Oleh I Komang Ardo Awamasu Dosen Pembimbing : Ir. Rochman Rochiem, M.Sc.

Transkripsi

1 PENGARUH PWHT DAN NON PWHT DENGAN LAS GTAW TERHADAP SIFAT MEKANIK DAN STRUKTUR MIKRO PADA PIPA ASTM A106 GRADE B Oleh I Komang Ardo Awamasu Dosen Pembimbing : Ir. Rochman Rochiem, M.Sc. Jurusan Teknik Material dan Metalurgi Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya

2 BAB 1 Pendahuluan

3 LATAR BELAKANG Pipa Small bore PENGELSAN kompresor VIBRASI KEGAGALAN PADA LOGAM LAS

4 TUJUAN PWHT SIFAT MEKANIK DAN STRUKTUR MIKRO

5 BATASAN MASALAH Material bersifat homogen dan tidak ada kecacatan Selama proses pengelasan,faktor lingkungan diabaikan. Parameter-parameter las lain yang tidak diamati dianggap konstan. Kondisi mesin las, alat uji dan alat ukur terkalibrasi.

6 BAB 2 Tinjauan Pustaka

7 PENGELASAN Menurut DIN (Deutsche Industrie Norman) pengelasan adalah ikatan metalurgi pada sambungan logam atau logam paduan yang dilaksanakan dalam keadaan cair atau leleh. Dengan kata lain, las merupakan sambungan setempat dari beberapa batang logam dengan menggunakan energi panas. Mengelas bukan hanya memanaskan dua bagian benda sampai mencair dan menunggu sampai memebeku kembali, tetapi membuat lasan yang utuh dengan cara memberikan bahan tambah atau elektroda pada saat dipanaskan sehingga mempunyai kekuatan sesuai yang dikehendaki. Dalam pengelasan, ada beberapa bagian bahan yang mempunyai sifat kekuatan bahan akibat proses pengelasan, diantaranya adalah : Logam induk ( Base Metal ), HAZ ( Heat Affected Zone ) Logam las ( Weld metal)

8 Metode Pengelasan GTAW

9 Macam macam sambungan las

10 PWHT Bertujuan untuk menghilangkan tegangan sisa setelah proses pengelasan Parameter - parameter dalam PWHT yang perlu dijaga adalah: Heating rate Holding temperature Cooling Rate

11 BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN

12

13 Alat dan bahan ALAT: Welding Gauge s/n WHS-06 (general linear measurements up to 60 mm or 2 inches) Wipro Profesional Tools model X kapasitas 3m/10ft, width 16mm Lathe Machinemerk LEBLOND s/n Digital Clamp Meter Merk SANWA DCM400AD DC Welding Generator Miller Blue 600X s/n PKP WM O14 Peralatan Magnetic Particle Inspection Peralatan Radiography Radiography Film Viewer VIEW-LITE 0417 no.aset : Peralatan PWHT (Electric Furnace) Ultimate Tensile Testing Machine GOTECH GT-7001-LC50 dengan kapasitas 50 Ton HBRV Testing Machine

14 Mikroskop Optik dengan kapasitas sampai 1000 kali perbesaran Mesin SEM-EDX Mesin XRD Mesin Cutting Mesin Bor Gergaji besi Kikir Jangka Sorong dengan ketelitihan 0,1 mm merk MITUTOYO buatan Jepang Penggaris besi Kamera Peralatan Uji Metallography Mesin Polishing Mesin Grinding Gelas Beker Gelas Ukur Pipet Amplas/Kertas Gosok Grade 80 mesh hingga 2000 mesh Kain woll/bludru Pengering (Dryer)

15 Bahan : Pipe Wall ASTM A-106 Grade B (nominal pipe size ¾ dan 1 ) No. COMPOSITION (%) STANDART ASTM A106 GRADE B HASIL SPEKTROANALYZER PIPE WALL 3/4 " PIPE WALL 1 " KETERANG AN 1. CARBON max ,166 0,205 SESUAI 2. MANGANESE ,464 0,479 SESUAI 3. PHOSPHORUS max ,0118 0,013 SESUAI 4. SULFUR max ,0215 0,026 SESUAI 5. SILICON min ,228 0,282 SESUAI 6. CHROME max ,015 0,082 SESUAI 7. COPPER max ,0166 0,03 SESUAI 8. MOLYBDENUM max ,0018 0,037 SESUAI 9. NICKEL max < 0,0010 0,02 SESUAI 10. VANADIUM max < 0,0010 0,002 SESUAI

