BAB II LANDASAN TEORI
2.1.2 Stainless Steel SA 240 TP316L
Data dari material sertfikat sebagai berikut ; Manufacture : Acerinox
Specifikasi : SA 240 TP316L Tebal : 45 mm (1 ¾ inch) Heat Number : 02H2
Kekerasan : 88.0 HRB Certifikat No. : 401330 Tahun produksi : 2001
Tabel : 2 Komposisi Kimia SA 240 TP316L
Komposisi kimia Tensile Test (Mpa)
C Cr Mn Mo N Ni P S Si Y.S T.S EL
0.016 16.75 1.200 2.160 0.040 10.382 0.025 0.01 0.300 322,2 567,7 47,9%
Kekerasan : 81 HRB 2.1.3 AWS A5.4 B316L
Data dari material sertfikat sebagai berikut ; Manufacture : Nikko Steel Specifikasi : AWS A5.4 B316L Dimensi : 3.2 x 350 mm Heat Number : 6031704021
Kekerasan : -
Certifikat No. : C0410/2006 Tahun produksi : 2006
Tabel : 3 Komposisi Kimia
Komposisi kimia Tensile Test (N/mm2)
C Cr Mn Mo N Ni P S Si Cu Y.S T.S EL
0.016 17.182 1.543 2.340 - 11.858 0.027 0.008 0.690 0.215 462 549 45%
2.1.4 AWS A5.9 ER309L
Data dari material sertfikat sebagai berikut ; Manufacture : Nikko Steel
Specifikasi : AWS A5.9 ER309L
Dimensi : 2.6 mm
Heat Number : 0605016011
Kekerasan : -
Certifikat No. : C0732/2006 Tahun produksi : 2006
Tabel : 4 Komposisi Kimia
Komposisi kimia Tensile Test
(N/mm2)
C Cr Mn Mo N Ni P S Si Cu Y.S T.S EL
0.010 23.33 1.550 0.080 - 13.610 0/024 0.004 0.480 0.320 - 600 42%
2.2 PENGELOMPOKAN MATERIAL
Berdasarkan ASME IX QW.420 Material dikelompokan berdasarkan karakteristik material seperti komposisi kimia, kemampuan pengelasan (weld), Brazing dan hasil mekanikal yang di simbolkan P Number atau P-Number Plus Group Number. (Tabel QW.425)
Tabel. 1. P Number material.
P No. Base Metal 1
Carbon Manganese Steel, 4 Sub Groups
• Group 1 keatas Tengan tarik mendekati 65 Ksi.
• Group 2 keatas Tengan tarik mendekati 70 Ksi.
• Group 3 keatas Tengan tarik mendekati 80 Ksi.
2 Tidak Ada
3 3 Sub Groups : Sama dengan ½ Molibdenum, ½ chrome dan ½ moly 4 2 Sub Groups : Sama dengan 1 ¼ Chrome dan ½ molybdenum 5A Sama dengan 2 ¼ Chrome dan 1 Molybdenum
5B 2 Sub Groups : Sama dengan 5 Chrome, ½ Molybdenum dan 9 Chrome, 1 Molybdenum
6 6 Sub Groups : Martensitic Stainless sama dengan kelompok 410 7 Ferritic Stainless Steel kelompok 409
8
Austenitic Stainless Steel, 4 Sub Groups;
• Group 1 sama dengan kelompok 304, 316, 347
• Group 2 sama dengan kelompok 309, 310
• Group 3 kelompok tinggi Manganese
• Group 4 sama dengan 254 9A, B, C Sama dengan 2% sampai 4% Nickel 10A, B, C, F, G Baja Paduan Rendah
10 H Duplex dan super duplex Kelompok 31803, 32750 10 J Sama dengan 26 Chrome , 1 molybdenum
11A Group 1 9 nikel
11A Group 2~5 High Strength Baja paduan rendah
11B 10 Sub group Baja paduan rendah tegangan tarik tinggi 12~20 Tidak digunakan
21 Aluminium rendah
22 Aluminium Magnesium kelompok 5000
23 Aluminium Magnesium silicon kelompok 6000
24 Tiadak digunakan
25 Aluminium Magnesium Manganese kelompok 5083, 5086 26~30 Tidak digunakan
31 Copper rendah 32 Brass
33 Copper Silicon
34 Copper Nickel
35 Copper Aluminium
36~40 Tidak digunakan
41 Nickel rendah
42 Nickel Copper; Monel 500 43 Nickel Chrome Ferrite; Inconel 44 Nickel Moly; Hastelloy C22, C276 45 Nickel Chrome; Incoloy 800, 825 46 Nickel Chrome Silicon 47 Nickel Chrome Tungsten 48~50 Tidak digunakan 51, 52, 53 Titanium Alloys
61, 62 Zirconium Alloys
2.3 PROSEDUR PENGELASAN
Adalah document tertulis dibuat untuk mengarahkan Juru las atau operator las untuk memproduksi pengelasan sesuai dengan Code atau standard yang di inginkan.
