BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Industri manufaktur di Indonesia kini semakin maju dan berkembang

seiring dengan pesatnya perkembangan dunia teknologi. PT. Bangun Sarana

Baja adalah salah satu perusahan kontraktor di Indonesia yang memproduksi

berbagai macam kebutuhan pada industri. Perusahaan ini mengutamakan

keunggulan kualitas dan kelayakan hasil produksi dalam desain fabrikasi dan

konstruksi.

Suatu perusahaan yang bergerak di bidang industri manufaktur tentunya

mempunyai beberapa proses dalam memproduksi suatu produk, salah satunya

adalah proses finishing. Di dalam proses finishing terdapat proses cleaning

material, dimana material dibersihkan dari kotoran-kotoran maupun karat yang

menempel pada permukaan material. Salah satu metode yang digunakan pada

proses cleaning adalah sand blasting

Sandblasting adalah suatu proses pengerjaan logam dimana permukaan

logam dibuat menjadi kasar. Proses sandblasting banyak digunakan pada

industri – industri manufaktur karena prosesnya yang mudah dan sesuai dengan

pengerjaan benda kerja dengan ukuran yang besar seperti plat baja, profil, dan

permukaan plat kapal. Proses sandblasting bertujuan untuk membuat kasar

permukaan benda kerja, sehingga apabila dilakuan pelapisan atau pengecatan

dapat bertahan lama dan dapat menghambat korosi.

Penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh Ardilla Rosida (2015) dari

penelitian yang berjudul analisis kekasaran pada proses sand blasting dengan

variasi jarak, sudut , dan tekanan pada plat A 36 menggunakan metode Box

Behnken menyatakan bahwa parameter jarak, tekanan dan sudut memiliki

pengaruh yang signifikan terhadap kekasaran permukaan sand blasting.

Penelitian yang lain juga dilakukan oleh Danny Pratama (2012) analisis

kekasaran pelat A 283 GR.C akibat variasi jarak penembakan, lama

penembakan, dan debit pasir pada proses sand blasting. Menghasilkan

kesimpulan bahwa semakin besar nilai debit pasir dan lama penembakan maka

semakin besar nilai kekesarannya dan semakin besar nilai jarak penembakan

maka semakin kecil nilai kekasarannya. Hal – hal yang menentukan hasil

kekasaran permukaan pada proses sand blasting antara lain adalah faktor

manusia, tekanan udara, lama penembakan penembakan, sudut penembakan,

material blasting, debit pasir, dan jarak penembakan.

Parameter yang diamati dalam penelitian ini nantinya akan dianalisis

menggunakan metode Taguchi. Dimana kegunaan dari metode Taguchi ini

sebagai alat statistik untuk menganalisis data percobaan yang telah dilakukan

agar dapat menghasilkan parameter yang tepat untuk menentukan parameter

yang sesuai dengan data yang diinginkan. Sehingga penelitian ini akan

membahas tentang analisis parameter jarak, lama penembakan dan tekanan

terhadap kekasaran permukaan pada proses sand blasting dengan metode

Taguchi agar memenuhi spesifikasi yang diinginkan.

1.2. Rumusan Masalah

Rumusan masalah dalam penulisan Laporan Tugas Akhir ini adalah :

1. Bagaimana pengaruh variasi jarak, tekanan, dan lama penembakan,

sehingga mampu menghasilkan kekasaran permukaan hasil sand blasting

yang optimum?

2. Bagaimana setting parameter jarak, tekanan, dan lama penembakan yang

sesuai agar memperoleh kekasaran permukaan hasil sand blasting yang

sesuai spesifikasi?

1.3. Tujuan Penelitian

Tujuan diadakannya penelitian ini adalah :

1. Untuk Bagaimana pengaruh variasi jarak, tekanan, dan lama penembakan,

sehingga mampu menghasilkan kekasaran permukaan hasil sand blasting

yang optimum.

2. Mengetahui setting parameter jarak, tekanan, dan lama penembakan yang

sesuai agar memperoleh kekasaran permukaan hasil sand blasting yang

sesuai spesifikasi.

1.4. Batasan Masalah

Batasan masalah ini diberikan agar penelitian yang dilakukan dapat

berjalan dengan terarah dan fokus sehingga tidak menimbulkan pertanyaan dari

penelitian ini, yaitu :

1. Pelaksanaan eksperimen dan pengujian dilakukan di Workshop PT.

Bangun Sarana Baja.

2. Analisis pada Tugas Akhir ini hanya dikhususkan pada kekasaran

permukaan.

3. Pengujian dilakukan dengan menggunakan alat Replica Tape.

4. Menggunakan plat ASTM A36

5. Menggunakan sudut 90°

6. Hasil kekasaran permukaan yang akan dicapai mengacu pada Standard

SSPC (The Society For Protective Coatings).

7. Metode yang digunakan adalah metode Taguchi.

8. Analisa yang dilakukan menggunakan software Minitab 16.

1.5. Manfaat

Manfaat yang didapatkan dari penelitian tentang teknologi sand blasting

adalah:

1. Memberi kemudahan menentukan besarnya parameter yang tepat agar

dapat mengoptimalkan proses sand blasting dan menekan biaya produksi.

2. Memberikan informasi tentang pengaruh dan hubungan variabel sand

blasting terhadap tingkat kekasaran permukaan pelat.

3. Memberikan informasi bagi perusahaan PT. Bangun Sarana Baja untuk

setting parameter sand blasting.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Penelitian Sebelumnya

Dany Pratama Ariastanta (2012) dengan judul penelitian “Analisis

Kekasaran Pelat A 283 GR.C Akibar Variasi Jarak Penembakan, Lama

Penembakan, dan Debit Pasir Pada Proses Sand Blasting”. Dengan hasil

semakin besar nilai jarak penembakan maka semakin kecil nilai kekasarannya,

semakin besar nilai lama penembakan maka semakin besar nilai kekasarannya,

dan semakin besar debit pasir maka semakin besar nilai kekasarannya. Variabel

prediktor yang paling besar memberikan kontribusi terhadap kekasaran ialah

variabel debit pasir. Penelitian ini mengacu pada standar PT. Koperasi Wahana

Sejahera untuk mendapatkan jarak 45 cm, lama penembakan 2 detik, dan debit

pasir 1,556 liter/min. Berdasarkan standar perusahaan diprediksi akan

menghasilkan nilai respon 5,0926 μm dengan nilai desirability 0,72360.

