Teknik pengelasan basah bawah air

Rabu, 09 Februari 2011 15:12 | Oleh Administrator | | |

Meskipun teknik pengelasan basah bawah air (dalam hal ini yang dimaksud adalah wet welding) telah dikenal sejak 1930, namun pada kenyataannya belum banyak pihak yang tertarik untuk mengaplikasikannya sebagai solusi yang tepat guna. Ada beberapa keuntungan yang didapat dari teknik pengelasan ini, diantaranya adalah biaya yang relatif lebih murah dan persiapan yang dibutuhkan jauh lebih singkat dibanding dengan teknik yang lain, namun ada hal-hal lain yang mesti dipertimbangkan sebelum mengaplikasikannya. Artikel ini akan membahas tentang aplikasinya dalam perbaikan struktur lepas pantai dengan fokus pada batasan-batasan dan tantangan-tantangannya. Selama masa operasinya , struktur lepas pantai akan membutuhkan beberapa intervensi bawah air untuk perawatan, perbaikan atau perubahan seperti :

Penguatan untuk resertifikasi struktur yang telah habis design life-nya
Perbaikan karena kesalahan design
Perbaikan karena kerusakan yang disebabkan oleh :
Kesalahan pada saat instalasi
Insiden, misalkan tertabrak kapal, badai, kejatuhan benda dari atas dek, dsb
keretakan pada sambungan karena keadaan lingkungan (ombak, angin)
Penambahan struktur karena adanya perubahan operasi ( pemasangan riser clamp, caisson, dsb )
Pemasangan anode

Seperti disebutkan diatas bahwa belum banyak pihak yang tertarik untuk menerapkan teknik pengelasan bawah air ini. Ini terbukti bahwa hanya ada 50 kegiatan pengelasan bawah air untuk perbaikan struktur lepas pantai yang dipublikasikan selama 40 tahun terakhir, itu juga dengan sedikit informasi yang bersifat teknik. Pihak industri masih tertarik untuk memakai pengelasan hyperbaric atau pemasangan clamp meskipun butuh persiapan yang lebih rumit dan biaya yang lebih mahal. Dibawah ini akan dijelaskan beberapa kendala yang masih ada yang membuat pihak industri masih keberatan untuk memakai teknik ini, juga beberapa tantangan bila kita ingin menggunakannya. Untuk intervensi diatas, ada beberapa teknik yang umum dipakai seperti

:     Grinding out cracks

• Clamps
• Grout filling
• Pengelasan hyperbaric
• Pengelasan bawah air

KENDALA
Keengganan pihak industri untuk memakai teknik pengelasan bawah air ini bisa dimengerti mengingat hal- hal berikut:

1. Class, baik DNV atau LR belum menerima teknik ini untuk perbaikan yang sifatnya permanen. Ada weld defects yang hampir selalu menyertai (porosity, lack offusion, cracking) yang memberatkan teknik pengelasan ini untuk tujuan-tujuan perbaikan permanen. memang untuk perbaikan elemen yang 'kurang penting', classs sudah bisa menerimanya sebagai permanen bersyarat bisa dianggap sebagai permanen asal dalam inspeksi mendatang tidak ditemukan penurunan yang signifikan dari kualitas pengelasan tsb
2. Mengacu pada AWS D3.6:1999 'Specification for underwater welding', hasil terbaik yang bisa diperoleh dari teknik ini adalah baru Class B. hasil seperti ini hanya bisa diterima kalau tujuan pengelasan hanyauntuk aplikasi yang kurang penting/kritis dimana ductility yang lebih rendah, porosity yang lebih banyak, discontinuities yang relatif lebih banyak masih bisa diterima. Kalaupun pengelasan ini dipakai biasanya hanya diaplikasikan untuk tujuan-tujuan yang sifatnya 'fit for purpose' saja.
3. Tingginya resiko hydrogen cracking di area HAZ terutama untuk material yang mempunyai kadar carbon equivalent lebih tinggi dari 0.4%. Terutama di Laut Utara, struktur lepas pantainya biasa menggunakan material ini.
4. Dari pengalaman yang ada di industri, teknik pengelasan ini hanya dilakukan sampai kedalam yang tidak lebih dari 30 m.
5. Kinerja proses shieldedmetal arc (SMA) dari elektroda ferritic memburuk dengan bertambahnya kedalam. Produsen elektroda komersial juga membatasai penggunaannya sampai kedalaman 100 meter saja.
6. Sifat hasil pengelasan juga memburuk dengan bertambahnya kedalaman, teruatama ductility dan toughness.
7. Karena kontak langsung dengan air, maka air di sekitar area pengelasan menjadi mendidih dan terionisasi menjadi gas oksigen dan hidrogen. Sebagian gas ini melebur ke area HAZ tapi sebagian besar lainnya akan mengalir ke udara. Bila aliran ini tertahan, maka akan terjadi resiko ledakan yang biasanya membahayakan penyelam.

