Minggu, 20 Desember 2009

Teori dasar pengelasan

kesker pada pengelasan

untuk perlengkapan keselamatan kerja pada pengelasan antara lain
sepatu las, gambar dapat
sarung tangan,
safety mask,
Masker las,
apron,
baju.

Pengaruh flame heating terhadap ketahanan korosi dan sifat mekanis sambungan las logam tak sejenis pada struktur utama gerbong kereta api.
Pengelasan logam tak sejenis (dissimilar metals) antara baja karbon (CS) dan baja tahan karat (SS) semakin banyak diterapkan di bidang teknik karena tuntutan desain dan tuntutan ekonomi. Pengelasan logam tak sejenis dalam dunia perkeretaapian antara lain adalah sambungan rangka (CS) dan atap gerbong kereta api (SS), sambungan pintu atas (CS) dan pintu bagian bawah (SS) dan sambungan antara reservoir air (SS) dan dudukannya (CS). Permasalahan yang sering muncul dalam sambungan las ini adalah penurunan ketahanan korosi yang menyebabkan penurunan sifat mekanis sehingga mudah terjadi kegagalan katastropik. Permasalahan tersebut biasanya sulit diatasi karena adanya perbedaan sifat fisik, mekanik dan sifat metalurgi dua logam yang dilas sehingga menimbulkan permasalahan yang berbeda pada masing-masing logam dasar.
Permasalahan pada pengelasan baja tahan karat austenitic adalah penurunan ketahanan korosi, penurunan sifat mekanis dan penggetasan akibat terbentuknya endapan halus (precipitate) karbida krom yang mengendap di antara batas butir austenit. Endapan halus ini dapat terbentuk karena pendinginan lambat dari temperatur 900oC sampai dengan 450oC. Pada sisi lain, baja karbon rendah akan mengalami pengerasan di daerah HAZ jika laju pendinginan saat pengelasan cukup tinggi, sehingga dapat menyebabkan terjadinya retak. Jika beban dinamis bekerja pada sambungan las tersebut, retak akan merambat dan menyebabkan perpatahan. Masalah lain dalam pengelasan ini adalah timbulnya tegangan sisa akibat perbedaan laju pemanasan dan pendinginan serta adanya perbedaan temperatur pada logam las dan logam induk. Tegangan sisa ini akan berpengaruh terhadap ketahanan retak fatik dan memicu stress corrosion cracking (SCC). Di PT. INKA Madiun telah melakukan flame heating yang bertujuan untuk menghilangkan tegangan sisa, tetapi jika dilihat dari siklus termal yang terjadi justru akan merugikan karena dapat menurunkan ketahanan korosi baja tahan karatnya. Oleh karena itu, penelitian ini bertujuan mengetahui pengaruh flame heating terhadap ketahanan korosi dan sifat mekanis sambungan las logam tak sejenis. Dan merekayasa alat flame heating yang dapat meningkatkan ketahanan korosi sambungan las dissimilar metals. Penelitian ini bersifat eksperimen di laboratorium. Material yang digunakan dalam penelitian ini adalah baja karbon S400 disambung dengan baja tahan karat AISI 304 dengan filler ER308. Proses las yang digunakan adalah las GMAW dengan welder bersertifikat dan dilakukan di PT. INKA Madiun. Hasil pengelasan selanjutnya diberi perlakuan panas flame heaating seperti yang dilakukan di PT. INKA