INSPEKSI KUALITAS LAS DENGAN METODE LIQUID PENETRANT TESTING PDF

Preview

Summary

BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Industri minyak dan gas ( migas ) merupakan salah satu bidang yang paling besar memberikan dana kontribusi dalam pembangunan suatu Negara. Migas juga merupakan salah satu sector industri vital di Indonesia. Industri migas memproduksi bahan bakar yang membantu un...

Description

BAB I PENDAHULUAN

1.1.

Latar Belakang Industri minyak dan gas ( migas ) merupakan salah satu bidang yang paling besar

memberikan dana kontribusi dalam pembangunan suatu Negara. Migas juga merupakan salah satu sector industri vital di Indonesia. Industri migas memproduksi bahan bakar yang membantu untuk kegiatan sehari-hari masyarakat di Indonesia. Tanpa bahan bakar minyak masyarakat Indonesia saat ini akan kesulitan dalam menjalankan aktivitas mereka. Oleh karena itu industry migas di Indonesia memegang peranan pening dalam mendukung dan menjaga ketahanan energi nasional. PT Pertamina ( persero ) merupakan bahan usaha milik negara ( BUMN ) yang bergerak di bidang energy yaitu minyak dan gas. PT Pertamina ( Persero ) memeiliki 6 unit pengolahan ( refinery ) yang tersebar di berbagai daerah di Indonesia. PT Pertamina ( Persero ) Refenery Unit IV Cilacap merupakan refinery unit terbesar dari enam unit yang masih beroperasi. Sebagai unit pengolahan terbesar tentunya memiliki sarana dan prasarana yang memadai termasuk kilang dan pipa-pipa yang menyertainya. Sebagai salah satu divisi yang berada di PT Pertamina Refenery Unit IV Cilacap maka stationary and inspection engineering memiliki fungsi untuk melakukan inspeksi terhadap kualitas dari peralatan yang akan dipakai dan melakukan maintenance planning terhadap umur pakai semua perlatan yang ada di lapangan. Welding inspection merupakan salah satu inspeksi yang dilakukan untuk mengetahui hasil dari proses pengelasan yang dilakukan. Hasil dari proses welding merupakan salah satu unsur yang cukup penting dalam berjalannya proses produksi di PT Pertamina karena menentukan umur pakai dari sebuah alat. Hasil dari maintenance yang dilakukan pun menentukan apakah alat tersebut bisa digunakan kembali atau tidak. Welding proses yang biasa dilakukan biasanya diakibatkan dari korosi yang menyebabkan cacat pada alat yang digunakan sehingga alat tersebut tidak berjalan normal. Pada proses pemeriksaan pengelasan, kualitas las

1

2

hasil pengelasan dilakukan dengan menggunakan metode uji tanpa rusak (non destructive test). Salah satu metode yang digunakan dalam uji tanpa rusak adalah metode uji penetran yaitu mengetahui cacat las pada permukaan. 1.2.

Perumusan Masalah Dari penjelasan disampaikan pada latar belakang diatas, maka perumusan

masalah pada praktek kerja ini adalah: a.

Bagaimanakah proses pengujian penetran dilakukan?

b.

Bagaimanakah hasil kualitas las yang dilakukan oleh pengujian penetran pada floating head exchanger ?

1.3.

Batasan Masalah Pada hasil praktek kerja ini, batasan masalah adalah: a.

Pengujian tanpa rusak yang dilakukan adalah pengujian penetran (penetrant test)

b.

Uji penetrant dilakukan pada sambungan hasil produksi las baik baru maupun perbaikan pada floating head exchanger 021E -110B Pada Area Lubricant Oil Complex I ( LOC I )

c. 1.4.

Standard uji penetran yang di acu adalah ASME SECTION IX

Tujuan Tujuan kerja praktek yang dilakukan antara lain sebagai berikut: a.

Mampu mengetahui proses pengujian penetran

b.

Mampu menganalisa hasil pengujian penetran pada sambungan las

c.

Menerapkan ilmu teknik mesin dan ilmu lainnya dalam industri pengolahan minyak dan gas.

d.

Menambah pengetahuan mengenai dunia kerja di industri migas sebagai bekal kami untuk terjun ke dalam dunia kerja nantinya.

e.

Untuk mengetahui berbagai permasalahan yang terjadi di lapangan dan solusi yang tepat untuk setiap masalah tersebut.

3

f.

Menjalin kerjasama yang menguntungkan antara pihak Universitas dan PT Pertamina (Persero).

