ANALISA PENGARUH LUASAN SCRATCH PERMUKAAN TERHADAP LAJU KOROSI PADA PELAT BAJA A36 DENGAN VARIASI SISTEM PENGELASAN Disusun oleh : Fedriansyah Priyantoro Dosen Pembimbing : Ir. Budie Santosa, M.T. Ir. Heri Supomo, M.Sc.
Jurusan Teknik Perkapalan Fakultas Teknologi Kelautan Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Tugas Akhir
Latar Belakang Perumusan Masalah
Tugas Akhir
Tujuan Batasan Masalah Manfaat
Latar Belakang Variasi Sistem Pengelasan yaitu SMAW, GMAW, dan
FCAW Korosi tidak dapat dihindarkan Letak daerah pengelasan yang sering terjadi korosi yaitu Weld metal, HAZ, dan Base metal Masalah yang sering terjadi di lapangan adalah timbulnya scratch pada pelat bottom pada saat peluncuran
Perumusan Masalah ?
Pengaruh proses pengelasan dengan luasan yang tergores (scratch) terhadap laju korosi?
?
Jenis korosi apakah yang terjadi pada tugas akhir ini
?
Harga laju korosi yang terjadi pada pelat karbon type A36 dengan diberikan luasan goresan (Scratch) pada Weld metal, HAZ dan Base metal dengan system pengelasan SMAW ; GMAW dan FCAW
Tujuan Untuk mengetahui pengaruh proses pengelasan atau
sistem pengelasan dengan pengaruh luasan scratch terhadap baja karbon A36 terhadap laju korosi Untuk mengetahui jenis korosi yang terjadi pada tugas
akhir ini Untuk mengetahui harga/nilai laju korosi yang terjadi
pada pelat karbon type A36 dengan diberikan luasan goresan (Scratch) pada HAZ, Weld metal dan Base metal dengan system pengelasan SMAW ; GMAW dan FCAW
Batasan Masalah Pengelasan yang digunakan adalah SMAW (Shielded
Metal Arc Welding),GMAW (Gas Metal Arc Welding) dan FCAW (Flux Cored Arc Welding) Spesifikasi Material yang digunakan adalah: • Pelat kapal dengan tebal 10 mm,baja karbon rendah A36 • Electrode : E7016 (SMAW) ; E70S-1 (GMAW) ; E71T -1CH8 (FCAW) Prosedur pengelasan berdasarkan WPS dari pihak galangan Variasi Luasan scratch RG 4-G yakni : 3% ; 6% ; 10% Larutan uji yang digunakan FeCl3 3‰ Spesifikasi cat sesuai dengan paint maker
Manfaat Mengetahui nilai laju korosi yang minimum pada
pengelasan SMAW, GMAW, dan FCAW Mengetahui nilai laju korosi yang minimum pada daerah pengelasan yaitu weld metal, HAZ dan base metal Mengetahui pengelasan yang baik dan letak pengelasan yang baik untuk pelat bottom jika pelat bottom tersebut terjadi scratch ditinjau dari laju korosi
Flowchart Metodologi Mulai Studi Literatur
Latar Belakang
Persiapan Material, Alat dan Bahan Proses Pengujian Perbandingan Nilai laju korosi antara software Nova dengan Rumus Faraday Analisa dan pembahasan Kesimpulan
Persiapan Material, alat dan bahan Persiapan Material Persiapan pelat dengan ukuran 300 mm x 150 mm x 10 mm sebanyak 6 (enam) lembar
Pemotongan pelat dengan ukuran tersebut di atas menjadi ukuran 300 mm x 75 mm x 10 mm dengan bevel 30∘ sebanyak enam buah pelat.
Elektrode SMAW : E 7016 Wire Elektrode GMAW : ER 70S-6 Rode Elektrode FCAW : E71T – 1C H8
Persiapan Alat Mesin las SMAW,GMAW,dan FCAW Alat-alat untuk pengecatan material Mesin CNC untuk pemberian goresan Alat foto makroetsa Peralatan pengujian sel 3 elektroda
Persiapan Bahan WPS dari galangan Standard ASTM D610 tentang Luasan goresan yang diuji sebesar 3% ; 6% ; 10:% Standard Laju korosi ASTM G48
Proses Pengujian
Makroetsa
Pengelasan
Sel Tiga Elektrode
Scratch
Blasting & Coating
Pengelasan 1.
Data Pengelasan SMAW
Welding process : SMAW (Shielded Metal Arc Welding)
Joint design : Butt joint, single V groove, 1G
Base metal : ASTM A36, 10 mm
Variasi elektroda : - Spesifikasi AWS A5.1 - Klasifikasi E 7016
Current : DC
Amperage : 135Ampere
Voltage (range) : 23– 26 Volt
Travel speed (range) : 50-80 mm/min
2.