WPS (Welding Procedure Specification) juga dapat dijadikan alat kontrol untuk Juru las
atau Opertaor las apakah pekerjaannya sudah sesuai dengan prosedur pengelasan yang telah di uji.
WPS yang disiapkan oleh manufactur atau kontraktor dan mencakup minimum dari variable yang jelas , essential dan non essential variable. WPS pada intinya menyebutkan 3 hal yang penting, diantaranya ;
1. Detail dari pengelasan
2. Gambar dan sket dari detail sambungan dan kondisi atau bentuk dari per lapisan.
3. Record (Product Quality Record) dari hasil pengujian sesuai dengan WPS.
Adapun variable yang penting (essential variable) adalah;
1. Proses pengelasan (GTAW, SMAW, FCAW, dll.) 2. Cara pengelasan (1G,2G,3G, dll.)
3. Material Spec, Type
4. Dimensi material (Tebal atau Diameter)
5. Material tersebut perlu di Pemanasan awal atau Post Weld Heat Treatment 6. Posisi pengelasan
7. Kawat las type, spec 8. Sambungan las 9. Electrical
10. Teknik pengelasan
Adapun non essentian varaibel adalah;
1. Arah pengelasan (keatas atau kebawah) 2. Dimensi kawat las
3. Digukan atau tidak backing weld
2.4 WELDING METALLURGI
Prinsip pengelasan berbeda material antara Baja Carbon dengan Baja tahan Karat (Stainless steel) berdasarka komposisi kimianya, baja karbon hanya mengandung Carbon dan Manganese sebagai elemen pencampur dan Baja tahan karat mengandung
bermacam-macam seperti Chromium, Vanadium, Nickel, dan Phosphorus, elemen-elemen ini menguatkan ferrit, menambah kekerasan dan menjaga grain size.
Konsentrasi pada pengelasan ini adalah menjaga terjadinya Under Bead atau Cold craking. Biasanya keretakan ini terjadi pada daerah HAZ atau Heat Affected Zone
adalah daerah yang tidak terjadi pencairan atau molted pada saat pengelasan terjadi yang mengakibatkan microstruktur di daerah HAZ berubah. Cold cracking terjadi karena Hidrogen yang datang terperangkap di dalam lasan yang tidak mencair material atau pada saat pengelasan. Cacat lasan ini biasanya terjadi pada temperature di bawah 93°C (200°F).
HAZ dipengaruhi oleh panas masuk atau Heat input, Formula untuk mencari heat input adalah :
Dimana ;
Q = Heat Input (kJ/mm) V = Voltase (V)
I = Ampere (A)
S = Kecepatan Pengelasan (mm/min)
Q = V x I x 60 S x 1000
x Effeciency
2.5 PROSES PENGELASAN
Pengelasan dissimilar metal dapat dilakukan dengan proses fusion weld seperti Sheilded Metal Arc Weld (SMAW), Gas Metal Arc Weld (GMAW), Gas Tungsten Arc Weld (GTAW), Flux Core Arc Weld (FCAW) dan Submerged Arc Weld (SAW).
2.5.1 Sheilded Metal Arc Weld (SMAW).
Pengelasan SMAW yang juga dikenal dengan sebutan pengelasan Stick sering sekali digunakan karena dapat melakukan pegelasan pada posisi sulit dan tidak mungkin dilakukan dengan proses lain. Beberapa hal yang harus diperhatikan dalam pengelasan ini adalah sebagai berikut;
a. Bead harus overlap ½ (setengah) dari lapisan pertama.
b. Busur harus langsung ke lasan, tidak boleh ke Base metal yang menyebabkan terjadinya arc strike.
c. Weaving dari elektroda digunakan hanya untuk memperoleh bead yang seragam dan tidak boleh melebihi 3 kali dari diameter Elektroda.
