17
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Diagram Alir
Metode penelitian ini adalah dengan menentukan material dari filter udara yag akan digunakan pada Electrostatic Precipitator dengan melakukan pengujian terhadap dua material, yaitu besi dan stainless steel 304.
Gambar 3.1 Diagram Alir Mulai
Persiapan Alat dan Bahan
Pembuatan Spesimen
Uji Laju Korosi XRD
Kesimpulan
Selesai
Studi Literatur
Persiapan Spesimen
Pengambilan data Pengujian
Analisa Data SEM EDX
18 Keterangan:
1. Mulai
Memulai dengan membuat kerangka ide dari penelitian.
2. Studi literatur
Mencari informasi pendukung dari berbagai sumber seperti internet dan jurnal-jurnal terkait dengan electrostatic precipitator (ESP), material yang dapat digunakan pada collecting plate ESP.
3. Persiapan Alat dan Bahan
Melakukan persiapan seperti alat dan bahan sebelum penelitian.
4. Pembuatan Spesimen
Membuat Spesimen sesuai ukuran yang dibutuhkan.
5. Persiapan Spesimen
Melakukan persiapan untuk melakukan pengujian pada spesimen 6. Uji Laju Korosi
Melakukan perendaman menggunakan cairan NaCl 3,5% pada spesimen 7. SEM EDX
Melakukan pengamatan menggunakan mesin SEM 8. XRD
Melakukan pengamatan material menggunakan mesin XRD 9. Pengambilan Data
Mengambil data dari pengujian yang sudah dilakukan 10. Analisa Data
Melakukan analisa terhadap kedua sampel dan membandingkan material mana yang cocok untuk dijadikan material plat penyaring udara.
11. Kesimpulan
Setelah menganalisa dan menentukan material yang cocok, maka bisa diambil kesimpulan untuk pemilihan material yang baik dan cocok digunakan collecting plate ESP.
12. Selesai
Proses pengujian selesai.
19 3.2 Alat dan Bahan
Adapun alat dan bahan yang digunakan untuk melakukan dan menunjang penelitian ini.
3.2.1 Alat
Untuk alat yang digunakan adalah sebagai berikut:
1. Gelas Ukur
Gelas ukur disini digunakan sebagai wadah untuk menempatkan spesimen besi dan stainless steel 304 yang direndam pada cairan NaCl 3,5%.
Gambar 3.2 Gelas Ukur
2. Timbangan Digital
Timbangan digital disini digunakan untuk mengukur berat dari spesimen besi dan stainless steel 304 yang telah dilakukan perendaman untuk mengetahui perbandingan dari berat spesimen.
Gambar 3.3 Timbangan Digital
20 3. Mesin SEM EDX
Mesin SEM EDX yang digunakan pada pengujian ini adalah mesin SEM Evo 10 tipe LS 10 dari Zeiss, SEM digunakan untuk melihat perubahan struktur mikro pada spesimen besi dan stainless steel 304 yang telah dilakukan pengujian.
Gambar 3.4 Mesin SEM EDX Zeiss
4. Mesin XRD
Mesin XRD yang digunakan pada pengujian ini adalah mesin XRD D8 Advanced dari Bruker, XRD disini digunakan untuk melihat perubahan komposisi dan mengamati struktur kristal pada spesimen besi dan stainless steel 304 yang telah dilakukan pengujian.
Gambar 3.5 Mesin XRD Bruker
21 3.2.2 Bahan
Untuk bahan yang digunakan adalah sebagai berikut:
1. Plat Baja
Plat baja yang digunakan pada penelitian memiliki dimensi yang berbeda sesuai dengan pengujiannya. Untuk pengujian laju korosi dimensi spesimen 3 x 5 cm sebanyak 3 buah, untuk pengujian SEM dimensi spesimen 1 x 1 cm sebanyak 2 buah, dan untuk pengujian XRD dimensi spesimen 2 x 2 cm sebanyak 2 buah.
Gambar 3.6 Plat Baja
Berikut komposisi dari material baja berdasarkan Material Safety Data Sheet:
Tabel 3.1 Komposisi Baja
CAS# Nama Kimia Persen EINECS/ELINCS
7439-89-6 IRON 88 231-096-4
7440-44-0 CARBON 1,6 231-153-3
7440-47-3 CHROMIUM 1,0 231-157-5
7440-50-8 COPPER 1,75 231-159-6
7439-96-5 MANGANESE 2,0 231-105-1
7439-98-7 MOLYBDENUM 1,8 231-107-2
7440-02-0 NICKEL 1,6 231-111-4
7440-21-3 SILICON 2,25 231-130-8
22 2. Plat Stainless Steel 304
Plat Stainless Steel 304 yang digunakan pada penelitian memiliki dimensi yang berbeda sesuai dengan pengujiannya juga. Untuk pengujian laju korosi dimensi spesimen 3 x 5 cm sebanyak 3 buah, untuk pengujian SEM dimensi spesimen 1 x 1 cm sebanyak 2 buah, dan untuk pengujian XRD dimensi spesimen 2 x 2 cm sebanyak 2 buah.
Gambar 3.7 Plat Stainless steel 304
Berikut komposisi dari material Stainless steel 304 berdasarkan Material Safety Data Sheet:
Tabel 3.2 Komposisi Stainless Steel 304
Komponen CAS# %Berat
Carbon (C) 7440-44-0 0.08
Manganese (Mn) 7439-96-5 2.0
Phosphorus (P) 7723-14-0 0.045
Sulfur (S) 7704-34-9 0.030
Silicon (Si) 7440-21-3 2.0
Chromium (Cr) 7440-47-3 18.0-20.0
Nickel (Ni) 7440-02-0 8.0-12.0
Molybdenum (Mo) 7439-98-7 2.0-3.0
Nitrogen (N) 7727-37-9 0.10
Iron (Fe) 7439-89-6 Balance
23 3. Cairan NaCl 3,5%
Cairan NaCl 3,5% merupakan cairan yang digunakan untuk pengujian laju korosi sebagai bahan pembuat korosi dari spesimen besi dan stainless steel 304.
