Jurnal Ilmiah Teknik Mesin - Pangkalan Data Dosendosen.univpancasila.ac.id/dosenfile/4313211002143262468226May201… · nanofluida pada pipa ... koefisien perpindahan panas konveksi

ISSN : 1693 - 2382

Jurnal Ilmiah Teknik Mesin

JURNAL P

ROGRAM

STUDI T

EKNIK M

ESIN

FAKULTAS T

EKNIK U

NIVERSITAS PA

NCASILA

Volume 9 Nomor 1, Januari 2013

PEMBUATAN DAN PERAKITAN PENGOLAHAN LIMBAH CAIR HASIL PROSES PEMBUATAN TAHU

Wina Libyawati, Estu Prayogi

ANALISIS PENGARUH PENEMPATAN LAYAR MONITOR KOMPUTER TERHADAP KENYAMANAN OPERATOR

Tri Mulyanto, Adriansyah M.T.

ANALISIS KARAKTERISTIK POMPA SENTRIFUGAL TIPE NS BASIC

Supriyono

SUPERIORITAS PERPINDAHAN KALOR KONVEKSI PAKSA DARI NANOFLUIDA PADA PIPA HORIZONTAL

Iwan Setyawan

PENGARUH PROSES PENGELASAN ERW TERHADAP SIFAT MEKANIK SERTA KOMPOSISI KIMIA PADA PIPA BAJA API 5L GRADE L245 / PSL-1

Megara Munandar DISTRIBUSI TEMPERATUR ALIRAN FLUIDA DAN ANALISIS NILAI KOEFISIEN PERPINDAHAN PANAS KONVEKSI PADA HEAT EXCHANGER TIPE COUNTERFLOW MENGGUNAKAN SOLIDWORKS

Rr. Sri Poernomo Sari, Dwi Arif Santoso

ANALISIS PERPATAHAN PADA BAUT ENGINE MOUNTING REAR TRUCK

Nafsan Upara, Dwi Rahmalina, Poppy Rahardjo

Jurnal Ilmiah Mekanikal

Januari 2013 ISSN : 1693 - 2382 Vol. 9

No. 1

Hal. 1-58

ISSN : 1693 - 2382

SUSUNAN REDAKSI

1. Pelindung : Dekan Fakultas Teknik Universitas Pancasila. 2. Penanggung Jawab : Ketua Jurusan Teknik Mesin 3. Pimpinan Redaksi : Prof. Dr. Ir. Wibowo Paryatmo, M.Sc, IPM 4. Dewan Redaksi : - Prof. Dr. Ir. Djoko W. Karmiadji, MSME (Perancangan)

- Prof. A. Anton (Manufaktur) - Prof. Dr. Ir. Prawoto, MSAe (Otomotif) - Prof. Dr. Ir. Chandrasa Sukardi (Konversi Energi) - Dr. Ir. Yohanes Dewanto (Mekatronika)

5. Redaksi Pelaksana : - Ir. Titiek Ediyanto, MSi

- Ir. Eka Maulana, MMT - Ir. Herlan Martono, MSc - Agri Suwandi, ST.,MT

6. Sekretariat : - Sugeng Riyanto, A.Md

- M. Yunus 7. Penerbit : Program Studi Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Pancasila 8. Alamat Redaksi : Srengseng Sawah, Jagakarsa, Jakarta Selatan 12640 Telp. (021) 7864730. ext. 105 Fax. (021) 7270128 Email : [email protected] Jurnal mekanikal terbit 2 kali dalam 1 tahun pada bulan Januari dan Agustus.

JURNAL ILMIAH TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS PANCASILA

Volume 8 Nomor 2, Agustus 2012

KATA PENGANTAR

Jurnal mekanikal merupakan media komunikasi ilmiah antara sesama

dosen, mahasiswa, peneliti, dan masyarakat ilmiah disamping untuk

mengembangkan profesi tenaga pengajar. Isi jurnal ini berupa tulisan yang

diharapkan dapat menjadikan tambahan pengetahuan dan wawasan untuk lebih

kreatif dalam mengembangkan kompetensi yang dimiliki.

Tim redaksi jurnal sadar bahwa masih banyak kelemahan dalam

penyajian, untuk itu diperlukan saran dan kritik yang membangun dari pembaca

yang dapat meningkatkan kualitas jurnal ilmiah mekanikal.

Akhirnya, kami mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah

membantu sehingga terbitnya jurnal mekanikal ini.

