SEMINAR NASIONAL. Perkembangan Riset dan Teknologi di Bidang Industri Ke-16. KPTU Fakultas Teknik UGM Yogyakarta, 27 Mei 2010

PROSIDING

ISBN: 978-979-95620-6-7

SEMINAR NASIONAL Perkembangan Riset dan Teknologi di Bidang Industri Ke-16

KPTU Fakultas Teknik UGM Yogyakarta, 27 Mei 2010

PANITIA SEMINAR NASIONAL

PERKEMBANGAN RISET DAN TEKNOLOGI DI BIDANG INDUSTRI KE-16 Pusat Studi Ilmu Teknik UGM Jl. Teknika Utara, Barek, Kampus UGM, Yogyakarta 55281 Telp. 0274-565834, 0274-902287 Fax. 0274-565834 email : [email protected]

Pusat Studi Ilmu Teknik Jurusan Teknik Mesin dan Industri Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Gadjah Mada

Editor: 1. Ir. Aswati Mindaryani, MSc. 2. Dr. Ing. Ir. Harwin Saptoadi, MSE 3. Dr. Ir. Rini Dharmastiti, MSc 4. Ir. Suprihastuti SR, MSc. 5. Prof. Dr. Ir. Rochmadi, SU 6. Dr. Ir. I Made Suardjaja, MSc, PhD 7. Dr. M. Noer Ilman, ST, MSc 8. Dr. Ir. Subagyo 9. Dr. Ir. Sarto, MSc. 10. Dr. Ir. Harry Sulistyo, SU.

Prosiding Seminar Nasional Perkembangan Riset dan Teknologi di Bidang Industri ke 16 © 2010, Jurusan Teknik Mesin dan Industri, Jurusan Teknik Kimia,Fakultas Teknik, Pusat Studi Ilmu Teknik, Universitas Gadjah Mada – Yogyakarta IISBN : 978-979-95620-6-7 Alamat : Pusat Studi Ilmu Teknik UGM Jl. Teknika Utara, Barek, Kampus UGM, Yogyakarta 55281 Telpon : (0274) 565834, 902287 Fax : (0274) 565834 E-mail : [email protected]

ii |

ISBN: 978-979-95620-6-7

KATA PENGANTAR Seminar Nasional Perkembangan Riset dan Teknologi Di Bidang Industri yang ke 16 yang dilaksanakan tanggal 27 Mei 2010, bertempat di KPTU Fakultas Teknik UGM merupakan seminar rutin yang diselenggarakan oleh Pusat Studi Ilmu Teknik (PSIT) Universitas Gadjah Mada. Seminar ini terlaksana atas kerjasama antara PSIT UGM dengan Jurusan Teknik Mesin dan Industri, Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik UGM. Seminar nasional ini merupakan forum diskusi dan tukar informasi bagi para peneliti, praktisi di bidang industri dan diharapkan dapat menghasilkan interaksi yang sinergis antara akademisi dan praktisi sehingga dapat mempercepat peningkatan laju perkembangan industri nasional. Dalam seminar ini telah disampaikan 90 makalah yang terbagi dalam sub topik : Bahan Teknik dan Mekanika Bahan, Perpindahan Panas dan Massa, Teknik Reaksi dan Teknik Pembakaran, Mekanika Fluida, Pengolahan Limbah Industri dan Lingkungan, Teknik Industri, serta Maintenance Peralatan Industri. Prosiding seminar ini diharapkan dapat memberikan informasi perkembangan yang paling mutakhir dalam bidang riset dan teknologi di bidang industri di Indonesia. Panitia telah berusaha semaksimal mungkin untuk menyusun semua makalah dalam bentuk prosiding yang representatif, namun masukan dan kritik dari para pembaca masih sangat diharapkan. Seminar ini dapat terlaksana dengan sukses berkat partisipasi dan bantuan dari berbagai pihak. Panitia mengucapkan terima kasih kepada para pemakalah, para peserta dan para sponsor (PT Indofood, Kyoto University) serta semua pihak yang telah membantu penyelenggaraan acara seminar. Yogyakarta, Juli 2010 Panitia Seminar Nasional Perkembangan Riset dan Teknologi Di Bidang Industri ke 16

Prosiding Seminar Nasional Perkembangan Riset dan Teknologi di Bidang Industri ke 16 ISBN: 978-979-95620-6-7

| iii

DAFTAR ISI iii iv

Kata Pengantar Daftar Isi

KENDALI PROSES 1 2 3 4

Modifikasi di Unit Vacuum Evaporation untuk Meningkatkan Kualitas Produk Larutan Urea Pabrik Urea Kaltim-4 Budi Setiawan dan Jaka Kirwanto Automatic Precision Machine Vision-Aided Three-Axis Alignment System Hendro Nurhadi, Yeong-Shin Tarng Implementasi Teknologi Zero Reformer Pada Pabrik Besi Spons HYL-3 PT Krakatau Steel Hendy Triatmanto dan Sulistyadi Aplikasi Chlorine Dioxide di Sistem Air Pendingin Nurni Astuti

