MODUL PRAKTEK KUALIFIKASI LAS. Penyusun: Mohammad Thoriq Wahyudi, ST.,MM Hendri Budi Kurniyanto, S.ST.,MT Moh. Syaiful Amri S.ST.

Transkripsi

1 MODUL PRAKTEK KUALIFIKASI LAS Penyusun: Mohammad Thoriq Wahyudi, ST.,MM Hendri Budi Kurniyanto, S.ST.,MT Moh. Syaiful Amri S.ST.,MT JURUSAN TEKNIK BANGUNAN KAPAL PROGRAM STUDI TEKNIK PENGELASAN POLITEKNIK PERKAPALAN NEGERI SURABAYA 2015

2 HALAMAN PENGESAHAN 1. Identitas Buku Ajar Teori Pendukung a. Judul Materi Pembelajaran :Pengembangan Media Pembelajaran Praktek Kualifikasi Las b. Matakuliah/Semester :Praktek Kualifikasi Las c. SKS (T/P)/Jam (T/P) :5 (T) / 10 (T) d. Program Studi :Teknik Pengelasan e. Kode Matakuliah : A 2. Penulis a. Nama :Mohammad Thoriq Wahyudi, ST.,MM b. NIDN : c. Jabatan Fungsional :Lektor d. Jabatan Struktural :Kepala Laboratorium Uji Bahan e. Program Studi :Teknik Pengelasan f. Alamat Institusi :Politeknik Perkapalan Negeri Surabaya Jalan Teknik Kimia, ITS Sukolilo Surabaya g. Telpon/ Faks/ Surabaya, 24 November 2015 Mengetahui, Ketua Program Studi, Penulis, Aang Wahidin, ST.,MT Mohammad Thoriq Wahyudi, ST.,MM Menyetujui, Direktur Politeknik Perkapalan Negeri Surabaya Ir. Eko Julianto, M.Sc.,MRINA i

3 KATA PENGANTAR Puji syukur kehadirat Allah SWT atas segala rahmat dan hidayah-nya, atas sesesainya penyusunan modul ajar praktek kualifikasi las ini. Tujuan dari penyusunan modul ini adalah sebagai pengangan mahasiswa dalam mengikuti pembelajaran mata kulaih praktek kualifikasi las, engingat salah satu kopetensi utama dari lulusan program D4 Teknik Pengelasan yaitu mahasiswa mampu mendesain atau merencanakan dan mengkualifikasi WPS yang diperlukan untuk membuat suatu produk las dengan mengacu pada berbagai standard seperti ASME, AWS API dll, oleh karena itu penting bagi mahasiswa untuk memiliki sebuah bahan ajar yang praktis dan mudah dipahami. Modul ajar ini disusun dengan mengacu pada code ASME Section IX tentang Welding and Brazing Qualification dan code AWS D1.1 tentang Structural Welding- Steel dan API 1104 tentang Welding of Pipelines and Related Facilities. Penyusun mengucapkan terima kasih kepada rekan-rekan yang telah membantu dalam menyelesaikan modul praktek kulaifikasi las ini. kami menyadari masih banyak kekurangan dalam penyusunan modul ini sehingga saran dan masukan yang konstruktif sangat kami harapkan. Semoga modul ini dapat bermanfaat bagi pembaca dan mahasiswa D4 Teknik Pengelasan khususnya. Surabaya, 24 November 2015 Penyusun ii

4 DAFTAR ISI HALAMAN PENGESAHAN... i KATA PENGANTAR... ii DAFTAR ISI... iii BAB 1 PERSYARATAN UMUM Ruang Lingkup Tanggung Jawab Pengelasan Record Jenis-jenis dan Tujuan Pengujian Uji mekanik Kriteria Kelulusan Uji Tarik (ASME IX) Kriteria Kelulusan Uji Tarik (API 1104) Kriteria Kelulusan Uji Tarik (AWS D1.1) Kriteria Kelulusan Uji Bending (ASME) Kriteria Kelulusan Uji Bending (API 1104) Kriteria Kelulusan Uji Bending (AWS D1.1) Uji Ketangguhan Kriteria Kelulusan Uji Ketangguhan Uji Las Fillet Uji Makro Kriteria kelulusan uji makro berdasarkan ASME Kriteria kelulusan uji nick break berdasarkan API Kriteria kelulusan uji makro berdasarkan AWS D Uji Non Destruvtive Test (NDT) NDT Berdasarkan ASME IX dan API Berdasarkan AWS D BAB 2 KUALIFIKASI PROSEDUR LAS Welding Procedure Specification (WPS) Procedur Qualification Record (PQR) Variabel WPS Variabel WPS berdasarkan ASME Section IX Variabel WPS berdasarkan AWS D Batasan Kualifikasi (Range Qualification) iii

5 2.4.1 Batasan kualifikasi berdasarkan ASME Section IX Batasan kualifikasi berdasarkan AWS D Pengujian Kupon Test Pengujian WPS berdasarkan ASME Section IX Las fillet Las alur pelat Las alur pipa Pengujian WPS berdasarkan AWS D Las alur pelat Pengujian WPS berdasarkan API Dimensi Spesimen Uji Mekanik Spesimen uji mekanik berdasarkan ASME Uji tarik Uji bending Spesimen uji mekanik berdasarkan AWS D Uji tarik Uji bending Uji impak (CVN Test) Spesimen uji mekanik berdasarkan API Uji tarik Uji nick break Uji bending LAMPIRAN LAMPIRAN LAMPIRAN LAMPIRAN LAMPIRAN LAMPIRAN LAMPIRAN DAFTAR PUSTAKA iv

