BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.3 Hasil Pengujian komposisi kimia
Pengujian komposisi kimia yang dilakukan pada baut di Balai Besar Teknologi Kekuatan Struktur (B2TKS) BPPT PUSPITEK Serpong Tangerang Selatan. Pengujian komposisi kimia pada baut dengan menggunakan alat METOREX yang berfungsi untuk mengetahui unsur – unsur kimia yang terkandung dalam bahan baku baut.
Dari hasil pengujian ini bahwa baut clam in merupakan baut yang terbuat dari bahan atau material baja karbon sedang denagan nilai karbon (0.41% C) dan sesuai dengan standar ASTM A325 Structural Bolts, Steel, Heat Treated, 120/105 ksi Minimum Tensile Strength, dan disertai unsure paduannya meliputi : unsure 0.24% Si, 0.74% Mn, 0.90% Cr, 0.069% Ni, 0,12% Mo, 0.14% Cu, 0.028% Al, 0.068% W, 0.020% S, 0.018% P. Komposisi kimia yang terkandung dalam bahan sampel baut tersebut masih masuk dalam standard dan tidak menunjukkan adanyan perbedaan.
Tabel 4.1 Hasil uji komposisi kimia dengan menggunakan alat METOREX
Unsur mangan (Mn) mempunyai fungsi mengurangi karbida dan menurunkan temperature transformasi, yang membuat perlit dan ferit menjadi butir yang lebih halus, Mn juga memperbaiki keuletan. Unsur Mn ini dapat mengikat sulfur (S) dengan membentuk mangan sulfide (MnS). Unsure phosphor (P) dan sulfur mempunyai dampak negatif dalam pembuatan baut, karena dapat mengurangi kekuatan, bila kandungan presentasenya melebihi batas yang telah ditentukan dan juga akan menyebabkan sumber keretakan pada proses rolling.
Oleh sebab itu, kadar phosphor dan sulfur dalam pembuatan baut sangat rendah.
Silicon (Si), unsur ini sebagai penyetabil yang dapat menaikkan kekuatan tanpa harus menurunkan keuletannya.
Dalam pembuatan baut, bahan atau material yang digunakan tidak hanya unsure – unsure yang penting saja, tetapi juga juga ada unsure – unsure pendukung lainnya. Meliputi unsure Cr (chrom), Cu, Mo dan Al yang terdapat pada baut ini yang walaupun presentasinya sangat sedikit, namun berguna untuk meningkatkan meningkatkan ketahanan terhadap korosi unsure Nb, Sn dan W berguna untuk menghaluskan butiran struktur mikro dan meningkatkan kekerasan baut. Pada tabel 4.1 diatas, nilai sensitive retak menunjukkan nilai yang rendah dan masuj dalam rentan standar, hal ini dikarenakan jumlah kandungan unsure sulfur dan phosphor yang rendah sehingga akan menurunkan nilai sensitive retak.
Maka semakin rendah nilai sensitive retaknya, semakin baik pula kualitas baut tersebut.
4.5 Hasil Pengujian Kekerasan
Hasil uji kekerasan dilakukan pada bolt yang sudah putus atau patah pada lokasi disekitar patahan hasil potongan memanjang dengan menggunakan nilai kekerasan vickera (HV), hasil penyajian data yang diperoleh dalam bentuk angka.
Pada pengujian kekerasan ini dilakukan satu kali pengujian dengan tujuh kali penekanan disetiap titik kemudian dihitung rata – ratanya sehingga nilai kekeasannya lebih akurat. Hasil uji kekerasan pada baut tersebut disajikan pada tabel 4.2.
Tabel 4.2 Hasil uji kekerasan dengan menggunakan alat frank finotest
No Baut yang patah (HV)
1 317
2 309
3 321
4 306
5 321
6 321
7 321
Rata – rata 316,5
Adapun hasil uji kekerasan pada baut ini disajikan pada tabel 4.2, menunjukkan bahwa nilai kekerasan terendah adalah 306 HV terletak sebelum menuju final fracture (no 4 tabel 4.2) sedangkan nilai kekerasan tertinggi mencapai 321 HV terletak, setelah dirata – rata dari 7 titik hasil pengujian ini, maka di dapat nilai kekerasan rata – rata pada baut ini adalaha 316.5 HV.
•6
•5 •4
•7
•3 •2 •1
Gambar 4.6 Lokasi uji kekerasan.
