Post on 19-Oct-2020
KEKUATAN LAS STAINLESS STEEL 304
DALAM LINGKUNGAN AMONIA
TUGAS AKHIR
Untuk memenuhi persyaratan
Mencapai derajat Sarjana S-1
Program Studi Teknik Mesin
Jurusan Teknik Mesin
Diajukan oleh:
Y.F. REGIS SATRIA Y.A.
NIM : 085214066
Kepada
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA
YOGYAKARTA
2013
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
ii
STAINLESS STEEL 304 WELD STRENGTH IN THE
AMMONIA ENVIRONMENT
FINAL ASSIGNMENT
Presented as Partial Fulfillment of the Requirements
To Obtain the Sarjana S-1 degree
In Mechanical of Engineering
By:
Y.F.REGIS SATRIA Y.A.
Student Number : 085214066
FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY
SANATA DHARMA UNIVERSITY
YOGYAKARTA
2013
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
iii
TUGAS AKHIR
KEKUATAN LAS PADA STAINLESS STEEL 304 DALAM
LINGKUNGAN AMONIA
Disusun oleh:
Nama : Y.F.Regis Satria Y.A
NIM : 085214066
Telah disetujui oleh :
Pembimbing Utama
Budi Setyahandana,S.T.,M.T.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
iv
TUGAS AKHIR
KEKUATAN LAS STAINLESS STEEL 304
DALAM LINGKUNGAN AMONIA
Yang dipersiapkan dan disusun oleh :
NAMA : Y.F. REGIS SATRIA Y.A.
NIM : 085214066
Telah dipertahankan di depan Dewan Penguji
pada tanggal 12 Februari 2013
Susunan Dewan Penguji
Pembimbing Utama Anggota Dewan Penguji
Budi Setyahandana, S.T., M.T. I Gusti Ketut Puja, S.T.,M.T.
Dr.Drs.(Vet.) Asan Damanik, M.Si.
Tugas Akhir ini telah diterima sebagai salah satu persyaratan
Untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik
Yogyakarta, 12 Februari 2013
Fakultas Sains dan Teknologi
Universitas Sanata Dharma
Yogyakarta
Dekan
Paulina Heruningsih Prima Rosa, S.Si., M.Sc.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
v
PERNYATAAN KEASLIAN KARYA
Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam tugas akhir ini tidak terdapat
karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu
Perguruan Tinggi, dan sepanjang pengetahuan saya juga tidak terdapat karya atau
pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali yang secara
tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka.
Yogyakarta, 12 Februari 2013
Y.F.Regis Satria Y.A.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
vi
ABSTRAK
Dalam tulisan ini diadakan penelitian tentang kekuatan las stainless steel
dalam lingkungan amonia. Stainless steel banyak dikenal sebagai logam yang
mempunyai ketahanan karat yang baik, tetapi bukan suatu kemungkinan kecil
bahwa stainless juga dapat terkorosi oleh suatu bahan yang bersifat korosif. Salah
satu bahan yang bersifat korosif yang ada di sekitar kita adalah amonia. Dalam
salah satu aplikasinya, amonia digunakan sebagai cairan refrigeran pada alat
pendingin absorbsi yang keseluruhan materialnya adalah menggunakan stainless
stell. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui kekuatan las dari stainless
steel tipe 430 dalam lingkungan amonia.
Alat penelitian yang digunakan adalah pendingin absorbsi yang fungsinya
untuk mengkondisikan benda uji dalam lingkungan amonia. Mula-mula benda uji
yang telah dipersiapkan ditimbang terlebih dahulu, kemudian dimasukkan ke
dalam alat pendingin yaitu pada bagian evaporator. Setelah itu dilakukan
pemanasan untuk mendapatkan amonia bertekanan 5 bar. Bagian evaporator
dilepas dan disimpan di dalam gentong yang telah diisi air untuk mengantisipasi
terjadinya kebocoran hingga batas waktu yang ditentukan. Setelah periode
tertentu, yaitu 1 bulan, 2 bulan, dan 3 bulan, masing-masing benda uji dikeluarkan
dari evaporator tersebut dan dibersihkan untuk ditimbang guna mengetahui
adanya perubahan berat pada benda uji tersebut. Benda uji di uji tarik guna
membandingkan nilai uji tarik dari benda uji sebelum dan sesudah pengkondisian.
Satu sampel benda uji tersebut juga dilakukan foto mikro, untuk mengetahui
pengaruh amonia secara visual.
Perubahan nilai laju korosi rata-rata dari 2,42 x 10-7
mmpy pada periode
bulan pertama, menjadi 6,31 x 10-8
mmpy pada periode bulan ketiga dan akan
menuju nilai stabil dikarenakan terciptanya lapisan pasif pada material stainless
steel yang menghambat laju korosi pada total seluruh periode pengujian.
Penurunan kekuatan tarik yang terjadi tidak begitu signifikan sebesar 0,02% dari
355,8 N/mm2 menjadi 355,7N /mm
2. Penurunan berat benda uji (W) tidak
signifikan pada periode pengkondisian lingkungan amonia yang lebih lama.
Pengurangan berat rata-rata sebesar 0,0011 gram untuk satu bulan pencelupan,
0,0012 gram untuk dua bulan pencelupan, dan 0,0009 gram untuk tiga bulan
pencelupan. Dengan kata lain Stainless Steel 304 mampu untuk dijadikan
bahan/material dalam pembuatan alat dengan kondisi lingkungan amonia.
Kata kunci: uji tarik, korosi, stainless steel.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
vii
LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN
PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS
Yang bertanda tangan di bawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma :
Nama : Y.F.Regis Satria Y.A.
Nomor Mahasiswa : 085214066
Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada Perpustakaan
Universitas Sanata Dharma karya ilmiah saya yang berjudul :
KEKUATAN LAS STAINLESS STEEL 304 DALAM LINGKUNGAN
AMONIA
beserta perangkat yang diperlukan (bila ada). Dengan demikian saya memberikan
kepada Perpustakaan Universitas Sanata Dharma hak untuk menyimpan,
mengalihkan dalam bentuk media lain, mengelolanya dalam bentuk pangkalan
data, mendistribusikan secara terbatas, dan mempublikasikannya di Internet atau
media lain untuk kepentingan akademis tanpa perlu meminta ijin dari saya
maupun memberikan royalty kepada saya selama tetap mencantumkan nama saya
sebagai penulis.
Demikian pernyataan ini yang saya buat dengan sebenarnya.
Dibuat di Yogyakarta
Pada tanggal : 12 Februari 2013
Yang menyatakan
(Y.F.Regis Satria Y.A.)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
viii
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yesus Kristus atas segala
berkat dan kasih-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang
berjudul : KEKUATAN LAS STAINLESS STEEL 304 DALAM
LINGKUNGAN AMONIA
Tugas Akhir ini disusun sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Teknik di Program Studi Teknik Mesin Universitas Sanata Dharma
Yogyakarta.
Dalam penelitian dan penyusunan Tugas Akhir ini tentunya tidak terlepas
dari bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, dalam kesempatan ini penulis
ingin menyampaikan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :
1. Bapak Budi Setyahandana, S.T.,M.T. selaku dosen pembimbing yang
telah memberikan bimbingan, dorongan serta meluangkan waktu untuk
membimbing penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir.
2. Bapak Ir. FA. Rusdi Sambada, M.T. selaku Kepala Laboratorium
Mekanika Fluida yang telah memberikan waktu, kesempatan, dan juga
bimbingan dan dukungan .
3. Seluruh dosen, staf dan karyawan Fakultas Sains dan Teknologi
Universitas Sanata Dharma Yogyakarta atas kuliah, bimbingan, serta
fasilitas yang diberikan selama masa kuliah.
4. Kedua orang tua yang telah memberikan doa, dorongan, motivasi, dan
pengertian kepada penulis.
5. Natania Davina Putri, Mario Daffa Sebastyan,dan Deassy Sada Jauhara
yang selalu menjadikan semangat.
6. Lie, Tria Ananta yang selalu menemani dalam pengerjaan Tugas Akhir.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
ix
7. Seluruh teman-teman Teknik Mesin yang tidak dapat kami sebutkan satu
per satu, serta
8. Semua pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.
Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan dalam penyusunan
Tugas Akhir ini. Oleh karena itu, penulis mengharapkan kritik dan saran dari
berbagai pihak. Akhirnya besar harapan penulis semoga hasil penelitian ini
bermanfaat bagi perkembangan ilmu teknik.
