Analisis Kelembapan Udara Terhadap Terjadinya Porositas Pada Sambungan Las SMAW Material Baja A 106 Grade B Menggunakan Metode Radiography Dan Liquid Penetrant Test
Ahmad rofiqie 1 , Muhammad Fitri 1
1 Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Mercu Buana Jakarta
E-mail: ahmadrofiqie25@gmail.com
Abstrak-- Pengelasan  (welding)  adalah  teknik  penyambungan  logam  dengan  cara  mencairkan sebagian logam induk dan logam pengisi . Salah satu yang banyak digunakan saat ini yaitu, metode pengelasan  busur  nyala  logam  terlindung  atau  disebut  juga  Shield  Metal  Arc  Welding  (SMAW). Penelitian  ini  bertujuan  untuk  mengetahui  pengaruh  kelembapan  udara  terhadap  hasil  pengelasan denagn  pembuktian  menggunakan  uji  tidak  merusak  (NDT)  Radiography  dan  Liquid  penetrant  test menggunakan  material  pipa  ASTM  A  106  grade  B  yang  akan  disambungkan  dengan  proses pengelasan  SMAW.  Penelitian  ini  menggunakan  metode  perbandingan  antara  kelembapan  udara  di area laut dan di darat, Setiap dari perbedaan kelembapan udara akan diambil beberapa sampel cacat porosity, acceptance criteria untuk cacat porosity mengacu  berdasarkan standar ASME.  Pengukuran kelembapan  udara  di  darat  dengan  hasil  rata  -  rata  di  hari  pertama  78,8%,  hari  ke  dua  85,1%. Pengukuran Kelembapan udara di area laut dengan hasil rata - rata di hari pertama sebesar 92,46%, hari  ke  dua  sebesar  92,76%,  maka  dinyatakan  kelembapan  udara  di  area  laut  lebih  tinggi dibandingkan  dengan  kelembapan  udara  di  area  darat,  sehingga  dapat  disimpulkan  kelembapan udara  sangat  memengaruhi  hasil  pengelasan  terutama  pada  cacat  porosity  terhadap  pengelasan SMAW pada material baja A 106 Grade B.
Kata kunci: NDT, penetran, SMAW, A106 Grade B, kelembapan udara
Abstract-- Welding  is  a  metal  joining  technique  by  partially  melting  the  parent  metal  and  filler  metal. One that is widely used today is the shielded metal flame arc welding method or also known as Shield Metal Arc Welding (SMAW). This study aims to determine the effect of air humidity on welding results using non-destructive testing (NDT) Radiography and Liquid penetrant test using ASTM A 106 grade B pipe  material  which  will  be  connected  to  the  SMAW  welding  process.  This  study  uses  a  comparison method between air humidity in the sea area and on land, each of the differences in air humidity will be taken  several  samples  of  porosity  defects,  acceptance  criteria  for  porosity  defects  refer  to  ASME standards. Measurement of air humidity on land with average results on the first day 78.8%, day two 85.1%.  Measurement of air humidity in the sea  area  with average results on  the first day of 92.46%, day two of 92.76%, it is stated that the air humidity in the sea area is higher than the air humidity in the land  area,  so  it  can  be  concluded  that  air  humidity  greatly  affects  welding  results,  especially  on porosity defects in SMAW welding on A 106 Grade B steel material.
Keywords: NDT, penetran, SMAW, A106 Grade B, Relative humidity

## 1.  PENDAHULUAN
Pengelasan adalah suatu metode
penyambungan  dua  buah  benda  logam dengan  jenis  material  yang  sama  ataupun berbeda,  dengan  cara  mencairkan  sebagian logam  induk  dengan  logam  pengisi,  adapun pengelasan  dengan  dua  jenis  material  yang berbeda disebut juga dengan dissemilar metal welding  yang  mana  pengembangan  teknologi semakin dibutuhkan dengan adanya penyambungan  dua  jenis  material  yang berbeda beda.
Diagram  schaffler  adalah  suatu  metode
untuk  pemilhan  elektroda  yang  sesuai  dan penggunaan  arus  yang  tepat  serta  pemilihan jenis  sambungan  yang  perlu  diperhatikan sesuai standar pengelasan[1].
