Pengaruh Paramater Pengelasan In-Service Pada Proses Hot Tap Pipa Penyalur Gas Alam Bertekanan

https://doi.org/10.22146/jmdt.v3i1.60600

Maulana Hendra Wahyudi(1*), Muhammad Waziz Wildan(2)

(1) Departemen Teknik Mesin dan Industri, Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada. Jl. Grafika No.2, Kompleks UGM, Yogyakarta 55281, Indonesia, Telp. (0274) 521673
(2) Departemen Teknik Mesin dan Industri, Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada. Jl. Grafika No.2, Kompleks UGM, Yogyakarta 55281, Indonesia, Telp. (0274) 521673
(*) Corresponding Author

Abstract


Pada proses pengelasan dalam kondisi pipa dengan aliran dan tekanan didalamnya (in-service welding) ada dua risiko yang perlu dipertimbangkan yaitu burnthrough di mana busur pengelasan menyebabkan dinding pipa terbuka sehingga isi pipa dapat keluar dan yang berikutnya adalah retak hidrogen yaitu terjadinya retak pada daerah Heat Affected Zone (HAZ) yang timbul sebagai akibat laju pendinginan cepat yang dihasilkan oleh fluida di dalam pipa. Untuk mencegah hal tersebut terjadi maka perlu dilakukan pengembangan penentuan parameter pengelasan yang bertujuan untuk meminimalkan pembentukan struktur mikro yang rentan terhadap retak dan menghindari terjadinya burnthrough . Tujuan dari penelitian ini adalah untuk menentukan parameter pengelasan yang aman untuk aplikasi pengelasan in-service selama proses hot tapping pipa gas alam di PT. XYZ yang berlokasi di Kalimantan Timur tanpa melakukan penghentian fasilitas dalam beroperasi. Penelitian ini terdiri dari dua langka utama yaitu simulasi komputer dan eksperimen. Langkah pertama parameter nilai masukan panas pengelasan (heat input) dihitung menggunakan perangkat lunak komersial PRCI untuk memprediksi kekerasan di daerah HAZ agar memiliki nilai ≤350 HV dan prediksi suhu permukaan bagian dalam pipa resiko dimana nilai yang dikategorikan aman adalah ≤982 °C. Langkah selanjutnya adalah melakukan proses eksperimen menggunakan material API 5L Gr. X52 dengan ukuran diameter 12”, tebal 6,25 mm, dan kecepatan aliran linier air didalam pipa 0,07 m/s. Proses pengelasan menggunakan metode GTAW dan SMAW , dengan elektroda masing - masing ER70S-6 diameter 2,4 mm dan E7018 H4R dengan diameter 3,2 mm. Ada tiga kelompok parameter pengelasan yang disimulasikan yaitu heat input rendah, heat input tinggi, dan heat input temper bead dengan perlakukan preheat . Hasil yang dipilih adalah metode dengan nilai hasil kekerasan terendah yaitu heat input temper bead (1,38 kJ/mm) dimana didapatkan nilai kekerasan HAZ 230,8 HV dan temperature didalam pipa sebesar 624 °C. Laju pendinginan air pada saat eksperimen berdasarkan kemampuan pompa sebesar 0,07 m/s dapat mewakili laju pendinginan gas alam pada kondisi aktual. Pada saat eksperimen didapat nilai kekerasan kritikal pada HAZ yang sedikit lebih tinggi dari prediksi yaitu 235 HV, tetapi masih jauh lebih rendah dari batas kritikal. Dari hasil simulasi dan eksperimen disimpulkan bahwa metode temper bead, penggunaan metode GTAW dan perlakuan preheat dapat menghasilkan parameter pengelasan yang aman untuk melakukan pengelasan inservice pada proses hot tapping pipa gas bertekanan.


Keywords


Pengelasan In-service, API 5L X52, Kekerasan, Daerah terpengaruh panas (HAZ), temper bead pengelasan.

