Afa Indo Version [PDF]

Citation preview

i



i



Next Step Ahead for Human Resources Development



BUKU PANDUAN SISWA



APPLIED FAILURE ANALYSIS



PT Trakindo Utama Training Center Cileungsi



TRAINING CENTER CILEUNGSI Jl. Raya Narogong KM. 19 Cileungsi - Bogor 16820 Phone: +6221 8233361 Fax: +6221 8233360



ii



Trakindo Utama Training Center Service Technician Module Applied Failure Analysis



Diterbitkan oleh: Training Center Dept. PT Trakindo Utama Jl. Narogong Raya Km. 19 Cileungsi Bogor 16820 INDONESIA Maret 2009



Ucapan Terima Kasih Terimakasih kepada semua fihak untuk kontribusi yang telah diberikan untuk program ini, khususnya: • Para staf dan Instructor Training Center Dept. Trakindo Utama, Indonesia • Caterpillar Inc., USA



ii



iiii



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



DAFTAR ISI Topik



1



Pendahuluan......................................................................................... 1 Pendahuluan .......................................................................................... 1 Tujuan Training ...................................................................................... 2 Iktisar Training........................................................................................ 2 Tanggung jawab..................................................................................... 6 Indikator ................................................................................................. 9 Definisi ................................................................................................. 11 Kesimpulan............................................................................................ 14 Penutup................................................................................................. 15



Topik



2



Manajemen.......................................................................................... 17 Pendahuluan ........................................................................................ Delapan langkah Applied Failure Analysis............................................ Langkah 1 – Nyatakan masalah dengan singkat, jelas & tepat ......... Langkah 2 – Persiapan untuk pengumpulan fakta ............................ Langkah 3 – Mengumpulkan dan mencatat Fakta............................. Langkah 4 – Berpikir secara logis dengan fakta ............................... Langkah 5 – Mengidentifikasi penyebab yang paling mungkin ......... Langkah 6 – Menyampaikan kepada pihak yang bertanggungjawab Langkah 7 – Lakukan perbaikan sesuai yang disetujui ..................... Langkah 8 – Lakukan tindak lanjut .................................................... Ringkasan delapan langkah ................................................................. Kesimpulan...........................................................................................



Topik



3



17 19 20 22 25 27 29 33 37 38 38 39



Dasar-dasar Metalurgi........................................................................ 41 Pendahuluan ........................................................................................ 41 Metalurgi .............................................................................................. 41 Pengolahan Metal ................................................................................ 42 Struktur Metal ....................................................................................... 45 Metode Pembentukan Metal.................................................................. 47 Casting............................................................................................... 48 Rolling ................................................................................................ 49 Forging............................................................................................... 50 Perlakuan panas ................................................................................... 51 Austenitizing....................................................................................... 51 Quenching.......................................................................................... 53 Tempering .......................................................................................... 54 Case Hardening ................................................................................. 54 Cacat Material dan Proses .................................................................... 55 Inclusion............................................................................................. 56 Casting shrinkage .............................................................................. 57 Handling crack ................................................................................... 57 Pipe defect ......................................................................................... 58 Hydrogen flake ................................................................................... 58 Forging burn....................................................................................... 59 Forging lap ......................................................................................... 59 Quench crack ..................................................................................... 60 Straightening crack............................................................................. 60 Pengujian Tidak Merusak ...................................................................... 61 Kesimpulan............................................................................................ 62



PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



Topik



4



Prinsip-prinsip Aus ............................................................................ 67 Pendahuluan ........................................................................................ 67 Abrasive Wear....................................................................................... 71 Adhesive Wear ...................................................................................... 73 Erosion .................................................................................................. 75 Cavitation Erosion ................................................................................. 76 Contact Stress Fatigue .......................................................................... 78 Corrosion............................................................................................... 81 Fretting Corrosion.................................................................................. 85 Kesimpulan............................................................................................ 89



