Persyaratan Perlakuan Panas Pasca Las

Perlakuan panas pasca-las (PWHT) diwajibkan oleh kode fabrikasi untuk struktur tertentu guna mengurangi tegangan sisa pengelasan dan melunakkan daerah struktur mikro yang keras dan berpotensi rapuh, tetapi merupakan proses yang mahal.

Tabel 1 di bawah ini menampilkan persyaratan ketebalan minimum di mana PWHT harus digunakan untuk berbagai standar bejana tekan dan perpipaan, dan artikel ini mengulasnya bersama dengan saran rasionalisasi potensial dari persyaratan ini.

1. Mengurangi risiko patah tulang yang rapuh

Patah getas adalah mode kegagalan bencana untuk kapal, tangki, dan komponen lain yang sering kali menyebabkan hilangnya nyawa dan harta benda secara signifikan. Patah getas dapat dihindari melalui desain, fabrikasi, dan praktik inspeksi yang tepat seperti menentukan energi Charpy minimum material; mendesain untuk menghindari tekanan tinggi; perlakuan panas pasca pengelasan pada bagian yang tebal; mengadopsi metode fabrikasi dan inspeksi yang meminimalkan cacat sekaligus meningkatkan peluang untuk menemukan cacat; melakukan uji bukti sebagai bagian dari operasi pemeliharaan rutin, dan lain sebagainya.

Mengoperasikan peralatan dan perpipaan dalam batas desainnya sangat penting, terutama ketika suhu operasi turun di bawah suhu desain yang lebih rendah (LDT atau MDMT menurut kode ASME). Peralatan baja karbon yang ada harus menjalani Penilaian Keretakan Rapuh seperti yang dirinci dalam API RP 579 Kesesuaian untuk Layanan Bagian-3: Penilaian Peralatan yang Ada untuk Keretakan Rapuh.

Penilaian ini harus didasarkan pada justifikasi teknis yang kuat dan bukannya asumsi, dengan menggunakan mekanika fraktur untuk menentukan batas kerja yang aman untuk kondisi suhu dan tekanan peralatan. Pendekatan berbasis risiko jauh lebih unggul daripada hanya mengikuti kriteria ketebalan minimum yang ditetapkan oleh kode yang sering kali bergantung pada pengalaman subjektif alih-alih pembenaran teknis.

2. Mengurangi risiko distorsi

Banyak kode dan spesifikasi yang mensyaratkan PWHT untuk mengurangi tekanan pada sambungan las, sehingga mengurangi risiko fraktur sekaligus meningkatkan distorsi dan lengkungan pada peralatan bertekanan, yang pada gilirannya akan membahayakan keakuratan dimensi, integritas struktural, dan meningkatkan risiko kebocoran.

Es dapat mengurangi distorsi selama perlakuan panas dengan memberikan dukungan yang tepat dan pendinginan material selama pemrosesan, biasanya melalui penyangga yang dibentuk secara khusus agar sesuai dengan komponen dan diberi jarak secara berkala di sekitar diameternya. Jumlah penyangga yang diperlukan akan tergantung pada ukuran, bentuk, dan ketebalannya.

Sebagai perlindungan lebih lanjut terhadap distorsi, pastikan suhu PWHT tidak melampaui apa yang awalnya ditentukan untuk baja temper. Suhu yang lebih tinggi dapat menyebabkan penggetasan atau pelunakan yang berlebihan dan hal ini dapat menurunkan kekuatannya di bawah tingkat minimum yang ditentukan sehingga mengakibatkan distorsi yang mengurangi kekuatannya hingga di bawah nilai minimum yang ditentukan. Oleh karena itu, disarankan untuk melakukan uji mekanis setelah pemrosesan peralatan PWHT untuk memastikan retensi kekuatannya.

