ANALISIS PENGARUH APLIKASI POST WELD …€¢ Aplikasi post weld heat treatment (PWHT) dapat...

TUGAS AKHIR (MN 091482)

” ANALISIS PENGARUH APLIKASI POST WELD HEAT TREATMENT (PWHT) PADA PENGELASAN CAST STEEL (SC 42 ) DENGAN CARBON STEEL (Grade E) TERHADAP SIFAT MEKANIK DAN SIFAT METALURGI ”

Oleh

Wahyu Ade Saputra (4109.100.034)

Dosen Pembimbing

1. Ir. Achmad Zubaydi, M.Eng., Ph.D

2. Ir. Soeweify, M.Eng

” ANALISIS PENGARUH APLIKASI POST WELD HEAT TREATMENT (PWHT) PADA

PENGELASAN CAST STEEL (SC 42 ) DENGAN CARBON STEEL (Grade E) TERHADAP

SIFAT MEKANIK DAN SIFAT METALURGI ”

Analisis Perbandingan Pola

Pasokan Air Bersih di Wilayah Kepulauan

Latar Belakang

• Proses pengelasan yang dilakukan terhadap suatu material selalu meningkatkan kekerasan namun mengurangi keuletan bahan. (Sonawan, 2004)

• Proses pengelasan juga menimbulkan adanya tegangan sisa yang memiliki pengaruh besar akan terbentuknya material getas. (Okumura, 1994)

Permasalahan Solusi

Objek Penelitian




• Pada konstruksi poros propeller kapal, terdapat sambungan las antara carbon steel dan cast steel yang rentan akan terjadinya tegangan sisa yang besar.

• Memberikan perlakuan panas pasca pengelasan (Post Weld Heat Treatment) pada pengelasan cast steel dan carbon steel.

Pada penelitian ini akan dianalisa perbedaan sifat mekanik dan metalurgi pengelasan antara cast steel dan carbon steel dengan PWHT dan pengelasan tanpa PWHT.



Rumusan Masalah

• Bagaimanakah proses perlakuan PWHT dalam suatu

pengelasan material cast steel dengan carbon steel ?

• Bagaimanakah perbandingan sifat mekanis dan sifat

metalurgi antara pengelasan dengan perlakuan PWHT dan

pengelasan tanpa aplikasi PWHT?






Tujuan

• Mengidentifikasi proses perlakuan PWHT dalam suatu

pengelasan material cast steel dan carbon steel.

• Mengidentifikasi perbandingan sifat mekanis dan sifat

metalurgi antara pengelasan dengan perlakuan PWHT dan

pengelasan tanpa aplikasi PWHT.






Hipotesis

• Aplikasi post weld heat treatment (PWHT) dapat

meningkatkan sifat metalurgi (grain size lebih kecil)

sehingga material menjadi ductile dan meningkatkan kuat

impact. Akan tetapi menurunkan sifat mekanik (tensile

strength, hardness) material las.






Batasan Masalah Analisa hanya dilakukan pada satu jenis cast steel (SC 42) dengan satu jenis carbon steel

(LR Grade E) yang memiliki ketebalan sama.

Proses pengelasan menggunakan SMAW.

Menggunakan pelat dengan tebal 16 mm.

PWHT dilakukan berdasarkan ASME Section VIII (Table UHT-56)

Pengujian kekerasan (hardness), sebanyak 12 (Dua belas) titik pada daerah weld metal,

base metal dan HAZ.

Pengujian Tarik (Longitudinal Tensile test), dengan tinjauan sebanyak 1 (satu) test piece di

weld metal.

Pengujian impact (Impacte test) pada suhu +20°C, 0°C, -20°C dengan tinjauan sebanyak 3

(satu) test piece

Pengujian Microstructure (Microstructure test), dengan tinjauan sebanyak 1 (satu) test

piece






Tinjauan Pustaka • Pengelasan adalah proses penyambungan setempat dari

beberapa batang logam dengan menggunakan energi panas.

• Metode pengelasan sangat beragam, salah satu yang mudah dan banyak diaplikasikan di lapangan adalah metode Shielded Arc Welding (SMAW).

• Daerah las-lasan terdiri dari tiga bagian yaitu: daerah logam las, daerah pengaruh panas atau heat affected zone disingkat menjadi HAZ dan logam induk yang tak terpengaruhi panas






Tinjauan Pustaka • Pengelasan menimbulkan pemanasan yang tidak merata antara

logam las, logam dasar, dan daerah HAZ yang dapat merubah kekerasan dan sifat kekuatan dari logam, sedangkan kecepatan pendinginan dapat mempengaruhi ukuran butir dan struktur mikro

• Perlakuan panas pasca pengelasan (PWHT) dilakukan untuk mengatur kembali struktur dari material.






