peningkatan kualitas proses produksi …rires2.umm.ac.id/publikasi/lama/laporan pbp 07.pdfdareah...

1

LAPORAN

PENELITIAN BERORIENTASI DAN BERBASIS PRODUK (PB2P)

PENINGKATAN KUALITAS PROSES PRODUKSI PIPA MINYAK DAN GAS

Nur Subeki, ST., MT NIP UMM. 108.9911.0356

LEMBAGA PENELITIAN UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

2007

PBP

2

LEMBAR PENGESAHAN

1. a. Judul Penelitian : Peningkatan Kualitas Proses Produksi Pipa Minyak dan Gas

2. Bidang Ilmu : Teknik Pengelasan 3. Ketua Peneliti

a. Nama Lengkap : Nur Subeki, ST., MT b. NIP-UMM : 108.9911.0356 c. Jenis Kelamin : Laki-laki d. Pangkat/Golongan : Penata Tk I/IIIa e. Jabatan Fungsional : Asisten Ahli f. Jabatan Struktural : Wakil Lab. Perawatan Mesin g. Keahlian : Teknik Pengelasan dan Perpatahan h. Fakultas : Teknik i. Program Studi : Teknik Mesin j. Lembaga Penelitian : Universitas Muhammadiyah Malang

4. Jumlah Tim Peneliti : 2 (Dua orang) 5. Lokasi Penelitian : PT KHI Pipe Industries Cilegon dan Lab Bahan UMM 6. Lama Penelitian : 5 Bulan 7. Biaya Penelitian : Rp. 3.000.000 (Tiga juta rupiah) 8. Sumber Pendanaan : DPP Universitas Muhammadiyah Malang

Mengetahui : Dekan Fakultas Teknik Malang, 18 Mei 2007 Univ. Muhammadiyah Malang Ketua Peneliti Ir. Sunarto, MT Nur Subeki, ST.,MT . NIP : 123. NIP UMM. 108.9911.0356

Mengetahui : Ketua Lembaga Penelitian

Univ. Muhammadiyah Malang.

DR. Ir. Wahyu Widodo, MS NIP UMM : 110.8909.0123

3

I. Identitas dan Uraian Umum

1. Judul Penelitian : Peningkatan Kualitas Proses Produksi Pipa Minyak dan Gas

2. Ketua Peneliti :

a. Nama Lengkap : Nur Subeki, ST., MT

b. Jabatan : Asisten Ahli/IIIA

c. Jurusan/Fakultas : Mesin/Teknik

d. Perguruan Tinggi : Universitas Muhammadiyah Malang

e. Alamat Surat : Jl. Raya Tlogomas 246 Malang

f. Telp/Faks :(0341) 464318 Psw 128/(0341) 460782

g. E-mail : [email protected]/[email protected]

3. Tim Penelitian

No Nama Bidang Keahlian

Instansi Alokasi Waktu

1 Nur Subeki, ST.,MT Pengelasan UMM 8 Jam/Minngu

2 Misdiono Metalurgi Laboran 8 Jam/Minngu

4. Objek Penelitian : Plat Baja API 5L- X 52

5. Masa Pelaksanaan

• Mulai : Tahun 2007

• Berakhir : Tahun 2008

6. Usulan Biaya

• Tahun I : Rp. 6 Juta Rupiah

• Tahun II : Rp. 6 Juta Rupiah

7. Lokasi Penelitian :

a. Proses Produksi Pipa Di PT KHI Pipe Industries Cilegon

b. Proses Pengujian di Lab Bahan UGM dan Lab Metalurgi UMM

8. Temuan yang ditarjetkan adalah memperbaiki kualitas produksi pipa minyak dan

gas yang selamam ini kemampuan sambungannya kalah kuat dengan logam

induknya dan masih banyak retak pada sambungan.

9. Jurnal Ilmiah yang menjadi sasaran adalah Optimum pada Teknik Industri UMM

dan Gelagar UMS Solo.

10. Instansi yang terlibat adalah PT KHI Pipe Industries Cilegon yang memberikan

tempat pengelasan pipa gas dan membantu pengadaan meterial.

4

11. –

12. Kontribusi mendasar pada bidang ilmu adalah dapat memberikan kontribusi pada

peningkatan kualitas produksi hasil pengelasan pipa untuk gas dan minyak, disisi

lain menyelidiki kemampuan pipa pada suhu yang kontras baik pada suhu negatif

maupun suhu tinggi.

ABSTAKSI

Las SAW merupakan bentuk pengelasan yang banyak digunakan untuk fabrikasi pipa, misalnya pipa spiral. Luasnya pemakaian las SAW disebabkan karena pengelasan dapat dilakukan secara otomatis dan memiliki keandalan yang tinggi. Ketangguhan las dipengaruhi oleh banyak faktor diantaranya masukan panas, kuat arus, filler dan fluks, kecepatan las dan laju pendinginan.

Tujuan dari penelitian ini dimaksudkan untuk mendapatkan sambungan las yang memiliki kekuatan, ketahanan pasa daerah sambungan diantaranya daerah las, HAZ dan logam terpengaruh panas, sehingga hasilnya akan meningkatkan kekuatan daerah tersebut.

Percobaan dilakukan menggunakan bahan Baja API 5L X-52 dengan variasi kuat arus DC yaitu 800 Amper, 825 Amper, 850 Amper, 875 Amper dan 900 Amper pada pengelasan pipa spiral di bagian luar, dengan kecepatan pengelasan 13,67 mm/s dan Tegangan 35 volt. Pengujian diawali dengan menguji daerak las kemudian HAZ dan logam pengaruh panas..

Hasil penelitian ini didapatkan bahwa semakin tinggi masukan panas dapat meningkatkan kekuatan sambungan las diantaranya logam las, daerah HAZ dan logam pengaruh pana, sehingga meningkatkan kekuatan sambungan pipa untuk Minyak dan Gas.

Kata Kunci : Las SAW, Pipa spiral, kekuatan sambungan, pipa minyak dan gas.

5

BAB I PENDAHULUAN

Pada saat ini, penyambungan logam dengan system pengelasan semakin

banyak digunakan, baik dipakai pada konstrusi bangunan, perpipaan maupun

konstruksi mesin. Hal ini disebabkan oleh banyaknya keuntungan yang dapat

diperoleh dari sambungan las. Menurut Cary (1989) luasnya penggunaan proses

penyambungan dengan pengelasan disebabkan oleh biaya murah, pelaksanaan

relatif lebih cepat, lebih ringan, dan bentuk konstruksi lebih variatif. Salah satu

teknik pengelasan yang banyak dipakai untuk penyambungan pada konstruksi

baja adalah las busur rendam submerged ard welding (SAW) . Pada pengelasan

dengan las SAW, logam cair ditutup dengan fluks yang diatur melalui suatu

penampang, fluks dan logam pengisi yang berupa kawat pejal diumpankan secara

terus menerus ( Wiryosumarto dan Okumura, 2000) sehingga pengelasan dapat

dilakukan secara otomatis, oleh karena itu memberi kenyamanan dalam

pengoperasiannya dan memiliki keandalan yang tinggi.

Indonesia merupakan salah satu negara penghasil minyak dan gas bumi

terbesar di dunia, diantaranya tersebar di wilayah : Sumatra, Natuna, Jawa,

Kalimantan, Sulawesi, Papua dan dilepas pantai Indonesia. Sebagai

konsekuensinya, kebutuhan akan pipa transmisi sebagai sarana untuk

menghubungkan sumber dan pengguna energi tersebut semakin meningkat,

sehingga hal ini merupakan peluang bisnis khususnya untuk industri baja dan

industri yang memproduksi pipa.