Jakarta, Januari 2013

Wasalam

Redaksi

ISSN 1693 - 2382

DAFTAR ISI

1. PEMBUATAN DAN PERAKITAN PENGOLAHAN LIMBAH CAIR HASIL

PROSES PEMBUATAN TAHU Wina Libyawati, Estu Prayogi

1-8

2. ANALISIS PENGARUH PENEMPATAN LAYAR MONITOR KOMPUTER TERHADAP KENYAMANAN OPERATOR

Tri Mulyanto, Adriansyah M.T.

9-14

3. ANALISIS KARAKTERISTIK POMPA SENTRIFUGAL TIPE NS BASIC

Supriyono

15-27

4. SUPERIORITAS PERPINDAHAN KALOR KONVEKSI PAKSA DARI NANOFLUIDA PADA PIPA HORIZONTAL

Iwan Setyawan

28-34

5. PENGARUH PROSES PENGELASAN ERW TERHADAP SIFAT MEKANIK SERTA KOMPOSISI KIMIA PADA PIPA BAJA API 5L GRADE L245 / PSL-1

Megara Munandar

35-43

6. DISTRIBUSI TEMPERATUR ALIRAN FLUIDA DAN ANALISIS NILAI KOEFISIEN PERPINDAHAN PANAS KONVEKSI PADA HEAT EXCHANGER TIPE COUNTERFLOW MENGGUNAKAN SOLIDWORKS

Rr. Sri Poernomo Sari, Dwi Arif Santoso

44-53

7. ANALISIS PERPATAHAN PADA BAUT ENGINE MOUNTING REAR TRUCK

Nafsan Upara, Dwi Rahmalina, Poppy Rahardjo

54-48

Jurnal Ilmiah Teknik Mesin

Volume 9 Nomor 1, Januari 2013

Jurnal Ilmiah Mekanikal

Januari 2013 ISSN : 1693 - 2382 Vol. 9

No.1

Hal. 1-58

Jurnal Mekanikal Teknik Mesin S-1 FTUP Vol 9 No.1 Januari 2013

35

PENGARUH PROSES PENGELASAN ERW TERHADAP SIFAT MEKANIK SERTA KOMPOSISI KIMIA PADA PIPA BAJA API 5L

GRADE L245 / PSL-1

Megara Munandar Dosen Teknik Mesin –FTUP

ABSTRAK

Penelitian ini tentang pengaruh pengelasan ERW terhadap sifat mekanik serta komposisi kimia pada pipa baja API 5L Grade L245 / PSL-1. Las resistansi listrik digunakan untuk pengelasan pembuatan pipa baja tersebut. Uji dilakukan pada daerah anil dan non anil, termasuk pengujian daerah material dan daerah lasan, serta menghitung besar masukan panas. Pengujian ini mencakup pengujian tarik, pengujian takik, pengujian metalografi dan pengujian komposisi kimia. Dapat disimpulkan bahwa uji tarik dan uji takik sebelum dimasukan panas nilainya lebih tinggi dibandingkan setelah panas masuk. Uji metalografi terjadi perubahan mikro struktur dan ferit lebih dominan dari pada perlit tetapi mikro struktur perlit lebih besar. Uji komposisi kimia terjadi penurunan yang drastis setelah pemasukan panas.

Kata kunci : Pengelasan ERW, sifat mekanik, komposisi kimia, pipa baja, API 5L.

PENDAHULUAN

Pada saat ini perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi yang semakin cepat, telah melahirkan produk – produk teknologi yang semakin canggih yang hampir mencakup seluruh bidang kehidupan manusia, bidang permesinan adalah salah satu diantaranya.

Dalam pemakaiannya, pipa-pipa banyak digunakan untuk tiang telepon, saluran air minum, tiang listrik, pipa untuk penyaluran minyak dan gas. Pipa mayoritas menggunakan bahan dasar baja. Sebagian orang pasti tahu bahwa pipa-pipa yang digunakan tersebut tahan terhadap tekanan air yang besar, tahan terhadap minyak pada saat pengeboran dan tahan terhadap gas pada saat dilewati, bahkan yang lebih penting lagi apakah produk yang akan digunakan sudah teruji dan sudah aman bila digunakan serta tidak terjadi kebocoran.

Proses pembuatan sebuah pipa, dapat berasal dari lembaran plat dengan berbentuk coil kemudian diroll dan dilakukan proses pengelasan. Salah satu proses pengelasan yang digunakan adalah ERW (Electric Resistance Weld) yaitu dengan menyambung antara sisi sebelah kiri dengan sisi yang sebelah kanan dengan cara dipanaskan atau Contact.