2.5.2 Gas Metal Arc Weld (GMAW)
Pengelasan GMAW dilakukan dengan otomatis atau semi otomatis dengan metode transfer spray dan pulse arc. Pada roses ini heat input lebih tinggi dari pada proses SMAW dan teknik pengelasan dengan stringer bead menghasilkan dilusi yang luar biasa, meskipun demikian GMAW digunakan dengan kombinasi teknik oscilasi.
2.5.3 Gas Tungsten Arc Weld (GTAW)
Umumnya GTAW digunakan pada awal pengelasan dari suatu joint. Proses GTAW tidak menggunakan oscilasi akan tetapi ketepatan dilusi baik sekali dan
2.5.4 Flux Core Arc Weld (FCAW)
Prinsip kerjanya sama dengan GMAW 2.5.5 Submerged Arc Weld (SAW)
Pengelasan SAW adalah automatis welding karena operator hanya menentukan dan menseting welding parameter di mesin dan pengelasan berjalan dengan otomatis. Hasil pengelasan ini cukup baik karena diatas permukaan lasan dilindungi oleh flux yang berfungsi agar oxygen tidak dapat masuk kedalam cairan lasan, kalau oxygen dapat masuk maka akan muncul porosity. Flux yang digunakan harus dipilih yang dapat menghasilkan bead yang baik dan permukaan yang halus dan seragam.
2.6 TEKNIK PENGELASAN DISSIMILAR METAL
Prose penyambungan dua material yang berbeda mechanical dan komposisi kimia erat sekali hubungannya dengan proses Buttering. Buttering adalah pelapisan logam dengan proses pengelasan pada daerah bevel sebelum di joint dengan material lainnya. Tujuannya agar kesenjangan perbedaan chromium dan nickel pada kedua base metal dan weld metal dapat di perkecil oleh buttring tersebut dengan kata lain sebagai jembantan peralihan. Adapun urutan pengelasannya sebagai berikut:
2.6.1 Pelapisan.
Pertimbangan pengelasan buttering dan metodenya kepada kedua material tersebut adalah sebagai berikut;
a. Pelapisan weld metal crom molybdenum ke base metal stainless steel tidak boleh karena Cr. Mo deposit kandungan cromnya jauh lebih kecil dibandingkan dengan stainless steel dengan kata lain Pelapisan nilai cromnya harus lebih besar dari base metal.
b. Pelapisan stainless steel ke base metal Cr.Mo steel (carbon steel) dapat dilakukan hal ini mengingat bahwa yang kaya Crom ke miskin Crom akan jauh lebih baik hasilnya.
Gambar. 2.6.1. Sket Pelapisan atau buttring 2.6.2 Penyambungan
Setelah base material Carbon steel di sudah dilapisi 6mm dengan filler 309L maka pengelasan material Carbon steel dengan material Stainless steel sudah dapat dilakukan karena kawat las yang akan dileburkan kedalam kedua base metal tersebut komposisi kimanyan sudah memenuhi untuk kedua material tersebut.
2.6.3 Post Weld Heat Treatment
PWHT atau Pemanasan lasan setalah pengelasan pada material Carbon steel sesuai dengan WPS (welding Procedure Specification) kalau WPS mengharuskan PWHT dilakukan maka pelapisan pada Carbon steel lebih baik di PWHT tampa material Stainless steel karena sifat mekanik seperti Tensile Strength, Yield Strength dan Elongation bila di PWHT akan turun lebih banyak dari Carbon steel. Tujuan di PWHT pada daerah yang di Buttering atau pelapisan adalah untuk menetralisir kekerasan material di sekitar daerah HAZ.
SA 516 Gr. 70
HAZ Pelapisan dengan
309L
2.7 INSPEKSI DAN PENGUJIAN
Inspeksi dan Pengujian hasil pengelasan ada beberapa cara untuk mengetaui kualitas pengelasan diantaranya dengan Inspeksi tampa merusak atau Non Destructive Test (NDT) dan Test merusak atau Destructive Test (DT).
