” ANALISIS PENGARUH APLIKASI POST WELD HEAT TREATMENT (PWHT) PADA PENGELASAN CAST STEEL (SC 42 ) DENGAN CARBON STEEL (Grade E) TERHADAP SIFAT MEKANIK DAN SIFAT METALURGI ”
TUGAS AKHIR (MN 091482) ” ANALISIS PENGARUH APLIKASI POST WELD HEAT TREATMENT (PWHT) PADA PENGELASAN CAST STEEL (SC 42 ) DENGAN CARBON STEEL (Grade E) TERHADAP SIFAT MEKANIK DAN SIFAT METALURGI ”
Oleh Wahyu Ade Saputra (4109.100.034) Dosen Pembimbing 1. Ir. Achmad Zubaydi, M.Eng., Ph.D 2. Ir. Soeweify, M.Eng
” ANALISIS PENGARUH APLIKASI POST WELD HEAT TREATMENT (PWHT) PADA Analisis Perbandingan Pola PENGELASAN CAST STEEL (SC 42 ) DENGAN CARBON STEEL (Grade E) TERHADAP SIFATAir MEKANIK SIFAT METALURGI Pasokan Bersih DAN di Wilayah Kepulauan ”
Latar Belakang Permasalahan •
•
•
Proses pengelasan yang dilakukan terhadap suatu material selalu meningkatkan kekerasan namun mengurangi keuletan bahan. (Sonawan, 2004) Proses pengelasan juga menimbulkan adanya tegangan sisa yang memiliki pengaruh besar akan terbentuknya material getas. (Okumura, 1994) Pada konstruksi poros propeller kapal, terdapat sambungan las antara carbon steel dan cast steel yang rentan akan terjadinya tegangan sisa yang besar.
Solusi •
Memberikan perlakuan panas pasca pengelasan (Post Weld Heat Treatment) pada pengelasan cast steel dan carbon steel.
Objek Penelitian Pada penelitian ini akan dianalisa perbedaan sifat mekanik dan metalurgi pengelasan antara cast steel dan carbon steel dengan PWHT dan pengelasan tanpa PWHT.
” ANALISIS PENGARUH APLIKASI POST WELD HEAT TREATMENT (PWHT) PADA Analisis Perbandingan Pola PENGELASAN CAST STEEL (SC 42 ) DENGAN CARBON STEEL (Grade E) TERHADAP SIFATAir MEKANIK SIFAT METALURGI Pasokan Bersih DAN di Wilayah Kepulauan ”
Rumusan Masalah • Bagaimanakah proses perlakuan PWHT dalam suatu
pengelasan material cast steel dengan carbon steel ? • Bagaimanakah perbandingan sifat mekanis dan sifat metalurgi antara pengelasan dengan perlakuan PWHT dan pengelasan tanpa aplikasi PWHT?
” ANALISIS PENGARUH APLIKASI POST WELD HEAT TREATMENT (PWHT) PADA Analisis Perbandingan Pola PENGELASAN CAST STEEL (SC 42 ) DENGAN CARBON STEEL (Grade E) TERHADAP SIFATAir MEKANIK SIFAT METALURGI Pasokan Bersih DAN di Wilayah Kepulauan ”
Tujuan • Mengidentifikasi proses perlakuan PWHT dalam suatu
pengelasan material cast steel dan carbon steel. • Mengidentifikasi perbandingan sifat mekanis dan sifat metalurgi antara pengelasan dengan perlakuan PWHT dan pengelasan tanpa aplikasi PWHT.
” ANALISIS PENGARUH APLIKASI POST WELD HEAT TREATMENT (PWHT) PADA Analisis Perbandingan Pola PENGELASAN CAST STEEL (SC 42 ) DENGAN CARBON STEEL (Grade E) TERHADAP SIFATAir MEKANIK SIFAT METALURGI Pasokan Bersih DAN di Wilayah Kepulauan ”
Hipotesis • Aplikasi
post
weld
heat
treatment
(PWHT)
dapat
meningkatkan sifat metalurgi (grain size lebih kecil) sehingga material menjadi ductile dan meningkatkan kuat impact. Akan tetapi menurunkan sifat mekanik (tensile strength, hardness) material las.
