BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang
Masalah Pompa 107-J
Fluida : Semi Lean Benfield Solution (K2CO3)
Produksi Tinggi
Shaft Patah
Why ?? Failure Analysis Sidang Tugas Akhir 2011
Perumusan Masalah 1. 2. 3.
Mengetahui faktor – faktor yang menyebabkan kegagalan pada Shaft pompa 107-JC Mengetahui mekanisme kegagalan dan pola patahan yang terjadi pada komponen Shaft pompa 107-JC Mengetahui langkah – langkah penanggulangan yang perlu dilakukan agar kerusakan pada Shaft pompa 107-JC tidak terulang kembali
Tujuan Penelitian 1. Mempelajari faktor penyebab kegagalan yang terjadi pada Shaft pompa 107-JC. 2. Mempelajari mekanisme kegagalan dan pola patahan yang terjadi pada Shaft pompa 107-JC. 3. Menentukan langkah – langkah penanggulangan yang perlu dilakukan agar kerusakan pada Shaft pompa 107-JC tidak berulang kembali Sidang Tugas Akhir 2011
Batasan Masalah 1. 2. 3. 4.
Desain pompa sudah memenuhi standar operasional pompa. Fluida yang mengalir berupa larutan benfield dianggap homogen. Beban yang bekerja tidak melebihi kemampuan material. Pengambilan data berupa data operasional dan historical card pompa 107-JC pada bulan Desember 2009 sampai Desember 2010.
Manfaat Penelitian 1. 2.
Menentukan faktor – faktor penyebab terjadinya kegagalan pada Shaft pompa 107-JC. Masukan untuk langkah perawatan dan penanggulangan agar kasus kerusakan dengan modus yang sama tidak berulang kembali
Sidang Tugas Akhir 2011
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
Pompa 107-JC
POMPA Definisi Pompa “Suatu alat yang digunakan untuk memindahkan fluida dari satu tempat ke tempat lainnya” (Karassik,1960)
Jenis Pompa • Pompa perpindahan positif (positive displacement pump) • Pompa perpindahan dinamis (non positive Pompa Sentrifugal displacement pump) Sidang Tugas Akhir 2011
Bagian Utama Pompa Sentrifugal (www.pumpi.com.mk/img/pd.jpg) Wear Rings
Mechanical Seal
Sleeve Poros
Sidang Tugas Akhir 2011
Casing (Volute dan Diffuser)
Impeller
Poros
Bearings
Prinsip Kerja Pompa Sentrifugal (Samsudin,2008)
Sidang Tugas Akhir 2011
Pembebanan Pada Poros Pompa Sentrifugal (Berndt,1998)
Pembebanan: • Torsi • Berat Komponen • Gaya Hidrolik Radial / Aksial Sidang Tugas Akhir 2011
Kegagalan Pada Poros Pompa Sentrifugal Bending putar
Sidang Tugas Akhir 2011
Precipitation Hardenable Stainless Steel (PH SS) Totten (2007)
• Perbandingan antara Precipitation Hardenable Stainless Steel (PH SS) dan baja martensitik (M SS) : 1. Kekuatan mekanik PH SS > M SS 2. Ketangguhan PH SS > M SS 3. Ketahanan korosi PH SS > M SS • Dibagi menjadi 3 jenis menurut struktur mikronya hasil dari perlakuan panas berupa sollution-annealing: 1. Austenitic 2. Semiaustenistic SS 17-4 PH 3. Martensitic Sidang Tugas Akhir 2011
SS 17-4 PH
± 17 % Cr
± 4 % Ni Komposisi
• • • • •
UNS S17400 ± Euronom 1.4542 AFNOR Z6CNU17-04 DIN EN X5CrNiCuNb 16.4 JIS SUS630
Sidang Tugas Akhir 2011
Totten (2007)
(% wt)
C
≤ 0,07
Mn
≤ 1,00
Si
≤ 1,00
Cr
12,5 – 17,50
Ni
3,00 – 5,00
Mo
-
Nb
0,15 – 0,45
Cu
3,00 – 5,00
SS 17-4 PH (Aalco Metals.Co)
• Aplikasi pada: - Kekuatan tinggi - Ketahanan korosi medium - Temperatur operasi maksimal 316 ˚C • Contoh aplikasi nyata: - Katup dan komponen lainnya - Poros berkekuatan tinggi - Sudu turbin - Cetakan coran - Wadah pembuangan industri nuklir Sidang Tugas Akhir 2011
PROSES PRECIPITATION HARDENING
SS 17-4 PH SOLUTION TREATMENT • Dipanaskan T tinggi Single Phase • Elemen presipitat dan paduan melarut (Larutan padat lewat jenuh dengan fasa tunggal). • T Ms berada tepat di atas T ruang. • Heat treatment T solutionannealing (± 1040 ˚C atau 1900 ˚F). • Disebut “kondisi A”. • Quenching Sidang Tugas Akhir 2011
PRECIPITATION / AGE HARDENING Proses Age Hardening (artificial aging ) • Material dipanaskan sampai di bawah Temperatur kritisnya • holding time Waktu x-y • Pendinginan di dalam furnace. • Aging 480 - 620 ˚C (900 - 1150 ˚C). melibatkan proses presipitasi antara unsur Cu dengan unsur Cr dalam paduan. yield strenght solution-treatment 750 MPa full aging 1200 MPa
PROSES PRECIPITATION HARDENING
SS 17-4 PH Sifat Mekanik baja tahan karat 17-4 PH pada Kondisi berbeda (Wu,2003)
Sidang Tugas Akhir 2011
BAB III METODOLOGI • Diagram Alir Percobaan
START
Pengambilan dan Persiapan Spesimen
Pengambilan Data Primer
Uji Makroskopik Foto + Stereo Microscope
Fractography SEM
Pengambilan Data Sekunder
Uji Komposisi OES
Uji Mikroskopik Metallography
Uji Mekanik Rockwell C + Tensile
Data Sekunder
Data Primer
Analisis Data Dan Pembahasan Kesimpulan Dan Saran
Sidang Tugas Akhir 2011
Identifikasi Beban Dan Tegangan Operasi
END