Yogyakarta, 12 Februari 2013
Penulis
Y.F.REGIS SATRIA Y.A.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
x
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ............................................................................................. i
TITLE PAGE ....................................................................................................... ii
HALAMAN PERSETUJUAN ........................................................................... iii
HALAMAN PENGESAHAN ............................................................................. iv
PERNYATAAN ..................................................................................................... v
ABSTRAK ........................................................................................................... vi
LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN ................................................. vii
KATA PENGANTAR ....................................................................................... viii
DAFTAR ISI .......................................................................................................... x
DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... xii
DAFTAR TABEL ............................................................................................. xiv
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang ............................................................................................... 1
1.2 Perumusan Masalah ....................................................................................... 2
1.3 Tujuan Penelitian ........................................................................................... 2
1.4 Batasan Masalah ............................................................................................ 3
1.5 Manfaat Penelitian .......................................................................................... 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Dasar Teori ..................................................................................................... 4
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xi
2.2 Rumus Perhitungan ....................................................................................... 26
BAB III METODE
3.1 Tempat dan Waktu Penelitian ...................................................................... 28
3.2 Perancangan Benda Uji dan Alat Pendingin Absorbsi ................................ 28
3.3 Peralatan Penelitian ..................................................................................... 32
3.4 Variabel yang Diukur .................................................................................. 37
3.5 Langkah Penelitian ....................................................................................... 37
3.6 Pengolahan dan Analisa Data ....................................................................... 38
BAB IV DATA DAN PEMBAHASAN
4.1 Data .............................................................................................................. 39
4.2 Pembahasan ................................................................................................. 47
BAB V PENUTUP
5.1 Kesimpulan .................................................................................................. 55
5.2 Saran ............................................................................................................ 55
DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................... 57
LAMPIRAN ......................................................................................................... 58
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Struktur atom fasa martensit ................................................................ 5
Gambar 2.2 Struktur atom fasa feritik ..................................................................... 6
Gambar 2.3 Struktur atom fasa austenitik ................................................................ 7
Gambar 2.4 Pengelasan GTAW ............................................................................... 9
Gambar 2.5 Perlengkapan las GTAW.................................................................... 10
Gambar 2.6 Korosi uniform ................................................................................... 12
Gambar 2.7 Korosi galvanis .................................................................................. 12
Gambar 2.8 Proses elektrokimia korosi galvanis ................................................... 13
Gambar 2.9 Korosi celah ....................................................................................... 14
Gambar 2.10 Korosi sumuran (pitting) .................................................................... 14
Gambar 2.11 Aliran turbulen korosi erosi ............................................................... 15
Gambar 2.12 Proses kavitasi .................................................................................... 16
Gambar 2.13 Bentuk dan dimensi benda uji tarik .................................................... 18
Gambar 2.14 Proses uji tarik .................................................................................... 20
Gambar 2.15 Mode perpatahan ................................................................................ 20
Gambar 2.16 Fase deformasi ................................................................................... 21
Gambar 2.17 Metode Offset pada material getas ..................................................... 23
Gambar 3.1 Diagram penelitian ............................................................................. 28
Gambar 3.2 Spesimen uji ....................................................................................... 29
Gambar 3.3 Rangkaian spesimen ........................................................................... 30
Gambar 3.4 Skema alat pendingin absorbsi ........................................................... 31
Gambar 3.5 Kompor listrik .................................................................................... 32
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xiii
Gambar 3.6 Thermologger ..................................................................................... 33
Gambar 3.7 Pompa vakum ..................................................................................... 33
Gambar 3.8 Bejana/Gentong .................................................................................. 34
Gambar 3.9 Timbangan analitik............................................................................. 34
Gambar 3.10 Larutan etsa ........................................................................................ 35
Gambar 3.11 Resin ................................................................................................... 35
Gambar 3.12 Mikroskop .......................................................................................... 36
Gambar 3.13 Mesin uji tarik .................................................................................... 36
Gambar 4.1 Sisi ukur benda kerja .......................................................................... 41
Gambar 4.2 Area penampang benda uji ................................................................. 45
Gambar 4.3 Grafik tegangan tarik rata-rata ........................................................... 48
Gambar 4.4 Grafik perbandingan regangan ........................................................... 50
Gambar 4.5 Grafik laju korosi ............................................................................... 52
Gambar 4.6 Foto mikro benda uji bulan 1 ............................................................. 53
Gambar 4.7 Foto mikro benda uji bulan 2 ............................................................. 53
Gambar 4.8 Foto mikro benda uji bulan 3 ............................................................. 54
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
xiv
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Komposisi kimia baja AISI 304 ........................................................... 7
Tabel 2.2 Sifat mekanik AISI 304 ........................................................................ 8
Tabel 4.1 Berat benda uji bulan pertama............................................................ 40
Tabel 4.2 Berat benda uji bulan kedua ............................................................... 40
Tabel 4.3 Berat benda uji bulan ketiga ............................................................... 40
Tabel 4.4 Hasil pengukuran dan perhitungan sisi benda kerja bulan
pertama ............................................................................................... 42
Tabel 4.5 Hasil pengukuran dan perhitungan sisi benda kerja bulan
kedua .................................................................................................. 43
Tabel 4.6 Hasil pengukuran dan perhitungan sisi benda kerja bulan
ketiga .................................................................................................. 44
Tabel 4.7 Luas area penampang benda uji bulan pertama ................................. 45
Tabel 4.8 Luas area penampang benda uji bulan kedua ..................................... 45
Tabel 4.9 Luas area penampang benda uji bulan ketiga .................................... 46
Tabel 4.10 Nilai beban dan pertambahan panjang ............................................... 46
Tabel 4.11 Tegangan rata-rata uji tarik ................................................................ 48
Tabel 4.12 Perhitungan regangan benda uji ......................................................... 50
Tabel 4.13 Perhitungan laju korosi benda uji ....................................................... 52
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar belakang
Dewasa ini penggunaan dan pemanfaatan baja tahan karat atau yang lebih kita
kenal sebagai stainless steel semakin sering kita temui di segala aspek dan bidang
mulai dari perabotan rumah, alat memasak, perkakas industri, sampai pada
perlengkapan kesehatan di rumah sakit dan masih banyak lainnya.
Stainless steel secara spesifik mempunyai kegunaan yang banyak dan beragam
berdasarkan tipenya. Dalam proses fabrikasi banyak hal atau cara yang dilakukan
untuk memproses material stainless steel menjadi barang jadi. Proses yang
dilakukan diantaranya adalah las, bending, forming, bubut, frais, dan masih
banyak lainnya. Pemilihan tipe stainless steel sebagai suatu produk jadi biasanya
berdasarkan sifat dari tipe bahan tersebut, baik ketahanannya terhadap suatu zat
maupun dari segi kekuatannya. Karena penggunaan dan pemanfaatannya yang
semakin luas dan dalam rangka memaksimalkan fungsional dari stainless steel ini
telah banyak penelitian dilakukan untuk memperoleh efektivitas dan keunggulan
guna pemanfaatannya yang lebih lanjut.
Pada dasarnya material atau bahan diuji kekuatannya supaya layak menjadi
suatu produk dengan diuji berdasarkan lingkungan nyata sebagai media
pengujinya untuk menentukan umur pakai dari produk tersebut nantinya. Seperti
di ketahui bahwa stainless steel merupakan baja tahan terhadap karat. Tetapi apa
yang kita ketahui tersebut hanya dilihat dari penggunaan produk stainless steel
yang tahan karat pada lingkungan air yang tidak diketahui kandungan apa yang
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
2
terlarut dalam air tersebut. Hal ini tentu saja perlu diteliti bahwa di dalam air juga
terlarut banyak kandungan zat yang diantaranya adalah amonia (NH3).
Amonia merupakan komoditi yang sangat penting di dunia industri dan juga
sering ditemui terlarut dalam air dan mempunyai sifat korosif. Sifat dari amonia
adalah basa, namun dapat juga bertindak sebagai asam yang sangat lemah .
Biasanya amonia didapati berupa gas dengan bau yang tajam. Agar dapat
digunakan sebagai media pengkorosif, amonia harus dilarutkan dalam air dengan
konsentrasi yang ditentukan yang disebut amonium hidroksida. Dengan amonia
sebagai media pengkorosif akan didapat data kekuatan las pada tipe stainless
steel tipe 304 ini.
1.2. Perumusan Masalah
Pada penelitian ini analisis dilakukan terhadap pengujian tarik yang akan
dilakukan pada spesimen stainless steel 304 yang telah dilas dan dikondisikan
dalam media pengkorosif amonia dalam beberapa periode pengambilan data.
Lamanya waktu tersebut mempengaruhi laju korosi yang nantinya akan diketahui
seberapa besar pengaruhnya terhadap kekuatan las tersebut. Amonia yang
digunakan pada proses ini adalah amonia dalam bentuk uap. Unjuk kerja kekuatan
las ini ditunjukan melalui perbandingan hasil pengujian tarik yang dilakukan.
1.3. Tujuan Penelitian
Tujuan yang ingin dicapai dalam penulian tugas akhir ini sesuai uraian diatas
adalah :
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
3
1. Mengetahui pengaruh amonia dalam bentuk uap terhadap proses las pada
SS304.
2. Mengetahui pengaruh amonia terhadap laju korosi pada proses las SS304.
3. Mengetahui kekuatan las dari produk korosi terhadap lingkungan amonia.
1.4. Batasan Masalah
Batasan masalah yang ditetapkan dalam pengujian kekuatan las ini adalah :
1. Media pengkorosif yang digunakan adalah uap amonia dengan tekanan 5
bar.
2. Benda uji dikondisikan selama tiga periode yaitu 1 bulan, 2 bulan dan 3
bulan.
3. Pengujian kekuatan las dilakukan dengan pengujian tarik.
1.5. Manfaat
Adapun manfaat yang diperoleh dari penelitian ini adalah :
1. Menambah kepustakaan teknologi tentang material stainless steel.
2. Hasil-hasil penelitian ini diharapkan dapat digunakan sebagai acuan dalam
pemanfaatan material stainless steel.