Berdasarkan pada percobaan dengan kombinasi jarak penembakan sebesar 46,5

cm; lama penembakan 1,4051 detik dan debit pasir sebesar 1,010 liter/min

menghasilkan nilai respon kekasaran optimal 4,5 μm dengan nilai desirability

0,9998. Variabel bebas pada penelitian ini adalah jarak penembakan (30 cm, 45

cm, 60 cm), lama penembakan (1 detik, 2 detik, 3 detik), dan debit pasir (0,777

liter/min; 1,556 liter/min; 2,333 liter/min). Sedangkan variabel terkontrol pada

penelitian ini adalah lama penembakan penembakan 90°. Peneliti menggunakan

metode Response Surface sebagai metode desain eksperimen. Peneliti

menyarankan untuk mempelajari variabel-variabel prediktor lain seperti lama

penembakan penembakan, tekanan udara, dan butiran pasir yang berpengaruh

terhadap proses sand blasting.

Ardila Rosida (2015) dengan judul penelitian “Analisis Kekasaran

Permukaan Pada Proses Proses Sand blasting Dengan Variasi Jarak, Tekanan,

Dan Sudut Pada Pelat A 36 Menggunakan Metode Box Behnken”. Penelitian

ini ditujukan untuk mengetahui pengaruh jarak, tekanan dan sudut terhadap

kekasaran permukaan. Peneliti memvariasikan tekanan 6 bar, 7 bar, dan 8 bar,

jarak 30 cm, 45 cm, dan 60 cm, sudut 45°; 67,5° dan 90°. Menghasilkan

optimasi nilai minimum yang dapat dicapai oleh kekasaran sand blasting adalah

63,34 μm; diperoleh pada pengaturan parameter jarak 38,6 cm; tekanan 6 bar

dan sudut 45° dengan nilai kekasaran 63,34 μm.

2.2. Pengertian Umum Sand Blasting

Proses sand blasting adalah  proses penyemprotan abrasive material

biasanya berupa pasir silika atau steel grit dengan tekanan tinggi pada suatu

permukaan. Proses ini umumnya digunakan untuk membersihkan permukaan

baja yang akan dicoating. Aplikasi coating yang sebelumnya dibersihkan

dengan sand blasting akan memiliki umur yang lebih tinggi dan meningkatkan

umur pakai struktur secara signifikan.

Pembersihan dengan abrasive, pada prinsipnya menggunakan peristiwa

impact, partikel pasir yang berkecepatan tinggi menabrak permukaan baja.

Akibatnya, kontaminan yang ada dipermukaan seperti karat, kotoran, debu, dan

bekas coating bisa dibersihkan dari permukaan. Tetapi grase atau oil tidak

dapat dibersihkan dengan metode ini sehingga sebelum masuk ke dalam proses

blasting kontaminan tersebut harus dibersihkan terlebih dahulu dengan

menggunakan solvent cleaning. Disamping membersihkan permukaan, proses

abrasive blasting juga bertujuan untuk membuat kekasaran permukaan atau

menciptakan profil. Sehingga daya rekat antara material coating dan benda

kerja maksimal. (ASCOATINDO, 2007).

Abrasive blasting dibagi menjadi dua yaitu : Dry Abrasive Blasting dan

Wet Abrasive Blasting. Pada penelitian ini digunakan abrasive blasting jenis

Dry Abrasive Blasting seperti pada gambar 2.1. Metode ini menggunakan

media abrasive kering dan paling umum digunakan untuk proses material

preparation. Pembersihan dengan abrasive ini digunakan untuk menghapus

overcoating atau sepenuhnya untuk menghapus korosi. Tingkat kebersihan

yang dicapai pada akhirnya ditentukan oleh jarak nozzle terhadap benda yang

diblasting, bentuk profil permukaan, dan kekasaran permukaan ditentukan

dengan jenis dan ukuran pasir yang akan digunakan. Oleh karena itu pemilihan

jenis dan ukuran butiran pasir sangatlah penting. Jika memilih ukuran butiran

pasir yang terlalu kecil maka akan menghasilkan profil permukaan yang terlalu

dangkal, dan memilih ukuran butiran pasir yang besar akan membuat profil

permukaan terlalu dalam (Protective Coating Inspektor-Training, 2003).

Gambar 2.1 Dry Abrasive Blasting

(Sumber : PT. Bangun Sarana Baja)

Prinsip kerja dari proses penyemprotan ini adalah pembangkitan udara

bertekanan oleh suatu kompresor yang kemudian dilewatkan melalui dua pipa.

Pipa pertama menuju tabung pasir sedangkan pipa kedua dilewatkan langsung

menuju nozzle. Akhirnya dari ujung nozzle dihasilkan udara bertekanan dan

pasir yang akan mengkikis kotoran yang melekat pada benda kerja (Sulistyo,

2011).

Gambar 2.2 Skematik Proses Sand Blasting

(Sumber : Sand Blasting Air Connection and Setup)

2.3. Komponen – Komponen Sand Blasting

Adapun alat dan bahan dalam proses sand blasting adalah :

(ASCOATINDO, 2007).

No Alat Sand Blasting Gambar

1 Kompresor

2 1. Tangki Sand Blasting (Sand

Pot)

3 Hose

4 Nozzle Blasting

5 Protective Cloth

6 Material Abrasive

Gambar 2.3 Komponen-Komponen Proses Sand Blasting

(Sumber : PT. Bangun Sarana Baja)

2.4. Kekasaran Permukaan

Karakteristik suatu permukaan memegang peranan penting dalam

perancangan komponen mesin/ peralatan. Banyak hal yang di mana

karakteristik permukaan perlu dinyatakan dengan jelas misalnya dalam

kaitannya dengan gesekan, keausan, pelumasan, tahanan kelelahan, perekatan

dua atau lebih komponen-komponen mesin, dan sebagainya.

