MATERIAL TEKNIK 6 IWAN PONGO,ST,MT

(1)

MA

TE

RI

AL

TE

KN

IK

6

IWAN PONG O,ST ,MT

(2)

LINGKUP PEMAKAIAN DAN KRITERIA PEMILIHAN LOGAM DAN PADUAN

嗗 Baja Karbon dan Baja Paduan Rendah (Carbon and Low – Alloy Steels)

• Carbon Steels: ± 80% digunakan di industri

(towers, separator drums, HE shells, storage tanks, most piping, all structures, DLL • C-0.5 Mo Steel: 425O_{C < T < 540}O_C

(reactor vessels, HE shells, separator drum, piping, dan lain lain)

Jenis baja ini juga digunakan bila gas/fluida proses mengandung hydrogen pada suhu T > 260 O_C

• Cr-Mo Steels, dengan Cr < 10%

b) Tahan terhadap hydrogen attack pada suhu tinggi

c) Tahan terhadap korosi suhu tinggi akibat sulfide.

d) Sambungan las baja ini harus diberi PWHT agar tahan terhadap hydrogen stress cracking

e) Untuk reactor vessel dengan suhu dan tekanan tinggi, umumnya menggunakan 2.25 Cr-1Mo steel. Untuk meningkatkan ketahanan korosi. material ini biasanya diberi overlay dari stainless steel.

(3)

2. Stainless Steels

嗗Digunakan untuk kondisi proses yang korosif yang (berasal dari feedstock contaminant, catalysts atau solvents dan lain lain)

嗗Tahan terhadap korosi suhu tinggi karena sulfide dan jenis korosi suhu tinggi lainnya. Tetapi kebanyakan stainless steel mengalami pitting corrosion akibat chloride

嗗Martensitic stainless steel (tipe 410) harus diberi PWHT untuk mencegah hydrogen stress cracking akibat lingkungan yang mengandung hydrogen sulfide. Contoh : komponen pompa, fastener/baut, komponen valve, sudu turbin dan lain lain. Untuk tipe 410 dengan kadar karbon yang lebih rendah biasanya digunakan untuk piping, furnace tube dan lain lain.

嗗Ferritic stainless steel (tipe 405) : tidak mengalami hydrogen stress cracking (jadi lebih baik dibandingkan tipe 410). Tipe 405 ini biasanya digunakan sebagai vessel lining.

嗗Austenitic stainless steel (tipe 304 dan 316) : memiliki ketahanan korosi yang baik, tetapi mudah terserang SCC (stress corrosion cracking) akibat chloride. Disamping itu, apabila baja ini mengalami sensitisasi, maka dapat mengalami SCC akibat polythionic acids (H2 Sx Oy)

嗗Aplikasi baja stainless austenit : untuk linings, komponen dari towers, piping, HE tubes, reactor claddings, tubes dan tube hangers dalam furnace, komponen kompresor, turbine, pumps dan valves serta reboiler tubes.

(4)

3. Cast Irons (Besi Tuang)

嗗Karena besi tuang umumnya getas dan kekuatannya rendah, maka biasanya besi tuang tidak digunakan untuk komponen yang bertekanan tinggi.

嗗Besi tuang dapat digunakan untuk menahan erosi, kavitasi, impingement seperti pada: komponen pompa dan valve, ejector, jets, strainers dan fittings dan lain lain.

嗗Besi tuang paduan (14% Si) : sangat tahan terhadap korosi karena terbentuk lapisan oksida silikon (untuk komponen pompa dan valve).

嗗Besi tuang paduan dengan kadar Ni tinggi (Ni-Hard Cast Iron), dengan 13 – 36% Ni + 6% Cr : memiliki ketahanan korosi, keausan dan suhu tinggi yang sangat baik (untuk komponen pompa dan valve, kompresor, dampers, diffusers, tray dan lain lain).

(5)

4. Paduan Tembaga dan Aluminium (Copper and Aluminium Alloys)

嗗Karena kekuatannya terbatas, paduan ini biasanya digunakan pada T < 260 O_C

嗗Paduan tembaga (Admiralty metal, C44300) : untuk water-cooled condenser tube, cooler tube dan lain lain.

嗗Paduan tersebut kurang baik untuk overhead condensers, compressor aftercoolers dimana ada H₂S atau ammonia. Jenis korosinya : pitting corrosion, SCC dan dezincification.

嗗Paduan aluminium : digunakan sebagai pengganti carbon steel dan Admiralty metal HE tubes dalam cooling water service. Al tubes lebih tahan terhadap korosi akibat lingkungan/cairan sulfid pada overhead condenser, tetapi masalahnya adalah sering terjadi fouling dan pitting corrosion pada sisi air (karenanya Al tube jarang dipakai).

嗗Aluminium sering digunakan sebagai coating (Aluminized coating) untuk melindungi baja paduan rendah dari serangan korosi suhu tinggi akibat sulfid.

