Minggu, 10 Juni 2012

Faktor - Faktor dan Jenis - Jenis Serta Prosedur pada pengelasan

FAKTOR - FAKTOR PENYEBAB KERUSAKAN LAS

Terdapat beberapa faktor penyebab kerusakan las yang dapat diuraikan sebagai berikut :

1. Faktor desain konstruksi;

Desain konstuksi las yang buruk dapat menyebabkan kegagalan berupa distorsi pada keseluruhan rakitan, dan kegagalan berupa keretakan akibat tegangan sisa, displacement (geser), dan notch  (takik).

2. Faktor teknik pelaksanaan;

Persiapan, acuan, prosedur, dan pelaksana yang kurang atau tidak terkualifikasi dapat menyebabkan kegagalan pengelasan yang dapat berakibat fatal.

3. Faktor struktural;

Perubahan struktural baik di dalam bahan las maupun bahan induk sebagai akibat suhu pengelasan dan perlakuan serta pengelolaan termal yang salah, atau komposisi kimia bahan induk maupun bahan las yang tidak kompatibel dapat menyebabkan berupa retak panas dan retak dingin.

4. Faktor lingkungan;

Faktor ini dapat berupa kondisi lingkungan sewaktu pengelasan dilaksanakan atau kondisi operasi yang sangat mempengaruhi sifat yang berakibat pada kegagalan kinerja sambungan las seperti serangan karat, creep, fatigue, dan cacat lainnya.

Keempat faktor utama ini jika ditelusuri bermuara pada human error, yakni berupa manajemen yang kurang baik yang mengakibatkan kurangnya mutu sumberdaya manusia, seperti skill (keterampilan), knowhow (pengetahuan), dan pengalaman yang didukung oleh kompetensi atau kehandalan yang profesional.


JENIS - JENIS KERUSAKAN LAS

Berbagai jenis kerusakan las yang sering di dapati di dalam kegiatan industri adalah sebagai berikut :
a. Distorsi atau metal upset

Kerusakan ini berupa berubahnya bentuk dan posisi konstruksi las yang bukan hanya menyebabkan buruknya tampak wujud, namun juga menyebabkan straining dan stress pada konstruksi lain yang berhubungan dengan konstruksi las yang bermasalah tersebut. Distorsi ini pada umumnya disebabkan oleh kesalahan pelaksanaan pengelasan yang diawali dari fitting yang tidak akurat/ tepat, masukan panas yang tidak merata dan seimbang, pemilihan bahan yang berkoefisien mulai terlalu besar, serta pelaksanaan yang tidak sesuai prosedur yang benar.

b. Cacat las

Cacat las dapat berupa cacat yang visual atau cacat permukaan seperti spatters, pinhole, porosity, concavity, undercut, dan lain-lain. Cacat non visual yang terletak di akar las, yang walaupun dipermukaan namun praktis tidak tampak, seperti incomplete penetration, blow hole, excessive penetration, dan lain-lain. Cacat internal yakni cacat yang berada di dalam bahan las yang hanya dapat terungkap melalui uji tanpa merusak, seperti slag inclusion, porosity, incomplete fusion, hollow bead, internal cold lap, dan lain-lain.

c. Retak

Retak sengaja tidak dimasukkan ke dalam jenis cacat dalam butir b karena memiliki kekhususan, baik jenis maupun penyebabnya. Adapun jenis-jenisnya adalah sebagai berikut :
   1.  Retak panas, yakni retak yang terjadi pada suhu antara 500 derajat celsius sampai 900 derajat celsius yang terdiri dari retak solidifikasi (pembekuan).
  2. Retak dingin, yakni retak yang terjadi pada beberapa menit hingga 48 jam setelah pengelasan, karenanya juga disebut retak lambat. Retak ini terjadi pada suhu dibawah 300 derajat celcius di daerah terimbas panas seperti misalnya toe crack atau notch, underbead crack, dan lain-lain.
   3.  Retak karat tegangan. Retak ini bersifat transgrannular dan disebabkan kombinasi antara tegangan dan proses pengkaratan. Serangan karat dapat dipicu oleh keberadaan caustic dalam konsentrasi dan suhu tertentu, chlorine (khusus pada baja nir roda jenis austenitic) pada konsentrasi diatas 50 ppm, dan keberadaan hidrogen atau sulfur di dalam bahan las yang menyebabkan penggetasan.
   4.   Retak akibat ketidakcocokan material (incompatibility) antara bahan induk dengan bahan las.

d. Serangan karat

Serangan karat yang menyebabkan kegagalan las antara lain adalah : karat galvanic, karat mercury, karat grafitasi, karat leaching, (dizincfication, dialuminization, dan lain-lain).

e. Kegagalan akibat operasional

Kegagalan ini diakibatkan oleh proses erosi/ abrasi, creep, fatigue, overheating, beban atau tekanan kejut (seperti flash, water hammer), dan lain-lain.


