Batasan Ferrite Number pada hasil las-lasan hanya berlaku untuk jenis SS tipe austenitic terutama untuk aplikasi corrosion resistant seperti untuk carbamate solution, wet CO2, dll. Solidification cracking sendiri bukanlah hal yang sangat dominan pada pengelasan tipe SS austenitic, kecuali bila memang base metalnya sudah mengalami aging. FN sendiri bisa dihitung dan diprediksi dengan berbagai macam formula dimana nilai FN umumnya dipersharatkan antara 3-7 % (untuk kasus dimana korosi hebat tidak terjadi). Sementara nilai FN <1% sangat dipersyaratkan untuk aplikasi korosi yang hebat seperti pada pabrik urea. Untuk aplikasi dimana ketangguhan juga menjadi hal yang penting, FN tidak boleh terlalu rendah. Keberadaan delta ferrite dalam weld deposit dibutuhkan untuk menghindari terjadinya solidification cracking.

Ferite Number was Proses Produksi Stainless Steel

Tanya – Dirman Artib

Yth para pakar metallurgy/material dan pakar welding,

Kita tahu bahwa Stainless Steel (SS) itu ada berbagai type dan characteristics. Jika diklasifikasikan secara struktur kristal, maka SS dapat digolongkan sbb. :

1. Ferritic SS, contohnya materials spt. 18Cr-2Mo, 26Cr-1Mo, 29Cr-4Mo, and 29Cr-4Mo-2Ni. Biasanya dimasukan kepada P7 dalam welding work.

2. Austenitic SS, contohnya materials spt ASTM grade 304, 304L, 316 dan 316L . Type ini yg paling akrab dgn kita di oil&gas. Biasanya dimasukan kepada P8 dalam welding work.

3. Martensitic SS, Contohnya materials spt. ASTM grade 403, 410, 416. Biasanya dimasukan kepada P6 dalam welding work. Material ini punya mampu dikeraskan (hardenability)

4. Duplex SS , yaitu SS yg punya 2 structures yaitu Ferritic dan Austenitic, sehingga sifatnya pun kombinasi ke2 structure tsb. (Nggak ada komen masuk ke P berapa dalam welding, karena pengetahuan saya minim dan tak ada experience dgn Duplex, silahkan kawan-kawan menambahkan). Duplex masuk ke P No. 10 pak

Pertanyaan saya adalah :

1. ,Bagaimana sebenaranya proses produksi ke 4 tipe SS material di atas sehingga dapat dapat tercipta structure Ferritic, Austenitic, Martensitic dan Duplex (Ferritic-Austenitic).
Proses produksi semua stainless steel untuk komersial sih sama saja, peleburan melalui EAF (Electric Arc Furnace) dilanjutkan dengan proses yang terpenting yaitu AOD (Argon Oxygen Decarburization) untuk menurunkan kadar karbon dan sulfur, tetapi walaupun akhirnya akan ada perbedaan sedikit mengenai proses perlakuan panasnya.

Semua fasa yang Pak Dirman tanyakan, tergantung pengaturan komposisi kimia unsur paduan di dalam stainless steel itu sendiri, tetapi yang paling berpengaruh pada umumnya adalah nikel.

Nikel sedikit membuat fasa ferritic, jumlah sedang menjadi duplex, dan tinggi menjadi austenitic, martensitic sendiri adalah ferritic dengan kadar karbon sedikit lebih tinggi dan chromium sedikit lebih rendah agar lebih mudah proses perlakuan panasnya.
Pak Dirman bisa melihat diagram tiga fasa Fe-Cr-Ni, pasti ada area dimana pada rasio komposisi tertentu, akan terbentuk fasa-fasa yang berbeda.
Paling mudah sih dengan melihat Schaeffler-Delong diagram, walaupun tidak benar-benar representatif, tetapi dapat menggambarkan secara umum hasil akhir perubahan material dari liquid ke solid dengan komposisi unsur paduan material tersebut.

2. Apakah dgn hanya menambahkan alloy chemical composition Cr, Ni, Mo sesuai standar saat liquidification, dan mengontrol kecepatan pendinginan maka akan terjadi structure-structure di atas saat solidification process ?

