Studi Pengaruh Sambungan Las Dissimilar-Metal Baja Karbon Dan Baja Tahan Karat Terhadap Struktur Mikro, Kekerasan, Dan Ketahanan Korosi Retak Tegang Dalam Lingkungan Amine

Semaradipta, I Wayan Yuda (2024) Studi Pengaruh Sambungan Las Dissimilar-Metal Baja Karbon Dan Baja Tahan Karat Terhadap Struktur Mikro, Kekerasan, Dan Ketahanan Korosi Retak Tegang Dalam Lingkungan Amine. Masters thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 6011221005-Master_Thesis.pdf Download (3MB)

Abstract

Sambungan las dissimilar-metal baja karbon dan baja tahan karat menjadi salah satu pilihan yang menjanjikan dalam proses fabrikasi fasilitas sirkulasi amine untuk penyerapan CO2. Hal ini dimaksudkan untuk mengeliminasi proses perlakuan panas yang diwajibkan untuk menghindari korosi retak tegang pada pengelasan baja karbon. Namun hingga saat ini, belum ada penelitian yang spesifik untuk melihat pengaruh sambungan las dissimilar-metal baja karbon dan bajan tahan karat ini terhadap ketahanan korosi dan korosi retak tegangnya dalam lingkungan amine. Dalam penelitian ini, dibuat dua spesimen pengelasan yaitu las baja karbon ASTM A285 Gr. C dan baja tahan karat ASTM A240-TP304 serta lasan baja karbon ASTM A285 Gr. C dan baja karbon ASTM A285 Gr. C dengan proses shield metal arc welding (SMAW) sesuai prosedur pengelasan yang telah terkualifikasi. Perlakuan panas pasca pengelasan hanya dilakukan untuk pengelasan antar baja karbon. Kedua spesimen kemudian diinvestigasi struktur mikro dan kekerasannya. Evaluasi ketahanan korosi dilakukan dengan pengujian potentiodynamic polarization. Ketahanan korosi retak tegang dilakukan berdasarkan standar ASTM G30-20 dengan spesimen berbentuk U-bend. Kedua pengujian korosi tersebut dilakukan dalam lingkungan amine bertipe aMDEA dengan dan tanpa CO2, masing – masing pada temperatur 25ºC, 80ºC, dan 100ºC. Setelah 14 hari, spesimen U-bend diperiksa dengan uji tidak merusak dan metalografi untuk melihat kemungkinan terjadinya retakan. Selain itu, produk korosi juga dianalisa menggunakan metode XRD. Dari hasil analisa didapatkan bahwa pada pengelasan baja karbon ASTM A285 Gr. C dan baja karbon ASTM A285 Gr. C, terjadi kenaikan ukuran butir pada daerah HAZ (heat affected zone), pembentukan perlite kasar dalam matriks ferit Widmanstatten. Sedangkan pada pengelasan baja karbon ASTM A285 Gr. C dan baja tahan karat ASTM A240-TP304, terjadi sedikit penghalusan ukuran butir dan terbentuknya perlite halus sehingga menaikan kekerasan HAZ sisi baja karbon. Tingkat laju korosi pada kedua spesimen mengalami kenaikan seiring kenaikan temperatur uji. Kontaminasi CO2 pada larutan amine aMDEA, akan membentuk lapisan pasif film FeCO3 yang menurunkan laju korosi. Tidak ditemukan adanya retakan hingga skala mikro setelah pengujian korosi retak tegang. Hasil dari penelitian ini dapat digunakan sebagai rujukan untuk diterapkan dalam dunia industri.
=========================================================
Dissimilar-metal-welded carbon steel and stainless steel are promising options for fabricating amine circulation facilities for CO2 absorption. This method is intended to eliminate the heat treatment process required to avoid stress corrosion cracking in carbon-steel welding. However, until now, there has been no specific research on the effects of carbon steel and stainless steel dissimilar-metal welded joints on corrosion resistance and stress corrosion in an amine environment. In this study, two welding specimens were prepared: a weld of ASTM A285 Gr. C and ASTM A240-TP304 stainless steel and a weld of ASTM A285 Gr. C and ASTM A285 Gr. C with shield-metal arc welding (SMAW) process according to qualified welding procedures. The post-welding heat treatment was carried out for the welding of carbon steel. The microstructure and hardness of the two specimens were then investigated. Corrosion resistance was evaluated using potentiodynamic polarization tests. Stress corrosion cracking resistance was evaluated based on ASTM G30-20 standards with U-bend-shaped specimens. Both corrosion tests were carried out in an aMDEA-type amine environment with and without CO2, respectively at temperatures of 25ºC, 80ºC and 100ºC. After 14 days, the U-bend specimens were examined using non-destructive tests and metallography to identify possible cracks. In addition, the corrosion products were analyzed by XRD analysis. From the analysis on the welding of carbon steel ASTM A285 Gr. C and carbon steel ASTM A285 Gr. C, an increase in grain size was observed in the HAZ (heat affected zone), area, and coarse pearlite was formed in the Widmanstatten ferrite matrix. For welding carbon steel ASTM A285 Gr. C and ASTM A240-TP304 stainless steel, there is a slight refinement of the grain size and the formation of fine pearlite, thereby increasing the HAZ hardness of the carbon steel side. The corrosion rate in both specimens increased as the test temperature increased. CO2 contamination in the aMDEA solution formed a passive FeCO3 film layer, which reduced the corrosion rate. No microcracks were observed in the stress corrosion cracking tests. The resut of this study could be used as as a reference for application in the industrial practice.

Item Type:	Thesis (Masters)
Uncontrolled Keywords:	stress corrosion cracking, amine, dissimilar metal weld, carbon steel, stainless steel, korosi retak tegang, amine, las dissimilar-metal, baja karbon, baja tahan karat
Subjects:	T Technology > T Technology (General) T Technology > T Technology (General) > T11 Technical writing. Scientific Writing
Divisions:	Faculty of Industrial Technology > Material & Metallurgical Engineering > 27101-(S2) Master Thesis
Depositing User:	I Wayan Yuda Semaradipta
Date Deposited:	10 Aug 2024 15:07
Last Modified:	10 Aug 2024 15:07
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/114737

Actions (login required)

View Item