## Jurnal Sains dan Teknologi
Volume 12 Number 3, Tahun 2023, pp. 669-680 P-ISSN: 2303-3142 E-ISSN: 2548-8570 Open Access: https://doi.org/10.23887/jstundiksha.v12i3.51347

## A R T I C L E   I N F O
Article history: Received March 08, 2023 Accepted October 13, 2023 Available online October 25, 2023
Kata Kunci: Analisa kerusakan, sambungan las, retak fatiq, vibrasi.

## Keywords:
Failure analysis, welding joint, fatigue crack, vibration.
This is an open access article under the CC BY-SA license.
Copyright © 2023 by Author. Published by Universitas Pendidikan Ganesha.

## Analisa  Kegagalan  pada  Patahnya  Sambungan  Las  dalam Sistem Instrumentasi Katup Pengaman Tekanan Kerja
Gilang Cempaka Kusuma 1 *, Laili Novita Sari 2 , Hadi Sunandrio 3
1 Pusat Riset Teknologi Kekuatan Struktur, Badan Riset dan Inovasi Nasional, Tangerang Selatan, Indonesia
2,3 Direktorat Pengelolaan Laboratorium Fasilitas Riset dan Kawasan Sains Teknologi, Badan Riset dan Inovasi Nasional, Tangerang Selatan, Indonesia

## A B S T R A K
Analisa  kerusakan  dilakukan  dengan  menerapkan  serangkaian  inspeksi  dan pengujian  terhadap  sambungan  las  dari  tube  yang  digunakan  dalam  instalasi peralatan industri minyak dan gas bumi. Kerusakan berupa patahan ditemukan pada  tube  yang  merupakan  bagian  dari  sistem  instrumentasi  katup  pengaman tekanan  kerja.  Observasi  dengan  mikroskop  pada  perbesaran  rendah memperlihatkan  retakan  berawal  dari  sisi  dinding  luar  tube  dengan  morfologi patahan  merupakan  pola  penjalaran  retak  fatigue.  Pengujian  komposisi  kimia menunjukan bahwa material tube merupakan baja tahan karat tipe 316L. Analisa menggunakan  scanning  electron  microscope  pada  permukaan  patahan membuktikan  bahwa  mekanisme  patahan  merupakan  patah  getas  yang merambat pada batas butir.  Berdasarkan hasil observasi, retak yang terjadi pada sambungan tube terjadi akibat beban dinamis yang timbul pada saat operasional. Penyebab utama timbulnya beban dinamis adalah fenomena getaran yang timbul dari  mekanisme  membuka  dan  menutupnya  katup  pengaman  tekanan  kerja. Fenomena getaran yang terjadi pada material tube menimbulkan retak fatiq pada daerah  sambungan  las  yang  terus  merambat  kemudian  menyisakan  luas penampang  yang  tidak  lagi  mampu  menahan  pembebanan  sehingga menyebabkan  tube  patah.  Beberapa  rekomendasi  diberikan  sebagai  metode pencegahan  agar  tidak  terjadi  kejadian  berulang  terutama  pada  sambungan  las dari tube yang memiliki diameter kecil.

## A B S T R A C T
Failure analysis is carried out by applying a series of inspections and tests on the welding joints of tubes that used in the oil and gas industrial equipment. Failure in the form of a fracture was found in the tube which is part of working pressure safety valve instrumentation system. Observation with a microscope at low magnification shows that the crack initiated from the outer side of the tube wall with morphology of fatigue cracks pattern. Chemical composition test shows that the tube material is stainless steel type 316L. Analysis using a scanning electron microscope on the fracture surface proves that the fracture mechanism is a brittle fracture that propagates at the grain boundaries. Based on observation, cracks in the tube connection occure due to dynamic loads under operational condition. The main cause of dynamic loads is the vibration  phenomenon  arising  from  the  opening  and  closing  mechanisms  of  the  working  pressure  safety  valve.  The phenomenon of vibration that occurs in the tube material causes fatigue cracks in the welding joint area which continues to propagate and then leaves a cross sectional area that is no longer able to withstand the load and eventually leads to system failure. Several recommendation are given as a method of prevention, especialy failure in welded joints of tubes that have small diameters.

## 1. PENDAHULUAN
Pada fasilitas pengolahan minyak dan gas bumi terdapat tingkat resiko bahaya yang tinggi. Sektor industri minyak dan gas bumi pada dasarnya beroperasi dengan potensi bahaya dari bahan yang mudah terbakar, beracun dan mudah meledak yang menjadi resiko terhadap pekerja, lingkungan, aset peralatan serta  terhadap  reputasi  perusahaan.  Otomatisasi  proses  yang  kompleks  dan  sistem  instrumentasi dirancang untuk menjamin kesesuaian dan keamanan pada kondisi operasional. Sistem tersebut berperan sebagai  pembatas  untuk  mencegah  suatu  kondisi  yang  tidak  diinginkan  atau  untuk  meminimalkan konsekuensi dari resiko bahaya yang dapat terjadi (Redutskiy et al., 2021). Sistem instrumentasi dalam peralatan industri dapat diklasifikasikan menjadi tiga bagian subsistem utama. Subsistem pertama yaitu sebagai transmitter dengan  teknologi  sensor  pengukuran  terhadap  parameter  dan  mengirim  data kemudian  subsistem  berikutnya  yaitu logic  solver yang  mengimplementasikan  algoritma  tertentu terhadap data dari sensor dan mengirim sinyal ke subsistem selanjutnya yaitu elemen kontrol akhir yang dapat berupa aktuator, katup, saklar dan sebagainya yang berfungsi untuk menetapkan keadaan tertentu
pada  fasilitas  atau  unit  produksi.  Sistem  tersebut  dapat  ditingkatkan  menjadi  sistem  keamanan  yang dirancang  untuk  mengisolasi  secara  sebagian  atau  terhadap  keseluruhan  proses  dalam  kondisi  darurat yang  berpotensi  meningkat  menjadi  situasi  kritis  dalam  waktu  yang  singkat.  Salah  satu  sistem instrumentasi  dalam  fasilitas  industri  pengolahan  minyak  dan  gas  bumi  yaitu  sistem  proteksi  pada peralatan bertekanan berupa katup yang digunakan untuk melepas tekanan yang berlebih dan menutup ketika  aliran  fluida  telah  kembali  normal (X.  Song  et  al.,  2014;  X.  G.  Song  et  al.,  2015). Tube  digunakan dalam  sistem  instrumentasi  sebagai  saluran  penghantar  fluida  yang  akan  memberikan  parameter  data kepada  bagian  sensor.  Penggunaan  tube  sebagai  bagian  sistem  instrumentasi  pada  umumnya dihubungkan  terhadap  peralatan  industri  melalui  metode  penyambungan  menggunakan fitting yang memiliki ulir atau dengan proses pengelasan.