(6)

5. Paduan Nikel (Nickel Alloys)

嗗Paduan Nikel terutama tahan terhadap sulfuric acid (H₂S), HCl, HF dan NaOH. 嗗Dengan Ni > 30%, memiliki ketahanan tinggi terhadap SCC akibat chloride.

嗗Ni sebagai basis/dasar untuk paduan super (superalloy) memiliki ketahanan suhu tinggi sangat baik, tetapi paduan ini dapat menjadi getas pada suhu tinggi akibat gas yang mengandung sulfur. 嗗Alloy 400 : sangat luas digunakan sebagai lining pada peralatan baja karbon untuk mencegah korosi HCl, garam Cl dan juga HF

嗗Alloy 625 dan 825 (dengan kadar Ni yang tinggi) : digunakan untuk mengurangi korosi akibat polythionic acid pada flare-stack tip

嗗Alloy B-2 : untuk lingkungan HCl pada semua konsentrasi dan temperatur, tetapi dapat terserang bila ada oxidizing salts.

嗗Alloy B-2, Alloy C-4 dan Alloy C-276 : sangat tahan terhadap semua konsentrasi H₂S sampai dengan T ≈ 95O _C.

(7)

6. Titanium

嗗Relatif sebagai logam/paduan pendatang baru. Logam/paduan ini bukan untuk pemakaian suhu tinggi, T ≤ 260O _{C (500}O _F)

嗗Pengelasan/pemotongan logam/paduan ini harus menggunakan gas mulia sebagai pelindung (seperti argon) untuk mencegah penggetasan.

嗗Bila ada hydrogen, pemakaian titanium tidak boleh T > 175O _{C (350}O _{F) untuk mencegah}

penggetasan akibat pembentukan hydride.

嗗Titanium umumnya tahan terhadap korosi pada kebanyakan fluida proses. Tube yang dibuat dari Titanium grade 2 : sangat luas dipakai sebagai overhead coolers dan condensers untuk mencegah korosi akibat cairan chloride, sulfide dan sulfur dioxide. Tube tersebut akan terkorosi pada bagian bawah endapan asam. Bila korosi tersebut terjadi, maka biasanya digunakan/dipilih Titanium grade 12 (dengan kadar Ni dan Mo).

(8)

Standard/Code Untuk Peralatan Industri Proses

Nama Alat _{Yang Menerbitkan}Organisasi Nama Dokumen Pressure Vessel • American Society of

Mechanical Engineers (ASME) • American National Standards

Institute (ANSI)

Boiler and Pressure Vessel Code, Section VIII

Piping • American Society of Mechanical Engineers (ASME) • American National Standards

Institute (ANSI)

B31.3 Code for Pressure Piping

Tanks • American Petroleum Institute

(API) • API 620: Recommended Rules for Design and Construction of Large Welded Low Pressure Storage Tanks

•API 650:

Welded Steel Tanks for Oil Storage

(9)

Baja Untuk Industri Proses Menurut Standar/Spesifikasi ASTM Material Pipes and Tubes Plates Castings Forgings

Carbon Steel A53 , A106, A120, A134, A135, A139, A178, A179, A192, A210, A211, A214, A226, A333, A334, A369, A524, A587, A671, A672, A691 A283, A285, A299, A442, A455, A515, A516, A537, A570

A216, A352 A105,A181, A234, A268, A350, A372, A420, A508, A541

C-0.5Mo Steel A209, A250, A335, A369,

A426, A672, A691 A204, A302,A517, A533 A217, A352,A487 A182, A234,A336, A508, A541

1Cr-0.5Mo Steel A213, A335, A369, A426,

A691 A387, A517 -- A182, A234,A336 1.25Cr-0.5Mo Steel A199, A213, A335, A369,

A426, A691 A387, A517 A217 A182, A234,A336, A541 2Cr-0.5Mo Steel A199, A213, A369

-- --

--2.25Cr-0.5Mo Steel A199, A213, A335, A369,

A426, A691 A387, A542 A217, A487 A182, A234,A336, A541, A542

(10)

Baja Untuk Industri Proses Menurut Standar/Spesifikasi ASTM (Lanjutan)

Material Pipes and Tubes Plates Castings Forgings

3Cr-1Mo Steel A199, A213, A335, A369,

A426, A691 A387 -- A182, A336 5Cr-0.5Mo Steel A199, A213, A335, A369,

A426, A691 A387 A217 A182, A234,A336 7Cr-0.5Mo Steel A199, A213, A335, A369,

A426 A387 -- A182, A234

9Cr-1Mo Steel A199, A213, A335, A369,

A426 A387 A217 A182, A234,A336 Ferritic, Martensitic

and Austenitic Stainless Steel

A213, A249, A268, A269, A312, A358, A376, A409, A430, A451, A452

A167, A240,

A412, A457 A351 A182, A336,A403 Carbon and Alloy Steel Bolts and Nuts covered by A193, A194, A320, A354, A449, A453, A540, A563

(11)

