ANALISA PENGELASAN BEDA MATERIAL STAINLESS STEEL ( SUS 316L )

DENGAN KARBON ( SA 516 Gr 70 ) BERTUJUAN PEMBUATAN

PROSEDURE PENGELASAN ( WPS ) UNTUK ITEM HP VENT KO DRUM

1. Darwin Sebayang, 2. Hendry Purwanto Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik

Universitas Mercu Buana

ABSTRAK

Dalam uraian Jurnal Penelitian ini yang berjudul “ Analisa Pengelasan Beda

Material Stainless Steel ( SUS 316L ) dengan Karbon ( SA 516 Gr 70 ) bertujuan

pembuatan procedure pengelasan ( WPS ) untuk item HP Vent KO Drum “. Latar

belakang penulisan judul tersebut diatas adalah didunia rekayasa industri engineering

seperti fabricator pressure vessel , oil and gas , chemical plant dan power plant , salah

satu proses penyambungan yang paling penting adalah pengelasan atau welding . Oleh

sebab itu setiap spesifikasi pengelasan customer akan mengacu beberapa standart atau

code seperti ASME , AWS , DIN, JIS, Turbular Exchanger Manufacture Associate (

TEMA ) , British Petroluem, API dan lain sebagainya . Penulis membahas urutan

pembuatan Prosedur pengelasan ( WPS ) serta proses dan teknik pengelasan beda

material Stainless Steel ( SUS 316L ) dengan Karbon ( SA 516 Gr 70 ) yang

berbeda karakteristik dan komposisi material untuk dijadikan acuan pembuatan

Prosedur pengelasan ( WPS ) yang bertujuan memberikan informasi kepada desainer

muda dan instansi terkait untuk dapat membuat WPS pengelasan beda material, dengan

pengujian Struktur Makro , Tensile Test , Hardness Test , dan Bend Test . Pengujian

tersebut diatas dilakukan di laboratorium PT. Hi-Test ( Laboratory of Mechanical

Testing )di Taman Tekno BlokA2 No. 49, Bumi Serpong Damai (BSD) – Tangerang –

Indonesia .

Latar Belakang .

Di dunia rekayasa industri

engineering seperti fabricator pressure

vessel , oil and gas , chemical plant dan

power plant , salah satu proses

penyambungan yang paling penting

adalah pengelasan atau welding . Oleh

sebab itu setiap spesifikasi pengelasan

customer akan mengacu beberapa

standart atau code seperti American

society of Mechanical Engineering (

ASME ) , American Welding Society (

AWS ) , DIN, JIS, Turbular Exchanger

Manufacture Associate ( TEMA ) , British

Petroluem, API dan lain sebagainya .

Material .

Pada jurnal Tugasir ini

menggunakan dua jenis main material

yang berbeda atau main material yang

berbeda karakteristik dan komposisi

kimianya antara Low Carbon steel (

SA 516 Gr 70 ) dengan stainless steel (

SA 240 316 L ) , sedangkan material

pengisi atau filler yang digunakan dalam

pengelasan beda material diatas adalah

ER 309L. Code yang digunakan adalah

ASME IIA ( Ferrous material

spesification ) dan ASME IIC (

spesification for welding rods,

Electrodes, and filler metal ).

Base Material Stainless Steel SUS 316L

dengan Karbon SA 516 Gr 70 .

1. Low Carbon steel ( SA 516 Gr 70 ) :

Manufacture : JFE Steel Corporation

Spesifikasi : ASME SA-516

GRADE 70

Tebal : 12,7 mm

Heat Number : PL 31806 19183

Certificate no. : ASHEX-1741-001

2. Stainless Steel SA 240 316L :

Manufacture : OUTO KUMPU

Spesifikasi : SA 240 316L

Tebal : 12 mm

Komposisi Kimia

C 0,19

Si 0,27

Mn 0,117

P 0,016

S 0,002

Cu 0,01

Ni 0,02

Mo 0,01

Cr 0,05

Al 0,32

Ti 0,002

Tensile Test

( N/mm²)

Y.S T.S EL

50,9 77,0 26%

Heat Number : 402026-003

Certificate no. : 6610/1000022474

3. Filler metal / kawat las ER 309/309L

:

Manufacture : OXFORD

Spesifikasi : AWS A5.9 (

ASME SFA 5.9, Section II, Part C )

Diameter : 2,4 mm

Heat Number : E85484

Certificate no. : 3.1 AS IN EN

10204

Welding Prosedur ( WPS )

Adapun dokumen tertulis dibuat

untuk mengarahkan Juru las / Welder atau

operator las untuk memproduksi

pengelasan sesuai dengan code atau

standart yang diinginkan. Welding

Procedure Standart ( WPS)Adalah

welding prosedur / tata cara pengelasan

yang menjelaskan langkah demi langkah

apa yang harus dilakukan dan bagaimana

melakukan, yang hasil pengelasannya /

produk sesuai dengan persyaratan code/

standard , juga dapat dijadikan alat

control untuk juru las / Welder atau

operator las apakah pekerjaannya sudah

Tensile Test

( N/mm²)

Y.S T.S EL

330 337 52%

Komposisi

Kimia

C 0,020

Si 0,55

Mn 1,25

P 0,031

S 0,001

Cr 16,96

Ni 10,13

Mo 2,04

Nb 0,007

Cu 10,13

Co 2,04

N 0,007

Komposisi Kimia

C 0,020

Cr 0,55

Ni 1,25

Mo 0,031

Mn 0,001

Si 16,96

P 10,13

S 2,04

Tensile Test

( N/mm²)

Y.S T.S EL

400 590 40%

sesuai dengan prosedur pengelasan yang

sudah di uji .

WPS yang disiapkan oleh manufaktur

atau kontraktor mencakup minimum dari

variable yang jelas , essential dan non

essential variable . WPS pada intinya

mencakup 3 ( tiga ) hal yang penting

diantaranya :

1. Detail pengelasan .

2. Gambar dan sket dari detail

sambungan dan bentuk dari

perlapisan

3. Record ( Product Quality Record

) dari hasil pengujian sesuai

dengan WPS .

Adapun variable yang penting (

essential variable ) adalah :

1. Proses pengelasan ( GTAW,

SMAW, PAW, dll )

2. Cara / posisi pengelasan ( 1G,

2G, 3G, dll )

3. Base metal ( Material

spesifikcation dan type ) &

Dimensi material ( Tebal )

4. Kawat Las ( spesfication dan type

)

5. Bentuk sambungan las .

6. Skill juru las / welder

7. Kondisi mesin las ( tegangan

keluar dan tegangan masuk ) .

Adapun non essential variable adalah :

1. Arah pengelasan ( keatas atau

kebawah )

2. Dimensi kawat las .

3. Penggunaan back weld .

4. penggunaan back shield .

Konsentrasi pada pengelasan ini

adalah menjaga terjadinya under bead (

cold cracking ). Biasanya keretakan ini

terjadi pada daerah HAZ ( Heat Affected

Zone ) adalah daerah yang tidak terjadi

pencairan atau molted pada saat

pengelasan terjadi yang mengakibatkan

microstructure didaerah HAZ berubah .

Cold cracking terjadi karena hidrogen

yang datang terperangkap dalam lasan

yang tidak mencair pada saat pengelasan .

Berbagai jenis cacat yang umum dijumpai

pada lasan antara lain :

1. Retak ( Cracks ).

2. Voids.

3. Inklusi

4. Kurangnya fusi atau penetrasi ( lack of

fusion or penetration ).

5. Bentuk yang tak sempurna ( imperfect

shape ).

Pengelasan adalah suatu proses

penyambungan logam dengan logam

yang sejenis ( similar ) atau

penyambungan logam dengan logam

yang tidak sejenis (dissimiliar )

menggunakan energi panas / proses

pembakaran ( titik cair material yang

disambung ) sehingga logam menjadi satu

dengan atau tanpa tekanan. Disamping itu

pengelasan dapat dilakukan dengan

menggunakan kawat las ( logam pengisi )

atau tanpa menggunakan kawat las (

logam pengisi). Pengelasan beda material

( dissimiliar metal ) dapat dilakukan

dengan proses fusion weld seperti

Shielded Metal Arc Weld ( SMAW ) ,

Flux Core Arc Weld ( FCAW ), Gas

Tungsten Arc Weld ( GTAW ) , Plasma

Arc Weld ( PAW ) .

1. Shielded Metal Arc Weld (

SMAW ).