2.7.1 Pengujian Tampa Merusak (NDT)
Pengujian ini dilakukan langsung di benda kerja, dan ada beberapa methode yang sering dilakukan dalam pemeriksaan hasil lasan diantaranya ; 2.7.1.1 Dye Penetran Test
Methode ini untuk inspeksi hasil lasan pada daerah bagian luar dan cacat yang ditemukan akan tampak oleh visual.
2.7.1.2 Magnetic ParticleTest
Methode ini dapat mengetahui cacat sampai kedalaman 3 ~5 mm dari permukaan, kelemahan dari methode ini hanya dapat dilakukan kepada magnetic material jadi tidak bisa digunakan untuk pengelasan yang berbeda material (Dissimilar Metal).
2.7.1.3 Ultrasonic Test
Methode ini dapat mengidentifikasi cacat atau defect di dalam lasan dan material, kekurangannya karena methode ini menggunakan gelombang ultrasonic maka akan ada perbedaan velositi antara material Carbon steel dengan stailess steel yang mengakibatkan hasilnya kurang tepat.
2.7.1.4 Radiographi Test
Methode ini dapat mengetahui cacat yang berada di dalam lasan, methode ini sangat baik dilakukan untuk inspeksi hasil lasan karena sedikit pengaruhnya terhadap jenis material, tapi kekurangannya metode ini tidak efesien pada lasan yang sulit.
2.7.2 Pengujian Merusak (Destructive Test)
Pengujian merusak ini dapat disebut juga mechanical test yang di uji lewat laboratorium, dimana pengujian yang diperlukan diantaranya Uji tarik, Uji Tekuk, Uji Impak jika perlu, Uji kekerasan dan Uji Macro Etsa.
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1 METODE PENGUMPULAN DATA
Proses pengambilan data pada penelitian pengelasan dissimilar metal untuk pembuatan prosedur pengelasan dijelaskan dalam diagram prosess dibawah ini ;
Pengujian Lab.
1. Uji tarik 2. Uji Bengkok 3. Macro test 4. Hardness test 5. Impact test
PWHT
Proses pembuatan PQR
Cutting Test Coupon
Hasil pengujian NO
Sertifikasi Migas
Dokumentasi WPS & PQR
Gambar 3.1 . Proses pembuatan WPS
3.1.1 Desain Prosedur Pengelasan
Prosedure Pengelasan (WPS) adalah Prosedur yang digunakan sebagai acuan untuk melaksanakan Proses pengelasan yang meliputi rancangan rinci dari teknik pengelasan yang sesuai dengan spesifikasi yang ditentukan. Dalam hal ini prosedure pengelasan merupakan langkah-langkah pelaksanaan pengelasan untuk mendapatkan mutu pengelasan yang memenuhi syarat. Welding Procedure Specification no. 100-GS0108-PW-IMP di rancang oleh engineer beradasarkan Code dan Standard dari pemesan yang disebut juga Client Spec, dimana dalam rancangan pada pengujian ini berdasarkan ASME Boiler and Pressure Vessel Code dan Client Specification. Hasil rancangan WPS tersebut seperti pada Lampiran 3.1.1.
3.1.2 Persiapan Test Coupon
Test Coupon adalah material yang disiapkan untuk contoh pengelasan menggunakan prosedur pengelasan yang sudah di rancang oleh engineer yang tujuannya untuk pengujian apakah prosedur pengelasan tersebut dapat digunakan kepada material atau pengelasan pressure vessel sesuai dengan gambar dari pemesan yang disebut juga PQT atau Product Quality Test. HAsil dari pengujian nanti akan di dokumenkan dalm support WPS yang disebut juga PQR atau Product Quality Report. Test Coupon yang dipotong dengan ukuran joint designnya sebagai berikut;
400 mm
300 mm
NOTE : A = 30o ±5o
C = 2 ~ 4 mm D = 0 ~ 2 mm
T = thickness plate (mm) as per each existing PQR
Gambar 3.1.2 Dimensi Pembuatan Test Coupon
3.2. PROSES PENGELASAN
Proses pengelasan material yang berbeda atau dissimilar metal adalah sebagai berikut;
1. Buttering atau pelapisan material carbon steel SA 516 Gr. 70N dengan proses pengelasan Gas Tungsten Arc Weld (GTAW), kawat filler ER309L sampai 12 layer atau lapis dengan ketebalan lebih kurang 10mm, dimana record pengelasan ada lampiran 3.1.3. Sebelum memulai pengelasan pelapisan dianjurkan material carbon di berikan pemanasan atau pre heat 95ºC yang fungsinya agar peleburan antara material dasar dengan filler menyatu dan menghidari terjadinya Hot crack yang terjadi akibat pemanasan secara tiba-tiba yang mengakibatkan struktur material berubah dan kekerasan disekitar HAZ akan tinggi yang membuat material tersebut menjadi getas.