KP – 1 KP – 5 KP – 11 KP – 17

MAINTENANCE PERALATAN INDUSTRI 5

6

7 8

9

ANALISIS SAFETY INSTRUMENTED SYSTEM SIL 1 PADA SISTEM EVAPORATOR AMMONIA HASIL HAZOPS SIL (Studi Kasus di PT. DSM KALTIM Melamine) Basuki Rachmad EVALUASI UNJUK KERJA MOTOR PENGGERAK KOMPRESOR PADA KONDISI BEBAN MAKSIMAL DENGAN METODE FBD (Studi Kasus di DSM KALTIM Melamine) Basuki Rachmad Manajemen Sistem Informasi Perawatan Sebagai Pendukung Operasional di Pertambangan Batubara(12 pt) Raden Heru Prasetio, Heru Santoso B Rocharjo EVALUASI PEMILIHAN POMPA KARBAMAT TEKANAN TINGGI dengan PENDEKATAN TINGKAT KEANDALAN dan LIFE-CYCLE COST (Studi kasus di pabrik Urea K3 dan Popka PT. Pupuk Kaltim) Akhmad Rosadi, Rini Dharmastiti Identifikasi Permasalahan Utama Sistem Manajemen Pemeliharaan dan Usulan Perbaikan Di PT Kaltim Methanol Industri Rusdian Noor, Heru S.B. Rochardjo

MPI – 1

MPI – 7

MPI – 14 MPI – 19

MPI – 33

MEKANIKA BAHAN – BAHAN TEKNIK 10 PERANCANGAN STRUKTUR NOSEL RX 320 LAPAN AKIBAT BEBAN TERMAL DAN TEKANAN Agus Budi Djatmiko

iv |

MBT – 1

ISBN: 978-979-95620-6-7

11 BASIC MATERIAL SELECTION DESIGN OF ALUMINUM IN

MBT – 8

AIRCRAFT STRUCTURE Akhmad Farid 12 RANCANG BANGUN MESIN PEMOTONG KONTUR SAMBUNGAN PIPA Amnur Akhyan 13 Analisa Metode Lapisan Brazing pada Pencegahan Korosi Daerah HAZ Heri Wibowo dan Riswan Dwi Jatmiko 14 Pengaruh Laju Regangan Linier Terhadap Data Uji Tarik Bahan Baja Tahan Karat Seri 304 Handoko dan Benidiktus Tulung Prayoga 15 PENGARUH PENAMBAHAN CARBON (C) PADA BAJA PADUAN RENDAH 41xx TERHADAP SIFAT FISIS DAN MEKANIS Lilik Dwi Setyana dan Tarmono 16 Pengaruh Variasi Carbon Equivalent Untuk Kandungan 0,5% Cu Terhadap Sifat Fisis dan Mekanis Besi Cor Nodular Lilik Dwi Setyana dan Tarmono 17 Optimalisasi Komposit Epoksi Yang Diperkuat Serat Rami (Boehmeria Nivea) sebagai Prototipe Panel Tahan Peluru Level II Standar NIJ Alaya F. H. Mukhammad, Jamasri 18 PENGARUH VARIASI TEMPERATUR CETAKAN DAN INOKULAN Ti-B TERHADAP KEKUTAN MEKANIK HASIL CORAN ALUMINIUM Nugroho Santoso, Priyo Tri Iswanto, Suyitno 19 PENGARUH PERLAKUAN PANAS TRANSIENT TERHADAP SIFAT MEKANIK LAS PADA PENGELASAN FRICTION STIR WELDING ALUMINIUM PADUAN 2024-T3 Pujono, Mochammad Noer Ilman dan Priyo Tri Iswanto 20 DOSIS RADIASI GAMMA DARI PRODUK SEMEN DI INDONESIA Rasito, R.H. Oetami, Tri Cahyo L, Z. Arifin, S. Sofyan, dan P. A. Arianta 21 Qualification Procedures for Silver Plating Process Satya Krisnawan 22 PENURUNAN BERAT STRUKTUR NOSEL MOTOR ROKET RX-200 DENGAN MENGGUNAKAN MATERIAL KERAMIK Sauman dan Sugiarmadji HPS 23 ANALISIS DIMENSI STRUKTUR CAP PELAT DATAR DAN SAMBUNGANNYA DENGAN TABUNG MOTOR ROKET RX-550 MENGGUNAKAN BAUT M12 Setiadi 24 RANCANGAN STRUKTUR CAP MOTOR ROKET RXPS-01 DENGAN DINDING BERBENTUK PARABOLIK DARI BAHAN BAJA KARBON S-45C Setiadi dan Sugiarmadji HPS 25 Pengukuran Getaran untuk Pengembangan dan Pemantauan dalam Rekayasa Teknologi Peralatan poros berputar Subagyo, R. Wibawa Purabaya dan Matza Gusto A. 26 KARAKTERISTIK DINAMIK STRUKTUR ROKET RKN BERTINGKAT PADA KONDISI TERBANG-BEBAS Sugiarmadji HPS Prosiding Seminar Nasional Perkembangan Riset dan Teknologi di Bidang Industri ke 16 ISBN: 978-979-95620-6-7

