(B. Teknologi)
Rekayasa Teknologi Reparasi dengan Metode
Superalloy Welding at Elevated Temperature (SWET)
pada Komponen Pesawat Terbang dalam Rangka Kemandirian Industri Dirgantara di Indonesia
Suharno; Sugianto, Arif; Estriyanto, Yuyun; Harjanto, Budi
Fakultas KIP UNS, Penelitian, DP2M Dikti, Hibah Bersaing Lanjutan, 2012
Penelitian untuk melakukan analisis terhadap kegagalan retak dan percobaan reparasi yang rusak telah dilakukan pada sudu turbin pesawat terbang dari Auxiliary Power Unit (APU) pesawat terbang. Bahan sudu turbin adalah paduan super Inconel 792. Pengujian yang dilakukan meliputi inspeksi visual, fotografi, stereomicroscopy, pengujian komposisi kimia, fractography, pengujian kekerasan, dan metalografi.
Hasilnya menunjukkan bahwa patah dimulai dari celah dan macrocracks dan kemudian menjalar/merambat menjadi retak terbuka permukaan. Hal ini kemungkinan datang dari mekanisme retak panas selama perbaikan las sebelumnya. Kandungan Aluminium dan Titanium yang tinggi pada logam las, menjadikan material menjadi rapuh, hal ini ditunjukkan oleh fitur intergranular dibandingkan dengan aspek pembelahan transgranular menunjukkan bahwa keuletan pada lasan rendah. Dibandingkan dengan pisau unfailed, ukuran butir dari pisau gagal adalah sangat berbeda menunjukkan eksposisi terhadap panas baik dari siklus termal pengelasan atau lingkungan operasi normal pada suhu tinggi. Teknik perbaikan lebih lanjut dikembangkan berdasarkan keberhasilan PQTR yang di uji dengan kekerasan mikro, destructive dan non destructive test. Untuk tujuan ini maka dipilih las GTAW yang diikuti dengan solution treatment.
Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan terhadap Analisis kegagalan dan studi pengembangan perbaikan maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut.
a. Kesimpulan penelitian tahun I:
1. Bahan dari sudu yang retak adalah termasuk jenis Inconel 792, yaitu bahan paduan super berbasis nikel. Struktur mikro asli dari bahan sudu turbin adalah dendritik atau tulang ikan.
2. Peristiwa Patah melintang pada daerah ujung dibentuk oleh fraktur seketika. Hal ini mungkin dimulai dari sudu undeformed memukul ke arah sudu yang berdekatan menyebabkan kerusakan roda turbin. Penampilan fitur intergranular dibandingkan dengan aspek pembelahan transgranular menunjukkan perbedaan ketangguhan dan keuletan antara undeformed dan sudu cacat.
3. Celah dan macrocrack di bidang fusi line dan HAZ , kemungkinan dihasilkan dari retak panas, hal ini akan mengurangi kekuatan material. Di bawah tegangan lentur dan sentrifugal, celah-celah retakan disebarkan ke makro dan memicu munculnya permukaan retak.
4. Bahan pengisi untuk pengelasan digunakan selama perbaikan sebelumnya mengandung Al dan Ti tinggi yang berbahaya bagi kemampulasan. Oleh karena itu bahan Inconel 625 yang memiliki kandungan Al dan Ti yang lebih kecil dapat dipilih untuk skema perbaikan las lebih lanjut.
5. Hasil siklus perlakuan panas # 1, # 2, dan # 3 pasca pengelasan, terbukti dapat digunakan sabagai acuan dasar untuk teknik perbaikan pada sudu turbin yang mengalami kegagalan. Hal ini terlhat dengan adanya pemerataan microhardness sepanjang logam las, HAZ, dan logam dasar.
b. Kesimpulan tahun II
Studi analisis didasarkan pada bukti penyelidikan eksperimental. Berikut ini adalah pernyataan penutup dari penelitian tahun kedua ini.
1. Inconel 792 adalah as-cast nikel-base superalloy dan memiliki karakteristik yang sulit untuk dilas.
2. Kesulitan pengelasan disebabkan karena adanya pengerasan presipitasi bahan. Welding menyebabkan gradien termal yang akan menginduksi pembentukan endapan. Pengerasan akan menjebak stres berlebih yang menyebabkan retak.
4. SWET adalah sebuah aplikasi yang dapat mengatasi kesulitan-kesulitan tersebut, kemampuan bahan inconel 792 dapat meningkat untuk diperbaiki. Pemanasan spesimen sebelum pengelasan akan mengurangi diferensial suhu yang berdekatan dengan kawasan pengelasan.
5. Pemanasan spesimen sebelum dan selama pengelasan harus dilakukan pada suhu berkisar antara 500 º C dan 1010 ° C.
6. Pemanasan akan mengurangi laju pendinginan, sehingga keuletan meningkat dan diperoleh struktur mikro yang lebih baik.