Spesifikasi yang harus dipenuhi oleh baja yang digunakan untuk pipa gas

dan minyak diantaranya adalah baja tersebut harus mempunyai kekuatan tarik

6

yang tinggi yaitu sekitar 500 MPa. Baja HSLA (high strength low alloy steel)

yang diproduksi dengan menggunakan (Thermomechanical Controlled

Processing-TMCP) biasanya memenuhi persyaratan diatas dan digunakan

sebagai bahan pipa gas dan minyak.

Di beberapa negara Eropa, pipa untuk gas dan minyak biasanya

diproduksi dengan sambungan las spiral (spiral welded pipes) dan las yang

digunakan berupa las busur terendam atau submerged arc welding (SAW),

karena proses pengelasanya dapat dilakukan secara otomatis dan memiliki

keandalan yang tinggi. Untuk memenuhi persyaratan perpipaan, sambungan las

harus mempunyai kekuatan dan kekerasan mendekati logam induknya. Untuk itu

dalam pengelasan harus diperhatikan faktor-faktor seperti komposisi kimia filler

dan fluks, heat input, kecepatan las dan laju pendinginan.. Masalah yang muncul

adalah masih seringnya terdapat cacat-cacat pada pengelasan, sehingga harus

dilakukan perbaikan pengelasan dengan las SMAW (Shield Meld Acd Welding).

Penggunaan heat input sangat mempengaruhi kekuatan dan kekerasan hasil

pengelasan, maka dalam penelitian ini diambil judul “Pengaruh Heat Input

terhadap Kekeuatan dan Kekerasan Sambungan Las Busur Terendam

(Submerged Arc Welding) Pada Pengelasan Pipa Spiral Baja Api 5l X-52” .

Penggunaan Heat Input selama ini di PT KHI Pipes Industries adalah 2,123

kJ/mm, namun dengan menggunakan Heat Input tersebut masih banyak cacat

seperti terungkap di atas, maka dalam penelitian ini dilakukan penelitian dengan

penggunaan kuat arus dibawah dan diatas kuat yang digunakan selama ini,

dengan tujuan untuk mendapatkan peningkatan kekuatan sambungan pengelasan.

BAB II

7

STUDI PUSTAKA

2.1. Studi Pustaka

Sambungan las dapat digunakan sebagai sambungan pada konstruksi baja

seperti jembatan, bejana tekan, dan perpipaan, harus memenuhi persyaratan yang

ketat diantaranya adalah tegangan tarik dan ketangguhan harus mempunyai nilai

tinggi, 500 Mpa dan minimal 7 Joule pada suhu yang -50°C atau 100 Joule pada

suhu 0°C (Johnson,dkk).

Persyaratan diatas dapat terpenuhi jika logam las berupa ferit acicular.

Harisson dan Farrar (1981), melaporkan penelitiannya bahwa ferit acicular dapat

meningkatkan kekuatan tarik logam las karena ukuran butirannya kecil,

sedangkan ketangguhannya yang baik disebabkan oleh adanya struktur

interlocking. Namun demikian, terbentuknya ferit acicular pada logam las tidak

selalu mudah karena dipenganihi banyak faktor seperti komposisi logam induk

dan logam pengisi, jenis fluks, dan masukan panas.

Sementara itu, Gunaraj dan Murugan (2002), melaporkan penelitiannya

bahwa effek dari pertambahan heat input akan meningkatkan dimensi weld

interface (WI), grain growth zone (GGZ) dan HAZ sehingga memperbesar

ukuran weld pool dan luasan peleburan. Disisi lain dengan peningkatan voltase

meningkatkan sedeikit lebar WI, GRZ dan HAZ, teapi lebar GGZ sangat besar

peningkatannya.

Untuk itu, Dowling, dkk (1986), menjelaskan penelitiannya tentang

pengaruh inklusi terhadap pembentukan ferit acicular. Hasil penelitian

menunjukkan bahwa struktur mikro yang terbentuk akibat inklusi biasanya berupa

dua fasa atau lebih .Penelitian tersebut juga menunjukkan hasil bahwa sebagian

8

besar inklusi akan menyebabkan terbentuknya ferit acicular yang meningkatkan

kekuatan bahan.

Semakin tinggi basicity index dari flux pada pengelasan baja karbon dengan

las busur rendam akan meningkatkan kekuatan logam hasil las (Garland dan

Kirkwood,1976).

2.2 Dasar Teori

2.2.1. Submerged Arc Welding (SAW)

Merupakan proses pengelasan otomatis dimana busur listrik dan logam cair

tertutup oleh lapisan serbuk fluks, sedangkan kawat pengisi diumpankan secara

kontinyu. Karena panas yang hilang dalam bentuk radiasi sangat kecil maka

efisiensi perpindahan panas dari elektroda ke logam las sangat tinggi yaitu sekitar

90 % (Wiryosumarto dan Okumura, 1981).

Gambar 2.1. Skema Las SAW pada pipa

2.2 .2. Fluks

Fungsi dari Fluks adalah sebagai sumber terak untuk melindungi logam cair

dari udara sekitarnya, menjaga busur listrik agar tetap stabil, sebagai deoksidator,

9

menghasilkan gas pelindung, mengurangi percikan api dan uap pada pengelasan,

dan sebagai sumber dari unsur padatan.

Basicity Index ( BI ) atau indeks kebasaan digunakan untuk menentukan derajat

keasaman atau kebasaan suatu fluks.

Menurut IIW (International Institute of Welding), BI dapat dibedakan menjadi 4

jenis yaitu :bersifat asam jika BI < 1, bersifat netral untuk 1 < BI < 1,5, bersifat

semi basa untuk 1,5 < BI < 2,5 dan bersifat basa jika BI > 2,5.

2.2.3. Masukan Panas ( Heat Input )

Masukan panas adalah besarnya energi panas tiap satuan panjang las

ketika sumber panas bergerak. Masukan panas (H), dinyatakan dengan

persamaan sebagai berikut :

H =P/v = EI/v …………………………................................ (2.1)

Dimana,

P : Tenaga input ( Watt ) v : Kecepatan pengelasan ( mm/s )

E : Potensial listrik ( volt ) I : Arus listrik ( Amper )

Pada kenyataannya, perpindahan panas dari sumber panas ke benda kerja

berjalan tak sempurna dengan ditandai adanya panas yang hilang ke lingkungan.

Besarnya panas yang hilang ke lingkungan ini menentukan efisiensi perpindahan

panas sehingga persamaannya menjadi :

H = ηP/v = η EI/v ………………........................................... ( 2.2 )

Dimana, η : Efisiensi perpindahan panas .

Heat input juga mempengaruhi bentuk penampang lintang las, meliputi

besarnya permukaan logam induk yang mencair, permukaan bahan pengisi dan

10

HAZ. Pada penggunaan heat input yang semakin tinggi akan meningkatkan

prosentase ferit acicular, upper bainit, dan ferit widmanstaten (Bhole and

Billingham, 1983).

Fungsi utama sumber panas pada las cair (fusion welding) adalah untuk

mencairkan logam seperti gambar 3.2, yang mempunyai dua fungsi yaitu :

1. Sebagai bahan pengisi (filler) pada bagian yang disambung sehingga

terbentuk bahan yang kontinyu.

