Upload
vandiep
View
234
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
STUDI EKONOMIS PENGARUH
POST WELD HEAT TREATMENT
TERHADAP UMUR PIPA
OLEH :
NICKY ERSANDI
NRP. 4105 100 041
DOSEN PEMBIMBING :
DONY SETYAWAN, ST., M.Eng
1. PENDAHULUAN
A. Latar belakang
Material kapal harus mempunyai umur (life time) +/- 25
tahun.
Pipa JIS STPG 370E merupakan pipa sistem ballast.
Pipa JIS STPG 370E bekerja pada medium yang
korosif.
Tegangan sisa timbul pada proses pengelasan.
Tegangan sisa mempengaruhi sifat kekuatan
sambungan las dan mempercepat laju korosi.
Proses PWHT yg dipilih adalah PWHT (< /= 2500 C)
dengan pendinginan cepat.
B. Perumusan Masalah
Pengaruh temperatur pada proses perlakuan panas
pasca pengelasan terhadap laju korosi.
Temperatur yang memiliki laju korosi minimum pada
material pipa JIS STPG 370E dengan holding time 60
menit dengan media pendinginan air.
Harga laju korosi minimum pada material pipa JIS STPG
370E dengan holding time 60 menit dan media air.
Penambahan umur material pipa JIS STPG 370E jika
dilakukan PWHT.
C. Tujuan
Mengetahui pengaruh temperatur pada proses
perlakuan panas pasca pengelasan terhadap laju
korosi.
Mengetahui Temperatur yang memiliki laju korosi
minimum pada pipa JIS STPG 370E dengan holding
time 60 menit dengan media pendinginan air.
Mengetahui harga laju korosi minimum pada pipa JIS
STPG 370E dengan holding time 60 menit dengan
media pendingin air.
Mengetahui penambahan umur material pipa JIS STPG
370E jika dilakukan PWHT.
D. Manfaat
Mengetahui penambahan umur pada pipa JIS STPG
370E setelah mengalami proses PWHT.
E. Hipotesis
Semakin turun nilai laju korosi pada pipa JIS STPG
370E, umur pipa JIS STPG 370E akan bertambah.
E. Batasan Masalah
Material plat yang digunakan adalah pipa JIS STPG
370-E
Diameter 60.5 mm Sch 80.
Electrode E6019 diameter 2.6 mm.
Electrode E7016 diameter 3.2 mm.
Sambungan Butt Join.
Pengelasan menggunakan SMAW.
Pengujian laju korosi dengan sel tiga elektroda.
Suhu pengujian adalah 150ºC, 200ºC, dan 250ºC
Holding time 60 menit.
Media pendinginan air.
2. LANDASAN TEORI
Korosi adalah gejala destruktif yang mempengaruhi hampir semua logam [Trethewey, et, al, 1991]
Perlakuan panas adalah kombinasi operasi pemanasan dan pendinginan terhadap logam/paduan dalam keadaan padat dengan waktu tertentu, dimaksudkan untuk memperoleh sifat tertentu [Suherman, 2001].
Stress Relieving/Stress-Relief Anneling adalah suatu siklus pemanasan yang bertujuan untuk menghilangkan internal streess dengan cara pemanasan selama beberapa jam dengan pendinginan pada air, dimana cirinya adalah pekerjaan mengalami pemanasan pada suhu 150 – 250 0C [Diktat Ilmu bahan].
Pipa JIS STPG 370E termasuk dalam kategori baja karbon rendah.