Penggunaan teknologi las pada pembuatan atau pembentukan pipa baja dari pelat dengan pengelasan yang dikenal dengan nama welded pipe dimana menuntut mutu pengelasan yang baik. Pada prakteknya, sambungan las dalam banyak kasus pada logam baja, sering dijumpai

timbulnya gejala retak dan patah getas. Retak dalam pengelasan kebanyakan karena juru las dalam melaksanakan pengelasan kecepatannya amat lambat dapat menghasilkan nilai masukan panas yang tinggi sehingga terjadi siklus termal terutama disekitar logam las (weld metal). Patah getas umumnya terjadi sewaktu temperatur lingkungan turun dengan drastis. Fenomena ini akan berpengaruh terhadap ukuran butir, sturktur mikro dan tegangan sisa yang akhirnya mempengaruhi terhadap sifat mekanis sambungan las.

PT. Bakrie Pipe Industries Bekasi, merupakan salah satu industri yang memproduksi pipa baja yang dibuat dari pelat dengan menggunakan proses pengelasan tahanan listrik (Electric Resisitance Welding-ERW). Terdapat dua jenis produksi pipa baja yang diberi nama PSL-1 dan PSL-2 yang dihasilkan PT. Bakrie Pipe Industri. Baik untuk jenis PSL-1 dan PSL-2 dibuat dari pelat yang di rol kemudian dilakukan penyam-bungan dengan proses pengelasan tahanan listrik.

Untuk maksud tersebut diatas, penilitian ini dilaksanakan dengan tujuan untuk mengetahui pengaruh perubahan besaran masukkan panas (head input) terhadap sifat mekanis sambungan las.Untuk itu diperlukan beberapa pengujian terhadap sampel sambungan las yang terdiri dari pengujian tarik (tension), uji takik (charpy test), metalografi dan komposisi kimia.

Jurnal Mekanikal Teknik Mesin S-1 FTUP Vol 9 No.1 Januari 2013

36

POKOK PERMASALAHAN

Berdasarkan latar belakang permasalahaan tersebut diatas, maka pokok permasalahan dalam penelitian ini adalah :

1. Berapa besar masukan energi panas (head input) dalam proses pengelasan pembuatan pipa baja.

2. Berapa besar pengaruh masukan energi panas terhadap kekuatan tarik bahan (base metal).

3. Berapa besar pengaruh masukan energi panas terhadap nilai impak bahan (base metal), dan bahan las (weld metal).

4. Apakah terjadi perubahan struktur bahan akibat masukan energi panas.

5. Apakah terjadi perubahan dalam komposisi kimia akibat pemasukan energi panas.

TUJUAN PENELITIAN

Tujuan yang ingin dicapai dalam penelitian ini adalah :

1. Mengetahui besar masukan energi panas (head input) dalam proses pengelasan pembuatan pipa baja.

2. Mengetahui pengaruh masukan energi panas terhadap kekuatan tarik bahan (base metal).

3. Mengetahui pengaruh masukan energi panas terhadap nilai impak bahan (base metal), dan bahan las (weld metal).

4. Mengetahui perubahan struktur bahan akibat masukan energi panas.

5. Mengetahui perubahan struktur kimia akibat masukan energi panas.

METODE PENELITIAN

Dalam mencari keterangan sebagai bahan pokok dalam Laporan Penelitian ini, maka penulis telah melakukan beberapa cara guna mendapatkan data yaitu :

1. Metode Survey Lapangan

Guna memperoleh data, maka penulis melakukan pengamatan secara langsung terhadap kegiatan-kegiatan yang berhubungan pembuatan pipa baja dari pelat dengan proses pengelasan ERW dan akan memperoleh data parameter las, hasil dari pengujian tidak merusak dan merusak.

2. Metode Wawancara

Teknik ini telah diakui sebagai teknik pengumpulan data atau fakta yang penting dilakukan dalam upaya pengembangan sistem informasi, bertanya langsung kepada pihak-pihak yang berwenang untuk memberikan berbagai informasi yang diperlukan dalam pelaksanaan penelitian.

1. Struktur Mikro dan Sifat-sifat Mekanik

Hubungan antara kecepatan pendinginan dan struktur mikro yang terbentuk biasanya digambarkan dalam diagram yang menghubungkan waktu, suhu dan transformasi “Continuos Cooling Transformation” dan disingkat menjadi diagram CCT. Pada gambar 2.1 di tunjukkan struktur mikro dari campuran ferit-perlit, baint kasar yang dihasilkan pada temperatur tinggi, baint halus yang dihasilkan pada sekitar suhu martensit atau titik Ms dan martensit sempurna.

