ANALISIS PENGARUH CACAT TERHADAP TEGANGAN MAKSIMUM DAN ZONA PLASTIS PADA BAJA API 5L B DAN API 5L X65 YANG MENGALAMI PRA- REGANGAN MENGGUNAKAN METODE ELEMEN HINGGA

Industri minyak dan gas hingga saat ini masih menjadi salah satu industri yang memegang peranan penting di Indonesia. Lebih dari 38 juta rumah dan industri serta berbagai pelayanan penting lainnya bergantung pada sumberdaya ini yang dilayani oleh 800,000 mil jaringan transmisi pipa, jaringan pipa penyalur menjadi penting keberadannya karena berfungsi sebagai media dalam proses produksi hingga penyaluran. Pada kenyataannya, pipa penyalur rentan terhadap kegagalan akibat pembebanan yang mengakibatkat terjadinya deformasi plastik, seperti cold bending saat instalasi, pergerakan tanah, penguluran, penggulungan, proses pengelasan baja menjadi pipa (silinder/tubular), serta cold rolling saat fabrikasi baja. Hal demikian memungkinkan terjadinya pre-strain pada baja. Selain itu, hadirnya cacat akibat proses fabrikasi, instalasi maupun korosi perlu dipertimbangkan dikarenakan dapat mempengaruhi sifat mekanis pada baja yang telah mengalami pre-strain. Pada penelitian ini dilakukan pemodelan dan simulasi tegangan menggunakan finite element method dengan model gauge length spesimen uji tarik yang terdapat cacat berupa takikan pada baja API SL B dan API 51. X65 yang telah mengalami pre-strain 5%, 7.5%, dan 10%, kedalaman takikan 1 mm, 3 mm, & 5 mm. Sifat material yang telah mengalami pre-strain tanpa cacat diperoleh dari penelitian sebelumnya dan digunakan sebagai data sifat material dalam pemodelan. Simulasi dilakukan dengan pembebenan uniaksial, besarnya beban yang diterapkan adalah sebesar ultimate tensile strength dari hasil pengujian eksperimental (data sekunder) material pre-strain dengan takik. Tegangan maksimum di ujung takik hasil simulasi dibandingkan dengan pendekatan analitik, didapatkan bahwa tegangan maksimum diujung takikan membesar seiring dengan bertambahnya kedalaman takik, sedangkan nilai kuat tarik (ultimate tensile strength) berbanding terbalik dengan hasil tegangan maksimum baik itu hasil finite element method maupun analitik. Simulasi tegangan menggunakan finite element method memberikan hasil lebih teliti karena memperhitungkan luas area nominal di bawah takik. Konsentrasi tegangan terbesar untuk hasil finite element method adalah 6833.60 MPa, 7526.70 MPa, dan 7569.90 MPa untuk API 51. B serta 7641.10 MPa, 8386.40 MPa, dan 8477.80 MPa untuk API 5L X65 dikedalaman takik 5 min pada tiap perlakuan pre-strain (5%, 7.5%, dan 10%). Kekuatan tarik (UTS) terendah terjadi pada takikan 5 mm (pre-strain 5%, 7.5%, dan 10%) untuk API 5L B 299.02 MPa, 235. 72 MPa dan 233.32 MPa serta API 5L X65 284.57 MPa, 316,72 MPa, 320.71 MPa. Hasil dari rasio /UTS (Faktor Konsentrasi Tegangan, Kt) untuk material API 5L X65 sebesar 26.43 dikedalaman takik 5 mm (pre-strain 10%) lebih kecil dari API SL B (Kt 32.44), sehingga API 5L X65 lebih rentan terhadap takikan dikarenakan hanya diibutuhkan tegangan maksimum yang lebih kecil untuk menyebabkan kegagalan. Besarnya plastic zone linaer dengan kedalaman takik. Semakin besar plastic zone maka semakin mudah material mengalami kegagalan.