Banyak  metode  pengelasan  yang  biasa digunakan dalam dunia konstruksi dan industri saat  ini.  Salah  satu  metode  pengelasan  yang banyak  digunakan  saat  ini  adalah  metode pengelasan busur nyala logam terlindung atau disebut  juga  Shield  Metal  Arc  Welding (SMAW). Metode ini banyak digunakan karena lebih  mudah  dalam  pengoperasiannya,  lebih praktis  penggunaannya,  dapat  digunakan untuk  semua  posisi  pengelasan  serta  lebih
efisien.  Namun  kualitas  hasil  pengelasan dipengaruhi  oleh  tingkat  keahlian  serta  jam terbang operator (welder)[2].
Mesin  las  SMAW  (Shielded  Metal  Arc Welding)  adalah  salah  satu  tipe  pengelasan yang banyak digunakan di dunia industri, yang mana  las  SMAW  ini  dapat  menggunakan  arus AC  dan DC. Arus DC  bisa dibagi menjadi dua polaritas  DCEP  (Direct  Current  Elektroda Positif)  dan  polaritas  DCEN  (Direct  Current Elektroda Negatif), DCEN di gunakan bilamana  titik  cair  bahan  induk  tinggi  dan  juga kapasitasnya  besar,  sebaliknya  DCEP  di gunakan  bilamana  titik  cair  bahan  induk rendah dan juga kapasitas yang kecil[3].
Porositas  adalah  suatu  keadaan  dimana gas atau rongga terdapat dalam logam, terjadi akibat  adanya  kontaminasi  logam  cair  saat proses  pengelasan.  Hal  ini  berlaku  umum bahwa  porositas  pada  logam  las  terjadi  dari gas  yang  tertangkap  kemudian  berkembang dalam  logam  las.  Ini  menjelaskan  bahwa gelembung  yang  pertama  dibentuk  pada permukaan  cair  ke  padat  berkembang  ke ukuran  yang  cukup  untuk  mengambang melalui logam las cair. Sesuai ketentuan cacat las  porositas  berdasarkan  ASME  SEC.  IX Ukuran  total  porositas  maksimal  20%  dari ketebalan  material  disetiap  6  in  panjang pengelasan,  atau  ukuran  total  porositas maksimal  1/8  in  disetiap  6  in  panjang pengelasan[4].
Porositas  terjadi  akibat  adanya  udara yang terperangkap pada saat proses pengelasan  berlangsung,  terjadinya  porositas diakibatkan  motode  pengelasan  yang  salah atau  pun  pengisi  logam  induk  terkontaminasi dengan  kotoran  seperti  minyak,  sisa  cat,  dan air  yang  dapat  menyebabkan  timbulnya  gas pada saat proses pengelasan berlangsung.
Kelembapan udara dapat sangat memengaruhi  porositas.  Kelembapan  udara menjadi  parameter  penting  dalam  hal  ini.  Alat yang  digunakan  untuk  mengukur  kelembapan udara salah satunya, yaitu dengan Psychrometer Whirling disebut juga
Psychrometer  Putar  atau  Psycrhometer  Sling. Psycrhometer  Sling  merupakan  alat  pengukur kelembapan relatif yang menggunakan pungukuran suhu bola basah dan kering. Pada alat  tersebut  terpasang  2  termometer,  yaitu termometer  bola  basah  dan  termometer  bola kering[5].
Dalam  melakukan  sambungan  las  tentunya selalu  menginginkan  hasil  kualitas  yang  baik. Dalam  pengelasan  ada  beberapa  metode dalam  menentukan  kualitas  hasil  pengelasan, salah satunya dapat dilakukan dengan metode NDT  (Non  Destructive  Test)  yang  mana diantaranya  Radiography  test  (X-ray)  dan Liquid Penetrant Test[6].
