BAB IV PENGUJIAN MECHANICAL TEST . Pada pengujian mechanical test hasil pengelasan sesuai dengan WPS No. 003WPS-ASME-MMF-2010 dilakukan di Laboratory of Mechanical Testing
PT.
Hi-Test di Bumi Serpong Damai – Tangerang – Indonesia . Hasil pengujian ini akan menjadi record atau Product Qualification Record menjadi pembanding apakah parameter dan range yang ada di WPS sudah sesuai dengan specification dari customer akan di buktikan dalam mechanical test . Pengujian mechanical tersebut adalah : 1. Macro Test 2. Hardness Test 3. Tension Test 4. Bend Test ( Side Bend ) 4.1
Macro Test . Pengujian Macro test bertujuan untuk melihat bentuk macro material pada
daerah pengelasan sesuai dengan ASME Section IX yaitu Base metal, Heat Affected Zone, dan lasan agar bentuk dari lasan dapat terlihat maka permukaan harus halus dengan dilakukan proses machining , gerinding, dan polishing kemudian pada daerah lasan di etcha dengan cairan kimia diantaranya Acid nitrid, Asam HCl dan air, agar bentuk dari lasan antara weld metal , HAZ, dan base metal terlihat jelas. Dari hasil test macro ini dapat diketahui visual kualitas lasan dan bentuk lasan .
28
Hasil dari pengujian Macro Test dapat diketahui sebagai berikut : 1. Pengisian lasan sempurna , tidak terlihat adanya slag . 2. Penetrasi pengelasan sempurna . 3. Undercut tidak ada . 4. Retak Lasan tidak ada . 5. Gas terperangkap tidak ada . Berikut gambar hasil laporan pengujian Macro test dari laboratorium :
Gambar 11. Macro Test ( sumber hasil pengujian PQR PT. MMC )
29
4.2
Hardness Test . Hardness test untuk mengetahui ketahanan metal dari deformasi plastik
kekerasan material setelah mengalami pemanasan didaerah base metal, HAZ, dan weld. Ada 3 macam hardness test yang digunakan dengan keakuratan terjamin yaitu : 1. Brinell hardness test 2. Rockwell hardness test 3. Vickers hardness test.
4.2.1 Brinell Hardness . Brinnel hardness artinya menghantam atau menumbukkan baja keras atau carbide sphere dari diameter spesifik dengan beban spesifik yang diterima material kemudian diukur diameter tumbukan. Bola baja biasanya dipakai berdiameter 10 mm. Beban ditahan 10 sampai 15 detik , setelah itu diameter yang terbentuk dimaterial di ukur diameternya dengan toleransi ± 0.05 mm menggunakan alat magnification portable microscope . Formula Brinell :
Dimana : P : Beban ( N ) D : Diameter Bola ( mm ) d : Diameter Tumbukan ( mm )
30
4.2.2 Rockwell Hardness Test . Rockwell hardness adalah pengetesan kekerasan material berdasarkan ratarata penambahan dikedalaman beban aplikasi. Kekerasan ini tidak ada satuan atau unit seperti contohnya 60 HRB, dimana beban yang terukur sebesar 60 dengan skala B. Skala di Rockwell test adalah skala B dan skala C . 4.2.3 Vickers Hardness Test . Vickers hardness test ini adalah standart untuk mengukur kekerasan metal , vickers menggunakan pyramid shape diamond . Hasil tumbukan diukur diagonal dengan menggunakan miscroscope, bentuk tumbukan pyramid kotak dengan sudut diagonal 136 °. Beban intan yang ditumbukkan ke material dirange beban sampai 1176,8 N ( 120 Kg.f ) . Formula Vickers :
Dimana : P : Beban ( N ) d1: Diagonal ( mm ) Vickers cocok untuk mengukur kekerasan metal dan metodenya sama dengan Brinell test . Terlampir hasil dari pengukuran Vickers pada hasil pengelasan WPS No. 003-WPS-ASME-MMF-2010 . ( lihat tabel 5 – hasil Vickers test )
31
Tabel 5. Hasil Vickers Harness Test . ( lihat lampiran 5 )
32
4.3 .