2. Membersihkan permukaan sambungan dengan reaksi kimia.

Gambar 2.2. Distribusi panas pada pengelasan (Handbook, 1979)

2.2.4. Siklus Termal Daerah Lasan

Dareah lasan terdiri dari 3 bagian yaitu logam lasan, daerah pengaruh

panas (Heat Affected Zone) seperti pada gambar 2.2. Selama proses pengelasan

berlangsung, logam las dan daerah pengaruh panas akan mengalami

serangkaian siklus thermal yang berupa pemanasan sampai mencapai suhu

maksimum dan diikuti dengan pendinginan seperti pada gambar 2.3. Pada

pengelasan baja, kandungan C pada logam las biasanya dibuat rendah yaitu 0,1

% massa, dengan tujuan untuk mempertahankan sifat mampu las atau

weldability (Easterling, 1992). Sebagai akibatnya, jika kondisi kesetimbangan

(equilibrium) tercapai maka logam las akan mengalami serangkaian

11

transformasi fasa selama proses pendinginan, yaitu dari logam las cair berubah

menjadi ferit-δ kemudian γ (austenit) dan akhirnya menjadi α (ferrit). Pada

umumnya laju pendinginan pada proses pengelasan cukup tinggi sehingga

kondisi kesetimbangan tidak terjadi dan akibatnya struktur mikro yang

terbentuk tidak selalu mengikuti diagram fasa.

Suhu maksimum pada siklus thermal diatas perlu diketahui karena

dapat dipakai untuk memprediksi perubahan metalurgi seperti peleburan

logam, pembentukan austenit, pembentukan kristal baru ( rekristalisasi ), dll.

Suhu maksimum ini dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut.

0

5,0

0

1)2(1TTH

chyeTT mnetP −

+=−

ρπ …………………………..…(2.3)

Dimana,

TP : suhu maksimum ( oK ) To : suhu awal las ( oK )

e : bilangan natural ρ : massa jenis (g/mm3)

c : panas jenis logam induk (J/goK) y : sama dengan nol pada batas las

h : tebal logam induk (mm) Tm : suhu cair logam induk (oK)

Hnet : heat input ( J/mm)

Gambar 2.3. Siklus thermal las (Funderburk,

12

Faktor lain yang mempengaruhi siklus termal adalah waktu

pendinginan (cooling time ). Suhu yang dipakai sebagai acuan dalam

menentukan waktu pendinginan adalah antara 800ºC-500ºC.

Besarnya waktu pendinginan dapat dihitung dengan persamaan

berikut :

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡−

−−

=∆00

5/8 8001

5001

2/

TTkvqt

π ……..……………….……(2.4)

2.2.5. Inklusi

Inklusi adalah partikel halus yang terbentuk dari hasil reaksi oksidasi atau

reduksi selama proses pengelasan, tetapi partikel tersebut tidak ikut larut dalam

logam las cair. Partikel ini biasanya menjadi penyebab terbentuknya ferit acicular.

2.2.6. Struktur Mikro

Gambar dibawah memperlihatkan kemungkinan struktur mikro yang

terbentuk padai logam las pada pengelasan baja dengan Ias SAW.

Gambar 2.4. Pertumbuhan Struktur Mikro pada Logam Las (Bhadeshia dan Svensson, 1991)

13

Penambahan unsur paduan pada logam las menyebabkan struktur mikro

cenderung berbentuh bainit dengan sedikit ferit batas butir, kedua macam struktur

mikro tersebut juga dapat terbentuk jika ukuran butir austenitnya besar.

Nilai ∆t8/5 yang semakin besar (waktu pendinginan semakin lama) akan

meningkatkan ukuran ferit batas butir, selain itu waktu penditiginan yanig lama

akan menyebabkan struktur rnikra yang paling banyak terbentuk adalah ferit

widmanstatten. Kandungan oksigen yang besar juga akan menyebabkan

terbentunya ferit Widmanstatten dan ferit batas butir dengan ukuran yang besar.

Untuk mendapatkan struktur mikro hasil pengelasan yang baik yaitu berupa

ferit acicular maka unsur paduan, kandungan oksigen, waktu pendingin (At8/5) dan

ukuran butir austenit harus tepat.

Menurut Abson dan Pargeter (1986), struktur mikro dari las biasanya

konibinasi dari struktur mikro berikut ini :

Ferit Batas Butir

Ferit batas butir terbentuk pertama kali pada transformasi γ-α, biasanya

terbentuk sepanjang bats austenit pada suhu 1000 °C – 650 °C

Ferit Widmanstatten

Jika suhunya lebih rendah maka akan terbentuk ferit Widmanstatten.

Ukurannya besar dan pertumbuharmya cepat sehingga akan memenut permukaan

butirnya (Thewlis,1992). Struktur mikro ini terbentuk pada suhu 750 °C – 650 °C

disepanjang batas butir austenit.

Ferit widmanstatten mempunyai ukuran besar dengan orientasi arah yang

hampir sama sehingga memudahkan terjadinya perambatan retak.

14

Ferit Acicular

Ferit acicular berbentuk intragranular dengan ukuran yang kecil dan

mempunyai orentasi arah yang acak (Dallam dkk, 1985). Jika terjadi retak hasil

las dengan struktur mikro ferit acicular maka retak tersebut tidak akan cepat

merambat karena oreientasi arahnya acak. Karena hal tersebut maka bentuk

struktur mikro ferit acicular mempunyai ketangguhan paling tinggi dibanding

strutur mikro yang lain (Dolbi dan Glover). Biasannya ferit aciculat terbentuk

sekitar suhu 650 °C

Dalam pengelasan, penambahan titanium dan boron bersama-sama dengan

oksigen dengan konsentrasi rendah sangat efektif untuk membentuk ferit acicular

(Fleck dkk, 1986), selain itu ferit acicular juga dapat terbentuk pada hasil

pengelasan jika inklusi yang terjadi mempunyai diameter lebih dari 0,2 µm.(Liu,

& Olson, 1986).

Mo dan Cr merupakan pembentuk karbida yang kuat yang dapat menahan

pembentukan proeutectic ferrite dan meningkatkan pembentukan ferit acicular

(Easterling,1993 ).

(a) (b)

Gambar 2.5. a) skema ferit acicular, b) foto mikro ferit acicular (Bhadeshia dan Svensson, 1991)

15

Hasil pengelasan akan mempunyai sifat-sifat yang baik jika jumlah ferit

acicular yang terbentuk paling banyak (Thewlis,1992).

Bainit

Bainit merupakan ferit yang tumbuh dari batas butir austenit dan berupa

pelat-pelat sejajar dengan Fe3C diantara pelat-pelat tersebut atau didalam

pelat. Bainit mempunyai kekerasan yang lebih tinggi dibanding ferit, tetapi

lebih rendah dari pada martensit.

Martetisit

Martensit akan terbentuk pada proses pengelasan dengan pendinginan

sangat cepat, mempunyai sifat sangat keras dan getas sehingga kekuatan tarik

dan ketangguhannya rendah.

2.2.7. Struktur Mikro dan Sifat-Sifat Mekanik

Pada proses pengelasan, transformasi γ (austenit) α (ferit) merupakan

tahap yang paling krusial karena struktur mikro logam las yang berarti juga sifat-

sifat mekanisnya sangat ditentukan pada tahap ini. Diantara faktor-faktor yang

mempengaruhi transformasi γ (austenit) α (ferit) adalah masukan panas (heat

input), komposisi kimia las, kecepatan pendinginan dan bentuk sambungan las

seperti ditunjukkan oleh diagram CCT (Continuous Cooling Transformstion)

seperti pada gambar 2.6.

Menurut Abson dan Pargeter (1986), struktur mikro logam las baja terdiri

dari kombinasi dua atau lebih fasa-fasa berikut yang disususn berdasarkan suhu

pembentuknya :

1. Ferit batas butir (grain boundary ferrite), terbentuk antara suhu 1000

sampai 650 oC sepanjang batas butir austenit.

