BAB III METODE PENELITIAN

37

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1 Jenis Penelitian

Jenis penelitian yang digunakan dalam penelitian ini adalah penelitian kuantitatif. Penelitian kuantitatif adalah penelitian yang dilakukan secara sistematis, terencana, dan terstruktur dengan jelas sejak awal hingga akhir proses penelitian. Pada penelitian ini banyak menuntuk penggunaan angka, mulai dari pengumpulan data, pengolahan data, hingga hasil yang diperoleh. Demikian juga pada proses analisis data akan menampilkan gambar, tabel, grafik, dan angka.

Menurut Kasiram dalam bukunya Metodologi Penelitian, “Penelitian kuantitatif adalah suatu proses menemukan pengetahuan yang menggunakan data berupa angka sebagai alat menganalisis keterangan mengenai apa yang ingin diketahui”[1]. Sedangkan menurut Sugiyono “metode penelitian kuantitatif dapat diartikan juga sebagai penelitian yang berlandaskan pada filsafat positivisme data menggunakan instrumen penelitian, analisa data bersifat kuantitatif/statistic, dengan tujuan untuk menguji hipotesis yang telah ditetapkan” [2].

3.2 Waktu dan Lokasi Penelitian

Penelitian dilakukan di Alun-Alun Kota Batu pada wahana ferris wheel milik Pemerintah Kota Batu, Jawa Timur. Ferris wheel adalah sebuah roda yang berputar perlahan dan terus menerus yang digerakan oleh mesin. Penelitian literatur tentang pemeriksaan roda yang digerakkan yaitu mesin hiburan ferris wheel sebagai media penelitian keamanan. Ferris wheel pada dasarnya adalah struktur utama dari bentuk struktur baja, kekuatannya berhubungan langsung dengan keselamatan penumpang. Dalam sebuah konstruksi seringkali di temukan adanya kerusakan akibat dari beberapa faktor seperti kelelahan, mulur, keausan, serta terjadinya korosi, dan umur dari kontruksi yang sudah mencapai batas umur dari sebuah kontruksi.

3.3 Kondisi Operasi

Kondisi operasi adalah kondisi meliputi parameter-parameter yang mempengaruhi dan berpengaruh terhadap suatu penelitian. Adapun kondisi operasi dalam penelitian ini antara lain :

1. Variabel Bebas

Variabel bebas adalah variabel yang menjadi indikator dalam suatu penelitian. Dalam penelitian ini adapun variabel bebas adalah 2 cacat goresan A B pada daerah batang utama penyangga ferris wheel.

Dimana pada daerah tersebut adalah bagian yang paling kritis.

2. Variabel Terikat

Variabel terikat adalah variabel yang dipengaruhi oleh variabel bebas.

Dengan kata lain variabel terikat adalah sebab yang ditimbulkan dari variabel bebas. Dalam penelitian ini variabel terikat meliputi : panjang retak, korosi, siklus umur konstruksi ferris wheel dan panjang retak kritis.

3. Variabel Kendali

Variabel kendali adalah variabel yang perlu dipertahankan nilainya agar tetap konstan dan stabil. Dalam penelitian ini sebagai variabel kendali adalah beban (load) yang bekerja, material yang digunakan pipa ASTM A36, dan pengunaan metode NDT (Dye Penetran Test).

3.4 Sumber Data

Sumber data yang digunakan dalam penelitian ini adalah : 1. Data Primer

Data primer adalah data yang diperoleh dari hasil penelitian, perhitungan, dan analisa yang dilakukan.

2. Data Sekunder

Data sekunder adalah data yang berasal dari literatur atau buku dan jurnal penunjang tertentu yang digunakan sebagai (literasi penulis dalam menyusun skripsi) penunjang data primer.

3.5 Metode Pengumpulan Data

Teknik pengumpulan data dalam penelitian ini meliputi : 1. Identifikasi Permasalahan

Identifikasi permasalahan yaitu menetukan pokok permasalahan apa yang akan diangkat dalam penelitian/analisa pada skripsi. Dalam penelitian ini penulis mengangkat permasalahan yaitu melakukan analisa toleransi kerusakan pada badian batang utama penyangga konstruksi ferris wheel.

2. Studi Literatur

Studi literatur adalah mengacu pada sumber-sumber yang ada di buku literatur dan jurnal. Hal tersebut mencakup teori-teori yang harus dipahami dalam permasalahan tersebut. Dengan cara atau rumus apa permasalahan tersebut dapat diselesaikan.