6 BAB 1 PERSYARATAN UMUM Tujuan dari Welding Procedure Spesification (WPS) dan Procedure Qualification Record (PQR) adalah untuk menentukan rakitan las yang diusulkan untuk suatu kontruksi mampu memiliki sifat sifat yang diperlukan untuk tujuan pemakaian yang telah ditetapkan. Pengujian kualifikasi prosedur adalah untuk menentukan sifat sambungan las, bukan untuk menentukan keterampilan personel yang melaksanakan pengelasan. Secara ringkas WPS mencantumkan variabel-variabel esensial dan nonesensial dan range kualifikasi yang dapat diterima dari variabel-variabel dalam WPS WPS yang tertulis dan dikualifikasi harus sesuai dengan standart yang digunakan seperti standart kualifikasi las yang mengacu kepada ASME Sect. IX tahun 2013 untuk kualifikasi prosedur las, standart bejana tekan, standart ketel uap, sistem perpipaan bertekanan dan tangki timbun, serta AWS D1.1 tahun Ruang Lingkup Standard ini meliputi aturan-aturan yang berlaku untuk penyiapan WPS dan pengkualifikasian prosedur lasuntuk berbagai macam proses las manual maupun otomatis yang diizinkan oleh standart konstruksi. 1.2 Tanggung Jawab Pengelasan Setiap pemanufaktur atau kontraktor bertnanggungjawab untuk pengelasan yang dilakukan oleh perusahaannya dan harus melaksanakan pengujian yang disyaratkan standard untuk mengkualifikasi prosedur las Record Setiap pemanufaktur atau kontraktor bertanggungjawab untuk menyimpan rekaman hasil uji dari kualifikasi prosedur las. Rekaman ini harus dijamin kebenarannya oleh pemanufaktur atau kontraktor dan harus siap untuk diperiksa oleh Inspektur yang berwenang. 1

7 1.3 Jenis-jenis dan Tujuan Pengujian Uji mekanik : Pengujian mekanik yang digunakan pada kualifikasi prosedur las adalah sebagai berikut - Uji tarik : digunakan untuk menentukan kuat tarik dari sambungan lasan` - Uji bending : digunakan untuk menentukan tingkat kemuluasan dari sambungan lasan - Uji ketangguhan : digunakan untuk menentukan sifat ketangguhan dari sambungan lasan Kriteria Kelulusan Uji Tarik (ASME IX) Untuk dinyatakan lulus uji tarik, kuat tarik specimen harus tidak kurang dari : Kuat tarik minimum yang ditetapkan dari logam dasar Kuat tarik minimum yang ditetapkan dari logam dasar yang terlemah, apabila logam dasar terdiri dari dua logam dasar yang berlainan kuat tarik minimumnya Kuat tarik minimum dari logam lasan, apabila standart yang digunakan menetukan penggunaan logam lasan dengan kuat tarik yang lebih rendah daripada logam dasar pada suhu ruang Bila specimen putus pada logam dasar diluar lasn atau diluar garis fusi las, tes dinyatakan lulus dengan syarat kuat tarik minimum 5 % lebih rendah dari kuat tarik minimum yang ditetapkan untuk logam dasar Kriteria Kelulusan Uji Tarik (API 1104) Kuat tarik dari las termasuk zona fusi pada setiap spesimen harus lebih besar atau sama dengan kuat tarik minimum dari material pipa dan tidak harus lebih besar atau sama dengan kuat tarik aktual dari material. Jika spesimen patah diluar las dan zona fusi (patah di base metal) dan kuat tariknya sama atau lebih besar dari kuat tarik minimum spesifikasi dari material maka harus di acc Jika spesimen patah dibawah spesifikasi kuat tarik minimal dari base material maka las-lasan harus disisihkan dan dan membuat test weld baru. 2

8 Kriteria Kelulusan Uji Tarik (AWS D1.1) Kuat tarik harus tidak boleh kurang dari spesifikasi kuat tarik minimum dari logam dasar yang digunakan Kriteria Kelulusan Uji Bending (ASME) Lasan dan HAZ dari specimen tes bending melintang setelah di tes harus seluruhnya berada pada bagian bendingan specimen tes. Pada lasan atau HAZ, setelah dibending tidak boleh terdapat cacat-cacat terbuka yang melebihi 3 mm, di ukur kesegala arah pada permukaan bendingan luar dari specimen tes. Retakan-retakan yang terjadi pada pojok specimen sewaktu pengetesan diperkenankan, kecuali apabila retakan-retakan tersebut disebabkan oleh inklusi terak atau cacat lain didalam material. Pada cladding pelapis lasan tahan korosi, tidak boleh terdapat cacat terbuka melebihi 1,5 mm pada claddingnya dan tidak boleh terdapat cacat terbuka melebihi 3 mm pada batas fusi, diukur ke segala arah Kriteria Kelulusan Uji Bending (API 1104) Uji bending acceptable apabila tidak ada retak atau diskontinyuitas lain yang ukurannya melebihi 3 mm atau setengah dari tebal nominal mana yang lebih kecil pada daerah las dan HAZ. Retakan yang berasal dari radius terluar pada tepi spesimen yang memiliki ukuran kurang dari 6 mm diabaikan kecuali disebabkan oleh adanya imperfection Kriteria Kelulusan Uji Bending (AWS D1.1) Permukaan cembung dari spesimen uji bending harus diuji visual dari adanya diskontinyuitas permukaan. Untuk kelulusan maka permukaan spesimen tidak boleh ada diskontinyutas yang melebihi: 3mm diukur dari segala arah pada permukaan 10 mm maksimal Jumlah dimensi terbesar diskontiyuitas yang ukurannya >1 sd 3 mm 6 mm maksimal dari retakan di pojok spesimen yang tidak disebabkan oleh slag dan IF 3

