Analisis kegagalan adalah langkah-langkah pemeriksaan kegagalan atau kerusakan pada suatu komponen yang mencakup situasi dan kondisi kegagalan atau kerusakan tersebut, sehingga dapat ditentukan penyebab dari kegagalan/kerusakan yang terjadi pada komponen tersebut.
Analisis kegagalan mempunyai tujuan sebagai berikut :1. Menemukan penyebab utama kegagalan
2. Menghindari kegagalan/kerusakan yang sama dimasa yang akan datang dengan melakukan langkah-langkah penanggulangan
3. Sebagai bahan pengaduan teknis terhadap pembuat komponen
4. Sebagai langkah awal untuk perbaikan kualitas komponen tersebut
5. Sebagai penentuan kapan waktu perawatan (maintenance) dilakukan.
Kegiatan Analisis kegagalan seringkali harus dilakukan oleh berbagai ahli dari berbagai disiplin ilmu yang bekerja sama sesuai dengan prosedur/tahapan yang telah ditetapkan. Adapun tahapan/langkah utama dalam melakukan Analisis kegagalan adalah sebagai berikut :
1. Melakukan investigasi lapangan, yang meliputi :
• Melakukan observasi lapangan
• Mengukur dimensi obyek yang diselidiki
• Melakukan wawancara/interview terhadap pihak terkait
• Mendokumentasikan temuan lapangan (fotografi)
2. Melakukan uji tidak merusak di lapangan
• Menentukan panjang retak aktual
• Menentukan derajat kerusakan (damage level determination) dengan cara: uji kekerasan, uji metalografi in-situ, uji komposisi kimia (dengan portable spectrometry).
3. Melakukan uji aspek metalurgis di laboratorium
• Pengukuran dimensi dari objek yang diteliti
• Dokumentasi fraktografi (makro – optik, dan mikro - SEM)
• Analisis komposisi kimia dari paduan dan/atau produk korosi
• Inspeksi metalografi (sampling, cutting, molding, polishing, etching).
• Uji sifat mekanik
4. Melakukan analisis beban dan tegangan
• Perhitungan beban dan tegangan kritis
• Perhitungan mekanika retak
5. Mempelajari aspek desain, operasi dan inspeksi terkini
6. Melakukan analisis mendalam dan komprehensif terhadap informasi/data yang telah diperoleh
7. Mempersiapkan laporan dan presentasi teknik
8. Mempersiapkan saran untuk perbaikan.
Identifikasi Jenis Kegagalan
Kegagalan dapat didefinisikan sebagai kerusakan yang tidak wajar atau rusak sebelum waktunya. Adapun penyebab utama kegagalan dapat dikelompokkan sebagai berikut :
1. Kesalahan dalam disain
2. Kesalahan dalam pemilihan material
3. Kesalahan dalam proses pengerjaan
4. Kesalahan dalam pemasangan/perakitan
5. Kesalahan operasional
6. Kesalahan perawatan (maintenance)
Secara umum komponen dapat dikatakan gagal apabila masuk dalam kriteria sebagai berikut:
1. Komponen tidak dapat beroperasi atau tidak dapat digunakan sama sekali
2. Komponen dapat digunakan tetapi umur pakainya terbatas (tidak sesuai dengan umur pakai yang dikehendaki)
3. Komponen mengalami kelainan dan dapat membahayakan bila digunakan.
Kegagalan suatu komponen biasanya diawali dengan retakan yang menjalar sehingga menyebabkan suatu cacat. Retakan yang terjadi dapat dikatagorikan atas ciri-ciri makroskopis, yaitu sebagai berikut :
1. Patah ulet (Ductile fracture)
2. Patah getas (Brittle fracture)
3. Patah lelah (Fatigue fracture)
4. Retak korosi tegangan (Stress corrosion cracking)
5. Penggetasan (Embrittlement)
6. Mulur (Creep) dan Stress rupture
Patah Ulet (Ductile fracture)
Patah ulet adalah patah yang diakibatkan oleh beban statis, jika beban dihilangkan maka penjalaran retak akan berhenti. Patah ulet ini ditandai dengan penyerapan energi disertai adanya deformasi plastis yang cukup besardi sekitar patahan, sehingga permukaan patahan nampak kasar, berserabut (fibrous), dan berwarna kelabu.
