ANALISA PENGARUH LUASAN SCRATCH PERMUKAAN TERHADAP LAJU KOROSI PADA PELAT BAJA A36 DENGAN VARIASI SISTEM PENGELASAN

(1)

ANALISA PENGARUH LUASAN SCRATCH PERMUKAAN TERHADAP LAJU KOROSI PADA

PELAT BAJA A36 DENGAN VARIASI SISTEM PENGELASAN

Disusun oleh :

Fedriansyah Priyantoro

Dosen Pembimbing : Ir. Budie Santosa, M.T.

Ir. Heri Supomo, M.Sc.

Jurusan Teknik Perkapalan

Fakultas Teknologi Kelautan

Institut Teknologi Sepuluh Nopember

(2)

Tugas Akhir

Latar Belakang

Perumusan Masalah Tujuan

Batasan Masalah

Manfaat

Tugas

Akhir

(3)



Variasi Sistem Pengelasan yaitu SMAW, GMAW, dan FCAW



Korosi tidak dapat dihindarkan



Letak daerah pengelasan yang sering terjadi korosi yaitu Weld metal, HAZ, dan Base metal



Masalah yang sering terjadi di lapangan adalah timbulnya scratch pada pelat bottom pada saat peluncuran

Latar Belakang

(4)

? Pengaruh proses pengelasan dengan luasan yang tergores (scratch) terhadap laju korosi?

? Jenis korosi apakah yang terjadi pada tugas akhir ini

? Harga laju korosi yang terjadi pada pelat karbon type A36 dengan diberikan luasan goresan (Scratch) pada Weld metal, HAZ dan Base metal dengan system pengelasan SMAW ; GMAW dan FCAW

Perumusan Masalah

(5)



Untuk mengetahui pengaruh proses pengelasan atau sistem pengelasan dengan pengaruh luasan scratch terhadap baja karbon A36 terhadap laju korosi



Untuk mengetahui jenis korosi yang terjadi pada tugas akhir ini



Untuk mengetahui harga/nilai laju korosi yang terjadi pada pelat karbon type A36 dengan diberikan luasan goresan (Scratch) pada HAZ, Weld metal dan Base metal dengan system pengelasan SMAW ; GMAW dan FCAW

Tujuan

(6)



Pengelasan yang digunakan adalah SMAW (Shielded Metal Arc Welding),GMAW (Gas Metal Arc Welding) dan FCAW (Flux Cored Arc Welding)



Spesifikasi Material yang digunakan adalah:

• Pelat kapal dengan tebal 10 mm,baja karbon rendah A36

• Electrode : E7016 (SMAW) ; E70S-1 (GMAW) ; E71T -1CH8 (FCAW)



Prosedur pengelasan berdasarkan WPS dari pihak galangan



Variasi Luasan scratch RG 4-G yakni : 3% ; 6% ; 10%



Larutan uji yang digunakan FeCl

₃

3‰



Spesifikasi cat sesuai dengan paint maker

Batasan Masalah

(7)



Mengetahui nilai laju korosi yang minimum pada pengelasan SMAW, GMAW, dan FCAW



Mengetahui nilai laju korosi yang minimum pada daerah pengelasan yaitu weld metal, HAZ dan base metal



Mengetahui pengelasan yang baik dan letak

pengelasan yang baik untuk pelat bottom jika pelat

bottom tersebut terjadi scratch ditinjau dari laju korosi

Manfaat

(8)

Flowchart Metodologi

Proses Pengujian

Persiapan Material, Alat dan Bahan

Studi Literatur Latar Belakang Mulai

Analisa dan pembahasan

Perbandingan Nilai laju korosi antara software Nova dengan Rumus Faraday

Kesimpulan

(9)

Persiapan Material, alat dan bahan

Persiapan Material

 Persiapan pelat dengan ukuran 300 mm x 150 mm x 10 mm sebanyak 6 (enam) lembar

Pemotongan pelat dengan ukuran tersebut di atas

menjadi ukuran 300 mm x 75 mm x 10 mm dengan

bevel 30

^∘

sebanyak enam buah pelat.

(10)

Elektrode SMAW : E 7016

Wire Elektrode GMAW : ER 70S-6

Rode Elektrode FCAW : E71T – 1C H8

(11)

Persiapan Alat

 Mesin las SMAW,GMAW,dan FCAW

Alat-alat untuk pengecatan material

 Mesin CNC untuk pemberian goresan

Alat foto makroetsa

Peralatan pengujian sel 3 elektroda

Persiapan Bahan

WPS dari galangan

Standard ASTM D610 tentang Luasan goresan yang diuji sebesar 3% ; 6% ; 10:%

Standard Laju korosi ASTM G48

(12)

Proses Pengujian

Blasting &

Coating

Scratch

Pengelasan Makroetsa

Sel Tiga

Elektrode

(13)

Pengelasan

1.