yaitu memanaskan dengan torch las oksiasetilen. Sebagai pembanding, dilakukan pula perlakuan panas flame heating yang diikuti dengan pendinginan cepat. Perlakuan panas ini adalah memanaskan sampai temperatur disolusi karbida (1.100oC) lalu mendinginkan cepat dengan semburan air agar tidak terjadi krom karbida. Sumber panas pada perlakuan ini berupa torch las asitilen yang disusun sedemikian rupa sehingga pemanasan dapat dipusatkan pada daerah HAZ. Mekanisme perlakuan adalah torch dan semburan air dirangkai dalam satu kerangka yang digerakkan oleh motor yang dapat diatur kecepatannya dan bergerak di atas benda kerja. Untuk perbandingan, selain sambungan las logam tak sejenis (dissimilar metals), juga dilakukan pengujian terhadap sambngan las logam sejenis (similar metals) baja karbon-baja karbon (CS-CS) dan baja tahan karat-baja tahan karat (SS-SS). Pengujian sambungan meliputi pengamatan sifat mampu las (weldability), pengamatan struktur mikro dengan mikroskop logam dan SEM, uji kekerasan, pengamatan distribusi tegangan sisa dan uji korosi dengan standar ASTM A262.93.a (Practice B) untuk korosi intergranular, ASTM G31-72 korosi sumuran dan ASTM G1-90 (Practice C 7.5) untuk proses pembersihan kimiawi. Hasil penelitian menunjukkan bahwa Perlakuan flame heating pasca pengelasan baik dengan cara PT. INKA (FI) maupun dengan cara Tim Pekerti (FP) tidak merusak weldability sambungan las logam berbeda (dissimilar metals weld) antara baja karbon dengan baja tahan karat. Struktur mikro daerah terpengaruh panas (HAZ) untuk baja karbon adalah ferit dan bainit, sedangkan pada baja tahan karat adalah ferit delta, austenit dan karbida krom. Dengan adanya flame heating PT. INKA (FI) struktur mikro berubah menjadi ferit dan perlit pada baja karbon dan kandungan karbida meningkat pada baja tahan karat. Dan dengan adanya flame heating Pekerti (FP) struktur mikro berubah menjadi ferit, bainit dan perlit pada baja karbon dan kandungan karbida pada baja tahan karat turun. Struktur mikro logam las berupa ferit skeletal dalam matrik austenit dan tidak berubah selama proses perlakuan flame heating. Kekerasan tertinggi terjadi di HAZ baja karbon tanpa perlakuan yaitu 292.3 HVN, kekerasan terendah terjadi di HAZ baja karbon dengan perlakuan flame heating INKA (FI) yaitu 127.85 HVN. Terjadi korosi batas butir (IGC) pada HAZ baja tahan karat dan korosi galvanis pada baja karbon. Laju korosi terbesar terjadi pada perlakuan flame heating INKA (FI) yaitu naik ±23% dibandingkan tanpa perlakuan (TP), dan laju korosi terendah terjadi pada perlakuan flame heating Pekerti (FP) yaitu turun ±11% dibandingkan laju korosi pada spesimen tanpa perlakuan (TP). Pengaruh perlakuan flame heating pasca pengelasan terhadap distribusi tegangan sisa di sekitar sambungan las dengan metode XRD belum bisa dilakukan karena adanya kerusakan alat, metode pengamatan akan diganti dengan hole drilling, data hasil uji akan disampaikan pada saat presentasi hasil penelitian.