(12)

Standard/Spesifikasi ASTM Untuk Baja Karbon Dengan Ketahanan Patah Getas Pada Suhu Rendah

Product Form

Temperature

To - 300C (-200F) To - 450C (-500F)

Plate A516, _{require impact testing)}normalized (may A516 normalized, stress relieved _{& Charpy impact tested}

Pipe A524 A333 grade 1 and grade 6

Tube A210 A334 grade 1 and grade 6

Forgings A727 and A350 grade LF1 A350 grade LF2

Fittings A420 WPL6 A420 WPL6

(13)

KOMPOSISI PIPA BAJA (STEEL PIPE) MENURUT STANDAR ASTM DAN API

Steel Composition, %

C Mn Si P S Cr Mo Nb V Ti Al B

A 106, Grade A 0.25_max 0.27-0.93 0.10min 0.048_max 0.058_max - - -

-A 106, Grade B 0.30_max 0.29-1.06 0.10min 0.048_max 0.058_max - - -

-A 335, Grade P2 0.10-₀₂₀ 0.30-0.61 0.10-0.30 0.045_max 0.045_max 0.50-0.81 0.44-0.65 - - - -

-A 335, Grade P5 0.15_max 0.30-0.60 0.50 max 0.030_max 0.030_max 4-6 0.45-0.65 - - - -

-A 335, Grade P7 0.15_max 0.30-0.60 0.50-1 0.030_max 0.030_max 6-8 0.44-0.65 - - - -

-A 335, Grade P11 0.15_max 0.30-0.60 0.50-1 0.030_max 0.030_max 1-1.5 0.44-0.65 - - - -

-A 335, Grade P22 0.15_max 0.30-0.60 0.50 max 0.030_max 0.030_max 1.90-2.60 0.87-1.13 - -- - -

-A 381, Class Y52 0.26_max 1.40max - 0.040_max 0.050_max - - -

-API 5L-X 46 0.30_max 1.35max - 0.040_max 0.05 _max - - -

-API 5L-X 60 0.26_max 1.35max - 0.040_max 0.050_max - - 0.05 _min _min(a)0.03 - -

-API 5L, Grade X 52 0.21 0.90 0.26 0.015_max 0.015_max - - - 0.09 - 0.030

-API 5A, Grade K55 0.45 1.30 0.26 0.015_max 0.015_max - - - 0.007

-API 5AX, Grade N80 0.28 1.48 0.26 0.015_max 0.015_max 0.20 0.10 - - - 0.007

-API 5AX, Grade P110 0.28 1.48 0.26 0.015_max 0.015_max 0.22 0.23 - - - 0.007

-API 5 AC, Grade C90 0.29 0.50 0.26 0.015_max 0.015_max 1.08 0.33 - 0.03 - - 0.0015_min

API 5 L, Grade A 0.17 0.50 - 0.020 0.020 - - -

-API 5 L, Grade X 60 0.05 1.11 0.017 0.007 0.006 - - 0.045 - - 0.045

(14)

Penamaan dan Komposisi Nominal Paduan Titanium Common Alloy Designation Nominal Composition (%) ASTM Grade Alloy Type

Grade 1 Unalloyed titanium 1 α

Ti-Pd Ti-0.15Pd 7/11 α

Grade 12 Ti-0.3Mo-0.8Ni 12 Near α

Ti-3-2.5 Ti-3Al-2.5V 9 Near α

Ti-6-4 Ti-6Al-4V 5 α - β

Ti-6-2-1-.8 Ti-6Al-2Nb-1Ta-0.8Mo -- Near α

Ti-5Ta Ti-5Ta -- Near α

Ti-5-2.5 Ti-5Al-2.5Sn -- α

Ti-8-1-1 Ti-8Al-1V-1Mo -- Near α

(15)

Penamaan dan Komposisi Nominal Paduan Titanium (lanjutan) Common Alloy Designation Nominal Composition (%) ASTM Grade Alloy Type Ti-4-3-1 Ti-4Al-3Mo-1V -- α - β Ti-550 Ti-4Al-2Sn-4Mo-0.5Si -- α - β Ti-6-6-2 Ti-6Al-6V-2Sn-0.6Fe-0.6Cu -- α - β Corona 5 Ti-4.5Al-1.5Cr-5Mo -- α - β Ti-6-2-4-6 Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo -- α - β

Ti-10-2-3 Ti-10V-2Fe-3Al -- Near β

Transage 129 Ti-2Al-11.5V-2Sn-10Zr -- Near β

Transage 207 Ti-2.5Al-2Sn-9Zr-8Mo -- Near β

Ti-15-3-3-3 Ti-15V-3Sn-3Cr-3Al -- β

Ti-3-8-6-4-4 Ti-3Al-8V-6Cr-4Zr-4Mo -- β

Ti-13-11-3 Ti-3Al-13V-11Cr -- β

Ti-8-8-3-2 Ti-8V-8Mo-3Al-2Fe -- β