PENGARUH PROSES TEMPERING PADA HASIL PENGELASAN BAJA TERHADAP MECHANICAL PROPPERTIES DAN SIFAT KOROSI

(1)

PENGARUH PROSES TEMPERING PADA HASIL PENGELASAN

BAJA 516

-

70 TERHADAP MECHANICAL PROPPERTIES DAN

SIFAT KOROSI

M

aterial baja karbon A 516 yang telah di

klasi

fikasikan

:

American Society For Testing and Materials (

ASTM

)

,

Tertera

pada

ASTM

A20 / A20M

dan

lebih lanjut diuraikan

pada

(ASTM

(

ASTM)

)

A 516 / A516 M.

S

ebagai material plat yang digunakan pada suhu rendah

dan

menengah

yang

diijinkan

da

lam

penggunaan

plat

pada

konstruksi bejana bertekanan (Perssure Vessel).

(2)

Flow Chart

Proses

Pengamatan

Material Baja A 516-70

Proses Pengelasan

Temper Non Temper

Uji Mekanik Uji Laju Korosi Uji Mekanik Uji Laju Korosi

Data Grafik Laju Korosi Material Tempered

Data / Grafik Material Tempered Kuat Tarik

Kuat Impact Hasil Bending

Data / Grafik Material Non Tempered Kuat Tarik

Kuat Impact Hasil Bending

Data Grafik Laju Korosi Material Non Temper Analisa Grafik Perbandingan Kuat Tarik,

Kuat Impact, dan Laju Korosi pada Material Temper dan Non Temper

(3)

Tahapan

Pengelasan

_Pengelasan

Persiapan Material ASTM (A516 -70):

Pembuatan Prosedur Pengelasan (WPS)

•Base Metal •Welding Process

•Filler Metal Requirement •Preheat Requirement

Pengelasan dilakukan

Sifat Mampu las (Weld Ability) Perhitungan Carbon Eqiuvalent (C eq)

Parameter Composition (Pcm)

•Base Metal •Filler Metal

(4)

Tempering

P

roses temper

yaitu:

memanaskan

material hingga

suhu 595

ºC

º

C

dengan waktu

penahanan

60menit.

Setelah

perlakuan panas

tersebut diatas,

maka dilakukan

pendinginan pada

suhu ruang

(28

ºC)

º

C)

(5)

Studi

Literatur

Hasil

Tempered

Pada

AerMet

100H. K. D. H. Bhadeshia

100H. K. D. H.

Bhadeshia

:

Composition of

Aermet

100 in wt%

C

Co

Ni

Cr

Mo

Mn

Si

Al

Ti

S

P

0.23

(6)

Tahapan

Pengujian

Mekanik

(Mechanical Test)

Persiapan Material ASTM (A516 -70)

Standart Yang Digunakan

Pembuatan Spesimen

Pengujian Mekanik: Uji Tarik (Tensile)

Uji Tekuk (Bending) Uji Pukul (Impact)

(7)

Hasil

Uji

Tarik

Grafik

Beban

-

Pertambahan

Panjang

(

P

-

Δ

L

)

pada

masing

-

masing

Spesimen

Temper 1 0 20 40 60 80 100 120 140 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 ΔL (mm) P ( K n ) Series1

(8)

Analisa

Uji

Tarik

UTS =

Kekuatan

Maximal (Kn/mm

²

)

Y S =

Kekuatan

Luluh

(Kn/mm

²

)

CSA

=

Luas

Penampang

Awal

(mm

²

)

Pmax

=

Beban

Maksimal

(

Kn

)

Py

=

Beban

Luluh

(

Kn

)

CSA

P max

UTS =

• Ultimate Tensile Stregth

CSA

Py

• Yield Tensile Stregth

(9)

Hasil

Perhitungan

Uji

Tarik

Grafik

Kuat

Tarik

dan

Kuat

Luluh

Kekuatan 2.232 1.929 0 0.5 1 1.5 2 2.5 0 50.151.2₅₃.48 48.90 2 55.25 56 .6 57.9 59.260.561.863.164.465.7 6768.369.670.9 ε (%) Ku at T ar ik ( kN/ m m ²) Temper 1 Kuat KuatTarikTarik

(kN/mm

(kN/mm²²)) 00 0.0890.089 1.1961.196 1.9291.929 1.8931.893 1.9111.911 2.0362.036 2.002.00 2.0892.089 2.0712.071 ε

(10)

Grafik

perbandingan

Kuat

Tarik

Kuat

Luluh

masing

-

untuk

semua

spesimen

Perbandingan Kuat Tarik & Kuat Luluh

0.00 100.00 200.00 300.00 400.00 500.00 600.00

Temper 1 Temper 2 Non Temper 1 Non Temper 2

Yield Strength Ultimate Stregth

(11)

Analisa

Elongation &

RoA

ε

ε = elongation / = elongation / reganganregangan (%)(%) Roa

Roa = Reduction = Reduction fofoArea (%)Area (%) Lo =

Lo = panjangpanjang ukurukurmulamula--mulamula(mm)(mm) Lu = panjang ukur setelah putus

Lu = panjang ukur setelah putus (mm)(mm) So = Luas ukur setelah putus

So = Luas ukur setelah putus (mm(mm²²))

Su = Luas ukur setelah putus

Su = Luas ukur setelah putus (mm(mm²²))

ε =

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

−

Lo

Lu

x 100%

• Regangan (Elongation)

• Reduction of Area (RoA)

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

−

So

Su

So

RoA =

x

100%

(12)

Graphic Elongation &

RoA

Elongation & RoA

0.00 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00 60.00 70.00 80.00 90.00

S. Temper 1 S. Temper 2 Spesimen 1 Spesimen 2

Elongation (%)

(13)

Analisa

Uji

Tekuk

(Bending Test)

Berdasarkan standar AWS D1.1 yang didapati, bahwa ketentuan pada pengujian tekuk material A516 grade 70 dengan ketebalan 12,7 dilakukan dengan uji tekuk dari sisi (Side

Bending).