Penelitian terkait kegagalan pada tube yang telah dilakukan sebelumnya diantaranya yaitu oleh (Ling  et  al.,  2019) terhadap  tube  stainless  steel  tipe  304H  dengan  diameter  25.4  mm  yang  digunakan dalam  instalasi  tungku  pengolahan  bahan  baku  polimer  yang  diakibatkan  temperatur  tinggi  secara setempat, kemudian oleh (M. Liu et al., 2021) pada tube stainless steel austenitik dengan diameter 15 mm dari  alat  penukar  panas  pada  instalasi  geotermal  dengan  mekanisme  kegagalan  berupa  kombinasi  dari tekanan fluida dan lingkungan korosif, oleh (Y. Liu et al., 2021) pada tube stainless steel tipe 321 dengan diameter 19 mmn yang digunakan dalam instalasi pengolahan minyak bumi dengan mekanisme kegagalan akibat korosi,  dan oleh (Zhai et al., 2021) pada tube stainless steel 304 dengan diameter 16 mm dalam instalasi  pengolahan  batu  bara  dengan  mekanisme  kegagalan  dari  kombinasi  beban  mekanis  dan lingkungan korosif. Sementara pada penelitian ini kerusakan terjadi pada tube stainless steel austenitik tipe 316L yang memiliki ukuran diameter yang kecil dalam aplikasi sistem katup pengaman tekanan kerja ( pressure  safety  valve ).  Objek  pemeriksaan  merupakan  tube seamless dengan  diameter  9,53  mm  yang digunakan  sebagai  penyalur  fluida  bertekanan  untuk  menggerakan  mekanisme  membuka  dan  menutup katup dalam menjaga tekanan kerja pada instalasi industri pengolahan minyak dan gas bumi. Kegagalan terjadi  dalam  bentuk  patahan  pada  daerah  sambungan  las  antara  tube  terhadap  pipa  yang  memiliki ukuran diameter 101,6 mm sebagai ruang bertekanan ( pressure chamber ).
Penelitian yang dilakukan saat ini bertujuan untuk  mengetahui penyebab utama  dari kegagalan tube  instrumentasi  katup  pengaman  tekanan  kerja  sehingga  dapat  digunakan  sebagai  acuan  untuk menentukan  metode  yang  tepat  dalam  mencegah  kejadian  berulang  terutama  terhadap  sambungan  las pada  tube  yang  memiliki  ukuran  diameter  kecil.  Investigasi  awal  dilakukan  untuk  mengetahui  riwayat komponen  dan  informasi  yang  terkait  dengan  tube  yang  mengalami  kegagalan.  Pemeriksaan  visual dengan  perbesaran  rendah  (makroskopis)  dilakukan  untuk  memeriksa  indikasi  penyebab  kegagalan. Selanjutnya  dilakukan  pengkajian  terhadap  struktur  mikro  dan  permukaan  patahan  untuk  mengetahui proses perambatan retak. Pengujian  komposisi kimia dan pengujian distribusi kekerasan dilakukan untuk mengetahui riwayat siklus termal saat proses pengelasan berlangsung serta kondisi operasional sebelum tube mengalami kerusakan (M. Liu et al., 2021). Kegagalan tube pada umumnya terjadi akibat beberapa sebab  termasuk  di  antaranya  adalah  karena  adanya  lingkungan  korosif,  temperatur  tinggi,  abrasi  dan getaran (Y.  Liu  et  al.,  2021;  Zhai  et  al.,  2021). Atas  dasar  tersebut  proses  terjadinya  kegagalan diinvestigasi secara mendetail dan rekomendasi diupayakan untuk mencegah kejadian berulang.

## 2. METODE
Penelitian dilakukan dengan menerapkan serangkaian inspeksi dan pengujian untuk menganalisa akar  permasalahan  yang  menyebabkan  patahnya  sambungan  las  tube  instrumentasi.  Hasil  penelitian dapat digunakan sebgai dasar untuk menentukan metode yang tepat dalam mencegah terjadinya kejadian serupa  pada  kerusakan  tube  yang  memiliki  ukuran  diameter  kecil.  Analisa  awal  dilakukan  terhadap karakteristik  dari  material  tube  dan  sambungan  las  yang  diterapkan (Kant  et  al.,  2018). Untuk memperoleh  data  yang  cukup  sisa  patahan  tube  dilepas  dari  katup  pengaman  tekanan  kerja  yang kemudian  dibawa  ke  laboratorium  untuk  diperiksa  lebih  seksama.  Inspeksi  dan  pengujian  dilakukan  di laboratorium Badan Riset dan Inovasi Nasional kawasan sains dan teknologi Serpong Tangerang Selatan.
Pada  tahap  awal  dilakukan  pengukuran  dimensi  dan  inspeksi  visual.  Observasi  terhadap permukaan  patahan  selanjutnya  dilakukan  menggunakan  mikroskop  dengan  tingkat  perbesaran  yang rendah (kurang dari 50×).  Pemeriksaan struktur mikro dilakukan dengan cara membuat spesimen dari potongan   pada arah memanjang.   Bagian potongan tube dipasangkan mounting yang terbuat dari resin araldite utuk selanjutnya dilakukan etsa dengan larutan Kalling’s reagent dengan waktu tahan selama 30 detik pada suhu ruang setelah dilakukan pengamplasan menggunakan grit 1200 dengan media pendingin air  dan  pemolesan  dengan  pasta  intan (ASTM  Standard,  2015). Observasi  struktur  mikro  dilakukan dengan mikroskop metalurgi (Olympus DSX 510) hingga perbesaran 150×.  Untuk  mempertajam analisa dalam  menetapkan  mekanisme  perpatahan  dilakukan  pemeriksaan  menggunakan  metode scanning electron microscope yang dilengkapi dengan sensor energy dispersive X-ray spectroscopy (Zeis, Supra 55)
yang  bertujuan  untuk  mengetahui  kemungkinan  adanya  senyawa  lain  yang  terbentuk  di  sekitar  daerah patahan  pada  daerah  terjadinya  awal  retak.  Agar  dapat  mengetahui  kesesuaian  material  tube  terhadap kondisi operasional dilakukan pengujian komposisi kimia (OBLF GS1000-II) menggunakan metode optical emision  spectroscopy (OES)  yang  memiliki  kemampuan  memperlihatkan  kadar  karbon  pada  material meskipun dengan presentase yang rendah.  Selain itu dilakukan  pengujian  kekerasan  mikro (PTI3000D) menggunakan  metode  uji  Vickers  dengan  prinsip  indentasi  menggunakan  indentor  intan  yang  memiliki bentuk  piramid (Kant  et  al.,  2018). Pembebanan  yang  diberikan  dalam  uji  kekerasan  sebesar  30  kgf dengan waktu tahan selama 15 detik (American Society for Testing and Materials E92, 2004). Pengujian kekerasan dilakukan pada daerah logam las, daerah material induk yang terpengaruh panas dari proses pengelasan ( heat afected zone ) dan material induk yang berada jauh dari daerah patahan. Analisa  kegagalan  dilakukan  dengan  mencari  korelasi  dari  hasil  observasi  diantaranya  yaitu adalah karakteristik morfologi patahan, lokasi awal teradinya retak, adanya deformasi pada material serta kemungkinan  abnomali  dari  struktur  mikro  dan  komposisi  kimia  pada  daerah  material  induk  maupun logam  las.  Penelitian  yang  telah  dilakukan  sebelumnya  pada  umumnya  dilakukan  terhadap  tube  pada mesin penukar panas yang  memiliki ukuran  diameter yang lebih  besar sementara  dalam karya tulis  ini objek  penelitian  merupakan  tube  instrumentasi  dengan  ukuran  diameter  yang  kecil  (kurang  dari  1/2 inch).  Hipotesis  awal  dari  penyebab  terjadinya  patahan  pada  tube  dapat  diakibatan  oleh  mekanisme korosi,  morfologi  patahan  akibat  pembebanan  yang  terlalu  tinggi  atau  morfologi  patahan  akibat pembebanan dinamis.