9 Uji Ketangguhan Di dalam standard ASME IX uji ketangguhan charpy (takik V) dilakukan apabila disyaratkan, prosedur pengujian dan peralatannya harus sesuai dengan persyaratan ASME Boiler and Pressure Vessel code Section II SA Kriteria Kelulusan Uji Ketangguhan Kriteria lulus harus sesuai dengan standart kosturksi lain yang menentukan persyaratan tes ketangguhan. Kriteria kelulusan uji impak berdasarkan AWS D1.1 dapat dilihat pada Tabel Uji Las Fillet Spesimen Untuk Kualifikasi Prosedur Dimensi dan penyiapan specimen tes lasan fillet disyaratkan pada QW-202 harus sesuai dengan persyaratan QW (a).pada specimen tes tidak boleh terdapat retakan-retakan yang terlihat. Specimen tes dipotong melintang untuk memperoleh lima buah potongan masingmasing sepanjang kira-kira 50 mm. Selain terdiri dari pelat dan pelat, specimen tes las fillet dapat juga terdiri dari pelat dan pipa, atau pipa dan pipa,asal persyaratan dimensi pada QW (a) dan QW (d) dipenuhi.specimen tes ini harus dipotong melintang untuk memperoleh 4 buah potongan yang sama.kriteria yang digunakan untuk mengevaluasi specimen-specimen ini harus sama dengan kriteria yang digunakan untuk mengevaluasi specimen pelat dengan pelat. Uji las fillet berdasarkan API 1104 mempersyaratkan uji nick break spesimen harus dipotong sedikitnya 4 spesimen dari kupon tes. API 1104 tidak mempersyaratkan adanya pengujian makro etsa Uji Makro Satu permukaan dari masing-masing potongan melintang harus dihaluskan, dipoles dan dietsa dengan lerutan etsa yang cocok ( lihat QW- 470) untuk menunjukkan batas logam lasan dan HAZ dengan jelas. 4

10 Kriteria kelulusan uji makro berdasarkan ASME Hasil pemeriksaan visual dari penampang lasan dan HAZ harus menunjukkan fusi las yang sempurna dan bebas reatakan. Perbedaan panjang kaki-kaki lasan fillet tidak boleh lebih dari 3 mm Kriteria kelulusan uji nick break berdasarkan API 1104 Permukaan setiap spesimen harus menunjukkan: complete penetration dan complete fusion ukuran maksimum porositi 1,6 mm, area total porositi harus < 2% dari surface area lebar slag inclusion tidak lebih dari 0,8 mm dan panjang maksimum 3 mm atau setengah dari tebal nominal mana yang lebih kecil Kriteria kelulusan uji makro berdasarkan AWS D1.1 Spesimen uji ketika diinspeksi visual harus memenuhi persyaratan berikut ini: Untuk las alur PJP actual weld size harus specified weld size Las fillet harus fusi pada akar las Ukuran leg minimum harus sesuai dengan specified fillet weld size Las alur PJP dan las fillet tidak boleh ada cracks, antar layer atau antara layer dan base metal fusi secara sempurna dan tidak ada undercut melebihi 1 mm Uji Non Destruvtive Test (NDT) NDT Berdasarkan ASME IX dan API 1104 Uji tidak merusak pada kualifikasi WPS tidak disyaratkan lain halnya dengan kulaifikasi juru las atau operator las. Uji tidak merusak seperti seperti uji radiografi dan ultrasonik dapat dilakukan sebagai pengganti dari uji mekanik di dalam kualifikasi juru las atau operator las Berdasarkan AWS D1.1 Uji tidak merusak seperti uji radiografi atau uji ultrasonik pada kualifikasi WPS wajib dilakukan sebelum melakukan uji mekanik pada plate, pipa atau tube (Clause AWS D ). Pengujian radiografi dan ultrasonik harus dilakukan dengan mengacu pada Caluse 6 Part E atau F AWS D1.1. untuk tubular harus diuji mengacu pada Clause 6 Part C AWS D1.1. 5