gerakan elektroda

1. posisi dibawah tangan
Dari keempat posisi pengelasan tersebut, posisi bawah tanganlah yang paling mudah melakukannya. Oleh sebab itu untuk menyelasaikan setiap pekerjaan pengelasan sedapat mungkin diusahakan pada posisi dibawah tangan.
Penjelasan:
- pada gambar anda dapat melihat bagaimana seharusnya sudut-sudut elektroda pada berbagai macam kampuh.
kemiringan elektroda 10 derajat – 20 derajat terhadap garis vertical kearah jalan elektroda.
- kampuh berimpit
- kampuh T
Tebal pelat tidak sama
2. posisi mendatar / horizontal
Pada posisi horizontal kedudukan benda dibuat tegak dan arah pengelasan mengikuti garis horizontal.
Posisi elektroda dimiringkan kira-kira 50 – 100 kebawah, untuk menahan lelehan logam cair, dan 200 kearah lintasan las (sudut jalan elektroda 700).
Panjang busur nyala dibuat lebih pendek kalau dibandingkan dengan panjang busur nyala pada posisi pengelasan dibawah tangan.
Pengerukan benda kerja sering terjadi karena:
- busur nyala terlalu panjang
- ampere pengelasan terlalu tinggi
- kecepatan jalan elektroda terlalu lambat
Disini diperlihatkan dua macam ayunan yang umum dipakai pada sisi horizontal.
3. posisi vertical
Pada pengelasan vertical, benda kerja dalam posisi tegak dan arah pengelasan dapat dilakukan keatas/ naik atau kebawah/ turun.
Arah pengelasan yang dilakukan tergantung kepada jenis elektroda yang dipakai. Elektroda yang berbusur lemah dilakukan pengelasan keatas, elektroda yang berbusur keras dilakukan pengelasan kebawah.
Dalam mengelas vertical, cairan logam cenderung mengalir kebawah. Kecenderungan penetesan dapat diperkecil dengan memiringkan elektroda 100 – 150 kebawah (lihat gambar).
Untuk pengelasan keatas diperlukan pengayunan elektroda yang teliti dan tepat sehingga dapat diperoleh hasil rigi-rigi yang baik.
Arus pengelasan keatas, lebih kecil dari pada pengelasan kebawah.
Disini diperlihatkan beberapa macam ayunan elektroda mengelas posisi vertical.
Gambar A, bentuk ayunan elektroda bersalut sedang pada pengisian lapisan pertama pada kampuh-kampuh
Gambar B, bentuk ayunan elektroda bersalut tebal pada pengisian lapisan pertama
Gambar C dan D, bentuk ayunan elektroda bersalut sedang pada pengisian lapisan terakhir.
Macam-macam ayunan yang lain adalah:
Tiga macam ayunan untuk kampuh berimpit dan kampuh T
Ayunan untuk kampuh V
Keamanan:
Kenakanlah perlengkapan pengaman sebaik mungkin.
4. posisi diatas kepala
Posisi pengelasan diatas kepala, bila benda kerja berada pada daerah sudut 45o terhadap garis vertical, dan juru las berada dibawahnya.
Pengelasan posisi diatas kepala, sudut jalan elektroda berkisar antara 750– 850 tegak lurus terhadap kedua benda kerja.
Busur nyala dibuat sependek mungkin agar pengaliran cairan logam dapat ditahan.
Ada dua jenis ayunan elektroda pada pengelasan diatas kepala. Pada umumnya ayunan elektroda hamper sama dengan ayunan elektroda pada posisi vertical.
Disini diperlihatkan kedudukan elektroda pada pengelasan kampuh T, kampuh berimpit, dengan pengisian rigi yang berlapis.
Pengisian lapis pertama, elektroda tidak perlu diayun. Lapis kedua, elektroda dapat diayun atau tanpa diayun.
Urutan pengisian dan sudut elektroda pada kampuh berimpit tegak.
Pengelasan diatas kepala ini sangat sukar dan berbahaya, sebab percikan logam banyak yang jatuh.
Keamanan:
Pakailah pelindung sarung tangan, sepatu tidak boleh ada yang koyak atau berlubang dan kantong-kantong (saku) tidak boleh terbuka.
Agar tangan lebih jauh dari percikan cairan logam, maka elektroda sering dibengkokkan dekat mulut elektroda.