Dari baut clim pin ini terlihat bahwa kekerasan pada bagian (no 4 tabel 4.2) sedikit lebih lunak dibandingkan pada bagian yang lain dari bagian tepi sebelum final fracture yang lain, maka dari itu dapat terjadi karena pengaruh pengerasan permukaan dengan heat treatment maupun mechanical treatment, maka efeknya nilai kekerasan berkurang pada bagian itu.
BAB V PENUTUP
5.1 Kesimpulan
Dari hasil penelitian analisa kerusakan pada komponen baut di anjungan lepas pantai, maka dapat disimpulkan bahwa:
1. Hasil dari pengujian metalografi menunjukkan bahwa bentuk struktur mikro adalah martensit temper yang terdapat pada bagian kepala ulir baut ini nampak menunjukkan adanya cacat yang berbentuk lipatan. Cacat ini merupakan salah satu akibat proses manufaktur pada baut yang kurang sempurna. Proses manufaktur ini terjadi ketika proses pengerolan ulir (thread rolling). Cacat tersebut berupa inklusi yaitu manganese sulfide (MnS). Sifat mekanis baja dapat dikontrol salah satunya dengan ukuran inklusi, semakin besar ukuran inklusi maka akan menurunkan sifat mekanis pada baja, seperti keuletan (ductility), umur fatigue, dan kegetasan (fracture toughness). Berdasarkan hasil pengujian komposisi kimia baja yang digunakan sebagai bahan baut adalah jenis baja karbon sedang (medium carbon steel) yang memiliki kadar karbon 0.41%.
2. Kerusakan yang menyebabkan patahnya baut di anjungan lepas pantai disebabkan oleh kelelahan (fatigue) dari material baut yang diakibatkan beban dinamis (beban berualang - ulang). Pembebanan dinamis ini adalah gabungan antara reversed bending dan beban geser. Pada pembebanan reversed bending termasuk tingkat pembebanan low nominal stress yang
ditandai dengan adanya beach mark pada tahap penjalaran retak (crakc propagation). Sedangkan pada beban geser di tandai dengan adanya radial fanlike. Jenis kelelahan yang tejadi pada baut tersebut adalah jenis kelelahan siklus rendah (low cycle fatigue). Kelelahan jenis ini diakibatkan kelelahan yang disebabkan oleh konsentrasi tegangan yang tinggi. Hal ini ditunjukkan oleh bentuk permukaan patahan baut yang menunjukkan kondisi overload yaitu suatu kondisi dimana perambatan retak (crack propogation) yang terjadi dalam waktu singkat dan diakhiri dengan cepat, diikuti patah getas dan tidak adanya deformasi plastis.
3. Bahan baut yang digunakan dianjungan lepasn pantai tersebut mempunyai kekerasan terendah 306 HV dan kekerasan tertinggi 321 HV (306 : 321 HV) sehingga mempunyai ketangguhannya (toughness) menjadi rendah dan karena itu sangat sensitive terhadap bentuk tekikan (notch) yang memudahkan menimbulkan retak getas.
4. Di dalam kerusakan terdapat beberapa Faktor yang menyebabkan kerusakan, diantaranya sebagai berikut :
- Kesalahan dalam memilih desain dan material seperti kesalahan dalam proses peleburan, pengecoran dan penempaan, pengerjaan akhir (finishing), control kualitas yang kurang baik diluar spesifikasi/standard yang berlaku.
- Material yang tidak sempurna atau miliki cacat.
- Kesalahan dalam proses pembuatan seperti - Kesalahan ketika proses assembly/perakitan.
- Kondisi pengoperasian yang tidak tepat seperti kecepatan (speed) yang terlalu tinggi, temperature yang terlalu tinggi, adanya kandungan kimia yang bersifat merusak, sumber daya manusia yang kurang kompeten di bidangnya.
- Kesalahan dalam proses perawatan.
5.2 Saran
1. Perlu adanya penelitian lebih lanjut untuk melihat kerusakan yang diakibatkan oleh fatigue yaitu menggunakan alat mikro fraktografi seperti SEM (Scanning Electron Microscopy) atau TEM (Transmision Electron Microscopy) yang mempunyai resolusi optik yang lebih tinggi dibandingkan mikroskop optik.
2. Pada penelitian ini dibatasi, hal lain yang perlu diperdalam analisa adalah pengetahuan tentang korosi, adanya pengujian tentang korosi yang terdapat pada baut yang mengalami perpatahan.