Metodologi Penelitian






Material Objek Penelitian

Cast Steel SC 42










Carbon Steel Grade E







Electrodes ESAB OK 46 (E 6013)



Mengelas Material






Membuat Specimens






Tensile Test




Impact Test

Hardness Test



Pelaksanaan Post Weld Heat Treatment GRAFIK HUBUNGAN SUHU DAN WAKTU PEMANASAN






Pelaksanaan Pengujian




Tensile Test






Impact Test






Hardness Test






Foto Mikro (Pengelasan dengan perlakuan PWHT)

Weld Metal (100X) HAZ (100X)

Weld Metal (400X) HAZ (400X) Base Metal (400X)

Base Metal (100X)






Foto Mikro (Pengelasan tanpa perlakuan PWHT)

Weld Metal (100X) HAZ (100X)

Weld Metal (400X) HAZ (400X) Base Metal (400X)

Base Metal (100X)






Pengelasan dengan PWHT

Pengelasan tanpa PWHT



Analisis dan Pembahasan




Analisis Hasil Uji Tarik

Material yang dilas dan dikenai perlakuan PWHT mengalami penurunan kuat tarik , namun keuletannya

meningkat.

Hal ini dikarenakan Jika suatu material dikenai perlakuan panas pasca pengelasan sesuai dengan kemampuan

material menyerap panas, kemudian diturunkan secara perlahan maka akan menghilangkan residual stress yang

ditimbulkan oleh proses pengelasan dan akan terbentuk ukuran butir dan memperbaiki struktur material tersebut.

Sehingga dengan berkurangnya residual stress dan ukuran butir pada struktur material menyebabkan sifat

keuletan material tersebut meningkat






Analisis Hasil Uji Impact

Material yang dilas dan dikenai perlakuan PWHT mengalami kenaikan kuat impact





keuletan material tersebut meningkat






Analisis Hasil Uji Hardness

Material yang dilas dan dikenai perlakuan PWHT memiliki kekerasan lebih kecil dibandingkan dengan material

yang dilas tanpa dikenai perlakuan PWHT





kekerasannya menurun

Material Location Hardness Value Material Location Hardness Value

Tanpa PWHT

BM 146.8

PWHT

BM 126.8

BM 141.6 BM 129.8

HAZ 164.9 HAZ 131.5

HAZ 167.1 HAZ 135.6

WM 154.7 WM 158.6

WM 156.9 WM 156.5

WM 154.3 WM 159.4

WM 151.3 WM 148.3

HAZ 169.5 HAZ 152.9

HAZ 164.7 HAZ 145.2

BM 145.6 BM 133.2

BM 139.1 BM 132.3






Analisis Hasil Foto Mikro

Material yang dilas dan dikenai perlakuan PWHT memiliki prosentase ferit lebih besar dibandingkan prosentase

perlit dan memiliki ukuran butir lebih kecil dibandingkan material yang dilas tanpa dikenai perlakuan PWHT .

Dari data di atas dapat disimpulkan bahwa material yang dilas dan dikenai perlakuan PWHT memiliki struktur

metalurgi yang lebih baik dibandingkan material yang dilas tanpa dikenai perlakuan PWHT



Kesimpulan • Material yang dilas dan dikenai perlakuan PWHT mengalami penurunan σyield sebesar

18.58% dan σultimate sebesar 12.10%. Namun di sisi lain keuletannya meningkat, terlihat dari kenaikan elongation sebesar 0.51% dan reduction of area sebesar 35.33%

• Material yang dilas dan dikenai perlakuan PWHT, pada suhu 20 O C memiliki kuat impact 3.90% lebih besar dibandingkan material yang dilas tanpa dikenai perlakuan PWHT

• Material yang dilas dan dikenai perlakuan PWHT, pada suhu 0 O C memiliki kuat impact 31.34% lebih besar dibandingkan material yang dilas tanpa dikenai perlakuan PWHT

• Material yang dilas dan dikenai perlakuan PWHT, pada suhu -20 O C memiliki kuat impact 6.90% lebih besar dibandingkan material yang dilas tanpa dikenai perlakuan PWHT

• Dengan Perbesaran 100X, material yang dilas dan dikenai perlakuan PWHT memiliki prosentase ferit 17,35% lebih banyak dan prosentase perlit 17,35% lebih kecil serta grain size 3,26% lebih kecil dibandingkan dengan material yang dilas tanpa dikenai perlakuan PWHT

• Dengan Perbesaran 400X, material yang dilas dan dikenai perlakuan PWHT memiliki prosentase ferit 6,84% lebih banyak dan prosentase perlit 6,84 % lebih kecil serta grain size 2,20% lebih kecil dibandingkan dengan material yang dilas tanpa dikenai perlakuan PWHT

• Material yang dilas dan dikenai perlakuan PWHT, pada daerah weld metal, HAZ, dan base metal memiliki rata-rata hardness value 7.89% lebih rendah material yang dilas tanpa dikenai perlakuan PWHT




ANALISIS PENGARUH APLIKASI POST WELD …€¢ Aplikasi post weld heat treatment (PWHT) dapat...

Documents

Transcript of ANALISIS PENGARUH APLIKASI POST WELD …€¢ Aplikasi post weld heat treatment (PWHT) dapat...