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil

## Gambar 1. Kerusakan pada Sambungan Tube Terhadap Ruang Bertekanan
Pemeriksaan visual memperlihatkan bahwa pada  bagian sambungan antara tube terhadap pipa sebagai  ruang  bertekanan  telah  terjadi  patah  secara  keseluruhan  sehingga  kedua  komponen  tersebut terpisah.  Penyambungan  tube  dengan  pipa  digunakan  metode  pengelasan  dengan  tipe  sambungan fillet weld . Antara tube dengan pipa terdapat perbedaan ukuran diameter maupun ketebalan yang cukup besar. Dimensi  dari  obyek  pemeriksaan  memiliki  ukuran  diameter  luar  9,5  mm  dengan  tebal  dinding  1,3  mm sementara untuk pipa bertekanan memiliki diameter 100 mm dengan ketebalan 6 mm. Pada bagian tepi dekat dengan daerah patahan tampak sedikit sekali adanya deformasi plastik ( necking ) sebagai indikasi material  yang  bersifat  ulet.  Bagian  tube  yang  berada  dekat  dengan  area  patahan  terlihat  mengalami lendutan  sebagai  indikasi  bahwa  tube  mengalami  tegangan  tekuk  ( Gambar  1 ).  Observasi  terhadap permukaan  patahan dari  tube memperlihatkan  pola deformasi plastik sebagai indikasi awal mula retak serta arah penjalaran retak yang diawali dari sisi bagian luar tube yang kemudian menjalar ke sisi bagian dalam  hingga  patah  secara  keseluruhan.  Adanya  perbedaan  pola  deformasi  pada  permukaan  patahan merupakan  indikasi  perubahan  dari  mekanisme  perambatan  retak  fatiq  menjadi  patah overload ketika sisa penampang tube tidak lagi mampu menerima pembebanan ( Gambar 2 ).
Gambar 2. Pemeriksaan pada Permukaan Patahan dengan Perbesaran Rendah
Dari  hasil  analisa  pengujian  komposisi  kimia  dengan  metode optical  emission  spectroscopy diketahui  bahwa  material  tube  memenuhi  standar  komposisi  dari  material  stainless  steel  tipe  TP316L yang sesuai untuk kategori tube dengan ukuran diameter kecil untuk penggunaan umum dalam kondisi lingkungan  korosif  pada  temperatur  rendah  maupun  temperatur  tinggi  (Payam  et  al.,  2019),  kecuali dengan  adanya  paduan  unsur  tembaga  dan  vanadium  yang  ditemukan  dalam  komposisi  material  tube. Material  jenis  ini  diketahui  memiliki  ketahanan  yang  baik  pada  lingkungan  asam  dan  paparan  air  laut (Hussaini et al., 2014). Komposisi unsur kimia pada tube instrumentasi disajikan pada Tabel 1 .
Tabel 1. Komposisi Unsur Kimia pada Tube Instrumentasi
Element (wt%) C Si Mn S P Cr Ni Mo Cu V Material tube 0,025 0,45 1,9 0,001  0,032  16,05 10,07 2,35 0,58 0,15 TP 316 L 0,030 1.00 2.0 0,030  0,045 16‒18 10‒15 2‒3 - -
Hasil  pemeriksaan  metalografi  memperlihatkan  bahwa  pengelasan  antara  tube  terhadap  pipa menggunakan desain kampuh V tunggal dengan sudut  kemiringan 30° ( Gambar 3 ). Inisiasi retak terjadi pada logam las yang kemudian menjalar memotong material tube hingga mengalami patah. Pemeriksaan metalografi juga memperlihatkan adanya retak sekunder yang diawali pada daerah batas fusi dari logam las terhadap material induk yang kemudian menjalar memotong material tube. Retak sekunder berawal dari  sisi  luar  dinding  tube  dengan  perambatan  retak  pada  batas  butir  material  ( intergranular ).  Retak sekunder lain terlihat berawal dari sisi dinding dalam tube dengan pola rambatan retak memotong butir kristal material tube ( transgranular ). Struktur mikro dari tube didominasi matriks austenitik dengan butir kristal equiaxed dan  adanya  struktur  kembar  ( twinning )  yang  merupakan  ciri  khas  dari  meterial  baja tahan karat TP 316L. Selain itu dari pemeriksaan metalografi dapat terlihat bahwa  struktur mikro yang terbentuk pada logam las sangat berbeda dengan bagian material induk yaitu morfologi cellular dengan lengan dendritik disertai fasa kedua dengan morfologi ferrite akibat proses pendinginan cepat dari  fasa cair (Shankar et al., 2016; Suresh Kumar et al., 2021). Pada logam las maupun material tube terlihat bebas dari cacat akibat proses fabrikasi dengan ukuran butir kristal yang homogen.
Arah penjalaran retak Awal retak Batas akhir patah lelah
Awal retak 30° Logam las Material induk
Pemeriksaan  distribusi  kekerasan  material  dengan  metode  vickers  yang  diterapkan  terhadap spesimen tube menggunakan prinsip menekan material dengan indentor dalam bentuk piramida dengan suduk 136  (Ceramics et al., 2012). Penekanan akan menghasilkan jejak pada material yang selanjutnya dilakukan  pengukuran  dengan  bantuan  mikroskop.  Sebelum  dilakukan  pengujian  kekerasan  material dengan  metode  Vickers,  permukaan  spesimen  dilakukan  penggerindaan  dan  pemolesan  untuk memperoleh permukaan yang datar dan halus. Hasil analisa pengujian menunjukan distribusi kekerasan pada daerah logam las (WM) mengalami peningkatan nilai kekerasan hingga mencapai 221 HV sementara pada daerah dekat dengan area sambungan las material tube mengalami pelunakan dengan nilai 168 HV yang lebih rendah dibandingkan area yang jauh dari daerah sambungan las yaitu dengan nilai rata rata 186,3  HV.  Terjadinya  peningkatan  nilai  kekerasan  pada  daerah  sambungan  las  dapat  terjadi  akibat momen tekuk yang menimbulkan efek pengerjaan dingin terhadap material. Pelunakan yang terjadi pada daerah  dekat  dengan  sambungan  las  dapat  diakibatkan  oleh  fenomena  segregasi  unsur  karbon  serta pertumbuhan  butir  kristal  dalam  material  yang  dipengaruhi  panas  dari  proses  pengelasan.  Lokasi  titik pengambilan nilai distribusi kekerasan diilustrasikan pada Gambar 4.

## Gambar 4. Pemeriksaan Distribusi Kekerasan pada Potongan Tube
Pemindaian dengan mikroskop elektron dapat memperlihatkan perbesaran yang jauh lebih tinggi sehingga  pemeriksaan  dapat  dilakukan  lebih  terperinci  dibandingkan  dengan  penggunaan  mikroskop optik.  Metode  SEM  menghasilkan  gambar  dengan  resolusi  tinggi  dan  detail  sehingga  dapat memperlihatkan dengan baik terkait struktur permukaan, adanya ketidaksempurnaan dan pengotor yang dapat  dengan  jelas  untuk  dilakukan  identifikasi.  Pemeriksaan  dengan  metode scanning  electron microscope memperlihatkan  bahwa  permukaan  patahan  membentuk  morfologi cleavage dengan  pola deformasi  plastik  yang  mengindikasikan  arah  penjalaran  retak (Babu  et  al.,  2010). Dengan  perbesaran yang  lebih  tinggi  ditemukan  adanya  daerah  datar  ( flat  facets )  yang  merupakan  indikasi  mekanisme patahan yaitu penjalaran retak sepanjang batas butir kristal austenite (Sajith et al., 2020) . Pemeriksaan SEM pada permukaan patahan disajikan pada Gambar 5.
