Sigma phase (FeCr) adalah sebuah intermetallic phase yang terjadi bila
material duplex tertahan pada temperature 705 – 980 C. Ada yang mengatakan
dalam waktu 100 detik pun bisa terbentuk phase ini. Sigma phase ini
memiliki sifat yang keras, getas, sangat rapuh dan corrosion resistance
yang sangat buruk. Bisa anda bayangkan bila material duplex anda terdapat
sigma phase ini… kekuatan dan ketahanan korosi yang anda harapkan jadi
hilang dengan sia-sia.
Selain sigma phase, carbide / embritement juga bisa terbentuk bila
terekspose cukup lama pada 340 – 815 C.

Tanya – halim_212

Dear Para Senior,,

Ada beberapa hal yang ingin saya ungkapkan dan pertanyakan mengenai
sigma phase pada pipe duplex dan super duplex.

1. pengertian secara teoritis mengenai sigma phase itu sendiri,

2. di manakan kemungkinan terbesar akan terjadinya sigma phase antara
pipa Duplex dan super duplex itu..

3. ketika temp tinggi apakah austenistic akan cenderung mereduce
ferrite sehingga material menjadi brittle. CMIIW.

4. apakah didalam WPS/PQR harus atau wajib dicantumkan tentang test
untuk sigma phase ini.

Mohon pencererahannya dari para rekan2 dan senior.. Terima kasih.

Tanggapan 1 – muhammad.n.rohman@power.alstom

Pak Halim,

Saya bukan metallurger tapi saya akan mencoba sharing tentang apa yang saya ketahui.

Sigma phase (FeCr) adalah sebuah intermetallic phase yang terjadi bila
material duplex tertahan pada temperature 705 – 980 C. Ada yang mengatakan
dalam waktu 100 detik pun bisa terbentuk phase ini. Sigma phase ini
memiliki sifat yang keras, getas, sangat rapuh dan corrosion resistance
yang sangat buruk. Bisa anda bayangkan bila material duplex anda terdapat
sigma phase ini… kekuatan dan ketahanan korosi yang anda harapkan jadi
hilang dengan sia-sia.
Selain sigma phase, carbide / embritement juga bisa terbentuk bila
terekspose cukup lama pada 340 – 815 C.

Bila melihat kandungan crom-nya, mustinya super duplex (24 – 26 % Cr) lebih
rentan terjadi sigma phase daripada duplex (21 – 23% Cr). CMIIW.

In my opinion, ketika temperature tinggi mustinya yang mereduce ferite
bukan di area austenitic tapi di area ferriticnya. Pada area austenitic
akan timbul chromium-carbide pada sekitar batas butir, sehingga bisa
dilihat bahwa pada temperature tinggi austenitic akan kekurangan Cr.
Sedangkan pada area ferritic akan terkorup Fe dan Cr yang membentuk FeCr…
CMIIW.

Bila fabrikasi sesuai ASME tidak ada yang mewajibkan adanya pitting test…
tapi dengan melihat tingginya terjadi sigma phase atau terbentuknya
carbida-crom mestinya perlu dilakukan pitting test.

Thanks for your attention

Tanggapan 2 – halim_212

Dear Pak Nur Rohman,

Maaf Pak baru dari site, abru OL lagi.

Terima kasih atas sharing ilmunya pak,
seperti telah bapak katakan sebelumnya bahwa super duplex lebih
rentan terhadap sigma phase ini karena kandungan cr-nya (24-26%),
langkah apa yang harus kita lakukan untuk menghindari sigma phase ini
pak, apakah dengan menjaga ferite contentnya (30%-60%) atau ada hal
lain.

Tanggapan 3 – muhammad.n.rohman@power.alstom

Terimakasih Pak Halim.

Mohon maaf baru sekarang saya bisa merespon.

Untuk menghindari timbulnya sigma phase, challenge-nya adalah pendinginan
yang cepat pada temperature range 705 – 980 C. Ada beberapa hal yang perlu
diperhatikan selama welding… terutama masalah preheat, heat input dan
interpass temperature, agar pendinginan lambat bisa dihindari.

Preheating bisa menghambat cooling rate. Bila memang diperlukan (misalkan
untuk menghilangkan moisture di area welding), usahakan agar temperaturenya
turun dulu sebelum melakukan welding. sekali lagi, preheating seharusnya
sangat dihindari.

Besarnya heat input akan berpengaruh terhadap cooling rate. Heat input
jangan terlalu tinggi. Semakin tinggi heat input semakin cenderung
terbentuk sigma phase. Tapi jika terjadi kebalikannya, heat input yang
terlalu rendah cenderung banyak terbentuk ferrit. Biasanya produsen
consumable punya rekomendasi besarnya heat input yang optimal (selain
besarnya current dan voltage untuk diameter electrode / filler metal
tertentu). Selain setting current dan voltage, perlu diperhatikan pula
tentang travel speed. Travel speed terlalu lambat akan cenderung
menimbulkan sigma phase, tapi bila terlalu tinggi akan memperbesar jumlah
ferrit.

Interpass temperature juga harus menjadi perhatian khusus karena sangat
berpengaruh juga terhadap cooling rate. Interpass temperature terlalu
tinggi cenderung menimbulkan sigma phase. Maksimum interpas temperature
untuk duplex pada umumnya adalah 150 C.

Lebar weld bead juga berpengaruh terhadap cooling rate. Semakin lebar weld
bead akan semakin memperlambat cooling rate.

Akhirnya… walaupun ada beberapa code yang tidak mewajibkan untuk
menghitung jumlah ferrit dan melakukan corrosion test, kedua test tersebut
seharusnya wajib dilakukan untuk memastikan bahwa prosedur yang dibuat
reliable untuk diaplikasikan.

Thanks for your attention.

Tanggapan 4 – andryansyah rivai

Pak Nur,

Kalau boleh tolong sekaligus dijelaskan bagaimana caranya kita bisa tahu bahwa ada sigma phase pada duplex. Contoh jenis duplex dan etsa yang dipakai sekaligus gambar hasil metalografinya apa bisa diberikan?

Saya beberapa kali membaca makalah yang menjelaskan gambar hasil metalografi yang menyatakan ada sigma phase-nya, tetapi saya tidak punya atlas standar untuk membenarkan tulisan itu. Apakah saya harus menggunakan sem-edax atau ada cara lain?

Terima kasih untuk bantuannya.

andry

‘yang pingin tahu dan menguji kekuatan bahan yang mengandung sigma phase’.