11 Prosedur Uji Radiografi berdasarkan AWS D1.1 Clause 6 Part E Persyaratan yang disebutkan pada bagian ini khususnyauntuk pengujian radiografi pada las alur sambungan tumpul (butt joint) pada pelat kanal U, beam dan bar dengan menggunakan sumber X-Ray atau Gamma Ray. a) Sumber Radiasi (Source) Sumber radiasi yang diijinkan untuk digunakan dalam uji radiografi adalah mesin X- Ray dengan kapasitas maksimum 600 kv dan iridium 192. Cobalt 60 hanya bisa digunakan apabila ketebalan yang akan di uji melebihi 65 mm. Sumber radiasi lain bisa digunakan atas persetujuan Engineer. b) Teknik 1. Geometric Unsharpness Batasan dari geometric unsharpness mengacu pada ASME Section V Article 2 2. Source to Subject Distance Jarak sumber radiasi ke benda uji tidak boleh kurang dari panjang total film, batasan ini tidak berlaku untuk teknik exposure panoramik. Jarak sumber radiasi ke objek juga tidak boleh kurang dari 7 x tebal las plus reinforcement dan backing jika ada 3. Panjang Film Panjang film harus mencukupi dan harus diletakkan 12 mm dari tepi las 4. Overlap Film Las dengan panjang lebih dari 350 mm bisa di radiografi dengan cara overlap 5. Backscatter Untuk melihat adanya radiasi backscatter, maka simbol B yang terbuat dari Pb dengan tinggi 12 mm dan tebal 2 mm wajib diletakkan dibelakang pada setiap kaset film. Jika huruf B muncul pada film radiografi maka film resoot. c) Pemilihan IQI dan Peletakan IQI harus dipilih dan diletakkan pada las-lasan pada area of interest, tebal backing tidak diperhitungkan dalam pemilihan IQI 6

12 Tabel 1.1 Ukuran wire IQI Tabel 1.2 Persyaratan esensial wire IQI berdasarkan ketebalan 7

13 Tabel 1.3 Ketentuan jumlah IQI Gambar 1.1 Jumlah dan peletakan IQI untuk pelat sama ketebalan dan panjang las 250 mm 8

14 Gambar 1.2 Jumlah dan peletakan IQI untuk pelat sama ketebalan dan panjang las < 250 mm Gambar 1.3 Jumlah dan peletakan IQI untuk pelat beda ketebalan dan panjang las 250 mm 9

15 Gambar 1.4 Jumlah dan peletakan IQI untuk pelat beda ketebalan dan panjang las < 250 mm d) Kualitas Film Radiografi Semua film radiografi harus bebas dari mechanical, chemical atau pengabur lainnya yang dapat menghalangi atau membingungkan dengan citra diskontinyuitas pada area of interest di film radiografi, hal tersebut terdiri dari dan tidak terbatas pada: - Fogging - Cacat proses seperti streak, water mark dan noda kimia - Scratch, finger mark, crimps, dirtness, static mark, smudge dan tears - Detail yang buruk akibat kontak screen ke film buruk - Indikasi palsu e) Batasan Density Densitas pada daerah interest dan sekitar esensial IQI minimum 1,8 untuk X-Ray dan 2 untuk Gamma ray, densitas maksimum 4 untuk keduanya f) Tanda identifikasi Tanda identifikasi pada film radiografi dan tanda lokasi harus stampkan pada benda yang di radiografi dan semuanya harus muncul pada film radiografi. Informasi yang harus muncul pada film meliputi: Owner, inisial perusahaan RT, inisial fabrikator, nomor kontrak, tanggal dan keterangan jumlah repair jika ada 10

16 g) Teknik Exposure Single Wall Single View (SWSV) Sumber radiasi harus diletakkan di dalam pipa dan film pada luar pipa, exposure panoramik bisa dilakukan apabila persyaratan jarak sumber radiasi ke objek terpenuhi jika tidak maka minimum 3 exposure harus dilakukan, IQI dipilih dan diletakkan pada bagian source side dari pipa dan jika tidak memungkinkan maka diletakkan pada film side. Doube Wall Single View (DWSV) Saat akses atau kondisi secara geometris tidak memungkinkan untuk dilakukan SWSV maka sumber radiasi bisa diletakkan pada bagian luar pipa dan film diletakkan di sisi luar berlawanan dengan sumber. Minimum 3 exposure harus dilakukan, dengan meletakka IQI pada film side. Double Wall Double View (DWDV) Jika diameter luar pipa 3,5 in baik sisi sumber dan sisi film dari las-lasan harus diproyeksikan pada film. Sumber radiasi harus digeser dari pipa dengan jarak minimum 7 x diameter luar pipa. Sinar radiasi harus digeser dari center line las-lasan dengan sudut yang mencukupi untuk memisahkan citra las bagian yang dekat dengan sumber dan bagian yang dekat dengan film, besarnya pergeseran ini biasanya 1/5 x jarak sumber ke film + 2 x lebar las. Jumlah exposure minimum adalah 2 x yaitu pada 0 o dan 90 o. pipa dengan diameter luar 3,5 in bisa juga diradiografi dengan teknik superimpos dengan minimum 3 x exposure pada setiap 60 o. Kriteria Kelulusan Uji Radiografi AWS D NON TUBULAR PEMBEBANAN STATIS DAN TUBULAR BEBAN STATIS DAN DINAMIS 1. Crack REPAIR 2. Elongated (Lihat Gambar 1.5) a) Panjang maksimum 2/3 X E (E = tebal material) b) Spasi minimum 2E atau 3 X panjang elongated discontinuity (pilih mana yang terbesar) 3. Rounded a) Ukuran < 2.5 mm diabaikan b) E 50 mm ukuran maksimum = E/3, maksimum 6 mm 11