Pengelasan Shielded Metal Arc Weld

( SMAW ) yang juga dikenal dengan Las

Stick adalah proses las busur listrik

merupakan proses las dimana sumber

panasnya dihasilkan oleh karena adanya

busur ( arc ) listrik antara kedua kutup

positip dan negative . Pengelasan busur

listrik dengan electrode terbungkus

Shielded Metal Arc Weld ( SMAW )

bertujuan agar cairan logam yan melebur

terhindar dari pengaruh atmosfer udara

yang mengakibatkan terbentuknya lapisan

terak ( slag ) karena mencairnya electrode

pembungkus .

2. Flux Core Arc Weld ( FCAW ).

Pengelasan Flux Core Arc Weld (

FCAW ) adalah metode las busur yang

prinsip kerjanya sama dengan Shielded

Metal Arc Weld ( SMAW ),dimana logam

pengisi ( electrode ) dan base metal yang

mencair / meleleh bercampur saat logam

pengisi ( electrode ) dipanaskan busur

listrik antara base metal dengan logam

pengisi ( electrode ). Daerah lasan

dilindungi oleh fluks ( lapisan luar dari

electrode ) yang ikut mencair pada saat

pengelasan yang berfungsi agar oksigen

tidak masuk kedalam cairan lasan.

3. Gas Tungsten Arc Weld ( GTAW

)

Pengelasan Gas Tungsten Arc Weld

( GTAW ) juga dikenal sebagai las

tungsteninert gas ( TIG ) , adalah proses

pengelasan yang menggunakan

nonconsumable tungstenelektroda untuk

menghasilkan las . Daerah las dari

kontaminasi dilindungi atmosfer oleh gas

pelindung ( biasanya seperti gas

argon/nitrogen ), dan logam pengisi

biasanya digunakan, meskipun beberapa

lasan, yang dikenal sebagai autogenous

lasan, tidak memerlukan hal itu. Sebuah

konstan-aruslas listrik menghasilkan

energi yang dilakukan di busur melalui

kolom gas dan uap yang sangat terionisasi

logam dikenal sebagai plasma.

4. Plasma Arc Weld ( PAW ).

Pengelasan Plasma Arc Weld ( PAW

), adalah proses pengelasan yang

menggunakan nonconsumable

tungstenelektroda untuk menghasilkan las

yang prinsip kerjanya sama dengan

pengelasan Gas Tungsten Arc Weld (

GTAW ). Daerah las dari kontaminasi

dilindungi atmosfer oleh gas pelindung (

biasanya seperti gas argon / nitrogen ),

dan Plasma Arc Weld ( PAW )tidak

memerlukan logam pengisi (

mencairkan sambungan kedua base metal

) . Sebuah konstan-aruslas listrik

menghasilkan energi yang dilakukan di

busur melalui kolom gas dan uap yang

sangat terionisasi logam dikenal sebagai

plasma . Pengelasan pada umumnya yang

dilakukan ditempat penulis adalah proses

pengelasan Gas Tungsten Arc Weld (

GTAW ) dan Plasma Arc Weld ( PAW ).

Jenis sambungan yang biasa

digunakan dalam proses pengelasan :

a. Sambungan tumpu ( butt joint );

kedua bagian benda yang akan

disambung diletakkan pada bidang

datar yang sama dan disambung pada

kedua ujungnya.

b. Sambungan sudut ( corner joint );

kedua bagian benda yang akan

disambung membentuk sudut siku-

siku dan disambung pada ujung sudut

tersebut.

c. Sambungan tumpang ( lap joint );

bagian benda yang akan disambung

saling menumpang ( overlapping )

satu sama lainnya.

d. Sambungan T ( tee joint ); satu bagian

diletakkan tegak lurus pada bagian

yang lain dan membentuk huruf T

yang terbalik.

e. Sambungan tekuk ( edge joint ); sisi-

sisi yang ditekuk dari ke dua bagian .

Inspeksi dan Pengujian .

Inspeksi dan pengujian

pengelasan ada beberapa cara untuk

mengetahui kualitas pengelasan

diantaranya dengan inspeksi tanpa

merusak atau Non Destructive Test ( NDT

) dan test merusak atau Destructive Test (

DT ).