Radiografi  NDT  (Non  Destructive  Test) yaitu  sebuah  pengujian  tak  merusak  dengan menggunakan  sinar-X,  yang  berupa  tes  atau pengujian  terhadap  suatu  objek  (material, rangka)  dengan  menggunakan  sinar-X  untuk mengetahui  kandungan  dan  komponen  apa saja  yang  terkandung  didalamnya,  tercatat secara  jelas  dan  akurat,  menguji  kondisi  dan kualitas objek tanpa melampaui batas toleransi kerusakan  objek.  Sehingga  objek  yang  diuji dijaga  kualitasnya,  tidak  perlu  merusak  objek untuk  mendapatkan  hasil  yang  maksimal. Pengujian  X-Ray  NDT  ini  mengandalkan analisis  pengamatan  jangka  waktu  yang berkala[7].  Metode  Radiography  merupakan salah  satu  dari  Non-Destructive  Test  (NDT) sebagai  suatu  evaluasi  fisik  dari  suatu  objek benda  padat  yang  diuji.  Dorongan  utamanya bahwa  aktivitas  pengujian  Radiography  atau inspeksi terhadap suatu benda/material menggunakan sumber radiasi untuk mengetahui adanya cacat, retak, porosity, dan discontinuity  lain  tanpa  merusak  benda  yang diuji. Dengan memanfaatkan sinar radiasi yang bersumber  dari  pancaran  radiasi  isotop  nuklir dari  Co-60  yang  ditempatkan  didalam  kamera Radiograghy. Energi radiasi tersebut selanjutnya  dipindahkan  ke  dalam  bentuk gambar (image) film melalui proses penyinaran (exposure)  dengan  waktu  tertentu.  Film  hasil penyinaran  tersebut  selanjutnya  diproses untuk  pembentukan  image  (processing  film) agar  keseluruhan  indikasi  yang  ada  didalam material  dapat  dihasilkan  dengan  baik.  Sesuai dengan ASME Code Section. V[8].
ASTM  A106  Grade  B  merupakan  jenis pipa  yang  umum  digunakan  sebagai  pipa penyaluran  gas  dan  minyak  bumi  diberbagai industri  terkait.  Pipa  ini  terbuat  dari  baja karbon  dengan  kandungan  karbon  maksimum 0,30%  C  yang  memiliki  kekuatan  tarik minimum sebesar 415 MPa[9].

## 2. METODOLOGI

## 2.1 Materials
Untuk  kelembapan  udara  diukur  dengan  alat Psycrhometer  Sling,  yaitu  dilakukan  dengan
memutar alat dengan kecepatan 2 putaran per- detik  pada  waktu  1  menit.  Alat  ini  sering digunakan  dikarenakan  cara  penggunaannya mudah, cepat dan akurat. Alat ini mengukur RH antara  10  dan  100%  (untuk  suhu  bola  kering antara  30  dan  100°F  dengan  akurasi  ±5%[5]. Penelitian  ini  dilakukan  di  lokasi  yang  berbeda, yang pertama di dekat permukaan air laut, yaitu di dermaga, dan kedua dilakukan di darat untuk perbandingan  perbedaan  kelembapan  udara yang  terjadi.  Dalam  waktu  yang  berbeda, kelembapan  udara  pun  berbeda  pula,  untuk  itu penelitian  ini  dilakukan  dalam  waktu  tertentu, yaitu pada pagi hari dilakukan pada pukul 08.00 WIB,  siang  hari  pukul  14.00  WIB,  dan  malam hari 20.00 WIB.
Tabel 1. Kelembapan Udara
Spesifikasi Material A106 Grade B merupakan spesifikasi pipa baja ( seamless dan welded  pipe )  yang  memiliki  kekuatan  tinggi untuk  keperluan  konstruksi pipelines [10].  Pipa ASTM  A106  (S/A  106)  adalah  spesifikasi standar  untuk  pipa  baja  karbon  seamless untuk  temperatur  dan  tekanan  tinggi.  Pipa ASTM  A106  Grade  B  digunakan  dalam pembangkit  listrik,  boiler,  pabrik  petrokimia, gas  dan  kilang  minyak,  dan  kapal  dimana perpipaan  harus  mengangkut  cairan  dan gas yang memiliki tekanan dan suhu tinggi[11].
