makalah batam zae totok

Prosiding Seminar Nasional Teknologi Energi Nuklir 2016Batam, 4-5 Agustus 2016

ISSN: 2355-7524

PENGUJIAN SAMBUNGAN LAS TABUNG GAS LPG 3 KG DENGANLARUTAN PENETRAN DAN ARUS EDDY

Zaenal Abidin1, Rian Komara2, Djoko Marjanto3

STTN-BATAN, Jl. Babarsari KotakPos 6101/YKBB Yogyakarta 55281Telp: (0274)484085, 489716; Fax: (0274)489715

[email protected]

ABSTRAKPENGUJIAN SAMBUNGAN LAS TABUNG GAS LPG 3 KG DENGAN LARUTAN PENETRAN DAN ARUS EDDY. Telah dilakukan pengujian tabung gas LPG 3 kg sebanyak 5 buah yang diambil dari 30 buah dengan kriteria visual yang paling jelek. Kasus ledakan tabung gas LPG 3 kg diketahui disebabkan oleh faktor alat maupun faktor pengguna (manusia). Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui apakah ada cacat yang terdapat pada sambungan las tabung gas LPG 3 kg dengan metode uji tak rusak menggunakan Liquid Penetrant Test (PT) dan Eddy current Test (ET). Liquid Penetrant Test (PT) merupakan metode uji tak rusak yang menggunakan prinsip kapilaritas dalam mendeteksi cacat pada material sedangkan Eddy current Test (ET) memanfaatkan arus induksi (arus Eddy) yang ditimbulkan oleh medan magnetik. Hasil pengujian menunjukkan bahwa terdapat indikasi cacat pada tabung gas LPG 3 kg. Namun, berdasarkan ASME Code Section IX 2010 indikasi cacat tersebut masih bisa diterima.

Kata kunci: tabung gas LPG 3 kg, sambungan las, uji tak rusak, larutan penetran, arus Eddy.

ABSTRACTWELD JOINT EXAMINATION OF 3 KG LPG TUBE WITH LIQUID PENETRANT AND EDDY CURRENT. Examination carried out to the welded joint on the 3 kg LPG tube of 5 tubes taken from 30 tubes with the most ugly visual criteria. The case of 3 kg LPG tube explosion by instrument factor and user factor (humans).The aim of this research is to know wheater there are defects on welded joint of LPG gas tube 3 kg with non destructive test method use Liquid Penetrant Test (PT) and Eddy current Test (ET). Liquid Penetrant Test (PT) is non destructive test method that use capillarity principle in detecting defect in material while Eddy current Test (ET) utilize inducedcurrent (Eddy current) caused by magnetic field. The results shows that there are indications of defect in LPG gas tube 3 kg. However, based on ASME Code Section IX 2010 indications of defect is acceptable.

Keywords:LPG gas tube 3 kg, welded joint, non destructive test, liquid penetran, Eddy current

PENDAHULUANProgram konversi bahan bakar dari minyak tanah menjadi gas LPG (Liquefied

Petroleum Gas) adalah program pemerintah guna meningkatkan efisiensi penggunaan bahan bakar minyak di Indonesia, gas LPG harganya lebih murah dan efisien dibanding dengan minyak tanah. Selain manfaat yang didapat ternyata ada risiko yang harus ditanggung, yaitu seringnya terjadi kasus ledakan tabung gas LPG 3 kg baik yang disebabkan oleh faktor alat maupun faktor manusia. Guna mencegah adanya risiko yang sama perlu dilakukan pengujian terhadap tabung gas LPG 3 kg, agar faktor alat dapat diketahui penyebab kecelakaan tersebut. Salah satu faktor penyebab yang memungkinkan adalah buruknya sambungan las. Pengujian dilakukan terhadap sambungan las tabung gas LPG 3 kg tersebut. Setelah dilakukan pengujian maka didapatkan rekaman pengujian untuk menentukan apakah tabung gas LPG 3 kg tersebut masih layak digunakan dan didistribusikan pada masyarakat atau tidak layak (Zainudin, 2012).

Penelitian ini dimaksudkan untuk melakukan pengujian terhadap sambungan las tabung gas LPG 3 kg untuk mengetahui apakah ada cacat las yang terdapat pada sambungan tabung gas LPG 3 kg dengan metode uji tak rusak menggunakan Liquid Penetrant Test (PT) dan Eddy Current Test(ET).