3. Sebagai referensi bagi masyarakat umum supaya lebih selektif dalam
pemilihan stainless steel tiap tipe dan karakternya.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
4
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Dasar Teori
2.1.1 Jenis-jenis Stainless Steel
Stainless Steel atau baja tahan karat adalah baja paduan yang memiliki sifat
atau karakter khusus. “Stainless Steel adalah baja paduan dengan kandungan
kromium (Cr) minimal 12% . Komposisi ini membentuk lapisan pelindung anti
korosi (Cr2O3) yang merupakan hasil oksidasi oksigen terhadap krom yang terjadi
secara spontan”(George E.Dieter, 1988: 142). Dengan proses oksidasi, lapisan ini
akan mudah terbentuk jika tergores ataupun mengalami proses permesinan.
Meskipun seluruh kategori stainless steel didasarkan pada kandungan kromium
(Cr), namun unsur paduan lainnya ditambahkan untuk memperbaiki sifat stainless
steel sesuai dengan aplikasinya. Kategori stainless steel tidak hanya seperti baja
lain yang didasarkan pada besarnya persentase karbon tetapi didasarkan pada
struktur metalurginya.
Secara garis besar terdapat tiga golongan utama dari stainless steel adalah sebagai
berikut :
1. Tipe Martensitik
Baja ini merupakan paduan kromium dan karbon yang memiliki struktur
martensit body-centered cubic (BCC). Kandungan kromium umumnya berkisar
antara 10,5 – 18%, dan karbon melebihi 1,2%. Kandungan kromium dan
karbon dijaga agar mendapatkan struktur martensit. Keunggulan dari tipe
martensitik, jika dibutuhkan kekuatan yang tinggi maka dapat di keraskan
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
5
(hardening) dan bersifat magnetis. Tipe stainless ini yang umum dipasaran
adalah 403, 410, 416, 420, 431. Secara umum aplikasi jenis ini yang sering kita
temui adalah pisau, pegas, dan poros. Sifat lain dari tipe ini adalah kemampuan
untuk difabrikasi (machineability) baik.
Gambar 2.1 Struktur atom fasa martensit
2. Tipe Feritik
Baja tahan karat feritik mempunyai kandungan kromium umumnya kisaran
10,5 – 30%. Kadar karbonnya relatif rendah. Baja tahan karat feritik ini
umumnya tidak dapat dikeraskan dengan perlakuan panas, namun dapat
dikeraskan dengan pengerjaan dingin. Pada baja tipe ini unsur sulfur
ditambahkan untuk memperbaiki sifat mesin. Paduan ini merupakan
ferromagnetik dan mempunyai sifat ulet, machinability yang baik. Namun
kekuatan di lingkungan suhu tinggi lebih rendah dibandingkan baja stainless
austenitik. Baja tahan karat tipe feritik mengandung unsur nikel yang sangat
rendah, kurang dari 0,5% dan mempunyai struktur kristal padat (body centered
cubic)Tipe yang umum di pasaran adalah 405, 430, 439, dan 446. Penggunaan
secara umum adalah lebih pada pemakaian dekoratif arsitektur.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
6
Gambar 2.2 Struktur atom fasa ferit
3. Tipe Austenitik
Baja stainless austenititk merupakan paduan logam besi-krom-nikel yang
mengandung 16-20% kromium, 7-22% nikel, dan nitrogen. Tipe austenitik
mempunyai struktur kubus satuan bidang (face centered cubic) dan merupakan
baja dengan ketahanan korosi yang tinggi. Struktur kristal akan tetap berfasa
austenit bila unsur nikel dalam paduan diganti mangan (Mn), karena kedua
unsur merupakan penstabil fasa austenit. Fasa austenitik tidak akan berubah
saat proses anil. Baja stainless austenitik tidak dapat dikeraskan dengan metode
perlakuan panas (heat treatment) tetapi menggunakan metode pengerjaan
dingin. Umumnya jenis baja ini dapat tetap menjaga sifat austenitik pada
temperatur ruang, lebih bersifat ulet dan memiliki ketahanan korosi yang lebih
baik dibandingkan baja stainless steel ferritik dan martensit.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
7
Gambar 2.3 Struktur atom fasa austenitik
SS304 tergolong dalam kategori baja stainless steel austenitik yang sangat banyak
kita temui. Komposisi unsur-unsur pemadu yang terkandung dalam SS304 akan
menentukan sifat mekanik dan ketahanan korosi. SS304 mempunyai kadar
kromium yang cukup tinggi sebagai pembentuk lapisan Cr2O3 yang protektif
untuk meningkatkan ketahanan korosi.
Tabel 2.1. Komposisi kimia baja SS 304.
UNSUR %MASSA
C 0,08
Mn 2
P 0,45
S 0,03
Si 0,75
Cr 18 -20
Ni 8 – 10,5
Fe 66,345 – 74
Berdasarkan unsur pemadu yang terkandung seperti dalam tabel diatas akan
terbentuk sifat mekanis dari SS304 yaitu sebagai berikut :
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
8
Tabel 2.2 Sifat Mekanik SS304.
Rasio Poison 0,27 – 0,30
Kekuatan tarik 515 MPa
Regangan 205
Pertambahan panjang 40 %
Kekerasan 88 (HVN)
Modulus Elastisitas 193 GPa
Densitas 8,03 gr/cm3
2.1.2 Pengelasan GTAW (Gas Tungsten Arc Welding)
Pada aplikasi berbagai alat penelitian yang salah satunya adalah alat pendingin
absorbsi diperlukan metode penyambungan dari pipa-pipa serta bagiannya yang
menggunakan metode pengelasan GTAW. Gas Tungsten Arc Welding (GTAW)
atau sering disebut dengan Tungsten Inert Gas (TIG) merupakan salah satu bentuk
proses las busur (arc welding) yang menggunakan inert gas sebagai pelindung dan
tungsten atau wolfram sebagai elektrodanya. Elektroda yang digunakan termasuk
elektroda tidak terumpan (non consumable) dan sebagai tumpuan terjadinya busur
listrik. Daerah pengelasan (HAZ) dilindungi oleh inert gas supaya tidak
terkontaminasi dengan udara luar. Inert gas yang biasa digunakan adalah argon
dan helium ataupun campuran dari keduanya. GTAW mampu menghasilkan las
yang berkualitas tinggi pada hampir semua logam mampu las. Hasil pengelasan
yang dihasilkan juga tidak menghasilkan slag atau kotoran.
Elektroda tungsten yang digunakan bukan sebagai filler metal, sehingga pada
saat pengerjaan memerlukan filler metal dari luar untuk mengisi gap sambungan.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
9
Pada pengadaan material uji tersebut juga dilakukan pengelasan GTAW ini tanpa
menggunakan filler metal dikarenakan ketebalannya hanya berkisar 1 mm.
Gambar 2.4 Pengelasan GTAW
Material yang dapat dilas GTAW meliputi :
1. Logam ferro, meliputi :
Baja Karbon
Stainless steel
Baja Paduan Rendah
2. Logam non-ferro, meliputi :
Tembaga
Kuningan
Aluminium
Titanium
Perunggu, dll.
Perlengkapan pada pengelasan GTAW/TIG tidak jauh berbeda dengan las
busur listrik (arc welding), tetapi ada penambahan gas pelindung (shielding gas)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
10
dan juga unit pendingin (cooling system). Perlengkapan yang diperlukan pada
pengelasan GTAW meliputi :
Gambar 2.5 Perlengkapan Las TIG/GTAW
Keterangan :
1. Trafo las
2. Pedal kontrol
3. Benda kerja
4. Kutub massa
5. Torch
6. Selang pendingin keluar
7. Selang pendingin masuk
8. Unit pendingin
9. Tabung gas pelindung
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
11
Keuntungan dari pengelasan GTAW :
Kualitas hasil pengelasannya baik.
Dapat dilakukan dalm berbagai posisi pengelasan
Tidak menghasilkan kotoran.
Bisa untuk pengerjaan hampir pada semua logam.
Kerugian dari pengelasan GTAW :
Ketebalan pengelasan terbatas.
Biaya pengelasan yang relatif mahal.
Membutuhkan kemampuan (skill) khusus bagi operatornya.
Sinar UV yang dihasilkan lebih terang dibandingkan dengan proses las yang
lain.
2.1.3. Korosi Pada Stainless Steel
Korosi adalah rusaknya suatu bahan atau menurunnya kualitas bahan karena
terjadinya reaksi dengan lingkungan sekitarnya. Reaksi yang mempengaruhi
proses korosi adalah kebanyakan reaksi kimia dan sebagian reaksi secara kimiawi.
Faktor yang berpengaruh terhadap korosi dapat dibedakan menjadi dua, yaitu
berasal dari bahan itu sendiri dan dari lingkungan. Faktor dari bahan meliputi
komposisi kimia bahan, bentuk kristal, struktur bahan dan sebagainya.
Faktor dari lingkungan meliputi tingkat pencemaran udara, suhu,
kelembaban, dan juga zat-zat kimia yang bersifat korosif. Bahan-bahan korosif
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
12
terdiri atas asam, basa serta garam, baik dalam bentuk senyawa organik maupun
an-organik.
