METODOLOGI PENELITIAN
Analisa Kegagalan
Pengumpulan data awal kegagalan
Uji komposisi
Analisa Kegagalan (ASM Metal Handbook vol 11, 1991)
Pengamatan Strukturmikro
Uji Kekerasan Brinel dan
Uji Tensile
13
Perlakuan Panas
Analisa Kegagalan
Heat Treatment
Mekanisme kegagalan
Hardening 800 ͦC, 60 menit, & media pendingin air
Tempering 400 C ͦ & 25 menit
14
Proses Heat Treatment
15
Setelah Heat Treatment Uji kekerasan Hardness (ASTM E 10) Heat Treatment
Pengujian Uji Tensile (ASTM A 413) Analisa Data dan Pembahasan
Kesimpulan Pengamatan Strukturmikro
16
HASIL ANALISA KEGAGALAN
Hasil Uji Komposisi Chains Davaine Chaines (France) Parameter Pengujian (Komposisi Kimia %)
Hasil Uji
AFNOR C 50
AISI 1050
C
0,54
0.46 – 0.54
0.47 – 0.55
Si
0,38
0.10 – 0.40
0.10 – 0.35
Mn
0,74
0.50 – 0.80
0.60 – 0.90
Cr
0,08
-
-
Ni
0,0
-
-
Mo
0,0
-
-
Material Chains dari permintaan PT. Petrokimia kepada pihak Davaine Chains : Nickel Chrome Molybdenum Alloy Steel – DV Super HR B (Steel according to NF A 35566 or DIN 17115)
17
Kondisi Chains Bentuk Wheel unit Bucket Elevator 02-M-308
Kondisi Lingkungan Kerja Chains (Korosifitas tinggi)
Rantai Aus pada bagian sisi dalam lekukan
Rantai Mulur pada sambungan las
18
Kondisi Awal Chains
Strukturmikro awal
Tabel Hardness AISI 1050 Material Chains Awal
Uji Komposisi Kimia
Titik Uji
Uji Kekerasan Brinell
0,54 %C
1
256
0,38 %Si
2
245
0,74 %Mn
3
252
251 BHN
Ferrit
Perlit Laminer
Perlit
19
Mekanisme Kerusakan Chains 1st
• Bentuk wheel yang tidak bergigi. • Beban dinamis dan fluktuatif.
2 nd
• Posisi bucket miring. • Mesin bekerja tidak normal (bergetar).
3 rd
• Kondisi lingkungan kerja rantai sangat korosif. • Tingkat keuasan tinggi.
4 th
• Aus pada sisi dalam lekukan rantai. • Rantai berdeformasi plastis mulur.
5 th
• Bucket penyok. • Konsentrasi tegangan meningkat drastis.
6 th
• RANTAI PUTUS.
20
HASIL PERLAKUAN PANAS
Strukturmikro Material Awal Perlit
Perlit Laminer
Ferrit
Hasil Hardening
Martensit
Material hasil proses anil dengan grain size 7.7 ASTM
Austenit sisa
Terbentuk Martensit < 50% dengan grain size 10.5 ASTM
Hasil Tempering
Martensit Temper Black Martensit dan Epsilon Carbide dengan grain size 9.3 ASTM
21
Hardness
Acuan Nilai Data Mekanik Kebutuhan PT. Petrokimia
22
Nilai UTS Konversi Hardness
Acuan Nilai Data Mekanik Kebutuhan PT. Petrokimia
23
Nilai UTS
Nilai Rata-rata UTS
24
Kesimpulan 1. Penyebab terjadinya kerusakan chains adalah karena tidak sesuainya material chains yaitu AISI 1050 yang memiliki kekuatan dan kekerasan rendah, sehingga perlu di-heat treatment agar nilainya meningkat. 2. Kerusakan dimulai dari step bergesernya ikatan rantai dengan wheel mesin bucket elevator, kemudian menyebabkan adanya konsentrasi tegangan dari miringnya bucket. Sehingga gaya tarik yang berlebih menghasilkan kemuluran pada rantai. 3. Strukturmikro material awal berupa ferrit, perlite, dan laminer perlite sesuai dengan material hasil anil, sedangkan strukturmikro hasil proses hardening berupa martensite lathe dan retained austenit, dan hasil tempering berupa martensit temper (black martensit). 4. Kekerasan material awal dari proses anil yaitu 251 BHN dengan nilai konversi UTS yaitu 87 kg/mm2 dan nilai UTS hasil uji tensile yaitu 31,4 kg/mm2, sedangkan kekerasan hasil proses hardening dengan temperatur austenitisasi 800 ͦC dan holding time selama 60 menit sebesar 575 BHN, dan kekerasan hasil proses tempering dengan temperatur pemanasan 400 ͦC dan holding time selama 25 menit sebesar 380 BHN dengan nilai konversi UTS yaitu 134 kg/mm2 dan nilai UTS hasil uji tensile yaitu 72,21 kg/mm2. 5. Dari analisa data kekerasan dan UTS didapatkan bahwa perlakuan panas dengan kombinasi proses heat treatmen (hardening media air dan tempering) merupakan parameter terbaik untuk meningkatkan kekuatan chains bucket elevator material AISI 1050 karena secara teori paling ideal dengan hasil mendekati nilai data spesifikasi rantai permintaan PT. Petrokimia Gresik.
25
Saran 1. Diperlukan penelitian-penelitian selanjutnya mengenai cacat las dan parameter pengelasan rantai khususnya tentang electric resistance welding. 2. Hasil penelitian kali ini perlu langsung diaplikasikan agar dapat diketahui langsung peningkatan optimalisasi chains bucket elevator. 3. Pengambilan analisis kegagalan lebih diteliti lagi agar faktor eror makin bisa diperkecil. 4. Perlu dilakukan pengujian SEM agar diketahui fasa apa saja yang terbentuk setelah proses hardening dan tempering. 5. Jumlah spesimen, temperatur tempering, dan waktu tahan sebaiknya ditambah untuk lebih mengetahui pola persebaran kekuatan tarik dan kekerasan chains. 6. Perlu dilakukan percobaan uji tenisle dengan mur-baut dengan kekuatan diatas F10T sebagai pangkuan tiap ujung rantai.
26
Thanks to :
TERIMA KASIH
