DNV AH36 vs EH36 – Komposisi, Perlakuan Panas, Properti, dan Aplikasi

Pengenalan

DNV (dan lembaga klasifikasi maritim lainnya) mencantumkan AH36 dan EH36 di antara baja konstruksi kapal berkekuatan tinggi yang umum ditentukan untuk lambung, dek, dan anggota struktural utama lainnya. Insinyur, manajer pengadaan, dan perencana produksi secara rutin mempertimbangkan trade-off seperti biaya versus ketahanan suhu rendah yang terjamin, kemampuan pengelasan versus kekuatan, dan jalur produksi (TMCP versus penggulungan konvensional) saat memilih antara dua grade ini.

Perbedaan praktis yang mendasar adalah bahwa EH36 memenuhi syarat untuk kinerja dampak suhu rendah yang jauh lebih baik dibandingkan AH36; kedua grade memberikan kekuatan statis yang sebanding, tetapi EH36 memiliki persyaratan pengujian ketahanan yang eksplisit untuk kondisi layanan yang lebih dingin. Karena komposisi kimia dan envelope hasil/tensile mereka dekat, keputusan sering kali bergantung pada suhu layanan yang dimaksud, praktik pengelasan dan fabrikasi, serta anggaran.

1. Standar dan Penunjukan

Standar utama yang mendefinisikan AH36 dan EH36 (atau ekuivalennya) meliputi: - ASTM A131 / ASME: Grade baja konstruksi kapal AH36, DH36, EH36. - Notasi kelas DNV (Det Norske Veritas) menggunakan penunjukan ekuivalen dan kriteria penerimaan yang konsisten dengan persyaratan struktural maritim. - EN / JIS / GB: baja konstruksi kapal ekuivalen EN/ISO / JIS ada (misalnya, baja HSLA tipe S355) tetapi pemetaan langsung satu-ke-satu memerlukan perhatian terhadap suhu pengujian dampak dan batas ketebalan. Klasifikasi: Baik AH36 maupun EH36 adalah baja karbon struktural berkekuatan tinggi rendah paduan (HSLA) yang dioptimalkan untuk konstruksi kapal — bukan stainless, bukan baja alat.

2. Komposisi Kimia dan Strategi Paduan

Tabel berikut mencantumkan rentang komposisi tipikal (%) yang umumnya terkait dengan AH36 dan EH36 yang diproduksi sesuai dengan spesifikasi konstruksi kapal. Batasan yang tepat bervariasi menurut versi standar dan praktik pabrik; konsultasikan standar yang berlaku atau sertifikat pabrik untuk nilai yang dijamin.

Elemen	AH36 (rentang tipikal, wt%)	EH36 (rentang tipikal, wt%)
C	0.12–0.20	0.10–0.18
Mn	1.00–1.60	1.00–1.60
Si	0.10–0.50	0.10–0.50
P	≤ 0.035	≤ 0.035
S	≤ 0.035	≤ 0.035
Cr	jejak – 0.30	jejak – 0.30
Ni	jejak – 0.30	jejak – 0.30
Mo	jejak – 0.08	jejak – 0.08
V	jejak – 0.06	jejak – 0.06
Nb (Cb)	jejak – 0.05	jejak – 0.05
Ti	jejak – 0.02	jejak – 0.02
B	jejak	jejak
N	jejak	jejak

Catatan: - AH36 dan EH36 biasanya diproduksi melalui pemrosesan terkendali termomekanis (TMCP) atau penggulungan dengan kontrol ketat terhadap karbon dan mikro paduan untuk mencapai keseimbangan kekuatan/ketahanan. - EH36 dapat diproses dengan sedikit lebih rendah ekuivalen karbon dan kontrol yang lebih ketat terhadap inklusi dan ukuran butir untuk memenuhi persyaratan dampak suhu rendah. - Strategi paduan: karbon rendah + kontrol Mn dan mikro paduan (Nb, V, Ti) mendorong mikrostruktur ferrit–pearlite atau bainitik yang halus, meningkatkan kekuatan tanpa meningkatkan kemampuan pengerasan yang akan merugikan kemampuan pengelasan.