” ANALISIS PENGARUH APLIKASI POST WELD HEAT TREATMENT (PWHT) PADA Analisis Perbandingan Pola PENGELASAN CAST STEEL (SC 42 ) DENGAN CARBON STEEL (Grade E) TERHADAP SIFATAir MEKANIK SIFAT METALURGI Pasokan Bersih DAN di Wilayah Kepulauan ”
Batasan Masalah Analisa hanya dilakukan pada satu jenis cast steel (SC 42) dengan satu jenis carbon steel (LR Grade E) yang memiliki ketebalan sama. Proses pengelasan menggunakan SMAW. Menggunakan pelat dengan tebal 16 mm. PWHT dilakukan berdasarkan ASME Section VIII (Table UHT-56) Pengujian kekerasan (hardness), sebanyak 12 (Dua belas) titik pada daerah weld metal, base metal dan HAZ. Pengujian Tarik (Longitudinal Tensile test), dengan tinjauan sebanyak 1 (satu) test piece di weld metal. Pengujian impact (Impacte test) pada suhu +20°C, 0°C, -20°C dengan tinjauan sebanyak 3
(satu) test piece Pengujian Microstructure (Microstructure test), dengan tinjauan sebanyak 1 (satu) test piece
” ANALISIS PENGARUH APLIKASI POST WELD HEAT TREATMENT (PWHT) PADA Analisis Perbandingan Pola PENGELASAN CAST STEEL (SC 42 ) DENGAN CARBON STEEL (Grade E) TERHADAP SIFATAir MEKANIK SIFAT METALURGI Pasokan Bersih DAN di Wilayah Kepulauan ”
Tinjauan Pustaka • Pengelasan adalah proses penyambungan setempat dari beberapa batang logam dengan menggunakan energi panas. • Metode pengelasan sangat beragam, salah satu yang mudah dan banyak diaplikasikan di lapangan adalah metode Shielded Arc Welding (SMAW). • Daerah las-lasan terdiri dari tiga bagian yaitu: daerah logam las, daerah pengaruh panas atau heat affected zone disingkat menjadi HAZ dan logam induk yang tak terpengaruhi panas
” ANALISIS PENGARUH APLIKASI POST WELD HEAT TREATMENT (PWHT) PADA Analisis Perbandingan Pola PENGELASAN CAST STEEL (SC 42 ) DENGAN CARBON STEEL (Grade E) TERHADAP SIFATAir MEKANIK SIFAT METALURGI Pasokan Bersih DAN di Wilayah Kepulauan ”
Tinjauan Pustaka • Pengelasan menimbulkan pemanasan yang tidak merata antara logam las, logam dasar, dan daerah HAZ yang dapat merubah kekerasan dan sifat kekuatan dari logam, sedangkan kecepatan pendinginan dapat mempengaruhi ukuran butir dan struktur mikro • Perlakuan panas pasca pengelasan (PWHT) dilakukan untuk mengatur kembali struktur dari material.
” ANALISIS PENGARUH APLIKASI POST WELD HEAT TREATMENT (PWHT) PADA Analisis Perbandingan Pola PENGELASAN CAST STEEL (SC 42 ) DENGAN CARBON STEEL (Grade E) TERHADAP SIFATAir MEKANIK SIFAT METALURGI Pasokan Bersih DAN di Wilayah Kepulauan ”
Metodologi Penelitian
” ANALISIS PENGARUH APLIKASI POST WELD HEAT TREATMENT (PWHT) PADA Analisis Perbandingan Pola PENGELASAN CAST STEEL (SC 42 ) DENGAN CARBON STEEL (Grade E) TERHADAP SIFATAir MEKANIK SIFAT METALURGI Pasokan Bersih DAN di Wilayah Kepulauan ”
Metodologi Penelitian
” ANALISIS PENGARUH APLIKASI POST WELD HEAT TREATMENT (PWHT) PADA Analisis Perbandingan Pola PENGELASAN CAST STEEL (SC 42 ) DENGAN CARBON STEEL (Grade E) TERHADAP SIFATAir MEKANIK SIFAT METALURGI Pasokan Bersih DAN di Wilayah Kepulauan ”
Material Objek Penelitian Cast Steel SC 42
