Analisa Eksperimental Laju Keausan Plat Stainless Steel 304 Dengan Variasi Berat Beban Menggunakan Alat Uji Pin On Disk Sebagai Bahan Screw Conveyor

(1)

ANALISA EKSPERIMENTAL LAJU KEAUSAN PLAT STAINLESS STEEL 304 DENGAN VARIASI BERAT BEBAN MENGGUNAKAN ALAT

UJI PIN ON DISK SEBAGAI BAHAN SCREW CONVEYOR

SKRIPSI

Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi

Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

AHMAD TAUFIQ 130421023

PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSI

DEPARTEMEN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

(2)

AHMAD TAUFIQ NIM: 130421023

Diketahui / Disahkan: Disetujui:

KetuaDepartemenTeknikMesin DosenPembimbing, Fakultas Teknik – USU

Dr.Ing. Ir. Ikhwansyah IsranuriIr. Syahrul Abda, M.Sc.

NIP.196412241992111001 NIP.1957050819881110011

(3)

DEPARTEMEN TEKNIK MESIN AGENDA : /TS/2015

MATA PELAJARAN : ILMU LOGAM FISIK

SPESIFIKASI : ANALISA EKSPERIMENTAL LAJU KEAUSAN

PLAT STAINLESS STEEL 304 DENGAN

VARIASI BERAT BEBAN MENGGUNAKAN

ALAT UJI PIN ON DISK SEBAGAI BAHAN

SCREW CONVEYOR

.

DIBERIKAN TANGGAL : 20/11/2015

SELESAI TANGGAL : 23/05/2016

MEDAN, 24 MEI 2016

KETUA DEPARTEMEN TEKNIK MESIN, DOSEN PEMBIMBING,

Dr.Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri

NIP.196412241992111001 NIP.1957050819881110011

(4)

(5)

(6)

(7)

(8)

Telah Disetujui Dari Hasil Seminar Skripsi Periode ke-259, Pada Tanggal 02 Juni 2016

Disetujui Oleh:

Pembanding I, Pembanding II,

NIP.196412241992111001 NIP.197909082008121001

Dr.Ing. Ir. Ikhwansyah IsranuriSuprianto, ST. MT.

(9)

Telah Disetujui Oleh Pembimbing Skripsi,

Ir. Syahrul Abda, M.Sc. NIP. 1957050819881110011

Penguji I, Penguji II,

NIP. 196412241992111001 NIP.197909082008121001

Dr.Ing. Ir. Ikhwansyah IsranuriSuprianto, ST. MT.

Diketahui Oleh:

Ketua Departemen Teknik Mesin

(10)

i

ABSTRAK

Konveyor merupakan salah satu bagian terpenting pada industri pabrik kelapa sawit. Permasalahan yang sering ditemukan dilapangan adalah kerusakan pada

fliht. Yaitu flight menipis, koyak, korosi dan patah yang menyebabkan

terganggunya proses produksi, sehingga mengurangi produktivitas pabrik. Tujuan penelitian ini untuk mengetahui komposisi kimia plat stainless steel 304 sebagai bahan untuk membuat screw conveyo. Metoda yang digunakan pada penelitian adalah metoda pengujian komposisi menggunakan spectrometer. Metoda pengujian kekerasan mengunakan Brinell Hardness tester. Metoda pengujian keausan menggunakan Pin On Disk. Hasil Uji koomposisi kimia nilai Fe 67 %, C 0,043 %, Mn 1,5 %, Cr 20,2 %, Ni10,4 %, (standart ST 52.0S Grade 1.0421), nilI kekerasan 15 HRC dan hasil uji keausan pin on disk 0,4369 mm3/s pada berat

beban tertinggi yaitu 3 kg. Laju keausan semakin tinggi pada setiap kenaikan berat beban.

Kata kunci: Screw Conveyor, Pengujian Komposisi, Pengujian Kekerasan, Pengujian Keausan.