Pengujian Tanpa Merusak ini langsung

dilakukan pada benda kerja setelah proses

pengelasan selesai dan dilakukan proses

finishing pada permukaan lasan. Ada

beberapa metode yan sering dilakukan

dalam pemeriksaan hasil lasan antara lain

:

Dye Penetran Test .

Magnetic Particle Test .

Ultrasonis Test .

Radiography Test .

Dye Penetran Test .

Pengujian ini dilakukan langsung

pada permukaan lasan benda kerja

dengan menggoles / menyemprot

pada permukaan lasan benda kerja

dengan cairan kimia ( Penetran

& Developer ) dan bila ada cacat

lasan akan tampak oleh visual ( bintik

– bintik warna merah ) .

Magnetic Particle Test

.

Metode ini dapat mengetahui

cacat pada lasan sampai kedalaman 3

~ 5 mm dari permukaan lasan .

Kelemahan dari metode ini hanya

dapat dilakukan pada base metal

yang main material karbon steel , jadi

tidak bisa digunakan pada pengelasan

beda material (SA 516 Gr70 dengan

SA240 316 L )

Ultrasonis Test .

Metode ini dapat

mengidentifikasikan cacat lasan atau

defect didalam lasan dan material ,

kekurangannya metode ini

menggunakan gelombang ultrasonic

maka akan ada perbedaan velositi

antara material carbon steel dengan

stainless steel yang akan

mengakibatkan hasilnya kurang

akurat .

Radiography Test .

Methode ini dapat mengetahui

cacat lasan yang berada didalam

lasan, metode ini sangat baik

dilakukan untuk pengujian hasil dari

lasan tetapi sangat berbahaya untuk

lingkungan sekitarnya , karena

metode ini dapat memancarkan

radiasi yang berbahaya untuk mahluk

hidup . Idealnya metode ini dilakukan

di tempat khusus yang ada pelindung

nya ( timah hitam ) dan jauh dari

jangkauan manusia .

Pengujian Merusak ( Destructive Test ) .

Pengujian merusak ini dapat disebut

juga Mechanical Test , yang diuji didalam

laboratorium ( dengan peralatan khusus )

dimana pengujian yang diperlukan

diantaranya Uji tarik ( Tension Test ) , Uji

Tekuk ( Bend Test ), Uji kekerasan dan

Uji Macro Etsa

Diagram Proses pembuatan WPS .

Proses pengambilan data pada

penelitian pengelasan beda material (

dissimiliar metal ) SA 516 Gr 70 dengan

SA 240 316L untuk pembuatan prosedur

pengelasan di gambarkan dalam diagram

proses sebagai berikut :

Desain Prosedur Pengelasan ( WPS )

adalah dokumen tertulis dibuat untuk

mengarahkan Juru las / Welder atau

operator las untuk memproduksi

pengelasan sesuai dengan code atau

standart yang diinginkan .

Test coupon adalah material yang

disiapkan untuk contoh pengelasan

menggunakan prosedur

pengelasanyang dirancang oleh

engineer yang tujuannya untuk

Desain WPS

Fit up dan Pengelasan Karbon

Cutting test coupon

Pengujian Laboratorium DT

Dokumentasi WPS dan PQR

NO

NO

Engineering

Visual Inspeksi

Hasil

Sertifikasi Migas

Kualitas Pengelasan Sesuai Code

pengujian , apakah prosedur

pengelasan tersebut dapat digunakan

kepada material atau pengelasan

pressure vessel sesuai dari spesifikasi

dari pemesan yang disebut juga

Product Quality Test ( PQT ) .

Setelah selesai proses pengelasan

sesuai dengan prosedur pengelasan

yang dirancang oleh engineer , test

coupon harus segera dilakukan

inspeksi yang bertujuan untuk

mengetahui ada atau tidak adanya

cacat pengelasan di permukaan atau

didalam lasan , adapun inspeksi yang

dilakukan sesuai dengan material test

coupon dan sesuai dengan code yang

di pesan oleh customer . beberapa

inspeksi sebagai berikut :

Visual inspeksi ini untuk

mengetahui bentuk lasan dan

ukuran lasan apakah sudah sesuai

dengan desain seperti tinggi bead,

cacat permukaan seperti porosity ,

surface crack, under cut, dan

incomplete weld atau pengelasan

yang belum komplit dan

incomplete penetration.