Patah Getas (Brittle fracture)
Patah getas terjadi dengan ditandai penjalaran retak yang lebih cepat dibanding patah ulet dengan penyerapan energi yang lebih sedikit, serta hampir tidak disertai dengan deformasi plastis. Permukaan patahan pada komponen yang mengalami patah getas terlihat mengkilap, granular dan relatif rata.
Patah getas dapat mengikuti batas butir ataupun memotong butir. Bila bidang patahannya mengikuti batas butir, maka disebut patah getas intergranular, sedangkan bila patahannya memotong butir maka disebut patah getas transgranular.
Patah Lelah (Fatigue fracture)
Patah lelah terjadi pada komponen kontruksi dengan pembebanan yang berubah-ubah atau berulang-ulang, meskipun harga tegangan nominalnya masih dibawah kekuatan luluh material.
Patah lelah berawal dari lokasi yang mengalami pemusatan tegangan (stress concentration) dimana apabila tegangan setempat tersebut tinggi bahkan melampaui batas luluh material, akibatnya di tempat tersebut akan terjadi deformasi plastis dalam skala makroskopis. Dari lokasi tersebut akan berawal retak lelah (Crack initiation) yang selanjutnya terjadi perambatan retak (Crack propagation) sejalan dengan pembebanan yang berfluktuasi. Bila perambatan retak lelah ini telah jauh, sehingga luas penampang yang tersisa tidak lagi mampu mendukung beban, maka komponen akan patah. Peristiwa patah tahap akhir ini disebut patah akhir (Final fracture). Modus patahan pada tahap tersebut adalah patah statik, yaitu karena tegangan yang bekerja pada penampang yang tersisa sudah melampaui kekuatan tarik material.
Retak Korosi Tegangan (Stess corrosion cracking)
Peristiwa retak korosi tegangan adalah gabungan antara tegangan tarik dengan pengaruh lingkungan yang telah mengandung ion-ion ataupun larutan kimia. Kebanyakan retakannya mengikuti batas butir. Secara makro perambatan retak korosi tegangan terlihat bercabang seperti akar/ranting pohon, sedangkan secara mikro dibawah mikrosokop perambatan retakannya dapat transgranular maupun intergranular (melalui batas butir).
Penggetasan (Embrittlement)
Peristiwa penggetasan ini dapat terjadi pada material yang peka terhadap penggetasan hidrogen. Atom-atom hidrogen yang larut interstisi dapat bertemu dan berkumpul membentuk molekul gas hidrogen, sehingga mengakibatkan material menjadi patah karena tidak tersedianya ruang yang cukup untuk gas tersebut, yang akhirnya gas yang bertekanan tinggi akan mendesak material menjadi patah.
Masuknya hidrogen ke dalam material ini biasanya terjadi pada proses pengerjaan, misalnya pada proses pengelasan dan electroplating atau pada operasi di lingkungan yang banyak hidrogennya.
Mulur (Creep) dan Stress Rupture
Peristiwa mulur yang dimaksud yaitu deformasi yang berjalan dengan waktu, oleh karena itu mulur selalu ditandai dengan adanya deformasi plastis yang cukup besar. Peristiwa mulur ini terjadi bila komponen bekerja pada suhu tinggi, yaitu di atas 0,4 atau 0,5 titik cair dari material komponen tersebut dalam Kelvin.
Sedangkan stress rupture selain disertai oleh deformasi plastis juga ditandai oleh adanya retak intergranular yang banyak ditemui di sekitar patahan.
1. Kesalahan dalam disain
2. Kesalahan dalam pemilihan material
3. Kesalahan dalam proses pengerjaan
4. Kesalahan dalam pemasangan/perakitan
5. Kesalahan operasional
6. Kesalahan perawatan (maintenance)
Secara umum komponen dapat dikatakan gagal apabila masuk dalam kriteria sebagai berikut:
1. Komponen tidak dapat beroperasi atau tidak dapat digunakan sama sekali
2. Komponen dapat digunakan tetapi umur pakainya terbatas (tidak sesuai dengan umur pakai yang dikehendaki)
3. Komponen mengalami kelainan dan dapat membahayakan bila digunakan.
Kegagalan suatu komponen biasanya diawali dengan retakan yang menjalar sehingga menyebabkan suatu cacat. Retakan yang terjadi dapat dikatagorikan atas ciri-ciri makroskopis, yaitu sebagai berikut :
1. Patah ulet (Ductile fracture)
2. Patah getas (Brittle fracture)
3. Patah lelah (Fatigue fracture)
4. Retak korosi tegangan (Stress corrosion cracking)
5. Penggetasan (Embrittlement)
6. Mulur (Creep) dan Stress rupture
Patah Ulet (Ductile fracture)
Patah ulet adalah patah yang diakibatkan oleh beban statis, jika beban dihilangkan maka penjalaran retak akan berhenti. Patah ulet ini ditandai dengan penyerapan energi disertai adanya deformasi plastis yang cukup besardi sekitar patahan, sehingga permukaan patahan nampak kasar, berserabut (fibrous), dan berwarna kelabu.
Patah Getas (Brittle fracture)
Patah getas terjadi dengan ditandai penjalaran retak yang lebih cepat dibanding patah ulet dengan penyerapan energi yang lebih sedikit, serta hampir tidak disertai dengan deformasi plastis. Permukaan patahan pada komponen yang mengalami patah getas terlihat mengkilap, granular dan relatif rata.
Patah getas dapat mengikuti batas butir ataupun memotong butir. Bila bidang patahannya mengikuti batas butir, maka disebut patah getas intergranular, sedangkan bila patahannya memotong butir maka disebut patah getas transgranular.
Patah Lelah (Fatigue fracture)
Patah lelah terjadi pada komponen kontruksi dengan pembebanan yang berubah-ubah atau berulang-ulang, meskipun harga tegangan nominalnya masih dibawah kekuatan luluh material.
Patah lelah berawal dari lokasi yang mengalami pemusatan tegangan (stress concentration) dimana apabila tegangan setempat tersebut tinggi bahkan melampaui batas luluh material, akibatnya di tempat tersebut akan terjadi deformasi plastis dalam skala makroskopis. Dari lokasi tersebut akan berawal retak lelah (Crack initiation) yang selanjutnya terjadi perambatan retak (Crack propagation) sejalan dengan pembebanan yang berfluktuasi. Bila perambatan retak lelah ini telah jauh, sehingga luas penampang yang tersisa tidak lagi mampu mendukung beban, maka komponen akan patah. Peristiwa patah tahap akhir ini disebut patah akhir (Final fracture). Modus patahan pada tahap tersebut adalah patah statik, yaitu karena tegangan yang bekerja pada penampang yang tersisa sudah melampaui kekuatan tarik material.
Retak Korosi Tegangan (Stess corrosion cracking)
Peristiwa retak korosi tegangan adalah gabungan antara tegangan tarik dengan pengaruh lingkungan yang telah mengandung ion-ion ataupun larutan kimia. Kebanyakan retakannya mengikuti batas butir. Secara makro perambatan retak korosi tegangan terlihat bercabang seperti akar/ranting pohon, sedangkan secara mikro dibawah mikrosokop perambatan retakannya dapat transgranular maupun intergranular (melalui batas butir).
Penggetasan (Embrittlement)
Peristiwa penggetasan ini dapat terjadi pada material yang peka terhadap penggetasan hidrogen. Atom-atom hidrogen yang larut interstisi dapat bertemu dan berkumpul membentuk molekul gas hidrogen, sehingga mengakibatkan material menjadi patah karena tidak tersedianya ruang yang cukup untuk gas tersebut, yang akhirnya gas yang bertekanan tinggi akan mendesak material menjadi patah.
Masuknya hidrogen ke dalam material ini biasanya terjadi pada proses pengerjaan, misalnya pada proses pengelasan dan electroplating atau pada operasi di lingkungan yang banyak hidrogennya.
Mulur (Creep) dan Stress Rupture
Peristiwa mulur yang dimaksud yaitu deformasi yang berjalan dengan waktu, oleh karena itu mulur selalu ditandai dengan adanya deformasi plastis yang cukup besar. Peristiwa mulur ini terjadi bila komponen bekerja pada suhu tinggi, yaitu di atas 0,4 atau 0,5 titik cair dari material komponen tersebut dalam Kelvin.
Sedangkan stress rupture selain disertai oleh deformasi plastis juga ditandai oleh adanya retak intergranular yang banyak ditemui di sekitar patahan.
No comments:
Post a Comment