Kekuatan baja ferit-perlit ter-utama batas luluhnya sangat tergantung pada ukuran butir ferit. Hubungan ini (Hall-petch) dirumuskan dalam persamaan berikut:

(1)

Di mana:

K = konstanta D = besar butir

Beberapa data yang mendukung persamaan 1 ini ditunjukkan dalam gambar 2 di samping hubungan dengan kekuatan, ternyata bahwa besar butir juga mempengaruhi energi patah (uji Charpy) dan perambatan retakan. Penelitian-penelitian menunjukkan bahwa makin halus butir-butir Kristal makin rendah suhu transisi ulet, getas seperti yang ditunjukkan dalam gambar 3 Karena itu tindakan memperhalus butir adalah tindakan yang sangat tepat dalam usaha memperbaiki kekuatan dan katangguhan baja ferit-perlit.

Gambar 1 Struktur Mikro dalam Baja Karbon Rendah

Jurnal Mekanikal Teknik Mesin S-1 FTUP Vol 9 No.1 Januari 2013

37

Gambar 2 Hubungan antara Kekuatan Luluh dan Besar Butir

Gambar 3 Hubungan antara suhu Transisi Geta-Ulet pada Uji Charpy dan Besar Butir

2. Pengelasan Resistansi Listrik

Dalam sub bab ini akan dibahas mengenai las resistansi listrik karena pengelasan yang digunakan untuk pembuatan pipa pada Bakrie Pipe Industries menggunakan ERW (Electric Resistance Welding). Proses pengelasan las resistansi listrik yaitu dengan menggunakan arus yang cukup besar dialirkan melalui logam sehingga menimbulkan panas pada sam-bungan, dan dibawah pengaruh tekanan dan pengaturan hambatan listrik sehingga terbentuklah sambungan las. Transformator yang terdapat dalam mesin las merubah tegangan arus bolak - balik dari 110-220 V menjadi 4-12 V dan arusnya menjadi cukup besar sehingga menghasilkan panas yang diperlukan. Bila arus mengalir dalam logam, panas timbul didaerah ujung elektroda dengan tahanan listrik yang terbesar, yaitu pada batas permukaan kedua logam atau lembaran dan terjadilah sambungan las. Besar arus yang diperlukan didaerah sambungan bekisar antara 50-60 MVA/m

2

dengan tenggang waktu sekitar 12 m/menit, tekanan yang diperlukan berkisar antara 30-50 MPa.

Pada pengelasan resistansi listrik ada tiga faktor yang perlu diperhatikan: a. Besarnya arus listrik yang dipergunakan untuk pengelasan. b. Besarnya tahanan arus listrik yang digunakan dalam pengelasan. c. Waktu yang digunakan dalam siklus pengelasan.

Sehingga besarnya masukan energi panas yang dihasilkan dapat dihitung dengan rumus (Material Proceses In Manufacturing E Paul Degarmo Cs).

Q = η . I

2 . R . t ( Joul /m ) (2)

Dengan: η = Efisiensi pengelasan (0,7) I = Arus listrik (A) R = Tahanan listrik (Ohm) t = Waktu siklus pengelasan (sekon)

3. Pengujian Mekanik

1 Uji Tarik

2 Uji Takik

3 Uji Metalografi

4 Uji Komposisi kimia

DIAGRAM ALIR PENELITIAN

Pada lanjutan ini akan dibahas mengenai

data-data hasil penelitian yang diperoleh dari pengujian :

1. Tarik (material dan lasan) 2. Takik (material, dan lasan) 3. Metallorgrafi 4. Komposisi kimia

Didalam menganalisa kekuatan

pengaruh temperatur proses las pada logam induksi pipa baja API 5L grade B PSL 1, pengujian yang dilakukan adalah pengujian tarik, uji takik, metalografi dan komposisi kimia. Dan hasil uji tersebut kemudian dianalisa besar pengaruh temperatur las terhadap logam yang belum dilas atas kekuatan tarik, takik, metalografi dan komposisi kimia pengujian. Adapun alir diagram penelitiaan ini adalah sebagai beriku:

Jurnal Mekanikal Teknik Mesin S-1 FTUP Vol 9 No.1 Januari 2013

38

DIAGRAM ALIR PENELITIAN

Mulai

Pengambilan Spesimen Pipa Baja

API 5L-B

Variabel Pengujian

-Spesimen Tidak Las (Trans BM)

- Spesimen dilas (Weld)