Dye penetran test ini untuk

mengetahui cacat dipermukaan

yang menjalar kedalam lasan

seperti porosity , crack . Hasil

pengujian ini diterima / accepted

sesuai dengan Acceptance criteria

ASME VIII Appendix 8.

Pengujian radiography untuk

mengetahui cacat Linear

Indication seperti crack / retak ,

tembusan yang tidak penuh,

penetrasi yang kurang dan slag

yang terlihat di film radiography,

dimana panjangnya tidak boleh

lebih dari 3x dari lebarnya dan

Rounded Indication seperti

porosity, inclusion, dan slag

tungsten yang terlihat didalam

radiography, dimana panjangnya

tidak boleh lebih dari 3x dari

lebarnya, cacat biasanya

bentuknya bulat,ellip/lonjong,

tidak beraturan. Hasil radiography

test, pengelasan test plate yang

diijinkan sesuai dengan

Acceptance criteria ASME VIII

Appendix 4 .

Pengujian Mecahnical Test .

Pengujian yang dilakukan dalam

pengelasan ini adalah Macro test,

Hardness test, Tensile test, dan Bend test .

Pengujian Macro test bertujuan untuk

melihat bentuk macro material pada

daerah pengelasan sesuai dengan

ASME Section IX yaitu Base metal,

Heat Affected Zone, dan lasan agar

bentuk dari lasan dapat terlihat maka

permukaan harus halus dengan

dilakukan proses machining ,

gerinding, dan polishing kemudian

pada daerah lasan di etcha dengan

cairan kimia diantaranya Acid nitrid,

Asam HCl dan air, agar bentuk dari

lasan antara weld metal , HAZ, dan

base metal terlihat jelas. Dari hasil

test macro ini dapat diketahui visual

kualitas lasan dan bentuk lasan .

Hardness test untuk mengetahui

ketahanan metal dari deformasi

plastik kekerasan material setelah

mengalami pemanasan didaerah base

metal, HAZ, dan weld.

Gambar Test Piece Macro &

Hardness Test

Tes tarik dilaksanakan untuk

menentukan kekuatan tarik, titik

mulur (kekuatan lentur) las,

pemanjangan dan pengurangan

material las . Cara pengujian sangat

simple dengan memberikan beban

tarik sampai material tersebut putus

dan pada proses material di beri baban

tarik awal sampai putus , proses

tersebut direcord pada mesin tersebut

( hasil record diplot dalam grafik ).

Dari grafik tersebut dapat dilihat

kuat tarik ( yield strength ) dan

kemuluran ( elongation ) .

Gambar Tensile Test ( ukuran dalam mm

)

Side bending test ( test bengkok )

bertujuan untuk melihat tahanan

lentur suatu material yang

dibengkokkan sampai 180° . Pada

bagian luar daerah bengkok yang

mulur dapat ditemukan cacat atau

kerapuhan material . Kriteria yang

diterima ( Acceptance criteria ) diatur

di ASME IX QW.163 dimana lasan

dan daerah HAZ pada transfersal/side

weld bend harus masih utuh atau tidak

adanya cacat setelah dilakukan uji

bengkok . Tidak boleh ada cacat retak

atau crack pada daerah lasan dan

HAZ .

Gambar Side Bend Test ( ukuran dalam

mm )

PENGUJIAN MECHANICAL TEST .

Pada pengujian mechanical test

hasil pengelasan sesuai dengan WPS No.

003-WPS-ASME-MMF-2010 dilakukan

di Laboratory of Mechanical Testing PT.

Hi-Test di Bumi Serpong Damai –

Tangerang – Indonesia . Hasil pengujian

ini akan menjadi record atau Product

Qualification Record menjadi

pembanding apakah parameter dan range

yang ada di WPS sudah sesuai dengan

specification dari customer akan di

buktikan dalam mechanical test .