11

Pengujian Sambungan Las Tabung...Zaenal Abidin, dkk.

ISSN: 2355-7524

TABUNG GAS LPG 3 KGMenurut Badan StandarisasiNasional(BSN, 2010)Liquefied Petroleum Gas (LPG)

adalah gas hasil produksi dari kilang minyak dan kilang gas, yang komponen utamanya adalah gas propana(C3H8) dan butana(C4H10) lebih kurang 99% dan selebihnya gas pentana (C5H12) yang dicairkan.

Proses pembuatan tabung gas dilakukan menggunakan proses deep drawing. Deep drawing atau biasa disebut drawing adalah salah satu jenis proses pembentukan logam, dimana bentuk pada umumnya berupa silinder dan selalu mempunyai kedalaman tertentu. Adapun bagian dari tabung gas LPG 3kg terlihat pada Gambar 1 dengan penjelasan sebagai berikut:

1. Badan tabung ,terdiri dari bagian atas dan bawah (top&bottom). Untuk spesifikasinya seperti padaTabel 1.

2. Cincin leher (neckring)3. Pegangan tangan(hand guard)4. Cincin kaki (foot ring)

Gambar1.Skematis bagian-bagian tabung untuk bentuk dua bagian (two pieces) (BSN, 2010)

Tabel 1.Spesifikasitabung gasLPG3 kg (Mustafa, 2010)

No

Material Keterangan

1 Badan Tabung Material plat baja SG 295 tebal plat: 2,4 mm diameter luar badan tabung 260 mm

2 Hand Guard Material plat baja: SS 400 tebal plat: 2,5 mm diameter: 182 mm

3 Neck Ring Baja karbon S17C diameter luar 38 mm tinggi 16 mm

4 Foot Ring Material plat baja : SS 400 diameter luar cincin 190 mm, tinggi : 30 mm, tebal plat : 2,5 mm

SAMBUNGAN LASMengelas (Wiryosumarto, 1981) adalah menyambung dua bagian logam dengan

cara memanaskan sampai suhu lebur dengan memakai bahan pengisi atau tanpa bahan pengisi. Sistem sambungan las ini termasuk jenis sambungan tetap dimana pada konstruksi dan alat permesinan, sambungan las ini sangat banyak digunakan.Adapun sambungan las yangdipakaipadatabunggasLPG3 kg adalahsambunganlastumpang (lap joint) atausambunganlaskampuh (Mustafa, 2010). Sesuaidengan namanya, sambungan tumpang

22


ISSN: 2355-7524

inidigunakan untuk menyatukan duabagian logam dimana bagianlogamyangsatu menumpang di atas logam lainnya seperti yang terlihat pada Gambar 2 dan sambungan las tumpang yang ada pada tabung gas LPG 3kg ditunjukkan pada Gambar 3. Sambungan seperti ini merupakan salah satu jenis sambungan yang terkuat. Tetapi untuk memaksimalkan efisiensi sambungan, lebar plat tampangannya minimal 3 kali ukuran tebal plat yang lebih tipis, yang akan disambung. Sambungan tumpang pada umumnya dipakai pada patri (brazing) dan las titik.

.

Gambar2.Lap joint(Wiryosumarto, 1981)

Gambar 3. Sambungan las pada tabung gas LPG 3 kg (Mustafa, 2010) (1)

Liquid Penetrant Test Liquid penetrant test (PT) merupakan metode uji tak rusak (NDT) yang menggunakan

prinsip kapilaritas dalam memeriksa/mendeteksi cacat. Dalam pengujian ini, penetrant yang digunakan adalah visible penetrant. Metode penetrant diberi nama berdasarkan cara membersihkan kelebihan penetrant. Metode penetrant yang akan digunakan dalam pengujian adalah solvent-removable (dapat dibersihkan dengan solvent). Permukaan bahan yang akan diuji harus dibersihkan terlebih dahulu dari kotoran yang akan menghalangi masuknya cairan penetrant ke dalam cacat. Penetrant diaplikasikan setelah permukaan benda uji benar-benar bersih dan telah kering. Aplikasi penetrant adalah dioles dengan menggunakan kuas (brushing). Untuk menarik cairan penetrant dari dalam cacat agar timbul ke permukaan digunakan suatu zat pengembangan. Developer yang digunakan adalah Non aqueous developer basah yaitu bubuk yang terbentuk dari solvent cair yang tidak stabil. Setelah aplikasi developer, proses selanjutnya adalah interprestasi indikasi yang terjadi dan dicocokkan denga standar penerimaan. Pembersihan sisa-sisa material Liquid Penetrant Test pada spesimen pasca uji penting dilakukan khususnya ketika benda uji dibuat khusus untuk digunakan pada lingkungan beroksigen.

