakibatkan residual stress.



Penetrasi hydrogen selama pengelasan dapat memicu terjadinya stress corrosion cracking. Hidrogen akan berdisfusi keluar dari lasan selama proses

PWHT. 

 Area lasan dan HAZ mempunyai hardness yang lebih tinggi dari pada base metal sehingga bagian tersebut lebih getas. PWHT dapat mengon trol hardness sampai pada level yang diinginkan. PWHT merupakan proses pemanasan logam sampai di bawah first transformation point (Ac1), menahannya (soaking) sampai waktu yang cukup dan mendinginkannya pada cooling rate yang dikontrol. Temperatur soaking dan holding time PWHT tergantung pada jenis alloy dan tebalnya. Bervariasi antara 595 sampai 775°C. Biasanya holding time dari alloy steel adalah 1 jam/inchi.

Gambar 1. Contoh chart PWHT

Mengingat pentingnya dan safety terhadap pressure vessel, maka parameter PWHT dapat dilihat pada ASME Boiler and Pressure Vessel code Section VIII-1 sub section UW 40, UCS 56,UHA 32, UHT 56, UNF 56 dan UCL 34 untuk berbagai jenis alloy. Syarat dan ketentuan PWHT dapat dilihat pada ASME Code. 3. Metode Pelaksanaan PWHT Beberapa metode PWHT yang biasa digunakan: 

Gas firing pada stationary furnace. Ini merupakan metode yang biasa digunakan manufacturer, lebih ekonomis apabila memiliki permanent furnace dan gas supply system. 

Gas firing atau electrical heating pada temporary furnace. Untuk menghindari cost dalam mengirimkan produk dari lokasi fabrikasi ke plant.



PWHT lokal.



Metode yang banyak dipakai adalah memanaskan dengan electrical resistance heating. Ceramic beaded heating coil dililitkan disekitar area lasan. Temperature gradient dikontrol oleh arus listrik. 

Metode lain yang popular adalah induction heating, meskipun cost dari metode ini cukup mahal. Proses ini merupakan proses yang paling bersahabat terhadap welder. Tidak seperti pada resistance heating, pada induction heating pipa akan ikut menjadi panas sehingga temperature gradient seragam. 

Internal gas firing. Vessel, column, spherical tanks, sour tanks, dan lain-lain yang berukuran besar di-heat treatment dengan metode ini. Metode ini membutuhkan perlatan khusus dan operator yang berkemampuan khusus dan prosesnya lebih rumit. Thermal expansion dari vessel harus diperhitungkan apabila kita menggunakan proses PWHT ini.

Gambar 2. Electric resistance PWHT

Gambar 3. Internal firing PWHT

Gambar 4. Fixed furnace PWHT

Gambar 5. PWHT lokal Minimal thermocouple harus dipasang pada permukaan vessel selama PWHT, tetapi untuk vessel-vessel tebal alangkah baiknya apabila dipasang juga thermocouple pada sisi dalam vessel mengingat adanya differential temperature antara bagian luar dengan bagian dalam. Pelaksanaan parameter dan prosedur PWHT dengan benar akan menghindarkan failure selama operasi