Peristiwa korosi pada logam merupakan fenomena yang tidak dapat dihindari,
namun dapat dihambat maupun dikendalikan untuk mengurangi kerugian dan
mencegah dampak negatif yang diakibatkannya. Dengan penanganan ini umur
produktif/umur pakai suatu produk menjadi panjang sesuai dengan yang
direncanakan, bahkan dapat diperpanjang untuk memperoleh nilai ekonomi yang
lebih tinggi. Upaya penanganan korosi diharapkan dapat banyak menghemat biaya
opersional, sehingga berpengaruh terhadap efisiensi dalam suatu kegiatan industri.
Perlu kita ketahui bahwa korosi dibedakan menjadi beberapa jenis, yaitu :
1. Korosi Homogen (uniform)
Korosi ini merata di seluruh permukaan logam dan termasuk korosi yang
paling sering dijumpai. Korosi ini dikontrol oleh reaksi kimia antara
permukaan logam dengan media pengkorosifnya. Korosi ini bisa terjadi
dikarenakan komposisi dan metalurgi material yang sama. Dengan
keseragaman tersebut, pelepasan elektron akan merata ke seluruh permukaan.
Sebagai contoh pada benda yang mengalami korosi homogeny adalah bekas
besi tua yang tidak terpakai.
Gambar 2.6. Korosi Uniform
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
13
2. Korosi Galvanik (Bimetal)
Gambar 2.7 Korosi Galvanis
Korosi ini terjadi karena proses elektrokimiawi dua buah logam yang berbeda
potensial dihubungkan langsung did lam larutan elektrolit yang sama. Dimana
elektron mengalir dari logam anodik (kurang mulia) ke logam yang lebih
katodik (lebih mulia), akibatnya logam yang kurang mulia berubah menjadi
ion-ion positif karena kehilangan elektron. Ion-ion positif metal bereaksi
dengan ion negatif di dalam elektrolit menjadi garam metal.
Konduksi Ion
Konduksi elektron
Gambar 2.8 Proses elektrokimia korosi galvanis
Lebih
mulia
Kurang
mulia
anoda katoda
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
14
3. Korosi Celah
Korosi celah merupakan korosi lokal yang mempunyai celah antara keduanya
yang mengakibatakan terjadinya perbedaan konsentrasi asam. Biasanya terjadi
dikarenakan celah tersebut terisi oleh elektrolit yang mengakibatkan terjadinya
sel korosi dengan katodanya adalah sisi luar permukaan celah dan anodanya
adalah elektrolit yang mengsi celah itu sendiri. Proses korosi ini terjadi cukup
lama karena cairan elektrolit yg berada di dalam celah cenderung lama
mongering dibandingkan dengan permukaan di luar celah yang lebih cepat
mengeringnya. Sebagai contoh proses korosi ini banyak ditemui pada
konstruksi rangka/karoseri kendaraan otomotif.
Gambar 2.9 Korosi celah
4. Korosi Sumuran (pitting)
Merupakan korosi lokal yang terjadi pada logam secara lokal selektif yang
menghasilkan bentuk permukaan lubang-lubang pada logam. Korosi jenis ini
dianggap lebih berbahaya daripada korosi seragam diakarenakan lebih sulit
terdeteksi. Mekanisme korosi pitting hampir sama dengan dengan korosi celah.
Korosi pitting ditandai dengan pembentukan lubang ataupun sumur pada
permukaan logam.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
Gambar 2.10. Korosi sumuran (pitting)
5. Korosi Erosi
Korosi erosi terjadi akibat aliran dari suatu fluida yang mengalir sangat cepat
dan disebabkan oleh :
Aliran turbulen
Turbulensi fluida ini seringkali terjadi akibat adanya perubahan diameter
penampang, sambungan yang kurang baik, dan juga adanya endapan.
Gambar 2.11 Aliran turbulen korosi erosi
Kavitasi (peronggaan)
pitting
endapan
15
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
16
Kavitasi adalah terjadinya penguapan pada suatu zat cair yang sedang
mengalir sehingga menghasilkan gelembung-gelembung uap yang
disebabkan karena berkurangnya tekanan pada zat cair tersebut sampai di
bawah titik jenuh uapnya. Sebagai contoh adalah air akan mendidih dan
menjadi uap pada suhu 100 0
dan tekan 1 atm. Tetapi jika tekanannya
dikurangi maka air dapat mendidih pada suhu yang lebih rendah juga,
bahakan jika tekanannya cukup rendah air dapat mendidih pada suhu
kamar.
Pada saat uap/gelembung tersebut terbawa aliran hingga akhirnya berada
pada kondisi tekanannya lebih besar daripada tekanan uap jenuh zat cair
tersebut, maka gelembung akan pecah di daerah tersebut dan akan
menyebabkan gaya tekan yang besar pada permukaan/penampang.
Gambar 2.12 Proses kavitasi
6. Korosi Batas Butir ( intergranular)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
17
Korosi batas butir merupakan serangan korosi yang terjadi pada batas kristal
(butir) dari suatu logam/paduan karena paduan yang kurang sempurna (ada
kotoran yang masuk/endapan) atau adanya gas hidrogen atau oksigen yang
masuk pada batas kristal/butir. Batas butir ini sering menjadi tempat
pengendapan (precipitation) dan pemisahan (segregation). Pengendapan dan
pemisahan terjadi dikarenakan pada logam terkandung logam antara dan
senyawa pada batas butirnya. Pada dasarnya logam yang mempunyai logam
antara dan senyawa pada batas butirnya akan sangat rentan terhadap korosi
batas butir. Jenis korosi ini sangat berbahaya karena tidak dapat dilihat secara
kasat mata.
7. Korosi retak tegang
Korosi retak tegang adalah keretakan akibat tegangan tarik dan media korosif
secara bersamaan dan terjadi pada material yang spesifik. Karakteristik dari
korosi ini adalah perpatahannya getas dimana retakan terjadi dengan regangan
yang kecil dari material.
8. Korosi selektif
Korosi Selektif adalah suatu bentuk korosi yang terjadi karena pelarutan
komponen tertentu dari paduan logam (alloy). Pelarutan ini terjadi pada salah
satu unsur pemadu atau komponen dari paduan logam yang lebih aktif yang
menyebabkan sebagian besar dari pemadu tersebut hilang dari paduannya.
Amonia (NH3) merupakan bahan kimia yang cukup banyak digunakan dalam
kegiatan industri. Pada suhu dan tekanan normal, bahan ini berada dalam bentuk
gas dan sangat mudah terlepas ke udara. Di dunia industri amonia umumnya
digunakan sebagai refrigeran di dalam alat pendingin. Bukan hanya itu saja,
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
18
dalam aplikasi alat pendingin absorbsi yang digunakan sebagai refrigeran adalah
amonia. Tentu saja dalam prosesnya, pengaruh amonia tersebut akan
menyebabkan korosi.
2.1.4 Kekuatan dan Uji tarik
Secara umum dalam memilih material untuk banyak aplikasi dan komponen,
biasanya kita akan menyesuaikan antara fungsional dengan sifat dari material itu
sendiri. Kekuatan struktur suatu disain sangat dipengaruhi oleh sifat mekanis dari
material itu sendiri, oleh karena itu salah satu cara yang paling umum digunakan
untuk menerka/menafsirkan sifat mekanik suatu material (kekuatan dan keuletan)
adalah dengan pengujian tarik (Tensile test).
Uji tarik merupakan pengujian bahan yang paling mendasar. Pengujian tarik
adalah dasar dari pengujian mekanik yang dipergunakan pada material. Pengujian
ini sangat sederhana, tidak mahal dan sudah mendapatkan standarisasi dunia.
Prinsip pengujian tarik yaitu spesimen dengan dimensi dan geometri tertentu
diberikan gaya tarik sesumbu yang bertambah besar secara kontinyu hingga putus.
Bersamaan dengan itu, juga harus dilakukan pengamatan mengenai pertambahan
panjang yang dialami spesimen tersebut. Dengan memberikan tarikan pada suatu
material, kita akan segera mengetahui bagaimana material tersebut bereaksi
dengan gaya tarik. Profil tarikan yang dihasilkan menunjukan hubungan antara
gaya tarik yang diberikan dengan pertambahan panjang spesimen sampai dengan
titik putus.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
19
Gambar 2.13 Bentuk dan Dimensi Benda Uji Tarik
Keterangan :
L adalah panjang keseluruhan
L1 adalah panjang pencekaman
Lo adalah panjang ukur
W adalah lebar penampang uji
Wo adalah lebar keseluruhan
r adalah radius fillet
t adalah tebal benda uji
Spesimen uji harus memenuhi standar dan spesifikasi dari ASTM E8 atau
D638. Bentuk dari spesimen penting karena kita harus menghindari terjadinya
patah atau retak pada daerah grip atau yang lainnya. Jadi standarisasi dari bentuk
spesimen uji dimaksudkan agar retak dan patahan terjadi di daerah gage length.