Pembuatan

Spesimen uji tarik

Uji tarik

Pembahasan

Kesimpulan dan

saran

Selesai

Menghitung

elastisitas dari

material

Pengolahan

data

Pembuatan

spesimen

Komposisi kimia

Pembuatan

Spesimen uji impak

Uji KimiaUji impak

Pengolahan

data

Pembuatan

Spesimen uji

metallorgrafi

Uji metalografi

PENGUMPULAN DATA

API 5 L grade B PSL 1 menggunakan jenis bahan baja karbon rendah dengan kadar 0,30%. Pengumpulan data di lakukan untuk material sebelum di las dan material sesudah dilas terhadap uji tarik, uji takik, metalografi dan komposisi kimia.

4.1. Data Pengelasan

Proses pengelasan yang dilakukan adalah menggunakan ERW (Electric Resistance Welding), dimana data pengelasan sebagai berikut : Kecepatan pengelasan (v) = 10 mtr /

mnt. Besarnya arus (I) = 217 Amp Tegangan (v) = 320 kV / Volt

4.2. Data Material Sebelum Dilas Data pengujian material sebelum yang di kumpulkan sebagai berikut. Cara pengujian yaitu :

1. Pengujian tarik

2. Pengujian takik 3. Pengujian metalografi 4. Uji komposisi kimia

4.2.1. Uji tarik

Seperti yang telah diuraikan di atas bahwa material yang digunakan adalah termasuk jenis baja karbon rendah. Uji tarik material pipa PSL-1 (sebelum dilas) di tunjuk pada tabel 1 daerah anil dan daerah non anil.

Tabel 1 Uji tarik daerah material (Base Metal)

No Sampel

Tebal (mm)

lebar

(m)

Yield strenght (kg)

Tensile

strenght

(kgf) keterangan

A1-1 9,3 38,1

14 300

18 200 anil

A1-2 9,2 38,1

12 500

16 700 anil

A1-3 9,26

38,1

13 000

18 000 non anil

A1-4 9,28

38,1

13 600

18 500 non anil

4.2.2. Pengujian takik

Prosedur ini menetapkan cara untuk mengetahui ketangguhan material terhadap beban takik pada temperatur tertentu. Energi yang diserap oleh benda

Tabel 2 Uji takik pada daerah bahan (Base

Metal)

uji persatuan luas patahan men-cerminkan ketangguhannya pada daerah anil dan daerah non anil dapat dilihat pada tabel 2.

4.2.3. Metalografi

Pengujian metalografi material PSL – 1 sebelum di las, dengan dilihat 500 x lipat dari aslinya, diperlihatkan pada gambar 8.

Jurnal Mekanikal Teknik Mesin S-1 FTUP Vol 9 No.1 Januari 2013

39

Gambar 3 Daerah Material Base Metal Area

Grade B Pemb : 500 x

4.2.4. Komposisi Kimia Hasil pengujian komposisi kimia

untuk material (base metal) PSL – 1, prosedur ini menetapkan cara meng-analisa komposisi kimia sebelum dilas diperlihatkan pada tabel 3 berikut ini.

Tabel 3 persyaratan Komposisi Kimia Untuk Pipa PSL 1 Catatan :

a. 0.5 % maksimum untuk copper (Cu), 0.50% maksimum untuk nikel (Ni), maksimum), 50% untuk chromium, (Cr) dan 0.15% untuk molybdenum (Mo). Untuk grade sampai dan termasuk L360 (X52), Cu, Cr, dan Ni tidak boleh ditambahkan secara sengaja.

b. Untuk reduksi setiap sebesar 0.01% di bawah konsentrasi maksimum karbon yang ditentukan, kenaikan sebesar 0,05% di atas ketentuan maksimum untuk mangan diperbolehkan sampai batas maksimum sebesar 1.65% untuk grade L245 (B) sampai dengan L360 (X52), sampai batas maksimum sebesar 1.75% untuk grade > L360 (X52), tetapi < grade L485 (X70), dan samapai batas maksimum 2.00% untuk grade L485 (X70).

c. Kecuali kalau ada kesempatan lain, Nb

+ V 0.06%

d. Nb + V + Ti 0.15%

4.3. DATA MATERIAL SETELAH DILAS

4.3.1. Pengujian Tarik

Pengujian tarik disini adalah pengujian setelah material dilas dapat dilihat pada tabel 4 daerah anil dan non anil spesipikasi Product API (PSL-1) berikut ini.

Tabel 4 Uji tarik daerah lasan (Fusion

line)

4.3.2. Pengujian Takik

Pengujian takik dilakukan didaerah lasan dapat dilihat pada tabel 5 takik Test Report berikut ini.