PROSEDUR PELAKSANAAN

Kerusakan tidak boleh dihadapi secara reaktif dan tergesa-gesa. Langkah-langkah penanggulangan kerusakan las harus dihadapi dengan tenang dan dengan pertimbangan yang matang.
Adapun prosedur pelaksanaan perbaikan las yang benar adalah sebagai berikut :

  1. Terlebih dahulu dilaksanakan analisa kegagalan (failure analysis) untuk mencari sebab-sebab kegagalan. Untuk itu diperlukan dukungan referensi yang lengkap seperti standard code, specification sheet, technical drawing, purchase order, manual, WPS dan PQR (spesifikasi prosedur las dan rekaman kualifikasi prosedur), riwayat pemeliharaan peralatan (maintenance history card), laporan dan rekomendasi inspeksi, manufacturer dan material certificate, kondisi operasi, serta good engineering practice.
  2. Setelah ditemukan sebab-sebab kegagalan las, dipersiapkan spesifikasi prosedur las yang tepat yang didukung rekaman kualifikasinya. Jika dokumen tersebut belum tersedia harus diupayakan penyusunannya.
  3. Jika WPS dan PQR telah tersedia, dipersiapkan seluruh bahan dan sarana perbaikan yang diperlukan termasuk peralatan keselamatan kerja personel dan alat pemadan kebakaran.
  4. Direkrut tenaga pelaksana yang terkualifikasi dan berkompetensi.
  5. Dipersiapkan lingkungan kerja yang aman seperti didapatkannya fire permit dan safety permit.
  6. Pelaksanaan kerja tidak dapat dimulai tanpa rekomendasi pihak inspeksi terlebih dahulu. Pada hakikatnya pelaksanaan weld repair hanya mengacu pada rekomendasi pihak inspeksi.
  7. Pihak pelaksana harus diberi pengarahan terlebih dahulu tentang metode kerja yang baik seperti misalnya : penggunaan weather shield (pelindung cuaca), penggunaan peralatan keselamatan personel, penyediaan fire estinguishes  portable (botol pemadam kebakaran), metode cutting, fitting, tack welding, dan pengelasan yang benar.
  8. Inspektor las atau kepala kerja (foreman atau supervisor) harus terlebih dahulu meyakinkan bahwa seluruh perlengkapan kerja dalam kondisi layak digunakan seperti : kabel las, klem las, tang las, mesin las yang terkalibrasi secara up to date, gerinda, air arc gouger atau oxy cutter, botol-botol gas argon, CO2, acetylene dan oksigen, dan lain-lain yang dianggap perlu.
  9. Perlu diperhatikan ketersediaan peralatan uji lapangan yang memadai seperti peralatan radiografi, PT/ MT, UT, peralatan hydro atau pneumatic test, peralatan PWHT, hardness test dan lain-lain.
  10. Harus diperhatikan keberadaan peralatan keselamatan personel yang lengkap dan layak guna seperti : welding mask, safety goggles, apron, gloves, boot, leg protector, ear pug, safety helmet, safety belt, survey meter, film badge, pocket decimeter, perancah kerja dan working platform yang benar dan aman, safety rope, first aid kit, dan lain-lain.

Minggu, 03 Juni 2012

PENGELASAN AUSTENITIC STAINLESS STEEL


PENGELASAN AUSTENITIC STAINLESS STEEL

Jenis stainless steel ini paling umum digunakan di dalam perindustrian karena sifatnya yang mudah di las (good weldability) dengan menggunakan hampir seluruh jenis proses las utama.