17 c) E > 50 mm ukuran maksimum 10 mm d) Spasi minimum 3 L (L = panjang terbesar dari discontinuity yang diamati) Spasi minimum adalah spasi antara: Rounded terhadap rounded Rounded terhadapa elongated Rounded terhadap free edge Rounded terhadap weld intersection 4. Cluster a) Ukuran maksimum 2/3 X E b) Spasi minimum 3L (panjang terbesar dari discontinuity yang diamati) Spasi minimum adalah spasi antara: Cluster terhadap Cluster, Cluster terhadap rounded, Cluster terhadap elongated Cluster terhadap free edge, Cluster terhadap weld intersection 4. Discontinuity < 2.5 mm (bisa rounded atau elongated) jumlah total maksimum 2/3E atau 10 mm pilih mana yang terkecil di sepanjang 25 mm las-lasan. 5. In-Line Discontinuity jika persyaratan 1), 2), 3), 4) dan 5) diatas semuanya terpenuhi maka dijumlahkan secara total sepanjang 6 E las-lasan, jumlah total maksimum = E Jika panjang las kurang dari 6E berlaku pengurangan jumlah secara proporsional Pemilihan panjang 6E dipilih pada daerah interest yang paling rawan atau banyak indikasinya 12

18 Gambar 1.5 Kriteria kelulusan untuk nontubular beban statis dan tubular beban statis dan beban dinamis NON TUBULAR PEMBEBANAN DINAMIS TEGANGAN TARIK 1. Crack REPAIR 2. Elongated dan Rounded a) Panjang maksimum E /3 atau lihat Gambar 1.6 (E = tebal material) b) Spasi minimum lihat gambar Cluster a) Ukuran maksimum E/3 (Lihat Gambar 1.6) b) Spasi minimum 3 L (L = panjang terbesar dari discontinuity yang diamati) Spasi minimum adalah spasi antara: Cluster terhadap Cluster, Cluster terhadap rounded, Cluster terhadap elongated Cluster terhadap free edge, Cluster terhadap weld intersection 4. Discontinuity < 2.5 mm Jumlah total maksimum 2/3 X E atau 10 mm (plih yang lebih kecil) sepanjang 25 mm las-lasan 5. In-Line Discontinuity Jika persyaratan 1), 2), 3) dan 4) diatas semuanya terpenuhi maka dijumlahkan secara total sepanjang 6 E las-lasan maksimum = E. Penentuan panjang 6E dipilih pada daerah interest yang paling rawan atau banyak indikasinya 13

19 6. Discontinuity < 2 mm Jumlah total maksimum = 10 mm sepanjang 25 mm las-lasan Gambar 1.6 Kriteria kelulusan untuk nontubular beban dinamis tegangan tarik NON TUBULAR PEMBEBANAN DINAMIS TEGANGAN TEKAN 1. Crack REPAIR 2. Elongated dan Rounded a) Panjang maksimum lihat gambar 1.7 b) Spasi minimum lihat gambar 1.7 c) Gambar 1.7 note a) Jarak dari tepi plat 0 mm 6 mm, panjang maksimum yang diperbolehkan < 3 mm Jarak dari tepi plat 6 mm 16 mm, panjang maksimum yang diperbolehkan 3 mm Jarak dari tepi plat 0 mm 16 mm, panjang total maksimum discontinuity yang ukurannya < 3 mm = 5 mm Discontinuity yang ukurannya antara 2 mm - < 3 mm boleh berada pada lokasi lain di las-lasan, kecuali apabila mereka terpisah pada jarak < 2L maka harus diukur sebagai satu kesatuan panjang (panjang kedua discontinuity dan spasi dijumlahkan) 14

20 3. Cluster a) Lihat gambar 1.7 b) Spasi minimum 3L (panjang terbesar dari discontinuity yang diamati) Spasi antara cluster terhadap cluster, cluster terhadap rounded, cluster terhadap elongated, cluster terhadap free edge, cluster terhadap weld intersection. 4. Discontinuity < 2.5 mm jumlah total maksimum 2/3 X E atau 10 mm (pilih yang terkecil), sepanjang 25 mm las-lasan 5. In-Line Discontinuity Jika persyaratan 1), 2), 3) dan 4) di atas semuanya terpenuhi, maka dijumlahkan secara total sepanjang 6E las-lasan, maksimum = E, jika panjang las kurang dari 6E berlaku pengurangan secara proporsional. Penentuan panjang 6E dipilih pada daerah interest yang paling rawan atau banyak indikasinya. 6. Discontinuity < 2 mm, jumlah total maksimum 10 mm sepanjang 25 mm las-lasan Gambar 1.7 Kriteria kelulusan untuk nontubular beban dinamis tegangan tekan 15