No. HV 1 221 (WM) 2 168 3 168 4 168 5 189
6 185
7 185 1 2  3  4 5  6  7
Arah penjalaran retak Flat facets
Energy dispersive x-ray spectroscopy adalah salah satu fitur yang disematkan dalam alat uji SEM sebagai  detektor  untuk  menentukan  komposisi  pada  area  spesifik  dari  sampel.  Dari  hasil  pemeriksaan EDS  pada  permukaan  patahan  menunjukan  adanya  peningkatan  persentase  kadar  unsur  karbon  dan unsur  sulfur  dibandingkan  dengan  hasil  pengujian  komposisi  kimia  pada  material  induk  tube  TP316L menggunakan metode OES. Hasil pemeriksaan EDS ditunjukkan pada Gambar 6. Kandungan karbon yang tinggi pada sambungan las material baja tahan karat austenitik umumnya adalah dalam bentuk karbida yang terbentuk pada batas butir yang dapat menyebabkan naiknya nilai kekerasan pada daerah logam las. Senyawa karbida akan menurunkan sifat mekanis terutama terkait keuletan material dan dapat menjadi situs awal mula retak pada sambungan las (Moslemi et al., 2015). Keberadaan fasa kedua berupa ferrite pada  batas  butir  merupakan  kondisi  ideal  bagi  karbida  untuk  terkumpul  yang  kemudian  membentuk segregasi pada daerah batas butir. Karbida yang terbentuk pada baja tahan karat tipe 316 pada umumnya adalah karbida krom dan karbida molibdenum (Ostovan et al., 2021).
Gambar 6. Pemeriksaan EDS pada Permukaan Patahan

## Pembahasan
Kegagalan  akibat  mekanisme  temperatur  tinggi,  erosi,  korosi  dan  cacat  fabrikasi  telah tereliminasi  dari  hasil  observasi  melalui  inspeksi  visual,  komposisi  kimia  serta  karakteristik mikrostruktur (Y. Li et al.,  2022). Hipotesa kegagalan mengerucut  terhadap pembebanan mekanis  pada sambungan  las.  Terjadinya  awal  retak  pada  sisi  luar  tube  merupakan  indikasi  bahwa  tube  mengalami tegangan  tekuk  dengan  puncak  tegangan  berada  pada  dinding  sisi  luar  yang  membedakan  terhadap patahan yang diakibatkan oleh tekanan fuida di dalam tube yang cenderung menimbulkan retakan pada arah longitudinal (Ling et al., 2019; M. Liu et al., 2021). Tidak terlihatnya deformasi plastis dalam bentuk penipisan  dinding  tube  pada  daerah  patahan  menunjukan  bahwa  tekanan  fluida  yang  terjadi  di  dalam tube masih berada di bawah batas elastisitas sehingga tidak membuat tube menggembung (Deshmukh & Dhamangaonkar, 2023; J. Li et al., 2022). Hasil observasi metalografi tidak menunjukan adanya degradasi struktur  mikro  pada  logam  induk  maupun  terbentuknya  rongga  inisiasi  retak  sebagai  pertanda  tidak terjadi  paparan  temperatur  tinggi  pada  tube (G.  Li  et  al.,  2022) sehingga  distribusi  butir  kristal  pada material  induk  terlihat  seragam  tanpa  ada  pertanda  morfologi  sensitisasi  pada  batas  butir (J.  Li  et  al., 2022) .  Bentuk  retakan  yang  tidak  bercabang  merupakan  indikasi  bahwa  patahan  terjadi  tanpa  adanya pengaruh dari lingkungan korosif (M. Liu et al., 2021; Y. Liu et al., 2021; Zhai et al., 2021). Pemeriksaan dengan  SEM  maupun  EDS  tidak  menemukan  senyawa  yang  bersifat  korosif  maupun  adanya  deposit produk korosi yang menguatkan dugaan bahwa penyebab kegagalan merupakan beban mekanis (Ou et al., 2022).
Pemeriksaan  dengan  metode  visual  memperlihatkan  adanya  lendutan  dekat  dengan  daerah patahan  yang  mendukung  hipotesa  awal  bahwa  komponen  tersebut  mengalami  pembebanan  mekanis dalam  bentuk  tegangan  tekuk.  Konstruksi  dari  tube  instrumentasi  yang  memiliki  diameter  yang  kecil rentan untuk mengalami lendutan pada saat menerima pembebanan yang timbul akibat berat dari fitting tube  dan  katup  pengaman  yang  terpasang.  Pemeriksaan  terhadap  permukaan  patahan  dengan  metode scanning  electron  microscope menunjukan  dominasi  dari  pola cleavage yang  merupakan  bentuk  dari terjadinya perambatan retak yang memotong batas butir sebagai indikasi patahan terjadi pada material yang  getas (Ling  et  al.,  2019;  Wu  et  al.,  2021). Observasi  dengan scanning  eletron  microscope juga menunjukan indikasi mekanisme patahan berupa retak yang menjalar pada batas butir dan menyebabkan
Element Persentase (wt%) C 5,06 O 6,69 Al 1,05 Si 0,47 S 1,49 Cr 15,58 Fe 57,23 Ni 12,43 Total 100,00
butir  kristal  austenite  terpisah  membentuk  permukaan  yang  datar  ( flat  facets ) (Sajith  et  al.,  2020). Peluang terjadinya penjalaran retak pada batas butir dapat dipengaruhi oleh orientasi batas butir kristal terhadap arah penjalaran retak (Payam et al., 2019). Sementara adanya retak yang terjadi pada batas butir merupakan  efek  pelemahan  pada  daerah  batas  butir  yang  merupakan  daerah  terjadinya  segregasi  dari unsur  paduan  dalam  material.  Semakin  kecil  luas  area  batas  butir  akan  memperkecil  daerah  yang menahan  penjalaran  retak  sehingga  berpeluang  retakan  memotong  butir  kristal (Prasad  Reddy  et  al., 2008). Dengan  ukuran  butir  yang  halus  dan  adanya  fasa  kedua  pada  logam  las  menyebabkan  arah penjalaran  retak  berdefleksi  memotong  material  induk  pada  daerah  terpengaruh  panas  pegelasan. Keberadaan batas butir dari fasa kedua di dalam logam las dapat menjadi penghambat bagi perambatan retak (Shankar  et  al.,  2016). Peluang  perambatan  retak  juga  ditentukan  oleh  kekuatan  dari  fasa  dalam struktur mikro material dan kekuatan fatiq akan lebih baik apabila orientasi batas butir paralel terhadap arah  pembebanan  dibandingkan  batas  butir  yang  memiliki  orientasi  arah  tegak  lurus  terhadap pembebanan (Babu  et  al.,  2010). Pola  deformasi  plastik  yang  terjadi  pada  permukaan  patahan  yang ditampilkan  dengan  bantuan  mikroskop  pada  perbesaran  rendah  memperlihatkan  adanya  dua  macam pola  perambatan  retak  sebagai  indikasi  perubahan  mode  retak fatigue menjadi  patah  akibat overload ( Gambar 3 ) (He et al., 2018) .
Komposisi kimia  dari hasil  pemeriksaan dengan metode OES  menunjukan  bahwa  material tube merupakan tipe baja tahan karat dengan kesesuaian paling mendekati adalah terhadap standar material TP316L  kecuali  dengan  adanya  paduan  tembaga  dan  vanadium.  Terdapatnya  perbedaan  komposisi terhadap  standar  baku  pada  material  tube  dapat  saja  terjadi  yang  ditujukan  untuk  memperoleh karakteristik khusus yang kemudian dikenal dalam klasifikasi baja tahan karat dengan merk dagang dari material  tersebut.  Penambahan  unsur  tembaga  pada  baja  tahan  karat  dapat  memberikan  efek  untuk meminimalkan  kemungkinan  terjadi stress  corrosion  cracking serta  memberikan  efek age  hardening . Sementara paduan vanadium dapat memberikan efek untuk memperhalus ukuran butir kristal. Material baja tahan karat austenitik 316L diketahui memiliki ketahanan terhadap penjalaran retak fatiq yang baik pada  suhu  ruang  serta  memiliki  keuletan  dan  ketangguhan  yang  lebih  baik  dibandingkan  material  baja karbon dan baja paduan rendah (American Society for Metals, 2005). Material baja tahan karat austenitik seri 300 memiliki karakteristik ketahanan korosi dan sifat mekanis yang baik sehingga banyak digunakan dalam aplikasi industri (Hussaini et al., 2014; M. Liu et al., 2021).