MBT – 14 MBT – 21 MBT – 28 MBT – 34 MBT – 40 MBT – 46

MBT – 52 MBT – 58

MBT – 64 MBT – 70 MBT – 76 MBT – 82

MBT – 88

MBT – 94 MBT – 98

| v

27 PEMILIHAN MATERIAL TABUNG MOTOR ROKET RXPS-01 Sugiarmadji HPS 28 PENGARUH DEFORMASI DINGIN DAN SANDBLASTING TERHADAP KEKERASAN BAJA TAHAN KARAT 316L Teguh Dwi Widodo dan Suyitno 29 Karakterisasi Sifat Korosi dan Kekerasan dari Lapisan Implantasi Ion Chromium (Cr) dan Chromium Nitrida (CrN) pada Baja Poros AISI 4140 Viktor Malau dan Reza Putra 30 PERBANDINGAN SAMBUNGAN (VEE, CORNER, DAN LAP) PENGELASAN ALUMINIUM 2024-T3 DENGAN METODA FRICTION STIR WELDING (FSW) TERHADAP SIFAT MEKANIK Widia Setiawan dan Nugroho Santoso 31 Pengaruh Implantasi Ion Nitrogen Terhadap Kekerasan Dan Laju Korosi Baja Tahan Karat Tipe SS 304 Winda S. Slat, Viktor Malau dan Tjipto Sujitno

MBT – 104 MBT – 110 MBT – 114 MBT – 120

MBT – 126

MEKANIKA FLUIDA 32 RANCANG BANGUN BLOWER PADA ALAT UJI TEROWONGAN ANGIN SUBSONIK LAPAN Agus Budi Djatmiko 33 Karakteristik Daya Turbin Pelton Sudu Setengah Silinder Dengan Variasi Perbandingan Jet (D/d) Untuk Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro Bono dan F.Gatot Sumarno 34 Analysis Getaran Induksi Vortex Struktur Fleksibel Fariduzzaman 35 Eksperimen untuk Mengatasi Induksi Vortex Pada Struktur Fariduzzaman 36 ANALISIS KECEPATAN SPIN ROKET RX-2020 DAN KEKUATAN STRUKTUR SIRIP FOLDEDNY Novi Andria dan Saeri Azis 37 Rekayasa Desain Sistem Sambungan Nosel-Tabung Roket RX-70 Menggunakan Multi Fin Pirnadi. H. 38 Simulasi Aliran Kecepatan Tinggi di Belakang Rectangular Cylinder Rudhi Kurniawan dan Tri Agung Rohmat 39 Kaji Eksperimental Unjuk Kerja Model Turbin Pelton Sudu Basis Konstruksi Elbow Sahid dan Sunarwo 40 Analisis Pola Penetrasi Air ke dalam Celah Sempit Anulus pada Kasus Double Heating Sinta Tri Habsari, Bambang Riyono, Indarto, Mulya Juarsa, Kiswanta, Ainur R., Edy S., Joko P.W., Ismu H. 41 Simulasi Numerik Aliran Disekitar Selinder Lingkaran Berputar Subagyo 42 Simulasi Numerik Aliran Disekitar Penampang Lintang Jembatan Subagyo

vi |

MF – 1 MF – 7

MF – 13 MF – 18 MF – 23 MF – 30 MF – 37 MF – 44 MF – 50

MF – 57 MF – 63

ISBN: 978-979-95620-6-7

43 Studi Eksperimental Karakteristik Lapis Batas Turbulen (Turbulent Boundary Layer) pada Pelat Datar Beralur Bujursangkar Tunggal yang Dimodifikasi Sutardi dan Yudhi Ari Wibowo 44 PENGARUH HAMBATAN ALIRAN PADA DOWNSTREAM TERHADAP KARAKTERISTIK PEMISAHAN KEROSENE-AIR PADA T-JUNCTION SUDUT 900 RADIUS BELOKAN 25 mm Tineke Saroinsong, Indarto, Dewi puspitasari 45 PEMODELAN NUMERIK ALIRAN MELINTASI DUA SILINDER SIRKULAR TERSUSUN TANDEM DENGAN PENGARUH SIDE WALL DENGAN JARAK GAP (G/D = 0.2) Wawan Aries Widodo 46 Perancangan Fuel Dump System pada Pesawat CN235 Dilihat dari Aspek Aerodinamika Wuryadi Kundarta dan Novarius Gayus

MF – 70

MF – 76

MF – 83

MF – 90

PENGOLAHAN LIMBAH 47 POTENSI LIMBAH PERTANIAN KHUSUSNYA SEKAM PADI DI HAURGEULIS KABUPATEN INDRAMAYU SEBAGAI BAHAN BAKAR GAS HASIL GASIFIKASI UNTUK SUBSTITUSI BBM MESIN DIESEL PEMBANGKIT LISTRIK DI PABRIK PENGGILINGAN GABAH Muhammad Affendi 48 Sistem Pengelolaan Limbah Cair Pabrik Pupuk Kujang 1B Maryono, Arlyza Eka Wijayanti, dan Yoyon Daryono