EddyCurrent Test(ET)Eddy current adalah induksi arus listrik bolak-balik di dalam material konduktif oleh

medan magnetik bolak-balik (yang dihasilkan oleh arus listrik bolak-balik tersebut). Arus induksi di dalam material yang termodifikasi menimbulkan perubahan nilai arus induksi yang melalui material tersebut. Perubahan arus induksi dapat dianalisis dan dapat menunjukkan kemungkinan modifikasi dari material. Aliran Eddy current dalam bentuk jejak-jejak lingkaran dan medan magnetik ditunjukkan oleh Gambar4.

33


ISSN: 2355-7524

Gambar4.Eddy current terinduksi dalam material konduktor(http://www.h i - t ec hndt. c om.sg / w e ld c o m pon e ntinsp ec tion.htm l )

Phasec3dPhasec 3d merupakan salah satu peralatan inspeksiyang menggunakan prinsip

Eddy current dalam proses pengujian. Instrumen ini memiliki beberapa mode yang diaplikasikan berdasarkan penggunaanya. Pengujian pada sambungan las(WeldScan) menggunakan Normal Dual Mode. Pengujian dengan dua frekuensi ini mampu melakukan pengujian pada dua frekuensi secara serempak. Selain itu, mode ini mampu menghilangkan sinyal-sinyal yang tidak diinginkan dan dapat memberikan informasi tambahan.

Jenis probe yang disarankan dalam pengujian sambungan las (Weld Scan Probe) adalah probe pensil dengan tipe 800P04MB1P dengan frekuensi 100 kHz. Dalam pengujian sebaiknya frekuensi yang digunakan sesuai dengan frekuensi yang dimiliki probe (General Electric Company, 2008).

Jenis-jenis Cacat LasKetidak sinambungan adalah rintangan dalam struktur bahan tertentu. Pada

sambungan las, rintangan tersebut dapat terjadi dalam logam dasar, logam las, atau daerah terpengaruh panas. Ketidak sinambungan yang tidak memenuhi persyaratan kode atau spesifikasi yang diterapkan dalam pemeriksaan sambungan las adalah cacat atau defect.

Terdapat berbagai nama cacat untuk jenis cacat yang sama. Untuk keseragaman nama, cacat pada penelitian ini mengacu pada standar ASMECode SectionIX tahun2010. Adapun cacat yang mungkin bisa dideteksi yaitu cracks dan porosity.

METODOLOGILangkah penelitian diawali dengan memilih 5 sampel yang paling jelek secara visual

dari 30 sampel, dan selanjutnya sesuai langkah-langkah seperti pada Gambar 5. Preparasi sampel, pada tahap ini dilakukan proses pembersihan (cleaning) sampel dari kotoran pada permukaan seperti debu, pelumas, lapisan cat, minyak, serbuk ampelas, serpihan logam, terak, korosi, spatter dan sebagainya. Pembersihan awal yang memadai sangat penting agar pengujian memberikan hasil yang sebaik-baiknya (ASME CodeSection V, 2010).

Pembersihan pertama dilakukan dengan menggunakan paint remover dan sikat kawat yang berfungsi untuk menghilangkan lapisan cat dan korosi. Pembersihan selanjutnya menggunakan cleaner merk SKC-S (Magnaflux) yang disemprotkan pada permukaan las dan dilap dengan kain majun putih. Jika setelah diamati masih terdapat kotoran pada kain majun, maka proses ini dilakukan secara berulang sampai mendapatkan sampel yang bersih (kain majun yang tetap putih). Permukaan sampel yang bersih merupakan syarat dari pengujian ini.

Proses pengujian dengan metode Liquid Penetrant Test (PT) dilakukan dengan mengaplikasikan penetrant dengan cara dioles dengan menggunakan kuas (brushing). Setelah tercapai dwell time penetrant, penetrant dibersihkan dengan kain majun. Developer SKD-S2 disemprotkan ke sambungan las untuk menarik cairan penetran dari dalam cacat agar timbul ke permukaan. Interpretasi cacat dilakukan setelah tercapai dwell time developer.