16 Carbon Equivalent Perhitungan pada pipe wall ASTM A-106 (1 inch) American Welding Society (AWS) CE = 0, , , ,003 CE = 0,359

17 Carbon equivalent (CE) Weldability Up to 0.35 Excellent Very good Good Fair Over 0.50 Poor

18 Bentuk Spesimen

19 Pengelasan GTAW Butt Weld Weld Layer (s) 1 Process Class Filler Metal Dia. Type Polarity Current Amp. Range Volt Range Travel Speed Range (mm/min.) Heat Input (kj/mm) GTAW ER70SG 2,4 DCEN V 0,9 73,33 Fillet Weld (1:1) Weld Layer (s) Process Class Filler Metal Current Volt Type Amp. Range Dia. Polarity Range Travel Speed Range (mm/min.) Heat Input (kj/mm) 1 GTAW ER70SG 2,4 DCEN V 0,9-1 73,33 Fillet Weld (1:2) Weld Layer (s) 1 Process Class Filler Metal Dia. Type Polarity Current Amp. Range Volt Range Travel Speed Range (mm/min.) Heat Input (kj/mm) GTAW ER70SG 2,4 DCEN V 0,8 73,33 2 GTAW ER70SG 2,4 DCEN V 0,8 73,33

20 Filler metal yang di gunakan adalah ER 70S-G (AWS A5.18)

21 PWHT ASME Code for Pressure Piping, B (Process Piping)

22 Bab 4 Analisa Data dan Pembahsan

23 Non Destructive Test Magnetic partikel Dilakukan pada fillet weld Tidak terdapat cacat pada Las Radiography Dilakukan pada butt weld Tidak terdapat cacat pada las

24

25

26 Pengujian Tarik Butt weld NON PWHT PWHT Hasil Uji Tarik TP-1A TP-1B TP-1C TP-2A TP-2B TP-2C Thickness (mm) 8,40 8,40 8,20 7,70 7,40 7,30 Width (mm) 19,00 19,00 18,60 16,60 18,90 17,60 Area (mm 2 ) 159,60 159,60 152,50 127,82 139,86 128,48 Yield 0,2% offset (kgf) ,07 16,98 13,87 - Yield Point (kgf) 20,72 20,74 21, Yield Strength (kgf/mm 2 ) 15,07 16,98 13,87 20,72 24,36 24,62 Max. Load (kgf) 3846,2 4321,5 4190,3 4154,8 4664,6 4523,5 UTS (kgf/mm 2 ) 24,10 27,08 27,47 32,51 33,35 35,21 Keuletan (%) 28,33 29,17 29,17 35,00 35,83 34,17 Character of Failure & Location Base Base Base Base Base Base

27

28 Fillet Weld 1:1 NON PWHT PWHT Hasil Uji Tarik TP-G-1 TP-G-2 TP-G-3 TP-G-4 TP-G-5 TP-G-6 Area (mm 2 ) 447,75 447,75 447,75 447,75 447,75 447,75 Yield 0,2% offset (kgf) 4500, , , , , ,00 Yield Strength (kgf/mm 2 ) 10,05 8,04 8,04 13,40 8,93 6,79 Max. Load (kgf) 10520, , , , , ,32 UTS (kgf/mm 2 ) 23,50 22,57 23,87 21,60 21,48 21,17 Keuletan (%) 58,97 58,64 53,33 60,63 59,96 61,62 Character of Failure & Location Base Base Base Base Base Base 1:2 NON PWHT PWHT Hasil Uji Tarik TP-G-9 TP-G-10 TP-G-11 TP-G-12 TP-G-13 Area (mm 2 ) 447,75 447,75 447,75 447,75 447,75 Yield 0,2% offset (kgf) Yield Strength (kgf/mm 2 ) 9,38 7,37 8,49 7,21 7,15 Max. Load (kgf) 10304, , ,77 UTS (kgf/mm 2 ) 23,01 23,00 22,04 20,42 21,44 Keuletan (%) 58,30 56,31 57,97 59,30 61,95 Character of Failure & Location Base Base Base Base Base