PL – 1

PL – 8

PERPINDAHAN KALOR DAN MASSA 49 Analisis Eksperimental Fluks Kalor pada Celah Sempit Anulus Berdasarkan Variasi Temperatur Air Pendingin Menggunakan Bagian Uji HeaTiNG-01 Bambang Riyono, Indarto, Sinta Tri Habsari, Mulya Juarsa, Kiswanta, Ainur R., Edy S., Joko P.W., Ismu H. 50 OPTIMASI MESIN REFINER Kajian Teori Praktis Darono Wikanaji 51 Biosorption of Cu2+, Zn2+ and Cr6+ from aqueous solution by Pseudomonas putida biomass Ambarwati M. Kosasih, Hanggara Sudrajat, Stella Magdalena, Amri Ismail, and Eddy Kurniawan 52 Performa Sistem Autocascade Dengan Menggunakan Karbondioksida Sebagai Refrigeran Campuran Nasruddin, Ardi Yuliono dan Darwin Rio Budi Syaka 53 ANALISIS PERPINDAHAN PANAS KONDUKSI TRANSIENT PADA NOZZLE SUSTAINER RKN 200 LP 200 Novi Andria 54 Kajian Numeris Karakteristik Perpindahan Panas pada Kolam Penyimpanan Sementara Bahan Bakar Nuklir Bekas MTR Nur Syamsi Syam, Andang Widiharto, Tri Agung Rohmat 55 PENENTUAN EFISIENSI PENYERAPAN KOLOM SEMBUR UNTUK PENYISIHAN TOLUEN SEBAGAI MODEL TAR DARI ALIRAN GAS Suharto dan Herri Susanto Prosiding Seminar Nasional Perkembangan Riset dan Teknologi di Bidang Industri ke 16 ISBN: 978-979-95620-6-7

PKM – 1

PKM – 7 PKM – 15

PKM – 21 PKM – 27 PKM – 34 PKM – 40

| vii

56 PENGUKURAN KAPASITAS ABSORPSI DAN KECEPATAN PINDAH MASSA SISTEM UDARA, UAP TOLUEN DAN MINYAK Suhartono, Takao Kokugan dan Herri Susanto 57 Pemilihan Konstruksi Dinding Untuk Memperkecil Energi Panas Masuk Ke Dalam Gedung Toto Supriyono, Herry Mulajaya 58 Pemilihan Sumber Panas Sistem Pemanas Air untuk penghematan Biaya dan Energi Toto Supriyono, Mardefi Andri

PKM – 46 PKM – 51 PKM – 56

TEKNIK INDUSTRI 59 Evaluasi Penerapan Sistem Pendaftaran Studi On-Line Menggunakan Model Penerimaan Teknologi (Studi Kasus di Fakultas Ekonomi Universitas Katolik Parahyangan) Ali Sadiyoko, Yogi Y Wibisono, Marlius Rustandi 60 Aplikasi Berbagai Algoritma Pelatihan Backpropagation Neural Network untuk Peramalan Data Runtun Waktu Non-Linier Hermawan Soesilo dan Andi Sudiarso 61 Perancangan Algoritma Pembuatan Routing Process Ignatius A. Sandy, Marihot Nainggolan dan Kinley Aritonang 62 IDENTIFIKASI PENYEBAB KECACATAN DENGAN KONSEP FAULT TREE ANALYSIS (FTA) DALAM SIX SIGMA Wahyu Oktri Widyarto 63 Validasi HEdPERF dan Penerapannya Pada Pengukuran Mutu Layanan Di Teknik Industri Unpar Yogi Yusuf W. dan Marihot Nainggolan

TI – 1

TI – 7 TI – 13 TI – 19 TI – 25

TEKNIK REAKSI DAN TEKNIK PEMBAKARAN 64 Studi Awal Pembuatan Plastik Semi-Biodegradable dari Ester Pati Singkong dan LDPE Albert Setiadi, Erland Erlangga Chitra, Asaf Kleopas Sugih, Buana Girisuta 65 Sintesis Plastik Biodegradable dari Pati Jagung Asetat dan LDPE Anindita Pamaputri, Tamrin, Buana Girisuta, Asaf Kleopas Sugih 66 Variasi Rasio Gasifying Agent-Biomassa Terhadap Karakterisasi Gasifikasi Biomassa Tongkol Jagung Pada Reaktor Downdraft Bambang Sudarmanta, Kadarisman 67 Karakteristik Mesin Bersilinder Tunggal Dengan Sistem Injeksi Etanol Bambang Sulistyo, Jayan Sentanuhady, Adhi Susanto 68 Karakteristik Kinetika Slow Pyrolysis Sampah Kota Tersortir : Pengaruh Komposisi Campuran Budi Dharma, Dwi Aries Himawanto, Harwin Saptoadi 69 KARAKTERISTIK PEMBAKARAN BRIKET BAMBU DAN BRIKET DAUN PISANG Dwi Aries Himawanto, Indarto, Harwin Saptoadi, Tri Agung Rohmat 70 PENGARUH HOLDING TIME PROSES PIROLISIS PADA KARAKTERISTIK PEMBAKARAN BRIKET ARANG BAMBU Eddi Dosoputranto, Dwi Aries Himawanto, Tri Agung Rohmat

