TUGAS AKHIR

KARAKTERISASI PERILAKU PERAMBATAN RETAK FATIK DAN KOROSI RETAK TEGANGDALAM LARUTAN KALSIUM KLORIDA 40%DENGAN INHIBITOR SODIUM SILIKAT DAN ZEOLIT

PADA SAMBUNGAN LAS GTAW BAJA TAHAN KARAT 304

Jurusan

Teknik

Material dan

MetalurgiFakultas

Teknologi

IndustriINSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER

2010

Adhi

Rohadhi2705100015

Dosen

PembimbingIr. Rochman

Rochiem, M.ScHariyati

Purwaningsih, S.Si, M.Si

TUGAS AKHIR

Kegagalan material hasil pengelasan denganbeban dibawah kekuatan elastik.

Retak sambungan las dalam lingkungan korosifarea industri yang diduga menimbulkan gejala fatiklebih awal.

Ion klorida sebagai anion populer dalam persoalankorosi dunia industri.

LATAR BELAKANGLATAR BELAKANG

NanangNanang Budi Budi SriyantoSriyanto (2008)(2008)Sifat khas perambatan retak fatikhasil pengelasan SAW baja ASTM A572 grade 50

Spesimen untuk media korosi 3,5%NaCl, patahpada nilai ΔK tertinggi 56,266 MPa.m1/2

Spesimen pada lingkungan udara mempunyaiΔK tertinggi 44,5472 MPa.m1/2

Harga konstanta Paris A dan n

Untuk lingkungan NaCl 8E-11 dan 2,097Untuk lingkungan udara 3E-13 dan 3,872

BagaimanaBagaimana karakteristikkarakteristik SCC SCC dandan perilakuperilakuperambatanperambatan retakretak sambungansambungan laslas GTAW GTAW material AISI 304 material AISI 304 akibatakibat prosesproses korosikorosi dandanbebanbeban berulangberulang ??BerapaBerapa besarbesar pengaruhpengaruh inhibitor Sodium inhibitor Sodium SilikatSilikatdandan ZeolitZeolit terhadapterhadap prosesproses korosikorosi??

PERUMUSAN MASALAHPERUMUSAN MASALAH

Parameter pengelasan, kecepatan, Parameter pengelasan, kecepatan, arus, dan tegangan pengelasan arus, dan tegangan pengelasan dianggap konstan.dianggap konstan.

Pengaruh lingkungan diabaikan.Pengaruh lingkungan diabaikan.

Hasil pengelasan dianggap tidak ada Hasil pengelasan dianggap tidak ada cacat.cacat.

BATASAN MASALAHBATASAN MASALAH

MenganalisaMenganalisa perilakuperilaku SCC SCC dandan PerilakuPerilakuperambatanperambatan retakretak fatikfatik sambungansambungan laslas..

MenganalisaMenganalisa pengaruhpengaruh inhibotorinhibotor Sodium Sodium silikatsilikat dandan ZeolitZeolit terhadapterhadap prosesproses korosikorosi..

TujuanTujuan PenulisanPenulisan

METODOLOGIMETODOLOGI

HASIL PENELITIANHASIL PENELITIAN

• Pengujian

dilakukan

menggunakan

mesin

uji

fatik

Servopulser

dengan

spesimenterendam

zat

kimia

korosi

yang ditampung

menggunakan

camber dari

bahan

acrilic• Panjang

retak

dilihat

menggunakan

Lup

dan

jumlah

siklus

dilihat

pada

monitor digital mesin

Pengujian

Fatik

Hasil

pengujian

fatikSpesimen

patah

dengan

tampilan

makro

strukturmenunjukan

daerah

patah

getas

dan

patah

ulet

Pada

pengujian

ini

spesimen

terlebih

dahuluDibending

untuk

meningkatkan

tegangan

padadaerah

sambungan

las.

Spesimen

direndam

dalam

larutan

Kalsiumklorida

dan

Larutan

Kalsium

Klorida

yangditambahi

Sodiun

Silikat

dan

Zeolit.

Korosi

mulai

terdeteksi

ketika

warna

larutanBerubah

kecoklatan.

Uji

Immersi

Hasil

yang diperoleh

terlihat

bahwa

spesimen

yang direndam

dalam

larutan

KalsiumKlorida

mengalami

korosi

merata, namun

tidak

diperoleh

retak

selama

masa

inkubasi3 bulan

20 hari. Untuk

spesimen

yang direndam

didalam

larutan

Kalsium

Kloridayang ditambahi

inhibitor korosi

dapat

dihambat

bahkan

tidak

didapati

adanya

karatyang mengendap.