Data Pengelasan SMAW

 Welding process : SMAW (Shielded Metal Arc Welding)

 Joint design : Butt joint, single V groove, 1G

 Base metal : ASTM A36, 10 mm

 Variasi elektroda : - Spesifikasi AWS A5.1 - Klasifikasi E 7016

 Current : DC

 Amperage : 135Ampere

 Voltage (range) : 23– 26 Volt

 Travel speed (range) : 50-80 mm/min

(14)

2.

Data Pengelasan GMAW

Welding process : GMAW (Gas Metal Arc Welding)

Joint design : Butt joint, single V groove, 1G

Base metal : ASTM A36, 10 mm

Variasi elektroda :

- Spesifikasi AWS A5.18-93 - Klasifikasi ER 70S-6

Current : DC

Amperage : 135- 170 Ampere

Voltage (range) : 20-23 Volt

Travel speed (range) : 120-180 mm/min

(15)

3. Data Pengelasan FCAW

Welding process : GMAW (Flux Cored Arc Welding)

Joint design : Butt joint, single V groove, 1G

Base metal : ASTM A36, 10 mm

Variasi elektroda :

- Spesifikasi AWS A5.20 - Klasifikasi E 71 T- 1C H8

Current : DC

Amperage : 135- 170 Ampere

Voltage (range) : 20-23 Volt

Travel speed (range) : 120-180 mm/min

(16)

Makroetsa

Mengetahui weld profile sehingga dapat diketahui dimensi leg length, size of weld, dan throat of weld (baik throat effective maupun throat actual) serta luasan HAZ (Heat Affected Zone),weld metal, dan Base metal

Material A

Skala = 4.116 Lebar Wed metal = 15.8 mm Lebar Wed metal pada root = 6.423 mm

Lebar HAZ permukaan = 1.15 mm Lebar HAZ kedalaman 1.5 mm = 2.55 mm Lebar Undercut = 1.15 mm

Cx = 1.7 mm Cy = 1.7 mm

Material B

Skala = 3.6 Lebar Wed metal = 17.4 mm Lebar Wed metal pada root = 5 mm Lebar HAZ permukaan = 1.2 mm Lebar HAZ kedalaman 1.5 mm = 2 mm

Cx = 1.8 mm Cy = 1 mm

(17)

Material C

Skala = 3.6 Lebar Wed metal = 18 mm Lebar Wed metal pada root = 10.5 mm

Lebar HAZ permukaan = 0.6 mm Lebar HAZ kedalaman 1.5 mm = 2 mm Cx = 1.94 mm Cy = 1.83 mm

Material D

Skala = 4.2 Lebar Wed metal = 17 mm Lebar Wed metal pada root = 10 mm

Lebar HAZ permukaan = 0.5 mm Lebar HAZ kedalaman 1.5 mm = 1.5 mm Cx = 1.8 mm Cy = 1.5 mm

(18)

Material E

Skala = 4 Lebar Wed metal = 15.8 mm Lebar Wed metal pada root = 10 mm

Lebar HAZ permukaan = 1 mm Lebar HAZ kedalaman 1.5 mm = 2 mm

Cx = 3.7 mm Cy = 2.6 mm

Material F

Skala = 4.1 Lebar Wed metal = 18 mm Lebar Wed metal pada root = 10 mm Lebar HAZ permukaan = 0.9 mm Lebar HAZ kedalaman 1.5 mm = 2 mm

Cx = 3 mm Cy = 2 mm

(19)

Pengujian scratch

Ukuran Lebar Goresan Panjang goresan Kedalaman goresan

mm mm mm

SMAW

Weld metal

3% 2 18.75 1.5

6% 3 25 1.5

10% 5 25 1.5

HAZ

3% 2 18.75 1.5

6% 3 25 1.5

10% 5 25 1.5

Base Metal

3% 2 18.75 1.5

6% 3 25 1.5

10% 5 25 1.5

GMAW

Weld metal

3% 2 18.75 1.5

6% 3 25 1.5

10% 5 25 1.5

HAZ

3% 2 18.75 1.5

6% 3 25 1.5

10% 5 25 1.5

Base Metal

3% 2 18.75 1.5

6% 3 25 1.5

10% 5 25 1.5

Ukuran Lebar Goresan Panjang goresan Kedalaman goresan

mm mm mm

FCAW

Weld metal

3% 1 18.75 1.5

6% 0.06 25 1.5

10% 0 25 1.5

HAZ

3% 1 18.75 1.5

6% 0.06 25 1.5

10% 0 25 1.5

Base Metal

3% 1 18.75 1.5

6% 0.06 25 1.5

10% 0 25 1.5

(20)

Kalibrasi pada mesin CNC Pengaturan panjang goresan dan

kedalam goresan

(21)

Blasting dan Coating

Hal-hal yang dilakukan sebelum proses blasting yakni :

