Pengaruh Struktur Mikro dan Temperatur Terhadap Penyerapan Hidrogen pada Baja Karbon Menggunakan Metode Hydrogen Permeation

Putra, Bagus Dwiprasetyo Raharjo (2023) Pengaruh Struktur Mikro dan Temperatur Terhadap Penyerapan Hidrogen pada Baja Karbon Menggunakan Metode Hydrogen Permeation. Masters thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 6007211030-Master_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 October 2025. Download (8MB) | Request a copy

Abstract

Kehadiran hidrogen dalam material baja karbon diketahui memiliki dampak negatif pada kualitas sifat mekanik dan dapat menyebabkan kegagalan. Fenomena ini dikenal sebagai Hydrogen Embrittlement (HE) dan Hydrogen Induced Cracking (HIC). Kedua fenomena ini sering terjadi dalam industri minyak dan gas, pembangkit listrik tenaga uap, dan sektor lainnya. Prosesnya dimulai dengan difusi hidrogen ke dalam material baja karbon. Karena hal tersebut, pemahaman tentang laju difusi hidrogen (hydrogen diffusivity) dalam material baja karbon dan ketahanan material tersebut terhadap difusi hidrogen sangat penting. Penelitian ini dilakukan untuk mengevaluasi laju difusi hidrogen pada material baja karbon dan menganalisis bagaimana hal itu berhubungan dengan interaksi hidrogen dan struktur mikro baja karbon. Pada penelitian ini, digunakan baja karbon ASTM A106 Gr.B, A210 Gr.A1, dan A192 sebagai material uji. Setiap sampel memiliki kadar karbon yang berbeda. Selanjutnya, setiap sampel menjalani perlakuan panas seperti normalizing dan quenching untuk menghasilkan variasi struktur mikro dan tingkat kekerasan yang beragam. Nilai hydrogen diffusivity diperoleh melalui pengujian permeasi hidrogen secara elektrokimia menggunakan sel Devanathan-Stachursky yang telah dimodifikasi agar dapat dilakukan pengujian pada suhu yang berbeda. Selain itu, dilakukan juga pengamatan terhadap struktur mikro dan pengujian kekerasan untuk memahami interaksi antara atom hidrogen dengan struktur mikro. Secara keseluruhan, hasil penelitian ini menunjukkan bahwa nilai hydrogen diffusivity pada material baja karbon sangat terkait dengan struktur mikro dan temperatur. Dalam struktur martensite dan bainite, terdapat nilai hydrogen diffusivity yang lebih rendah dibandingkan dengan struktur pearlite dan ferrite. Hal ini disebabkan oleh adanya kepadatan dislokasi yang tinggi dalam struktur martensit dan pearlit yang berperan sebagai perangkap hidrogen. Selain itu, nilai hydrogen diffusivity juga cenderung meningkat dengan meningkatnya temperatur pengujian pada material baja karbon.
=================================================================================================================================
The presence of hydrogen in carbon steel is known to have negative effects on the mechanical properties and can lead to failures. These phenomena are known as Hydrogen Embrittlement (HE) and Hydrogen Induced Cracking (HIC). Both phenomena are commonly observed in the oil and gas industry, steam power generation, and other sectors. The process starts with the diffusion of hydrogen into the carbon steel material. Therefore, understanding the hydrogen diffusion rate (hydrogen diffusivity) in carbon steel and its resistance to hydrogen diffusion is crucial. This study aims to evaluate the hydrogen diffusion rate in carbon steel and analyze its relationship with hydrogen interaction and the microstructure of carbon steel. In this research, ASTM A106 Gr.B, A210 Gr.A1, and A192 carbon steels were used as test materials. Each sample had different carbon content. Furthermore, each sample underwent heat treatments such as normalizing and quenching to produce various microstructures and hardness levels. The hydrogen diffusivity values were obtained through electrochemical hydrogen permeation testing using a modified Devanathan-Stachursky cell that allowed testing at different temperatures. Additionally, microscopic observations and hardness testing were conducted to understand the interaction between hydrogen atoms and the microstructure. Overall, the results of this study indicate that the hydrogen diffusivity values in carbon steel are strongly influenced by the microstructure and temperature. The martensite and bainite structures exhibit lower hydrogen diffusivity compared to pearlite and ferrite structures. This can be attributed to the high dislocation density present in the martensitic and pearlitic structures, which act as hydrogen traps. Moreover, the hydrogen diffusivity values tend to increase with higher testing temperatures in carbon steel

Item Type:	Thesis (Masters)
Uncontrolled Keywords:	Hydrogen Permeation, Hydrogen Diffusivity, Microstructure
Subjects:	T Technology > TA Engineering (General). Civil engineering (General) > TA418.16 Materials--Testing. T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ808 Renewable energy sources. Energy harvesting. T Technology > TS Manufactures > TS320 Steel--Metallurgy.
Divisions:	Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Mechanical Engineering > 21101-(S2) Master Thesis
Depositing User:	Bagus Dwiprasetyo Raharjo Putra
Date Deposited:	03 Oct 2023 02:45
Last Modified:	03 Oct 2023 02:45
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/104556

Actions (login required)

View Item