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