Teorinya sih iya, tapi proses welding dan proses produksi SS di pabrik memiliki parameter2 yang berbeda walaupun secara umum mirip.
Selain itu, ada banyak hal lain yang pasti akan mempersulit dalam mendapatkan kualitas setara base metal, seperti kurva pendinginan, parameter metode las, parameter gas pelindung, segregasi mikrostruktur weld metal, difusi unsur paduan dan perubahan mikrostruktur pada HAZ, dll.

Sebagai contoh, makanya welding wire biasanya harus over alloyed, dan juga misalnya dalam welding duplex ditambahkan gas nitrogen karena nitrogen yang tidanya berfungsi sebagai unsur paduan di duplex dapat berdifusi keluar pada saat logam mencair, dll.

3. Jika no.2 benar, apakah secara principles dan fundamentals sedapat mungkin saat welding work kita mengulangi proses-proses tsb no.2 tsb. sehingga akan didapat sifat-sifat weldment yg mirip/hampir sama dg basemetal-nya ?

Bisa diusahakan semirip mungkin, tetapi sampai saat ini, setahu saya tetap akan ada perbedaan, terutama pada corrosion resistance.
Sifat weld metal dan base metal pasti berbeda, belum ditambah daerah HAZ.
Dari mikrostruktur sudah akan berbeda karena di weld metal akan terlihat segregasi seperti cast material dan biasanya di base metal mikrostrukturnya adalah seperti wrought material.

Tanggapan 1 – Andry Soetiawan

Pagi Pak Dirman,

Berikut penjelasan singkat dari saya, mudah2an dapat sedikit memperjelas mengenai stainless steel dan pengelasannya.
Jika ada kesalahan, mohon dikoreksi, maklum belajar mengenai welding udah beberapa tahun lalu.

Jawaban saya taruh dengan warna biru dibawah.

Tanggapan 2 – Dirman Artib

Terima kasih Pak Andry,

Jawaban nya mantap, tepat sasaran dan memuaskan. Kira-kira bikin High Alloy Steel itu kayak kerjaan para Chef ya, tambah garam, lada, dan bumbu-bumbu lainya, sembari mengontrol besar-kecil apinya.

Padahal saya baru siap-siap mau kuliah 5 tahun lagi spt. anjuran Pak Darmayadi, atau mau skedul cuti ke Norway buat dengar cerita Pak Faisal Reza. Ada Pak Andry……gak jadi deh.

Btw.

Lanjut ke topik Ferite Number.

Dalam pengelasan SS Steel untuk produk yg akan digunakan beroperasi pada high temperature atau yg memerlukan PWHT , bbrp codes mempersyaratkan (required) untuk mengukur FN min dan maximum pada weld metal, contoh : klausul 6..4.2 of API RP 582 jo ASME Sect. II Part D, Table A-360 mensyaratkan FN maximum 10FN, dan secara umum disyaratkan pula FN minimum adalah 3. Pengukuran FN dilakukan sebelum PWHT.

Saya tak punya pengetahuan dalam kenapa ini dipersyaratkan, tetapi intuisi saya mengatakan bahwa FN minimum diperlukan sebagai pertanda bahwa weldment masih …ada 3FN yg bersifat liat dan membuat material tak terlalu keras (hardness) yg cenderung brittle dan corrosion resistancenya akan menurun. Lalu kenapa FN dibatasi maximum 9 atau 10?
Apa pengaruhnya dalam hal mechanical properties dan corrosion resistance jika FN lebih dari 9 atau 10 (terlalu banyak Ferrite)?

Apakah bisa terjadi Ultimate atau Tensile Strength akan berada di bawah standard jika FN tinggi ?

Tanggapan 3 – Faisal Reza

Pak Dirman Ma’af

saya tidak bisa commit utk menjawab beberapa pertanyaan teknikal di milist ini karena memang masa liburan 4.5 minggu ini dan sibuk perbagai hal mengenai mudik, ketemu sanak famili dan teman2 lama dsb dsb ke beberapa daerah di Indonesia.

Saya baru kembali di rumah pagi ini (GMT), nanti saya lihat pertanyaannya jika ada tambahan2 yg mgkin saya bisa jelaskan, maka saya akan bisa memberikannya mgkin weekend nanti.

Ma’af sekali lagi pak, memang kalau di tanah air agak susah terus melihat e-mail atau konsentrasi menjawab pertanyaan2 yg ada.

Tanggapan 4 – Dirman Artib

Pak Reza Yth.

No problem. Take a rest.

Kitapun lagi diskusi yg santai-santai aja kok, hanya soal cerita kuno baja anti karat, padahal kalau emas malah suka yang berkarat tinggi :).