Tabel 5 Uji takik pada daerah lasan (Fusion line)

No Samp

el Pos isi

Tem perat

ur Nilai

Rata-rata Ket

B2-1 Lasa

n 25⁰C 40

anil

B2-2 Lasa

n 25⁰C 41 39 anil

B2-3 Lasa

n 25⁰C 36

anil

B2-4 Lasa

n 25⁰C 40

Non anil

B2-5 Lasa

n 25⁰C 36 39,3

3 Non anil

B2-6 Lasa

n 25⁰C 42

Non anil

4.3.3. Metalografi

Material pada gambar ini adalah material pada daerah lasan.

Gambar 4 Daerah Lasan Fusion Line Area Grade B PEMB : 500 X

No Sampel

Tebal (mm)

lebar (m)

Tensile strenght

(kgf) Kete

rangan

A2-1 9,25 38,1 18 000 anil

A2-2 9,05 38,1 17 600 anil

A2-3 9,22 38,1 18 500 non anil

A2-4 9,23 38,1 18 500 non anil

Jurnal Mekanikal Teknik Mesin S-1 FTUP Vol 9 No.1 Januari 2013

40

4.3.4. Komposisi Kimia

Untuk komposisi kimia antara material dengan bagian dilas tidak signifikat atau tidak jauh berbeda dengan bagian materialnya.

Tabel 6 Persyaratan Komposisi Kimia Untuk Pipa PSL 1 (sesudah dilas)

4.4. Data Mesin Untuk Pembuatan Pipa 4.4.1. Mesin KT 24 (Kaisar Torrance 24)

Sebuah mesin untuk membuat pipa dengan kapasitas berdiameter 8 inchi sampai 24 inchi. Dimana proses tersebut berbentuk, dari sebuah pelat yang dibentuk hingga menjadi sebuah pipa dengan diameter 8 inchi sampai 24 inchi dan mengalami beberapa kali proses pembentukan. 4.4.2. Mesin Pengelasan Pipa

Disini akan membahas mesin yang digunakan adalah mesin ELVA – NORWAY.

1. Mesin Elva – Norway Prosedur ini menerapkan cara

mengelas pipa tanpa bahan (filter metal) dengan mesin High Frequency Welding sehingga memenuhi persyaratan yang telah ditentukan.

Gambar 5 Mesin ELVA – Norway

Manufaktur : ELVA –NORWAY Type : Weldac 600 KW Output : - 600 KW - 160 – 220 kHZ

Gambar 6 Mesin ELVA – Norway

Manufaktur : Kaisar Torance - USA Type : 5 rolls system - 2 upper rolls - 2 side rolls - 1 bottom roll

4.4.3. Mesin uji tarik

Gambar 7 Mesin Uji Tarik Universal

Nama : Testing Machine universal Merk : Shlmadzu Kapasitas : 50 ton atau 50 000 kgf

4.4.4. Mesin uji takik

Gambar 8 Mesin Uji Takik

Nama : Impact Test (charpy) Merk : Wolpert Kapasitas : 300 joule 4.4.5. Metalografi

Gambar 9 Mesin Metalografi

Merk : Olympus Pembesaran : 500 kali lipat 4.4.6. Analisa kimia

Gambar 10 Mesin Analisa Kimia

Jurnal Mekanikal Teknik Mesin S-1 FTUP Vol 9 No.1 Januari 2013

41

5. Besar Pemasukan Energi Panas (Heat Input)

Disini akan dihitung mengenai besar pemasukan energy (Q) berdasarkan panas bebas rumus (2) adalah : Q = η . I

2 . R . t ( Joul / m )

Diketahui data-data sebagai berikut :

I = Arus listrik 217 A t = Waktu siklus pengelasan 10

m/mnt Untuk itu perlu dihitung terlebih dahulu tahan listrik (Ohm)

R =

R =

=

= 36,2

t = 10 m/mnt x 60 det

= 600 m/det

Maka :

Q = 0,7 x 2172 x 36 x 600

= 711 986 680 joule/m

kesimpulan untuk heat input adalah besarnya 711 986 680 joule/m

5.1. Kekuatan Tarik

a. Bahan awal sebelum dilas Kekuatan tarik bahan anil dan non anil sebelum di las dihitung berdasarkan rumus (5) Anil

Kekuatan luluh /Yield Strength (YS) :

Dimana F = 14300 A = tebal x lebar = 9,30 x 38,1 = 354.33 mm

2

Kekuatan tarik /Tensile Strength (TS) :