Data Pengelasan GMAW
Welding process : GMAW (Gas Metal Arc Welding) Joint design : Butt joint, single V groove, 1G Base metal : ASTM A36, 10 mm Variasi elektroda : - Spesifikasi AWS A5.18-93 - Klasifikasi ER 70S-6 Current : DC Amperage : 135- 170 Ampere Voltage (range) : 20-23 Volt Travel speed (range) : 120-180 mm/min
3.
Data Pengelasan FCAW
Welding process : GMAW (Flux Cored Arc Welding) Joint design : Butt joint, single V groove, 1G Base metal : ASTM A36, 10 mm Variasi elektroda : - Spesifikasi AWS A5.20 - Klasifikasi E 71 T- 1C H8 Current : DC Amperage : 135- 170 Ampere Voltage (range) : 20-23 Volt Travel speed (range) : 120-180 mm/min
Makroetsa Mengetahui weld profile sehingga dapat diketahui dimensi leg length, size of weld, dan throat of weld (baik throat effective maupun throat actual) serta luasan HAZ (Heat Affected Zone),weld metal, dan Base metal
Material A Skala =
4.116
Material B
Lebar Wed metal =
15.8 mm
Skala =
3.6
Lebar Wed metal pada root =
6.423 mm
Lebar Wed metal =
17.4 mm
Lebar HAZ permukaan =
1.15 mm
Lebar Wed metal pada root =
5 mm
Lebar HAZ kedalaman 1.5 mm =
2.55 mm
Lebar HAZ permukaan =
1.2 mm
Lebar Undercut =
1.15 mm
Lebar HAZ kedalaman 1.5 mm =
2 mm
Cx =
1.7 mm
Cx =
1.8 mm
Cy =
1.7 mm
Cy =
1 mm
Material C
Material D Skala =
3.6
Skala =
4.2
Lebar Wed metal =
18 mm
Lebar Wed metal =
17 mm
Lebar Wed metal pada root =
10.5 mm
Lebar Wed metal pada root =
10 mm
Lebar HAZ permukaan =
0.6 mm
Lebar HAZ permukaan =
0.5 mm
Lebar HAZ kedalaman 1.5 mm =
2 mm
Lebar HAZ kedalaman 1.5 mm =
1.5 mm
Cx =
1.94 mm
Cx =
1.8 mm
Cy =
1.83 mm
Cy =
1.5 mm
Material E
Material F Skala =
4
Skala =
4.1
Lebar Wed metal =
15.8 mm
Lebar Wed metal =
18 mm
Lebar Wed metal pada root =
10 mm
Lebar Wed metal pada root =
10 mm
Lebar HAZ permukaan =
1 mm
Lebar HAZ permukaan =
0.9 mm
Lebar HAZ kedalaman 1.5 mm =
2 mm
Lebar HAZ kedalaman 1.5 mm =
2 mm
Cx =
3.7 mm
Cx =
3 mm
Cy =
2.6 mm
Cy =
2 mm
Pengujian scratch Lebar Goresan
Ukuran
Weld metal
SMAW
HAZ
Base Metal
Weld metal
GMAW
HAZ
Base Metal
FCAW
HAZ
Base Metal
Kedalaman goresan
mm
mm
3%
2
18.75
1.5
6%
3
25
1.5
10%
5
25
1.5
3%
2
18.75
1.5
6%
3
25
1.5
10%
5
25
1.5
3%
2
18.75
1.5
6%
3
25
1.5
10%
5
25
1.5
3%
2
18.75
1.5
6%
3
25
1.5
10%
5
25
1.5
3%
2
18.75
1.5
6%
3
25
1.5
10%
5
25
1.5
3%
2
18.75
1.5
6%
3
25
1.5
10%
5
25
1.5
Lebar Goresan
Ukuran
Weld metal
Panjang goresan
mm
Panjang goresan
mm
mm
Kedalaman goresan mm
3%
1
18.75
1.5
6%
0.06
25
1.5
10%
0
25
1.5
3%
1
18.75
1.5
6%
0.06
25
1.5
10%
0
25
1.5
3%
1
18.75
1.5
6%
0.06
25
1.5
10%
0
25
1.5
Kalibrasi pada mesin CNC
Pengaturan panjang goresan dan kedalam goresan
Blasting dan Coating Hal-hal yang dilakukan sebelum proses blasting yakni : 1.Menghaluskan permukaan logam termasuk pinggiran-pinggiran pada logam 2.Membersihkan permukaan dengan air sabun
Peralatan yang digunakan pada saat blasting
Blasting Pot
Blast Hose
Brown Aluminium oxide
Spin Blast
Setelah proses blasting selesai, maka diperlukan perlakuan/ tindakan sebelum proses pengecatan,yaitu : Dew Point, Relative Humidity, Steel temperature, dan mengidentifikasi permukaan pelat dengan ISO 8501-1 : 2007 yakni Sa 2 1/2
Pengecatan A. Data Pengecatan Description : HEMPADUR QUATTRO 17634 Physical Constant : - Colours : Red/50630 o