1.5.

Metodologi Praktek kerja ini menggunakan metodologi adalah sebagai berikut. a. Pengumpulan Data Data-data dan keterangan diperoleh dengan cara sebagai berikut.  Studi lapangan (data lapangan)  Studi literature yang berkaitan dengan masalah yang dibahas  Melakukan wawancara dengan pekerja atau staf ahli b. Pengolahan dan Analisa Data Pengolahaan dan Analisa data yang dilakukan dengan mengolah data yang telah diperoleh dengan melakukan perbandingan dengan teori-teori yang telah dipelajari dan litelatur yang berhubungan dengan data tersebut sehingga dapat diambil suatu kesimpulan atau solusi dari permasalahan yang dibahas.sehingga dapat diambil suatu kesimpulan atau solusi dari pemasalahan yang dibahas.

1.6.

Sistimatika Penulisan Laporan ini ditulis dengan menggunakan sistematika penulisan sebagai berikut. Bab I.

PENDAHULUAN Pendahuluan berisi latar belakang, perumusan masalah, batasan masalah, tujuan, metodologi, dan sistimatika penulisan

Bab II.

TINJAUAN PUSTAKA Bab ini berisi landasan teori yang digunakan antara lain pengelasan, proses pengelasan dan kualitas pengelasan serta tentang floating head exchanger.

Bab III.

TINJAUAN UMUM PERUSAHAAN Bab ini berisi mengenai PT. Pertamina (PERSERO) dengan ruang lingkup bisnis, organisasi , produksi yang dilakukan pada Unit Refenery IV Cilacap dan bagian bagiannya

4

Bab IV. PROSES KUALITAS LAS Bab ini berisi pengumpulan data dan pengolahaan data las dan hasil pengujian penetran serta Analisa hasil pengujian penetran yang dilakukan pada sambungan las floating head exchanger. Bab V.

KESIMPULAN DAN SARAN Bab ini berisi kesimpulan dan saran hasil praktek kerja ini.

5

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1

Pengelasan Welding Proses atau yang biasa kita sebut proses pengelasan adalah proses

dimana meyambungkan dua buah besi menjadi satu dengan cara di panaskan sampai ke titik rekristalisasi. Metode pengelasan sudah dikenal sejak ratusan tahun yang lalu pada saat itu teknik pengelasan digunakan oleh seorang pandai besi yang saat ini dikenal dengan nama las karbit. Teknik pengelasan sendiri baru mengalami perubahan sejak akhir abad 19 dimana telah ditemukan cara untuk menggunakan gas oksigen dan asetilena untuk menghasilkan panas yang cukup. Pada saat yang bersamaan juga ditemukan bahwa arus listik yang cukup juga bisa digununakan untuk melakukan pengelasan dan inilah yang menjadi cikaal bakal dari resistance welding dan Arc Welding. Tetapi untuk penggunaan dari Las Listrik masih tergolong langka pada saat itu. Menurut Deutche Industrie Normen (DIN) las adalah ikatan metalurgi pada sambungan logam atau logam paduan yang dilakukan pada saat keaadan lumer atau cair.Sampai saat ini terdapat 40 jenis pengelasan dan di Indonesia ada dua yang lebih dikenal adalah Shield Metal Arc Welding ( SWAT ) dan Gas Tungsten Arc Welding. Jenis las SWAT sendiri lebih dikenal dengan nama las busur listrik dan jenis las GTAW lebih dikenal dengan nama las karbit. Dalam pengelasan dugunakan sebuah mesin las. Mesin las adalah perangkat yang menyediakan arus listrik untuk mengelas. Arus yang digunakan biasanya cukup tinggi yaitu diatas 80 A tetapi terkadang bisa juga menggunakan arus yang rendah yaitu pada saat tipe pengelasan GTAW. Mesin las diklasifikasikan berdasarkan penggunakan arus yang digunakan yaitu AC ( Alternating Current ) dan DC ( Direct Current ). Dalam penggunaannya AC dan DC memiliki perbedaan pada saat proses pengelasan.Untuk tipe dari mesin las sendiri dibagi menjadi tiga yaitu:

6

Gambar 2.1 Shield Metal Arc Welding ( SWAT )

7

Gambar 2.2 Gas Tungsten Arc Welding ( GTAW ) a.