44


ISSN: 2355-7524

Proses pengujian dengan metode Eddy current Test (ET) dilakukan dengan menggunakan unit Phasec 3d. Semua peralatan disiapkan meliputi instrumen utama, kabel konektor 12-way, probe, test block dan charger. Kemudian peralatan dipasang dan diatur untuk mode pengujian sambungan las seperti ditunjukkan Gambar 5. Pengujian dilakukan dengan menjalankan probe mengitari sambungan las. Hasil pengujian langsung ditampilkan pada layar instrumen utama.

Gambar 5. Tampilan layar ET

HASILDAN PEMBAHASANHasil pengujian menggunakan metode Liquid Penetrant Test (PT) ditampilkan pada

Tabel 2. Sampel tabung gas LPG 3 kg yang diuji sebanyak 5, ada 3 (tiga) sampel yang terdapat indikasi cacat. Indikasi cacat ini diidentifikasi sebagai cacat porosity karena bentuknya berupa bintik atau bulatan. Menurut ASME Code Section IX tahun 2010 QW–195, jika indikasi cacat memiliki ukuran 5 mm atau lebih, maka indikasi cacat tersebut tidak bisa diterima (unacceptable). Namun, indikasi cacat porosity pada ketiga sampel memiliki ukuran 1mm, maka indikasi cacat tersebut bisa diterima (acceptable).

Tabel 2. Hasil pengujian Liquid Penetrant Test(PT)

Sampel Indikasi1 porosity, panjang 1 mm2 porosity, panjang 1 mm3 tidak ada4 tidak ada5 porosity, panjang 1 mm

Setelah kelima sampel diuji menggunakan metode Liquid Penetrant Test (PT), selanjutnya sampel/permukaan las tabung gas 3 kg dibagi menjadi bagian-bagian sebanyak 20 daerah. Daerah tersebut ditandai dengan huruf abjad A sampai T seperti ditunjukkan pada Gambar 6. Tujuan dari pembagian ini adalah untuk memudahkan proses pengujian dengan metode Eddy current Test (ET).

Gambar 6. Pembagian sambungan las55


ISSN: 2355-7524

Pengujian dengan menggunakan metode Eddy current test(ET) dilakukan dengan cara menjalankan probe di atas permukaan las. Probe yang digunakan adalah probe jenis pensil dengan tipe 121P1A dengan frekuensi maksimal 500 kHz. Probe ini bukanlah probe yang disarankan untuk pengujian sambungan las. Tetapi karena probe yang disarankan tidak ada, maka digunakanlah probe ini yang memiliki karakteristik hampir sama dengan probe tipe 800P04MB1P. Kedua probe tersebut sama-sama digunakan untuk mendeteksi cacat cracks. Mode yang digunakan dalam pengujian sambungan las adalah Normal Dual Mode dengan frekuensi 1 sebesar 100 kHz dan frekuensi 2 sebesar 10 kHz (General Electric Company, 2008).

Sambungan las yang terdapat indikasi cacat jika dilewati oleh probe maka pada tampilan (display) akan mengeluarkan sinyal berwarna biru dan merah. Sinyal biru diartikan sebagai indikasi cacat itu sendiri, sedangkan sinyal merah diartikan sebagai lapisan luar dari permukaan las (coating). Hal ini didukung oleh percobaan terhadap test block yang memiliki ukuran lubang yang berbeda- beda. Selain itu, dilakukan percobaan terhadap sambungan las potongan pipa yang telah diradiografi dan telah diklarifikasi terdapat cacat di dalamnya. Hasil pengukuran dengan ET ditampilkan pada Tabel 3.

Tabel 3. Hasil pengujianEddy current Test(ET)

Daerah

S in yal indikasiS ampel 1 S ampel 2 S ampel 3 S ampel 4 S ampel 5

A Ada Ada tidak ada tidak ada tidak adaB Ada tidak ada Ada Ada tidak adaC tidak ada tidak ada Ada Ada tidak adaD Ada tidak ada tidak ada Ada tidak adaE Ada tidak ada tidak ada Ada tidak adaF Ada tidak ada tidak ada Ada tidak adaG Ada tidak ada Ada Ada tidak adaH tidak ada tidak ada tidak ada tidak ada AdaI tidak ada Ada tidak ada Ada tidak adaJ Ada Ada tidak ada tidak ada AdaK tidak ada tidak ada tidak ada Ada tidak adaL tidak ada Ada tidak ada tidak ada tidak adaM Ada Ada Ada tidak ada tidak adaN Ada tidak ada Ada tidak ada tidak adaO Ada tidak ada Ada Ada AdaP tidak ada Ada Ada Ada AdaQ Ada Ada Ada tidak ada tidak adaR tidak ada Ada tidak ada tidak ada tidak adaS Ada Ada Ada Ada tidak adaT Ada Ada Ada Ada tidak ada