pengelasan bejana tekan

Seorang engineer berhadapan dengan bermacam-macam masalah ketika merancang suatu alat penukar panas jenis shell and tube. Prosedur rekomendasi untuk pemilihan material akan ditampilkan, dimana berbeda untuk bejana tekan. Juga didiskusikan beberapa hal kritis dan berbahaya yang berhubungan dengan fabrikasi, inspeksi dan pengujian alat penukar panas tersebut. Hal itu meliputi cladding, pemilihan tube tanpa atau dengan las, sambungan tube dengan tube-sheet yang diinginkan, perancangan dan pemilihan flange dan gasket, pemilihan pabrik pembuat, inspeksi bengkel terhadap alat penukar
panas yang baru, serta pengawasan dan pemeliharaan alat penukar panas pada waktu beroperasi.
Juga disajikan beberapa metoda inspeksi dan bagaimana mereka sangat baik digunakan untuk menjamin kehandalan dan keekonomisan menyeluruh. Makalah ini diperluas untuk mencakup persyaratan OSHA mengenai kesatuan mekanis
mechanical integrity ).
A. Pemilihan Material
Umum.
- alat penukar panas merupakan dua buah bejana tekan yang berinteraksi.
- interaksi dua buah bejana menimbulkan lingkungan ketiga.
- kombinasi material komponent-komponent menimbulkan kopling galvanic.
- kopling galvanic menimbulkan masalah korosi dan effek-effek lanjutannya.
Faktor ekonomi dan manufacturing.
- tube dengan kemudahan fabrikasi dapat menurunkan harga komponent.
- ketersediaan pasar sangat mempengaruhi harga.
Methode fabrikasi.
- harus diperhatikan keunggulan pipa tanpa atau dengan pengelasan.
- kemampuan las mempengaruhi kombinasi tube dengan tube-sheet.
- machinability mempengaruhi material tube-sheet.
Aspek komponent-komponent khusus.
1. Tube : dengan pengelasan vs. tanpa pengelasan
- harga tube tanpa pengelasan dua kali tube dengan pengelasan.
- tube dengan pengelasan mempunyai kontrol dimensi lebih ketat.
- tube tanpa pengelasan dipakai untuk tekanan tinggi.
2. Shell dan channel
- pemilihan material hanya tergantung kondisi operasi.
3. Tube-sheet
- merupakan material berat dan tebal.
- hubungan perapatan sangat mempengaruhi material.
4. Baffle dan batang pengikat
- dapat menimbulkan kopling galvanic untuk lingkungan elektrolite dan
masalah vibrasi.
Aspek lingkungan.
1. Air pendingin
- baja karbon sangat effektif untuk lingkungan air pendingin ( ACW )
- kontrol korosi dengan saringan, racun tumbuhan dan inhibitor.
- kecepatan normal seluruh sisi aliran harus berkisar 3-6 fps.
2. Aliran yang bersifat asam dan basa
- cairan asam cenderung menimbulkan korosi umum dan SCC.
- cairan alkaline menimbulkan deposit sehingga terjadi korosi under-
deposit.
Pengotoran cairan mengendap ( fouling liquids ).
- fouling harus dapat dikendalikan dengan mengatur kecepatan.
- mengurangi kemungkinan masuknya O2 untuk mencegah korosi.
Pembangkitan uap.
- bahan baku air harus bebas O2 dan bicarbonate.
- kesalahan perancangan dapat menyebabkan selimut uap, sehingga
terjadi kegagalan sambungan tube dengan tube-sheet.
- kemungkinan timbulnya endapan garam sisa penguapan.
B. Rencana Perancangan Mekanikal ( Fabrikasi ).
Sambungan tube dengan tube-sheet.
- terdapat 3 jenis sambungan : pengerolan, pengelasan batas dan
pengelasan penguatan.
- sambungan pengerolan dipakai untuk tekanan dan suhu sedang.
- sambungan pengelasan batas sangat banyak digunakan.
Penyusunan segi empat atau segitiga.
- susunan segitiga paling ekonomis dan effektif.
- susunan segiempat mempermudah pemeliharaan.
Perancangan flange.
- Perancangan flange harus menghindari :
1. Bengkel akan merancang flange ini dengan tipe gasket khusus.
2. Perancangan flange berdiameter besar.
Sambungan pengembangan ( expansion joint ).
- faktor ini timbul kalau terdapat perbedaan temperatur yang besar.
- penanggulangan dengan floating head, U-tube atau
bellows-type....................................................

Summary
Untuk memperoleh peralatan penukar panas jenis shell dan tube baru yang
handal dan effisien, harus diperhatikan faktor-faktor :
1. Pemilihan Material :
- pertimbangan umum,
- faktor ekonomi dan manufacturing,
- methode fabrikasi,
- aspek-aspek komponen khusus :
? tube,
? shell dan channel,
? tube-sheet,
? baffle dan batang pengikat,
- aspek lingkungan :
? air pendingin,
? aliran bersifat asam atau basa,
- pengotoran cairan mengendap ( fouling liquids ),
- pembangkitan uap,
2. Rencana Perancangan Mekanikal ( Fabrikasi ) :
- sambungan tube dengan tube-sheet,
- penyusunan segiempat atau segitiga,
- perancangan flange :
? bengkel merancang flange dengan gasket khusus,
? flange berdiameter besar,


Bagian-bagian mesin las SMAW

Lampu sinyal sebagai indilator apakah mesin sudah berfungsi atau tidak.
Tombol pemutar berfungsi untuk menghidupkan mesin las (transformator)
Pengatur arus berfungsi mengatur besarnya kuat arus yang diijinkan.
Kutub + sebagai sumber arus positif.
Kutub – sebagai sumber arus negatif.
Penjepit benda kerja berfungsi untuk menjepit benda kerja yang akan dilas.
Penjepit elektroda berfungsi menjepit elektroda yang digunakan sebagai logam pengisi.
Klem tiga fase berfungsi untuk pengaturan arus jauh dari mesin l

Tidak ada komentar:

Poskan Komentar