” ANALISIS PENGARUH APLIKASI POST WELD HEAT TREATMENT (PWHT) PADA Analisis Perbandingan Pola PENGELASAN CAST STEEL (SC 42 ) DENGAN CARBON STEEL (Grade E) TERHADAP SIFATAir MEKANIK SIFAT METALURGI Pasokan Bersih DAN di Wilayah Kepulauan ”
Material Objek Penelitian Carbon Steel Grade E
” ANALISIS PENGARUH APLIKASI POST WELD HEAT TREATMENT (PWHT) PADA Analisis Perbandingan Pola PENGELASAN CAST STEEL (SC 42 ) DENGAN CARBON STEEL (Grade E) TERHADAP SIFATAir MEKANIK SIFAT METALURGI Pasokan Bersih DAN di Wilayah Kepulauan ”
Material Objek Penelitian Electrodes ESAB OK 46 (E 6013)
” ANALISIS PENGARUH APLIKASI POST WELD HEAT TREATMENT (PWHT) PADA Analisis Perbandingan Pola PENGELASAN CAST STEEL (SC 42 ) DENGAN CARBON STEEL (Grade E) TERHADAP SIFATAir MEKANIK SIFAT METALURGI Pasokan Bersih DAN di Wilayah Kepulauan ”
Mengelas Material
” ANALISIS PENGARUH APLIKASI POST WELD HEAT TREATMENT (PWHT) PADA Analisis Perbandingan Pola PENGELASAN CAST STEEL (SC 42 ) DENGAN CARBON STEEL (Grade E) TERHADAP SIFATAir MEKANIK SIFAT METALURGI Pasokan Bersih DAN di Wilayah Kepulauan ”
” ANALISIS PENGARUH APLIKASI POST WELD HEAT TREATMENT (PWHT) PADA Analisis Perbandingan Pola PENGELASAN CAST STEEL (SC 42 ) DENGAN CARBON STEEL (Grade E) TERHADAP SIFATAir MEKANIK SIFAT METALURGI Pasokan Bersih DAN di Wilayah Kepulauan ”
Membuat Specimens
” ANALISIS PENGARUH APLIKASI POST WELD HEAT TREATMENT (PWHT) PADA Analisis Perbandingan Pola PENGELASAN CAST STEEL (SC 42 ) DENGAN CARBON STEEL (Grade E) TERHADAP SIFATAir MEKANIK SIFAT METALURGI Pasokan Bersih DAN di Wilayah Kepulauan ”
Tensile Test
Impact Test
Hardness Test
” ANALISIS PENGARUH APLIKASI POST WELD HEAT TREATMENT (PWHT) PADA Analisis Perbandingan Pola PENGELASAN CAST STEEL (SC 42 ) DENGAN CARBON STEEL (Grade E) TERHADAP SIFATAir MEKANIK SIFAT METALURGI Pasokan Bersih DAN di Wilayah Kepulauan ”
Pelaksanaan Post Weld Heat Treatment GRAFIK HUBUNGAN SUHU DAN WAKTU PEMANASAN
” ANALISIS PENGARUH APLIKASI POST WELD HEAT TREATMENT (PWHT) PADA Analisis Perbandingan Pola PENGELASAN CAST STEEL (SC 42 ) DENGAN CARBON STEEL (Grade E) TERHADAP SIFATAir MEKANIK SIFAT METALURGI Pasokan Bersih DAN di Wilayah Kepulauan ”
Pelaksanaan Pengujian Tensile Test
” ANALISIS PENGARUH APLIKASI POST WELD HEAT TREATMENT (PWHT) PADA Analisis Perbandingan Pola PENGELASAN CAST STEEL (SC 42 ) DENGAN CARBON STEEL (Grade E) TERHADAP SIFATAir MEKANIK SIFAT METALURGI Pasokan Bersih DAN di Wilayah Kepulauan ”
Impact Test
” ANALISIS PENGARUH APLIKASI POST WELD HEAT TREATMENT (PWHT) PADA Analisis Perbandingan Pola PENGELASAN CAST STEEL (SC 42 ) DENGAN CARBON STEEL (Grade E) TERHADAP SIFATAir MEKANIK SIFAT METALURGI Pasokan Bersih DAN di Wilayah Kepulauan ”
Hardness Test
” ANALISIS PENGARUH APLIKASI POST WELD HEAT TREATMENT (PWHT) PADA Analisis Perbandingan Pola PENGELASAN CAST STEEL (SC 42 ) DENGAN CARBON STEEL (Grade E) TERHADAP SIFATAir MEKANIK SIFAT METALURGI Pasokan Bersih DAN di Wilayah Kepulauan ”
Foto Mikro (Pengelasan dengan perlakuan PWHT)
Weld Metal (100X)
Weld Metal (400X)
HAZ (100X)
HAZ (400X)
Base Metal (100X)
Base Metal (400X)