21 BAB 2 KUALIFIKASI PROSEDUR LAS Dalam bidang pengelasan sangat penting untuk mengetahui bahwa welder (juru las) dan welding operator (operator mesin las) memiliki pengetahuan dan keterampilan untuk menghasilkan sambungan las yang berkualitas. Untuk itu diperlukan suatu metoda yang menjamin bahwa sambungan las yang dibuat pada tempat yang berbeda dengan jenis peralatan yang sama akan memiliki kualitas yang sama. Ingat bahwa quality is measurable conformance to specification. Untuk memenuhi persyaratan tersebut bermacam-macam badan membuat codes dan standards. Diharapkan dengan informasi-informasi tertulis tersebut welder dan welding operator di seluruh dunia mampu membuat sambungan las dengan tingkat keselamatan, kekuatan dan keandalan yang sama. 2.1 Welding Procedure Specification (WPS) Welding procedure specification (WPS) adalah prosedur las tertulis yang sudah terkualifikasi yang disiapkan untuk memberi petunjuk pengelasan sesuai persyaratan code, standard atau standard konstruksi lainnya. WPS harus digunakan untuk memberi petunjuk kepada juru las atau operator las untuk meyakinkan pemenuhan persyaratan code atau standard. WPS harus menjelaskan semua variabel esensial, non esensial dan esensial suplementer (jika disyaratkan) untuk setiap proses yang dipakai dalam WPS, variabel-variabel ini dicantumkan dalam sub bab berikutnya Untuk menyesuaikan dengan persyaratan produksi variabel nonesensial pada WPS boleh diubah tanpa kualifikasi ulang tetapi perubahan itu harus didokumentasikan dengan mempertimbangkan variabel lainnya untuk setiap proses, perubahan ini harus dengan amandemen pada WPS atau mengunakan WPS baru. Perubahan pada variabel esensial dan esensial suplementer diperlukan kualifikasi ulang WPS (PQR baru atau PQR tambahan untuk menunjang perubahan dalam variabel esensial atau variabel esensial suplementer). Keterangan yang diperlukan dalam WPS bisa dalam sembarang format, tertulis atau dalam bentuk tabel menyesuaikan dengan kebutuhan manufakturer atau kontraktor selama setiap variabel esensial, nonesensial dan esensial suplementer dicantumkan dala WPS tersebut. WPS yang digunakan untuk pengelasan produksi menurut standard harus tersedia sebagai referensi dan untuk ditelaah oleh inspektur las berwenang di tempat fabrikasi. 16

22 2.2 Procedur Qualification Record (PQR) Procedure Qualification Recerd (PQR) adalah rekaman data pengelasan dan variabelvariabel yang digunakan untuk mengelas kupon tes, PQR juga berisi hasil pengujian DT atau NDT) dari spesimen. Variabel yang direkam biasanya berada dalam batas jangkauan mendekati dari variabel aktual yang akan digunakan dalam pengelasan produksi. PQR yang lengkap harus mendokumentasika semua variabel esensial dan esensial suplementer untuk setipa proses las yang digunakan pada waktu pengelasan kupon tes. Variabel non esensial harus direkan apabila dikehendaki oleh manufakturer atau kontraktor. Semua variabel haruslah merupakan variabel aktual (termasuk batas jangkaunya) yang digunakan watku pengelasan kupon tes. Manufakturer atau kontraktor harus menjamin sepenuhnya bahwa PQR tidak boleh disubkontrakkan pelaksanaannya maksud dari hal ini adalah sebagai jaminan dan verifikasi manufakturer atau kontraktor bahwa keterangan dalam PQR merupakan rekaman sesungguhnya dari variabel yang digunakan selama pengelasan kupon tesdan menjamin bahwa hasil uji tarik, uji bending dll memenuhi standard. Perubahan pada PQR tidak diijinkan kecuali hanya melakukan koreksi editorial atau adenda pada PQR. Contoh koreksi editorial adalah mengubah P No, F No dan A No yang salah, yang telah ditentukan untuk bahan dasar atau logam pengisi tertentu. Contoh adenda adalah perubahan yang disebabkan oleh perubahan standard, misal standard ini menentukan F No baru untuk bahan pengisi atau mengadopsi bahan pengisi baru dengan F No yang telah ditentukan. Keterangan yang diperlukan dalam PQR bisa dalam sembarang format, tertulis atau dalam bentuk tabel menyesuaikan dengan kebutuhan manufakturer atau kontraktor selama setiap variabel esensial, nonesensial dan esensial suplementer dicantumkan dala PQR tersebut. Jenis pengujian, jumlah pengujian dan hasilnya harus dicantumkan dalam PQR. Jika diminta PQR yang digunakan untuk menunjang WPS harus tersedia untuk ditelaan oleh ispektur las yang berwenang. PQR tidak perlu disediakan untuk juru las atau operator las. Beberapa WPS dapat dibuat berdasarkan data pada PQR tunggal, misalnya PQR 1G pelat dapat menunjang WPS untuk posisi datar, horizontal, vertikal dan overhead. Pada plat atau pipa didalam batas variable esensial lain. Suatu WPS tunggal bisa mencakup beberapa perubahan variabel esensial asalkan ada PQR penunjang untuk setiap variabel esensial dan esensial suplementer tersebut, misalnya suatu WPS tunggal bisa mencakup batas jangkau ketebalan dari 1,6 mm sd 31,7 mm bila PQR direncanakan untuk batasjangkau 1,6 mm sd 31,7 mm dan 4,7 mm sd 31,7 mm. 17

23 2.3 Variabel WPS Variabel-variabel yang terdapat dalam WPS terdiri dari variabel esensial, variabel nonesensial dan variabel esensial suplementer. Perubahan pada variabel esensial dan esesnsial suplementer mewajibkan adanya kualifikasi ulang terhadap WPS, sedangkan perubahan pada variabel nonesensial tidak mengharuskan adanya kualifikasi ulang akan tetapi harus didokumentasikan atau dengan mengamandemen WPS Variabel WPS berdasarkan ASME Section IX Tabel 2.1 Variabel proses OFW 18

24 Tabel 2.2 Variabel proses SMAW 19

25 Tabel 2.3 Variabel proses SAW 20

26 Tabel 2.3 Variabel proses SAW (Lanjutan) 21

27 Tabel 2.4 Variabel proses GMAW dan FCAW 22

28 Tabel 2.4 Variabel proses GMAW dan FCAW (Lanjutan) 23

29 Tabel 2.5 Variabel proses GTAW 24

30 Tabel 2.5 Variabel proses GTAW (Lanjutan) 25

31 2.3.2 Variabel WPS berdasarkan AWS D1.1 Tabel 2.6 Variabel esensial untuk proses SMAW SAW GMAW FCAW dan GTAW 26