Pengujian

metallography

struktur

mikro

dilihatmenggunakan

mikroskop

optik

dimanadiperoleh

gambar

butiran

seperti

tampakpada

Gambar

B yang diduga

sebagaiAustenit, dan

diperoleh

titik-titik

hitam

padagaris

batas

butir

yang diduga

sebagaiKarbida, juga

diperoleh

suatu

kristalyang sedang

tumbuh

membentuk

dendrit-denrit

yang diduga

sebagai

fasa

baruberupa

Delta Ferrit.

Uji

Metallography

AB

C

Hasil Uji Tarik

Spesimenlo

(mm)lt

(mm)P

ultimate(kg)

P luluh

(Kg)

σu

(kg/mm2

)

σy

(kg/mm2

)

ε(%)

SS1 50 64,8 3840 2710 62,2 44,04 29,6

SS2 50 64,9 3860 2724 62,6 44,18 29,8

SS3 50 64,8 3880 2738 63,1 44,59 29,6

SS4(Dengan pengelasan)

50 69,3 3270 2308 53,1 37,47 38,6

SS5(Dengan pengelasan)

50 69,7 3670 2590 59,9 42,27 39,4

SS6(Dengan pengelasan)

50 69,9 3730 2633 61,0 43,07 39,8

Note: SS adalah singkatan dari Stainlee steel

Kurva Panjang Retak Spesimen Las

05

1015202530354045

1.12

171.

6599

1.66

931.

6756

1.68

191.

6858

1.68

811.

6893

1.69

031.

6912

1.69

211.

6931

1.69

361.

6940

1.69

441.

6947

1.69

511.

6954

1.69

58

Siklus (N kali 1000000 )

Panj

ang

reta

k (a

, mm

)

Kurva pajang retak stainless steel 304Kurva pajang retak stainless steel 304

05

1015202530354045

1.11

84

1.67

731.

6893

1.69

551.

6985

1.70

051.

7020

1.70

281.

7035

1.70

41Siklus (N Kali 1000000)

Panj

ang

reta

k (a

, mm

)

Kurva panjang retakspesimen Las

Kurva panjang retakspesimen ter-immersilarutan kalsium klorid

Kurva Panjang RetakSpesimen Ter-immersidalam larutan KalsiumKlorida denganpenambahan InhibitorSodium Silikat dan Zeolit

Kurva laju perambatan retak stainless steel 304Kurva laju perambatan retak stainless steel 304

da/dN

(mm/siklus)

∆K (kg.mm-3/2 )

Kurva Laju Perambatan Retak Stainless Steel seri 304

0.000

0.002

0.004

0.006

0.008

0.010

0.012

0.014

0.016

0.018

0.020

0 20 40 60 80 100 120

Kurva laju perambatan retak

spesimen las

Kurva laju perambatan retak

spesimen ter-imersi larutan

Kalsium Klorida

Kurva laju perambatan retak

spesimen ter-imersi larutan

Kalsium Klorida dengan

penambahan inhibitor

Sodium Silikat dan Zeolit

da/dN

(mm/siklus)

∆K (kg.mm-3/2 )

KurvaKurva logaritmalogaritma lajulaju perambatanperambatan retakretak specimenspecimen laslas

NilaiNilai A= 3,77 .10A= 3,77 .10--8 8 dandan n = 3,6995n = 3,6995

y = 3.6995x - 7.4236

-7

-6

-5

-4

-3

-2

-1

00 0.5 1 1.5 2

Nilai Logaritma intensitas tegangan

Nila

i log

aritm

a da

/dN

KurvaKurva logaritmalogaritma lajulaju perambatanperambatan retakretak specimenspecimen terter--immersiimmersi larutanlarutan KalsiumKalsium KloridaKlorida

NilaiNilai A = 3,85922 .10A = 3,85922 .10--8 dan n = 3,68968 dan n = 3,6896

y = 3.6896x - 7.4135

-7

-6

-5

-4

-3

-2

-1

00 0.5 1 1.5 2

Nilai logaritma intensitas tegangan

Nila

i log

aritm

a da

/dN

KurvaKurva logaritmalogaritma lajulaju perambatanperambatan retakretak specimenspecimen terter--immersiimmersi larutanlarutan KalsiumKalsium KloridaKlorida

dengandengan penambahan inhibitor Sodium Silikat dan Zeolitpenambahan inhibitor Sodium Silikat dan Zeolit

NilaiNilai A = 3,90481. 10A = 3,90481. 10--8 dan n = 3,68618 dan n = 3,6861

y = 3.6861x - 7.4084

-7

-6

-5

-4

-3

-2

-1

00 0.5 1 1.5 2

Nilai logaritma intensitas tegangan

Nila

i log

aritm

a da

/dN

KarakteristikKarakteristik perilakuperilaku perambatanperambatan retakretak material material stainlessstainless steelsteelseri 304 yang seri 304 yang telahtelah mengalamimengalami pengelasanpengelasan dengandengan metodemetodeGTAW GTAW memilikimemiliki nilainilai intensitas intensitas tegangantegangan 1,892 1,892 kg.mmkg.mm--3/2 3/2 dan dan lajulaju perambatanperambatan retakretak 4,73 .104,73 .10--7 7 mmmm/ / siklussiklus dengandengan nilainilai angkaangkaParis A= 3,77 .10Paris A= 3,77 .10--8 8 dan n= 3,7.dan n= 3,7.