Biasanya dalam pengujian tarik, yang menjadi fokus perhatian adalah
kemampuan maksimum spesimen untuk menahan beban yang biasa disebut
dengan “Ultimate Tensile Strength” (UTS) atau tegangan tarik maksimum.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
20
Gambar 2.14 Proses Uji Tarik
Mode perpatahan (fracture) yang terjadi juga tergantung pada tingkat keuletan
(ductility) dari setiap material spesimen itu sendiri dan mempunyai bentuk
patahan yang bebeda juga. Perbedaan bentuk patahan pada setiap material juga
tidaklah sama. Semakin ulet suatu material, bentuk patahan yang terjadi berbentuk
lancip/meruncing. Pada material getas bentuk patahan yang terjadi berbentuk
lurus. Beberapa contoh bentuk patahan dalam uji tarik tersaji dalam gambar 2.15.
Ulet Getas
Gambar 2.15 Mode Perpatahan
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
21
Pada saat proses pemberian beban akan terjadi pertambahan panjang pada
spesimen. Hal tersebut juga berarti adanya hubungan antara besarnya tegangan
dan regangan yang terjadi. Hubungan tegangan dan regangan pada proses uji tarik
tersaji dalam gambar 2.16.
Gambar 2.16 Grafik fase deformasi
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
22
Dari kedua grafik di atas terlihat adanya hubungan antara tegangan dan regangan,
yang meliputi batas proporsionalitas, batas elastis, titik luluh, kekutan tarik
maksimum, dan kekuatan putus seperti berikut.
Batas proporsionalitas.
Merupakan daerah batas dimana tegangan dan regangan mempunyai hubungan
proporsionalitas satu dengan yang lain. Setiap penambahan tegangan akan
diikuti dengan penambahan regangan secara proporsional dalam hubungan
linier. Pada gambar grafik yang pertama menunjukkan bahwa titik P adalah
batas proporsional hubungan tegangan dan regangan.
Batas elastis.
Daerah elastis adalah daerah dimana bahan akan kembali pada keadaan semula
bila tegangan luarnya dihilangkan. Daerah proporsional merupakan bagian dari
batas elastis ini. Selanjutnya bila benda uji terus diberikan tegangan, maka
batas elastis tersebut akan terlampaui dan akhirnya menyebabkan benda uji
tidak akan kembali pada kondisi awal, dengan kata lain mengalami deformasi
permanen (plastis). Kebanyakan material/bahan tehnik mempunyai batas
elastis yang hampir berimpitan dengan batas proporsionalnya. Tentunya
struktur paduan dalam setiap bahan/material tehnik mempengaruhi batas elastis
dan juga sifat mekanis yang lain.
Titik luluh dan kekuatan luluh.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
23
Titik luluh adalah titik batas dimana suatu material akan terus mengalami
deformasi tanpa adanya penambahan beban. Tegangan yang menyebabkan
mekanisme luluh ini disebut tegangan luluh (yield stress). Pada grafik diatas
titik luluh ditunjukkan oleh titik Y.
Pada baja berkekuatan tinggi, umumnya tidak memperlihatkan batas luluh
secara jelas (gambar 2.17) Untuk menentukan titik luluh material seperti ini,
maka digunakan suatu metode yang dikenal sebagai Metode Offset seperti
tersaji pada gambar berikut ini.
Gambar 2.17 Metode Offset pada material getas
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
24
Dengan metode ini kekuatan luluh ditentukan sebagai tegangan dimana bahan
memperlihatkan batas penyimpangan/deviasi tertentu dari proporsionalitas
tegangan dan regangan. Pada gambar di atas, garis XW ditarik paralel terhadap
garis linier OP, sehingga perpotongan pada kurva tegangan-regangan di titik Y
sebagai kekuatan luluh. Pada umumnya garis offset OX diambil berkisar 0.1 –
0.2% dari regangan total yang dimulai dari titik O.
Kekuatan tarik maksimum.
Kekuatan tarik maksimum (Ultimate Tensile Strength) merupakan tegangan
maksimum yang dapat ditanggung material sebelum terjadinya perpatahan
(fracture). Nilai kekuatan tarik maksimum ditentukan oleh beban maksimum
dan luas penampang awal bahan uji. Pada gambar kekuatan tarik maksimum
(UTS) ditunjukan pada titik M, dan terus berdeformasi hingga mencapai titik B
dan akhirnya putus.
Kekuatan putus.
Kekuatan putus merupakan hasil bagi antara beban pada saat benda uji putus
dengan luas penampang awal. Untuk bahan yang bersifat ulet, pada saat beban
maksimum M terlampaui dan bahan terdeformasi hingga titik putus B, maka
terjadi mekanisme penciutan (necking) sebagai akibat adanya deformasi yang
terpusat. Pada bahan yang ulet, nilai kekuatan putus adalah lebih kecil daripada
kekuatan tarik maksimumnya. Sementara itu pada bahan yang getas, nilai
kekuatan putusnya adalah sama dengan kekuatan tarik maksimumnya.
Salah satu sistem pendingin yang tidak memerlukan energi listrik adalah
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
25
mpy87,6W
DAT
sistem pendingin absorbsi. Sistem pendingin absorbsi hanya memerlukan energi
panas untuk dapat bekerja. Energi panas yang diperlukan dapat berasal dari
pembakaraan kayu, arang, bahan bakar minyak dan gas bumi. Energi panas juga
dapat berasal dari buangan proses industri, biomassa, biogas atau dari energi alam
seperti panas bumi dan energi surya. Refrigeran yang digunakan pada sistim
pendingin absorbsi umumnya bukan merupakan refrigeran sintetik (misalnya
amonia atau methanol) sehingga resiko kerusakan alam seperti yang dapat
disebabkan sistem pendingin kompresi uap karena menggunakan refrijeran
sintetik tidak terjadi.
Indonesia memiliki potensi energi panas dari biomassa, biogas, panas bumi
dan energi surya yang cukup memadai untuk penggerak sistem pendingin
absorbsi. Hal yang harus diperhatikan adalah disain pendingin energi panas untuk
negara-negara berkembang haruslah sederhana dan mudah perawatannya dengan
kata lain harus dapat dibuat dan diperbaiki sendiri oleh masyarakat dan industri
lokal yang ada di daerah.
2.2 Rumus Perhitungan
2.2.1 Laju Korosi
Suatu persamaan yang menyatakan laju korosi telah diperkenalkan oleh
seorang peneliti bernama Fontana sejak tahun 1945 adalah sebagai berikut:
(2.1)
dengan:
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
26
uts Fmaks
Ao
L
lo100%
li lo
lo100%
mpy adalah milimeter per tahun
W adalah pengurangan berat (mg)
D adalah densitas material (g/cm3)
A adalah luas selimut awal (cm2)
T adalah waktu kontak dengan lingkungan (jam)
Metode perhitungan diatas merupakan metode kehilangan berat.
2.2.2 Tegangan
Tegangan adalah hasil bagi antar beban dengan luas penampang seperti dalam
rumus berikut:
(2.2)
dengan:
adalah tegangan
F adalah beban/gaya (Kg)
A adalah luas penampang (mm2)
2.2.3 Regangan
Regangan adalah hasil bagi antara perubahan panjang yang terjadi dengan
panjang benda uji awal.
(2.3)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
27
dengan:
adalah regangan (%)
L adalah perubahan panjang (mm)
lo adalah panjang awal (mm)
li adalah panjang setelah ditarik (mm)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
28
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1. Tempat dan Waktu Penelitian
Tempat penelitian dilakukan di Laboratorium Mekanika Fluida dan
Laboratorium Ilmu Logam Fakultas Sains dan Teknologi, dan juga di
Laboratorium Kimia Pusat Fakultas Farmasi Universitas Sanata Dharma.
Pengambilan data dilakukan selama tiga periode dalam waktu 3 bulan.
3.2. Perancangan Benda Uji dan Alat pendingin Absorsi
Diagram penelitian
Gambar 3.1 Diagram penelitian
Pembuatan specimen dan alat pendingin absorbsi
Unjuk kerja alat pendingin absorbsi
pada tekanan 10 bar dengan
refrijeran amoniak.
Uji coba alat pendingin absorbsi dan
melakukan perbaikan alat jika diperlukan
Persiapan spesimen sesuai
Standar ASTM A 370
Pengkondisian
benda uji dalam 3
periode
Pengolahan data dan pengujian spesimen uji dalam tiap periode
Hasil Uji Kekuatan Las Stainless
Stell dalam Lingkungan Amoniak
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
29
3.2.1 Benda uji (spesimen)
Benda uji adalah berupa plat yang mempunyai ketebalan 1 mm dengan asumsi
bahwa pada ketebalan tersebut merupakan tebal minimum dari pipa sebagai bahan
alat pendingin absorbsi yang umum dan relatif banyak di pasaran. Benda uji yang
telah dipersiapkan melalui 3 proses, yaitu:
Cutting dies
Las (TIG/GTAW)
Milling
Stamping/marking
Gambar 3.2 Spesimen uji
Setelah benda uji dipersiapkan seperti gambar 3.1, untuk dicelupkan ke dalam alat
pendingin absorbsi perlu dipersiapkan kembali agar dapat dimasukkan ke dalam
alat pendingin tersebut. Untuk satu periodenya, benda uji yang dimasukkan
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
30
berjumlah 4 dalam tiap alat pendingin tersebut, seperti terlihat dalam gambar 3.3
berikut:
Gambar 3.3 Rangkaian spesimen
3.2.2. Alat Pendingin Absorbsi
Secara umum penelitian ini bertujuan untuk megetahui kelayakan dari material
stainless steel sebagai komponen utama dari alat pendingin absorbsi. Unjuk kerja
pendingin ini diharapkan mampu menahan tekanan kerja yang fluktuatif sampai
dengan 250 psi.