Sel tiga elektroda adalah perangkat laboratorium baku untuk penelitian kuantitatif terhadap sifat-sifat korosi bahan [Trethewey, et, al, 1991]
3. METODOLOGI
Peralatan Pengujian
Prosedur Pengujian Pembuatan Specimen
Pengujian PWHT
Pengujian Foto Mikro
Pengujian Korosi
Pengujian Foto Makro
Hasil
Hasil
Hasil
Hasil
Foto mesin Cutting (Potong) Foto Mesin las SMAW Foto Mesin Furnace
Foto Mesin gergajiFoto Larutan NaClFoto Rangkaian Sel Tiga Electrode
Kembali
Waktu dan Temperatur Pemanasan Grafik Variasi Pemanasan
Kembali
1. Tanpa Perlakuan Panas
HAZ Base Metal Weld Metal
2. Pemanasan 1500 C
HAZ Base Metal Weld Metal
3. Pemanasan 2000 C
HAZ Base Metal Weld Metal
4. Pemanasan 2500 C
HAZ Base Metal Weld Metal
Kembali
1. Data Pengujian di D3 Teknik Kimia ITS
Rumus
Diagram
Tafel
PERHITUNGAN LAJU KOROSI
Rumus laju korosi = K ai/nD mpy (fontana, M.G, 1986)
Dimana
K = konstanta (0.00372 mmpy)
a = berat atom logam terkorosi
i = kecepatan arus (μA/cm3)
n = jumlah elektron valensi logam terkorosi
D = density logam terkorosi (gr/ cm3)
Kembali
DIAGRAM TAFEL
y = 21.50x - 57.13
y = -14.24x + 41.14
-20
-17.5
-15
-12.5
-10
-7.5
-5
-2.5
0
2.5
5
7.5
10
12.5
15
17.5
20
22.5
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5Pote
nsi
al (
mA
)
Log (I/A)
Grafik polarisasi untuk specimen 1 tanpa panas
Perhitungan
PERHITUNGAN LAJU KOROSI PADA MATERIAL 1
Y1 = 21.508 -57.13
Y2 = -14.245+ 41.142
Log (Icorr) = 0.364
Icorr = 2.311
K = 0.00327 mmpy
a = 54.938 gr
n = 2
D = 7.674 gr/cm3
Laju Kor = 0.027051 mmpy
2. Data Pengujian Dengan Alat Yang Baru
Untuk Material Tanpa Perlakuan Panas
Untuk Material 1
V(mV) I(mA) I(Mikro Ampere) I/A Log I/A V(mV) I(mA) I(Mikro Ampere) I/A Log I/A
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
1 0.90 897 307.192 2.48741 -1 -0.86 -860 -294.521 2.469116
2 1.84 1842.1 630.856 2.79993 -2 -1.764 -1764 -604.11 2.781116
3 2.79 2787.2 954.521 2.97979 -3 -2.668 -2668 -913.699 2.960803
4 3.73 3732.3 1278.18 3.10659 -4 -3.572 -3572 -1223.29 3.087529
5 4.68 4677.4 1601.85 3.20462 -5 -4.476 -4476 -1532.88 3.185507
6 5.62 5622.5 1925.51 3.28455 -6 -5.38 -5380 -1842.47 3.265399
7 6.57 6567.6 2249.18 3.35202 -7 -6.284 -6284 -2152.05 3.332853
8 7.51 7512.7 2572.84 3.41041 -8 -7.188 -7188 -2461.64 3.391225
9 8.46 8457.8 2896.51 3.46187 -9 -8.092 -8092 -2771.23 3.442673
10 9.40 9402.9 3220.17 3.50788 -10 -8.996 -8996 -3080.82 3.488667
11 10.35 10348 3543.84 3.54947 -11 -9.9 -9900 -3390.41 3.530252
12 11.29 11293.1 3867.5 3.58743 -12 -10.804 -10804 -3700 3.568202
13 12.24 12238.2 4191.16 3.62233 -13 -11.708 -11708 -4009.59 3.6031
14 13.18 13183.3 4514.83 3.65464 -14 -12.612 -12612 -4319.18 3.635401
15 14.13 14128.4 4838.49 3.68471 -15 -13.516 -13516 -4628.77 3.665465
Rumus
Diagram
Tafel
PERHITUNGAN LAJU KOROSI
Rumus laju korosi = K ai/nD mpy (fontana, M.G, 1986)
Dimana
K = konstanta (0.00372 mmpy)
a = berat atom logam terkorosi
i = kecepatan arus (μA/cm3)
n = jumlah elektron valensi logam terkorosi
D = density logam terkorosi (gr/ cm3)
Kembali
DIAGRAM TAFEL