Setiap proses pengerjaan mempunyai ciri tertentu/ khas atas permukaan

benda kerja yang dihasilkannya. Oleh karena itu, dalam memilih proses

pengerjaan aspek permukaan ini perlu dipertimbangkan. Pada dasarnya

konfigurasi suatu permukaan sangatlah kompleks. Karena terjadinya berbagai

penyimpangan selama proses pembuatan maka permukaan geometrik ideal

(ideal geometric surface), yaitu permukaan yang dianggap mempunyai bentuk

yang sempurna tidaklah dapat dibuat.

Untuk memproduksi profil suatu permukaan, maka sensor/ peraba (stylus)

alat ukur harus digerakkan mengikuti lintasan yang berupa garis lurus dengan

jarak yang telah ditentukan terlebih dahulu. Panjang lintasan ini disebut dengan

panjang pengukuran (traversing length, ℓg). Sesaat setelah jarum jam bergerak

dan sesaat sebelum jarum berhenti secara elektronik alat ukur melakukan

perhitungan berdasarkan data yang dideteksi oleh jarum peraba. Bagian panjang

pengukuran dimana dilakukan analisis profil permukaan disebut dengan

panjang sampel (sampling length, ℓ). Reproduksi profil sesuanguhnya adalah

seperti yang ditunjukkan Gambar 2.4 (Rochim, 2001).

Gambar 2.4 Posisi Profil Kekasaran Panjang Satu Sampel

(Sumber : Rochim, 2001)

Pada gambar 2.4 terdapat beberapa istilah yang berhubungan yaitu :

Rt : Kekasaran total (peak to valley height / total height ) adalah

pengukuran yang diambil dari jarak antara profil referensi dengan

profil alas.

Rp : Kekasaran perataan (depth of surface smoothness / peak to mean line)

adalah pengukuran dari jarak rata-rata antara profil referensi ke profil

terukur.

Ra : Kekasaran aritmatik (mean roughness index / center line average)

adalah harga rata-rata aritmatik yang nilai pengukuran absolutenya

berdasarkan jarak antara profil terukur dengan profil tengah.

Rq : Kekasaran rata-rata kuadratik (root mean square height) adalah hasil

dari pengukuran akar bagi jarak kuadrat rata-rata antara profil terukur

dengan profil tengah.

Rz : Kekasaran total rata-rata adalah hasil pengukuran dari jarak rata-rata

profil alas ke profil terukur di lima puncak tertinggi dikurangi jarak

rata-rata profil terukur di lima puncak tertinggi dikurangi jarak rata-

rata profil alas ke profil terukur di lima lembah terendah.

2.4.1. Kekasaran Permukaan Sand Blasting

Dari proses pembersihan permukaan yang dilakukan dengan metode

sand blasting, selain untuk membersihkan permukaan material, juga untuk

mendapatkan kekasaran permukaan sesuai dengan tingkatan yang diinginkan.

Kekasaran permukaan suatu material dipengaruhi oleh :

a. Ukuran partikel abrasive

b. Kekasaran bahan abrasive

c. Karakteristik ketahanan abrasive

d. Jenis dan bentuk abrasive

Ukuran partikel abrasive yang besar akan masuk lebih dalam, tetapi

akan membersihkan permukaan lebih sedikit. Dan apabila dipakai ukuran

abrasive yang halus saja, tidak akan mendapatkan tingkat kekasaran yang

dikehendaki. Pemilihan ukuran abrasive ditentukan oleh kondisi atau keadaan

dari profil permukaan material. Untuk mendapatkan hasil yang baik, ukuran

abrasive yang digunakan adalah 0,2 mm sampai 1,8 mm.

Kekasaran bahan abrasive, kekasaran yang dihasilkan dan lama

penembakan adalah saling berhubungan. Abrasive yang keras akan masuk lebih

dalam dan lebih cepat daripada yang menggunakan bahan lunak. Bahan

abrasive harusnya lebih keras daripada bahan yang akan diblasting. Menurut

bahannya abrasive particle (partikel-partikel abrasive) dapat dikelompokkan

yaitu :

a. Metallic, misal : copper slag, cast steel, steel shot, steel grit

b. Syntetic, misal : aluminium oxide

c. Silicons (sand), misal : quartz, silica

Bentuk partikel abrasive akan mempengaruhi kekasaran permukaan.

Jenis shot berbentuk bulat atau lonjong, dan akan menghasilkan kekasaran yang

tumpul. Jenis ini efisien hanya untuk menghilangkan kerak besi dan karat yang

tebal. Jenis grit berbentuk tajam dan akan menghasilkan kekasaran permukaan

yang tajam. Bentuk permukaan seperti ini yang sering dibutuhkan jenis cat.

Pasir dan slag memberikan kekasaran permukaan antara hasil grit dan shot

(Dewandas, 2007) dalam (Jamil, 2012).

SSPC (The Society For Protective Coatings) telah menetapkan

kekasaran permukaan yang akan dicapai beserta jenis dan ukuran abrasive yang

digunakan seperti pada Tabel 2.2. Pada penelitian ini, digunakanlah pasir Steel

Grit G-40 maka kekasaran yang dituju adalah 50 μm -100 μm.

Tabel 2.1 Typical Profiles of Various AbrasiveAbrasive Type Size Distribution Profile Range Micrometers

Copper slag 12/40 50-100

Copper slag 30/60 25-75

Coal slag 30/60 25-75

Garnet 18/50 25-75

Staurolite Coarse 40/140 13-50

Steel grit G-40 50-100

Steel shot S-280 50-100

(Sumber : The Society For Protective Coatings)

Untuk memeriksa kekasaran pemukaan yang tepat diperlukan

ketrampilan dari tenaga ahli, disamping peralatan yang memadai. Menurut

ASTM D4417 untuk mengukur kekasaran permukaan dapat dipakai alat

pembanding kekasaran permukaan seperti Surface Profile Comparator, Surface

Profile Depth Gage, dan Replica Tape.

