FENOMENA SERANGAN KOROSI GALVANIK PENYEBAB PATAH NOSE LANDING GEAR PESAWAT TERBANG

M. Syahril

Saat pesawat terbang lepas landas dan mendaratkan, variasi jenis beban dan/atau tegangan yang akan bekerja pada area kritis seperti tumpuan perangkat pendarat, sayap dan mesin. Ketika tumpuan perangkat pendarat mengalami kegagalan, maka potensi kerugian sistim ekonomi akan sangat tinggi. Oleh karena itu, pengkajian terhadap penyebab utama patahan sangat penting dilakukan untuk menghindari patahan yang serupa di masa datang. Tulisan ini membahas tentang fenomena patahan pada tumpuan perangkat pendarat setelah siklus penerbangan 2567. Pembahasan berdasarkan pada hasil pemeriksaan komposisi kimia, visual dan makrografi, metalografi dan fraktografi dengan SEM. Semua bukti menunjukkan bahwa karakteristik patahan tumpuan perangkat pendarat disebabkan oleh beban yang dipromosikan oleh adanya korosi pada tabung-bantalan yang bertindak sebagai konsentrasi tegangan. Korosi terbentuk karena kehadiran uap air atau air yang terperangkap di antara material tabung-bantalan dan tumpuan perangkat pendarat roda pesawat. Kenyataannya, perbedaan material antara tabung-bantalan dan tumpuan perangkat pendarat roda pesawat sangat menunjang untuk terjadinya serangan korosi galvanik karena perbedaan potensial korosi antara aluminum dan tembaga.

Meskipun telah diupayakan dengan berbagai inovasi teknologi, kegagalan / kerusakan suatu pesawat terbang masih terjadi seperti kegagalan akibat serangan korosi, kerusakan akibat beban bentur (impact) dan lain sebagainya. Salah satu bentuk kegagalan dari pesawat-pesawat terbang tersebut adalah kegagalan terjadi pada sebuah Nose

Landing Gear pesawat terbang. Nose Landing Gear mengalami kerusakan dini (premature failure) setelah terbang.

Fenomena terjadinya korosi di permukaan dudukan bushing diperkirakan sebagai akibat dari perbedaan bahan dasar antara bushing dengan dudukan bushing (nose landing gear) itu sendiri yaitu paduan aluminium(aluminum alloy) sebagai bahan dasar nose landing gear dan paduan tembaga (copper alloy) sebagai bahan dasar dari bushing.

Dengan adanya perbedaan bahan dasar tersebut, akan menimbulkan potensial korosi yang dapat memicu terjadinya proses korosi. Dimana, proses korosi yang ditimbulkan akibat perbedaan potensial dari masing-masing bahan dasar yang disebut dengan proses korosi galvanik (galvanic corrosion attack).Secara teoritis, ada empat faktor yang dapat memicu proses terjadinya korosi atau karat yaitu adanya elektrolit sebagai penghantar, anoda yang bersifat anodik, katoda yang bersifat katodik dan aliran elektron.Dari ke empat faktor tersebut dapat diketahui bahwa yang bertidak sebagai anoda adalah dudukan bushing dan yang bertindak sebagai katoda adalah bushingnya sendiri, karena potensial korosi aluminium lebih kecil dari potensial korosi tembaga (copper) Proses terjadinya korosi galvanik juga tidak terlepas dari adanya elektrolit sebagaimedia penghantar. Media penghantar atau elektrolit dapat berupa kondensasi uap air atau air yang menyusup dan terperangkap di area antara bushing dan dudukan bushing. Penyusupan kondensat uap air atau air dapat terjadi pada permukaan yang berkontak, jika terdapat celah diantara keduanya.

Adanya celah antara bushing dan dudukannya dapat dibuktikan dari adanya indikasi terbentuknya garis-garis sejajar melingkar dudukan bushing yang diperkirakan merupa-kan tanda atau ciri bahwa telah terjadi gesekan antara bushing dengan dudukannya. Terbentuknya garis-garis yang melingkar dudukan bushing tersebut merupakan sebagai konsekuensi atau bukti dari diameter bushing dengan dudukan bushing tidak presisi atau longgar.

Oleh karenanya, di dalam setiap melakukan perawatan dan inspeksi perlu diperhatikan secara rinci area-area yang kritis seperti ketika melakukan pelumasan pada area bushing harus memenuhi semua permukaan dan gunakan pelumas yang memenuhi standar serta lakukan secara berkala.