Semua  sambungan  las  harus  diperiksa terlebih  dahulu  terkait  kondisi  visual  100% sebelum  proses  pengujian radiography dan pengujian liquid penetrant test . Pada pengujian radiography menggunakan  sumber  radiasi tunggal  Ir-192  dan  mesin X-ray .  Untuk  film radiografi  memiliki  2  tipe,  tipe  pertama  yaitu, kecepatan  rendah,  kontras  sangat  tinggi,  dan butiran sangat kecil seperti Kodak M atau Agfa D4 atau  yang ekivalen.  Sedangkan tipe kedua yaitu,  kecepatan  sedang,  kontras  tinggi,  dan butiran  kecil  seperti  Kodak  AA  atau  Agfa  D7 atau  yang ekivalen. Screen yang  digunakan
yaitu, lead screen setebal 0.125 mm untuk sisi depan  dan  belakang  film.  Indikator  Kualitas Citra  (IQI)  yang  digunakan  adalah Wire-type IQI . Film viewer menggunakan Viewer dengan pengatur  intensitas  cahaya.  Semua  film  hasil radiografi  harus  bersih  dari  segala  macam kerusakan  mekanis  dan  noda  kimia  yang dapat  menutupi  dan  membingungkan  dengan citra diskontinuitas. Noda-noda tersebut meliputi, tapi tidak terbatas pada: fogging , cacat pemrosesan  seperti streaks , watermarks ,  atau noda  kimia,  goresan,  bekas  jari  tangan, lipatan,  kotoran,  bekas  statis,  corengan  atau sobekan,  indikasi-indikasi  palsu  akibat screen yang rusak[12].
Pada  pengujian liquid  penetrant test bahan dan alat yang digunakan yaitu, Pre- cleaner/Remover :  Magnaflux  SKC-S  atau
Setara,  Penetrant:Magnaflux  SKL-SP  atau Setara, Pengembang:Magnoflux; SKD-S2 atau
Setara,  penggaris  baja  tahan  karat  150  mm dan  300  mm,  pita  pengukur,  spidol,  dan pengukur cahaya (lux meter) [13].
Ketika  paduan  dasar  nikel  akan  diperiksa, bahan harus  disertifikasi  mengandung  kurang dari  satu  (1)% sulfur.  Jika  baja  dupleks  dan baja  tahan  karat  atau  titanium  akan  diperiksa, bahan  harus  disertifikasi  mengandung  kurang dari  satu  (1)%  klorida  dan  fluorida.  Sertifikasi kandungan  kontaminan  untuk  bahan  yang digunakan  pada  paduan  dasar  nikel  dan baja tahan  karat  austenitik  harus  diperoleh  dan dipelihara  oleh  pengguna,  sertifikat  ini  harus mencakup nomor batch pabrikan penetran dan hasil pengujian[13].
Suhu  permukaan  yang  diperiksa  harus dalam  kisaran  10°C-52°C  selama  periode pemeriksaan.  Pengeringan  permukaan  yang telah dibersihkan sebelumnya harus dilakukan dengan  penguapan  normal.  Minimal  tunggu selama lima
(5) menit sebelum mengaplikasikan zat pewarna. Penetran pewarna  harus  diterapkan  pada  permukaan yang diperiksa terlebih dahulu. Penetran harus diterapkan dengan penyemprotan atau penyikatan. Seluruh area yang diperiksa harus dijaga  tetap  basah  dengan  pewarna  penetran selama  minimal  sepuluh  (10)  menit  waktu tunggu  atau  lebih  lama  maksimal  60  menit atau jika pabrikan merekomendasikan demikian[13].