Ketentuan persiapan permukaan material dapat mengacu pada standar

yang sudah ada, misalnya NACE International, SSPC, ISO, British Standards

Institute (BSI), ASTM, dan Swedish Standard SS 05.59.00-1988. Standar acuan

karat yang digunakan yaitu : Standard International ISO 8501-1 “Visual

Assesment of Surface Cleanliness”. Ada empat tingkat karat yang diberikan

oleh standard ini, antara lain :

1. Rust Grade A : Permukaan besi tertutupi mill scale dan sedikit karat.

2. Rust Grade B : Permukaan besi sudah mulai berkarat dan beberapa

bagian mill scale sudah mulai mengelupas.

3. Rust Grade C : mill scale sudah berkarat dan terdapat beberapa bagian

sedikit titik-titik karat pada permukaan dasar dari besi.

4. Rust Grade D : mill scale sudah berkarat dan terdapat karat diatas

permukaan dasar besi yang dapat dilihat dengan penglihatan normal.

ISO 8501-1 hanya digunakan pada besi baru yang belum pernah

dilakukan perlakuan coating/ painting. Namun, pada besi yang sudah pernah

dilakukan coating sebelumnya dan lapisan coating tersebut sudah rusak,

biasanya akan termasuk dan Rust Grade C atau D. Untuk tingkat kebersihan

permukaan dengan menggunakan ISO 8501-1 dibedakan menjadi :

1. Brush Off Cleaning/ Sa 1 (SSPC SP-7)

Sa 1 ini merupakan tingkat kebersihan permukaan material paling jelek,

yang mana karat-karat pada material masih tetap ada. Untuk proses aplikasi

(painting), standar Sa 1 tidak diperbolehkan melakukan aplikasi.

2. Commercial Cleaning/ Sa 2 (SSPC SP-6)

Sa 2 ini merupakan tingkat kebersihan permukaan material yang sedikit

lebih baik dari Sa 1, tetapi tingkat ini masih tidak diperbolehkan proses

aplikasi, karena masih ada sedikit sisa-sisa karat.

3. Near White Metal Cleaning/ Sa 2,5 (SSPC SP-10)

Sa 2,5 ini merupakan tingkat kebersihan permukaan material yang sudah

diperbolehkan untuk proses aplikasi. Hasil kebersihan Sa 2,5 ini berwarna

mendekati putih.

4. White Metal Cleaning/ Sa 3 (SSPC SP-5)

Sa 3 ini merupakan tingkat kebersihan yang paling baik. Untuk

mendapatkan Sa 3 ini biasanya harganya sangat mahal, karena terlalu sulit

untuk mencapainya.

Untuk daerah atau bagian yang sulit dijangkau pada proses sand

blasting, dapat digunakan peralatan lain yang sesuai. Disamping itu lama

penembakan jatuh butiran dan jarak antara nozzle dengan permukaan material

dapat mempengaruhi hasil permukaan material. Lama penembakan nozzle

terhadap garis tegak permukaan material, sekitar 45°-90°. Untuk lama

penembakan nozzle dibawah 90° dilakukan untuk mendapatkan area kerja yang

lebih luas, hal ini dilakukan seperti pada proses penyekrapan, dan untuk nozzle

yang mendekati tegak lurus dilakukan untuk mendapatkan kekasaran

permukaan dari material (Dewandas, 2007) dalam (Jamil, 2012).

2.5. Pemilihan Material

Baja A 36 merupakan jenis baja karbon rendah yang umum digunakan

sebagai bahan kontruksi. Keunggulan material ini adalah murah dan mudah di

dapatkan di pasaran, baik dalam proses pengelasan, riveted dan bolted. Material

jenis ini biasanya digunakan untuk pembuatan jembatan, bangunan, dan general

structural. Spesifikasi material A 36 adalah :

Tabel 2.2 Tensile Requipments A 36Tensile Requipments

Tensile strength 400-550 Mpa

Yield point 250 Mpa

Young modulus 190-210 Gpa

Density 7860 kg/m3

Poisson’s ratio 0,26

(Sumber : Katalog ASTM A 36, 1998)

Tabel 2.3 Chemical Requipments A 36Chemical Requipments

Carbon, max (C) 0,26 %

Manganese (M) 0,85-1,35 %

Phosphorus, max (P) 0,04 %

Sulfur, max (S) 0,05 %

Silicon, max (Si) 0,40 %

Copper, min (Cu) 0,20 %

(Sumber : Katalog ASTM A 36, 1998)

2.6. Metode Taguchi

Metode Taguchi merupakan metodologi yang bertujuan untuk memperbaiki

kualitas produk dan proses dalam lama penembakan yang bersamaan untuk

menekan biaya dan sumber daya seminimal mungkin. Metode Taguchi

menggunakan matriks ortogonal. Matriks ini berfungsi sebagai penentu jumlah

eksperimen minimal yang dapat memberikan informasi sebanyak mungkin semua

faktor yang mempengaruh parameter. Hal yang sangat utama dalam metode

matriks ortogonal terletak pada pemilihan kombinasi level variabel-variabel input

masing-masing eksperimen. Kelebihan dari metode taguchi yaitu lebih efisien

dalam penelitian karena dapat melibatkan banyak faktor dan jumlah. Pada metode

ini dapat menghasilkan produk yang konsisten terhadap faktor yang tidak dapat

dikontrol serta dapat menghasilkan kesimpulan mengenai respon faktor-faktor dan

level dari faktor-faktor kontrol yang menghasilkan respon optimum.

Kelemahan dari metode ini adalah rancangan metode ini sangat komplek,

dimana terdapat rancangan yang melibatkan pengaruh interaksi dan ada pula

rancangan yang mengorbankan pengaruh utama dan pengaruh interaksi yan cukup

signifikan. Untuk mengatasinya kita juga harus memperhatikan secara hati-hati

pemilihan rancangan yang aka kita pilih sesuai dengan tujuan penelitian. Terdapat

beberapa tahapan metode Taguchi tiga tahapan utama yaitu tahapan perencanaan,

tahapan percobaan, dan tahap analisis (Soejanto, 2009)

2.4.1 Tahap Perencanaan

Tahap perencanaan ini dimana ketika faktor dan levelnya dipilih. Tahap

ini merupakan tahap yang paling penting. Tahap ini juga meliputi perumusan

masalah, tujuan penelitian, pemisahan faktor bebas dan tak bebas, penentuan

nilai dan jumlah faktor dan pemilihan faktor ortogonal.