Material  tersebut  pada  dasarnya  memiliki  sifat  non  magnetik  dan  dapat  ditingkatkan kekerasannya dengan pengerjaan dingin. Baja tahan karat austenitik termasuk material metastabil yang memiliki  kemungkinan  terjadi  perubahan  fasa  menuju martensite dari  pengerjaan  dingin  yang menimbulkan  deformasi  plastis (Singh  et  al.,  2021). Baja  tahan  karat  tipe  316  L  adalah  pengembangan dari  tipe  316  dengan  kadar  karbon  yang  lebih  rendah  untuk  menghindari  terbentuknya  karbida  dalam proses pengelasan (Kant et al., 2018). Sifat mampu las dari material baja tahan karat austenitik memiliki kecenderungan  untuk  mengalami  distorsi  yang  diakibatkan  nilai  koefisien  ekspansi  termal  yang  cukup tinggi serta untuk terjadi retak panas dan presipitasi karbida yang akan menurunkan sifat mekanis dari sambungan las (Moslemi et al., 2015). Terdapatnya pengotor berupa unsur sulfur dan pospor merupakan faktor  utama  yang  menyebabkan  retak  pada  sambungan  las  baja  tahan  karat  austenitik  dengan terbentuknya senyawa yang memiliki titik lebur yang rendah yang menyebabkan terpisahnya batas antar muka  akibat  adanya  tegangan  dari  penyusutan  yang  terjadi  ketika  logam  las  membeku  sementara senyawa tersebut masih berada diatas temperatur solidus. Pada umumnya pengelasan material baja tahan karat austenitik tidak membutuhkan adanya perawatan panas setelah proses pengelasan, tetapi terkadang perawatan  panas  dilakukan  dengan  tujuan  untuk  meningkatkan  ketahanan  karat  serta  untuk menghilangkan  tegangan  sisa.  Tegangan  sisa  dapat  timbul  dari  proses  pembentukan  dalam  keadaan dingin maupu dari proses pengelasan (M. Liu et al., 2021).
Proses perawatan panas secara lokal perlu dilakukan dengan kehati-hatian disebabkan kenaikan temperatur secara lokal dapat menimbulkan daerah yang mengalami sensitisasi serta tegangan sisa baru yang  timbul  akibat  adanya  gradien  temperatur.  Hal  ini  menggiring  asumsi  bahwa  sumber  dari  unsur karbon yang berlebih pada permukaan patahan yang terlihat melalui pengujian EDS merupakan sedimen dari fluida yang mengalir di dalam tube atau material dari pipa sebagai ruang bertekanan merupakan tipe baja yang memiliki kadar karbon yang cukup tinggi sehingga menyebabkan dilusi unsur karbon ke dalam logam  las  austenitik  yang  memiliki  tingkat  kelarutan  yang  tinggi  terhadap  unsur  karbon  yang menimbulkan  terjadinya  peningkatan  senyawa  karbida  pada  permukaan  patahan.  Data  pengujian menunjukan  nilai  kekerasan  pada  logam  las  melampaui  standar  material  dengan  nilai  kekerasan  yang diizinkan untuk material tube TP 316L adalah tidak melampaui 200 HV (Steel, 2008). Meningkatnya nilai kekerasan  yang  memiliki  efek  samping  menurunkan  ketahanan  fatiq  menjadi awal  mula  inisiasi  retak pada sambungan las akibat beban dinamis. Dengan nilai kekerasan yang lebih tinggi pada bagian logam las menyebabkan  respon terhadap tegangan yang  bekerja menjadi lebih  tinggi  dibandingkan pada material
induk  dengan  keuletan  yang  lebih  baik  sehingga  dapat  berdefleksi  terhadap  beban  yang  diterima.  Nilai keuletan akan lebih berperan pada beban dinamis yang memiliki nilai amplitudo yang tinggi sementara kekuatan  material  berperan  pada  beban  dinamis  dengan  nilai  amplitudo  yang  rendah (Shankar  et  al., 2016) yang menyebabkan umur fatigue pada daerah sambungan las akan lebih rendah dibandingkan pada bagian  material  induk.  Terjadinya  peningkatan  nilai  kekerasan  pada  logam  las  terkait  dengan  adanya perubahan  struktur  mikro  serta  terjadinya  peningkatan  kadar  karbon  pada  logam  las  yang  dibuktikan melalui pemeriksaan dengan metode metalografi dan EDS.
Struktur  mikro  dari patahan tube didominasi matriks  austenitik yang merupakan  ciri khas dari material baja tahan karat TP316L (Vander Voort & Baldwin, 2004). Di sisi lain struktur mikro pada logam las adalah transisi dari dendritik austenite menuju struktur mikro cellular austenite halus. Struktur mikro logam  las  baja  tahan  karat  austenitik  dapat  tampak  berbeda  dibandingkan  dengan  material  induknya meskipun  dengan  komposisi  yang  serupa  dengan  adanya  reaksi  dekomposisi,  presipitasi  dan  segregasi elemen selama tahap pendinginan (Moslemi et al., 2015). Terbentuknya struktur mikro cellular dendritik yang  mirip  dengan  struktur  mikro  dari  produk  cor  merupakan  indikasi  dari  logam  las  austenitik  yang mengalami  laju  pendinginan  yang  cepat (Fu  et  al.,  2008). Hal  ini  dapat  terjadi  melalui  mekanisme perpindahan  panas  secara  konduksi  terutama  terhadap  material  induk  pipa  bertekanan  yang  memiliki ukuran  diameter  dan  dinding  yang  tebal  serta  rendahnya  nilai  masukan  panas  dari  proses  pengelasan yang  diketahui  dari  ukuran  volume  logam  las  yang  kecil  dari  pembuatan  kampuh  dengan  sudut  30°. Meningkatnya nilai kekerasan pada logam las dapat terjadi pada penyambungan dua jenis material yang berbeda yaitu baja tahan karat tipe 316 terhadap tipe 304 baik dengan logam pengisi tipe 316 maupun 309 yang menghasilkan struktur mikro dendritik pada logam las (Kant et al., 2018).
Tebentuknya fasa yang bersifat keras dan getas pada material baja tahan karat 316 dapat terjadi akibat  deformasi  plastis  dari  proses  fabrikasi  maupun  akibat  pembebanan  pada  kondisi  operasional (Nishimura & Alyousif, 2009). Pada daerah yang mengalami sensitisasi minimnya kadar krom akan lebih memiliki  kecenderungan  membentuk  fasa martensite yang  getas (Alyousif  &  Nishimura,  2010). Fasa mertensite  terbentuk  pada  daerah  batas  butir  yang  akan  menahan  untuk  terjadinya  pergeseran  butir kristal sehingga meningkatkan nilai kekerasan material. Deposit logam las baja tahan karat pada material baja karbon perlu menggunakan logam pengisi (kawat las) yang mengandung kadar paduan yang tinggi untuk  menjamin  dilusi  dari  baja  karbon  tidak  akan  menghasilkan  struktur  yang  getas  pada  logam  las. Logam pengisi tipe 308, 316 atau  347 sebaiknya  dihindari  dan digantikan  oleh  logam pengisi tipe 309, 309L, 310 atau 312 (Ostovan et al., 2021). Terjadinya peningkatan nilai kekerasan pada daerah logam las juga dapat disebabkan oleh adanya fenomena pengerasan akibat  regangan  dari  proses penyusutan saat logam las membeku (American Society for Metals, 2018).