32 Tabel 2.6 Variabel esensial untuk proses SMAW SAW GMAW FCAW dan GTAW (Lanjutan) 27

33 Tabel 2.6 Variabel esensial untuk proses SMAW SAW GMAW FCAW dan GTAW (Lanjutan) 28

34 Tabel 2.7 Variabel esensial suplementari untuk proses SMAW SAW GMAW FCAW dan GTAW 29

35 2.5 Batasan Kualifikasi (Range Qualification) Batasan kualifikasi berdasarkan ASME Section IX Tabel 2.8 Batasan ketebalan dan jumlah pengujian 30

36 Tabel 2.9 Range qualificaton las fillet Tabel 2.10 Las fillet dapat dikualifikasi oleh las alur Batasan kualifikasi berdasarkan AWS D1.1 Tabel 2.10 Batasan kualifikasi berdasarkan posisi 31

37 Tabel 2.11 Batasan kualifikasi las alur penetrasi penuh berdasarkan ketebalan dan jumlah spesimen uji 32

38 Tabel 2.12 Batasan kualifikasi las alur penetrasi parsial berdasarkan ketebalan dan jumlah spesimen uji Tabel 2.13 Batasan kualifikasi las fillet berdasarkan ketebalan dan jumlah spesimen uji 33

39 2.5 Pengujian Kupon Test Pengujian WPS berdasarkan ASME Section IX Las fillet Kualifikasi las fillet dapat dilakukan dengan dua jenis yaitu las fillet pada plat dan bisa juga dilakukan dengan las fillet pada pipa. Las fillet pada pelat ketentuannya dapat dilihat pada Gambar 2.1 dengan ketentuan jumlah spesimen makro etsa 5 spesimen sedangkan las fillet pada pipa dapat dilihat pada Gambar 2.2. dengan ketentuan jumlah spesimen makro etsa 4 spesimen. Gambar 2.1 Las fillet pada pelat berdasarkan ASME 34

40 Gambar 2.2 Las fillet pada pipa berdasarkan ASME Las alur pelat Lokasi pengambilan spesimen uji pada kupon tes dalam kualifikasi las alur pada pelat mengikuti ketentuan pada Gambar 2.3. untuk material dengan ketebalan antara 10 mm sd tebal < 19 mm face bend dan root bend dapat digantikan dengan side bend. Gambar 2.3 Las alur pelat berdasarkan ASME 35

41 Las alur pipa Lokasi pengambilan spesimen uji pada kupon tes dalam kualifikasi las alur pada pipa mengikuti ketentuan pada Gambar 2.4. untuk pipa dengan ketebalan lebih dari 10 mm face bend dan root bend dapat digantikan dengan side bend. Gambar 2.4 Las alur pipa berdasarkan ASME 36

42 2.5.2 Pengujian WPS berdasarkan AWS D Las fillet Gambar 2.5 Ketentuan kualifikasi prosedur las fillet berdasarkan AWS D1.1 37

43 Las alur pelat Gambar 2.6 Ketentuan kualifikasi prosedur las alur pelat ketebalan lebih dari 10 mm berdasarkan AWS D1.1 38

44 Gambar 2.7 Ketentuan kualifikasi prosedur las alur pelat ketebalan 10 mm berdasarkan AWS D1.1 39

45 2.5.3 Pengujian WPS berdasarkan API 1104 Tabel 2.14 Jenis dan jumlah pengujian WPS 40

46 Gambar 2.8 Lokasi pengambilan spesimen uji berdasarkan API

47 2.6 Dimensi Spesimen Uji Mekanik Spesimen uji mekanik berdasarkan ASME Uji tarik Gambar 2.9 Dimensi uji tarik pada pelat Gambar 2.10 Dimensi uji tarik pada pipa 42

48 Jika tidak memungkinkan membuat spesimen uji tarik pada pipa dengan demensi seperti pada Gambar 2.9 dikarenakan diameter pipa terlalu kecil dan tidak mencukupi untuk memenuhi ketentuan jumlah spesimen uji maka dimensi uji tarik dapat dibuat dengan dimensi alternatif seperti pada Gambar Gambar 2.11 Dimensi alternatif uji tarik pada pipa 43

49 Uji bending Gambar 2.12 Dimensi uji side bend 44

50 Gambar 2.13 Dimensi uji transversal face and root bend 45

51 2.6.2 Spesimen uji mekanik berdasarkan AWS D Uji tarik Gambar 2.14 Dimensi uji tarik pelat dan pipa 46

52 Uji bending Gambar 2.15 Dimensi uji longitudinal and transversal face and root bend 47

53 Gambar 2.16 Dimensi uji transversal side bend 48

54 Uji impak (CVN Test) Ketentuan lokasi pengambilan spesimen uji impak pada AWS D1.1 dapar dilihat pada Gambar di bawan ini, sedangkan dimensi spesimen ujinya mengacu pada ASTM E23 seperti pada Gambar 2.18 Gambar 2.17 Lokasi pengambilan spesimen uji impak 49