ElektrolitElektrolit KasiumKasium KloridaKlorida merupakanmerupakan elektrolitelektrolit yang yang berbahayaberbahayabagibagi baja baja tahantahan karatkarat austenitikaustenitik khususnyakhususnya seri 304, seri 304, NamunNamunpengaruhpengaruh elektrolitelektrolit tersebuttersebut terhadapterhadap sambungansambungan las material las material iniini tidaktidak begitubegitu efektifefektif karenakarena padapada hasilhasil ujiuji korosikorosi retakretak tegangtegangtidaktidak diperolehdiperoleh retakretak dalamdalam masa masa inkubasiinkubasi 3 3 bulanbulan 20 20 harihari, , sedangkansedangkan tampilantampilan retakretak padapada spesimenspesimen hasilhasil ujiuji fatikfatikmenunjukanmenunjukan bentukbentuk patahpatah getasgetas ((patahpatah halushalus) dan ) dan bentukbentuk patahpatahuletulet ((patahpatah berserabutberserabut). ).

PenggunaanPenggunaan inhibitorinhibitor SodiumSodium silikatsilikat dan dan ZeolitZeolit terbuktiterbukti efektifefektifdalamdalam meredammeredam prosesproses korosikorosi material baja material baja tahantahan karatkarataustenitikaustenitik seri 304 seri 304 dalamdalam larutanlarutan KalsiumKalsium KloridaKlorida dimana dimana selamaselama masa masa ujiuji immersiimmersi inhibitorinhibitor dapatdapat mengendapkanmengendapkan dan dan mengkristalkanmengkristalkan ionion kalsiumkalsium, , namunnamun memilikimemiliki efekefek sampingsampingpembentukanpembentukan kerakkerak padapada material material tersebuttersebut..

KESIMPULANKESIMPULAN

DiperhatikanDiperhatikan secara secara baikbaik pemberianpemberian gas gas argonargon padapada prosesprosespengelasanpengelasan karenakarena volumevolume gas yang gas yang dialirkandialirkan memilikimemiliki pengaruhpengaruhbesar besar terhadapterhadap kualitaskualitas sambungansambungan las las baikbaik secara secara fisikfisik, , mekanikmekanik ,,dan dan metalurgimetalurgi

tekaittekait

dengandengan

lingkunganlingkungan

tempattempat

pengelasanpengelasan

berlangsungberlangsung..

Agar Agar diperolehdiperoleh sambungansambungan las yang las yang memilikimemiliki sifatsifat hampirhampir sama sama dengandengan logamlogam induknyainduknya sebaiknyasebaiknya membuatmembuat designdesign groovegroove yang yang sesuaisesuai terkaitterkait jumlahjumlah layerlayer yang yang perluperlu dibuatdibuat saatsaat menyambungmenyambungplatplat yang yang tebaltebal, , karenakarena post post heatheat yang yang dilakukandilakukan terhadapterhadap layerlayersebelumnyasebelumnya akan akan cerderungcerderung meningkatkanmeningkatkan tempertaurtempertaur kerjakerjasambungansambungan las yang rentan las yang rentan terhadapterhadap retakretak panas dan panas dan pembentukanpembentukan karbidakarbida kromkrom..

PemilihanPemilihan inhibitorinhibitor dalamdalam menanganimenangani lingkunganlingkungan yang yang korosifkorosifharusharus meninjaumeninjau resikoresiko yang akan yang akan dialamidialami material material terutamaterutama jikajikamaterial material digunakandigunakan untukuntuk saluransaluran limbahlimbah kimiakimia, , kesalahankesalahanpemilihanpemilihan inhibitorinhibitor bisabisa membuatmembuat sistemsistem dimana material dimana material tersebuttersebutdigunakandigunakan menjadimenjadi tergangguterganggu..

PerluPerlu dilakukandilakukan ujiuji lanjutanlanjutan yang yang melibatkanmelibatkan temperaturtemperatur karenakarenakalorkalor sangatsangat berpengaruhberpengaruh terhadapterhadap reaksireaksi redoksredoks dimana dimana prosesproseskorosikorosi karenakarena oksidasioksidasi padapada anodaanoda selsel elektrolitelektrolit akan akan menjadimenjadi lebihlebihhebathebat jikajika reaksireaksi yang yang terjaditerjadi berlangsungberlangsung endotermendoterm..

SARANSARAN