Beban  dinamis  pada  tube  instrumen  katup  pengaman  tekanan  kerja  dapat  terjadi  akibat  dari tekanan fluida yang tidak konstan, mekanisme dari katup itu sendiri dan juga efek dari resonansi (Galbally et  al.,  2015). Lonjakan  tekanan  dapat  dialami  pada  tube  yang  diinisiasi  oleh  mekanisme  menutupnya katup dengan cepat. Lonjakan tekanan  pada kondisi  ini dapat  terjadi dengan peningkatan tekanan jauh lebih  tinggi  dibandingkan  tekanan  kerja  normal  yang  menghasilkan  vibrasi  bahkan  pergerakan  yang cukup  keras  pada  tube  instrumentasi  yang  memiliki  ukuran  diameter  kecil.  Begitupun  apabila  respon pergerakan membuka dari komponen katup pengaman tidak cukup cepat maka akan terjadi peningkatan tekanan  yang  menyebabkan  tube  mengalami  batas  tekanan  maksimum  secara  berulang  sebelum  katup pengaman membuka secara penuh (X. G. Song et al., 2015). Pada kondisi akan menutup setelah terbuka penuh, katup pengaman tekanan dengan prinsip kerja menggunakan pegas dan piringan akan mengalami osilasi  pada  komponen  piringan  katup  yang  menyebabkan  timbulnya  getaran (Galbally  et  al.,  2015;  X. Song  et  al.,  2014). Penyebab  lainnya  terjadi  getaran  pada  tube  adalah  akumulasi  dari  kotoran  yang menghalangi  aliran  fluida  sehingga  menyebabkan  turbulensi,  terjadinya  perubahan  tekanan  hidraulis, resonansi akustik serta getaran mekanis yang dieksitasi kemudian ditransmisikan dari peralatan lainnya (Thomas & Mourad, 2021).
Retak  sekunder  yang  terjadi  pada  batas  fusi  antara  logam  las  dan  material  induk  dapat disebabkan  karena  pada  daerah  tersebut  terdapat  perubahan  geometri  yang  dapat  menjadi  titik konsentrasi  tegangan  serta  sebagai  daerah  yang  memiliki  tegangan  sisa  dalam  arah  tarik  akibat  siklus termal dari proses pengelasan (Almeida et al., 2017). Inisiasi retak fatigue sangat dipengaruhi oleh kondisi permukaan pada titik tegangan paling tinggi (Zhang et al., 2020). Begitupun bentuk profil manik las yang kasar dan membentuk takikan pada bagian tengah menimbulkan situs sebagai titik konsentrasi tegangan yang tinggi. Terdapatnya tegangan sisa dari proses pengelasan dapat meningkatkan nilai tegangan yang diterima  oleh  material  melampaui  nilai  tegangan  yang  diizinkan  dalam  desain  yang  akan  menginisiasi serta meningkatkan laju perambatan retak (Babu et al., 2010; Johan Singh et al., 2007). Daerah sambungan las yang meliputi logam las, daerah terpengaruh panas dan material induk memiliki sifat heterogen secara struktur mikro maupun sifat mekanis yang dapat menjadi daerah potensial untuk terjadinya awal mula
retak akibat fatigue (Prasad Reddy et al., 2008; Suresh Kumar et al., 2021). Gradien regangan yang terjadi pada  struktur  mikro  yang  tidak  homogen  menimbulkan  ketidakseragaman  deformasi  dengan  nilai lendutan  cenderung  lebih  besar  pada  daerah  yang  lebih  lunak.  Detail  geometri  dan  konfigurasi sambungan  las  merupakan  variabel  penting  yang  akan  mempengaruhi  umur  dari  struktur  ataupun komponen  dalam  menerima pembebanan. Terdapatnya  titik konsentrasi tegangan  dapat menjadi lokasi awal retak yang umumnya terjadi pada tepi mahkota las. Untuk meningkatkan kemampuan sambungan las  dalam  menerima  beban  dinamis  dapat  dilakukan  dengan  menghindari  takikan  yang  memiliki  sudut yang tajam (American  Society  for Metals, 2018). Aspek  tersebut  dapat ditempuh  dengan cara membuat logam las membentuk segitiga simetris pada kedua kaki las dan membentuk sudut yang landai pada tepi dari mahkota las. Awal permulaan dan akhir pengelasan juga dapat menjadi titik konsentrasi tegangan, oleh karenanya sebisa mungkin dihindari terletak pada lokasi titik pembebanan yang paling tinggi. Profil manik  las  yang  digerinda  rata  juga  diketahui  dapat  memperpanjang  umur  komponen  terhadap  beban dinamis (Zhang et al., 2020).
Berdasarkan ciri-ciri kerusakan yang tampak dari serangkaian hasil pengujian dapat dinyatakan bahwa kerusakan sambungan tube diakibatkan oleh  mekanisme fatigue yang diawali dengan terjadinya retak  dari  sisi  bagian  luar  tube  pada  daerah  sambungan  las  sebagai  daerah  yang  memiliki  ketahanan fatigue yang paling rendah. Retak kemudian menjalar ke material tube hingga sisa penampang tidak lagi mampu menahan pembebanan yang terjadi sehingga tube patah secara keseluruhan. Dilihat dari luas area penjalaran  siklus fatigue yang  sangat  kecil  apabila  dibandingkan  dengan  luas  area  sisa  patahan  maka dapat dikatakan tube mengalami beban dinamis dengan amplitudo yang tinggi (He et al., 2018). Kegagalan akibat fatigue terjadi ketika material mengalami tegangan secara berulang atau berfluktuasi dengan nilai beban  yang  lebih  rendah  dari  kekuatan  material  dalam  menerima  satu  kali  beban  statis.  Semua sambungan  tube  lainnya  yang  memiliki  konstruksi  serupa  dapat  diperkirakan  mengalami  kegagalan dengan mekanisme yang sama. Tindakan pencegahan yang dapat dilakukan diantaranya adalah pemilihan material tube yang memiliki nilai modulus elastisitas yang lebih  tinggi (Thomas & Mourad, 2021).
Nilai  kekakuan  material  juga  diketahui  dapat  meningkatkan  ketahanan  terhadap  pembebanan dinamis yang dapat diperoleh dengan pemilihan tube yang memiliki ketebalan dinding yang lebih besar. Getaran  yang  terjadi  pada  tube  dapat  diminimalisasi  dengan  pemasangan  struktur  penahan  tube  ( tube support )  yang  memadai (Pettigrew  &  Taylor,  2003). Untuk  meningkatkan  kekuatan  pada  desain sambungan  las fillet perlu  menghindari  adanya  sudut  yang  tajam  yang  dapat  menjadi  titik  konsentrasi tegangan yang dapat diperoleh dengan membuat sambungan las dengan ukuran kaki las yang simetris dan dengan sudut yang landai serta menghindari terjadinya takik terutama pada tepi mahkota las (Mourad et al.,  2004). Bagian  tepi  dari  kaki  las  merupakan  daerah  utama  sebagai  inisiasi  retak  yang  sering  terjadi dalam  pengelasan  busur  listrik  dengan  adanya  konsentrasi  tegangan  yang  timbul  dari  perubahan geometri dan terdapatnya tegangan sisa  dengan arah tarik. Bentuk tepi mahkota las dengan sudut yang landai  dapat  diperoleh  dengan  cara  melakukan  penggerindaan  atau  dengan  cara  memanaskan  kembali menggunakan  elektroda  tungsten  yang  dapat  dilakukan  dalam  proses  pengelasan gas tungsten  arc welding .