Topik



5



Prinsip-prinsip Patahan ..................................................................... 91 Pendahuluan ........................................................................................ 91 Sifat-sifat fisik Produk ............................................................................ 92 Kekuatan metal ..................................................................................... 92 Terminologi Dasar ................................................................................. 94 Stress Raiser......................................................................................... 95 Beban.................................................................................................... 96 Karakteristik-karakteristik patahan......................................................... 97 Patahan Brittle.................................................................................... 98 Patahan Ductile................................................................................ 101 Patahan Fatigue............................................................................... 104 Rangkuman ......................................................................................... 110 Praktek analisa.................................................................................... 111



Topik



6



Pengamatan Visual........................................................................... 115 Pendahuluan ....................................................................................... 115 Fakta-fakta pendukung........................................................................ 117 Komponen-komponen yang berhubungan dengan kegagalan ............ 117 Dapatkan komponen yang berhubungan dengan kegagalan ........... 118 Mengenali komponen yang berhubungan dengan kegagalan .......... 119 Lindungi komponen yang berhubungan dengan kegagalan ............. 120 Bersihkan komponen dengan benar .................................................... 121 Identifikasi fakta................................................................................... 123 Gunakan pencahayaan yang baik .................................................... 123 Lihat tanpa menggunakan alat bantu ............................................... 124 Periksa seluruh permukaan.............................................................. 126 Gunakan pembesaran...................................................................... 130 Mengenali dan mencatat fakta-fakta ................................................ 132 Lindungi Komponen untuk Disimpan ................................................... 132 Latihan analisa visual .......................................................................... 133 Kesimpulan.......................................................................................... 137



PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



Revisi Tidak ada revisi



Assessment Modul ini merupakan modul underpinning knowledge dan praktek. Learning Outcome harus dinilai dengan menggunakan penilaian formatif dan summatif. Bukti tercapainya learning outcome ini dalam hal pengetahuan, diperoleh dari penilaian lisan dan tertulis. Assessment tertulis dilakukan secara close book dan harus tercapai standar minimum 80%. Perolehan kinerja siswa pada dalam hal praktek, diperoleh dari penilaian secara hand-on yang dicapai dengan kegiatan praktek yang disesuaikan dengan pedoman penilaian. Kegiatan praktek dapat digunakan sebagai kegiatan pembelajaran atau sebagai assessment praktek. Jika kegiatan praktek digunakan sebagai assessment praktek, siswa harus bekerja sendiri dan dianggap kompeten di semua aspek. Metode assessment harus konsisten dan akurat terhadap performa siswa bersamaan dengan penerapan underpinning knowledge. Assessment harus dilakukan secara langsung pada saat siswa melakukan tugas, dengan menanyakan hal yang berkaitan dengan underpinning knowledge. Assessor harus berstatus sebagai workplace assessor.



PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



TOPIK 1 PENDAHULUAN



Gambar 1



Pendahuluan Modul ini akan membahas cara mengelola failure analysis process, membedakan antara penyebab dan akibat, menitikberatkan pada fakta-fakta, menganalisa berdasarkan faktafakta, dan mengomunikasikan temuan-temuan tersebut dengan pihak-pihak yang terkait.



Gambar 2



Analisa Kegagalan Menganalisa kegagalan merupakan suatu tantangan dan menyenangkan apabila analis dapat menemukan penyebab suatu masalah yang tidak diharapkan sehingga bisa memberikan rekomendasi tindakan perbaikan yang tepat.



1 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



Gambar 3



Selain itu Analisa Kerusakan juga menjadi tantangan tapi tidak menyenangkan apabila seorang analis tidak dapat menemukan penyebab suatu masalah dan harus menghadapi pelanggan yang tidak puas dengan penjelasan tentang akibat dan penyebab permasalahan tersebut. Pelanggan juga akan merasa tidak senang bila dibebani biaya perbaikan, tapi tidak mengerti mengapa kerusakan adalah tanggung jawabnya.



Gambar 4



Tujuan Training Tujuan training failure analysis ini adalah membantu memperkuat kemampuan siswa menganalisa kerusakan dan memperbaiki serta meningkatkan komunikasi yang efektif dengan pelanggan.