y = 3.771x - 4.214
y = -3.796x + 4.224
-17.5
-15
-12.5
-10
-7.5
-5
-2.5
0
2.5
5
7.5
10
12.5
15
17.5
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4
Pote
nsi
al (
mA
)
Log (I/A)
Grafik polarisasi untuk specimen 1 tanpa panas
Perhitungan
PERHITUNGAN LAJU KOROSI PADA MATERIAL 1
Y1 = 3.771 – 4.214
Y2 = -3.796 + 4.224
Log (Icorr) = 0.897
Icorr = 7.885
K = 0.00327 mmpy
a = 54.938 gr
n = 2
D = 7.674 gr/cm3
Laju Kor = 0.092288 mmpy
Kembali
4. ANALISA
Foto MikroSpesifikasi Prasentase Kandungan
Pearlite (%)
BM Tanpa perlakuan Panas 25.19
BM 1500C 27.46
BM 2000C 28.23
BM 2500C 32.52
Spesifikasi Prasentase Kandungan
Pearlite (%)
WM Tanpa perlakuan Panas 27.73
WM 1500C 29.81
WM 2000C 33.98
WM 2500C 47.38
Spesifikasi Prasentase Kandungan
Pearlite (%)
HAZ Tanpa perlakuan Panas 23.96
HAZ 1500C 24.67
HAZ 2000C 25.19
HAZ 2500C 44.85
Pada daerah Base Metal
Pada daerah Weld Metal
Pada daerah HAZ
Grafik
Hubungan Perlakuan Panas Dengan Prosentase
Luasan Kandungan Pearlite Pada Base Metal
0
5
10
15
20
25
30
35
0 50 100 150 200 250 300
Temperature ( 0C )
Pro
se
nta
se
Lu
as
an
Pe
arl
ite
(%
)Hubungan Perlakuan Panas Dengan Prosentase
Luasan Kandungan Pearlite Pada Weld Metal
0
10
20
30
40
50
0 50 100 150 200 250 300
Temperature ( 0C )
Pro
sen
tase L
uasan
Pearlite
(%
)
4. ANALISA
Pengujian Korosi
Hasil Perhitungan Laju Korosi Pada Pipa JIS STPG 370E
Temperatur No ikor Laju korosi Laju korosi
pemanasan Material (μA/cm2) (mmpy) rata-rata(mmpy)
1 7.885 0.092288
Tanpa Pemanasan 2 7.896 0.092423 0.092397
3 7.901 0.092481
1 7.687 0.089978
150ºC 2 7.703 0.090167 0.090102
3 7.703 0.090161
1 7.652 0.089566
200ºC 2 7.6507. 0.089539 0.089539
3 7.647 0.089511
1 7.630 0.08931
250ºC 2 7.600 0.088957 0.089028
3 7.588 0.088817
Grafik
4. ANALISA
Pengujian Korosi
Hasil Perhitungan Penambahan Umur Pipa JIS STPG 370E
Berdasarkan BKI vol 1 sect. 3 C 2.4.3, Repair material tidak boleh
kurang dari 80% t.
4. ANALISA
Foto Makro
.Hasil Reaksi Kimia
Anoda: 2Cl- Cl2 + 2e ……Oksidasi
Katoda: 2H2O + 2e H2 + 2OH- + ......Reduksi
2Cl- + 2H2O Cl2 + H2 + 2 OH
-
Anoda: Fe Fe2+
+ 2e x2 ........Oksidasi
Katoda: O2 + 4H+ + 4e 2H2O + x1 ........Reduksi
Anoda: 2Fe 2Fe2+
+ 4e
Katoda: O2 + 4H+ + 4e 2H2O +
2Fe + O2 + 4H+ 2Fe
2+ + 2H2O
Anoda: 2Fe2+
2Fe3+
+ 2e x2
Katoda: O2 + 4H+ + 4e 2H2O + x1
Anoda: 4Fe2+
4Fe3+
+ 4e
Katoda: O2 + 4H+ + 4e 2H2O +
4Fe2+
+ O2 + 4H+ 4Fe
3+ + 2H2O
2Fe3+
+ (x + 3) H2O Fe2O3. x H2O + 6H+
2Fe3+
+ 3/2 O2 + x H2O + H+ Fe2O3 x H2O + 6 H
+
Korosi
PWHT mempengaruhi perubahan struktur mikro pipa
JIS STPG 370E.
Temperatur pemanasan 2500 C, memiliki nilai laju korosi
yang minimum.
Laju korosi minimum pipa JIS STPG 370E adalah
0.089028 mmpy.
Umur pipa JIS STPG 370E bertambah 1 tahun.
5. KESIMPULAN
6. SARAN
Melakukan pengujian impact dan micro hardness agar
diperoleh seberapa besar pengaruh proses perlakuan
panas pasca pengelasan terhadap kekerasan,
ketangguhan dan keuletan.
Menambah variasi jenis material agar dapat
dibandingkan nilai ekonomisnya terhadap laju korosi.
TERIMA KASIH