Produksi Baja Tahan HIC

Retakan akibat hidrogen (HIC) merupakan tantangan umum, terutama dalam industri perminyakan dan penyulingan minyak, di mana kemurnian dan kualitas baja secara keseluruhan merupakan hal yang paling penting.

Proses produksi untuk baja tahan HIC mencakup teknik desulfurisasi penting termasuk injeksi magnesium dan pengadukan dengan injeksi argon bawah.

Produksi baja bersih didasarkan pada teknologi untuk mengendalikan dan/atau menghilangkan inklusi dalam baja. Seringkali, jenis dan karakteristik inklusi non-logam dalam baja memiliki pengaruh yang signifikan terhadap sifat mekanis baja dan juga menentukan kebersihan baja. Oleh karena itu, analisis yang tepat terhadap karakteristik ini diperlukan untuk mengoptimalkan proses pembuatan baja guna menghasilkan baja berkualitas.

Retak akibat hidrogen (HIC) dan retak akibat tegangan sulfida (SSC) merupakan dua jenis kerusakan spesifik yang dipicu oleh hidrogen dan sering dijumpai dalam industri perminyakan dan kilang. Pada kasus pertama (HIC), ketahanan baja umumnya diakui bergantung terutama pada fitur mikrostrukturnya – inklusi non-logam dan pita segregasi.

Sulfida mangan yang memanjang dianggap sebagai situs inisiasi yang paling berbahaya. Dalam kasus kedua (SSC), ketahanan baja diyakini dapat dikaitkan secara istimewa dengan tingkat kekuatannya, sementara karakteristik mikrostruktur kurang penting. Makalah yang disajikan dikhususkan untuk mempelajari HIC dan SSC pada baja karbon-mangan, yang berbeda dalam hal perlakuan panas (mikrostruktur, tingkat sifat mekanik) dan kebersihannya.

Inklusi MnS merupakan inisiator paling berbahaya bagi HIC, oleh karena itu, sebagai langkah dasar, kandungan sulfur harus dikurangi untuk baja yang digunakan di lingkungan asam. Berkat kemajuan dalam proses pembuatan baja, kandungan sulfur dapat dikurangi hingga tingkat yang cukup rendah; di bawah 0,0008 wt. % (8 ppm).

Perlakuan Ca biasanya diterapkan untuk mencegah pembentukan MnS yang memanjang dan mengendalikan inklusi sulfida menjadi bentuk bulat, serta memastikan adanya kandungan Ca yang sesuai untuk ketahanan retak. Jika kandungan Ca relatif tinggi dibandingkan dengan kandungan S, kelebihan Ca dapat membentuk oksida yang dapat bertindak sebagai inisiator HIC. Beberapa parameter yang mewakili kandungan Ca efektif telah diperkenalkan, dan kandungan Ca perlu dikontrol secara cermat dalam rentang yang sempit; misalnya, 3

Tabel 1: Persyaratan komposisi kimia untuk baja pipa berkekuatan tinggi, [ppm]

Gambar 1 menunjukkan proses produksi baja tahan HIC. Sebelum proses BOF, logam panas didesulfurisasi di stasiun desulfurisasi logam panas dengan injeksi magnesium dan CaO. Di BOF, hanya skrap dengan kandungan sulfur rendah yang boleh diisi. Aluminium untuk deoksidasi dan agen pembentuk terak ditambahkan selama proses penyadapan. Paduan utama juga diproses pada saat itu.

Sendok tersebut kemudian diangkut ke stasiun penggelembungan di mana argon ditiupkan melalui tombak atas untuk mencampur logam dan terak untuk tujuan desulfurisasi. Kemudian, sendok dipindahkan untuk proses vakum. Baja diaduk dengan injeksi argon bawah untuk memastikan desulfurisasi dan degassing yang mendalam.