viii |

TRTP – 1 TRTP – 8 TRTP – 14 TRTP – 21 TRTP – 27 TRTP – 34 TRTP – 39

ISBN: 978-979-95620-6-7

71 Kinetika Reaksi Absorpsi CO2 Menggunakan Kalium Karbonat (K2CO3) dengan Promotor Asam Borat (H3B03) Erwan Adi Saputro, Dwita Rakhma Febriana, Ratih Bina Wardani, Lily Pudjiastuti, Ali Altway , Kusno Budhikarjono, Susianto 72 TEKNIK PEMBUATAN BRIKET CAMPURAN ECENG GONDOK DAN BATUBARA SEBAGAI BAHAN BAKAR ALTERNATIF BAGI MASYARAKAT PEDESAAN A. Rasyidi Fachry, Tuti Indah Sari, Arco Yudha Dipura, Jasril Najamudin 73 Preparation and Characterization of Activated Carbon from Jackfruit Peel and Durian Peel Waste Amri Ismail, Hanggara Sudrajat, Eddy Kurniawan 74 EFEK SUDUT INDUKSI LPG PADA INTAKE MANIFOLD TERHADAP UNJUK KERJA MESIN SATU SILINDER BERBAHAN BAKAR GANDA (GASOLINE-LPG) Jayan Sentanuhady dan Arditya Fajar Hudayana 75 PENGARUH PENAMBAHAN UAP BAHAN BAKAR BENSIN TERHADAP UNJUK KERJA MESIN SATU SILINDER EMPAT LANGKAH Jayan Sentanuhady dan Irawan Sugiyono 76 EFEK SUDUT SERANG INJEKSI BAHAN BAKAR KE DALAM MANIFOLD TERHADAP KARAKTERISTIK ALIRAN FLUIDA DALAM SILINDER Jayan Sentanuhady dan Mukhamad Nashir 77 EFEK CALCIUM PADA AKTIFITAS ENSIM PADA HIDROLISA ENSIMATIS KULIT SINGKONG UNTUK BAHAN BAKU BIOETHANOL Lieke Riadi, Indra Lesmana, Surya Budi Widagdo dan Akbarningrum Fatmawati 78 Pemodelan Absorpsi Karbon Dioksida (CO2) Non-Isothermal dalam Larutan Potassium Karbonat (K2CO3) dengan Promotor Diethanolamine (DEA) pada Packed Column Lily Pudjiastuti, Sanita Sari, Lela Kumalasari, Ali Altway dan Susianto 79 EVALUASI EFEK PANAS TERHADAP KEKUATAN MATERIAL BEJANA BOILER UNTUK INDUSTRI KECIL Mamat 80 EVALUASI PENGARUH OPERASIONAL BURNER DI DALAM RUANG ABU TERHADAP PERFORMANSI INSINERATOR Mamat 81 PEMBUATAN KATALIS NiMo BERPENYANGGA GAMMA ALUMINA UNTUK PROSES HYDROTREATING Maria Ulfah, Subagjo, IGBN Makertihartha, Melia Laniwati 82 PERENGKAHAN TOLUEN SEBAGAI SENYAWA MODEL TAR MENGGUNAKAN KATALIS STEAM REFORMING DAN BATU KAPUR Mukyi, Subagjo, dan Herri Susanto 83 Modifikasi Susunan Bed Katalis Desulfurizer untuk Meningkatkan Efisiensi dan Fleksibilitas Operasional di Amoniak Kaltim-4 Mustanginah dan Nugroho Heruanto 84 Esterifikasi Gliserol dan Asam asetat Dengan Katalisator Indion 225 Na Nuryoto, Hary Sulistyo, Suprihastuti Sri Rahayu, Sutijan Prosiding Seminar Nasional Perkembangan Riset dan Teknologi di Bidang Industri ke 16 ISBN: 978-979-95620-6-7