Pengujian mechanical tersebut adalah :

1. Macro Test

2. Hardness Test

3. Tensile Test

4. Bend Test ( Side Bend )

1. Macro Test .

Pengujian Macro test bertujuan

untuk melihat bentuk macro material pada

daerah pengelasan sesuai dengan ASME

Section IX yaitu Base metal, Heat

Affected Zone, dan lasan agar bentuk dari

lasan dapat terlihat maka permukaan

harus halus dengan dilakukan proses

machining , gerinding, dan polishing

kemudian pada daerah lasan di etcha

dengan cairan kimia diantaranya Acid

nitrid, Asam HCl dan air, agar bentuk dari

lasan antara weld metal , HAZ, dan base

metal terlihat jelas. Dari hasil test macro

ini dapat diketahui visual kualitas lasan

dan bentuk lasan .

Hasil dari pengujian Macro Test dapat

diketahui sebagai berikut :

1. Pengisian lasan sempurna , tidak

terlihat adanya slag .

2. Penetrasi pengelasan sempurna .

3. Undercut tidak ada .

4. Retak Lasan tidak ada .

5. Gas terperangkap tidak ada .

Gambar 11. Macro Test

2. Hardness Test .

Hardness test untuk mengetahui

ketahanan metal dari deformasi plastik

kekerasan material setelah mengalami

pemanasan didaerah base metal, HAZ,

dan weld. Ada 3 macam hardness test

yang digunakan dengan keakuratan

terjamin yaitu :

a) Brinell Hardness .

Brinnel hardness artinya menghantam

atau menumbukkan baja keras atau

carbide sphere dari diameter spesifik

dengan beban spesifik yang diterima

material kemudian diukur diameter

tumbukan. Bola baja biasanya dipakai

berdiameter 10 mm. Beban ditahan 10

sampai 15 detik , setelah itu diameter

yang terbentuk dimaterial di ukur

diameternya dengan toleransi ± 0.05 mm

menggunakan alat magnification portable

microscope .

Formula Brinell :

√

Dimana :

P : Beban ( N )

D : Diameter Bola ( mm )

d : Diameter Tumbukan ( mm )

b) Rockwell

c) Hardness Test .

Rockwell hardness adalah

pengetesan kekerasan material

berdasarkan rata-rata penambahan

dikedalaman 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 adalah skala B dan skala C .

d) Vickers Hardness Test .

Vickers hardness test ini adalah

standart untuk mengukur kekerasan

metal , vickers menggunakan pyramid

shape diamond . Hasil tumbukan

diukur diagonal dengan

menggunakan miscroscope,

bentuk tumbu

kan pyramid kotak dengan sudut

diagonal 136 °. Beban intan yang

ditumbukkan ke material dirange

beban sampai 1176,8 N ( 120 Kg.f ) .

Formula Vickers :

Dimana :

P : Beban ( N )

d1: Diagonal ( mm )

Vickers cocok untuk mengukur kekerasan

metal dan metodenya sama dengan

Brinell test . Terlampir hasil dari

pengukuran Vickers pada hasil

pengelasan WPS No. 003-WPS-ASME-

MMF-2010 hasil Vickers Harness Test

3. Tensile Test ( Test Tarik )

Tes tarik dilaksanakan untuk

menentukan kekuatan tarik, titik

mulur (kekuatan lentur) las, pemanjangan

dan pengurangan material las . Cara

pengujian sangat simple dengan

memberikan beban tarik sampai material

tersebut putus dan pada proses material di

beri baban tarik awal sampai putus ,

proses tersebut direcord pada mesin

tersebut ( hasil record diplot dalam grafik

). Dari grafik tersebut dapat dilihat

kuat tarik (yield strength) dan kemuluran

(elongation ) .

Besar beban dan perpanjangan

tergantung dari dimensi test piece . Beban

dan pemuluran material masing – masing

mempunyai parameter yaitu engineering

Stress dan engineering Strain . Dengan

formula sebagai berikut

Formula Engineering Stress :

Dimana :

σ : Tegangan Tarik ( N/mm ² )

F : Beban ( N )

Ao : Ukuran Awal sebelum diberi

beban ( mm² )

Pada test piece no.1 dengan ukuran Tebal

( T ) = 11.85 mm dan Lebar ( W ) 19.14

mm , dimana luas area ( A ) = T x W dan

beban maksimum yang didapat pada saat

ditarik sebesar 131 kN , maka tegangan

tarik ( tensile stress ) material tersebut

adalah :

Dimana :

P : 131.000 N

A : 11.85 mm x 19.14 mm = 226.81

mm²

Maka :