55 Gambar 2.18 Dimensi uji impak berdasarkan ASTM E23 Tabel 2.15 Persyaratan kelulusan uji impak berdasarkan AWS D1.1 50

56 Jika spesimen uji impak memiliki lebar kurang dari 80% dari ketebalan kupon tes maka temperatur pengujian impak harus dikurangi sesuai dengan ketentuan pada Tabel 2.16 Tabel 2.16 Koreksi temperatur uji impak berdasarkan AWS D Spesimen uji mekanik berdasarkan API Uji tarik Gambar 2.19 Dimensi uji tarik 51

57 Uji nick break Gambar 2.20 Dimensi uji nick break pada las tumpul 52

58 Gambar 2.21 Dimensi uji nick break pada las fillet 53

59 Uji bending Gambar 2.22 Dimensi uji face dan root bend untuk tebal 12,7 mm Gambar 2.23 Dimensi uji side bend untuk tebal > 12,7 mm 54

60 LAMPIRAN 1 ESTIMASI KEBUTUHAN BAHAN DAN PERALATAN BAHAN HABIS Nama bahan Kebutuhan per kelompok Kebutuhan per kelas TOTAL Pelat tebal 6 mm 300 x 300 mm 6 x 300 x 300 mm mm 2 Pelat tebal 10 mm 300 x 300 mm 6 x 300 x 300 mm mm 2 Pipa diameter 6 inchi 350 mm 6 x 350 mm 2100 mm 2 Elektroda E 7016 diameter 2,6 mm 2 kg 6 x 2 kg 12 kg Elektroda E 7018 diameter 3,2 mm 2 kg 6 x 2 kg 12 kg Filler Metal ER 70S-6 2 kg 6 x 2 kg 12 kg Gas Acetylene - 1 tabung 1 tabung Oksigen - 1 Tabung 1 Tabung CO2-1 Tabung 1 Tabung Batu Gerinda tipis 2 pcs 6 x 2 pcs 12 pcs Batu Gerinda Tebal 1 pcs 6 x 1 pcs 6 pcs Batu Gerinda Sponge 1 pcs 6 x 1 pcs 6 pcs Alkohol - 5 Liter 5 Liter HNO3-0,5 Liter 0,5 Liter HCL - 0,5 Liter 0,5 Liter Kertas gosok grid x 6 6 Kertas gosok grid x 6 12 Kertas gosok grid x 6 12 Kertas gosok grid x 6 12 Kertas gosok grid x 6 12 Film AGFA D7 4x10 in - 1 pack 1 pack Film AGFA D7 4x15 in - 1 pack 1 pack Developer radiografi - 2 pack 2 pack Fixer radiografi - 2 pack 2 pack Lakban - 2 roll 2 roll 55

61 Couplant/grease - 1 kg 1 kg Tissue 1 roll 6 x 1 roll 6 roll MPI Ink/wet particle - 1 kaleng 1 kaleng WCP - 1 kaleng 1 kaleng Liquid penetrant - 2 kaleng 2 kaleng Developer penetrant - 1 kaleng 1 kaleng Cleaner/remover - 3 kaleng 3 kaleng Kain lap 1 karung 1 karung PERALATAN Nama alat Kebutuhan per kelompok Kebutuhan per kelas TOTAL Tang Ampere Stop watch 1 1 x 6 6 Welding gauge 1 1 x 6 6 Infrared termometer Gerinda tangan Steel wire brush 1 1 x 6 6 Mirror inspection 1 1 x 6 6 Senter 1 1 x 6 6 Steel ruler 1 1 x 6 6 Kaca pembesar 1 1 x 6 6 Yoke 2 2 Weight block Flaw shims indicator Light meter Desk lamp Lead letter - 1 set 1 set Viewer Densitometer Step wedge calibration film Wire IQI (image quality indicator) 4 set (set A, B, C, D) 4 set 56

62 LAMPIRAN 2 SIFAT MEKANIK DAN KOMPOSISI KIMIA MATERIAL SA 36 SPECIFICATION FOR CARBON STRUCTURAL STEEL Tabel L2.1 Komposisi kimia SA 36 Tabel L2.2 Sifat mekanik SA 36 57

63 LAMPIRAN 3 SIFAT MEKANIK DAN KOMPOSISI KIMIA MATERIAL SA 53 SPECIFICATION FOR PIPE, STEEL, BLACK AND HOT-DIPPED, ZINC-COATED, WELDED AND SEAMLESS Tabel L3.1 Komposisi kimia SA 53 Tabel L3.2 Komposisi kimia SA 53 58

64 LAMPIRAN 4 SIFAT MEKANIK DAN KOMPOSISI KIMIA MATERIAL SA 106 SPECIFICATION FOR SEAMLESS CARBON STEEL PIPE FOR HIGH-TEMPERATURE SERVICE Tabel L4.1 Komposisi kimia SA106 Tabel L4.2 Sifat mekanik SA106 59

65 LAMPIRAN 5 FORMAT WPS PQR ASME 60

66 61

67 62

68 63

69 LAMPIRAN 6 FORMAT WPS PQR AWS D1.1 64

70 65

71 LAMPIRAN 7 FORMAT WPS PQR API

72 67

73 DAFTAR PUSTAKA ASME Committee (2013), Welding and Brazing Qualification, American Society of Mechanical Engineers, New York. AWS D1.1. (2015), Stuctural Welding Code-Steel, 23 rd edition, American Welding Society., Miami. API 1104 (2005), Welding of Pipeline and Related Facilities, 20 th edition, American Petroleum Institute., 1220 L Street, N.W., Washington, D.C ASTM E23 (2007), Standard Methods for Notched Bar Impact Testing of Metallic Materials, 68