DAFTAR PUSTAKA
[1] ASM Handbook Committee. 1987. ” Fractography ”, ASM Handbook Volume 12. By ASM Handbook Committee. Ohio
[2] ASM Handbook committee. 1996.”Fatigue and Fracture”, ASM Handbook Volume 19. By ASM Handbook Committee. Ohio
[3] ASTM A 325. “Standard Specification for Structural Bolts, Steel. Heat Treated, 120/105 ksi Minimum Tensile Strength”.
[4] Callister, William D. 1985. “Material Science and Engineering, An Introduction “. John Wiley and Sons, Inc. Canada.
[5] Devi Chandra, Gunawarman, M. Fadil. 2010. “Analisis Tegangan Buat Pengunci Girth-Gear Kiln”. No.33 Vol.1 XVII.
[6] Hatta Ilham. 2010. Mikroskopi dan Mikroanalisi. “analisa kerusakan baut pengikat meja putar pada sistem transportasi alat angkat”.Vol. 3.
No1.
[7] Hosford William F. 2005. “Mechanical Behavior of Material”.Cambridge University Press. New York.
[8] http://elib.unikom.ac.id/files/disk1/523/jbptunikompp-gdl-dadangnugr-26103-3-unikom_d-2.pdf 03 Maret 2013 Pukul 11.33
[9] http://dodybrahmantyo.dosen.narotama.ac.id/files/2012/05/KONSTRUKSI-BAJA-3_SAMBUNGAN-BAUT.pdf 03 Maret 2013 pukul 09.00 am [10] http://www.scribd.com/doc/96174078/Pengertian-SEM 18 Maret 2013 Pukul
07.27
[11] http://ftkceria.wordpress.com/2012/04/21/fatigue-kelelahan 20 Maret 2013 Pukul 07.09
[12]http://elearning.gunadarma.ac.id/docmodul/pengantar_teknologi_baja/bab1_b esi_dan_baja.pdf 30 Agustus 2013 pukul 13.08
[13]http://xa.yimg.com/kq/groups/3862917/480176839/name/18908_PENGKAJI AN.pdf 30 Agustus 2013 pukul 13.15
[14] Juliaptini Devinta. 2010. “Analisis Sifat Mekanik Dan Metalografi Baja Karbon Rendah Untuk Aplikasi Tabung Gas 3 Kg”. Skripsi, Fisika Fakultas Sains dan Teknologi UIN Syarif Hidayaullah, Jakarta.
Hal 18 – 23.
[15] L. H. Van Vlack. 1989. “Elements Of Material Science And Engineering, 6TH Ed”. Addison – Wesley. Reading, Mass.
[16] Michael F Ashby, David r H Jones.1996.”Engineering Materials 1, An Introduction to their Properties and Applications”. Second edition.
Butterworth Heinemann.
[17] Ricky L, Tawekal. “Perhitungan SCF Untuk Analisa Fatigue Pada Sambungan Struktur Anjungan Lepas Pantai”. Volume 13, No. 2, Edisi XXXII Juni 2005.
[18] Sutarjo, Ilham Hatta. 2010. Prosiding PPI Standardisasi 2010.”Aplikasi Standar untuk Analisis Kerusakan Stud Bolt pada Suction Valve Compressor”.
[19] Vander Voort, George F. 2004. ” Metallography and Microstructures ”, ASM Handbook Volume 9. By ASM Handbook Committee. Ohio [20] William T. Becker and Roch J. Shipley. 2002.” Failure Analysis and
Prevention”, ASM Handbook Volume 11. By ASM Handbook Committee. Ohio
[21] Yuwono Akhmad Herman. 2009. “Buku Panduan Praktikum Karakteristik Material 1 Pengujian Merusak (Destructive Testing)”. Departemen Metalurgi Dan Material, Fakultas Teknik UI. Depok.
LAMPIRAN 1
Posisi baut yang mengalami perpatahan
Posisi Baut Patah
LAMPIRAN 1
Posisi baut yang mengalami perpatahan
Posisi Baut Patah
LAMPIRAN 1
Posisi baut yang mengalami perpatahan
Posisi Baut Patah
LAMPIRAN 2
Bentuk baut yang diukur dengan penggaris dan ulir baut yang dianalisis
LAMPIRAN 2
Bentuk baut yang diukur dengan penggaris dan ulir baut yang dianalisis
LAMPIRAN 2
Bentuk baut yang diukur dengan penggaris dan ulir baut yang dianalisis