1.Menghaluskan permukaan logam termasuk pinggiran-pinggiran pada logam 2.Membersihkan permukaan dengan air sabun

(22)

Peralatan yang digunakan pada saat blasting

Blasting Pot Blast Hose Spin Blast

Brown Aluminium oxide

(23)

Setelah proses blasting selesai, maka diperlukan perlakuan/ tindakan sebelum proses pengecatan,yaitu : Dew Point, Relative Humidity,

Steel temperature, dan mengidentifikasi permukaan pelat dengan

ISO 8501-1 : 2007 yakni Sa 2

1/2

(24)

Pengecatan

A. Data Pengecatan

Description : HEMPADUR QUATTRO 17634

Physical Constant :

- Colours : Red/50630

- Dry to touch : 4 hours at 20

^o

C

Application Details :

- Mixing ratio : Base 17636 : Curing agent 97334 = 4 : 1 - Application method : Airless spray ; Brush

- Pot life : Airless spray: 2 hous (20

^o

C/ 68

^o

F) Brush 2 hours (20

^o

C/ 68

^o

F) - Nozzle pressure : 250 bar/3600 psi

- Indicated film thickness, dry : 125 micron/ 5 mils

- Indicated film thickness, wet : 175 micron/ 7mils

(25)

Sel Tiga Elektrode

Sel tiga elektroda adalah perangkat laboratorium baku untuk penelitian kuantitatif terhadap sifat-sifat korosi bahan. Sel tiga elektroda adalah versi penyempurnaan dari sel korosi. Sel ini dapat digunakan dalam berbagai macam percobaan korosi. [Trethwey, et, al, 1991]

Komponen sel tiga elektrode : 1. Elektrode Kerja (Fe)

2. Elektrode Acuan (Ag) 3. Elektrode Pembantu (Pt) 4. Sumber Potensial

5. Software NOVA

6. Larutan Elektrolit

(26)

Hasil Laju Korosi pada pengelasan GMAW dengan luasan goresan

3% di HAZ

(27)

Perbandingan Nilai Laju Korosi antara Software Nova dengan rumus Faraday

Luasan Scratch 3% (mm/yr)

SMAW 0.104276565

SMAW Nova 0.1043

GMAW 0.083600629

GMAW nova 0.083600629

FCAW 0.083293923

FCAW NOVA 0.0833

0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12

Laju Korosi Daerah HAZ

SMAW 0.207465718

SMAW Nova 0.2075

GMAW 0.181061117

GMAW nova 0.181061117

FCAW 0.307601752

FCAW NOVA 0.3076

0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35

Laju Korosi Daerah HAZ

SMAW 0.378528683

SMAW Nova 0.3785

GMAW 0.312202342

GMAW nova 0.312202342

FCAW 0.307601752

FCAW NOVA 0.3076

0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4

Laju Korosi Daerah HAZ

(28)

Analisa dan Pembahasan

Dari grafik tersebut juga dapat dilihat bahwa nilai laju korosi tertinggi berada pada pengelasan SMAW dengan prosentase luasan 10% di HAZ

Penyebabnya karena :

1. Pengelasan SMAW memiliki heat input yang cukup tinggi sehingga pada daerah HAZ menerima panas yang cukup tinggi pula,dan dari suhu yang tinggi tersebut menghasilkan perubahan kondisi padat secara mikrostruktural tetapi terlalu rendah untuk menyebabkan mencairnya logam tersebut.

2. Pada material uji pada pengelasan SMAW tersebut mengalami spatter, incompete fusion, cracks dan kesalahan dalam pemilihan filler metal.

3. Terbentuknya logam-logam halus yang terjadi karena adanya gas yang tidak larut dalam logam tersebut.Gas yang tidak larut tersebut mengalami pelepasan gas yang disebabkan karena perbedaan batas kelarutan antara logam cair dan logam padat pada saat proses pembekuan.

Korosi yang terjadi pada Tugas akhir ini adalah pitting corrosion. Sesuai dengan

“Pitting corrosion menyerang bagian permukaan logam yang selaput pelindungnya tergores atau retak akibat perlakuan mekanik.” [Trethwey, et ,al, 1991]

(29)

Kesimpulan

1. Dari data hasil perhitungan laju korosi tersebut didapat kesimpulan bahwa semakin besar luasan yang dibuat maka laju korosi akan semakin besar.

2. Nilai laju korosi yang paling besar pada daerah atau letak pengelasan

terletak didaerah HAZ dibandingkan dengan yang lainnya yaitu weld metal dan base metal.

3. Untuk setiap variasi luasan goresan pengelasan FCAW lebih baik

dibandingkan dengan pengelasan GMAW dan SMAW. Pengelasan SMAW laju korosinya lebih besar dibandingkan dengan pengelasan lainnya.

4. Semakin besar nilai rapat arus (icorr), semakin besar juga nilai laju korosi

(30)