Kemampuan Las Pipa Baja Paduan ASTM A335

Mengapa Pipa Paduan A335 Membutuhkan Prosedur Pengelasan Terkendali

ASTM A335 mencakup pipa baja paduan feritik mulus untuk layanan suhu tinggi. Nilai P5, P9, P11, P22 dan P91 diklasifikasikan berdasarkan kandungan kromium dan molibdenumnya dan dipilih berdasarkan kekuatan mulur dan ketahanan terhadap serangan hidrogen suhu tinggi di perpipaan kilang, petrokimia, dan pembangkit listrik. Elemen paduan yang memberikan kinerja suhu tinggi ini juga meningkatkan kemampuan pengerasan, sehingga zona las yang terpengaruh panas dapat mengeras dengan tajam dan kehilangan ketangguhan ketika masukan panas, pemanasan awal, dan laju pendinginan tidak dikontrol. Oleh karena itu, kemampuan las pipa A335 dicapai melalui prosedur pengelasan yang berkualitas, bukan melalui pemilihan logam pengisi saja.

Persyaratan Tarik Kelas A335 Umum

Kromium memberikan ketahanan oksidasi dan korosi panas, molibdenum memberikan penguatan larutan padat dan ketahanan mulur, dan penambahan vanadium dan niobium pada P91 memberikan kekuatan tarik dan luluh minimum yang jauh lebih tinggi daripada nilai 1,25Cr hingga 2,25Cr. Karena kekuatan berkembang melalui keseimbangan paduan dan kondisi perlakuan panas, sambungan las harus mereproduksi kimia dan struktur mikro pipa induk.

Pemilihan Proses Pengelasan dan Logam Pengisi

Untuk tingkat 1,25Cr dan 2,25Cr, pengelasan busur tungsten gas dengan elektroda ER80S-B2 atau ER80S-B2L untuk root dan hot pass, diikuti dengan pengelasan busur logam berpelindung dengan elektroda E8018-B2 atau E8015-B2, merupakan praktik yang lazim. Klasifikasi B2 sangat cocok dengan komposisi logam dasar dan memberikan respons yang dapat diprediksi terhadap perlakuan panas pasca pengelasan. Untuk grade 9Cr-1Mo-V seperti P91, digunakan bahan habis pakai tipe ER90S-B9 dan E9015-B9 yang cocok, dan gas pelindung, kecepatan gerak, dan masukan panas dicatat sehingga sambungan dapat diulang dengan tepat.

Apabila perlakuan panas pasca pengelasan tidak praktis, misalnya pada beberapa lokasi pengelasan atau pada sambungan yang berbeda, elektroda austenitik tipe E309Mo-16 dapat dipilih. Sambungan austenitik jenis ini dinilai untuk ketidakcocokan ekspansi termal dan untuk kondisi layanan sambungan logam yang berbeda, dan prosedurnya dikualifikasikan secara terpisah. Kebersihan permukaan sambungan, elektroda kering, dan gas pelindung kering sangat penting, karena kelembapan merupakan sumber utama hidrogen yang dapat terdifusi dalam kelompok material ini.

Pemanasan Awal, Suhu Interpass, dan Perlakuan Panas Pasca Pengelasan

Pemanasan awal menghilangkan kelembapan permukaan dan memperlambat laju pendinginan sambungan. Praktik yang biasa dilakukan pada kelompok ini adalah suhu minimum sekitar 150 derajat C untuk kadar 1,25Cr dan 200 derajat C atau lebih tinggi untuk kadar 2,25Cr dan 9Cr, dengan suhu interpass biasanya dijaga di bawah sekitar 300 derajat C sehingga pertumbuhan butiran dan hilangnya ketangguhan dapat dihindari. Pemanasan diterapkan pada pita besar di kedua sisi sambungan sehingga seluruh bagian mencapai suhu.