3. Pengolahan data

Pengolahan data yaitu meliputi mengolah data dari yang sudah diketahui menjadi hasil perhitungan yang diinginkan. Kemudian hasil perhitungan tersebut akan dianalisa.

4. Analisa Data

Analisa data yaitu menganalisa data dari pengolahan data yang sudah dilakukan untuk memperoleh hasil bahwa data yang diperoleh sudah sesuai tujuan penelitian atau belum.

5. Hipotesis

Hipotesis adalah sebuah asumsi awal dari data yang telah didapatkan sebelum dilakukan penarikan kesimpulan.

6. Kesimpulan

Kesimpulan yaitu menarik kesimpulan akhir bahwa data yang diolah dan diperoleh sudah sesuai dengan literasi serta hasil pengolahan data tersebut sudah sesuai dengan hipotesis awal yang sudah penulis lakukan.

3.6 Diagram Alir (Flow Chart) Kerangka Penelitian

Mulai

Perhitungan SIF (Stress Intensity Factor) Studi Literatur dan Pengambilan

Data Ferris Wheel

Pengujian Non Destructive Test (Dye Penetran Test)

Pengamatan Makro Struktur

Studi Lapangan dan Identifikasi Masalah

Perhitungan Umur Kelelahan Ferris Wheel

(A)

SELESAI

A

INSPECTION RESULT

Fatigue Crack Corrosion Crack

PERHITUNGAN CRACK PROPAGATION

SELESAI

Perhitungan Manual Stress Intensity Factor (KI) PENGUMPULAN DATA 1. Data Properties Ferris Wheel

2. Data Inspeksi Ferris Wheel, pemeriksaan NDT (Penetrant Test), foto makro

PERHITUNGAN UMUR KELELAHAN

Penjabaran dari diagram diatas akan dijelaskan pada langkah-langkah dibawah ini:

1. Pengumpulan data-data

Data-data yang diperoleh dari berbagai sumber yang sesuai dengan obyek pada tugas akhir ini. Data-data yang diperlukan dalam pengerjaan tugas akhir ini adalah :

a. Data properti ferris wheel, merupakan data-data yang berhubungan dengan dimensi pipa baja, dan properti-properti yang melekat pada pipa.

Data-data tersebut meliputi : ketebalan pipa, diameter pipa, panjang pipa, tebal dan densitas coating, tebal dan densitas concrete.

b. Data inspeksi ferris wheel, merupakan data-data yang berhubungan dengan inspeksi pengamatan dilapangan meliputi, cacat yang terjadi, korosi, retakan yg terdeteksi dengan metode NDT dan lain-lain.

c. Data operasional ferris wheel merupakan data-data ferris wheel yang digunakan saat beroperasi yang meliputi : jenis material yang dipakai, umur ferris wheel, serta data lingkungan yang menginformasikan tentang kondisi ferris wheel saat ini.

2. Inspection Result

Pemeriksaat dilakukan dengan metode Non Destructive Test yaitu dengan liquid penetran testing sehingga dapat diketahui adanya cacat/retakan yang terjadi. Data inspection result digunakan untuk mendapatkan data fatigue crack dan corrosion crack.

3. Perhitungan Teknis

Melakukan perhitungan teknis meliputi, perhitungan intensitas tegangan (SIF), perhitungan laju perambatan retak dan perhitungan umur kelelahan.

4. Perhitungan Crack Propagation

Menghitung besranya nilai keretakan pada pipa dengan menggunakan diagram Parish Law.

5. Perhitungan Umur Kelelahan Pada Ferris Wheel

Melakukan perhitungan umur kelelahan pada tiang utama penyangga ferris wheel/pipa baja sebagai akibat dari adanya cacat/luka pada material tersebut yang terkorosi dan indikasi retak yang terjadi dalam pipa baja utama ferris wheel selama beroperasi.

1.8 Pengujian Cairan Penetran

Pengujian cairan penetran di lakukan untuk mengetahui kehadiran retak pada bagian cacat permukaan pipa penyangga konstruksi ferris wheel. dengan pengujian cairan penetran dapat diidentifikasi kehadiran retak pada pada permukaan titik uji. Dengan pengujian cairan penetran dapat diidentifikasi kehadiran retak pada permukaan sampel. Pengujian cairan penetran yang digunakan adalah tipe visible cairan penetran dengan metode solvent removable.

Gambar 3.1. Pengujian cairan penetran dilakukan dengan mengacu kepada standar ASME Section V [32].