” ANALISIS PENGARUH APLIKASI POST WELD HEAT TREATMENT (PWHT) PADA Analisis Perbandingan Pola PENGELASAN CAST STEEL (SC 42 ) DENGAN CARBON STEEL (Grade E) TERHADAP SIFATAir MEKANIK SIFAT METALURGI Pasokan Bersih DAN di Wilayah Kepulauan ”
Foto Mikro (Pengelasan tanpa perlakuan PWHT)
Weld Metal (100X)
Weld Metal (400X)
HAZ (100X)
HAZ (400X)
Base Metal (100X)
Base Metal (400X)
” ANALISIS PENGARUH APLIKASI POST WELD HEAT TREATMENT (PWHT) PADA Analisis Perbandingan Pola PENGELASAN CAST STEEL (SC 42 ) DENGAN CARBON STEEL (Grade E) TERHADAP SIFATAir MEKANIK SIFAT METALURGI Pasokan Bersih DAN di Wilayah Kepulauan ”
Pengelasan tanpa PWHT
Pengelasan dengan PWHT
” ANALISIS PENGARUH APLIKASI POST WELD HEAT TREATMENT (PWHT) PADA Analisis Perbandingan Pola PENGELASAN CAST STEEL (SC 42 ) DENGAN CARBON STEEL (Grade E) TERHADAP SIFATAir MEKANIK SIFAT METALURGI Pasokan Bersih DAN di Wilayah Kepulauan ”
Analisis dan Pembahasan Analisis Hasil Uji Tarik
Material yang dilas dan dikenai perlakuan PWHT mengalami penurunan kuat tarik , namun keuletannya meningkat. Hal ini dikarenakan Jika suatu material dikenai perlakuan panas pasca pengelasan sesuai dengan kemampuan material menyerap panas, kemudian diturunkan secara perlahan maka akan menghilangkan residual stress yang ditimbulkan oleh proses pengelasan dan akan terbentuk ukuran butir dan memperbaiki struktur material tersebut. Sehingga dengan berkurangnya residual stress dan ukuran butir pada struktur material menyebabkan sifat keuletan material tersebut meningkat
” ANALISIS PENGARUH APLIKASI POST WELD HEAT TREATMENT (PWHT) PADA Analisis Perbandingan Pola PENGELASAN CAST STEEL (SC 42 ) DENGAN CARBON STEEL (Grade E) TERHADAP SIFATAir MEKANIK SIFAT METALURGI Pasokan Bersih DAN di Wilayah Kepulauan ”
Analisis Hasil Uji Impact
Material yang dilas dan dikenai perlakuan PWHT mengalami kenaikan kuat impact
Hal ini dikarenakan Jika suatu material dikenai perlakuan panas pasca pengelasan sesuai dengan kemampuan material menyerap panas, kemudian diturunkan secara perlahan maka akan menghilangkan residual stress yang ditimbulkan oleh proses pengelasan dan akan terbentuk ukuran butir dan memperbaiki struktur material tersebut. Sehingga dengan berkurangnya residual stress dan ukuran butir pada struktur material menyebabkan sifat keuletan material tersebut meningkat
” ANALISIS PENGARUH APLIKASI POST WELD HEAT TREATMENT (PWHT) PADA Analisis Perbandingan Pola PENGELASAN CAST STEEL (SC 42 ) DENGAN CARBON STEEL (Grade E) TERHADAP SIFATAir MEKANIK SIFAT METALURGI Pasokan Bersih DAN di Wilayah Kepulauan ”
Analisis Hasil Uji Hardness Material
Tanpa PWHT
Location
Hardness Value
Material
Location
Hardness Value
BM
146.8
BM
126.8
BM
141.6
BM
129.8
HAZ
164.9
HAZ
131.5
HAZ
167.1
HAZ
135.6
WM
154.7
WM
158.6
WM
156.9
WM
156.5
WM
154.3
WM
159.4
WM
151.3
WM
148.3
HAZ
169.5
HAZ
152.9
HAZ
164.7
HAZ
145.2
BM
145.6
BM
133.2
BM
139.1
BM
132.3
PWHT