Mesin Las AC Mesin las AC adalah mesin las yng menggunakan arus bolak-balik sebagai arusnya biasanya menggunakan langusng dari arus PLN oleh sebab itu biasanya di dalam mesin las ini terdapat transformator yang gunanya untuk menurukan tegangan yang masuk ke mesin las yang biasanya dalam pengelasan hanya memerlukan tegangan yang berkisar antara 55 V – 85 V dan memiliki daya yang cukup besar karna untuk memanaskan sebuah elektoda memerlukan arus yang cukup tinggi yang biasanya diatas 50 A. Besarnya arus yang keluar bisa diatur sesuai dengan keperluan pengelasan.

Gambar 2.3 Mesin Las AC

Keuntungan dan kerugian dari mesin las ini adalah sebagai berikut : 1) Keuntungan: A. Perawatan dan perlengkapan lebih murah

8

B. Kabel

masa

dan

elektroda

dapat

ditukar

tetapi

tidak

mempengaruhi dari hasil lasan

2)

Kerugian: A. Tidak bisa digunakan disemua jenis elektroda B. Setiap habis melakikan pengelasan harus dilakukan pembersihan

b. Mesin Las DC Mesin las DC adalah mesin las yang menggunakan arus searah sebagai sumber arusnya.Arus searah ini didapatkan dari dynamo motor listrik yang berada di dalamnya.Dinamo dapat digerakan menggunakan motr listrik, motor diesel atau alat penggerak lainnya.Biasanya mesin las DC ini digunakan pada saat menggunakan tipe pengelasan jenis Gas Tungsten Arc Welding.Karena arus listrik yang digunakan bersifat konstan.Keuntungan dari menggunakan mesin las jenis ini adalah A. Nyala busur listrik yang dihasilkan lebih stabil B. Setiap jenis elektroda dapat digunakan pada mesin las DC C. Tingkat kebisingan lebih rendah D. Mesin las lebih fleksibel, karena dapat diubah ke arus bolak-balik atau arus searah E. Dapat dipergunakan untuk mengelas plat yang tipis

9

Gambar 2.4 Mesin Las DC c. Mesin Las AC-DC Mesin las jenis ini adalah mesin las yang bisa menggunakan arus AC dan DC sebagai sumber arusnya.Keuntungan dari menggunakan mesin las AC dan DC bisa didapatkan di mesin las jenis ini. Keluaran arus bolak-balik diambil dari terminal lilitan sekunder

10

transformator melalui regulator arus. Adapun arus searah diambil dari keluaran alat perata arus. Pengaturan keluaran arus bolak - balik atau arus searah dapat dilakukan dengan mudah, yaitu hanya dengan memutar alat pengatur arus dari mesin las.[6] Mesin las jenis ini biasanya digunakan pada pekerjaan las yang bermacam-macam sehingga tidak perlu repot-repot mengganti mesin las. Mesin las arus ganda dapat menyuplai arus antara 25 ampere sampai 140 ampere yang digunakan untuk mengelas plat – plat tipis, baja anti karat (stainless steel) dan alumunium. Untuk mengelas benda kerja yang tebal ,arus dapat disetel 60 – 300 ampere.

Gambar 2.5 Mesin Las AC – DC

2.2.

Proses Pengelasan

2.2.1 Shiel Metal Arc Welding ( SMAW )

11

Pengelasan logampertama kali dikembangkan pada tahun 1889 dan elektroda yang dibungkus pertama kali dikembangkan pada tahun 1900-an. Penggunaan dari las busur listrik pertama kali dilakukan pada Perang Dunia I di Amerika untuk membuat kapal di Industri Perkapalan disana an pada tahun 1930-an terjadi perlambatan pertmubuhan ekonomi pada saat ini juga Shiel Metal Arc Welding sudah banyak digunakan di Indusri. Shield Metal Arc Welding ( SMAW ) atau yang lebih dikenal dengan sebutan las busur listrik adalah jenis pengelasan listrik dimana sumber panasnya dihasilkan dari pertemuan anatara elektoda dan material kerja. Filler metal teridiri dari elektroda yang dibungkus biasanya juga disebut dengan kawat las atau kawat elektroda las.