Gambar 5



Iktisar Training Selama training ini akan dibahas topik-topik berikut: • Pendahuluan tentang Analisa kegagalan • Manajemen Analisa kegagalan 2 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1 • • • • •



Metalurgi Prinsip-prinsip “patah dan retak “ Prinsip-prinsip keausan Pemeriksaan visual Aplikasi prinsip-prinsip dasar analisa kegagalan pada komponen – komponen (Engine).



Gambar 6



Bahasan utama training ini adalah mengenai manajemen, metalurgi, aus, retak/patah yang dapat diaplikasikan pada semua produk dan komponen industri di dunia.



Gambar 7



Training ini akan menekankan pada cara berpikir yang tertata dan berurutan sebelum memulai suatu analisa.



Gambar 8 Analisa Selama Bekerja



Training ini juga menekankan pada pekerjaan yang tertata dan berurutan selama proses analisa untuk membantu analis berpikir dengan baik berdasarkan urutan proses yang benar.



3 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



Gambar 9



Slide yang menampilkan kerja tim investigasi seperti gambar di atas akan sering terlihat selama training analisa kegagalan ini. Siswa akan memahami dan mampu menjelaskan kerja tim investigasi tersebut, menjelaskan arti jejak kaki yang terdapat pada gambar setelah menyelesaikan training ini.



Gambar 10



Produk–produk Caterpillar pada saat ini semakin berkembang dan sudah dipergunakan untuk berbagai bidang aplikasi.



Gambar 11



Dan digunakan oleh banyak negara-negara di dunia.



4 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



Gambar 12



Selain itu Caterpillar juga dihadapkan pada persaingan yang ketat.



Gambar 13



Pelanggan akan selalu membandingkan produk Caterpillar dengan produk kompetitor. Oleh karena itu Caterpillar dan dealer Caterpillar harus bisa menawarkan keunggulan yang dimiliki untuk memenangkan persaingan tersebut.



Gambar 14



Apabila pelanggan menilai bahwa Produk Caterpillar memberikan keunggulan (nilai) terbaik, maka Caterpillar dan dealer Caterpillar akan mampu meningkatkan penjualan produk, komponen, dan pelayanannya. Caterpillar harus mampu memenuhi harapan pelanggan supaya mereka tetap membeli produk Caterpillar.



5 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



Gambar 15



Pelanggan mengharapkan produk Caterpillar dapat dihandalkan dan berdaya guna, dan bila terjadi masalah, mereka menghendaki secepat-cepatnya diselesaikan secara profesional.



Gambar 16



Tanggung Jawab Terdapat tiga pihak yang terkait dengan keberhasilan penggunaan suatu produk: 1. Pabrik 2. Agen dan 3. Pelanggan (Pemakai) Masing-masing mempunyai tanggung jawab penting yang harus dilakukan supaya produk berdaya guna dengan baik.



Gambar 17



Pabrik mempunyai tanggung jawab terhadap Desain, Bahan material, dan Pembuatan. Pabrik bersama-sama dengan agen bertanggung jawab dalam mengenali dan memperbaiki masalah-masalah yang terjadi pada produk.



6 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



Gambar 18



Kemampuan dan perhatian pabrik harus difokuskan untuk menghasil produk yang berkualitas.



Gambar 19



Pelanggan bertanggung jawab untuk: Perawatan, pengoperasian, penggunaan dan membantu dalam mengenali masalah. Pabrik dan dealer dapat menerbitkan pedoman perawatan, penggunaan dan operasi yang sangat baik, tapi untuk mendapatkan hasil yang baik pelanggan harus menerapkan petunjuk tersebut dalam pelaksanaan pekerjaan mereka.



Gambar 20



Sering para pelanggan tidak mempunyai pedoman tentang suatu produk atau jika mereka mempunyainya, mereka tidak mengerti apa yang harus mereka lakukan. Kita dapat mencegah banyak masalah apabila setiap pelanggan memperoleh dan memahami pedoman perawatan dan pengoperasian. Pemahaman terhadap pedoman perawatan dan pengoperasian ini akan membantu pelanggan mengenali adanya tanda-tanda masalah, menyampaikan permasalahan tersebut kepada dealer dan melakukan tindakan pencegahan sebelum terjadi kerusakan.