1. Perumusan masalah

Perumusan masalah harus bisa lebih fokus, spesifik, dan jelas batasannya

dan secara teknis harus dapat dimasukkan dalam eksperimen yang akan

dilakukan. Jumlah respon yang diharapkan juga harus dinyatakan dengan jelas.

2. Tujuan Eksperimen.

Tujuan berguna untuk mencari sebab yang menjadi akibat pada perumusalan

masalah yang diangkat. Pencarian ini dilakukan secara sistematis.

3. Penentuan Variabel Tak Bebas

Variabel tak bebas adalah variabel yang perubahannya tergantung pada

variabel-variabel lain. Dalam merencanakn suatu percobaan harus dipilih dan

ditentukan dengan jelas variabel tak bebas yang akan diselediki.

4. Penentuan Variabel Bebas

Variabel bebas (faktor) adalah variabel yang perubahannya tidak tergantung

pada variabel lain. Pada tahap ini akan dipilih faktor-faktor yang akan diselediki

pengaruhnya terhadap variabel tak bebas yang bersangkutan. Dalam seluruh

percobaan tidak seluruh faktor yang diperkirakan mempengaruhi variabel yang

diselediki, sebab hal ini akan membuat pelaksanaan percobaan dan analisisnya

menjadi kompleks. Hanya faktor-faktor yang dianggap penting saja yang

diselediki.

5. Identifikasi Faktor Terkontrol Dan Tidak Terkontrol

Faktor-faktor tersebut perlu diidentifikasikan dengan jelas karena pengaruh

antara kedua jenis faktor tersebut berbeda. Faktor terkontrol (control factors)

adalah faktor yang nilainya dapat diatur atau dikendalikan, atau faktor yang

nilainya ingin kita atur atau kendalikan. Sedangkan faktor gangguan (noise factors)

adalah faktor yang nilainya tidak bisa kita atur atau dikendalikan, atau faktor yang

tidak ingin kita atur atau kendalikan.

6. Penentuan Jumlah Level Dan Nilai Faktor

Pemilihan jumlah level penting artinya untuk ketelitian hasil percobaan dan

ongkos pelaksanaan percobaan. Strategi langkah pertama yaitu menghitung rata-

rata hasil penelitian yang telah dilakukan pada setiap level. Makin banyak level

yang diteliti maka hasil percobaan akan lebih teliti karena data yang diperoleh akan

lebih banyak, tetapi banyaknya level juga akan meningkatkan ongkos percobaan

(Reace,1993)

7. Menentukan derajad kebebasan

Derajad kebebasan merupakan konsep besarnya eksperimen yang harus

dilakukan untuk menyelidiki faktor yang diamati. Perhitungan derajad kebebasan

yang diusulkan nantinya akan mempengaruhi pemilihan dalam tabel matriks

orthogonal. Bentuk persamaan matrik orthogonal, VOA, dalam menentukan jumlah

eksperimen yang akan diamati adalah sebagai berikut :

VOA = (banyaknya eksperimen -1 )……………………………..………(2.1)

Derajad kebebasan faktor-faktor dan level-level , (Vfl) untuk menghitung

jumlah level yang harus diuji atau diadakan pengamatan pada sebuah faktor, bentuk persamaannya adalah sebagai berikut :

Vfl = (banyaknya level – 1) …………………………..…………………….(2.2)

Persamaan derajad kebebasan untuk mengetauhi derajad kebebasan dari sebuah

matriks atau total derajad kebebasan adalah :

Total Vfl = (banyaknya faktor).( Vfl)……………….……………….……(2.3)

Derajad kebebasan merupakan suatu konsep yang sangat tepat dalam

menentukan banyaknya faktor dan levelnya dan sangat membantu dalam

menentukan dan mendesain matriks orthogonal.

8. Pemilihan Matriks orthogonal

Matriks orthogonal merupakan matriks yang terdiri dari kolom dan baris,

dimana kolom merupakan faktor yang diubah dalam eksperiman dan baris

merupakan kombinasi level dari faktor dalam eksperimen. Matriks orthogonal

adalah matriks seimbang dari faktor dan level sedemikian hingga pengaruh suatu

faktor atau level tidak baur dengan pengaruh faktor atau level yang lain. Matrik

13

ortogonal sangat efisien dalam memperoleh jumlah data yang relatif kecil dan

mampu menterjemahkan kesimpulan yang berarti dan jelas. Pemilihan matriks

ortogonal yang sesuai tergantung dari nilai faktor dan interaksi yang diharapkan

dan nilai level dari tiap-tiap faktor. Penentuan ini akan mempengaruhi total jumlah

derajad kebebasan yang berguna untuk menentukan jenis matriks ortogonal yang

dipilih. Bentuk umum dari matriks ortogonal adalah

Di mana :La (bc) ….......................……………………..… …(2.4)

L = rancangan bujur sangkar latin

a = banyak baris / eksperimen

b = banyak level

c = banyak kolom/faktor

Tabel 2.1 Matriks ortogonal La (bc)

Matriks Ortogonal Standar L9 (34)

Eksperimen 1 2 3 41 1 1 1 12 1 2 2 23 1 3 3 34 2 1 2 25 2 2 3 16 2 3 1 27 3 1 3 28 3 2 1 39 3 3 2 1

(Sumber : Soejanto, 2009)

9. Grafik Linier

Grafik linier merupakan serangkaian titik dan garis yang bersesuaian dengan

kolom-kolom matriks orthogonal yang sesuai. Jika dua titik dihubungkan dengan

garis, maka berarti terdapat interaksi dua kolom yang dinyatakan oleh titik yang

termuat dalam kolom yang dinyatakan dengan garis.

14

Setiap titik dan garis mempunyai nomor kolom dalam matriks hanya sekali dan

hanya sekali dinnyatakan oleh grafik liniernya.

Grafik linear L9 (34) hanya terdapat satu bentuk linear dan skema pemetaan dan hanya ada satu interaksi yang akan digabungkan. Satu perbedaan di antara

dua grafik tersebut adalah bahwa interaksi L9 (34) menggunakan dua kolom dan bukannya satu kolom dikerenakan derajad kebebasan yang diperlukan.