TRTP – 46

TRTP – 52

TRTP – 59 TRTP – 65

TRTP – 71

TRTP – 77

TRTP – 82

TRTP – 88

TRTP – 94 TRTP – 99 TRTP – 105 TRTP – 111 TRTP – 117 TRTP – 122

| ix

85 STUDI EXPERIMEN APLIKASI SISTEM BROWN GAS PADA MESIN MOTOR BAKAR Rasiawan, Harus Laksana G., Bambang Sampurno, I Nyoman Sutantra 86 ANALISIS IMPULS SPESIFIK PROPELAN HTPB ROKET RX LAPAN Sauman 87 ANALISIS SAMPEL UJI STATIK ROKET K – ROUND – LAPAN Sauman 88 Pengaruh Variasi Heating Rate Proses Pirolisis Terhadap Karakteristik Pembakaran Briket Char MSW Terseleksi Kasus Daun Pisang Sigit Mujiarto, Dwi Aries Himawanto, Tri Agung Rohmat 89 PELEPASAN KALSIUM KE DALAM MINYAK NABATI Supriyono, Kurnia Wijayanti 90 PENGARUH VARIASI TEMPERATUR AKHIR PIROLISIS TERHADAP BRIKET ARANG BERBAHAN BAKU BAMBU MELALUI ANALISA THERMOGRAVIMETRY Yudi Setiawan, Dwi Aries Himawanto, Harwin Saptoadi

x|

TRTP – 127 TRTP – 132 TRTP – 137 TRTP – 143 TRTP – 148 TRTP – 152

ISBN: 978-979-95620-6-7

PENGARUH PENAMBAHAN CARBON (C) PADA BAJA PADUAN RENDAH 41xx TERHADAP SIFAT FISIS DAN MEKANIS Lilik Dwi Setyana, ST.,MT dan Ir. Tarmono, MT Program Diploma Teknik Mesin, Sekolah Vokasi, UGM Jl. Grafika No 2A, Yogyakarta E-mail: [email protected]

ABSTRACT Steels are very important materials used in foundry engineering. Their physical and mechanical properties must be improved for better product quality. The aim of this research is investigate the influences of C on the physical and mechanical properties of low alloy steel 41xx. The materials used in this research were low alloy steel produced by PT Baja Kurnia at Ceper, Klaten, with variations of C content, namely 0,29; 0,31; 0,36; 0,40 & 0,42 wt %. Tests were done to observe the microstructure and mechanical properties of the specimens including Vickers hardness and tensile strength. Results show that for 0,29 wt % to 0,4 wt % C, Vickers hardness and tensile strength increase (as cast specimens: 230 to 333 VHN and 67 to 84 kg/mm2, after normalizing-tempering : 295 to 351 VHN and 80 to 98 kg/mm2). Optimum result occur at 0,4 wt % for hardness and tensile strength due to increment amount of pearlite as observed in microstructure.

Keywords : Low alloy steel, graphite, tensile strength

PENDAHULUAN Pengembangan material untuk aplikasi dibidang teknik secara berkelanjutan terus dikembangkan untuk menemukan sifat-sifat yang lebih unggul. Baja merupakan material yang terus dikembangkan karena sifat fisis dan mekanisnya yang dapat diperbaiki dengan penambahan unsur paduan ataupun dengan perlakuan panas sehingga banyak digunakan dalam berbagai aplikasi dibidang teknik. Penelitian ini menggunakan bahan baja paduan rendah 41xx yang merupakan baja dengan kekuatan tarik tinggi (high tensile) namun karena hasil produk cor (as-cast) kekuatan tariknya masih rendah maka dilakukan variasi penambahan carbon (C) dari 0,2 hingga 0,4 % sehingga diharapkan akan ditemukan paduan yang optimal dengan kekuatan tarik tinggi (80 kg/mm2). Baja paduan rendah 41xx, sebagai contoh seri 4130 biasa digunakan untuk kekuatan tarik tinggi (high tensile) dalam lingkungan temperatur rendah hingga tinggi. Paduan utamanya adalah carbon, mangan, chromium, molybdenum, nikel dan beberapa jenis tertentu dengan sedikit kandungan vanadium dan copper. Baja paduan rendah dengan chromium dan molybdenum sesuai untuk penggunaan pada lingkungan temperatur tinggi dan mempunyai ketahanan creep yang tinggi. Sedangkan pada kondisi temperatur rendah (-50º C) paduan carbon dan mangan yang paling sesuai. (Mild & Low Alloy Steel Wire, 2000). Baja perkakas yang diperkuat dengan Cr mempunyai mampu keras yang baik, ketahanan pada temperatur tinggi kurang baik dibandingkan dengan baja yang diperkeras dengan W. Penambahan Vanadium (V) hingga 1%, dapat memperbaiki ketahanan panas dan ketahanan terhadap kerugian karena fusi logam cair. Baja perkakas yang diperkuat dengan Mo sangat mudah dikeraskan dengan pendinginan udara. Sifat-sifatnya lebih kuat daripada tipe W dalam keadaan panas dan mempunyai keuletan yang lebih baik, tetapi mudah mengalami dekarburasi (Surdia T dan Saito S, 1992). Baja perkakas dapat mengalami pengerasan kedua pada waktu penemperan, presipitasi setelah proses pemesinan dapat meningkatkan kekerasan yang signifikan. Pada umumnya baja ditemper sampai pada kekerasan yang lebih rendah daripada kekerasan maksimum dan presipitasi berlanjut pada permukaan sehingga menjadi lebih keras. Baja AISI 4130 adalah baja paduan rendah dengan kandungan utama molybdenum dan chromium yang berperan sebagai faktor penguatan. Kandungan karbon (C) sekitar 0,3% C sehingga relatif rendah sebagai salah