Prosentase adanya

indikasi pada tiap daerah pengukuran

65% 50% 50% 60% 20%

Dari Tabel 3 terlihat bahwa tiap sampel dibagi 20 daerah pengukuran sehingga untuk 5 sampel ada 100 daerah pengujian, ada 49 daerah yang mengeluarkan sinyal indikasi. Indikasi ini bukan cacat cracks. Sinyal yang keluar tersebut diidentifikasi sebagai indikasi cacat yang berada di dalam sambungan las. Namun, indikasi tersebut tidak bisa ditentukan jenis cacatnya karena terbatasnya kemampuan instrumenini. Instrumen hanya bisa mengidentifikasi indikasi cacat cracks. Oleh karena itu, setiap indikasi cacat selain cracks ditampilkan dalam pola sinyal yang sama berupa garis lurus

66


ISSN: 2355-7524

horizontal seperti ditunjukkan pada Gambar 7. Adapun sinyal indikasi cracks ditunjukkan seperti padaGambar 8.

Untuk memudahkan pengecekan dengan alat lain , maka dibuatlah perbandingan antara adanya indikasi dengan banyaknya daerah pengecekan seperti ditampilkan pada Tabel 3. Terlihat bahwa sampel 1 memiliki persentase adanya indikasi terbesar yaitu 65% dan sampel 5 memiliki persentase adanya indikasi terkecil sebesar 20%. Dari keseluruhan hasil yang diperoleh dapat disimpulkan bahwa semua tabung gas LPG 3kg yang diuji masih baik dan layak serta tidak terdapat cacat las crack yang tidak bias ditoleransi.

Gambar7.Sinyal indikasi cacat yang ditampilkan instrumen.

Gambar 8. Sinyal indikasi cracks(General ElectricCompany, 2008)

KESIMPULANDari pengujian sambungan las tabung gas LPG 3kg didapat kesimpulan bahwa:

1. Hasil pengujian menggunakan metode Liquid Penetrant Test (PT) menunjukkan terdapat 3 (tiga) sampel yang memiliki indikasi cacat (porosity). Tetapi indikasi cacat tersebut masih bias diterima karena memiliki ukuran panjang 1 mm (ASME Code SectionIX, 2010).

2. Hasil pengujian menggunakan metode Eddy current Test(ET) menunjukkan bahwa kelima sampel terdapat indikasi cacat. Sampel 1 memiliki persentase indikasi terbesar yaitu 65% dan sampel 5 memiliki persentase terkecil yaitu 20%.

DAFTAR PUSTAKA

ASME, 2010, ASME Boiler andPresure Vessel Code SectionV: Nondestructive Examination, Edisi2010, New York.ASME, 2010, ASME Boiler and Presure Vessel Code SectionIX: Welding andBrazing

77


ISSN: 2355-7524

Qualification, Edisi2010, New York.

Badan Standarisasi Nasional (BSN),2010, “Informasi Standar Tabung Gas dan Asesorisnya”, http : // www . b sn.go. i d/n e w s_d e tail .php?n e w s_ i d = 2160 ,diaksespada19 Februari 2013 pukul 20:00WIB.

General Electric Company,2008, Phasec 3Series:Operating Manual, Hertfordshire.

Mustafa, 2010, Analisa Pembuatan Tabung Gas LPG 3Kg, Jurnal Teknologi, 3,(1), Juni 2010, hal.60-69, Universitas Merdeka Madiun.

Wiryosumarto, Harsono, dan Okumura, T., 1981, Teknologi Pengelasan Logam, hal.157-181, PT. PradnyaParamita, Jakarta.

Zainudin, A. Rohman,2012, Analisis Cacat Tabung Gas3 Kg Dengan Metode Radiografi Sinar-X Sesuai Standar ASME,TA Teknofisika Nuklir,STTN- BATAN, Yogyakarta.

http://www.h i - t ec hndt. c om.sg / w e ld c o m pon e ntinsp ec tion.htm l , diaksespada 13 Juli 2013 pukul 20:30 WIB.

88

makalah batam zae totok

Engineering