Gambar 1. Flowchart Penelitian
Adapun  evaluasi  indikasi  dalam  pengujian liquid  penetrant  test.  Semua  indikasi  yang dicurigai  harus  diinvestigasi  sejauh  pemeriksa dapat  mengevaluasi  indikasi  tersebut  sesuai kriteria  yang  berlaku.  Indikasi  yang  relevan adalah  yang  dihasilkan  dari  diskontinuitas mekanis  yang  memiliki  dimensi  lebih  besar dari  I  /  6  in.  (1,6  mm).  Indikasi  linier  adalah indikasi  yang  panjangnya  lebih  dari  tiga  kali lebarnya.  Setiap  indikator  yang  meragukan harus diuji ulang untuk diverifikasi apakah ada cacat atau tidak. Ketidaksempurnaan permukaan yang terlokalisasi, seperti timbulnya  tanda  mesin,  kondisi  permukaan, atau  ikatan  yang  tidak  lengkap  antara  logam dasar  dan  kelongsong,  dapat  menghasilkan indikasi  serupa  yang  tidak  relevan  dengan pendeteksian  diskontinuitas  yang  tidak  dapat diterima.  Lokasi  dan  tingkat  diskontinuitas yang  tidak  dapat  diterima  harus  ditandai  pada permukaan  uji.  Bahan  atau  pengelasan  harus melewati  pemeriksaan  dengan  menuliskan tanggal pengujian didekat permukaan[13].
Gambar  1.  memperlihatkan  diagram  alir untuk pengujian radiography dan liquid penetrant test .

## 3.  HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada  bab  ini  akan  menjelaskan  hasil  dan pembahasan  laporan  tugas  akhir  yang  telah dipaparkan  proses  pengerjaannya  pada  bab sebelumnya,  dengan  metode  pengumpulan sekunder.
3.1  Hasil  Pengukuran  Kelembapan  Udara dan NDT
Gambar 2. Dokumentasi Proses Pengukuran RH di Area Darat
Gambar 3. Hasil Pengujian NDT Penetrant Test Hari ke-1
Setelah  dilakukan  pengujian,  maka  hasil dari  pengujian   NDT penetrant  test dengan proses  pengelasan  SMAW  dan  kelembapan udara dengan rata-rata 78,53% yang berada di area  darat  terdapat  dua  titik  porosity,  dengan jarak sebesar 1 mm.
Gambar 4. Hasil Pengujian NDT Radiography Test
Setelah  dilakukan  pengujian,  maka  hasil dari pengujian NDT Radiography Test dengan proses  pengelasan  SMAW  dan  kelembapan udara  dengan  rata-rata  78,53%  yang  berada di  area  darat  dapat  dilihat  di  hasil  film radiography terdapat 3 mm porosity.
Gambar 5. Hasil Pengujian NDT Penetrant Test Hari ke-2
Setelah  dilakukan  pengujian,  maka  hasil dari  pengujian  NDT  penetran  test  dengan proses  pengelasan  SMAW  dan  kelembapan udara  dengan  rata-rata  85,13%  yang  berada di area darat terdapat cluster porosity sebesar 5 mm.
Gambar 6. Hasil Pengujian NDT Radiography Test hari ke-1
Setelah  dilakukan  pengujian,  maka  hasil dari  pengujian  NDT  Radiography  Test  dengan proses  pengelasan  SMAW  dan  kelembapan udara dengan rata-rata 85,13% yang berada di area darat dapat dilihat di hasil film radiography terdapat 10 mm cluster porosity.
Gambar 7. Hasil Pengujian NDT Penetrant Test Hari             ke- 1 Area Laut
Setelah  dilakukan  pengujian,  maka  hasil dari  pengujian  NDT  penetran  test  dengan proses  pengelasan  SMAW  dan  kelembapan udara  dengan  rata-  rata  92,46%  yang  berada di area laut terdapat cluster porosity memanjang 100 mm.