Gambar 3. 1 Liquid Penetrant Testing

Penetrant test memanfaatkan daya kapilaritas. Cairan penetrant yang berwarna merah akan meresap ke dalam diskontinuitas, cairan tersebut dikeluarkan dengan bantuan cairan pengembang yang warnanya kontras dengan cairan cairan penetran yaitu warna putih seperti pada (Gambar 3.4). Secara umum, tahapan pengujian cairan penetran adalah sebagai berikut.

1. Preparasi permukaan benda uji dengan Cleaner/Remover.

Permukaan semuanya dibersihkan dari kotoran yang menempel dengan menggunakan cairan cleaner secara menyeluruh dan benar-benar kering

sebelum diperiksa. Perlu diperhatikan bahwa setiap permukaan yang diperiksa untuk pendeteksian cacat harus bebas dari air, minyak atau kontaminan lainnya.

2. Pengeringan setelah pembersihan awal.

Setelah dibersihkan dilakukan pengeringan permukaan yang akan diperiksa dengan penguapan normal, dengan udara panas, atau dingin paksa agar cairan yang masih tersisa tidak mengganggu penetrasi cairan penetran

3. Pengaplikasian cairan penetran

pengaplikasian cairan penetrant dapat dengan cara apapun yang sesuai, seperti mencelupkan, menguaskan dan menyemprotkan (Gambar 3.2).

Jarak minimum penyemprotan pada permukaan benda uji adalah 25 cm [33]. Dan diamkan beberapa menit selama dwell time (Tabel 3.1).

Gambar 3. 2 penyemprotan red penetrant pada titik uji

4. Pembersihan cairan penetran

Setelah dwell time berakhir, pembersihan dilakukan dengan menggunakan cairan cleaner/remover dengan kain yang dibasahi dengan cleaner untuk menyeka permukaan secara ringan hingga penetrant sisa yang menempel pada permukaan dibersihkan dengan hati-hati untuk meminimalkan penghapusan penetran dari diskontinuitas [33].

5. Pengaplikasian Developer

Setelah dibersihkan cairan developer di semprotkan pada benda uji dengan jarak minimum 25cm dan diamkan beberapa menit sesuai dwell time (Tabel 3.1) [32]. Selama dwell time berlangsung developer akan menarik atau mengangkat cairan penetran yang meresap pada cacat untuk mengungkap dengan jelas adanya cacat pada komponen dan cacat akan terlihat saat dwell time berakhir (Gambar 3.3).

Gambar 3. 3 Penyemprotan cairan developer pada titik uji

6. Interpretasi, evaluasi dan pembersihan akhir

Setelah waktu pengembangan yang optimal telah diizinkan, pemeriksaan harus dilakukan secara bertahap. Permukaan komponen diperiksa untuk mengetahui indikasi cacat yang terdeteksi kemudian mencatat data retak tersebut dan dokumentasi. Inspeksi penetran dilakukan dalam kondisi pencahayaan yang kuat. Pembersihan pasca pemeriksaan harus dilakukan sesegera mungkin setelah Evaluasi dan Dokumentasi menggunakan proses yang tidak mempengaruhi bagian sesuai prosedur [32].

Gambar 3. 4 Tahapan pengujian dengan cairan penetrant dan developer

Sumber : [34]

Diskontinuitas terdeteksinya pada bahan ditandai dengan adanya bercak merah dari cairan penetran yang muncul. Diskontinuitas yang dapat di deteksi oleh pengujian ini adalah diskontinuitas pada permukaannya saja dan tidak dapat diperbaiki pada bagian dalam materi.

Tabel 3.1. Rekomendasi minimum dwell times Sumber : [32]

1.9 Pengamatan Makrografi

Permukaan cacat hasil pengujian non destructive testing (dye penetran) diamati dengan menggunakan kaca pembesar dengan pencahayaan senter untuk memastikan perambatan retak yang terjadi retak asli atau retak palsu. Pada masing-masing titik uji setelah dilakukan pengamatan dengan kaca pembesar kemudian di ambil data retak yang terjadi dan mencatatnya, lalu data makrografinya diambil mengunakan kamera dengan lensa makro (lensbong macro prosumer extreme minolta 45mm). Sehingga dapat diketahui kondisi permukaan cacat pada titik uji menunjukan retak apa tidaknya, selain itu pengamatan juga dilakukan untuk mengetahui bentuk retak yang dihasilkan dan panjang retak yang terjadi pada titik cacat permukaan pipa yang terkorosi akibat gesekan rim dan penyangga konstruksi ferris wheel. Kemudian dengan diketahuinya data retak selanjutnya dilakukan perhitungan perambatan retak dan perhitungan umur kelelahan.