Material yang dilas dan dikenai perlakuan PWHT memiliki kekerasan lebih kecil dibandingkan dengan material yang dilas tanpa dikenai perlakuan PWHT Hal ini dikarenakan Jika suatu material dikenai perlakuan panas pasca pengelasan sesuai dengan kemampuan material menyerap panas, kemudian diturunkan secara perlahan maka akan menghilangkan residual stress yang ditimbulkan oleh proses pengelasan dan akan terbentuk ukuran butir dan memperbaiki struktur material tersebut. Sehingga dengan berkurangnya residual stress dan ukuran butir pada struktur material menyebabkan sifat kekerasannya menurun
” ANALISIS PENGARUH APLIKASI POST WELD HEAT TREATMENT (PWHT) PADA Analisis Perbandingan Pola PENGELASAN CAST STEEL (SC 42 ) DENGAN CARBON STEEL (Grade E) TERHADAP SIFATAir MEKANIK SIFAT METALURGI Pasokan Bersih DAN di Wilayah Kepulauan ”
Analisis Hasil Foto Mikro
Material yang dilas dan dikenai perlakuan PWHT memiliki prosentase ferit lebih besar dibandingkan prosentase perlit dan memiliki ukuran butir lebih kecil dibandingkan material yang dilas tanpa dikenai perlakuan PWHT . Dari data di atas dapat disimpulkan bahwa material yang dilas dan dikenai perlakuan PWHT memiliki struktur metalurgi yang lebih baik dibandingkan material yang dilas tanpa dikenai perlakuan PWHT
” ANALISIS PENGARUH APLIKASI POST WELD HEAT TREATMENT (PWHT) PADA Analisis Perbandingan Pola PENGELASAN CAST STEEL (SC 42 ) DENGAN CARBON STEEL (Grade E) TERHADAP SIFATAir MEKANIK SIFAT METALURGI Pasokan Bersih DAN di Wilayah Kepulauan ”
Kesimpulan •
• • •
•
•
•
Material yang dilas dan dikenai perlakuan PWHT mengalami penurunan σyield sebesar 18.58% dan σultimate sebesar 12.10%. Namun di sisi lain keuletannya meningkat, terlihat dari kenaikan elongation sebesar 0.51% dan reduction of area sebesar 35.33% Material yang dilas dan dikenai perlakuan PWHT, pada suhu 20 O C memiliki kuat impact 3.90% lebih besar dibandingkan material yang dilas tanpa dikenai perlakuan PWHT Material yang dilas dan dikenai perlakuan PWHT, pada suhu 0 O C memiliki kuat impact 31.34% lebih besar dibandingkan material yang dilas tanpa dikenai perlakuan PWHT Material yang dilas dan dikenai perlakuan PWHT, pada suhu -20 O C memiliki kuat impact 6.90% lebih besar dibandingkan material yang dilas tanpa dikenai perlakuan PWHT Dengan Perbesaran 100X, material yang dilas dan dikenai perlakuan PWHT memiliki prosentase ferit 17,35% lebih banyak dan prosentase perlit 17,35% lebih kecil serta grain size 3,26% lebih kecil dibandingkan dengan material yang dilas tanpa dikenai perlakuan PWHT Dengan Perbesaran 400X, material yang dilas dan dikenai perlakuan PWHT memiliki prosentase ferit 6,84% lebih banyak dan prosentase perlit 6,84 % lebih kecil serta grain size 2,20% lebih kecil dibandingkan dengan material yang dilas tanpa dikenai perlakuan PWHT Material yang dilas dan dikenai perlakuan PWHT, pada daerah weld metal, HAZ, dan base metal memiliki rata-rata hardness value 7.89% lebih rendah material yang dilas tanpa dikenai perlakuan PWHT
” ANALISIS PENGARUH APLIKASI POST WELD HEAT TREATMENT (PWHT) PADA Analisis Perbandingan Pola PENGELASAN CAST STEEL (SC 42 ) DENGAN CARBON STEEL (Grade E) TERHADAP SIFATAir MEKANIK SIFAT METALURGI Pasokan Bersih DAN di Wilayah Kepulauan ”