34 | M B T

ISBN: 978-979-95620-6-7

satu unsur pemadu dalam baja paduan. Paduan ini bisa di lakukan proses heat reatment yang akan berpengaruh terhadap sifat fisik dan mekanik. (Material Property Data, 2000) Ahmad. E dkk (2007) melakukan penelitian baja paduan rendah dengan kandungan 0,32 wt% C, 0,9 wt% Cr, 0,88 wt% Mn, 0,99 wt% Si, 0,9 wt% Ni yang dilakukan proses anneal pada temperatur berbeda dari 775o C hingga 870o C, dan diquench di media oli, sehingga membentuk struktur berfasa ganda. Kekuatan tarik meningkat seiring meningkatnya suhu anneal, dan prosentase martensit meningkat seiring pengurangan keuletan. Microvoid terlihat di dekat permukaan patahan. Maehara. Y dkk (2006) melakukan penelitian pengaruh carbon (C) pada keuletan panas baja paduan rendah yang ditinjau dari retak permukaan continuous cast. Besar butir austenit as-cast sangat tergantung kandungan carbon, maksimum besar butir berada pada kandungan 0,10 hingga 0,15% C. Keuletan tidak dipengaruhi kandungan carbon yang terlihat pada pengujian tarik panas terhadap spesimen reheated.

METODOLOGI PENELITIAN a.

Preparasi spesimen 1. 2. 3. 4.

Mencairkan baja paduan rendah 4130 dalam dapur induksi Memasukkan logam cair ke dalam kowi Menambahkan carbon dengan berbagai variasi, dari 0,2 hingga 0,4 wt%, kemudian mengaduk hingga diperoleh campuran yang homogen Menuangkan cairan ke dalam cetakan untuk dibuat spesimen tarik, kekerasan dan analisa struktur mikro.

b. Pengujian spesimen 1. Pengujian tarik menggunakan universal testing machine dengan spesimen mengikuti standar ASTM sehingga diketahui penambahan karbon paling optimal ditinjau dari kekuatan tariknya. 2. Pengujian kekerasan menggunakan hardness tester dengan metode vickers 3. Pengamatan struktur mikro menggunakan mikroskop optik.

HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil uji komposisi paduan Dari hasil pengujian komposisi (Tabel 1), terlihat bahwa unsur carbon (C) bervariasi yaitu 0,29; 0,31; 0,36; 0,40 & 0,42% berat, sedangkan komposisi target adalah 0,2; 0,25; 3; 3,5 & 4 % berat. Perbedaan komposisi antara target dan kenyataan disebabkan material bahan baku adalah material sisa (scrub) dan bekas berbagai spare part yang sulit diidentifikasi komposisinya. Paduan yang sangat berpengaruh terhadap kekuatan selain C adalah Cr dan Mn, namun dari kelima komposisi paduan tidak menunjukkan perbedaan yang significan sehingga bisa dikatakan bahwa perbedaan kekuatan hanya akan dipengaruhi oleh kandungan carbon (C).

Tabel 1. Hasil uji komposisi No 1 2 3 4 5

Unsur Fe C Cr Mn Mo

Paduan 1 97.2 0.299 1.02 0.667 0.238

Paduan 2 97.02 0.306 1.02 0.725 0,275

Paduan 3 97.38 0.362 1.04 0.537 0.262

Paduan 4 97.01 0.404 1.05 0.528 0.258

Paduan 5 96.83 0.417 1.11 0.623 0.269

Prosiding Seminar Nasional Perkembangan Riset dan Teknologi di Bidang Industri ke 16 ISBN: 978-979-95620-6-7

M B T | 35

Pengujian Kekerasan Perbedaan kandungan carbon berpengaruh terhadap harga kekerasan spesimen seperti ditunjukkan pada Gambar 1. Kandungan karbon pada spesimen sebesar 0,29; 0,30; 0,36; 0,40 dan 0,42% berat mempunyai kekerasan masing-masing 230; 297; 271; 333 dan 297 VHN untuk spesimen as cast, sedangkan setelah dilakukan proses normalizing menjadi 295; 297; 290; 351 dan 299 VHN.