Terdapat beberapa cara pengendalian yang umum dilakukan untuk mengendalikan korosi galvanik, yaitu antara lain : 1. Pemilihan material yang tepat. Pemilihan material dengan perbedaan potensial dari kedua material agar sekecil mungkin 2. Menghindarkan penggunaan 2 jenis logam yang saling berhubungan dalam suatu kontruksi. 3. Melakukan penggunaan lapis lindung. Jika harus menggunakan lapis lindung maka gunakan lapis lindung pada katoda. 4. Menghindari kombinasi luas penampang material dengan anoda kecil sedangkan luas penampang katoda besar. 5. Menambahkan inhibitor untuk mengurangi keagresifan lingkungan. 6. Merancang dengan baik agar dapat mengganti bagian-bagian anoda yang rusak dengan menggunakan bahan-bahan yang siap pakai atau buatlah anodik yang lebih tebal agar lebih tahan lama

Solusi atasi Stress Corrosion Cracking pada Alumunium untuk Konstruksi Pesawat Terbang

Sekitar 90 persen musibah kecelakaan pada saat take off maupun landing secara statistik disebabkan oleh mechanical failure. Kelelahan logam (korosi fatigue) merupakan salah satu mekanisme kerusakan yang mempengaruhi struktural integritas dari I (umur) pesawat terbang yang merupakan faktor dalam banyak kasus jatuhnya pesawat terbang. Tingginya jam terbang suatu pesawat tentu memerlukan tingginya pula sistem pemeliharaan. Pemeliharaan tidak saja pada routinnya pemeriksaan mesin turbin, tetapi visual inspeksi pada seluruh struktur body pesawat sangatlah penting. Stress corrosion cracking (stress logam) yang paling banyak terdapat pada aluminium alloy. Memang sampai saat ini belum ada logam lain yang bisa mengantikan aluminiun sebagai logam dasar body struktur pesawat, sekalipun sudah ada beberapa pesawat komersial jenerasi baru yang telah memakai bahan carbon fiber, itupun hanya terbatas dalam pengunaan pada sistem flipper saja. Korosi sendiri merupakan suatu proses phenomena alam, tingginya laju korosi pada body pesawat banyak disebabkan oleh beberapa parameter, seperti: kecepatan pesawat menyebabkan adanya friction, altitude (ketinggian) temperatur, kandungan garam, merembetnya air dari saluran pembuangan, overload serta tingginya vibration karena putaran mesin.

Akibat dari korosi menyebabkan kurangnya kekuatan struktur daya angkut pesawat. Stress corrosion cracking adalah jenis korosi retak yang sulit dilihat oleh pandangan mata. Ini adalah jenis korosi yang sangat berbahaya bagi dunia penerbangan. Faktor utama dari korosi ini disebabkan oleh metalurgi dan tingginya temperatur dari combustion chamber.

Aluminium adalah material yang banyak sekali digunakan untuk konstruksi, mulai dari sepeda, otomotif, kapal laut hingga pesawat udara. Keunggulan material aluminium adalah berat jenisnya yang ringan dan kekuatannya yang dapat ditingkatkan sesuai dengan kebutuhan. Kekuatan aluminium biasanya ditingkatkan dengan cara paduan (alloying) dan memberi perlakuan panas (heat treatment).

Kebanyakan material aluminium ditingkatkan kekuatannya dengan suatu mekanisme penguatan bahan logam yang disebut precipitation hardening. Dalam precipitation hardening harus ada dua fasa, yaitu fasa yang jumlahnya lebih banyak disebut matriks dan fasa yang jumlahnya lebih sedikit disebut precipitate.Mekanisme penguatan ini meliputi tiga tahapan, yaitu solid solution treatment: memanaskan hingga diatas garis solvus untuk mendapatkan fasa larutan padat yang homogen, quenching: didingan dengan cepat untuk mempertahankan struktur mikro fasa padat homogen agar tidak terjadi difusi, dan aging: dipanaskan dengan temperatur tidak terlalu tinggi agar terjadi difusi fasa alpha pada jarak pendek membentuk precipitate.

Paduan aluminium kekuatan tinggi seperti Al-7075, 7050, dan 2024 yang banyak dipakai pada struktur pesawat terbang memiliki kekurangan dan keterbatasan, khususnya pada kombinasi kekuatan dan tahanan retaknya. Al-7075 memiliki tahan yang buruk terhadap

korosi jenis exfoliation dan stress-corrosion-cracking (SCC), khususnya jika mengalami perlakuan panas T6. SCC adalah retak merambat yang terjadi pada lingkungan korosif karena adanya tegangan. Pada Al-7075, tahanan terhadap SCC dapat ditingkatkan melalui overaging misalnya dengan memeberi perlakuan panas T73. Perlakuan panas T73 merupakan perlakuan panas dengan two stage aging, yaitu pada temperatur konstan 121 derajat celcius dan konstan 171 derajat celcius. Namun, pemberian perlakuan panas T73 dapat menurunkan kekuatan hingga 10-15 % dari kekuatan maksimum yang dapat dicapai melalui perlakuan panas T6.