σ = 131.000 N / 226.81 mm²

= 577.6 N/ mm²

= 577.6 MPa

Gambar Grafik Tensile Test No: 1

Pada test piece no.2 dengan ukuran Tebal

( T ) = 11.80 mm dan Lebar ( W ) 19.15

mm , dimana luas area ( A ) = T x W dan

beban maksimum yang didapat pada saat

ditarik sebesar 131 kN , maka tegangan

tarik ( tensile stress ) material tersebut

adalah :

Dimana :

P : 131.000 N

A : 11.80 mm x 19.15 mm = 225.97

mm²

Maka :

σ = 131.000 N / 225.97 mm²

= 577.6 N/ mm²

= 579.7 MPa

Gambar Grafik Tensile Test No: 2

Kriteria yang diizinkan atau Acceptance

Criteria pada uji tarik sesuai code ASME

IX Part QW. 153 dan minimum

specification tensile di QW. 422

1. Diijinkan juga dengan ketentuan

minimum kekuatan tarik tidak

kurang dari minimum kekuatan

tarik material induk .

2. Minimum kekuatan tarik dari dua

material yang berbeda , pada

pengelasan antara SA 516 Gr 70

dengan SA 240 TP 316L kekuatan

tarik yang paling rendah adalah

material SA 516 Gr 70 yaitu

sebesar 528.1 Mpa .

3. Jika spesimen putus diarea base

metal dengan HAZ maka hasil

tersebut diterima , dan apabila

kurang dari minimum strength

base metal , maka toleransi yang

dijinkan adalah 5% dari minimum

tensile strength base metal .

Hasil dari pengujian test tarik pada

pengelasan diatas , material putus

didaerah base metal dan dari hasil

pengujian test taril 1 dan 2 diatas

terhadap pengelasan dapat disimpulkan

minimum tensile strength dari pengujian

test tarik diatas adalah = 577.6 MPa .

4. Side Bend Test ( Test Tekuk ) .

Side bending test ( test bengkok )

bertujuan untuk melihat tahanan lentur

suatu material yang dibengkokkan sampai

180° . Pada bagian luar daerah bengkok

yang mulur dapat ditemukan cacat atau

kerapuhan material . Kriteria yang

diterima ( Acceptance criteria ) diatur di

ASME IX QW.163 dimana lasan dan

daerah HAZ pada transfersal/side weld

bend harus masih utuh atau tidak adanya

cacat setelah dilakukan uji bengkok .

Tidak boleh ada cacat retak atau crack

pada daerah lasan dan HAZ . Dari hasil

pengujian side bend terhadap pengelasan

WPS No. 003-WPS-ASME-MMF-2010

dapat disimpulkan hasil side bend test

dapat diterima sesuai dengan code

karena tidak ada cacat yang timbul

setelah material tersebut di uji bengkok

Hasil pengujian Side Bend Test

Kesimpulan

Prosedure pengelasan ( WPS ) adalah

prosedur / tata cara pengelasan yang

menjelaskan langkah demi langkah apa

yang harus dilakukan dan bagaimana

melakukan, yang hasil pengelasannya

sesuai dengan persyaratan code / standard

, dalam hal ini mengacu pada ASME

Section IX QW 420 dan QW 430 . Pada

pengelasan dua material yang berbeda

secara karakteristik dan komposisi kimia ,

seperti material carbon SA 516 Gr 70

dengan Stainless steel SA 240 316L ,

yang harus dijadikan acuan dalam

membuat procedure pengelasan tersebut

sebagai berikut :

1. Kelompok atau penggolongan

material induk ( base metal ) atau

dalam istilahnya P Number yang

mengacu pada ASME Section IX

QW 420 – Carbon Steel SA 516 Gr

70 digolongkan dalam P.No. 1 dan

Group No. 2 sedangkan Stainless

steel SA 240 316 L digolongkan

dalam P.No. 8 dan Group No. 1 .

2. Welding Squence dan bentuk

sambungan ( bevel ) dari

pengelasan beda material antara

Carbon Steel SA 516 Gr 70 dengan

SA240 316L harus sesuai dengan

Procedure Quailificatio Record (

PQR )

3. Melakukan inspeksi & pengujian

tanpa merusak atau Non Destructive

Test ( NDT ) dan test merusak atau

Destructive Test (DT).