Gambar 1. Grafik pengaruh penambahan carbon terhadap kekerasan Kekerasan baja paduan 4130 relatif naik seiring dengan kenaikan kandungan karbon karena memang salah satu peran carbon adalah menaikkan harga kekerasan seperti terlihat pada Gambar 1. Penambahan carbon terlihat optimal hingga 0,40 % berat, dengan harga kekerasan hingga 333 VHN, sedangkan penambahan carbon lebih dari itu harga kekerasan relatif sama bahkan turun karena batas kelarutan carbon pada austenit terbatas. Baja perkakas yang diperkuat dengan Cr mempunyai mampu keras yang baik, ketahanan pada temperatur tinggi kurang baik dibandingkan dengan baja yang diperkeras dengan W. Proses normalising kemudian dilakukan proses penemperan menjadikan material semakin keras, karena dapat mengalami pengerasan kedua pada waktu penemperan, presipitasi setelah proses pemesinan dapat meningkatkan kekerasan yang signifikan. Pada umumnya baja ditemper sampai pada kekerasan yang lebih rendah daripada kekerasan maksimum dan presipitasi berlanjut pada permukaan sehingga menjadi lebih keras. Pengujian Tarik Perbedaan penambahan carbon berpengaruh terhadap kekuatan tarik spesimen seperti ditunjukkan pada Gambar 5. Kandungan carbon pada spesimen sebesar 0,29; 0,30; 0,36; 0,40 dan 0,42% berat mempunyai kekuatan tarik masing-masing 67; 72; 74; 84 dan 81 kg/mm2 untuk spesimen as cast, sedangkan setelah dilakukan proses normalizing menjadi 80; 83; 85; 98 dan 91 kg/mm2. Penambahan kandungan carbon (C) hingga o,4 % berat relatif menaikkan kekuatan tarik, sedangkan penambahan karbon lebih dari itu sudah tidak optimal.

36 | M B T

ISBN: 978-979-95620-6-7

Gambar 2. Grafik pengaruh penambahan carbon terhadap kekuatan tarik

Gambar 3. Foto makro patahan as cast

Gambar 4. Foto makro patahan setelah normalising Bentuk patahan spesimen pengujian tarik (Gambar 3 dan Gambar 4), terlihat spesimen yang telah dilakukan proses normalising kemudian dilanjutkan proses temper lebih ulet (patah ulet) daripada spesimen as cast. Peningkatan kekuatan tarik dan keuletan disebabkan adanya precipitation strengthening unsur Mn setelah proses heat treatment. Faktor lain yang menjadikan kekuatan tarik meningkat adalah ukuran butir ferrit yang semakin kecil setelah proses normalising seperti ditunjukkan pada Gambar 6.

Prosiding Seminar Nasional Perkembangan Riset dan Teknologi di Bidang Industri ke 16 ISBN: 978-979-95620-6-7

M B T | 37

Pengamatan Struktur Mikro Penambahan carbon berpengaruh terhadap struktur mikro yang mengakibatkan perbedaan sifat mekanik (kekerasan dan kekuatan tarik) seperti ditunjukkan pada Gambar 5 dan Gambar 6. Penambahan karbon 0,29 dan 0,30 berat, terlihat struktur yang ada adalah ferit dan perlit, sehingga bersifat relatif lunak dan ulet. Penambahan carbon 0,36; 0,40 dan 0,42% berat terlihat struktur perlit mendominasi sehingga mempunyai kekerasan dan kekuatan tarik relatif lebih tinggi.

perlit

ferit

perlit

50 µm Gambar 5. Foto struktur mikro as cast Proses normalising yang dilanjutkan temper menjadikan struktur berbentuk sperodized, yang didominasi oleh ferit dan perlit dengan besar butir halus. Perubahan besar butir yang berbentuk sperodized (Gambar 6) meningkatkan ketangguhan material. .

perlit

38 | M B T

ISBN: 978-979-95620-6-7

Gambar 6. Foto struktur mikro setelah normalising KESIMPULAN Setelah dilakukan pengujian dan analisa, dapat diambil kesimpulan : 1. Sifat fisik dan mekanik baja paduan rendah 41xx dipengaruhi oleh kandungan karbon 2. Kekerasan dan kekuatan tarik tertinggi (optimal) terjadi pada spesimen dengan penambahan 0,40% karbon dengan harga masing-masing 333 VHN dan 84 kg/mm2 . 3. Perlakuan normalising yang dilanjutkan proses temper meningkatkan kekerasan dan kekuatan tarik baja paduan rendah 41xx.

DAFTAR PUSTAKA Ahmad. E, Manzoor .T, Liaqat. K.A and Akhter. J.I., 2007., Effect of Microvoid Formation on the Tensile Properties of Dual-Phase Steel., Springer, New York. Maehara. Y, Yasumoto. K, Sugitani. Y and Gunji. K., 2006., Effect of Carbon on Hot Ductility of As-cast Low Alloy Steel., Transaction of the iron and Steel Institute of Japan.

Metal Suplier Online: Material Property Data., 2000., www. Supplieronline.com Mild & Low Alloy Steel Wire., 2000., www. Elmechindia.com Raghavan. V., 1979., Materials Science and Engineering-a first course, 2nd Ed., Prentice-Hall of India Private Limited., New Delhi

Surdia. T., dan Saito. S., 1997, ”Pengetahuan Bahan Teknik”, PT Pradnya Paramita, Jakarta.

Prosiding Seminar Nasional Perkembangan Riset dan Teknologi di Bidang Industri ke 16 ISBN: 978-979-95620-6-7

M B T | 39