(11)

ABSTRACT

Conveyor is one of the most important part of the palm oil mill industry. Problems often found in field is damage to fliht. Ie thinning flight, tear, corrosion and fractures that cause disruption of the production process, thus reducing the productivity of the plant. The purpose of this study to determine the chemical composition of the stainless steel plate 304 as a material for making screw conveyo. The methods used in the study was the testing method using the composition spectrometer. Brinell hardness test methods use Hardness tester. Wear testing method using a Pin On Disk. Chemical Test Results koomposisi value 67% Fe, 0.043% C, 1.5% Mn, 20.2% Cr, Ni10,4% (standard ST 52.0S Grade 1.0421), Nili 15 HRC hardness and wear test results of pin on disk 0.4369 mm3 / s at the highest load weight is 3 kg. The higher the wear rate on any increase in weight.

(12)

iii

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala

karunia dan rahmat-Nya yang senantiasa diberikan kepada penulis, sehingga

penulis dapat menyelesaikan skripsi ini.

Skripsi ini adalah salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana. Adapun judul

skripsi ini adalah “Analisa Eksperimental Laju Keausan Plat Stainless Steel 304

Dengan Variasi Berat Beban Menggunakan Alat Uji Pin On Disk Sebagai Bahan

Screw Conveyor”.

Selama penulisan skripsi ini penulis banyak mendapat bimbingan dan bantuan

dari berbagai pihak. Oleh karena itu dalam kesempatan ini penulis menyampaikan

banyak terimakasih kepada

1. Bapak Ir. Syahrul Abda, M.Sc. selaku dosen pembimbing yang telah

meluangkan waktunya membimbing penulis hingga skripsi ini dapat

terselesaikan.

2. Bapak Dr. Ing. Ikhwansyah Isranuri selaku Ketua Departemen Teknik Mesin

Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

3. Seluruh Staff Pengajar pada Departemen Teknik mesin Fakultas Teknik

Universitas Sumatera utara yang telah memberikan pengetahuan kepada

penulis hingga akhir studi dan seluruh pegawai administrasi di Departemen

Teknik Mesin.

4. Rekan satu tim penulis, Dimas Ramadhan yang telah bekerja sama membantu

penulis.

5. Teman-teman mahasiswa Teknik Mesin USU khususnya Teknik Mesin

Ekstensi angkatan 2013 yang telah banyak memberikan semangat dan

dukungan dalam menyelesaikan skripsi ini.

6. Teristimewa untuk kedua orang tua ayahanda Asnan Pangaribuan dan Ibunda

Fatimah yang selalu mendukung dengan doa, dukungan moral, material dan

selalu memberi semangat hingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini.

(13)

7. Orang terdekat saya Anriani Madinah Pohan yang selama ini bersedia

memberikan bantuan dan motivasi yang besar kepada penulis dalam

penyelesaian Tugas Akhir ini.

Akhir kata semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi penulis dan

pembaca-pembaca lainnya.Semoga Tuhan Yang Maha Esa melimpahkan rahmat dan

karunia-Nya kepada kita semua dan membalas segala kebaikan dan kebajikan

semua pihak yang selama ini sudah mendukung dan membantu penulis.

Medan, April 2016

Penulis,

(14)

v

1.2 Perumusan Masalah... 2

1.3 Batasan Masalah ... 2

1.4 Tujuan Penelitian... 3

1.5 Manfaat Penelitian ... 3

1.6 Sistematika Penulisan ... 3

BAB II TINJAUN PUSTAKA ... 5

2.1 Kajian Pustaka 2.1.1 Defenisi Screw Conveyor ...5

2.1.2 Jenis Worm Conveyor ...6

2.1.3 Komponen – Komponen Screw Conveyor ...11

2.1.4 Cara Kerja Screw Conveyor ...13

2.1.5 Fungsi Screw Conveyor ...14

2.1.6 Kelebihan Screw Conveyor ...14

2.1.7 Kekurangan Screw Conveyor ...15

2.2 Perhitungan pada Screw Conveyor ... 15

2.3 Pengujian Keausan (Wear Test) ... 18

2.3.1 Keausan Abrasif ... 23

(15)

2.3.2 Keausan Adhesi ... 23

2.3.3 Keausan Oksidasi ... 24

2.3.4 Keausan Erosi ... 24

2.3.5 Keausan Friting ... 24

2.4 Pengujian Kekerasan (Hardness Test) ... 24

2.4.1 Metode Brinell ... 25

2.4.2 Metode Vickers ... 27

2.4.3 Metode Rockwell ... 28

BAB III METODOLOGI PENELITIAN ... 30

3.1 Metoda ... 30

4.1 Komposisi Raw Material Pelat SS540 ... 42

4.2 Hasil Pengujian Kekerasan ... 42

(16)

vii

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1. Jenis-Jenis Screw Conveyor ... 5