Pada pengujian tekuk ini menurut AWS D1.1 (4.8.3.3) material uji dapat

dikatakan diterima (acceptable) apabila:

•Pada saat ditekuk, weld metal mendapat beban

•Tidak boleh ada sobekan sebesar 1/8 inchi untuk segala arah.

•Sobekan yang lebih besar dari 1/4 inchi diperbolehkan, asalkan berasal dari

sisi weld metal dan bukan dari cacat.

(14)

Analisa

Uji

Pukul

(Impact Test)

E

E = = energienergiabsorb (joule)absorb (joule) A

A = = luasluaspenampangpenampangdidibawahbawahtakiktakik (mm2)(mm2) EL

EL = ekspansi lateral (mils)= ekspansi lateral (mils) Bt

Bt = lebar specimen pada takik setelah dipukul= lebar specimen pada takik setelah dipukul(mm)(mm) Bo

Bo = lebar specimen pada takik sebelum dipukul= lebar specimen pada takik sebelum dipukul (mm)

(mm)

A

E

Kuat impact =

(joule/mm

2

₎

• Kuat impact (joule/mm

2 )

4 ,

25 Bo

Bt

−

EL =

x 1000 (mils)

(15)

Hasil

Kuat

Impact

Grafik

Kekuatan

Impact

masing

-

masing

spesimen

Impact 1.40 1.45 1.50 1.55 1.60 1.65 1.70 1.75 1.80 1.85 1.90 1 2 3 4 5 6 Spesimen Im p ac t S tr engt h ( N m /m m 2)

(16)

Lateral Expansion

Grafik

Lateral Expansion

masing

-

masing

spesimen

Lateral Expansion 0.000 10.000 20.000 30.000 40.000 50.000 60.000 70.000 80.000 90.000 100.000

Temper 1 Temper 2 Temper 3 Non Temper 1 Non Temper 2 Non Temper 3 Spesimen La te ra l E xpa ns ion (M il s)

(17)

Pengujian

Korosi

1000 ml +

_

Adaptor Ampere Meter

Volt Meter Com Voltage Ampere Com

+

-Katodik Anodik Power AC HCl

(18)

Proses

Polarisasi

Reaksi

yang

dapat

terjadi

pada

larutan

:

pH < 7 : H

+

_{+ e}

-

_{H (atom)}

2H

H

₂

(gas)

pH > 7 : 2H

₂

O- + O

₂

+ 4e

-

_4OH

-Fe -Fe 2

+

_{+ e}

-

_(atom)

Reaksi

yang

dapat

terjadi

ketika

besi

terlarut

:

(19)

Reaksi

Pada

Elektrolit

Reaksi yang biasanya berlangsung dalam elektrolit adalah reaksi

pembangkitan gas oksigen melalului oksidasi air

:

Reaksi lain yang mungkin dalam elektrolit mengandung klorida

itu adalah pembagkitan gas klorin :

2Cl

Cl

₂

+ 2e

(20)

-Out Put Data

Out Put Data

Pengujian

Laju

Korosi

Tempered Metal

Tempered Metal PercobaanPercobaan22

No

No V (mV)V (mV) I (I (mAmA)) I (I (MikroAmpereMikroAmpere)) I/AI/A Log I/ALog I/A 1 1 16.016.0 2.912.91 29102910 339.161339.161 2.53040572.5304057 2 2 15.515.5 2.712.71 27102710 315.851315.851 2.4994822.499482 3 3 15.015.0 2.372.37 23702370 276.224276.224 2.44126112.4412611 4 4 14.514.5 2.252.25 22502250 262.238262.238 2.41869522.4186952

(21)

Pengeplotan diagram

i

korr

= 5.992x

-

1.1764

-

5.9654x + 0.8747

GRAFIK POLARISASI UNTUK SPECIMEN 1 DENGAN MATERIAL BASE METAL

y = 5.992x - 1.1764 y = -5.9654x + 0.8747 -20.0 -17.5 -15.0 -12.5 -10.0 -7.5 -5.0 -2.5 0.0 2.5 5.0 7.5 10.0 12.5 15.0 17.5 20.0 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 Log (I/A) P o te n si al (m V )

(22)

Analisa

Laju

Korosi

K = Konstanta

(0.129 untuk mpy, 0.00327 untuk mmpy)

a = Berat atom logam terkorosi

i

i_kor_kor = kerapatan arus (= kerapatan arus (μμA/cm2) A/cm2)

n = Jumlah elektron valensi logam

n = Jumlah elektron valensi logam terkorosi terkorosi D = Densitas logam terkorosi (gr/cm3)

D = Densitas logam terkorosi (gr/cm3)

Laju korosi = K

ai

_nD

Data tersebut digunakan untuk pengeplotan diagram tafel, yang k

emudian dapat

menentukan harga i

_o_o

. Nilai i

_kor_kor

sama dengan nilai i

_o_o

. Setelah mendapatkan nilai

i

_kor_kor

maka besarnya laju korosi dapat ditentukan dengan menggunakan p

ersamaan

Faraday. Persamaan Faraday yang digunakan

(23)

Perbandingan

Laju

Korosi

Dari

Perhitungan

Laju

korosi

masing

-

masing

spesimen

Laju Korosi

0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12

Base Metal Weld Metal Tempered Base Metal Tempered Weld Metal Spesimen ik o rr