16

2. Ferit Widmanstatten (Widmanstatten ferrite side plates), terbentuk antara

suhu 1000 sampai 650 oC

3. Ferit acicular (acicular ferrite), terbentuk antara suhu 650 oC

4. Bainit,terbentuk antara suhu 500 oC

5. Martensit, terbentuk jika proses pendinginannya sangat cepat

Gambar 2.6. Diagram CCT (Messler, 1999)

Dari kelima struktur mikro di atas, ferit acicular merupakan struktur mikro

yang diinginkan karena dapat meningkatkan kekuatan dan ketangguhan logam las

seperti yang dilaporkan oleh Harrison dan Farrar (1981)., Grong dan Matlock

(1986). Peningkatan kekuatan ini disebabkan karena ferit acicular berbutir halus

sesuai dengan persamaan Hall-Petch berikut :

σ = σo + kd-1/2 …………………………………..….…(2.5)

Dimana σ : tegangan luluh

σo : tegangan friksi (friction stress)

k : koefisien penguat (strengthening coefficient)

d : ukuran (diameter) butir

17

Pada sisi lain, ketangguhan las disebabkan karena struktur ferit acicular

berbentuk anyaman (interlocking structure) sehingga dapat menahan laju

rambatan retak dan memberikan ketangguhan yang baik.

2.2.8. Pengujian Tarik

Tujuan dari pengujian las adalah untuk menjamin kualitas dan kepercayaan

terhadap konstruksi las. Kekuatan sambungan las dihitung berdasarkan tegangan

boleh, syarat bahwa tegangan terbesar yang terjadi tidak melebihi tegangan yang

ditentukan sebelumnya.

Tegangan oleh las adalah tegangan tertinggi yang boleh terjadi dalam

konstruksi las dengan tidak membahayakan yang didasarkan pada sifat mekanik

logam induk dan logam las, jenis dari beban serta jenis sambungan. Dalam

perencanaan besarnya tegangan yang terjadi harus lebih rendah dari pada tegangan

boleh.

Kekuatan tarik merupakan mekanik suatu logam yang berguna untuk

perencanaan konstruksi maupun pengerjaan logam. Kekuatan material dapat

diketahui dengan menguji tarik material tersebut menurut standar yang digunakan.

Dengan pengujian tarik dapat diperoleh sifat-sifat logam yang lain: kekuatan

mulur, perpanjangan, modulus elastisitas dan lain-lain.

18

Gambar 3.7. Deformasi Plastik Uji Tarik (Guy, 1960)

Spesimen yang diuji tarik mendapat beban uji aksial yang semakin besar

secara kontinyu. Pada saat yang sama dilakukan pengamatan perpanjangan yang

dialami spesimen uji. Tegangan dan regangan diperoleh dengan cara membagi

beban dan perpanjangan dengan faktor konstan. Dari sini akan diperoleh kurva

beban perpanjangan yang bentuknya sama seperti kurva tegangan-regangan teknik.

Kurva tegangan-regangan tergantung pada komposisi, perlakuan panas,

deformasi plastic yang dialami, laju regangan, temperature dan keadaan tegangan

selama pengujian (Dieter, 1990).Parameter yang digunakan berupa kekuatan tarik

yang merupakan parameter kekuatan, sedangkan yang menyatakan keliatan bahan

berupa kekuatan luluh atau titik luluh, persen perpanjangan dan pengaruh luas.

Gambar 2.8. Kurva Tegangan-regangan Rekayasa (Dieter, 1990)

19

Daerah elastis tegangan berbanding linier terhadap regangan, beban

melampaui nilai kekuatan luluh yang mengalai deformasi plastis bruto. Deformasi

bersifat permanen walaupun beban dihilangkan.Tegangan yang menghasilkan

deformasi plastis cotinue Akan bertambah besar dengan bertambahnya regangan

plastik. Volume selama deformasi plastic konstan (A1 = Ao/Lo). Sejalan dengan

terjadinya perpanjangan spesimen mengalami penurunan yang seragam.

Pengerasan regangan labih besar dari kebutuhan yang mengimbangi kebutuhan

penurunan luas penampang lintang dan tegangan teknik bertambah seiring dengan

bertambahnya regangan. Sampailah pada titik luas penampang lintang lebih besar

daripada pertambahan beban.

Gambar 2.9. Spesimen Uji Tarik: (a) Penampang Lingkaran (b) Penampang Segi Empat

Deformasi plastik mulai berbentuk dan terjadinya penyempitan lokal.

Penurunan luas penampang yang lebih cepat dari pada pertambahan deformasi

sebab pengerasan regang mengakibatkan beban sesungguhnya mulai berkurang.

Dengan demikian tegangan teknik akan berkurang sehingga menjadi patah

(Dieter, 1990 ).

20

Spesimen uji tarik dapat berupa batang lingkaran atau pelat yang

ditunjukkan pada gambar 2.9. di atas. Perubahan panjang spesimen terhadap

besarnya beban yang digambarkan menjadi diagram uji tarik tersebut dapat

ditransformasikan menjadi kurva tegangan-regangan teknik dengan hubungan

sebagai berikut :

σ1 = 0A

F

e= 100% x 0

0

lll −

σ1 = tegangan tarik ( MPa )

F = beban ( kN )

A0 = luas penampang awal ( mm2 )

e = regangan teknik ( mm )

l = perpanjangan ( mm )

l0 = panjang awal specimen (mm)

Dalam menentukan kurva tegangan regangan teknik diasumsikan luas

penampang specimen ( A0 ) dan panjang specimen ( l0 ) tetap. Untuk memperoleh

kurva tegangan regangan sebenarnya (σmx-e) dalam perhitungan dipergunakan luas

penampang ( A0 ) dan panjang ( l ) spesimen sesungguhnya selama pengujian

tegangan sebenarnya dalam buku dirumuskan sebagai berikut :

σmax = 0A

F

21

σmax = tegangan sebenarnya ( MPa )

F = beban ( kN )

A0 = luas penampang sebenarnya ( mm2 )

Sedangkan regangan sebenarnya dirumuskan seperti berikut ini :

e = %1000

0 Xl

ll −

e = regangan sebenarnya

l = panjang spesimen sebenarnya ( mm )

l0 = panjang awal specimen (mm )

rumus ini berlaku dengan asumsi volume ( A1 ) konstan.

22

BAB III TUJUAN DAN MANFAAT PENELITIAN

3.2. Tujuan Khusus

Mengacu pada latar belakang diatas yang didasarkan pada masalah-

masalah yang muncul dan pentingnya peningkatan kwalitas dari konstruksi pipa

yang kuat dan ulet maka dalam penelitian ini memiliki tujuan khusus sebagai

berikut :

1. Mencari penyebak kekurang kuatan sambungan pengelasan

2. Meningkatkan kemampuan sambungan pengelasan yang tidak menurunkan

keuletan sambungan

3. Membuat formulasi proses pengelasan yang lebih baik

3.2. Urgensi dan Keutamaan Penelitian

Dari masalah yang muncul dan dihadapi pabrik konstruksi pengelasan

maka penelitian ini sangat diharapkan mampu membuat solusi diantaranya :

1. Mengurangi cacat pengelasan yang selama ini masih tinggi.

2. Meningkatkan kualitas produksi pipa.

3. Dapat mendukung kompetisi antar perusahaan sejenis yang semakit ketat

4. Menambah kemampuan Engginer di perusahan pengelasan

5. Mendekatkan antara dunia usaha dan perguruan tinggi untuk meningkatkan

kualitas produk.