Setelah pelapisan selesai Inspeksi NDT harus dilakukan yaitu Dye Penetran Test
T mm D
A
C
setelah proses pelapisan agar tidak adanya cacat pada material yang melapisi material carbon, cacat yang biasanya terdapat adalah Porosity, retak (crack).
2. Proses penyambungan material carbon steel dengan stainless steel pertama menggunakan proses pengelasan Gas Tungsten Arc Welding untuk proses root pas dan diteruskan dengan pengisian kawat las E 316L sampai 51 lapis. Data proses pengelasan berikut dibawah ini ;
3.3 INSPEKSI
Setelah proses pengelasan selesai inspeksi harus dilakukan untuk mengetahui ada cacat di permukaan maupun di dalam lasan, adapun inspeksi yang dapat atau sesuai dengan material induk yaitu Carbon steel P.no.1 dengan Stainless steel P.No. 8 adalah sebagai berikut ;
3.3.1 Visual Inspeksi
Inspeksi ini untuk mengetahui bentuk lasan dan ukuran lasan sudah sesuai dengan desain seperti tinggi bead maksimum 3mm, cacat dipermukaan seperti porosity, surface crack, under cut, dan incomplete weld atau pengelasan yang belum kumplit dan incomplete penetration..
3.3.2 Dye Penetran Test
Pengujian ini untuk mengetahui cacat dipermukaan yang menjalar ke dalam lasan seperti porosity, crack. Hasil pengujian ini diterima / accept sesuai Acceptance criteria ASME VIII Appendix 8.
3.3.3 Radiographi Test
Metode pengujian radiographi untuk juru las diatur dalam ASME IX QW.142 dan operator las diatur dalam ASME IX QW. 143. Teknis pelaksanaan pengujian radiographi diatur dalam ASME Section V Article 2.
Cacat dalam radiographi ada 2 macam yaitu ;
1. Linear Indications seperti crack/retak, tembusan yang tidak penuh, penetrasi yang kurang dan slag yang terlihat di film radiographi, dimana panjangnya tidak boleh lebih dari 3x dari lebarnya.
2. Rounded Indication seperti porosity, inclusion, dan slag atu tugsten yang terlihat di dalam film radiographi, dimana panjangnya tidak boleh lebih dari 3x dari lebar cacat biasanya bentuknya bulat, ellip/lonjong, tidak beraturan.
Hasil Radiographi test pengelasan test plate yang diizinkan sesuai Acceptance criteria ASME VIII Appendix 4.
3.4 POST WELD HEAT TREATMENT
PWHT tujuannya untuk menghilangkan tegangan sisa pengelasan disekitar daerah HAZ karena pada daerah HAZ terjadi friksi tegangan yang diakibatkan panas pengelasan dan mengilangkan terjadinya crack disekitar HAZ. Temperatur pemanasan 593 ºC (1100 ºF) ditahan selama 1 jam 15 menit. Sesuai dengan ASME VIII UCS 56.
3.5 PEMOTONGAN TEST COUPON
Test coupon digunakan untuk pengujian merusak dilaboratorium sebagai bukti bahwa WPS pengelasan yang di desain oleh engineer sesuai dengan code dan klien specifikasi yang disebut juga PQR atau Product Quality Report. Pengujian yang harus dilakukan dalam pengelasan ini adalah impak test, Macro test, Hardness test, Tensile Test, dan Bend test. Berikut sket pemotongan test coupon tersebut.
Gambar 3.5 . Lay Out Pemotongan Test Piece.