Gambar 2.6 Ilustrasi Shield Metal Arc Welding

Shield Metal Arc Welding ( SMAW ) merupakan tipe pengelasan yang paling simple dalam proses pengelasan. Tipe pengelasan ini juga dapat digunakan pada semua jenis metal dan ketebalan dari hasil las bisa mencapai 18 gauge.Arus listik yang dikeluarkan juga bisa diataur oleh welder atau tukang las. Penggunaan dari las busur listrik ini juga dikatakan sangat sederhana karna elektroda hanya ditempatkan di elektroda holder lalu pengelas akan memposisikan elektroda ke titik yang ingin di las.Jika terjadi crak bisa langsung dihentikan oleh pengelas ( welder ). Dalam Shield

12

Metal Arc Welding posisi titik pengelasan bisa dimana saja yang bisa dicapai oleh elektroda dan elektroda yang akan digunakan juga bisa dubah sehingga bisa ditempatkan di posisi yang acak.Penggunaan dari pengelasan tipe ini tidak terpengaruh dari kondisi angina jadi bisa melakukan pengelasan di tanah lapang ini salah satu kelebihan dari tipe pengelasan ini dibandingankan dengan Gas Shield Arc Welding. Pengelasan tipe ini juga bisa digunakan pada berbagai ketebalan benda kerja sehingga bisa dengan mudah dilakukan pengelasan pada titik mana saja. Pengelasan tipe ini biasanya popular pada proses pengelasan pipa dan pada sambungan las yang memerlukan kekuatan yang bagus. Kekurangan dari proses ini ada elektroda yang digunakan panjangnya terbatas sehingga tidak dapat dilakukan pengelasan dalam waktu yang lama karena harus mengganti elektroda jika sudah habis.Selain itu tipe pengelasan ini posisi elektoda dan elektorda holder juga tidak dapat terlalu dekat dan tipe pengelasan ini juga menghasilkan slag yang harus dihilangkan setiap selesai pengelasan karena akan berpengaruh pada kualitas lasan. Tipe pengelas ini juga tidak dapat dilakukan pada beberapa non-ferrous metal. Shield Metal Arc Welding menggunakan panas dari arus listrik untuk melelhkan elektroda ke titik penglasan. Kelengkapan dalam proses pengelasan tipe ini adalah Sumber Listrik, Kabel Las, electrode holder, material yang akan di welding, dan kawat las.Proses pengelasan terjadi ketikan percikan listik yang terjadi memanaskan elektroda dan bersentuhan dengan metal dasar. Welder melakukan control terhadap proeses pengelasan dengan cara mengatur jarak antara elektorda dan benda kerja. Panas yang dihasilkan akan melelehkan material benda kerja dan akan membentuk lubang untuk menjadi titik pengelasan.Elektroda akan mengisi area pengelasan dan akan mengering. Dalam pengelesan tipe ini juga akan menghasilkan slag di sekita area pengelasan dan sisanya berubah menjadi asap hasil pengelasan.Pada proses pengelasan tipe ini dibutuhkan arus listrik yang konstan yang dihasilkan dari mesin yang bisa menghasilkan listrik yang konstan. Karena dengan aliran listrik yang konstan maka akan menurunkan voltage yang ada karena tegangan dan arus listrik berbanding terbalik itu berarti semakin tinggi arus listrik yang digunakan maka tegangan akan semakin turun.

13

Gambar 2.7 Diagram Volt dan Ampere pada welding process

Tipe mesin ini sangat berguna bagi tipe pengelasan jenis shield metal arc welding mesin tipe ini biasanya menggunakan tipe elektroda berdiameter besar dan menggunakan arus yang tinggi.Intensitas panas yang dihasilkan akan melelehkan elektroda dan material dasar dari benda kerja.Temperatur dari arus listrik ini sekitar 9000oF ( 5000O C ) yang akan melelehkan material dasar benda kerja lebih cepat.Lelehan dari elektroda yang dihasilkan akan mengisi titik pengelasan di benda kerja.Ketika gelembung dari lelehan elektroda terlalu kecil maka ini disebut perpindahan metal type spray dan jika lebih besar maka disebut type globular. Koncangan di permukaan biasanya menyebabkan globe di sambungan antara lelehan elektorde dan titik Pengelasan.

14

A. Perlengkapan Shiel Metal Arc Welding

1) Power Supply Tujuan dari adanya power supply ini adalah untuk menghasilkan arus listrik dan tegangan listrik yang akan digunakan.Banyak tipe dari power supply yang biasanya digunakan untuk shield metal arc welding yang paling sering digunakan adalah yang memiliki tegangan input antara 230-460 volt tetapi 200-575 volt juga tersedia.Ada 2 jenis power supply yaitu Alternating Current ( AC ) dan Direct Current ( DC ). Masing-masing jenis power supply memiliki kelebihannya sendiri tergantung dari jenis pengelasan yang dilakukan dan jenis elektroda yang digunakan.Karakteristik dari output dari power supply biasanya antara 25-500 Ampere dan 15-35 Voltage Pada power supply terdapat generator biasanya generator digerakan motor listrik atau bisa juga menggunakan motor bakar ( bensin, gas, dan diesel ). Generator ini biasanya digunakan untuk menghasilkan arus AC.