23

BAB IV METODE PENELITIAN

4.1. Bahan Dan Peralatan

4.1.1. Bahan Sambungan

Bahan penelitian ini : Plat Baja API 5L X52

Spesifikasi pipa : Tebal :12 mm, Ø luar : 711,2 mm

Tegangan : 35 volt

Kuat arus (IW) : 650 Amper

Tegangan (IW) : 34 volt

Kecepatan pengelasan : 0,82 m/menit

Spesifikasi bahan

- Tegangan luluh min : 52.000 Psi (365 MPa)

- Tegangan tarik min : 66.000 Psi (463 MPa)

- Komposisi kimia :

Tabel 4.1. Standar komposisi kimia logam induk (wt %) API 5L X-52 Line Pipe

C Mn P S Al Nb Si Nb V

0,08 0,9 0,02 0,01 0,04 0,03 0,05 0,03 0,134

4.1.2. Bahan Pengelasan

Proses Pengelasan : SAW

Jenis elektrode : AWS A5.17-80:EM 12 K Ø 3,2 mm

Jenis fluk : OK Flux 10.71. (by ESAB)

Tabel 4.2. Komposisi kimia elektrode las (wt %)

C Mn Si P S Cr Ni Mo Cu Al

0,11 1,09 0,29 0,009 0,011 0,03 0,02 0,01 0,12 0,00

24

Tabel 4.3. Komposisi kimia fluks (wt %) AL2O3 SiO3 MgO CaO MnO ZrO2 TiO Na2O K2O Fe F S P

22-26 18-22 15-19 11-15 6-10 4-7 2-5 1-3 1 1-3 8 <0,03 <0,03

4.1.3. Cara Pengelasan

Pelat yang berbentuk koil dirol tekuk membentuk pipa spiral dilakukan

pengelasan dimulai bagian dalam kemudian pada jarak 1,5 meter dilakukan

pengelasan pada bagian luar pipa dengan las SAW seperti terlihat pada

gambar 4.1. Dari model pengelasan spiral kontinyu yang divariasi adalah

pengelasan luar pipa. Prosedur pengelasan adalah menurut standard AWS

A5.17. Pengelasan dilakukan dengan 5 jenis variasi kuat arus yang berbeda-

beda. Pengelasan dilakukan di PT. KHI Pipe Industries Cilegon Banten.

a) b)

Gambar 4.1. a). Proses pengelasan pipa spiral (TWI, 1998) b) Skema pengelasan pipa spiral

Untuk memenuhi pengelasan pipa yang baik, maka harus

memperhatikan ukuran dan posisi alur yang akan disambung, hal ini bisa

dilihat pada gambar 4.2.

Coil pelat

Rolls Pengelasan dalam

Pengelasan luar

25

699,2 mm

711,2 mm

12 mm

1 mm

Gambar 4.2. Potongan alur pengelasan

4.1.4. Alat yang Digunakan

a. Mesin perkakas f. Termokopel

b. Mesin las SAW g. Mikroskop optik

d. Mesin uji tarik e. Mesin uji kekerasan vikers

4.2. Pengujian

4.2.1. Pengujian Tarik Tranfersal silindris

Pengujian tarik dilakukan dengan memberikan suatu gaya tarik pada

suatu spesimen yang standar pengujian. Dari pengujian tarik akan didapatkan

data dari beberapa sifat mekanis yang dimiliki oleh suatu material, yaitu

kekuatan, kekakuan, keuletan. Pada penelitian ini pengujian tarik dilakukan

pada arah tranversal dari logam las, spesimen uji tarik berbentuk silindris sesuai

dengan standar STP 601.

Pengujian tarik dapat digunakan untuk mengetahui sifat mekanik suatu

material yaitu : kekuatan tarik, regangan, daerah elastis, daerah plastis, tegangan

luluh, tegangan maksimum, dan tegangan patah, yang semua itu dapat diketahui

dari kurva tegangan-regangan yang didapat dari pengujian tarik. Oleh karena itu

pengujian tarik merupakan pengujian yang paling banyak digunakan dalam

penelitian untuk mengetahui sifat mekanik dari suatu material. Tujuan

26

pengujian tarik dalam penelitian ini adalah untuk membandingkan kekuatan

tarik hasil pengelasan dengan variasi heat input.

Prinsip dasar pengujian tarik adalah sebagai berikut : benda uji dipasang

dalam arah aksial dari arah gaya tarik yang bekerja. Setelah beban tarik bekerja

pada benda uji tersebut, maka benda uji akan mengalami perpanjangan

sebanding dengan penambahan beban tarik. Beban tarik akan menurun setelah

mencapai nilai maksimum dimana benda uji mengalami perpatahan.

Perhitungan dalam pengujian tarik sebagai berikut :

σ = 0A

F ……………………………....……………….….…….(3.2)

Dimana: σ = tegangan tarik ( N/mm2 )

F = beban maksimum (N)

A0 = luas penampang awal (mm2)

ε = 0

0

LLLi −

x 100 % ……....……………………………(3.3).

Dimana : ε = regangan / elongation (%)

L0 = panjang spesimen awal (mm)

Li = panjang spesimen akhir (mm)

Spesimen uji tarik dibuat dengan menggunakan 2 standar yaitu :

STP 601 : untuk mengetahui kekuatan tarik pada daerah las

Gambar 4.3. Spesimen uji tarik tranversal silindris (Standar STP 601)

27

Tabel 4.4 Nilai kekuatan tarik tranversal logam las

Perlakuan Pengulangan

Pmax σmak Pyield σyield ∆Lmax ε

1 A1.1 B1.1 C1.1 D1.1 E1.1 F1.1

2 A1.2 B1.2 C1.2 D1.2 E1.2 F1.2 800 Amper 3 A1.3 B1.3 C1.3 D1.3 E1.3 F1.3

1 A2.1 B2.1 C2.1 D2.1 E2.1 F2.1


1 A3.1 B3.1 C3.1 D3.1 E3.1 F3.1


1 A4.1 B4.1 C4.1 D4.1 E4.1 F4.1


1 A5.1 B5.1 C5.1 D5.1 E5.1 F5.1


4.2.2. Pengujian Tarik Longitudinal silindris

Gambar 4.4. Spesimen uji tarik longitudinal (Standar STP 601)

Tabel 4.5 Nilai kekuatan tarik longitudinal logam las



1 A1.1 B1.1 C1.1 D1.1 E1.1 F1.1


1 A2.1 B2.1 C2.1 D2.1 E2.1 F2.1

28

1 A2.1 B2.1 C2.1 D2.1 E2.1 F2.1


1 A3.1 B3.1 C3.1 D3.1 E3.1 F3.1


1 A4.1 B4.1 C4.1 D4.1 E4.1 F4.1


1 A5.1 B5.1 C5.1 D5.1 E5.1 F5.1


4.2.3. Pengujian Tarik Tranfersal type plat

Tabel 4.6 Nilai kekuatan tarik tranversal logam pengaruh panas



1 A1.1 B1.1 C1.1 D1.1 E1.1 F1.1


1 A2.1 B2.1 C2.1 D2.1 E2.1 F2.1


1 A3.1 B3.1 C3.1 D3.1 E3.1 F3.1


1 A4.1 B4.1 C4.1 D4.1 E4.1 F4.1 875 Amper

2 A4.2 B4.2 C4.2 D4.2 E4.2 F4.2

Gambar 4.5. Uji tarik tranversal (Standar ASTM E8-00)

29

3 A4.3 B4.3 C4.3 D4.3 E4.3 F4.3

1 A5.1 B5.1 C5.1 D5.1 E5.1 F5.1


4.3. Analisa Data

Dari data yang di peroleh maka dibuat grafik kemudian dilihan tren yang

terjadi kemudian di bahas perubahannya

4.4. Bagan Alir Penelitian

Kuat arus 800 Amper

Material Baja API 5L X-52

Pengelasan SAW model pipa spiral

Kuat arus 825 Amper

Kuat arus 850 Amper

Kuat arus 875 Amper

Kuat arus 900 Amper

Uji komposisi

Uji tarik tranfersal

Uji tarik longitudinal

Analisa data

Kesimpulan

30

BAB V HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

5.1. Komposisi Kimia Pengelasan

Proses pengelasan yang digunakan adalah pengelasan spiral busur

terendam dengan bahan Baja Api 5L X-52 dengan tebal 12 mm untuk pipa minyak

dan gas. Komposisi kimia baja tersebut seperti tabel 5.1 dibawah.