7 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



Gambar 21



Agen mempunyai tanggung jawab menjual dan melayani. Tanggung jawab menjual termasuk menjamin bahwa setiap pelanggan mempunyai pedoman-pedoman yang tepat dan pelanggan mengerti aplikasi produk, instalasi dan perawatan yang diperlukan. Tanggung jawab melayani termasuk melakukan analisa masalah yang terjadi dengan cepat dan mengidentifikasi masalah serta melakukan tindakan perbaikan.



Gambar 22



Kemampuan mengidentifikasi masalah biasanya memerlukan pengetahuan yang baik terhadap produk pelanggan, fasilitas-fasilitas, praktek pengoperasian dan perawatan yang dilakukan pelanggan.



Gambar 23



Meluangkan waktu untuk berdiskusi dengan pelanggan juga membantu dealer mengatasi kesalahpahaman tentang pengoperasian yang benar atau pekerjaan perawatan yang dapat menimbulkan masalah produk.



8 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



Gambar 24



Indikator Manusia akan memperlihatkan tanda-tanda fisik apabila mengalami masalah kesehatan.



Gambar 25



Produk juga mempunyai indikator-indikator yang dapat memberikan kita petunjuk jika ada masalah mengenai cara operasi atau masalah perawatan.



Gambar 26



Seorang pasien mengharapkan dokter dapat mengenali masalah atau penyakit dengan mengamati tanda-tanda yang ada pada tubuh.



9 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



Gambar 27



Mengenali Produk Pelanggan-pelanggan juga mengharapkan dealer melakukan observasi terhadap tanda-tanda yang ditunjukkan produk mereka dan mengenali dengan tepat apa yang salah.



Gambar 28



Interview Pasien mengharapkan adanya inteview (tanya jawab) dengan dokter setelah pemeriksaan dilakukan .



Gambar 29



Demikian juga halnya dengan pelanggan. Mereka mengharapkan ada interview (tanya jawab) untuk mendiskusikan hasil-hasil pemeriksaan produk mereka, perawatan dan pengoperasian. Dengan demikian teknisi dari dealer akan mendapatkan lebih banyak analisa kegagalan dan dapat membaca tanda-tanda yang diperlihatkan dengan lebih akurat, sedangkan pelanggan akan mampu memahami permasalahan yang terjadi dan dapat mencegah terjadinya kerusakan. 10 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



Gambar 30



Salah satu tujuan utama dilakukan analisa adalah seorang teknisi bisa melakukan observasi yang baik terhadap tanda-tanda pada produk dan lingkungan sehingga dapat menemukan masalah dengan cepat dan melakukan perbaikan sebelum terjadi kerusakan. Selain itu apabila suatu kegagalan sudah terjadi maka seorang teknisi harus mampu memperlihatkan analisa kegagalan yang berkualitas sehingga pelanggan puas.



Gambar 31



Bila kerusakan-kerusakan terjadi, tantangan bagi seorang analis adalah menentukan penyebab yang sebenarnya dan melakukan tindakan perbaikan yang paling baik.



Gambar 32 Defenisi



Definisi Failure Analysis didefinisikan sebagai : “Penelitian yang mendalam terhadap fakta-fakta yang ditunjukkan produk dan lingkungannya yang menuntun kita menemukan root cause (akar penyebab) dari masalah- masalah yang timbul pada produk.”



11 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



Gambar 33



Fakta-fakta untuk analisa kerusakan dapat diambil dari tiga sumber utama: 1. Daerah kerja machine/unit pelanggan 2. Produk atau bagian yang rusak 3. Penelitian laboratorium metalurgi Kebanyakan masalah dapat diselesaikan dengan mempergunakan sebanyak mungkin datadata dari sumber 1 dan 2. Kadang-kadang dibutuhkan fakta-fakta yang bersifat mikrostruktur dari sumber 3 (Penelitian Laboratorium Metalurgi) untuk mengidentifikasi root cause.