## 4. SIMPULAN
Tube mengalami retak fatigue pada daerah sambungan las yang diawali dari dinding sisi luar tube yang kemudian menjalar ke bagian dalam hingga terjadi patah secara keseluruhan. Kegagalan sambungan las disebabkan oleh beban dinamis (vibrasi) dari mekanisme membuka dan menutupnya katup pengaman tekanan kerja. Dengan luas  area perambatan siklus fatigue yang sangat kecil dibandingkan  dengan luas area  sisa  patahan  menunjukan  bahwa  tube  mengalami  tegangan  nominal  yang  cukup  besar  yang merupakan  efek  dari  lonjakan  tegangan  yang  terjadi  akibat  respon  dari  katup  yang  tidak  cukup  cepat membuka ketika tekanan fluida melampaui desain yang diizinkan dan atau mekanisme menutupnya katup yang terlampau cepat. Metode yang paling efektif untuk meningkatkan umur pakai komponen terhadap beban fatigue adalah  dengan  melakukan  pengembangan  terhadap  detail  prosedur  fabrikasi  yang bertujuan  untuk  mengeliminasi  terdapatnya  daerah  yang  dapat  menjadi  konsentrasi  tegangan  dan meminimalkan  terjadinya  lonjakan  tegangan  yang  tinggi  pada  komponen  tube  instrumentasi  dengan mengembangkan  desain  katup  agar  memiliki  respon  membuka  dengan  cepat  dan  menutup  secara perlahan  serta  meminimalkan  nilai  lendutan  yang  terjadi  pada  material  tube  dengan  cara  membuat struktur penahan ( pipe support ) yang memadai. Disamping itu dengan adanya kecenderungan terjadinya retak  saat  proses  solidifikasi  pada  pengelasan  baja  tahan  karat  austenitik  maka  pemeriksaan  terhadap sambungan  las  perlu  dilakukan  terhadap  kemungkinan  adanya  cacat  retak  terutama  yang  terbuka  ke permukaan.

## 5. DAFTAR PUSTAKA
Almeida, D. F., Martins, R. F., & Cardoso, J. B. (2017). Numerical simulation of residual stresses induced by TIG butt-welding of thin plates made of AISI 316L stainless steel. Procedia Structural Integrity , 5 ,
633 – 639. https://doi.org/10.1016/j.prostr.2017.07.032.
Alyousif, O. M., & Nishimura, R. (2010). A hydrogen embrittlement mechanism for sensitized types 304, 316  and  310  austenitic  stainless  steels  in  boiling  saturated  magnesium  chloride  solutions. Corrosion Science , 52 (1), 7 – 13. https://doi.org/10.1016/j.corsci.2009.07.016.
American Society for Metals. (2005). ASM Hanbook-Fatigue and Fracture (Vol. 19). ASM International. American Society for Metals. (2018). ASM Hanbook-Failure Analysis and Prevention. Failure Analysis and Prevention , 1061 – 1077. https://doi.org/10.31399/asm.hb.v11.a0005695. American Society  for Testing and Materials E92. (2004). Standard Test Method for Vickers Hardness of Metallic Materials. ASTM International , 82 (Reapproved 2003), 1 – 9.
ASTM  Standard.  (2015).  E407-07  Standard  Practice  for  Microetching  Metals  and  Alloys. ASTM International , 07 (Reapproved 2015), 1 – 22.
Babu, M. N., Dutt, B. S., Venugopal, S., Sasikala, G., Bhaduri, A. K., Jayakumar, T., & Raj, B. (2010). On the anomalous temperature dependency of fatigue crack growth of SS 316(N) weld. Materials Science and Engineering A , 527 (20), 5122 – 5129 . https://doi.org/10.1016/j.msea.2010.04.075.
Ceramics,  A.,  Precision,  W.  S.,  Hardness,  A.  B.,  Hardness,  V.,  Hardness,  S.,  Hardness,  K.,  &  Hardness,  S.
(2012). Standard  Test  Method  for  Knoop  and  Vickers  Hardness  of  Materials  1 . C ,  1 – 43. https://doi.org/10.1520/E0384-11.2.
Deshmukh, S., & Dhamangaonkar, P. (2023). Materials Today : Proceedings Coupled CFD -FEA simulation of  bulging  tube  failure  in  hot  temperature  zone. Materials  Today:  Proceedings , xxxx . https://doi.org/10.1016/j.matpr.2022.09.014.
Fu, J. W., Yang, Y. S., Guo, J. J., & Tong, W. H. (2008). Effect of cooling rate on solidification microstructures in  AISI  304  stainless  steel. Materials  Science  and  Technology , 24 (8),  941 – 944. https://doi.org/10.1179/174328408X295962.
Galbally, D., García, G., Hernando, J., Sánchez, J. D. D., & Barral, M. (2015). Analysis of pressure oscillations and safety  relief valve vibrations in the main steam system of a Boiling Water Reactor. Nuclear Engineering and Design , 293 , 258 – 271. https://doi.org/10.1016/j.nucengdes.2015.08.005. He, L., Akebono, H., & Sugeta, A. (2018). Effect of high-amplitude loading on accumulated fatigue damage under  variable-amplitude  loading  in  316  stainless  steel. International  Journal  of  Fatigue , 116 (June), 388 – 395. https://doi.org/10.1016/j.ijfatigue.2018.06.045. Hussaini, S. M., Singh, S. K., & Gupta, A. K. (2014). Formability and fracture studies of austenitic stainless steel 316 at different temperatures. Journal of King Saud University - Engineering Sciences , 26 (2), 184 – 190. https://doi.org/10.1016/j.jksues.2013.05.001.
Johan Singh, P., Mukhopadhyay, C. K., Jayakumar, T., Mannan, S. L., & Raj, B. (2007). Understanding fatigue crack propagation in AISI 316 (N) weld using Elber’s crack closure concept: Experimental results from  GCMOD  and  acoustic  emission  techniques. International  Journal  of  Fatigue , 29 (12),  2170 – 2179. https://doi.org/10.1016/j.ijfatigue.2006.12.013. Kant, R., Mittal, R., Kumar, C., Rana, B. S., Kumar, M., & Kumar, R. (2018). Fabrication and characterization of weldments AISI 304 and AISI 316 Used in industrial applications. Materials Today: Proceedings , 5 (9), 18475 – 18481. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2018.06.189.
Li, G., Cai, Q., Lu, X., Zhu, X., & Xu, S. (2022). Failure analysis of cracking in the welded joints of hydrogen reformer  outlet  pigtail  tubes. Engineering  Failure  Analysis , 137 (March),  106257. https://doi.org/10.1016/j.engfailanal.2022.106257.
Li,  J.,  Cao,  T.,  Zhang,  C.,  Cheng,  C.,  &  Zhao,  J.  (2022).  Failure  analysis  of  reheater  tubes  in  a  350  MW supercritical circulating fluidized bed boiler. Engineering Failure Analysis , 137 (February), 106285. https://doi.org/10.1016/j.engfailanal.2022.106285.
Li,  Y.,  Chen,  H.,  Pan,  Z.,  Liang,  H.,  Wang,  Z.,  Feng,  Z.,  Li,  Z.,  &  Kuang,  Y.  (2022).  Failure  analysis  of superheater  tubes  in  an  air  quenching  cooler  waste  heat  boiler. Engineering  Failure  Analysis , 131 (November 2021), 105869. https://doi.org/10.1016/j.engfailanal.2021.105869.