Tabel 5.1. Komposisi kimia logam induk (wt %)

C Mn P S Mo Ni Al Co Cu Nb Sn Ti V W

0,091 0,715 0,027 0,002 0,007 0,024 0,034 0,001 0,129 0,012 0,012 0,079 0,134 0,003

Dari hasil komposisi kimia dapat dihitung harga C Equivalent yang

dibutuhkan untuk pengelasan pipa (Lorens and Duren, 1983) adalah:

CE = C + 25Si +

16CuMn + +

20Cr +

60Ni +

40Mo +

15V ................................(5.1)

= 0,091 + 0 +16

)129,0715,0( + + 0 +60024,0 +

40007,0 +

15134,0

= 0,153

Dari hasil perhitungan CE diatas dapat diketahui bahwa bahan Baja Api 5L

X -52 mempunyai sifat mampu las yang baik karena bernilai < 0,4. Baja karbon

yang memiliki CE rendah memiliki kemampuan pengelasan yang baik. Semakin

rendah harga CE semakin rendah pula kepekaan terhadap retak dingin pada

sambungan las dan HAZ.

Tabel 5.2. Komposisi kimia elektrode las (wt %)

C Mn Si P S Cr Ni Mo Cu Al

0,11 1,09 0,29 0,009 0,011 0,03 0,02 0,01 0,12 0,00

31

Tabel 5. 3. Komposisi kimia fluks (wt %)

AL2O3 SiO3 MgO CaO MnO ZrO2 TiO Na2O K2O Fe F S P

2-26 18-22 15-19 11-15 6-10 4-7 2-5 1-3 1 1-3 8 <0,03 <0,03

Tabel 5. 4. Komposisi kimia logam las (wt %)

C Si Mn P S Mo Ni Al Co Cu Nb Sn Ti V W

0,093 0,041 0,967 0,027 0,005 0,007 0,03 0,021 0,001 0,251 0,012 0,016 0,079 0,136 0,012

5. 2. Pengamatan Foto Makro

Foto makro dimaksukkan untuk mengetahui bentuk dan batas antara daerah

las, HAZ, logam induk, las bagian luar dan las bagian dalam. Pada pengelasan pipa

faktor kekuatan terdapat pada pengelasan bagian luat, dari gambar terlihat bahwa

daerah las luar lebih besar dari pada yang dalam.

Gambar 5.1. Foto makro las

Daerah ini juga sangat penting, dikarenakan daerah yang memiliki

pertemuan antara pengelasan dalam dan pengelasan luar, dimana daerah tersebut

merupakan pusat dari sambungan pengelasan pipa, sehingga bisa dikatakan

sebagai pusat dari kekuatan pengelasan dan ketangguhan pipa.

.

Logam induk

Las bagian luar HAZ

Las bagian dalam

32

5.3. Uji Tarik

Model pengujian tarik yang dilakukan dengan tiga macam diantaranya :

5.3.1. Pengujian Tarik Longitudinal

Pengujian tarik secara longitudinal dapat menunjukkan kekuatan tarik

hasil pengelasan karena spesimen dibuat untuk patah pada daerah logam las.

Pengujian ini dimaksudkan untuk mengetahui perubahan kuat arus terhadap

hasil pengelasan, dan juga dapat digunakan untuk membadingkan dengan

pengujian tarik tranversal, yang terjadi pada daerah HAZ dan logam induk.

Dibawah ini tabel hasil pengujian taril longitudinal.

Tabel 5. 5. Nilai kekuatan tarik longitudinal logam las

Spesimen Pmax (kN)

σ max

(MPa) Pyield

(kN) σ yield

(MPa) ∆L

(mm) ε

(%)

800 Amper 15,96 564,76 13,22 467,8 5,2 26 825 Amper 15,70 562,63 13,79 487,96 6,2 31 850 Amper 15,98 565,46 13,46 476,29 5,4 27 875 Amper 16,84 595,9 14,83 524,77 5,2 26 900 Amper 16,93 599,08 15,39 544,58 4,3 21,5

Tabel 5.5 di atas menunjukkan nilai dari hasil pengujian tarik yang

menghasilkan beban maksimum, tegangan maksimum, tegangan luluh,

perpanjangan dan regangan yang ditimbulkan dari pengujian tarik. Hasil

pengujian terlihat bahwa tegangan tarik terdistribusi meningkat yang disebabkan

oleh peningkatan kuat arus, namun khusus untuk kuat arus 825 Amper terjadi

penurunan kekuatan tarik. Hal ini kemungkinan disebabkan karena ketersediaan

material yang terbatas sehingga tidak diadakan pengulangan pengujian, sehingga

penyimpangan pengukuran dimungkinkan terjadi. Tegangan tarik pada daerah

luluh sedikit agak berbeda dimana justru tegangan luluh pada kuat arus 825

Amper nilainya lebih tinggi jika dibandingkan dengan kuat arus 850 Amper,

Namun pada kuat arus 875 dan 900 Amper nilai kekuatan tarik konsisten naik.

Dari semua penggunaan kuat arus mendapatkan nilai kekuatan tarik yang lebih

tinggi dari standar Iscor yaitu minimal ultimate strenght 455 MPa dan tegangan

luluh minimal 358 MPa, sehingga pengelasan ini baik untuk digunakan pada pipa

minyak dan gas.

33

Pada grafik 5.2.ditunjukkan distribusi tegangan tarik maksimum dan

tegangan tarik luluh pada setiap peningkatan kuat arus pengelasan. Dilihat pada

nilai perpanjangan dan regangan yang terjadi nilai terkecil pada kuat arus 900

Amper sedang nilai terbesar pada kuat arus 825 Amper, nilai ini menunjukkan

bahwa semakin keras suatu pengelasan maka bahan akan semakin getas sehingga

regangannnya menjadi kecil dan sebaliknya semakin ulet suatu bahan maka

regangannya semakin besar.

Uji Tarik Daerah Las

300325350375400425450475500525550575600

775 800 825 850 875 900 925

Kuat arus (Amper)

Tega

ngan

(MP

a)

Tegangan max

Tegangan yield

Gambar 5.2. Grafik kekuatan tarik longitudinal

5.3.2. Pengujian Tarik Tranversal Silindris

Pengujian tarik secara tranversal silindris ini dimaksudkan untuk

menunjukkan kekuatan tarik pada daerah pengelasan pada arah tranversal yang

dibuat dengan standart STP 601. Pengujian ini dimaksudkan untuk mengetahui

perubahan kuat arus terhadap kekuatan daerah logam las, dan juga dapat

digunakan untuk membadingkan kekuatan pengelasan dengan pengujian tarik

tranversal yang berbentuk silindris pendek dengan tranversal yang memiliki model

pelat dengan ukuran lebih panjang, perpatahan terjadi pada daerah HAZ kasar dan

mendekati logam induk.