Bagaimana paduan mempengaruhi sifat: - Karbon: meningkatkan kekuatan/kekerasan tetapi mengurangi kemampuan pengelasan dan ketahanan suhu rendah ketika meningkat. - Mangan: memperkuat tetapi meningkatkan kemampuan pengerasan; tingkat yang terkontrol membantu ketahanan. - Mikro paduan (Nb, V, Ti): memungkinkan penguatan presipitasi dan pemurnian butir — meningkatkan kekuatan hasil dan ketahanan tanpa karbon tinggi. - P dan S rendah dan inklusi yang terkontrol sangat penting untuk kinerja dampak Charpy, terutama untuk EH36.

3. Mikrostruktur dan Respons Perlakuan Panas

Mikrostruktur tipikal: - Kedua grade dirancang untuk menunjukkan mikrostruktur ferritik atau bainitik yang halus tergantung pada ketebalan pelat dan jadwal TMCP. Targetnya adalah distribusi halus dari ferrit akicular, bainit, dan pearlite yang terkontrol daripada pearlite kasar atau martensit. - TMCP: penggulungan terkendali dan pendinginan yang dipercepat memperhalus ukuran butir dan menghasilkan mikrostruktur bainitik/ferrit halus yang memberikan kekuatan tinggi dengan ketahanan yang baik. - Pelat normalisasi konvensional: struktur ferritik/pearlitic yang lebih kasar mungkin dapat diterima untuk AH36 pada bagian yang lebih tebal, tetapi memenuhi target dampak suhu rendah EH36 umumnya memerlukan TMCP atau pemrosesan yang lebih ketat.

Respons perlakuan panas: - Normalisasi dapat meningkatkan ketahanan dan menghomogenkan sifat tetapi jarang digunakan dalam skala produksi untuk pelat kapal berat karena biaya. - Pendinginan & tempering (Q&T) tidak umum untuk pelat AH36/EH36 — ini terutama adalah baja HSLA yang digulung terkendali yang dirancang untuk memenuhi sifat dalam kondisi yang digulung atau didinginkan terkendali. - Pemrosesan termomekanis (TMCP) adalah jalur industri yang diutamakan untuk mencapai ketahanan EH36 pada suhu rendah sambil mempertahankan kekuatan dan kemampuan pengelasan.

4. Sifat Mekanik

Rentang sifat mekanik kunci (tipikal/minimum sesuai spesifikasi konstruksi kapal):

Sifat	AH36	EH36
Kekuatan hasil (min)	~355 MPa	~355 MPa
Kekuatan tarik (rentang tipikal)	490–620 MPa	490–620 MPa
Peregangan (tipikal)	≥ 18–22% (tergantung pada ketebalan)	≥ 18–22% (tergantung pada ketebalan)
Ketahanan dampak (ditentukan)	Tidak diperlukan pada suhu sub-zero ekstrem; dapat diuji pada suhu yang lebih tinggi	Ditentukan pada suhu yang lebih rendah (misalnya, −40 °C) untuk kualifikasi penuh
Kekerasan Brinell (tipikal)	≤ ~200–230 HB (tergantung pada pelat dan proses)	serupa, dikontrol untuk menghindari perilaku rapuh

Interpretasi: - Kekuatan statis (hasil dan tarik) pada dasarnya sebanding antara AH36 dan EH36 ketika diproduksi dengan ketebalan dan jalur pemrosesan yang sama. - Pembeda utama adalah ketahanan dampak dalam kondisi suhu rendah: EH36 memenuhi syarat untuk mempertahankan energi Charpy V-notch yang signifikan pada suhu yang jauh lebih rendah dibandingkan AH36. Itu membuat EH36 lebih disukai untuk layanan iklim dingin atau lintang tinggi. - Duktibilitas (peregangan) serupa di kedua grade ketika ketebalan sebanding; ketahanan tergantung pada mikrostruktur dan kebersihan lebih dari pada kimia bulk.