Perlu kita ketahui bahwa alat pendingin absorbsi yang dibuat mempunyai 3
komponen utama yaitu:
Generator
Kondensor berpendingin air
Evaporator
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
31
Berikut adalah skema dari alat pendingin absorbsi:
Gambar 3.4 Skema alat pendingin absorbsi
Keterangan:
1. Evaporator
2. Kran
3. Pipa penghubung antara generator dan evaporator
4. Manometer
5. Corong untuk memasukan amonia ke dalam generator. Bagian ini dapat
diganti dengan niple pada saat akan divakum.
6. Kran untuk memasukan amonia
7. Kran penghubung
1
2
4
7
3
5
6
8
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
32
8. Generator
3.3 Peralatan Penelitian
Adapun peralatan pendukung yang digunakan dalam penelitian ini adalah :
1. Kompor listrik
Pada penelitian ini, kompor listrik digunakan sebagai pemanas pada generator
guna menguapkan amonia hingga mencapai tekanan yang diinginkan.
Gambar 3.5 Kompor listrik
2. Thermologger
Dalam penelitian ini, thermologger berfungsi sebagai pengukur suhu dan
thermocouple adalah sebagai konektor ke media yang akan diukur perubahan
suhunya. Adapun pengukuran suhu pada penelitian ini ada beberapa titik,
yaitu:
1. evaporator,
2. generator,
3. air yang didinginkan.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
33
Gambar 3.6 Thermologger
3. Pompa vakum
Pompa vakum berfungsi untuk membuat vakum generator sebelum diisi
dengan amonia.
Gambar 3.7 Pompa vakum
4. Niple
Niple digunakan sebagai konektor antar pompa dan bagian generator pada
saaat akan divakum
5. Bejana/gentong
Berfungsi untuk menyimpan bagian evaporator setelah diisi amonia yang akan
didiamkan selama waktu 3 bulan.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
34
Gambar 3.8 Bejana/gentong
6. Timbangan analitik
Alat ini berfungsi untuk menimbang berat dari benda uji yang dilakukan
sebelum dan sesudah dikondiskan dalam media amonia. Timbangan ini
mempunyai ketelitian sampai dengan 4 digit dibelakang koma.
Gambar 3.9 Timbangan analitik
7. Larutan etsa
Larutan etsa berguna untuk membuka pori-pori dari beda uji sebelum
dilakukan pemotretan mikro. Jenis dari larutan etsa itu sendiri berbeda-beda
untuk tiap material. Untuk jenis larutan etsa yang digunakan pada tipe
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
35
austenitik stainless steel secara umum adalah larutan asam klorida pekat dan
tembaga sulfat dengan jumlah terlarut adalah sebagai berikut:
HCl sebanyak 50 ml
CuSO4 sebanyak 2,5 gr
H2O sebanyak 25 ml
Gambar 3.10 Larutan etsa
8. Resin
Resin digunakan untuk menyusun benda uji supaya mudah dalam pemolesan
sebelum dilakukan foto mikro. Resin yang digunakan adalah resin polimer
yang banyak tersedia dipasaran.
Gambar 3.11 Resin
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
36
9. Mikroskop
Mikroskop digunakan untuk melihat penampang dari benda uji yang telah
dicelupkan kedalam larutan etsa dan sesudah itu baru akan difoto. Perbesaraan
yang digunakan adalah 50x perbesaran.
Gambar 3.12 Mikroskop
10. Mesin uji tarik
Mesin uji tarik digunakan untuk menguji benda yang telah dikondisikan
tersebut. Mesin yang digunakan adalah milik laboratorium Teknik Mesin
Universitas Sanata Dharma yang mempunyai kapasitas 1 ton.
Gambar 3.13 Mesin uji tarik
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
37
3.4. Variabel yang diukur
Variabel yang diukur dalam penilitian ini adalah sebagai berikut :
1. Berat (W) dari masing-masing benda kerja sebelum dan sesudah dikondisikan
dalam alat pendingin absorbsi dalam setiap periode.
2. Kekuatan tarik (UTS) dari setiap benda uji sebelum dan sesudah dikondisikan
dalam alat pendingin absorbsi dalam setiap periode.
3. Tekanan (P) pada saat proses absorbsi.
4. Temperatur (T) evaporator
3.5. Langkah penelitian
Metode pengumpulan data adalah cara-cara memperoleh data melalui
percobaan alat. Metode yang dipakai untuk mengumpulkan data yaitu
menggunakan metode langsung. Penulis mengumpulkan data dengan menguji
langsung alat yang telah dibuat.
1. Alat pendingin dipasang pada kerangka yang telah dipersiapkan.
2. Kompor listrik dipasang pada bagian generator.
3. Nipel dipasang pada ujung generator, kemudian disusul dengan pemasangan
selang konektor ke pompa vakum.
4. Generator divakum hingga mencapai tekanan -1 bar.
5. Amonia dimasukan ke dalam generator secara perlahan menggunakan
corong.
6. Termokopel dipasang pada bagian generator, air yang didinginkan, dan juga
pada pipa penghubung antara evaporator dan generator.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
38
7. Kompor dihidupkan dan mulai memanaskan generator hingga tekanan
mencapai 7 bar dan temperaturnya berkisar 770 C.
8. Kompor dimatikan dan perhatikan manometer hingga tekanan turun menjadi
5 bar setelah pemanasan.
9. Bagian evaporator dilepas dengan mengendurkan water mur.
10. Bagian evaporator yang dilepas, disimpan pada bejana/gentong yang berisi
air sebagai tempat penyimpanan dan juga sebagai pengaman jika suatu saat
terjadi kenaikan suhu yang akan mempengaruhi naiknya tekanan dan
meminimalisir bahaya kebocoran pada unit evaporator.
11. Proses 1 – 10 di ulangi pada langkah berikutnya.
3.6. Pengolahan dan Analisa data
Setelah proses pengambilan data maka dilakukan pengolahan data sebagai
berikut :
1. Menghitung laju korosi setiap benda uji sesuai dengan persamaan (2.1)
2. Menghitung besarnya tegangan tarik maksimum setiap benda uji sesuai dengan
persamaan (2.2)
3. Menghitung regangan yang terjadi sesuai dengan persamaan (2.3)
4. Menentukan titik luluh (yield point) dari setiap benda uji berdasarkan masing-
masing grafik uji tariknya.
Analisa akan lebih mudah dilakukan dengan membuat grafik-grafik yang
diantaranya adalah grafik hubungan tegangan dan regangan.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
39
BAB IV
DATA DAN PEMBAHASAN
4.1. DATA
4.1.1 Berat benda uji
Langkah awal penelitian ini dilakukan dengan menganalisa dari perubahan
berat setiap benda uji yang telah dikondiskan dalam setiap periode.
Dari penelitian yang telah dilakukan, diperoleh data berat benda uji secara
periode dan dibandingkan secara keseluruhan. Pengambilan data secara objektif
dilakukan menggunakan timbangan analitik dengan ketelitian 4 digit atau 0,0001
gram.
Dalam penelitian, penulis memberikan identitas pada benda uji tersebut untuk
menghindari resiko tertukar dan juga untuk membedakan dalam setiap periode
pengkondisian seperti berikut :
Contoh :
311
Angka 3 = menandakan kode awal dari tipe material yaitu 304
Angka 1 = menandakan bulan pertama pengkondisian
Angka 1 = menandakan benda urutan pertama dalam periode
Berat benda uji sebelum dan sesudah dikondisikan dalam amonia disajikan pada
tabel 4.1, 4.2, dan 4.3
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
40
Tabel 4.1 Berat benda uji pada bulan pertama.
NO WO (gr) WI (gr) W (gr) Wrata-rata (gr)
311 27,6656 27,6640 0,0016
0,0011
312 27,6115 27,6105 0,0010
313 27,6435 27,6425 0,0010
314 27,6426 27,6415 0,0011
Tabel 4.2 Berat benda uji pada bulan kedua.