Dibawah ini tabel hasil pengujian taril tranversal silindris

Tabel 5.6. Nilai kekuatan tarik tranversal logam las

Spesimen Pmax (kN)

σ max

(MPa) Pyield

(kN) σ yield

(MPa) ∆L

(mm) ε

(%)

34

800 Amper 14,74 521,59 12,89 456,24 4,67 23,33

825 Amper 14,91 527,72 13,10 463,45 5,23 26,17

850 Amper 14,90 527,37 12,97 458,84 5,3 26,50

875 Amper 15,15 535,98 12,89 456 4,9 24,50

900 Amper 15,40 545,06 13,07 462,49 5,27 26,33 Dari tabel 5.6 diatas ditunjukkan nilai dari pengujian tarik diantaranya

beban maksimum, tegangan maksimum, tegangan luluh, perpanjangan dan

regangan yang ditimbulkan dari pengujian tarik. Dari hasil pengujian terlihat

bahwa tegangan tarik terdistribusi meningkat yang disebabkan oleh peningkatan

kuat arus, namun khusus untuk kuat arus 825 Amper dan 850 Amper memiliki

kekuatan tarik sama. Hal ini kemungkinan disebabkan karena material distribusi

panas pada HAZ relatif sama sehingga tidak merubah nilai kekuatan tarik. Pada

penggunaan kuat arus 875 Amper dan 900 Amper memiliki nilai kekuatan tarik

yang meningkat. Dilaihat dari tegangan tarik pada daerah luluh, nilainya sedikit

agak berbeda dimana justru tegangan luluh pada kuat arus 825 Amper nilainya

lebih tinggi jika dibandingkan dengan kuat arus yang lain, yaitu terjadi

penurunan mulai dari kuat arus 900 Amper, 850 Amper, 800 Amper dan paling

kecil 875 Amper. Dari semua penggunaan kuat arus mendapatkan kekuatan tarik

yang lebih tingi juga dari standar Iscor yaitu minimal Ultimate strenght 455 MPa

dan tegangan luluh minimal 358 MPa, sehingga pengelasan ini baik untuk

digunakan pada pipa minyak dan gas.

Uji Tarik Silindris Tranversal

300325350375400425450475500525550575600

775 800 825 850 875 900 925

Kuat arus (amper)

Tega

ngan

(MPa

)

Tegangan maxTegangan yield

Gambar 5.3. Grafik kekuatan tarik tranversal silindris

35

Dilihat pada nilai perpanjangan dan regangan yang terjadi nilai terkecil

pada kuat arus 800 Amper kemudian 875 Amper sedang nilai yang lain relatif

sama yaitu 26,33, nilai ini menunjukkan bahwa daerah pengaruh panas

mempengaruhi sedikit sekali besar batas butir sehinga memiliki regangan yang

relatif sama.

Pada grafik 5.3 ditunjukkan perbandingan tegangan tarik maksimum dan

tegangan tarik luluh pada setiap peningkatan kuat arus pengelasan.

4.5.3. Pengujian Tarik Pelat Tranversal

Pengujian tarik secara tranversal pelat ini dimaksudkan untuk menunjukkan

kekuatan tarik pada sambungan pengelasan pada arah tranversal yang dibuat

dengan standart ASTM E28.

Tabel 5.7. Nilai kekuatan tarik rata-rata traversal logam induk

Spesimen Pmax (kN)

σ max

(MPa) Pyield

(kN) σ yield

(MPa) ∆L

(mm) ε

(%) 800 Amper 78,93 513,89 67,82 441,54 14,22 28,44

825 Amper 77,40 503,91 66,55 433,25 14,51 29,02

850 Amper 78,93 513,89 69,20 450,52 13,21 26,43

875 Amper 79,13 515,19 70,05 456,03 13,07 26,14

900 Amper 79,87 519,97 70,58 459,51 13,16 26,32 Hasil dari pengujian menunjukkan hasil yang hampir sama dari pengujian

sebelumnya, namun perbedaannya tipis sekali, yang meliputi : tegangan

maksimum dan tegangan luluh namun untuk regangan relatif sama. Kondisi

seperti ini dapat dilihat pada gambar grafik 5.4. di bawah ini. Titik perpatahan

terjadi didaerah kombinasi antara HAZ halus dan logam induk, sehingga

pengaruh panas pengelasan relatif kecil.

36

Uji Tarik Tranversal

300325350375400425450475500525550575600

775 800 825 850 875 900 925

Kuat arus (Amper)

Tega

ngan

(MPa

)

Tegangan Max

Tegangan Yield

Gambar 5.4.. Grafik kekuatan tarik tranversal

37

BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN

6.1. Kesimpulan

Berdasarkan dari beberapa hasil penelitian dan pembahasan yang dibuat

dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut :

1. Peningkatan kuat arus dari 800 Amper sampai 900 Amper, meningkatkan

meningkatkan kekuatan las

2. Kekuatan tertinggi terrjadi pada daerah pengelasan pada pengujian

longitudinal logam las

3. Peningkatan kekuatan sambungan pipa minyak dan gas sangat dipengaruhi

oleh masukan panas.

6.2. Saran

Dari hasil penelitian pengaruh kuat arus terhadap struktur mikro dan

ketangguhan pada pengelasan busur terendam pipa spiral Baja Api 5L X-52,

dapat diadakan penelitian sebagai berikut:

1. Pengaruh lama fluks yang berada dalam camber terhadap kemampuan las.

2. Post welt heat treatment hasil pengelasan untuk menyelidiki struktur

mikro yang tebentuk dan sifat mekanik pengelasan.

3. Pengaruh penekukan pelat terhadap sifat mekanik dan keretakan pelat.

DAFTAR PUSTAKA

Abson, D.J., dan Pargeter, R.J., 1986, Factors Influencing As-Deposited

Strength, Microstructure, and Toughness of Manual Metal Arc

38

Welds Suitable for C-Mn Steel Fabrications, International Metals

Reviews, 1986, Volume 31, pp 141-189

ASM Handbook Comitte, 1986, Metal Handbook, Volume 9 Edisi 9,

Fractography and Atlas of Fractography, American Society for Metals

International, New York.

ASM Handbook Comitte, 1986, Metal Handbook, Volume 9 Edisi 9, Welding

and Brazing, American Society for Metals International, New York.

Bhadeshia, H.K.D.H., dan Svensson, L., 1991, Modelling the Evolution of

Microstucture in Steel Weld Metal, IIW DOC II-A-846-1991

Cary, H.B., 1994, Modern Welding Technology, Prentice Hall, Englewood Cliffs,

New Jersey.

Dallam, C.B., Liu, S., dan olson, D.L., 1985, Flux Composition Dependence of

Microstructure and Tougness of Submerged Arc HSLA Weldments,

Welding Journal 64, pp. 140-151

Dieter, G.E., 1987, Metalurgi Mekanik, Edisi 3, Penerbit Erlangga Jakarta.

Dowling, J.M., Corbertt, J.M., dan Kerr, H.W., 1986, Inclusion Phases and the

Nucleation of Acicular Ferite in Submerged Arc Welds in High Strength

Low Alloy Steels, Metallurgical Transactions , Volume 17A, pp. 1611-

1621

Easterling, K. E., 1993, Introduction to the Phisical Metallurgy of Welding,

Sutterworths, pp. 115 -123

Fatahamubina, A., 2003, Analisa Terhadap Penurunan Nilai Ketangguhan Pada

Proses Pengelasan SAW pada Pipa Baja API 5L X-65, Temu Ilmiah, ITB,

Hal 1-22.

39

Fleck, N.A., Grong, O., Edward, G.R., dan Matlock, D.A., 1986, The Role of

Filler Metal Wire and Flux Composition in SAW Metal Transformation

Kinetics, Welding Journal, Vol 65 (5), pp 113-120.