5. Kemampuan Pengelasan

Pertimbangan kemampuan pengelasan bergantung pada tingkat karbon, ekuivalen karbon (kemampuan pengerasan), dan kandungan mikro paduan. Dua indeks yang umum digunakan disediakan di sini sebagai contoh.

Tampilkan rumus ekuivalen karbon IIW: $$ CE_{IIW} = C + \frac{Mn}{6} + \frac{Cr+Mo+V}{5} + \frac{Ni+Cu}{15} $$

Dan rumus Pcm yang lebih komprehensif: $$ P_{cm} = C + \frac{Si}{30} + \frac{Mn+Cu}{20} + \frac{Cr+Mo+V}{10} + \frac{Ni}{40} + \frac{Nb}{50} + \frac{Ti}{30} + \frac{B}{1000} $$

Interpretasi kualitatif: - Baik AH36 maupun EH36 dirancang dengan karbon yang relatif rendah dan paduan yang terkontrol sehingga nilai $CE_{IIW}$ dan $P_{cm}$ mereka moderat, mendukung kemampuan pengelasan yang baik dengan prosedur standar. - Kebutuhan EH36 untuk meningkatkan ketahanan suhu rendah tidak selalu meningkatkan karbon bulk tetapi mungkin memerlukan kontrol komposisi dan pemrosesan yang lebih ketat. Akibatnya, kemampuan pengelasan EH36 dapat serupa dengan AH36, tetapi pemanasan awal, suhu antar proses, dan spesifikasi prosedur pengelasan sering kali ditegakkan lebih ketat untuk menjaga ketahanan suhu rendah di zona yang terpengaruh panas (HAZ). - Panduan pengelasan praktis: bahan konsumsi hidrogen rendah, pemanasan awal yang terkontrol untuk bagian tebal, dan perlakuan panas pasca pengelasan hanya di mana ditentukan. Hindari kemampuan pengerasan yang berlebihan di HAZ dengan menjaga karbon rendah dan membatasi penambahan paduan.

6. Korosi dan Perlindungan Permukaan

• Baik AH36 maupun EH36 adalah baja HSLA berbasis karbon (bukan stainless); ketahanan korosi di lingkungan maritim tergantung pada sistem perlindungan.
• Strategi perlindungan tipikal: epoxy yang terikat dengan fusi, sistem cat maritim multi-lapis, galvanisasi (di mana sesuai), dan anoda korosif untuk aplikasi yang terendam.
• Karena tidak ada grade yang stainless, PREN (angka ekuivalen ketahanan pitting) tidak berlaku untuk klasifikasi korosi mereka. Sebagai referensi, PREN didefinisikan sebagai: $$ \text{PREN} = \text{Cr} + 3.3 \times \text{Mo} + 16 \times \text{N} $$
• Persiapan permukaan, penyegelan sambungan, dan desain perlindungan katodik/anodik adalah pengungkit desain utama. Ketahanan EH36 yang ditingkatkan tidak memberikan manfaat ketahanan korosi yang intrinsik dibandingkan AH36.

7. Fabrikasi, Kemampuan Mesin, dan Formabilitas

• Kemampuan mesin: kedua grade adalah baja struktural tipikal; kemampuan mesin rata-rata dan tergantung pada mikrostruktur, kekerasan, dan ketebalan. Penambahan elemen mikro paduan di EH36 dapat sedikit mengurangi kemampuan mesin relatif terhadap baja paduan sangat rendah, tetapi perbedaannya biasanya kecil.
• Formabilitas/pembengkokan: sebanding untuk kedua grade ketika dalam temper dan ketebalan yang setara; kontrol ketahanan dan kekuatan EH36 yang lebih ketat mungkin memerlukan jari-jari pembengkokan yang sedikit lebih besar untuk bagian berat untuk menghindari retak pada bagian yang selesai.
• Pengetukan lubang dan pembentukan dingin untuk pelat tebal harus mengikuti pedoman pemasok; pembentukan kriogenik atau sangat dingin tidak dianjurkan tanpa kualifikasi.