NO WO(gr) WI(gr) W(gr) Wrata-rata (gr)
321 27,5859 27,5848 0,0011
0,0012
322 27,7226 27,7216 0,0010
323 27,5675 27,5663 0,0012
324 27,6595 27,6580 0,0015
Tabel 4.3 Berat benda uji pada bulan ketiga
NO WO(gr) WI(gr) W(gr) Wrata-rata (gr)
331 27,6003 27,5992 0,0011
0,0009
332 27,6984 27,6976 0,0008
333 27,7097 27,7088 0,0009
334 27,6782 27,6771 0,0011
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
41
4.1.2 Luas penampang benda kerja
Dalam perhitungan luas benda uji diperlukan geometri dari pengukuran yang
dilakukan secara langsung dengan acuan seperti pada gambar berikut :
Gambar 4.1 Sisi ukur benda kerja
Luas penampang terukur pada setiap benda uji tentunya menunjukan
perbedaan geometri walaupun sudah dikerjakan dengan proses permesinan yang
presisi. Dari keadaan tersebut tentunya berpengaruh terhadap data dan
perhitungan yang didapatkan
Berdasarkan gambar 4.1 didapatkan data hasil pengukuran pada setiap benda
kerja, serta didapatkan hasil perhitungan dimensi setiap sisi nya yaitu seperti pada
tabel 4.4 sampai dengan tabel 4.6.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
42
Tabel 4.4 Hasil pengukuran dan perhitungan sisi benda kerja bulan
pertama
No 311 312 313
t (mm) 1 1 1
L (mm) 201,48 201,64 201,66
C (mm) 20,04 20,04 20,04
W (mm) 12,54 12,58 12,44
B1 (mm) 64,50 64,54 64,3
B2 (mm) 64,7 64,6 64,5
B3 (mm) 64,4 64,5 64,34
B4 (mm) 64,6 64,54 64,52
R ( mm) 10 10 10
d1 (mm) 3,76 3,74 3,78
d2 (mm) 3,74 3,72 3,82
a1 (mm) 6,24 6,26 6,22
a2 (mm) 6,26 6,28 6,18
x1 (mm) 7,81 7,80 7,83
x2 (mm) 7,80 7,78 7,86
y1 (mm) 51,39 52,96 51,53
y2 (mm) 52,96 51,09 51,83
pjng,rad 1 (mm) 8,96 9,24 8,99
pjng,rad 2 (mm) 9,24 8,91 9,04
A1 (mm) 56,65 56,90 57,20
A2 (mm) 56,88 57,04 57,08
luas1 (mm2) 8,93849463 7,380955117 9,004276807
luas 2 (mm2) 7,380955117 8,823601678 9,117628716
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
43
Tabel 4.5 Hasil pengukuran dan perhitungan sisi benda kerja bulan
kedua
No 321 322 323
T (mm) 1 1 1
L (mm) 200,2 200,9 200,34
C (mm) 20,04 20,04 20,04
W (mm) 12,3 12,54 12,42
B1 (mm) 64,1 64,02 64,38
B2 (mm) 64,1 64,7 64,1
B3 (mm) 64,12 64 64,26
B4 (mm) 64,1 64,8 64,14
R (mm) 10 10 10
d1 (mm) 3,86 3,72 3,8
d2 (mm) 3,88 3,78 3,82
a1 (mm) 6,14 6,28 6,2
a2 (mm) 6,12 6,22 6,18
x1 (mm) 7,89 7,78 7,85
x2 (mm) 7,91 7,83 7,86
y1 (mm) 52,12 51,09 51,68
y2 (mm) 52,26 51,53 51,83
pjng,rad 1 (mm) 9,09 8,91 9,02
pjng,rad 2 (mm) 9,12 8,99 9,04
A1 (mm) 56,21 56,62 56,17
A2 (mm) 56,16 56,44 56,22
luas1 (mm2) 9,238685262 8,823601678 9,061080434
luas 2 (mm2) 9,303195362 9,004276807 9,117628716
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
44
Tabel 4.6 Hasil pengukuran dan perhitungan sisi benda kerja bulan
ketiga
No 331 332 333
T (mm) 1 1 1
L (mm) 200,02 200,84 200,62
C (mm) 20,04 20,04 20,04
W (mm) 12,3 12,5 12,52
B1 (mm) 64,3 63,92 64,5
B2 (mm) 64,5 64,24 65,02
B3 (mm) 64,36 63,9 64,52
B4 (mm) 64,52 64,2 65
R (mm) 10 10 10
d1 (mm) 3,84 3,76 3,74
d2 (mm) 3,9 3,78 3,78
a1 (mm) 6,16 6,24 6,26
a2 (mm) 6,1 6,22 6,22
x1 (mm) 7,88 7,81 7,80
x2 (mm) 7,92 7,83 7,83
y1 (mm) 51,97 51,39 52,96
y2 (mm) 52,41 51,53 51,53
pjng,rad 1 (mm) 9,07 8,96 9,24
pjng,rad 2 (mm) 9,14 8,99 8,99
A1 (mm) 55,47 57,05 55,50
A2 (mm) 55,29 57,08 55,44
luas1 (mm2) 9,18264483 8,93849463 7,380955117
luas 2 (mm2) 9,358731566 9,004276807 9,004276807
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
45
Berdasarkan data dari ketiga tabel diatas dapat dihitung luas dari penampang
benda uji berdasarkan gambar berikut :
Gambar 4.2 Area penampang benda uji
Tabel 4.7 Luas area penampang benda uji bulan pertama
311 312 313
area (mm2) 5053,1184 5073,2624 5017,3008
area2 (mm2) 485,04 482,7592 486,108
area3 (mm2) 486,544 483,208 487,62
area4 (mm2) 481,712 479,88 491,5576
area5 (mm2) 483,208 480,1776 492,9328
area6 (mm2) 35,75397852 29,52382047 36,01710723
area7 (mm2) 29,52382047 35,29440671 36,47051486
area8 (mm2) 448,2216076 448,501161 448,0772488
Total (mm2) 7503,121807 7512,606588 7496,084071
Tabel 4.8 Luas area penampang benda uji bulan kedua
321 322 323
area 1 (mm2) 4924,92 5038,572 4976,4456
area2 (mm2) 494,852 476,3088 489,288
area3(mm2) 494,852 481,368 487,16
area4 (mm2) 497,5712 483,84 490,9464
area5 (mm2) 497,416 489,888 490,0296
area6 (mm2) 36,95474105 35,29440671 36,24432174
area7 (mm2) 37,21278145 36,01710723 36,47051486
area8 (mm2) 445,2937465 446,4583662 445,4578908
Total (mm2) 7429,072469 7487,74668 7452,042327
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
46
Tabel 4.9 Luas area penampang benda uji bulan ketiga
331 332 333
area1 (mm2) 4920,492 5021 5023,5248
area2 (mm2) 493,824 480,6784 482,46
area3 (mm2) 495,36 483,0848 486,3496
area4 (mm2) 502,008 483,084 487,7712
area5 (mm2) 503,256 485,352 491,4
area6 (mm2) 36,73057932 35,75397852 29,52382047
area7 (mm2) 37,43492627 36,01710723 36,01710723
area8 (mm2) 444,9340709 446,3788128 446,518594
Total (mm2) 7434,039576 7471,349099 7483,565122
4.1.3 Data Pengujian Tarik
Hasil pengujian tarik yang telah dilakukan, tersaji pada tabel 4.10.
Tabel 4.10 Nilai beban dan pertambahan panjang
Nomor F maks (kg) L (mm)
301 405,6 0,7
302 491,8 2,9
303 462,3 2,3
311 523,57 2,9
312 487,1 2,05
313 492,7 2,25
321 524,2 2,55
322 415,6 0,4
323 536,25 2,7
331 460,6 1,8
332 390,33 2,5
333 502,3 2,6
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
47
4.2 Pembahasan
Dari data-data yang telah dikumpulkan maka akan dibahas hasil dari
perhitungan dan pengolahan data-data tersebut.
Keterangan :
Periode 0 = periode benda uji sebelum dikondisikan dalam amonia
Periode 1 = periode benda uji bulan pertama setelah dikondisikan
Periode 2 = periode benda uji bulan kedua setelah dikondisikan
Periode 3 = periode benda uji bulan ketiga setelah dikondisikan
4.2.1 Perhitungan Tegangan Tarik
Tegangan tarik maksimum berdasarkan hasil pengujian langsung pada setiap
benda kerja adalah seperti berikut :
Ao
Fmaksuts
Sebagai contoh adalah spesimen 311;
Maka ;
2
2
2
/5870,409
/6855,41
54,12
57,523
mmN
mmkg
mm
kg
uts
uts
uts
Dari contoh perhitungan tersebut, didapatlkan nilai tegangan rata-rata seperti
tersaji pada tabel 4.11
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
48
Tabel 4.11 Tegangan rata-rata uji tarik
PERIODE NOMOR F maks
(kg/mm2)
A0
(mm2)
UTS
(N/mm2)
rata rata
(N/mm2)
Periode 0
301 405,6 12,48 318,825
355,8512 302 491,8 12,54 384,7482
303 462,3 12,46 363,9804
Periode 1
311 523,57 12,54 409,5870
392,655 312 487,1 12,58 379,8432
313 492,7 12,44 388,5348
Periode 2
321 524,2 12,3 418,0727
388,9174 322 415,6 12,54 325,1230
323 536,25 12,42 423,5565
Periode 3
331 460,6 12,3 367,3550
355,7498 332 390,33 12,5 306,3271
333 502,3 12,52 393,5674
Gambar 4.3 Grafik tegangan tarik rata-rata
355.8512392.655 388.9174
355.7498
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
Periode 0 Periode 1 Periode 2 Periode 3
Tega
nga
n (
N/m
m2
Periode (bulan)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
49
Grafik 4.3 menunjukan besaran nilai rata-rata gaya tarik maksimum pada tiap
periode yaitu periode 0 nilainya 355,8512, periode 1 nilainya 392,655, periode 2
nilainya 388,9174, dan pada periode 3 nilainya 355,7498.
4.2.2 Perhitungan regangan
Dari hasil pengamatan, diketahui bahwa suatu material yang mengalami
tegangan pada saat yang sama juga mengalami perubahan panjang/volume.