Gambar 3.8 Cairan NaCl 3,5%
3.3 Sampling Point
Sampling Point merupakan titik dimana tempat pengambilan data dari penelitian yang dilakukan. Sampling point memiliki tujuan untuk mempermudah pengambilan data yang diperlukan. Berikut merupakan ilustrasi dari Sampling point yang berada pada ESP.
Gambar 3.9 Ilustrasi Sampling Point
24 Sampling Point A pada plat ESP, karena pengujian yang dilakukan berada pada plat ESP ini untuk mengetahui material yang baik untuk digunakan menjadi filter udara pada ESP.
3.4 Metode Penelitian
Adapun Metode penelitian digunakan pada pengujian ini adalah sebagai berikut:
1. Metode Eksperimen
Penelitian ini dilakukan dengan menguji plat baja, dan plat Stainless Steel 304 menggunakan pengujian laju korosi, SEM, dan XRD untuk mengetahui fasa yang terbentuk pada spesimen besi dan Stainless Steel 304.
3.5 Variabel Penelitian
Variabel Penelitian ini terbagi menjadi dua, variabel terikat dan variabel bebas. Adapun variabel dari penelitian ini sebagai berikut:
1. Variabel terikat : Pengujian Korosi, SEM, dan XRD pada material 2. Variabel bebas : Jenis Material yang digunakan
3.6 Diagram Skematik Penelitian
Diagram skematik penelitian ini berfungsi untuk memberitahukan bagaimana proses dari penelitian atau pengujian yang dilakukan. Penelitian ini dilakukan di Universitas Sultan Ageng Tirtayasa agar mendapatkan hasil data yang efektif.
3.6.1 Diagram Skematik Pengujian Uji Laju Korosi
Dibawah ini merupakan diagram skematik penelitian yang dilakukan untuk pengujian laju korosi.
25 Gambar 3.10 Diagram Skematik Uji Laju Korosi
Berikut ini adalah prosedur penelitian yang dilakukan untuk pengujian laju korosi:
1. Mempersiapkan spesimen baja dan Stainless Steel 304 dengan memotong spesimen berukuran 3 cm x 5 cm masing-masing 3 buah dan diberi nama B1, B2, B3, SS1, SS2, dan SS3.
2. Menimbang berat awal pada masing-masing spesimen dengan timbangan kemudian mencatat hasilnya.
3. Merendam spesimen pada gelas ukur yang berisikan cairan NaCl 3,5% dan diamkan selama 7 hari.
4. Menimbang berat spesimen yang sudah dibersihkan setelah perendaman 7 hari dengan timbangan kemudian mencatat hasilnya.
5. Merendam lagi spesimen pada gelas ukur yang berisikan cairan NaCl 3,5%
dan diamkan selama 7 hari lagi, total 14 hari.
6. Menimbang berat spesimen yang sudah dibersihkan setelah perendaman 14 hari dengan timbangan kemudian mencatat hasilnya.
Spesimen Baja dan SS304
26 7. Merendam lagi spesimen pada gelas ukur yang berisikan cairan NaCl 3,5%
dan diamkan selama 7 hari lagi, total 21 hari.
8. Menimbang berat spesimen yang sudah dibersihkan setelah perendaman 21 hari dengan timbangan kemudian mencatat hasilnya.
9. Melakukan perhitungan laju korosi pada penelitian ini dan membuat grafik penurunan laju korosi.
3.6.2 Diagram Skematik SEM EDX
Dibawah ini merupakan diagram skematik untuk pengambilan data pada SEM EDX.
Gambar 3.11 Diagram Skematik SEM EDX
Berikut adalah prosedur penelitian yang dilakukan untuk SEM EDX:
1. Mempersiapkan spesimen baja dan Stainless Steel 304 dengan memotong spesimen berukuran 1 cm x 1 cm masing-masing sebanyak 2 buah dan diberi nama spesimen B1, B2, SS1, dan SS2.
2. Melakukan pemanasan pada spesimen B2 dan SS2 dengan suhu yang terbaca oleh thermocouple mencapai 757,5°C dalam waktu 60 menit.
Spesimen Baja dan SS304
27 3. Melakukan pengamatan menggunakan SEM EDX pada semua spesimen.
4. Menganalisa hasil data yang sudah diamati oleh mesin SEM EDX.
3.6.3 Diagram Skematik XRD
Dibawah ini merupakan diagram skematik untuk pengambilan data pada XRD.
Gambar 3.12 Diagram Skematik XRD
Berikut adalah prosedur yang dilakukan untuk pengambilan data XRD:
1. Mempersiapkan spesimen baja dan Stainless Steel 304 dengan memotong spesimen berukuran 2 cm x 2 cm masing-masing sebanyak 2 buah dan diberi nama spesimen B1, B2, SS1, dan SS2.
2. Melakukan pemanasan pada spesimen B2 dan SS2 dengan suhu yang terbaca oleh thermocouple mencapai 757,5°C dalam waktu 60 menit.
3. Melakukan pengamatan menggunakan XRD pada semua spesimen.
4. Menganalisa hasil data yang sudah diamati oleh mesin XRD.
Spesimen Baja dan SS304
28 3.7 Time Schedule
Time Schedule adalah pedoman waktu selama menjalankan penelitian sehingga penulis dapat melakukan penelitian dengan terjadwal dan tempat pelaksanaan penelitian ini di Universitas Sultan Ageng Tirtayasa yang ada di Sindangsari.