Gambar 2.4 Grafik Linear L9 (34 )(Sumber : Soejanto, 2009)

2.4.2 Tahap Pelaksanaan Eksperimen

Persiapan percobaan meliputi penentuan jumlah replikasi percobaan dan

randomisasi pelaksanaan percobaan..

1. Jumlah Replikasi

Replikasi adalah pengulangan kembali perlakuan yang sama dalam

suatu percobaan dengan kondisi yang sama untuk memperoleh ketelitian yang lebih

tinggi. Replikasi bertujuan untuk mengatasi faktor noise yang mempengaruhi

proses. Selain itu, replikasi juga bertujuan untuk menambah ketelitian data

percobaan, mendapatkan harga estimasi kesalahan percobaan sehingga

memungkinkan diadakan test signifikasi hasil eksperimen.

2. Randomisasi Secara umum randomisasi dimaksudkan untuk meratakan pengaruh dari

faktor-faktor yang tidak dapat dikendalikan pada semua unit percobaan,

memberikan kesempatan yang sama pada semua unit percobaan untuk menerima

suatu perlakuan sehingga diharapkan ada kehomogenan pengaruh pada setiap

perlakuan yang sama, mendapatkan hasil pengamatan yang bebas (independen) satu

sama lain.

15

2.4.3 Tahap Analisis

Pada analisis dilakukan pengumpulan data dan pengolahan data yaitu

meliputi pengumpulan data, pengaturan data, perhitungan serta penyajian data

dalam suatu lay out tertentu yang sesuai dengan desain yang dipilih untuk suatu

percobaan yang dipilih. Selain itu dilakukan perhitungan dan penyajian data

dengan statistik analisis variansi, tes hipotesa dan penerapan rumus-rumus empiris

pada data hasil percobaan.

2.12. Software Minitab

Minitab merupakan salah satu program aplikasi statistika yang banyak

digunakan untuk mempermudah pengolahan data statistik. Keunggulan software

ini adalah dapat digunakan untuk pengolahan data statistik untuk tujuan sosial

maupun teknik. Dibandingkan dengan program statistik lainnya, Minitab telah

diakui sebagai program statistik yang sangat kuat dengan tingkat akurasi taksiran

statistik yang tinggi.

Minitab menyediakan beberapa pengolahan data untuk analisis regresi,

membuat ANOVA, membuat alat pengendali kualitas, membuat desain

eksperimen (factorial, response surface dan taguchi), membuat peramalan dengan

analisis time series, analisis realibilitas dan analisis multivariate, serta

menganalisis data kualitatif dengan menggunakan cross tabulation. Hasil analisis

di program Minitab dapat ditampilkan dalam histogram, plot, dan angka dengan

hanya memberikan satu atau dua perintah, bahkan dapat digabungkan dengan

program pengolah data lain seperti Ms.Office (Iriawan dan Astuti, 2007).

2.13. Eksperimen Konfirmasi

Percobaan konfirmasi adalah percobaan yang dilakukan untuk memeriksa

kesimpulan yang didapat. Tujuan percobaan konfirmasi adalah untuk memverifikasi

1. Dugaan yang dibuat pada saat model performansi penentuan faktor dan

interaksinya.

2. Setting parameter (faktor) yang optimum hasil analisis hasil percobaan pada

performansi yang diharapkan.

Langkah-langkah eksperimen konfirmasi :

1. Merancang kondisi minimum ntuk faktor dan level signivikan.

2. Membandingkan rata-rata dan variasi hasil percobaan konfirmasi dengan rata-

rata dan variansi yang diharapkan.

Eksperimen konfirmasi dinyatakan berhasil apabila :

1. Terjadi perbaikan dari hasil proses yang ada (setelah eksperimen taguchi

dilakukan).

2. Hasil dari eksperimen konfirmasi dekat dengan nilai yang diprediksikan

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1 Diagram Alir Penelitian

3.1 Diagram Alir Penelitian

1

Proses Sand Blasting

Penentuan Parameter

Pengolahan Data

Kesimpulan dan Saran

Selesai

Mulai

Pengukuran Kekasaran Sand Blasting

Rancangan Eksperimen

Analisa

Persiapan Bahan

Persiapan Alat

3.2. Penentuan Parameter

Variabel-variabel penelitian yang diteliti adalah variabel yang berpengaruh

terhadap kekasaran permukaan. Pemilihan variabel ini ditentukan berdasarkan

pengalaman kerja di PT. Bangun Sarana Baja.

3.2.1. Variabel Respon

Variabel respon adalah variabel yang besarnya tidak dapat ditentukan,

tetapi nilainya dipengaruhi parameter bebas yang diberikan. Pada penelitian ini

variabel responnya adalah kekasaran permukaan. Penelitian ini ditujukan agar

mendapatkan kekasaran pada nominal tertentu.

3.2.2. Variabel Bebas

Variabel bebas adalah variabel yang besarnya dapat ditetapkan

berdasarkan tujuan dari penelitian. Variabel bebas ini di pilih berdasarkan hal-hal

yang menentukan hasil sand blasting, antara lain adalah tipe dan ukuran abrasive

yang digunakan, jarak dari nozzle ke permukaan benda kerja, kondisi permukaan

benda kerja (tingkat karat), lama penembakan nozzle dan aliran abrasive dari

hopper ke selang nozzle (Protective Coating Inspektor-Training, 2003). Variabel

bebas yang digunakan pada penelitian ini adalah :

1. Jarak

Penelitian Kurniawan (2013) menggunakan variasi jarak 30 cm; 45 cm dan

60 cm dan didapatkan kekasaran optimum 4,5 μm yang dihasilkan pada jarak

46,5 cm. Berdasarkan wawancara, jika jarak terlalu dekat maka kekasaran

permukaan yang dihasilkan terlalu dalam. Jika jarak terlalu jauh, maka lama

penembakan untuk melakukan proses sand blasting terlalu lama dan

membutuhkan pasir lebih banyak. Maka, pada penelitian ini digunakan jarak 30

cm; 40 cm dan 50 cm.