Full Text:

PDF


References

API (2018), API specification 5L Specification for line pipe. Washington, D.C.: American Petroleum Institute.

ASME. (2019). Section II Materials Part C Specifications for Welding Rods, Electrodes, and Filler Metals Material. American Society of Mechanical Engineers.

ASME. (2019). Section V Non Destructive Examination. American Society of Mechanical Engineers.

ASTM (2015). E340-15, Standard Practice for Macroetching Metals and Alloys, ASTM International, West Conshohocken, PA. www.astm.org.

Boran, J. The Hot-Tapping of Sub Sea Pipelines. Welding Review, vol6, no 4 Nov 1987, pp283-284

Bruce, William. (2002). Qualification of Procedures for Welding Onto inservice  Pipelines.

Cassie B. A., (1974) The Welding of Hot Tap Connections to High Pressure Gas Pipelines, Pipeline Industries Guild J. W. Jones Memorial Lecture.

Callister Jr, W. D., & Rethwisch, D. G. (2012). Fundamentals of materials science and engineering: an integrated approach: John Wiley & Sons.

Cheng, Wentao & Wang, Yong-Yi & Amend, William & Swatzel, Jim. (2004). Weld Microstructure and Hardness Prediction for inservice  Hot-Tap Welds. Proceedings Biennial International Pipeline Conference.

Cola M. J. & Threadgill P. L., (1988) Final Report on Criteria for Hot Tap Welding, American Gas Association, Edison Welding Institute Project J7038.

D.Nolan,Z. Sterjovski and D.Dunne.,Modelling of HAZ Hardness in C-Mn Pipeline Steels Subjected to In-Service Welding Procedures. IIW Document No.IX-2165-05.

Farzadi, Ali. (2015). Gas Pipeline Failure Caused by In-Service Welding. Journal of Pressure Vessel Technology.

Huang, Zhiqiang & Haiping, Tang & Ding, Yaping & Wei, Qinwen & Xia, Guofa. (2017). Numerical Simulations of temperature for the in-service welding of gas pipeline. Journal of Materials Processing Technology.

Kwankaew, Supolchai & Phaoniam, Rittichai & Poopat, Bovornchok & Srisutraporn, Sermsak. (2018). Inservice  Operating Conditions Affecting On Weld HAZ Hardness For API5L Gr.B Pipe Steel Maintenance.MATEC Web of Conferences.

Qian, Wu & Yong, Wang & Tao, Han & Hongtao, Wang & Shiwei, Gu & Laihui, Han. (2019). Study on the Failure Mechanism of Burn-Through During In-Service Welding on Gas Pipelines. Journal of Pressure Vessel Technology.

Sperko, W.J.. (2005). Exploring Temper Bead Welding. Welding Journal (Miami, Flo). 84. 37-40.

Srisutraporn, Sermsak & Phaoniam, Rittichai & Poopat, Bovomchok & Kwankaew, Supolchai. (2018). Effect Of Tempered Bead Techniques On Maximum HAZ Hardness For In Service Pipeline Welding. MATEC Web of Conferences.

Trench, C. J., & Kiefner, J. F. (2001). Oil Pipeline Characteristics and Risk Factors: Illustrations from the Decade of Construction.

Tawancy, H., Al-Hadhrami, L. M., & Al-Yousef, F. (2013). Analysis of corroded elbow section of carbon steel piping system of an oil–gas separator vessel. Case Studies in Engineering Failure Analysis, 1(1), 6-14.

Wade J.B., (1978) Effect of Preheat on Hot Tapping Procedures, Australian Welding Research Association Research Report, Snowy Mountains Corporation.Wade J.B., (1978) Effect of Preheat on Hot Tapping Procedures, Australian Welding Research Association Research Report, Snowy Mountains Corporation.



DOI: https://doi.org/10.22146/jmdt.v3i1.60600

Article Metrics

Abstract views : 173 | views : 139

Refbacks

  • There are currently no refbacks.