Dimana F = 18200 A = tebal x lebar = 9,30 x 38,1 = 354.33 mm

2

Untuk perpanjangan (Elongation) adalah

Non anil

Kekuatan luluh /Yield Strength (YS) :

Dimana F = 13000 A = tebal x lebar = 9,26 x 38,1 = 352.81 (mm

2)

Kekuatan tarik /Tensile Strength (TS) :

Dimana F = 18000 A = tebal x lebar = 9,26 x 38,1 = 352.81 (mm

2)

Untuk perpanjangan (Elongation) adalah

b. Material yang sesudah dilas Anil

Kekuatan luluh /Yield Strength (YS): Tidak ada pengujian, tetapi mempunyai syarat minimum yaitu 245 MPA Kekuatan tarik /Tensile Strength (TS) :

Dimana F = 18000 A = tebal x lebar = 9,25 x 38,1 = 352.43 (mm

2)

Non anil

Kekuatan luluh /Yield Strength (YS): Tidak ada pengujian, tetapi mempunyai syarat minimum yaitu 245 MPA Kekuatan tarik /Tensile Strength (TS) :

Dimana F = 18500 A = tebal x lebar = 9,22 x 38,1 = 351.28 (mm

2)

Untuk perpanjangan Elongation Tidak ada pengujian, tetapi mempunyai syarat minimum yaitu 28%.

Jurnal Mekanikal Teknik Mesin S-1 FTUP Vol 9 No.1 Januari 2013

42

Kesimpulan untuk pengujian tarik :

dan elongation. Nilai anil (YS) 396 MPa, (TS) 504 MPa lebih tinggi dibandingkan non anil (YS) 361 MPa, (TS) 501 MPa. Sedangkan elongationnya anil 36,42 % lebih rendah dibandingkan non anil 37,01 %. Setelah dilakukan pengelasan dimana ada pemasukan energi panas 711 986 680 joule/m dari hasil pengujian tarik (YS) dan elongation tidak dilakukan pengujian tetapi mempunyai nilai minimum yaitu : (YS) 245 dan elongation 28%. Sedangkan untuk daerah (TS) 501 MPa anil lebih rendah dari non anil 517 MPa. 5.2. Pengujian Takik Pengujian takik untuk daerah material (base metal) Anil

Rata-rata =

=

= 52 joule Non anil

Rata-rata =

=

= 48.33 joule Pengujian impak Value untuk daerah lasan (fusion line) Anil

Rata-rata =

=

= 39.33 joule Non anil

Rata-rata =

=

= 39 joule Kesimpulan Uji Takik

Dari hasil pengujian takik bahwa nilai takik material anil 52 joule lebih tinggi dibandingkan daerah lasan anil 39 joule. Sedangkan daerah material non anil 48,33 joule lebih tinggi dibandingkan daerah lasan non anil 39,33 joule. Begitu juga dengan anil dan non anil. Dengan semakin banyak nilai panas yang masuk maka semakin kecil nilai takiknya.

5.3. Metalografi Metalografi untuk material

Pada daerah material hanya terdapat ferit dan perlit. Tetapi terdapat pula bainit

halus dan kasar serta butirannya lebih besar-besar. Metalografi untuk lasan

Butirannya lebih pekat (butiran kecil-kecil) dan untuk mengetahui fusion line sangat susah dan butiran sangat halus. Biasanya untuk daerah fusion line hanya terjadi bainit halus saja. Kesimpulan Metalografi

Pada daerah material base metal terdapat ferit dan perlit. Tetapi terdapat pula bainit halus dan kasar serta butirannya lebih besar-besar. Pada daerah lasan fusion line butirannya lebih pekat (butiran kecil-kecil) dan untuk mengetahui fusion line sangat susah serta butiran sangat halus. Biasanya untuk daerah fusion line hanya terjadi bainit halus saja. 5.1.5. Komposisi Kimia a. Komposisi kimia sebelum dilakukan

pengelasan dari rumus (7) adalah sebagai berikut:

CE (IWW) = C + Mn / 6 + (Cr + Mo + V) / 5 + (Ni + Cu) /15

=0,26+1,20/6+(0,030+0,150 +0,100)/5+(0,300+0,500) / 15

= 0,26+0,2+0,056+0,053 = 0,569 %

b. Komposisi kimia sesudah dilakukan pengelasan CE (IWW) = C + Mn / 6 + (Cr + Mo + V) / 5 +