3. Mengurangi risiko lengkungan

PWHT melibatkan pemanasan material yang dilas hingga suhu tinggi sebelum mendinginkannya kembali secara perlahan, yang dapat mengakibatkan lengkungan atau distorsi pada peralatan bertekanan, yang menyebabkan berkurangnya integritas struktural, kebocoran atau kegagalan, serta penggunaan energi yang lebih besar dan berkontribusi terhadap emisi rumah kaca. Selain itu, proses ini membutuhkan penggunaan energi dalam jumlah besar yang berkontribusi terhadap emisi rumah kaca serta masalah lingkungan lainnya.

Proses PWHT secara tradisional telah digunakan untuk meredakan stres, memodifikasi struktur mikro pengelasan, dan mendifusikan hidrogen untuk ketahanan terhadap korosi dan oksidasi. Namun, penelitian telah mengungkapkan bahwa manfaat serupa juga dapat dicapai pada suhu yang lebih rendah daripada yang biasanya digunakan.

Meskipun PWHT dapat memberikan banyak keuntungan, kode yang ada saat ini sangat bervariasi dalam hal persyaratan pengecualian dari PWHT. Variasi ini sering kali berasal dari praktik dan pengalaman teknik dalam industri yang berbeda, bukan dari pertimbangan metalurgi atau struktural tertentu; akibatnya, dapat terjadi kebingungan dan konflik di antara persyaratan kode terkait pengecualian dari PWHT untuk pengelasan pipa yang menggunakan material P-4 dan P-5A di berbagai kode yang berbeda.

4. Mengurangi risiko kebocoran

PWHT membutuhkan peralatan pendukung selama terpapar suhu tinggi untuk mencegahnya terdistorsi secara berlebihan, sering kali dengan menggunakan penyangga yang dibentuk agar sesuai dengan bentuk, ukuran, dan ketebalannya. Sebagai bagian dari proses ini, material dipanaskan hingga mencapai suhu tinggi sebelum secara bertahap didinginkan kembali secara berkala di sekelilingnya untuk mendistribusikan kembali tekanan di dalamnya dan menyebabkan terbentuknya kelemahan yang dapat mengurangi kekuatan pengelasan atau bahkan menyebabkan kebocoran di dalam strukturnya.

Kode yang berbeda memberlakukan persyaratan PWHT yang berbeda, dengan spesifikasi tertentu yang mengecualikan material atau lasan tertentu dari persyaratan tersebut karena faktor ketebalan. Variasi dalam persyaratan tersebut kemungkinan besar merupakan hasil dari perbedaan praktik teknik dan pengalaman aplikasi daripada perbedaan interpretasi data teknis atau eksperimen; disarankan agar jika suatu bahan atau lasan akan digunakan dalam layanan nuklir, kriteria pengecualiannya dikurangi hingga nol tanpa memandang ketebalannya.

5. Mengurangi risiko korosi

Korosi dapat merusak peralatan, mencemari tanah dan pasokan air, melepaskan racun berbahaya ke udara, melemahkan struktur seperti tangki dan pipa sehingga lebih mungkin mengalami kegagalan, serta meningkatkan risiko terhadap peralatan dan personel. Dengan mengambil tindakan proaktif terhadap korosi, Anda dapat mengurangi risiko terhadap peralatan dan personel.

Korosi atmosferik terjadi ketika benda logam terpapar pada kondisi oksigen dan kelembapan, yang juga dikenal sebagai korosi seragam atau umum karena prosesnya terjadi di seluruh bagiannya. Bentuk korosi lain seperti korosi sumuran, celah, dan korosi tegangan dapat lebih sulit diprediksi karena terbentuk pada titik-titik tertentu pada benda logam.

Perlindungan dari korosi tergantung pada komposisi logam dan metode perlindungan yang digunakan. Perlindungan katodik melibatkan pelapisan logam dengan elemen yang lebih aktif, seperti seng, yang akan menimbulkan korosi dan teroksidasi saat bereaksi dengan lingkungannya untuk melindungi komposisi logam yang mendasarinya agar tidak berkarat. Cara pencegahan lainnya dapat mencakup pengendalian kadar bahan kimia di udara atau sumber air atau menggunakan bahan yang menawarkan ketahanan abrasi yang lebih besar seperti menggunakan pelapis dan cat anti korosi.