- Dry to touch : 4 hours at 20 C Application Details : - Mixing ratio : Base 17636 : Curing agent 97334 = 4 : 1 - Application method : Airless spray ; Brush o
o
o
o
- Pot life : Airless spray: 2 hous (20 C/ 68 F) Brush 2 hours (20 C/ 68 F) - Nozzle pressure : 250 bar/3600 psi - Indicated film thickness, dry : 125 micron/ 5 mils - Indicated film thickness, wet : 175 micron/ 7mils
Sel Tiga Elektrode Sel tiga elektroda adalah perangkat laboratorium baku untuk penelitian kuantitatif terhadap sifat-sifat korosi bahan. Sel tiga elektroda adalah versi penyempurnaan dari sel korosi. Sel ini dapat digunakan dalam berbagai macam percobaan korosi. [Trethwey, et, al, 1991] Komponen sel tiga elektrode : 1. Elektrode Kerja (Fe) 2. Elektrode Acuan (Ag) 3. Elektrode Pembantu (Pt) 4. Sumber Potensial 5. Software NOVA 6. Larutan Elektrolit
Hasil Laju Korosi pada pengelasan GMAW dengan luasan goresan 3% di HAZ
Perbandingan Nilai Laju Korosi antara Software Nova dengan rumus Faraday Laju Korosi Daerah HAZ
SMAW SMAW Nova GMAW GMAW nova FCAW FCAW NOVA
Laju Korosi Daerah HAZ 0.12 0.1 0.08 0.06 0.04 0.02 0
Luasan Scratch 3% (mm/yr) 0.104276565 0.1043 0.083600629 0.083600629 0.083293923 0.0833
SMAW SMAW Nova GMAW GMAW nova FCAW FCAW NOVA
Luasan Scratch 10% (mm/yr) 0.378528683 0.3785 0.312202342 0.312202342 0.307601752 0.3076
Laju Korosi Daerah HAZ
SMAW SMAW Nova GMAW GMAW nova FCAW FCAW NOVA
Luasan Scratch 6% (mm/yr) 0.207465718 0.2075 0.181061117 0.181061117 0.307601752 0.3076
0.35 0.3 0.25 0.2 0.15 0.1 0.05 0
0.4 0.35 0.3 0.25 0.2 0.15 0.1 0.05 0
Analisa dan Pembahasan Dari grafik tersebut juga dapat dilihat bahwa nilai laju korosi tertinggi berada pada pengelasan SMAW dengan prosentase luasan 10% di HAZ Penyebabnya karena : 1. Pengelasan SMAW memiliki heat input yang cukup tinggi sehingga pada daerah HAZ menerima panas yang cukup tinggi pula,dan dari suhu yang tinggi tersebut menghasilkan perubahan kondisi padat secara mikrostruktural tetapi terlalu rendah untuk menyebabkan mencairnya logam tersebut. 2. Pada material uji pada pengelasan SMAW tersebut mengalami spatter, incompete fusion, cracks dan kesalahan dalam pemilihan filler metal. 3. Terbentuknya logam-logam halus yang terjadi karena adanya gas yang tidak larut dalam logam tersebut.Gas yang tidak larut tersebut mengalami pelepasan gas yang disebabkan karena perbedaan batas kelarutan antara logam cair dan logam padat pada saat proses pembekuan. Korosi yang terjadi pada Tugas akhir ini adalah pitting corrosion. Sesuai dengan “Pitting corrosion menyerang bagian permukaan logam yang selaput pelindungnya tergores atau retak akibat perlakuan mekanik.” [Trethwey, et ,al, 1991]
Kesimpulan 1. Dari data hasil perhitungan laju korosi tersebut didapat kesimpulan bahwa semakin besar luasan yang dibuat maka laju korosi akan semakin besar. 2. Nilai laju korosi yang paling besar pada daerah atau letak pengelasan terletak didaerah HAZ dibandingkan dengan yang lainnya yaitu weld metal dan base metal. 3. Untuk setiap variasi luasan goresan pengelasan FCAW lebih baik dibandingkan dengan pengelasan GMAW dan SMAW. Pengelasan SMAW laju korosinya lebih besar dibandingkan dengan pengelasan lainnya. 4. Semakin besar nilai rapat arus (icorr), semakin besar juga nilai laju korosi