Ling, J., Chen, Y., Wang, B., Chen, C., Song, F., Ye, Y., & Wang, Y. (2019). Failure analysis of 304H stainless steel  convection  tube  serviced  in  an  ethylene  cracking  furnace. Engineering  Failure  Analysis , 97 (October 2017), 399 – 407. https://doi.org/10.1016/j.engfailanal.2019.01.019. Liu, M., Ni, Z., Du, C., Liu, Z., Sun, M., Fan, E., Wang, Q., Yang, X., & Li, X. (2021). Failure investigation of a 304 stainless  steel  geothermal  tube. Engineering  Failure  Analysis , 129 (May),  105694. https://doi.org/10.1016/j.engfailanal.2021.105694.
Liu,  Y.,  Qu,  Y.,  Chang,  F.,  &  Li,  S.  (2021).  Failure  analysis  of  heat  exchange  tubes  in  hydrogenation  unit.
Engineering Failure Analysis , 129 (September), 105718.
https://doi.org/10.1016/j.engfailanal.2021.105718.
Moslemi,  N.,  Redzuan,  N.,  Ahmad,  N.,  &  Hor,  T.  N.  (2015).  Effect  of  current  on  characteristic  for  316 stainless steel welded joint  including microstructure and mechanical properties. Procedia CIRP , 26 , 560 – 564. https://doi.org/10.1016/j.procir.2015.01.010.
Mourad, A. H. I., Alghafri, M. G., & Zeid,  O. A. A. (2004). Stable crack extension  through AISI 4340 steel:
Experimental investigation.
Key Engineering Materials , 261 – 263 (I), 207 – 212. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/kem.261-263.207.
Nishimura,  R.,  &  Alyousif,  O.  M.  (2009).  A  new  aspect  on  intergranular  hydrogen  embrittlement mechanism  of  solution  annealed  types  304,  316  and  310  austenitic  stainless  steels. Corrosion Science , 51 (9), 1894 – 1900. https://doi.org/10.1016/j.corsci.2009.01.031.
Ostovan, F., Shafiei, E., Toozandehjani, M., Mohamed, I. F., & Soltani, M. (2021). On the role of molybdenum on the microstructural, mechanical and corrosion properties of the GTAW AISI 316 stainless steel welds. Journal of Materials Research and Technology , 13 , 2115 – 2125. https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2021.05.095.
Ou, G., Gu, Y., Yu, C., & Jin, H. (2022). Failure analysis of ammonium chloride salt coagulation corrosion of U-tube  heat  exchanger  in  diesel  hydrogenation  unit. Engineering  Failure  Analysis , 137 (March), 106264. https://doi.org/10.1016/j.engfailanal.2022.106264. Payam, A. F., Payton, O., Picco, L., Moore, S., Martin, T., Warren, A. D., Mostafavi, M., & Knowles, D. (2019).
Development of fatigue testing system for in-situ observation of stainless steel 316 by HS-AFM &
SEM. International Journal of Fatigue , 127 (February), 1 – 9. https://doi.org/10.1016/j.ijfatigue.2019.05.015.
Pettigrew, M. J., & Taylor, C. E. (2003). Vibration analysis of shell-and-tube heat exchangers: An overview - Part  1:  Flow,  damping,  fluidelastic  instability. Journal  of  Fluids  and  Structures , 18 (5),  469 – 483. https://doi.org/10.1016/j.jfluidstructs.2003.08.007.
Prasad Reddy, G. V., Sandhya, R., Valsan, M., & Bhanu Sankara Rao, K. (2008). High temperature low cycle fatigue properties of 316(N) weld metal and 316L(N)/316(N) weld joints. International Journal of Fatigue , 30 (3), 538 – 546. https://doi.org/10.1016/j.ijfatigue.2007.03.009.
Redutskiy,  Y.,  Camitz-Leidland,  C.  M.,  Vysochyna,  A.,  Anderson,  K.  T.,  &  Balycheva,  M.  (2021).  Safety systems  for  the  oil  and  gas  industrial  facilities:  Design,  maintenance  policy  choice,  and  crew scheduling. Reliability Engineering and System Safety , 210 (December 2020). https://doi.org/10.1016/j.ress.2021.107545.
Sajith, S., Shukla, S. S., Murthy, K. S. R. K., & Robi, P. S. (2020). Mixed mode fatigue crack growth studies in AISI  316  stainless  steel. European  Journal  of  Mechanics,  A/Solids , 80 (November),  103898. https://doi.org/10.1016/j.euromechsol.2019.103898.
Shankar,  V.,  Mariappan,  K.,  Sandhya,  R.,  &  Laha,  K.  (2016).  Understanding  low  cycle  fatigue  and  creep- fatigue interaction behavior of 316 L(N) stainless steel weld joint. International Journal of Fatigue , 82 , 487 – 496. https://doi.org/10.1016/j.ijfatigue.2015.09.003. Singh,  R.,  Agrahari,  S.,  Yadav,  S.  D.,  &  Kumar,  A.  (2021).  Microstructural  evolution  and  mechanical properties  of  316  austenitic  stainless  steel  by  CGP. Materials  Science  and  Engineering  A , 812 (March), 141105. https://doi.org/10.1016/j.msea.2021.141105. Song, X., Cui, L., Cao, M., Cao, W., Park, Y., & Dempster, W. M. (2014). A CFD analysis of the dynamics of a direct-operated  safety  relief  valve  mounted  on  a  pressure  vessel. Energy  Conversion  and Management , 81 , 407 – 419. https://doi.org/10.1016/j.enconman.2014.02.021.
Song, X. G., Wang, L. T., Park, Y. C., & Sun, W. (2015). A Fluid-structure Interaction Analysis of the Spring- Loaded  Pressure  Safety  Valve  during  Popping  off. Procedia  Engineering , 130 ,  87 – 94. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2015.12.178.
Steel, A. A. (2008). Standard Specification for Seamless and Welded Austenitic Stainless Steel Tubing for A 262 Practices for Detecting Susceptibility to Intergranu- lar Attack in Austenitic Stainless Steels of Steel Products less Steel Tubes . 2 – 7.
Suresh  Kumar,  T.,  Nagesha,  A.,  Mariappan,  K.,  &  Kumar  Dash,  M.  (2021).  Deformation  and  failure behaviour  of  316  LN  austenitic  stainless  steel  weld  joint  under  thermomechanical  low  cycle fatigue in as-welded and thermally aged conditions. International Journal of Fatigue , 149 (March), 106269. https://doi.org/10.1016/j.ijfatigue.2021.106269.
Thomas, D., & Mourad, A. I. (2021). Failures and leak inspection techniques of tube-to- tubesheet joints : A review. Engineering Failure Analysis , 130 (September), 105798. https://doi.org/10.1016/j.engfailanal.2021.105798.
Vander Voort, & Baldwin, W. (2004). Metallography and Microstructures Handbook. ASM International , 9 ,
2733. http://www.worldcat.org/oclc/42469467. Wu, Z., Zhang, K., Zhou, C., Zhou, Z., Zhang, W., Bao, F., Zheng, J., & Zhang, L. (2021). Warm deformation
enhances strength and inhibits hydrogen induced fatigue crack growth in metastable 304 and 316 austenitic  stainless  steels. Materials  Science  and  Engineering  A , 818 (April),  141415. https://doi.org/10.1016/j.msea.2021.141415. Zhai, J. hui, Sun, B. bei, & Zhou, Y. (2021). Failure analysis on 304 stainless steel tube of semi water gas preheater  in  coal  chemical  plant. Engineering  Failure  Analysis , 125 (March),  105443. https://doi.org/10.1016/j.engfailanal.2021.105443.
Zhang, B., Haghshenas, A., Zhang, X., Zhao, J., Shao, S., Khonsari, M. M., Guo, S., & Meng, W. J. (2020). On the failure mechanisms of Cr-coated 316 stainless steel in bending fatigue tests. International Journal of Fatigue , 139 (February), 105733. https://doi.org/10.1016/j.ijfatigue.2020.105733.