Gambar 8. Hasil Pengujian NDT Radiography Test Hari ke-2 Setelah  dilakukan  pengujian,  maka  hasil dari pengujian NDT Radiography Test dengan proses  pengelasan  SMAW  dan  kelembapan udara  dengan  rata-rata  92,46%  yang  berada di  area  laut  dapat  dilihat  di  hasil  film radiography terdapat cluster porosity memanjang 150 mm. Tabel 2. Hasil Pengukuran Kelembapan Udara (RH) dan Temuan Cacat Porosity
No  Rata-Rata RH Per Hari Temuan Cacat Porosity Pada NDT Area Hari Ke- Rata- Rata RH Penetran Test Radio- graphy Test 1 Darat  1 78,53%  1 mm 3 mm 2 Darat  2 85,13%  5 mm 10 mm 3 Darat  3 92,46%  100 mm 150 mm 4 Darat  4 92,76%  200 mm 10 mm
Dari  tabel  diatas  memperlihatkan  hasil pengukuran  kelembapan  udara  (RH)  di  darat pada hari pertama memiliki hasil rata-rata RH sebesar  78,53%,  pada  hari  kedua  sebesar
85,13%.  Sedangkan  hasil  dari  pengukuran kelembapan udara (RH) di area laut pada hari pertama  memiliki  hasil  rata-rata  sebesar 92,46%, pada hari kedua sebesar 92,76%.
Gambar 9. Dokumentasi Proses Pengukuran RH di  Area Laut

## 4 . Kesimpulan
Kesimpulan  yang  didapatkan  dari  hasil pengamatan penelitian ini yaitu:
a.  Pengukuran  kelembapan  udara  di  darat dengan  hasil  rata  -  rata  di  hari  pertama 78,8%,  hari  ke  dua  85,1%.  Pengukuran Kelembapan  udara  di  area  laut  dengan hasil  rata  -  rata  di  hari  pertama  sebesar
92,46%, hari ke dua sebesar 92,76%.
b.  Kelembapan  udara  di  area  laut  lebih  tinggi dibandingkan  dengan  kelembapan  udara di  area  darat,  sehingga  dapat  disimpulkan kelembapan  udara  sangat  memengaruhi hasil  pengelasan  terutama  pada  cacat porosity terhadap pengelasan SMAW pada material baja A 106 Grade B.

## DAFTAR PUSTAKA
[1].  Parekke S, Johannes L, Hay A
M.(2014).Pengaruh  Pengelasan  Logam
Berbeda  (Aisi  1045)  Dengan  (Aisi  316l) Terhadap  Sifat  Mekanis  Dan  Struktur Mikro.J. Sains & Teknologi. 2 : 191 – 198
[2].  Fitri,  M.,  Sukiyono,  B.,  &  Simanjuntak,  M. L.  (2019).  Pengaruh  Waktu  Penahanan pada Perlakuan  Panas  Paska Pengelasan terhadap  Ketangguhan  Sambungan  Las Baja.  SINTEK  JURNAL:  Jurnal  Ilmiah
Teknik Mesin, 13(2), 80-86. [3].  Shukla AA,Joshi VS,Shel A,Shukla
BA.(2018).Analysis  of  Shielded  metal  arc welding parameter on Depth of Penetration on  AISI  1020  plates  using  Response
surface methodology.Procedia
Manufacturing 20 239 –246. [4].  Aljufri, A., & Putra, R. (2018). PENGARUH POROSITAS LAS TERHADAP KEKUATAN TARIK PADA MATERIAL AISI 1050 YANG MENGGUNAKAN    KAMPUH
LAS    V 90˚. Prosiding Semnastek.
[5].  Sujalu,  A.  P.,  Pulihasih,  A.  Y.,  &  Biantary, M.  P.  (2020).  Instrumentasi  Klimatologi
Dan Meteorologi. Zahir Publishing. [6].  Dwibedi, S., & Bag, S. (2020). Assessment by destructive and non-destructive approach to characterize  90/10 cupronickel weldments. Materials Today: Proceedings.
[7].  M.  Thornton,  L.  Han,  and  M.  Shergold, 2012,  Progress  in  NDT  of  resistance  spot welding  of  aluminium  using  ultrasonic  C- scan, NDT E Int., vol. 48, pp. 30 –38.
[8].  Zaky, M., Syukran, S., & Azwar, A. (2017). Inspeksi  sambungan  las  pada  pipa  steam generator
menggunakan metode radiography  teknik panoramic (studi kasus di PT. Tachi Jino). Jurnal Polimesin, 15(2), 50-54. [9].  ASTM. A106-99, 1999, Standard Specification  for  Seamless  Carbon  Steel Pipe for HighTemperature Service.
[10]. Machmud,  M.  N.,  &  Maulana,  D.
(2013).