29

30 Hardness Butt Weld

31 Spesimen VHN Base Rata-rata VHN HAZ Rata-rata VHN Weld Rata-rata 1A 125,8 223,4 193,2 1B ,6 1C 123,8 227, A (PWHT) 126,4 221,8 182,2 2B (PWHT) 126,4 221,2 190,8 2C (PWHT) 125,4 223,8 194,4

32 Fillet Weld

33

34 Metallography Makro butt weld Non PWHT PWHT

35 LEBAR HAZ (mm) TEST PIECE PERLAKUAN RATA- KIRI KANAN RATA 1A NON PWHT B NON PWHT C NON PWHT A PWHT B PWHT 6-6 2C PWHT - 6 6

36 Makro Fillet Weld 1:1 PWHT Non PWHT 1:2 PWHT Non PWHT

37 VARIASI SPESIMEN LEBAR HAZ (mm) KAKI LAS PERLAKUAN KANAN KIRI ATAS KIRI BAWAH RATA-RATA 1:1 NON PWHT ,00 1:1 PWHT ,67 1:2 NON PWHT ,67 1:2 PWHT ,00

38 Mikro Butt Weld Base metal Non PWHT PWHT HAZ Non PWHT PWHT

39 Weld metal Non PWHT PWHT Fusion line

40 Mikro Fillet Weld Base metal Non PWHT PWHT HAZ Non PWHT PWHT

41 Weld metal Non PWHT PWHT Fusion line

42 Analisa XRD Non PWHT JCPDF # /ICSD #064999, JCPDF # /ICSD #064998, PWHT JCPDF # /ICSD #

43 Analisa Rietvield Non PWHT PWHT

44 SPESIEMN PERLAKUAN PARAMETER U e s(gpa) 1 PWHT ,027 7,65 2 NON PWHT ,

45 SEM-EDX menunjuk bentuk morfologi dan unsur apa saja yang terdapat dari hasil pengelasan dengan perlakuan PWHT maupun tanpa PWHT setiap daerah base metal, HAZ, weld metal. Tidak menunjukan juga tidak tadanya cacat pada pengelasan. unsur yang masih mendominasi adalah unsur Fe pada setiap spesimen. Pada spesimen 1 tanpa PWHT unsur Fe terdapat 82,35%(base metal), 82,61%(HAZ), 80%(weld metal) sedangkan spesimen 2 dengan PWHT unsur Fe terdapat 80,39%(base metal), 78,68%(HAZ), 75,74%(weld metal). hasil in hampir sama dengan hasil pengujian XRD sebelumnya dimana unsur Fe lebih dominan. Adapun unsur laen pengotor seperti oksigen kadarnya tertinggi terdapat pada daerah weld metal sebesar 4,47%(tanpa PWHT) dan 4,93%(PWHT) yang dapat menurunkan sifat material.

46 Spesimen 1 (non PWHT)

47

48 Spesimen 2 (PWHT)

49

50 BAB 5 Kesimpulan dan Saran

51 Kesimpulan Dari penelitian yang telah di lakukandapat di tarikbeberapakesimpulansebagaiberikut : Perlakuan Post Weald Heat Treatment pada penelitian ini menaikan nilai keuletan setiap jenis sambungan las karena turunnya tegangan sisa pada hasil pengelasan. Jenis sambungan las dan Perlakuan PWHT tidak memberikan pengaruh yang signifikan pada struktur mikro

52 Saran Melakukan kontrol siklus thermal pada saaat proses pengelasan Perlu dilakukan pemeriksaan lebih lanjut pengukuran adanya tegangan sisa pada material lasan menggunakan alat strain gauge Pengujian XRd dan SEM-EDX di lakukan pada semua spesimen uji

53 TERIMA KASIH