(Ni + Cu) /15 =0,16+0,74/6+(0,011+0,009

+0,001)/5+(0,015+0,024)/ 15 = 0,16 + 0,123 + 4,2 x 10

-3 + 2,6 x

10-3

= 0,289 %

c. Kesimpulan Analisa Kimia Untuk komposisi kimia terjadi

penurunan sangat derastis antara sebelum dilas dengan sesudah dilas. Pada daerah material CE 0,569 % sedangkan di daerah fusion line CE 0,289 %. Karena ada pemasukan panas yang sangat besar sebesar 711 986 680 joule/m. Terjadi perubahan di karenakan pipa dibentuk maka material tersebut mengalami perubahan panjang karena terjadi proses pembentukan. KESIMPULAN Dari hasil penelitian pengaruh panas yang masuk kedalam sifat mekanik dan komposisi kimia. 1. Besar masukan energi panas (head

input) dalam proses pengelasan pembuatan pipa baja adalah 711 986 680 joule/m.

2. Dari hasil pengujian tarik terlihat bahwa bahan sebelum pemasukan panas nilai

Jurnal Mekanikal Teknik Mesin S-1 FTUP Vol 9 No.1 Januari 2013

43

kekuatan luluh (YS), (TS) dan elongation. Nilai anil (YS) 396 MPa, (TS) 504 MPa lebih tinggi dibandingkan non anil (YS) 361 MPa, (TS) 501 MPa. Sedangkan elongationnya anil 36,42 % lebih rendah dibandingkan non anil 37,01 %. Setelah dilakukan pengelasan dimana ada pemasukan energi panas 711 986 680 joule/m dari hasil pengujian tarik (YS) dan elongation tidak dilakukan pengujian tetapi mempunyai nilai minimum yaitu : (YS) 245 dan elongation 28%. Sedangkan untuk daerah (TS) 501 MPa anil lebih rendah dari non anil 517 MPa.

3. Dari hasil pengujian takik bahwa nilai takik material anil 52 joule lebih tinggi dibandingkan daerah lasan anil 39 joule. Sedangkan daerah material non anil 48,33 joule lebih tinggi dibandingkan daerah lasan non anil 39,33 joule. Begitu juga dengan anil dan non anil. Dengan semakin banyak nilai panas yang masuk maka semakin kecil nilai takiknya.

4. Pada daerah material base metal terdapat ferit dan perlit. Tetapi terdapat pula bainit halus dan kasar serta butirannya lebih besar-besar. Pada daerah lasan fusion line butirannya lebih pekat (butiran kecil-kecil) dan untuk mengetahui fusion line sangat susah serta butiran sangat halus. Biasanya untuk daerah fusion line hanya terjadi bainit halus saja.

5. Untuk komposisi kimia terjadi penurunan sangat derastis antara sebelum dilas dengan sesudah dilas. Pada daerah material CE 0,569% sedangkan di daerah fusion line CE 0,289%. Karena ada pemasukan panas yang sangat besar sebesar 711 986 680 joule/m. Terjadi perubahan di karenakan pipa dibentuk maka material tersebut mengalami perubahan panjang karena terjadi proses pembentukan.

SARAN

1. Agar dilakukannya pengujian kekerasan (harness test).

2. Agar dilakukannya pengujian takik pada 2 mm dari pengelasan (HAZ).

3. Pada uji komposisi kimia dibutuhkan ketelitian agar mengetahui bila ada perubahan unsur yang terkandung didalamnya.

DAFTAR PUSTAKA

1. Wiryosumanto, Harsono. Toshie Okumura, Teknologi Pengelasan Logam. Pradnya Paramita, Jakarta, 2000

2. Dieter, George E, Srianti Djaprie, Metalurgi Mekanik Cetakan ke dua. Penerbit Erlangga, Jakarta, 1990

3. Vlock Van Lawrence H, Srianti Djaprie, Ilmu dan Teknologi Bahan. Erlangga, Jakarta, 1981

4. Dieter, George E, Srianti Djaprie, Metalurgi Mekanik Cetakan ke satu. Erlangga, Jakarta, 1987

5. Adnyana, Metalurgi Las, ISTN 6. Prosedur Specsifikasion API 5L

Grade B PSL-1 7. Srianti.Djaprie, Bustanul Arifin, M,

Phil. Mgrna A. Metalurgi Fisik Modern, Gramedia Pustaka Utama, Jakarta, 1991

8. www.bsn.go.id/files/@LItbang/PPIS2007/13-PengaruhMasukanPanasSambunganLasERWTerhadapKekerasanMaterialPipaBajaAPI5L.PDF