Perubahan panjang/volume ini sering dinyatakan dalam regangan yang
didefinisikan sbb:
Berdasarkan pada data seperti tersaji pada tabel 4.4, tabel 4.5, tabel 4.6, dan
tabel 4.10 maka didapatkan hasil perhitungan persentase regangan seperti berikut :
Sebagai contoh adalah data dari spesimen 311
dengan ;
l = 2,9
l0 = 201,48
maka :
%43,1
%10048,201
9,2
%1000
l
l
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
50
Tabel 4.12 Perhitungan regangan benda uji
PERIODE NO L
(mm)
L0
(mm)
(%)
rata-rata
(%)
Periode 0
301 0,7 201,34 0,34
0,973 302 2,9 200,96 1,44
303 2,3 200,72 1,14
Periode 1
311 2,9 201,48 1,43
1,186 312 2,05 201,64 1,02
313 2,25 201,66 1,11
Periode 2
321 2,55 200,2 1,27
0,97 322 0,4 200,9 0,29
323 2,7 200,34 1,35
Periode 3
331 1,8 200,02 0,9
1,143 332 2,5 200,84 1,24
333 2,6 200,62 1,29
Gambar 4.4 Grafik perbandingan regangan
0.97
1.19
0.97
1.14
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
Periode 0 Periode 1 Periode 2 Periode 3
Re
gan
gan
(%
)
Periode (bulan)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
51
mpy87,6W
DAT
Besarnya nilai regangan seperti pada tabel 4.11 dan gambar 4.6 dipengaruhi oleh
pertambahan panjang yang didapatkan dari hasil uji tarik. Sebagai contohnya
adalah benda uji 311 dengan nilai pertambahan panjang sebesar 2,9 mm, Hal
tersebut sangatlah sebanding dengan besarnya kekuatan tarik yang didapatkan
yaitu sebesar 523,57 kg/mm2
. Dari data-data tersebut semakin memperkuat
analisa dari penulis bahwa pada penelitian ini kekuatan las yang didapatkan tidak
terpengaruh pada proses korosi, tetapi pada proses pengelasan benda uji terutama
penetrasi pengelasannya seperti pada contoh gambar 4.7.
4.2.3 Perhitungan Laju Korosi
Jika suatu logam M memiliki berat jenis D (gr/cm3), luas selimut A(mm
2),
dan telah direndam selam t(jam), dan mengalami kehilangan berat w(gr) sesuai
denga rumus :
Maka, sesuai rumus tersebut dan berdasarkan pengolahan data pada tabel 4.1, 4.2,
dan 4.3, didapatkan contoh secara umum perhitungan laju korosi sebagai berikut :
Contoh : spesimen 311
07-6872e3,23097836
20049039351,4338
14016,0
72003121807,7503,8
0016.06,87
mmpy
mmpy
mmpy
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
52
Tabel 4.13 Perhitungan laju korosi benda uji
PERIODE NO
W
(gr)
D
(gr/cm3)
A
(cm2)
T
(jam)
mmpy
Rata-rata
(mmpy)
Periode 1
311 0,0016
8,03
75,03
720
3,23 x 10-7
2,42 x 10-7
312 0,0010 75,13 2,01 x 10
-7
313 0,0010 74,96 2,02 x 10-7
Periode 2
321 0,0011 74,29
1440
1,12 x 10-7
1,12 x 10-7
322 0,0010 74,8774668 1,01 x 10
-7
323 0,0012 74,52042327 1,21 x 10-7
Periode 3
331 0,0011 74,34039576
2160
7,47 x 10-8
6,31 x 10-8
332 0,0008 74,71349099 5,40 x 10
-8
333 0,0009 74,83565122 6,07 x 10-8
Gambar 4.5 Grafik laju korosi
0.000000000
0.000000050
0.000000100
0.000000150
0.000000200
0.000000250
Periode 1 Periode 2 Periode 3
Laju
Ko
rosi
(m
mp
y)
Periode (bulan)
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
53
Pada gambar 4.4 tersaji lajus korosi tiap benda uji pada masing-masing periode.
Pada benda uji 311 sampai dengan benda uji 333 terlihat bahwa bentuk grafik
yang menurun. Menurut analisa dari penulis hal tersebut disebabkan terciptanya
lapisan kromium oksida atau lapisan pasif pada layer teratas pada setiap benda uji
setiap periode yang mengakibatkan benda tersebut semakin terhalang oleh
oksidasi yang menyebabkan korosi. Dengan kata lain, semakin lama periode
pengkondisian nilai laju korosi akan cenderung semakin menurun hingga
mencapai kondisi stabil.
Gambar 4.6 Foto mikro benda uji bulan 1
Gambar 4.7 Foto mikro benda uji bulan 2
1
2
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
54
Gambar 4.8 Foto mikro benda uji bulan 3
Di dalam gambar 4.7 menunjukan HAZ (heat affected zone) yang juga
dapat disimak, bahwa penetrasi proses pengelasan yang tidak sama pada
setiap benda uji terlihat pada bidang yang ditandai garis lingkaran merah.
Pada foto kedua memperlihatkan penetrasi yang tidak menyeluruh ditandai
dengan adanya sedikit cekungan bergaris.
3
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
55
BAB V
PENUTUP
5.1 KESIMPULAN
Dari semua hasil pengambilan data, perhitungan, dan analisa dapat
disimpulkan sebagai berikut :
1. Perubahan nilai laju korosi rata-rata dari 2,42 x 10-7
pada periode bulan
pertama, menjadi 6,31 x 10-8
pada periode bulan ketiga dan akan menuju
nilai stabil dikarenakan terciptanya lapisan pasif pada material stainless
steel yang menghambat laju korosi pada total seluruh periode pengujian.
2. Penurunan kekuatan tarik yang terjadi tidak begitu signifikan sebesar
0,02% dari 355,8 N/mm2 menjadi 355,7 N/mm
2. Dengan kata lain
Stainless Steel 304 mampu untuk dijadikan bahan/material dalam
pembuatan alat dengan kondisi lingkungan amonia.
3. Penurunan berat benda uji (W) tidak signifikan pada periode pencelupan
dalam lingkungan amonia yang lebih lama dengan pengurangan berat rata-
rata sebesar 0,0011 gram untuk satu bulan pencelupan, 0,0012 gram untuk
dua bulan pencelupan, dan 0,0009 gram untuk tiga bulan pencelupan.
5.2 SARAN
Dari penelitan yang telah dilakukan, penulis dapat memberikan
beberapa saran yang mungkin berguna bagi peneliti selanjutnya :
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
56
1. Dalam persiapan benda uji sebaiknya benar benar dibersihkan secara teliti
dikarenakan benda uji akan ditimbang dengan alat yang cukup presisi
supaya data yang dihasilkan juga akurat.
2. Pada persiapan alat pendingin absorbsi harus dilakukan secara teliti
mengingat tekanan kerja yang tinggi sangat beresiko terjadi kebocoran
pada sambungan yang ada.
3. Pada proses pemanasan amonia di dalam alat pendingin absorbsi
sebaiknya dilakukan secara perlahan menghindari naiknya tekanan amonia
yang berakibat kebocoran.
4. Keseluruhan alat ukur pada kondisi baik, seperti kabel termokopel dan
display termometer dalam keadaan baik
5. Pengukuran di genarator dilakukan pada saat pemanasan untuk memonitor
kenaikan temperatur yang terjadi selama proses berlangsung.
6. Pada proses uji tarik sebaiknya benda uji dipersiapkan terlabih dahulu
mengingat SS304 cukup licin untuk mampu dicekam pada mesin uji tarik.
7. Bagi penliti lain yang akan meneliti kekuatan las SS304 dalam lingkungan
amonia sebaiknya menggunakan cara yang lebih efektif dan efisien
terlebih dalam metode penyimpanan benda uji yang telah dikondisikan
dalam uap amonia mengingat material stainless steel yang digunakan
cukup mahal supaya lebih ekonomis.
8. Secara keseluruhan supaya mencatat data real supaya hasil penelitian dan
pengambilan data reliabel.
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
57
DAFTAR PUSTAKA
Dieter , George E., 1988, Mechanical Metallurgy, Mcgraw Hill Higher Education,
England
Frick, H., 1994, Mekanika Teknik 1, Kanisius,Yogyakarta
Meriam,JL., 1988, Mekanika Teknik 2, Erlangga, Bandung
Ramos A., Miguel, 2003, Evaluation Of A Zeolite-Water Solar Adsorption
Refrigerator. ISES Solar World Congress (June, 14-19, 2003), Goteborg,
Sweden
Sambada, FA.Rusdi dan I Gusti Ketut Puja, 2009, Penelitian Hibah Bersaing-
Alat Pendingin Absorbsi Energi Panas Untuk Penyimpan Obat dan Bahan
Makanan Di Daerah Terpencil
Subagyo, 1989, Teknik Pengelasan, Atmi Press, Surakarta
Zemansky & Sears, 1985, Fisika , Binacipta, Jakarta
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI
58
LAMPIRAN
Gambar L1. Proses Pemanasan Amonia
Gambar L2. Larutan Etsa 1 Gambar L3. Larutan Etsa 2
PLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJIPLAGIAT MERUPAKAN TINDAKAN TIDAK TERPUJI