Setelah pengelasan, perlakuan panas pasca pengelasan biasanya dilakukan pada kisaran 700 hingga 760 derajat C, dengan pita yang tepat ditentukan oleh kode konstruksi yang mengatur bersama dengan tingkat dan ketebalan dinding. Perawatan ini melembutkan zona yang terkena dampak panas yang mengeras, mengembalikan ketangguhan dan menghilangkan sisa stres. Laju pemanasan dan pendinginan terkontrol digunakan, dan termokopel diposisikan untuk memastikan bahwa keliling penuh telah mencapai suhu penahanan untuk waktu yang diperlukan.

Cacat pada Titik Pengawasan dan Inspeksi

Retakan yang disebabkan oleh hidrogen pada zona yang terpengaruh panas, dicegah dengan pemanasan awal, bahan habis pakai kering, dan suhu interpass yang memadai.

Reheat cracking pada grade 2,25Cr dan 9Cr, dikelola melalui masukan panas yang terkontrol dan suhu perlakuan panas yang benar.

Kurangnya fusi dan penetrasi yang tidak lengkap, dikendalikan oleh persiapan sambungan, teknik pemasangan dan pengelasan, bukan hanya dengan masukan panas saja.

Kekerasan yang berlebihan, diverifikasi melalui survei kekerasan las dengan penerimaan yang biasanya ditetapkan pada atau di bawah 250 HV10 pada zona yang terpengaruh panas.

Zona lunak atau terlalu panas yang disebabkan oleh pemanasan yang tidak merata selama perlakuan panas, dihindari dengan penempatan dan insulasi termokopel yang benar.

Pemeriksaan radiografi atau ultrasonik diterapkan pada sambungan yang telah selesai, dan setiap pengelasan dapat ditelusuri ke spesifikasi prosedur pengelasan yang memenuhi syarat dan ke catatan kinerja tukang las untuk proses yang digunakan.

Pertanyaan Umum

Q: Bisakah pipa ASTM A335 P11 dilas tanpa pemanasan awal?
Komposisi 1,25Cr-0,5Mo mengeras di zona yang terkena panas, sehingga pemanasan awal yang terkontrol sekitar 150 derajat C atau lebih tinggi digunakan bersamaan dengan prosedur yang memenuhi syarat.

Q: Logam pengisi apa yang digunakan untuk pipa A335 P22?
Nilai 2,25Cr-1Mo biasanya dilas dengan ER80S-B2 atau ER80S-B2L untuk akar dan E8018-B2 atau E8015-B2 untuk pengisian dan penutup, yang cocok dengan logam dasar dan dapat diprediksi memberikan respons terhadap perlakuan panas.

T: Apakah perlakuan panas pasca pengelasan selalu diperlukan?
Hal ini diperlukan untuk sebagian besar sambungan 1,25Cr hingga 9Cr di atas ambang batas ketebalan kode konstruksi yang berlaku, dan selalu diterapkan jika servis memerlukan kekerasan dan ketangguhan yang terkendali di zona yang terkena dampak panas.

Q: Apa yang terjadi jika pipa A335 dilas tanpa kontrol interpass?
Temperatur interpass yang berlebihan membuat struktur mikro menjadi kasar, mengurangi ketangguhan dan dapat membuat dampak atau hasil kekerasan yang diperlukan tidak mungkin dipenuhi, sehingga suhu interpass diukur dan dicatat selama pengelasan.

T: Apa perbedaan las P91 dengan las P22?
P91 adalah kelas 9Cr-1Mo-V-Nb dengan hasil minimum dan kekuatan tarik yang lebih tinggi, sehingga menggunakan bahan habis pakai 9Cr yang cocok, kontrol masukan panas yang lebih ketat, dan pita perlakuan panas yang ditentukan secara ketat dibandingkan dengan kelas 2,25Cr.

T: Bagaimana kualitas las dikonfirmasi pada pipa paduan?
Dengan pemeriksaan radiografi atau ultrasonik pada sambungan yang telah selesai, dengan survei kekerasan pada zona yang terkena panas, dan dengan meninjau kualifikasi prosedur pengelasan dan catatan tukang las.