Tensile Test ( Test Tarik ) Tes
tarik
dilaksanakan
untuk
menentukan
kekuatan
tarik,
titik
mulur (kekuatan lentur) las, pemanjangan dan pengurangan material las . Cara pengujian sangat simple dengan memberikan beban tarik sampai material tersebut putus dan pada proses material di beri baban tarik awal sampai putus , proses tersebut direcord pada mesin tersebut ( hasil record diplot dalam grafik ). Dari grafik
tersebut dapat dilihat kuat tarik ( yield strength ) dan
kemuluran
( elongation ) . Lihat contoh grafik Tensile test
Gambar 12. Contoh grafik kuat tarik material ( Tensile Test )
33
Besar beban dan perpanjangan tergantung dari dimensi test piece . Beban dan pemuluran material masing – masing mempunyai parameter yaitu engineering Stress dan engineering Strain . Dengan formula sebagai berikut Formula Engineering Stress :
Dimana :
σ
: Tegangan Tarik ( N/mm ² )
F
: Beban ( N )
Ao
: Ukuran Awal sebelum diberi beban ( mm² )
Gambar 13. Grafik Tensile Test No: 1 ( WPS No. 003-WPS-ASME-MMF-2010 )
34
Pada test piece no.1 dengan ukuran Tebal ( T ) = 11.85 mm dan Lebar ( W ) 19.14 mm , dimana luas area ( A ) = T x W dan beban maksimum yang didapat pada saat ditarik sebesar 131 kN , maka tegangan tarik ( tensile stress ) material tersebut adalah : Dimana : P
: 131.000 N
A
: 11.85 mm x 19.14 mm = 226.81 mm²
Maka :
σ
= 131.000 N / 226.81 mm² = 577.6 N/ mm² = 577.6 MPa
Gambar 14. Grafik Tensile Test No: 2 ( WPS No. 003-WPS-ASME-MMF-2010 )
35
Pada test piece no.2 dengan ukuran Tebal ( T ) = 11.80 mm dan Lebar ( W ) 19.15 mm , dimana luas area ( A ) = T x W dan beban maksimum yang didapat pada saat ditarik sebesar 131 kN , maka tegangan tarik ( tensile stress ) material tersebut adalah : Dimana : P
: 131.000 N
A
: 11.80 mm x 19.15 mm = 225.97 mm²
Maka :
σ
= 131.000 N / 225.97 mm² = 577.6 N/ mm² = 579.7 MPa
Kriteria yang diizinkan atau Acceptance Criteria pada uji tarik sesuai code ASME IX Part QW. 153 dan minimum specification tensile di QW. 422 1. Diijinkan juga dengan ketentuan minimum kekuatan tarik tidak kurang dari minimum kekuatan tarik material induk . 2. Minimum kekuatan tarik dari dua material yang berbeda , pada pengelasan antara SA 516 Gr 70 dengan SA 240 TP 316L kekuatan tarik yang paling rendah adalah material SA 516 Gr 70 yaitu sebesar 528.1 Mpa . 3. Jika spesimen putus diarea base metal dengan HAZ maka hasil tersebut diterima , dan apabila kurang dari minimum strength base metal , maka toleransi yang dijinkan adalah 5% dari minimum tensile strength base metal .
36
Hasil dari pengujian test tarik pada pengelasan material dengan WPS No. 003WPS-ASME-MMF-2010 material putus didaerah base metal . Dari hasil pengujian test taril 1 dan 2 diatas terhadap pengelasan WPS No. 003-WPSASME-MMF-2010 dapat disimpulkan minimum tensile strength dari pengujian test tarik diatas adalah = 577.6 MPa .
4.4 .
Side Bend Test ( Test Tekuk ) . Side bending test ( test bengkok ) bertujuan untuk melihat tahanan lentur suatu material yang dibengkokkan sampai 180° . Pada bagian luar daerah bengkok yang mulur dapat ditemukan cacat atau kerapuhan material . Kriteria yang diterima ( Acceptance criteria ) diatur di ASME IX QW.163 dimana lasan dan daerah HAZ pada transfersal/side weld bend harus masih utuh atau tidak adanya cacat setelah dilakukan uji bengkok . Tidak boleh ada cacat retak atau crack pada daerah lasan dan HAZ . Dari hasil pengujian side bend terhadap pengelasan WPS No. 003-WPS-ASME-MMF-2010 dapat disimpulkan hasil side bend test dapat diterima sesuai dengan code karena tidak ada cacat yang timbul setelah material tersebut di uji bengkok . ( lihat tabel 6 – Hasil pengujian Side Bend Test )
37
Tabel 6 – Hasil pengujian Side Bend Test
38