Jenis ini berada di dalam grup AISI (American Iron and Steel Institute) No :
  1. AISI 202 (17Cr 7Mn 5Ni)
  2. AISI 302 (18Cr 8Ni)
  3. AISI 303 (18Cr 9Ni)
  4. AISI 304 (18Cr 10Ni)
  5. AISI 304L (18Cr 9Ni)
  6. AISI 304LN (18Cr 10Ni)
  7. AISI 316 (17Cr 13Ni 3Mo)
  8. AISI 316L (17Cr 12Ni 2Mo)
  9. AISI 316LN (17Cr 13Ni 3Mo)
  10. AISI 316Ti (17Cr 12Ni 2Mo Ti)
  11. AISI 321 (18Cr 10Ni Ti)
  12. AISI 347 (18Cr 10Ni Nb)

Untuk mengatasi serangan karat sumuran (Pitting Corrosion), pada bahan dasar stainless steel 18Cr 8Ni ditambahkan unsur Molybden, sedangkan untuk dapat tahan serangan karat di batas butir (intergranular corrosion) ditambahkan niobium (Nb) dan Titanium (Ti).

Austenitic stainless steel biasanya dipasok dalam bentuk struktur austenitic fase tunggal (Single phase austenitic structure) sewaktu pengelasan akan terbentuk ferrite didalam bahan las maupun daerah terimbas panas (Heat Affected Zone / HAZ). Keberadaan ferrite pada tingkat tertentu dapat mencegah terjadinya retak panas, namun sebaliknya secara selektif ferrit dapat terserang karat di dalam media tertentu terutama jika terkait dengan penggunaan bahan paduan molybden.

Austenitic stainless steel tidak dapat diperkeras, namum masih dapat digunakan dalam pengelasan dengan masukan panas rendah atau suhu metal rendah. Ferrite pada suhu tinggi dapat berubah menjadi structure sigma phase yang menurunkan ketangguhan (toughness) bahan tersebut serta membentuk karbit yang dapat menyebabkan karat antar batas butir.

Apabila dikehendaki bahwa bahan harus sepenuhnya austenitic, maka untuk mencegah terjadinya retak panas dapat ditambahkan unsur Mn 3% hingga 6%.

Super Austenitic stainless steel adalah Austenitic stainless steel dengan kandungan Cr dan Mo yang ditingkatkan untuk menjadi tahan terhadap serangan karat sumuran (pitting), sedangkan untuk menghapuskan sisa ferrite maka unsur Ni ditingkatkan; hal ini sekaligus akan meningkatkan ketahanan stanless steel terhadap retak karat tegangan (stress corrosion cracking). Bahan paduan lain seperti niobium atau tembaga ditambahkan untuk meningkatkan ketahanan stainless steel terhadap karat asam.

Untuk menstabilkan Austenitic stainless steel dan meningkatkan ketahanannya terhadap pitting corrosion kedalam stainless steel juga ditambahkan unsur nitrogen.

Super austenitic stainless steel tahan terhadap serangan karat karena struktur mikronya yang sepenuhnya austenitic, serta hasil sambungan lasnya yang juga sepenuhnya berstruktur mikro austenitic tanpa mengandung sisa ferrite.

Namun sebaliknya struktur seperti tersebut di atas peka terhadap retak panas. Untuk mencegah hal tersebut, kedalam super austenitic stainless steel ditambahkan unsur Mn (3% hingga 6%) serta diusahakan agar sisa unsur S, P, dan Si seminimum mungkin. Pengelasan bahan ini harus menggunakan masukan panas dan interpass pada level yang rendah.

Banyak diantara super austenitic stainless steel yang mengandung Molybden (Mo) pada level yang tinggi (5 – 6%) untuk meningkatkan daya tahannya terhadap karat. Namun demikian bahan las dengan mutu yang setara dengan bahan dasar yang mencair kembali akan mengalami terjadinya segregasi Mo, karenanya pada struktur mikronya mengalami kelangkaan Mo sehingga menjadi peka terhadap serangan karat pitting corrosion pada lingkungan yang mengandung klorida tinggi. Kondisi ini dapat diatasi dengan menggunakan bahan las yang mengandung Ni dan Mo berlebih.

Beberapa contoh bahan super austenitic stainless steel adalah : AISI (UNS) S 31703 (16%Cr 3,5%Ni), N08904 (25%Cr 4,5%Ni 1,5%Cu). S31254 (18%Cr 6,2%Ni 0,8%Cu 0,2%N), N08028 (31%Cr 3,5%Ni 1%Cu), S32654 (22%Cr 7,3%Ni 0,5%Cu 0,5%N), S30815 (11%Cr 0,7%N + Ce)

Pengikut