8. Aplikasi Tipikal

AH36 — Penggunaan Tipikal	EH36 — Penggunaan Tipikal
Pemasangan pelat lambung kapal dalam layanan sedang	Pemasangan pelat lambung/dek kapal untuk layanan polar/Arktik
Struktur atas platform lepas pantai di iklim yang lebih ringan	Struktur lepas pantai Arktik dan lambung yang mampu beroperasi di es
Pengangkut bulk, anggota struktural kapal kargo umum	Kapal yang beroperasi pada suhu rendah yang berkelanjutan, struktur jaket pengangkut LNG di mana ketahanan suhu rendah diperlukan
Deck, rangka, dan pelat struktural umum di mana dampak suhu rendah tidak kritis	Struktur primer kritis yang rentan terhadap risiko patah rapuh dalam layanan sub-zero

Rasional pemilihan: - Pilih AH36 di mana kekuatan struktural diperlukan tetapi suhu lingkungan/layanan tetap moderat dan persyaratan dampak pada suhu yang sangat rendah tidak diwajibkan. - Pilih EH36 ketika ada kebutuhan yang tegas untuk ketahanan dampak yang terjamin pada suhu yang jauh di bawah nol (misalnya, operasi lintang tinggi, regulasi Arktik/regional), bahkan jika biaya dan kontrol produksi lebih tinggi.

9. Biaya dan Ketersediaan

• Biaya: EH36 biasanya memerlukan biaya lebih tinggi dibandingkan AH36 karena pemrosesan, pengujian, dan kontrol kimia yang lebih ketat yang diperlukan untuk memenuhi kriteria dampak suhu rendah. Premi bervariasi menurut pabrik, ukuran pesanan, dan kondisi pasar.
• Ketersediaan: AH36 tersedia secara luas dalam ukuran dan ketebalan pelat standar. EH36 juga umum di antara produsen pelat kapal tetapi ketersediaan dapat lebih terbatas untuk pelat yang sangat tebal atau dimensi yang tidak biasa karena kebutuhan untuk pemrosesan yang terkontrol dan pengujian dampak tambahan.
• Bentuk produk: pelat, bagian yang dilas, dan pelat yang dipotong sesuai ukuran adalah umum; waktu pengiriman untuk EH36 mungkin lebih lama jika pengujian dampak spesifik pada suhu rendah diperlukan.

10. Ringkasan dan Rekomendasi

Tabel ringkasan (kualitatif)

Atribut	AH36	EH36
Kemampuan pengelasan	Sangat baik (prosedur standar)	Sangat baik tetapi kontrol WPS yang lebih ketat dianjurkan
Keseimbangan Kekuatan–Ketahanan	Kekuatan tinggi; ketahanan yang memadai pada suhu moderat	Kekuatan tinggi; ketahanan suhu rendah yang superior berdasarkan spesifikasi
Biaya	Lebih rendah	Lebih tinggi (premium untuk kualifikasi suhu rendah)

Rekomendasi akhir: - Pilih AH36 jika Anda memerlukan pelat konstruksi kapal berkekuatan tinggi yang mudah didapat untuk lingkungan sedang di mana ketahanan dampak suhu rendah yang ekstrem tidak diperlukan dan Anda ingin biaya material yang lebih rendah serta pengadaan yang lebih sederhana. - Pilih EH36 jika struktur akan beroperasi dalam kondisi dingin atau Arktik, jika regulasi memerlukan ketahanan Charpy yang terbukti pada suhu rendah, atau jika desain memiliki sensitivitas terhadap patah rapuh (bagian tipis, ketegangan tinggi, stres residual tinggi). Biaya tambahan dibenarkan oleh risiko patah yang berkurang dan kepatuhan terhadap regulasi.

Catatan penutup: AH36 dan EH36 memberikan kekuatan statis yang sebanding; pemilihan praktis harus didorong oleh kinerja dampak yang diperlukan pada suhu layanan, batasan prosedur pengelasan, dan risiko siklus hidup. Selalu verifikasi kriteria penerimaan kimia dan mekanik yang tepat dengan spesifikasi proyek dan sertifikat uji pabrik sebelum pemilihan akhir.