Tanggapan 5 – DARMAYADI

Pak Dirman,

Proses pembuatan baja itu memang pekerjaan yang sangat mengasyikkan, seperti Chef..itu betul.

Alhamdulillah saya dulu belajar metalurgi dan 2 tahun pengalaman menjadi chef dalam pembuatan baja carbon..

Mengasyikkan sekali, mungkin kalau tidak ribut dengan pimpinan mungkin saya masih tetap jadi chef itu sampai sekarang.

Dalam masak baja carbon aja kadang kurang garam atau kebanyakan kecap, apalagi dalam memasak baja spesial steel seperti stainless steel ini..makanya saya nggak berani kasih informasi lebih dalam seperti pak Andry, takut salah..maaf ya pak Dirman..

Tanggapan 6 – Dirman Artib

Santai aja pak Dar 🙂 🙂

Saya perhatikan setelah kita ditinggalkan Alm. Swastioko, para senior di milis ini agak susah untuk dipancing untuk memberikan pencerahan.
Mungkin tak ada salahnya jika topik-topik nostalgia kita diskusikan lagi, sehingga akan menarik minat para Youth Engineer (seperti saya) untuk tetap aktif di milis ini. Dulu kalau ada topik-topik begini, para pandai besi senior seperti Pak Ramzy, Pak Sabandi, Pak Hasanuddin (siapa lagi ya?) akan ikut turun gunung karena kegerahan, yang tinggal di atas gunung hanya lelaki pemberani spt. Alm Mbah Maridjan.

Tetapi sekarang dapat kita perhatikan, mereka sudah kurang tertarik, mungkin karena sudah fokus kepada dokumen lain seperti Invoice daripada WPS/PQR, atau lebih tertarik WO daripada kerjaan kecil memverifikasi Mill Certificate 🙂 :):)

Sorry brat kepada Bapak2 Yth, kebetulan disebut namanya, kalau marah ayo datang ke Muscat, ntar saya suguhi kopi pakai kardamon:) :).

Tanggapan 7 – ‘Hasanuddin’

Hehehe, pak Dirman bisa aja. Saya mah tidak masuk pande besi (apalagi senior). Hanya kebetulan saja pernah intens di proyek yang melibatkan besi-besi.

Saya masih aktip di milis pak, meski cuma monitoring saja. Banyak temen2 yg lebih pakar lah klo soal ginian, jadi sayanya lanjut naik gunung aja :-). Mungkin kalo ada yang tanya tentang vendor material 22% Cr atau 9% Nickel atau HP/HT steel or cryogenic steel lainnya…cepet2 deh saya turun gunung :D. Skrg emang udah jarang2 verifikasi MTC…dan, tau aja kalo invoice yg dicermati hehehe 🙂

Jawaban rekan Andry Soetiawan (masih di Sandvik mas?) sudah cukup komprehensif dan mewakili. Ybs, juga memang oprekan hari-harinya stainless steel tuh 🙂

Utk sedikit tambahan saja biar lebih enak membayangkan prosesnya, bisa diliat flow-nya di www.arcelormittal.com/stainlesseurope/manufacturing-process.html (maap, bukan lg iklan niy ya…).

Demikian pak Dirman…

Tanggapan 8 – DARMAYADI

Pak Dirman,

Proses pembuatan baja itu memang pekerjaan yang sangat mengasyikkan, seperti Chef..itu betul.

Alhamdulillah saya dulu belajar metalurgi dan 2 tahun pengalaman menjadi chef dalam pembuatan baja carbon..

Mengasyikkan sekali, mungkin kalau tidak ribut dengan pimpinan mungkin saya masih tetap jadi chef itu sampai sekarang.
Dalam masak baja carbon aja kadang kurang garam atau kebanyakan kecap, apalagi dalam memasak baja spesial steel seperti stainless steel ini..makanya saya nggak berani kasih informasi lebih dalam seperti pak Andry, takut salah..maaf ya pak Dirman..