PEMECAHAN

Meskipun ada beberapa kendala yang membuat pihak industri enggan untuk memakai teknik pengelasan ini,sebenarnya ada beberapa usaha perbaikan yang telah dilakukan, baik dalam teknik pengelasan maupun mutu elektrodanya, seperti :

1. Hydrogen cracking dan hardness di area HAZ bisa diminimalisasi atau dihindari dengan penerapan teknik multiple temper bead (MTB). Konsep dari teknik ini adalah dengan mengontrol rasio panas (heat input) diantara lapisan-lapisan bead pengelasan. Untuk mengontrol panas ini, ukuran bead pada lapisan pengelasan pertama harus 'disesuaikan' sehingga penetrasi minimum ke material bisa didapat. Begitu juga untuk lapisan yang kedua dan seterusnya. ada tiga parameter yang mempengaruhi kualitas pengelasan dalam penerapan MTB ini, yaitu : jarak antara temper bead, rentang waktu pengelasan dan heat input.
2. Teknik buttering juga bisa digunakan terutama untuk material dengan CE lebih dari 0.4%. Elektroda butter yang digunakanbisa elektroda yang punya oxidizing agent atau elektroda thermit.
3. Pemakain elektroda dengan oxidizing agent, agent ini akan menyerap kembali gas hidrogen atau oksigen yang terserap di haz
4. Pemakaian thermit elektroda juga bisa digunakan.Elektroda jenis ini akan memproduksi panas yang tinggidan pemberian material las (weld metal) yang sedikit sehingga mengurangi kecepatan pendinginan dari hasil pengelasan oleh suhu di sekitarnya sehingga terjadi semacam proses post welding heat treatment.
5. Elektroda berbasis nickel bisa menahan hidrogen untuk tidak berdifusi ke area HAZ. hanya sayangnya hardness di area HAZ masih tinggi dan kualitas pengelasan hanya baik untuk kedalaman sampai 10 meter.

YANG HARUS KITA LAKUKAN

Seperti telah disebutkan diatas, selain biaya yang lebih murah, hal yang terpenting yang patut dipertimbangkan dalam pemilihan aplikasi pengelasan bawah air adalah persiapan yang singkat. Perlatan yang digunakan untuk pekerjaan ini hampir sama dengan teknik pengelasan kering. ada beberapa hal yang harus dipikirkan sehingga penerapan teknik pengelasan basah bawah air ini lebih diterima oleh industri :

1. Hal-hal yang disebutkan diatas untuk menjembatani kekurangan dalam pekerjaan pengelasan bawah air baru terbukti untuk kedalaman sampai 30 meter saja. Lembaga-lembaga pengelasan harus proaktif untuk mencoba teknik-teknik baru untuk perairan yang lebih dalam lagi.
2. Pengelasan teknik ini tergantung sekali pada kemampuan penyelam. artinya kalaupun tekniknya memungkinkan, pengelasan hanya bisa dilakukan sampai kedalaman 200 meter saja. Perlu dipikirkan penggunaan teknik secara otomatis atau mekanis untuk perairan yang lebih dalam lagi.

Penulis saat ini bekerja pada BP Exploration
Aberdeen, United Kingdom