2. Tekanan

ASCOATINDO (2007) Tekanan pada nozzle blasting yang umum digunakan

adalah 90 psi-100 psi. Penelitian Ardila (2015) menggunakan variasi tekanan 6

bar, 7 bar, dan 8 bar. Dengan hasil semakin besar tekanan udara maka semakin

besar pula tingkat kekasarannya. Maka, pada penelitian ini menggunakan tekanan

6 bar; dan 7 bar.

2

3. Lama penembakan

Ariastanta (2012) meneliti tentang kombinasi variabel jarak penembakan

sebesar 46,5 cm, lama penembakan sebesar 1,4051 detik, dan debit pasir sebesar

1,010 liter/menit dan menghasilkan nilai respon kekasaran yang optimal sebesar

4,5nm. Dari penelitian tersebut dijelaskan bahwa semakin besar nilai lama

penembakan maka semakin besar nilai kekasarannya. Rosida (2007) dalam

wawancara dengan narasumber mengatakan bahwa untuk mendapatkan kekasaran

pada satu spot blast membutuhkan lama penembakan 5 detik. Maka, pada

penelitian ini menggunakan lama penembakan 3,4, dan 5 detik

Tabel 3.1 Parameter dan Level EksperimenPARAMETE

R LEVEL1 2 3

Jarak (cm)30 40

50

Tekanan (bar) 6 7Lama

penembakan (detik) 3 4 5

(Sumber : Berdasarkan hasil wawancara PT. Bangun Sarana Baja)

3.2.3. Variabel Terkontrol

Variabel terkontrol adalah variabel yang dikendalikan (konstan) sehingga

pengaruh variabel bebas terhadap variabel terkontrol tidak dipengaruhi oleh faktor

luar yang tidak diteliti.

1. Pasir Steel Grit G-40

ASCOATINDO (2007) Steel grit adalah material yang terbuat dari besi dan

carbon digunakan untuk membersihkan permukaan baja atau logam lainnya.

Keuntungan menggunakan material abrasive ini adalah dapat digunakan untuk

beberapa kali operasi. Steel grit umumnya menghasilkan profil yang lebih dalam

dan membentuk lama penembakan. Steel grit efektif untuk menghilangkan bekas

coating dan menghilangkan karat dari permukaan.

2. Sudut Penembakan

3

Penelitian Sulistyo (2011) mengatakan bahwa apabila sudut penyemprotan

semakin tegak lurus maka profil yang dihasilkan semakin dalam. Berdasarkan

wawancara dalam Ardila (2015) perusahaan menggunakan sudut 70°-90° untuk

menghilangkan mill scale dan karat. Oleh karena itu, sudut penembakan 90°

dirasa cukup untuk melakukan proses sand blasting dengan satu spot blasting

yang sudah ditentukan.

3.3. Persiapan Bahan dan Alat

3.3.1. Bahan

Bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah :

1. Pelat baja A 36 dimensi 200 mm x 100 mm x 6 mm @15 pelat dengan tingkat

karat Rust Grade A sesuai ISO 8501-1. Seperti pada Gambar 3.1

Gambar 3.1 Dimensi Pelat dengan Tingkat Karat Sama

2. Pasir Steel Grit G-40

Gambar 3.2 Butiran Pasir Steel Grit G-40 Beserta Kemasannya

(Sumber : PT. Bangun Sarana Baja)

3.3.2. Alat

Alat yang digunakan pada penelitian ini adalah sebagai berikut :

1. Menggunakan Alat Bantu

Alat bantu pada penelitian ini ditujukan agar memudahkan peneliti dalam

mempertahankan jarak yang ditetapkan. Alat bantu ini memiliki alur (rel)

sehingga dapat merubah jarak blasting yang diinginkan oleh peneliti. Penelitian

ini menggunakan sand blasting manual dimana memiliki kemungkinan terjadi

tingkat eror, oleh karena itu alat bantu ini dirasa membantu peneliti selama proses

penelitian.

2. Kompresor

Untuk lebih detailnya tentang spesifikasi kompresor yang digunakan dalam

penelitian ini dapat di lihat pada Tabel 3.2.

Tabel 3.2 Spesifikasi Kompresor

4

Type OGLC 132 A

Volume flow 20,2 m2/min

Supply air pressure 10 bar

Saft power 132 kw

Net weight 2700 kg

Production lelensi no XK 06-010-00659

Over all dimension 2300 mm x 1500 mm x 1950 mm

Manufactur SN 303132040 S 280

Date of manufactur 2013-3

(Sumber : Data Pada Kompresor di PT. Bangun Sarana Baja)

3. Sandpot

Untuk lebih detailnya tentang spesifikasi sandpot yang digunakan dalam

penelitian ini dapat di lihat pada Tabel 3.3.

Tabel 3.3 Spesifikasi Sandpot

Type 2452

Capacity 200 liter (6 lbs)

Manufacture number 62162

Permissible working temperature 800 Kpa

Min temperature -10

Year construction 2011

Date test 28-2-2011

Made in Germany

(Sumber : Data Pada Sandpot di PT. Bangun Sarana Baja)

4. Nozzle

5

Nozzle yang digunakan adalah tipe venturi 92001 CTSDX-6. Tipe venturi

umumnya digunakan untuk permukaan yang lebar dan untuk membersihkan

permukaan baru, atau pembersihan secara menyeluruh terhadap permukaan lama.

5. Alat Uji Kekasaran Permukaan Sand Blasting

Material yang telah diblasting akan diuji dengan Replika Tape yang terdiri

dari Dial Thickness Gauge dan Testex Press-O-Film, seperti pada Gambar 3.3.

Gambar 3.3 Dial Thickness Gauge dan Testex Press-O-Film

(Sumber : Alat uji kekasaran PT. Bangun Sarana Baja)

6. Spidol, stamping atau alat marking lainnya

7. Stopwatch

8. Steel tape (meteran) atau penggaris

3.4. Rancangan Eksperimen

Rancangan eksperimen yang akan dilakukan didapatkan dari rancangan

pada software Minitab 16 dengan menggunakan metode Taguchi dengan 2

parameter 3 level dan 1 parameter 2 level didapatkan 18 kali percobaan yang

ditunjukkan pada Tabel 3.4.