3.5.1 Charpy Impact Test
Pemotongan dan posisi test piece untuk test impact berdasarkan 3 lokasi yaitu Center of Weld, Center of fusion, dan Heat Affected Zone. Setiap lokasi di ambil dua posisi yaitu daerah Capping dan Root. Permukaan di machining dan dimensi seperti gambar dibawah ini ;
Gambar 3.5.1 . Sket Posisi dan Dimensi Test Piece Charpy Impact Test
3.5.2 Macro dan Hardness Test
Test piece untuk macro test dan hardness test di buat hanya satu dengan ukuran Panjang 100 mm x Lebar 12 mm x Tebal 45 mm.
(A)
(B)
Gambar. 3.5.2. Sket Macro Test (A) dan Lay Out Hardness Test (B)
3.5.3 Tensile Test
Test piece untuk test tarik dibuat 2 buah dengan dimensi seperti dibawah ini, pemotongan harus benar sesuai dengan arah dan lokasi lasan dan center lasan harus
benar-benar di tengah atau sama panjang dalam pembagiannya. Pada daerah pemutusan dan daerah lasan harus di machining halus.
Gambar.3.5.3 Sket Tensile Test 3.5.4 Bend Test
Bend test dipotong melintang dengan lebar 10mm dengan panjang 300mm dengan posisi lasan berada di center.
Gambar 3.5.4 Sket Bend Test
BAB IV
PENGUJIAN MECHANICAL TEST
Pengujian mechanical test hasil pengelasan sesuai dengan WPS. No. 100-GS0108-PW-IMP dilakukan di laboratorium milik Balai Besar Bahan Dan Barang Teknik di Bandung dan Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi di Bandung . Hasil pengujian ini akan menjadi record atau Product Qualification Record dan menjadi pembanding apakah range dan parameter yang ada di WPS dibuktikan dalam mechanical test (PQR). Diantara pengujian tersebut adalah ;
1. Macro Test
Pengujian ini bertujuan untuk melihat bentuk macro material pada daerah pengelasan sesuai dengan ASME Section IX yaitu pada daerah Base metal, Heat Affected Zone, dan pada daerah lasan, agar bentuk dari lasan dapat terlihat maka permukaan harus halus dengan dilakukan proses machining kemudian pada daerah lasan di Ectha dengan cairan kimia diantaranya Acid nitrid NaCL, Asam HCL dan Air, agar bentuk dari lasan antara weld metal, HAZ, dan base material terlihat jelas. Dari hasil test macro ini dapat di ketahui dengan visual kualitas dan bentuk dalam lasan. Hasil pengujian dari pengelasan sesuai dengan WPS No.
100-GS0108-PW-IMP dapat diketahui bahwa ;
1. Pengisian lasan sempurna, tidak terlihat adanya slag, dan incomplete fusion.
2. Penetrasi pengelasan sempurna.
3. Gas terperangkap dalam lasan tidak ada.
4. Undercut tidak ada.
5. Retak lasan tidak ada.
Berikut hasil laporan pengujian dari laboratorium
Gambar 4.1 Macro Test.
4.2 IMPACT TEST
Impact test adalah pengujian merusak dengan tujuan mengukur besarnya energy yang diserap oleh material sampai pecah. Karena design pressure vessel yang akan dibuat mempunyai nilai MDMT atau Minimum Design Material Temperature yaitu -30ºC, maka test impack sangat penting untuk mengatahui material yang sudah dibeli sesuai dengan specifikasi pressure vessel yang dipesan. Kenapa impact test ini sangat penting karena ; 1. Energi impact dapat melihat tahan lamanya material tersebut dalam operasi vessel tersebut.
2. Tipe dari impact energi akan dialirkan dan kemudian pemilihan material tesebut akan tahan sampai waktu yang ditentukan oleh enginer.
4.3 HARDNESS TEST
Hardness test untuk mengetahui ketahanan metal dari deformasi plastik kekerasan material setelah mengalami pemanasan di daerah Base metal, HAZ, dan Weld.
Ada 3 macam hardness test yang digunakan dengan keakurat terjamin yaitu ; 1. Brinell Hardness Test
2. Rockwell Hardness Test 3. Vickers Hardness Test 4.3.1 Brinell Hardness
Brinnel hardness artinya menghantam atau menumbukan baja keras atau carbide sphere dari diameter spesifik dengan beban spesifik yang diterima material kemudian diukur diameter tumbukan. Diameter bola baja yang di keraskan biasanya 10 mm. Aplikasi mesin dengan beban 4903,3 N (500 Kg) untuk Cooper, Brass dan material tipis, aplikasi mesin dengan beban 14710 N (1500 Kg) biasanya digunakan ke material seperti Aluminum casting,
tahan 10 sampai 15 detik, setelah itu diameter yang terbentuk di material diukur kelilingnya dengan toleransi ±0.05 mm menggunakan alat magnification portable microscope.