Garland, J.G., dan Kirwood, P.R, 1975, Metal Construction, May, pp 275-283.

Grong, O., dan Kluken, A.O., 1993, SEM Based Automatic Image Analysis of

Non-MetallicInclusion in Steel Weld Metals, Journal of Materials

Science and Technology, Volume 4, pp 649-653.

Grong, O., dan Matlock, D.K., 1986, Microstructural Development in Mild and

Low Alloy Steel Weld Metals, International Metal Review, Vol 31 (1) pp

27-48.

Gunaraj, V, and Murugan, N., 2002, “Prediction of Heat-Affected Zone

Characteristics in Submerged Arc Welding of Structural Steel Pipes”

Welding Journal, pp 94-S – 910 S

Harrison, P.L, dan Farrar, R.A., 1981, Influence of Oxigen-rich Inclusions on

the γ a Phase Transformation in High Strength Low Alloy (HSLA)

Steel Weld Metals, Journal of Material Science, 16, pp 2218-2226.

Iscor Ltd, 2000, Hot Rolled Strip for Line Pipe, PO Box 2, Vanderbijlpark.

Jang, J., dan Indachoea, J.E., 1987, Inclusion Effect on Submerged Arc Weld

Microstructure, Journal of Material Science, 22, pp 689-700

Johnson, M.Q., Evans, G.M and Edwards, G.R., 1985, The Influences of Addition

and Interpass Temperatur on the Microstructures and Mechanical

Properties of High Strength SMA Weld Metals, ISIJ International vol 35

No. 10, pp 1222-1231.

Khurmi, 1982, Machine Design, New Delhi, India

40

Kou, S., 1987, Welding Metallurgy, John Welley and Sons

Lancaster, J.F., 1999, Metallurgy of Welding, Sixth Edition, Abington Publising,

Cambridge England

Liu. S., 1992, Metallography of HSLA Steel Weldments Engineering

Materials, volume 69 dan 70, pp 1-20.

Liu, S., dan Olson, D.L., 1986, The Role of Inclusions in Controlling HSLA Steel

Weld Microstructure, Welding Journal, Vol 65 (6) pp 139-149.

Messler, Robert, W., 1999, Principles of Welding Processes, Physics,

Chemistry, & Metallurgy, John Wiley & Sons, New York.

Purwaningrum, Y., Ilman, M.N, dan Jamasri., 2005, Pengaruh Basicity Index Fluks

Terhadap Struktur Mikro, Ketangguhan dan Laju Rambatan Retak Fatik

Sambungan Las Busur Terendam Baja Paduan Rendah (HSLA), Tesis,

UGM, Yokyakarta

Shang, C.J., Zhao, Y.T., Wang, X.M., Hu, L.J., Yang, S.W., dan He, X.L, 2005,

Formation and Control of The Acicular Ferritein Low

CarbonMicroalloying Steel, Materials Science Forum, Vol 475-479, pp 85-

88.

Suharno, Ilman, M.N., dan Jamasri., 2004, Pengaruh Masukan Panas pada

Pengelasan Busur Terendam Terhadap Ketangguhan dan Suhu Transisi

Baja SM 490, Prosiding, ISBN: 979-98888-0-8, pp.hal. 36-42.

Thewlis,G., 1992, Factors Affecting Weld Metal Properties in Arc Welding,

British Steel Corporation

Tuliani,S., Boniszewski,T. dan Eaton, N.F., 1969, Weld Metal Fabrication, volume

37 No.8, pp 327.

Wiryosumarto, H. dan Okumura, T., 2000, Teknologi Pengelasan Logam, PT.

Pradnya Paramita, Jakarta.

41

Lampiran 1 : Data Hasil Pengujian Komposisi Kimia

Lampiran 1a : Komposisi Kimia Logam Induk

42

Lampiran 1a : Lanjutan

Analisa Data Kompisisi Kimia Logam Induk

43

Lampiran 1b : Komposisi Kimia Logam Las

44

Lampiran 1 : Lanjutan 1b.

Analisa Data Kompisisi Kimia Logam Las

45

Lampiran 2. Curiculum Vitae

1. Nama : Nur Subeki, ST.,MT 2. Tmpt/Tgl. Lahir : Demak, 04 Agustus 1969 3. Jenis Kelamin : Laki-Laki 4. Pangkat/Gol./NIP : Penata Muda / III-A / 108.9911.0356 2. Jabatan : Tenaga Pengajar 3. Fakultas/Jurusan : Teknik/Mesin 4. Bidang Keahlian : Teknik Pengelasan dan Produksi 5. Alamat Kantor : Jur. Mesin – FT – Univ. Muhammadiyah Malang

Jl. Raya Tlogomas 246 Malang Tlp. (0341) 464 318 6. Pendidikan Terakhir : SD Tuwang Kec Karang Anyar Demak lulus

tahun1984 SMP Karang Anyar Demak lulus tahun 1987 SMA Muhammadiyah Kudus lulus tahun 1990

Sarjana (S-1) Mesin UMM, lulus tahun 1996. Pasca Sarjana (S-2) Mesin UGM, lulus tahun 2005.

7 Pengalaman dalam Bidang Penenelitian No Judul Penelitian Tahun Jabatan Pendanaan

1 Analisa Kekerasan Pelapisan pada Poros Engkol yang Mengalami Keausan dengan Proses Pengelasan

2000 Ketua DPP-UMM

2 Pengaruh Tegangan dan Kuat Arus Listrik Terhadap Laju Aliran Elektroda

2001 Ketua DPP-UMM

3 Pengaruh Perubahan Pendinginan dan Tebal Pengelasan Terhadap Kekerasan Permukaan Las

2002 Ketua DPP-UMM

4 Pengaruh Lama Waktu dan Temperatur Pengekhroman Terhadap Kekerasan Permukaan Pelapisan Khrom

2002 Ketua DPP-UMM

5 Perbaikan Proses Pengelasan Sebagai Upaya Untuk Meningkatkan Kekuatan Dan Kekerasan Hasil Dari Sambungan Las.

2003 Ketua DPP-UMM

8. Pengalaman dalam Bidang Pengabdian Masyarakat

No Judul Pengabdian Tahun Pendanaan 1 Pelatihan Pemrograman computer pada anggota

Karang Taruna Desa Benjor Kec. Tumpang Kab. Malang

1998 LPM-UMM (Ketua)

2 Pembuatan Mesin oposan Tikus di Sumbangkan di Desa Nglinggis Kec. Tugu Kab. Trenggalek

1999 Balidbangda JATIM (Ketua)

3 Penyuluhan Mekanisasi proses produksi tali sabut kelapa di Desa Karangan. Kec. Karangan Kab. Trenggalek


4 Pelatihan Desain dengan program Autocad untuk pembangunan sarana dan prasarana di Desa Ngroto. Kec. Pujon KAb. Malang


5 Perbaikan Proses Pengelasan pada Bengkel Konstruksi dan Otomotif

2003 DIKTI (Ketua)

46

6 Perbaikan desan dan proses produksi pisau di Desa Sumber Pucung Kab. Malang

2004 DIKTI (Anggota)

7 Redesan mesin produksi permen untuk meningkatkan produktivitas UKM


8 Pemanfaatan sabut kelapa untuk bahan serat asbes di Malang


Malang, 18 Juni 2006 Nur Subeki, ST.,MT

47

Lampiran 3. Berita Acara Seminar dan Evaluasi Laporan Hasil

peningkatan kualitas proses produksi …rires2.umm.ac.id/publikasi/lama/laporan pbp 07.pdfdareah...

Documents