3.4.1 Derajat Kebebasan

6

Para

meter jarak

dan lama

penembakan

menggunaka

n 3 level dan

parameter

tekanan

menggunaka

n parameter 2

level

Derajad kebebasan faktor I

: (3-1) = 2

Derajad kebebasan faktor II

: (3-1) = 2

Derajad kebebasan faktor III

: (2-1) = 1

+

7

Total derajad kebebasan

= 5

(derajad kebebasan)

3.4.2 Orthogonal Array

Dari hasil perhitungan diatas diperoleh 5 derajad kebebasan. Matrik

ortogonal yang sesuai adalah derajad kebebasan pada matriks ortogonal

standart harus lebih besar atau sama dengan perhitungan kebebasan pada

penelitian yaitu 5 derajad kebebasan. Jadi matriks ortogonal L18 (32) (21)

mempunyai derajad bebas telah mencukupi.

Tabel 3.4 Rancangan Eksperimen Taguchi No.

Jarak (cm)

Tekanan (bar)

Lama penemb

akan (detik)

Kekasaran Permukaan (μm)

Kekasaran Permukaan

Rata-rata (μm)1 2 3

1 6 30 32 6 30 43 6 30 54 6 40 35 6 40 4

8

6 6 40 57 6 50 38 6 50 49 6 50 510 7 30 311 7 30 412 7 30 513 7 40 314 7 40 415 7 40 516 7 50 3

17 7 50 418 7 50 5

3.5. Proses Sand Blasting

Eksperimen dan pengukuran kekasaran permukaan dilakukan di Workshop

PT. Bangun Sarana Baja dengan alat dan bahan yang sudah ditentukan kemudian

dilakukanlah proses sand blasting sesuai dengan kondisi parameter dan level

seperti Tabel 3.4 diatas.

3.6. Prosedur Penelitian

3.6.1. Prosedur Percobaan

Langkah-langkah kerja dalam penelitian ini antara lain :

1. Persiapan spesimen dengan dimensi yang telah diukur.

2. Permukaan benda uji dicek tingkat karatnya (rust grade) dengan cara visual

sesuai standard BS EN ISO 8501-1 Vis 1.

3. Masukkan pasir steel grit ke dalam sand pot.

4. Nyalakan kompresor.

5. Atur jarak pada alat bantu dan setting tekanan pada kompresor sesuai dengan

level yang telah ditentukan.

6. Lakukan proses sand blasting sesuai dengan lama penembakan yang

ditentukan.

7. Siapkan alat uji kekasaran permukaan, pensil dan kertas.

9

3.6.2. Pengukuran Kekasaran Hasil Sand Blasting

Tiga metode yang telah ditetapkan ASTM D4417 “Standard Test Method

for Field Measurement of Surface Profile of Blast Cleaned Steel” yaitu Surface

Profile Comparator (ASTM D4417 Method A), Surface Profile Depth Gage

(ASTM D4417 Method B), dan Replica Tape (ASTM D4417 Method C)

Pada penelitian ini digunakanlah pengukuran kekasaran permukaan

dengan Replica Tape (ASTM D4417 Method C) yang terdiri dari Dial Thickness

Gauge dan Testex Press-O-Film seperti pada Gambar 3.3. Langkah-langkah

pengujian antara lain :

1. Pilih kertas replica (Press-O-Film) yang belum digunakan dan sesuai dengan

tingkat kekasaran yang akan dihitung.

2. Lepaskan kertas pelindung dan tempelkan pada permukaan benda uji yang

telah melalui proses blasting.

3. Pegang kertas replica dan gosok lapisan mylar (bagian plastik bulat ditengah)

dengan alat berujung tumpul, hingga warna abu-abu muncul secara merata.

4. Lepaskan kertas replica dan tempatkan diantara Dial Thickness Gauge dan

hitung tebalnya (tebal pada Dial Thickness Gauge dikurangi tebal plastik

Press-O-Film 2 mil atau 50 microns).

5. Lakukan langkah-langkah tersebut diatas dan hitung pada tiga lokasi,

kemudian lakukan perhitungan rata-rata sebagai angka profil permukaan.

6. Catat masing-masing pengukuran yang didapatkan dan tempelkan kertas

Press O Film pada inspection form.

3.7. Pengolahan Data

Bentuk pengolahan terhadap data untuk membuat data itu berguna sesuai

dengan hasil yang diinginkan agar dapat digunakan. Setelah dilakukan percobaan

dengan parameter dan level yang telah ditentukan seperti pada Table 3.4. Maka

hasil kekasaran permukaan di input pada software Minitab 16. Kemudian

dilakukanlah proses pengolahan data menggunakan metode Taguchi dengan

melakukan beberapa uji statistika seperti :

1. Pengujian Model

2. Pengujian Koefisien Regresi

3. Pengujian Asumsi Residual

10

Optimasi kekasaran permukaan yang dimaksud adalah untuk mendapatkan

komposisi parameter yang menghasilkan nilai kekasaran minimum. Optimasi ini

dilakukan dengan menggunakan software minitab. Kemudian dilakukan uji

validasi untuk mengetahui kesesuaian antara hasil eksperimen dengan eksperimen

ulang.

3.8. Analisis

Dari proses pengolahan data, kemudian akan didapatkan hasil yang valid

dari pelaksanaan penelitian uji kekasaran permukaan sand blasting kemudian

dilakukan analisis untuk diinterprestasikan agar dapat menjawab pertanyaan yang

ada pada rumusan masalah.

3.9. Kesimpulan dan Saran

Tahap ini merupakan tahap terakhir dalam pengambilan kesimpulan dari

hasil penelitian analisis yang telah dilakukan. Saran serta masukan, dan kritik

yang ada akan dipertimbangkan dan dimasukan guna penelitian yang lebih lanjut.

11

Gambar 3.4 Diagram Alir Metode Penelitian

12

Proses Sand Blasting

Penentuan Parameter

Pengolahan Data

Kesimpulan dan Saran

Selesai

Mulai

Pengukuran Kekasaran Sand Blasting

Rancangan Eksperimen

Analisa

Persiapan Bahan

Persiapan Alat