Formula :
4.3.2 Rockwell Hardness Test
Rockwell hardness adalah pengetesan kekerasan material berdasarkan rata-rata penambahan di kedalam beban aplikasi. Kekerasan ini tidak ada satuan atau unit seperti contohnya 60 HRB, dimana beban yang terukur sebesar 60 dengan skala B. Skala di Rockwell test ada skala B dan Skala C.
4.3.3 Vickers Hardness Test
Ini adalah standard untuk mengukur kekerasan metal, vicker menggunakan pyramid shape diamond. Hasil tumbukan diukur diagonal dengan menggunakan microscope, bentuk tumbukan Pyramid kotak dengan sudut diagonal 136º. Beban intan yang ditumbukan ke material di range beban sampai 1176,8 N (120 Kg.f)
Formula Vickers :
Vickers cocok untuk mengukur kekerasan metal dan methodenya sama dengan Brinell test. Hasil dari pengukuran Vickers pada hasil pengelasan WPS No. 100-GS0108-PW-IMP dapat dilihat pada lampiran 4.3.3.
4.4 TENSILE TEST
Tensile test atau test tarik adalah kemampuan metal untuk menerima beban tarik, cara pengujian sangat simple dan mudah hanya dengan memberikan beban tarik sampai material atau metal putus, lalu dilihat pada grafik beban tertinggi atau yield strength.
Pengujian ini di plot dalam grafik yang disebut juga Strain Curve, seperti contoh dibawah ini;
Gambar 4.4. Contoh grafik tensile test (1)
Besar beban dan perpanjangan tergantung dari dimensi test piece. Beban dan pemuluran material mempunyai masing-masing parameter yaitu engineering stree dan engineering strain.
Formula engineering stess : F
Dimana :
σ : Tegangan Tarik (N/mm²) F : Beban (N)
Ao : Ukuran awal sebelum diberi beban (mm²)
Gambar 4.4. Grafik Tensile Test WPS No. 100-GS0108-PW-IMP (2)
Pada test piece no.1 dengan ukuran (a x b) a = 44.07 mm , b = 19.54 mm di dapat beban maksimum pada saat di tarik sebesar 450 kN maka tegangan tarik (tensile stress) material tersebut adalah ;
Dimana : P = 450.000 N
A = (44.07 x 19.54) = 861.1 mm²
Maka : σ = 450000 N/861.1 mm² = 522.58 N/mm² = (522.58 mPa)
Pada test piece no.2 dengan ukuran (a x b) a = 43.79 mm , b = 19.40 mm di deapat beban maksimum pada saat ditarik sebesar 437.5 kN, maka tegangan tarik (Tensile Stress) material tersebut adalah ;
Dimana : P = 437,500 N
A = (43.79 x 19.40) = 849.5 mm² Maka : σ = 437,5000 N / 849.5 mm²
= 515.0 N/mm² = (515.0 mPa)
Ductility atau kelenturan material saat ada beban tarik. Sifat lentur material dapat diukur sampai material tersebut putus. Dimana formulanya :
%Єl = (lf – lo)/lo) x 100%
Dimana ;
%Єl : Persentase Elongation
lf : Panjang test piece setelah putus.
lo : Panjang test piece sebelum diberi beban.
Elongation pada test piece no. 1 adalah ;
%ЄL = (129 mm – 100mm) x 100%
= 29 %
Elongation pada test piece no.2 adalah ;
%ЄL = (126 mm – 100mm) x 100%
Gambar. 4.4. Elongation Area (3)
Dilihat dari gambar grafik diatas maximum kekuatan metal terlihat pada puncak garis lengkung diatas (necking accur at this point) setelah itu baru metal tersebut putus, pada step serrated yield point adalah batasan elastis metal tersebut yang disebut juga Yield Strength.
Keriteria yang di izinkan atau Acceptance Criteria pada uji tarik sesuai code ASME
Keriteria yang di izinkan atau Acceptance Criteria pada uji tarik sesuai code ASME