Tanggapan 9 – Andry Soetiawan

Pak Darmayadi, info dari saya juga gak dalam2 amat kok (dan belom tentu bener juga sih :p)

Saya cuman emang pernah ngelongok sebentar aja kedalem dapur restoran tempat saya kerja.
Kalo saya ngerti cara masak stainless mah, udah bikin restoran sendiri. 😀

Pak Dirman, saya nggak terlalu dalem mengenai kitab perweldingan, baru satu dua jurus awal saja, jadi jawaban saya cuma berdasarkan penerawangan jarak jauh saja ya, mudah-mudahan suhu yang lain bisa turun gunung dan share jurus lainnya.
Saya juga nggak paham kenapa ada penentuan nilai FN minimum, kayaknya masih ada hubungan dengan pencegahan cracking saat cooling.

Kalau FN maksimum, perkiraan saya, di temperatur tinggi, fasa ferrite memang memiliki unsur Chromium lebih tinggi yang rentan membentuk intermetalik, sehingga sifat material di lasan akan getas, semakin banyak ferrit, kecenderungannya semakin banyak intermetalik yang terbentuk.

Tanggapan 10 – Dirman Artib

Semakin bingung saya hubungan nya satu sama lain.

Yang jelas, jika SS dioperasikan pada high temperature atau saat welding temperature terlalu tinggi, maka akan ada resiko Chrom pindah ke batas butir, ini disebut fenomena ‘sensitization’ (spelling nya tolong diperbaiki kalau salah)’, ………………pokoke Chrom pindah dan mengendap di batas butir membentuk Chrom Carbides (apa ya tulisan kimianya, mungkin CrFe3C, tolong dikoreksi).

Nah jika kekurangan Chrom tentu saja menurunkan daya resistensi thd corrosion.karena mengurangi daya terbentuknya passive film.

Sebuah hal kritikal bagi SS adalah saat proses Solidification SS pada waktu welding, di mana Sulphur and Phospor yg terkandung di dalamnya mempunyai koefisien ekpansi yang tinggi (thermal expansion), ini akan beresiko terhadap ‘cracking’, makanya diakali dgn membuat proses solidification tersebut melewati delta ferrite yg punya kemampuan untuk menyerap sulfur, caranya adalah dgn menggunakan filler metal seperti 304, dan barulah dilanjutkan untuk terbentuknya austenite SS saat dingin sempurna. Nah sisa delta ferrite inilah yang diukur untuk Ferrite Number (FN) sebagai indikasi bahwa resiko Solidification Cracking sudah turun.

Bukankah begitu para senior ?

Tanggapan 11 – ‘nafpemri’

OK Thanks Da Dirman…mungkin lain kali…

Tanggapan 12 -arabirazy albiruni

Dear All,

Seperti yang dibilang oleh Pak Darmayadi bahwa untuk memahami SS n karakteristiknya waktu yang dibutuhkan memang tidak sedikit karena sifat dari pengetahuan SS sendiri yang multidisiplin mulai dari metalurgi fisik, metalurgi paduan, solidification, corrosion, mechanical metallurgy, dll. Untuk beberapa kasus spesifik pertanyaan mungkin bisa dijawab secara detail n untuk memahami lebih lanjut sebainya dilakukan studi sendiri yang saat ini sudah relatif mudah untuk di akses.

Menyangkut pertanyaan mengenai batasan Ferrite Number pada hasil las-lasan hanya berlaku untuk jenis SS tipe austenitic terutama untuk aplikasi corrosion resistant seperti untuk carbamate solution, wet CO2, dll. Solidification cracking sendiri bukanlah hal yang sangat dominan pada pengelasan tipe SS austenitic, kecuali bila memang base metalnya sudah mengalami aging. FN sendiri bisa dihitung dan diprediksi dengan berbagai macam formula dimana nilai FN umumnya dipersharatkan antara 3-7 % (untuk kasus dimana korosi hebat tidak terjadi). Sementara nilai FN <1% sangat dipersyaratkan untuk aplikasi korosi yang hebat seperti pada pabrik urea.

Untuk aplikasi dimana ketangguhan juga menjadi hal yang penting, FN tidak boleh terlalu rendah. Keberadaan delta ferrite dalam weld deposit dibutuhkan untuk menghindari terjadinya solidification cracking.

Mudah2an cukup membatu penjelasan rekan2 sebelumnya..

Tanggapan 13 – Andry Soetiawan

Halo Pak Hasanuddin, saya masih di Sandvik kok, apa di tempat bapak ada lowongan? Bolehlah dishare ke saya 😀

Selain di link Arcellor Mittal yang ada dibawah, manufakturing stainless steel bisa juga dilihat disini (bedanya, kalau yang ini jelas iklan) 😀

http://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=q9Pwwb6ODXs