Gambar 2.2.Standard Sectional Flight Screw ... 6

Gambar 2.3.Ribbon Flight Screw ... 6

Gambar 2.4.Cut Flight Screw... 7

Gambar 2.5.Sectional Flight Screw With Paddles ... 8

Gambar 2.6.Paddle Screw ... 8

Gambar 2.7.Short Pitch Screw ... 9

Gambar 2.8.Interrupted Flight Screw ... 9

Gambar 2.9.Cone Screw ... 10

Gambar 2.10.Shaftless Screw ... 10

Gambar 2.11. Press Screw ... 11

Gambar 2.12 Detail Komponen Screw Conveyor ... 11

Gambar 2.13 Motor dan Gearbox Reducer. ... 12

Gambar 2.14 Alat uji keausan tipe pin on disk ... 19

Gambar 2.15 (a) dan (b) Ilustrasi Pengujian keausan dengan metode pin on disk ... 20

Gambar 2.16 Spesimen hasil uji keausan ... 21

Gambar 2.17 Alat uji kekerasan brinell test ... 26

Gambar 2.18 Ilustrasi Pengujian Vickers... 27

Gambar 2.19 Jenis kedalaman indentor terhadap spesimen... 28

Gambar 3.1 Pelat Bahan Pengujian. ... 30

Gambar 3.2 Las Oxygen. ... 31

Gambar 3.3Gerinda Tangan. ... 31

Gambar 3.4 Mesin Bor ... 32

Gambar 3.5 Kunci Pas... 32

Gambar 3.6 Timbangan Digital ... 33

Gambar 3.7 Stopwatch ... 33

Gambar 3.8 Jangka Sorong ... 33

Gambar 3.9 Kertas Pasir ... 34

(17)

Gambar 3.10 Mesin Polish ... 35

Gambar 3.11 Brinell Hardness Test ... 36

Gambar 3.12 Alat Uji Keausan ... 37

Gambar 3.13 Mikroskop Optik ... 37

Gambar 4.1 Hasil Pengujian Kekerasan (Brinnel) ... 42

Gambar 4.2 Grafik db Rata-rata terhadap Nilai Kekerasan Bahan ... 44

Gambar 4.3 Spesimen yang sudah diuji keausan ... 45

Gambar 4.4 Lebar jejak pelat JIS G3101 ... 46

Gambar 4.5 Kedalaman jejak Pelat JIS G3101 (pembesaran 50 x) ... 46

Gambar 4.6 Ilustrasi pengujian keausan (wear test) ... 51

(18)

ix

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 4.1. Komposisi pelat stainless steel 304 ... 42

Tabel 4.2. Data hasil pengujian kekerasan ... 43

Tabel 4.3. Berat spesimen pengujian pin on disk... 45

Tabel 4.4.lebar jejak dan kedalaman jejak spesimen pelat ... 48

Tabel 4.5. Perbandingan nilai laju keausan ... 54

(19)

DAFTAR NOTASI

Simbol Satuan Keterangan

C ft3/jam Kapasitas screw conveyor

Ds inchi Diameter screw conveyor

Dp inchi Diameter pipa

P kg Beban

K % Persentase pembebanan conveyor

e % Efisiensi penggerak

Db mm Diameter bola indentasi

db mm Diameter indentasi

a μm Lebar jejak gesekan

b μm Kedalaman jejak gesekan

L m Panjang lintasan

� Pa, N/m2 Kekerasan material

ΨT mm3/s Laju keausan teori

d1 mm Diameter dalam lintasan

(20)

xi

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1 Hasil Uji Komposisi kimia

Lampiran 2 Gambar alat uji pin on disk

Lampiran 3 Gambar saat pengujian spesimen

Lampiran 4 Gambar spesimen hasil pengujian

Lampiran 5 Gambar pengukuran lebar dan kedalaman goresan

Lampiran 6 Tabel komposisi kimia pelat SS 540 dan sifatnya

Lampiran 7 Keterangan perbandingan penggunaan bahan standart untuk industri

Lampiran 8 Daftar karakteristik Material