Pada dasarnya SCC terjadi karena adanya kombinasi tegangan, metallurgical structure, dan kondisi lingkungan yg agresive. Tegangan biasanya bersifat internal yang

disebabkan perlakuan yang diterapkannya seperti bentukan dingin (cold forming) atau merupakan sisa - sisa hasil pengerjaan (residual) misalnya : pengerlingan, pengepresan dan lain – lain. Pencegahan : kurangi terjadinya tegangan, eliminasi lingkungan kritis, ganti paduan, proteksi katoda, inhibitor, dan pemberian lapisan.

Korosi retak tegang / Stress Corrosion Cracking (SCC) pada komponen luar pesawat terbang

Solusi untuk meningkatkan tahanan SCC dan tahanan retak (fracture toughness) dengan tetap mempertahankan kekuatan dari perlakuan panas adalah dengan menerapkan Retrogression dan reaging (RRA). RRA adalah suatu cara baru perlakuan panas (heat treatment) yang diterapkan pada paduan aluminium yang mengalami precipitation hardening . RRA ini dapat dilakukan pada paduan aluminium kekuatan tinggi seri 7xxx (dengan bahan paduan Al-Mg-Zn-Cu ). Melalui RRA maka akan didapatkan paduan aluminium dengan kekuatan pada perlakuan panas dan tahanan SCC sebagaimana perlakuan panas.

Retrogression and reaging (RRA) adalah suatu cara baru perlakuan panas (heat treatment) yang diterapkan pada paduan aluminium yang mengalami precipitation hardening. RRA ini dapat dilakukan pada paduan aluminium kekuatan tinggi seri 7xxx ( Al-Mg-Zn-Cu). Perlakuan panas bermasalah pada tahanan retak akibat tegangan di lingkungan korosi (stress-corosion-cracking/SCC resistance). Untuk meningkatkan tahanan SCC diperlukan perlakuan

panas. Namun, sayangnya perlakuan panas ini mengakibatkan turunnya kekuatan antara 10 hingga 15 persen. Untuk mengatasi permasalahan ini maka RRA adalah solusinya. Hasil yang diperoleh dari metode RRA adalah kombinasi antara kekuatan dan tahanan SCC yang baik tanpa mengurangi sifat kekuatan bahan yang diperoleh dari heat treatment.

Langkah-langkah retrogression and reaging (RRA) adalah sebagai berikut :

1. Solution heat treatmment pada suhu 470°C2. Quenching pada temperatur ruang. Quenching adalah system pendinginan produk baja

secara cepat dengan cara penyemprotan air pada pencelupan serta perendaman produk yang masih panas kedalam media air atau oli.

3. Artificial aging  selama 24 jam pada temperatur 120°C4. Retrogression, yaitu pemanasan singkat (sekitar 5 menit) pada temperatu tinggi (200-

280 °C)5. Re-aging seperti perlakuan panas dengan temperatur 120°C selama 24 jam.

Prosedur diatas menunjukkan bahwa material yang dihasilkan memiliki sifat kekutan tarik dan tahanan retak material sama dengan hasil perlakuan panas namun dengan tahanan stress-corrosion-cracking yang meningkat. Namun demikian, RRA tidak hanya meningkatkan kekuatan material, tetapi konduktivitas elektrik material juga meningkat seiring bertambahnya waktu retrogression. Hasil eksprerimen menunjukkan konduktivitas elektrik meningkat secara proporsional terhadap tahanan SCC ketika dilakukan aging seperti pada perlakuan panas.

RRA heat treatment saat ini dipakai dalam pengembangan beberapa paduan aluminium, antara lain adalah seri 7150 dan 7055. Kedua paduan ini memiliki banyak aplikasi pada struktur pesawat udara. Contohnya adalah struktur upper wing Boeing-777 yang dibuat dari lempengan aluminium 7055-T7751 dan ekstrusi T77511.

DAFTAR PUSTAKA

Azki. 2007. RRA:Solusi Atasi SCC. Tersedia:http://aeroblog.wordpress.com/category/material-pesawat/

Rudyparhusip. 2011. Korosi. Tersedia : http://rudyparhusip.wordpress.com/

Syahril, M. Tanpa tahun. Fenomena Serangan Korosi Galvanik penyebab Patah Nose Landing Gear Pesawat Terbang. Tangerang. Penerbit : BBPT.

TUGAS PENGENDALIAN KOROSI

KOROSI LOGAM PADA PESAWAT TERBANG & PENGENDALIANNYA

Disusun untuk Memenuhi Salah Satu Mata Kuliah Pengendalian Korosi

Disusun oleh:

Kelas : 3A - TKPB

Dosen : Drs. Agustinus Ngatin, MT

PRODI TEKNIK KIMIA PRODUKSI BERSIH

POLITEKNIK NEGERI BANDUNG

2012