Pengujian tanpa merusak ( NDT )

a. Dye Penetran Test .

b. Magnetic Particle Test .

c. Ultrasonis Test .

d. Radiography Test .

Pengujian merusak ( DT ) /

Mechanical Test

a. Macro Test

Hasil dari pengujian Macro Test

sebagai berikut :

Pengisian lasan sempurna , tidak

terlihat adanya slag .

Penetrasi pengelasan sempurna .

Undercut tidak ada .

Retak Lasan tidak ada .

Gas terperangkap tidak ada .

b. Hardness Test

Hasil dari pengujian Hardness

Test sebagai berikut :

Base metal SA 516 70 Gr 70 rata

– rata = 158 HV dan base metal SA

240 316L rata – rata = 192.6 HV.

HAZ material SA 516 70 Gr 70

rata – rata = 212.3 HV dan base metal

SA 240 316L rata – rata = 192.6 HV.

Pada lasan base metal SA 516 70

Gr 70 dengan base metal SA 240

316L rata – rata = 192 HV .

c. Tension Test . ( Tes Tarik )

Hasil dari pengujian tes tarik (

Tension Test ) diterima / accepted

dengan acuan sebagai berikut :

pengujian test tarik pada pengelasan

material dengan WPS No. 003-WPS-

ASME-MMF-2010 material putus

didaerah base metal ( SA 516 Gr 70 )

dan minimum tensile strength dari

pengujian test tarik diatas adalah =

577.6 MPa sedangkan minimum

tensile strength dari base metal SA

516 Gr 70 adalah = 528.1 Mpa .

d. Tes bengkok ( Side Bend test )

Hasil dari pengujian tes bengkok

diterima dengan pertimbangan karena

visual pada area lasan yang

dibengkok-kan tidak terdapat cacat

lasan seperti retak ( crack ) atau

laminasi .

Dari hasil pengujian diatas didapat data –

data sebagai berikut :

1. Struktur Makro :

a. Fusion : Baik

b. Penetration : Baik

c. Udara terjebak : Tidak ada

d. Undercut : Tidak ada

e. Crack : Tidak ada

f. Slag : Tidak ada

2 Hardness Test :

a. Base Metal SA 516 Gr 70 rata –

rata 158 HV dan SUS 316L rata –

rata 177 HV.

b. HAZ Material SA 516 Gr 70 rata

– rata 212 HV dan SUS 316L rata

– rata 192 HV.

c. Weld Metal SA 516 Gr 70 dengan

SUS 316L rata – rata 192 HV.

3. Tensile Test diterima karena tensile

stess yang terkecil adalah 579 N/mm².

4. Bend Test diterima karena visual pada

area bending tidak ada indikasi cacat

material seperti crak atau patahan .

Saran .

Pengelasan yang dilakukan harus

sesuai dengan welding prosedure ( WPS )

yang telah diuji atau dites dengan test

tidak merusak dan test merusak (

mechanical test ) . Pengelasan pada

material yang berbeda karakteristik dan

komposisi kimia yang menjadi acuan

adalah pemilihan kawat las dan tehnik

pengelasan berdasarkan pada code atau

standart yang telah dibuat merujuk pada

fungsi dari equipment tersebut seperti

pada pengelasan material SA 516 Gr 70

dengan SA 240 316L untuk mengurangi /

mencegah korosi pada lasan , maka di

WPS harus mengutamakan pencegahan

segi ketahanan korosi pada base metal

dan faktor luar seperti fluida atau

lingkungan sekitar yang bersifat asam .

Maka yang kita pertahankan adalah dalam

proses pengelasan jangan sampai sifat

tahan korosi base metal SA 240 316L

rusak pada waktu proses pengelasan .

DAFTAR PUSTAKA

1) American Society Mechanical

Engineering Section II Part A ,

Ferrous Material Specification ,

Edition 2004 .

2. American Society Mechanical

Engineering Section II Part C ,

Specification for Welding Rod

Electrodes , and Filler Metal , Edition

2004.

3. American Society Mechanical

Engineering VIII Division 1, Rules

for Construction of Pressure Vessels ,

Edition 2004.

4. American Society Mechanical

Engineering Section IX,

Qualifications Standard for welding

and Barzing Procedures, Welders,

Brazers , and Welding Brazing

Operators , Edition 2004