15

Gambar 2.8 Diesel Engine Driven Power Source[7]

Gambar 2.9 DC Constant Current Portable Welder/Generator.[7]

16

Transformator

a. Transformator welding machine Transformator bertipe mesin las yang biasanya lebih mahal, berwarna lebih cerah, dan lebih kecil.Pada transformator ini arus yang keluar dari transformator ini bisa disesuaikan denga berbagai cara. Salah satu metode yang bisa dilakukan adalah dengan cara menggunakan tapped secondary koil pada transformator.

b. Transformator Welder Di industry tipe yang biasa digunakan adalah transformator welder transformator tipe ini biasanya menggunakan energy mekanis dan energy listrik.Dilain sisi transformator welder ini mempunyai karakteristik yang banyak diminati tetapi transformator tipe ini juga memiliki keterbatasan dimana sumber listrik untuk transformator ini harus dipasok dari sistem single phase yang menyebabkan arus yang keluar tidak seimbang sehingga menggunakan daya yang cukup besar pada perusahaan.Dan kelebihan yang dimiliki transformator welder ini adalah hanya menggunakan modal yang sedikit, hanya menggunakan ruang yang kecil, dan tidak berisik. c. Transformator Rectifier Welding Machines Transformator Rectifier Welding Machines menggunakan sumber listrik satu phasa. Mesin ini bisa digunakan pada arus listrik AC atau DC. Mesin las ini dilengkapi switch yang bisa digunakan oleh operator untuk mengubah output yang ingin digunakan untuk mengelas. Transformator tipe ini tersedia dengan berbagai ukuran dan menggunakan daya listrikyang lebih efisien dibandingkan dengan Transformator tipe welding machine.

17

Gambar 2.10 AC/DCSingle Phase Power Source[7]

d. Three Phase Rectifier Welding Machines Tipe ini menggunakan sumber arus DC sebagai powernya dan menggunakan sumber arus tiga phasa yang membuat mesin ini bisa menyeimbangka arus yang digunakan sehingga bisa lebih baik dari transformator satu fasa. Mesin ini menggunakan listrik yang lebih efisien dibandingkan dengan generator dan menghasilkan suara yang tidak terlalu keras saat pengoperasiannya.

18

Gambar 2.11 Three Phase Constant Current Power Source[7]

Pemilihan power supply yang akan digunakan bisa berdasarkan: 1. Jumlah dari ampere yang akan digunakan 2. Sumber listrik yang tersedia di tempat kerja 3. Faktor ekonomis Pemilihan ukuran mesin dan tegangan didasarkan pada 1. Arus yang dibutuhkan 2. Sambungan pengelasan 3. Panjangnya pengelasan 4. Prosedur pengelasan

2) Electrode Holder Elektrode Holder yang biasanya kita gunakan untuk memegang elektroda yang akan digunakan untuk mengelas yang memiliki kegunaan untuk mentrasferkan

19

arus listrik kepada elektroda. Gagang yang digunakan sudah memberikan keamanan tangan welder dari aliran listrik.Elektrode Holder ini tersedia dengan berbagai ukuran dan sudah didesain tahan terhadap arus listrik.

Gambar 2.12 Electrode Holder and work clamp

3) Welding Cable Welding cable atau yang bisa kita sebut kabel las adalah kabel yang menghubungkan electrode holder dan power source dan ke benda kerja yang biasanya terbuat dari tembaga dan alumunium.Kabel yang menguhubunkan electrode holder dan power source dinamakan work lead.Ukuran dari kabel las ini berdasarkan arus output yang dikeluarkan oleh mesin las dan berdasarkan jarak antara mesin las dan tempat pengelasan.Ukuran dari kabel ini dari yang terkecil AWG No.8 sampai AWG No 410 yang kekuatan arusnya antara 75A keatas. Pada table dbawah ini akan diberikan rekomendari ukuran kabel bedasarkan arus yang digunakan dan panjang kabel.

20

Length of cable in feet – A.W.G

Weld

Type

Current (A)

60’

100’

150’

200’

300’

400’

100

4

4

4

2

1

1

150

2

2

2