Gambar 34



Masalah Utama Root Cause (penyebab) adalah suatu “kondisi tertentu yang menjadi awal timbulnya masalah”. Terminologi root cause ini akan sering dijumpai pada traning ini. Training ini juga membahas teknik mengidentifikasi kerusakan yang menjadi root cause dan kerusakan yang merupakan akibat.



Gambar 35



Pada training ini juga akan dibahas tanggung jawab jawab/aturan tiap-tiap anggota failure analis yang terlibat dalam mengidentifikasi root cause dan melakukan tindakan perbaikan. Anggota “Team” terdiri dari pelanggan, dealer dan pabrik. Semua anggota ini memegang peran penting dalam analisa kegagalan, tapi hasil paling baik yang diperoleh adalah bila 12 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



dealer memikul tanggung jawab keseluruhan penyelesaian masalah dan mengatur investigasi analisa kerusakan.



Gambar 36



Setelah mengetahui root cause (penyebab suatu masalah), root cause tersebut harus dikomunikasikan dengan seluruh anggota terutama dengan bagian yang bertanggung jawab terhadap kerusakan. Tiap-tiap tim membutuhkan pemahaman tentang penyebab dan akibat suatu masalah, karena itu komunikasi yang baik akan membantu membuat pemahaman ini.



Gambar 37



Delapan Langkah Penerapan Analisa Kegagalan Penerapan Analisa Kegagalan dapat disusun menjadi delapan tahapan untuk membantu seorang analis melakukan analisa masalah dengan baik. Apabila langkah-langkah ini tidak diikuti atau melakukannya dengan tidak berurutan dapat menimbulkan kesalahan dalam mengidentifikasi root cause, tindakan perbaikan yang tidak tepat, mengakibatkan downtime yang tinggi dan kekecewaan pelanggan. Kedelapan langkah tersebut adalah: 1. Pastikan masalah tersebut dengan singkat dan jelas 2. Menyusun semua fakta yang diperoleh 3. Catat dan periksa fakta-fakta tersebut 4. Berpikir secara logis dengan fakta tersebut 5. Identifikasi/tentukan root cause yang paling mendekati timbulnya masalah tersebut 6. Komunikasikan dengan bagian yang bertanggung jawab terhadap kegagalan tersebut 7. Lakukan perbaikan sesuai dengan arahan bagian yang paham dan bertanggung jawab terhadap masalah tersebut 8. Bicarakan dengan pelanggan dan lakukan pemantauan Kedelapan langkah ini akan dibahas lebih jauh dalam topik manajemen pada training ini.



13 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



Gambar 38



Kesimpulan Analisa kegagalan yang profesional membutuhkan kerja keras, komitmen dan usaha sungguh-sungguh semua team yang terlibat. Pihak dealer harus mempunyai komitmen penuh untuk menemukan root cause (penyebab) suatu kegagalan dan memastikan teknisinya terlatih dan memperoleh training yang benar dan mempunyai kesempatan yang cukup untuk melakukan analisa kegagalan dengan baik.



Gambar 39



Pada setiap masalah baru kita perlu menanyakan diri sendiri. Bagaimana caranya kita dapat menggunakan kesempatan ini dengan baik untuk melayani pelanggan dan membangun kepercayaannya kepada kita?.



Gambar 40



Dealer dapat memberi kepuasan kepada pelanggan dan meningkatkan penjualan produk, komponen dan pelayanan yaitu dengan melakukan perencanaan yang baik untuk mendukung produk pelanggan, menemukan penyebab kegagalan apabila terjadi kerusakan dan membangun nilai-nilai yang baik dengan pelanggan.



14 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



Gambar 41



Penutup Kita baru saja membahas bagian dasar dari pelajaran Analisa Kerusakan ini dan nilainya dalam mendukung produk. Hal ini akan membantu menganalisa kerusakan-kerusakan dan memuaskan para pelanggan.



15 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



16 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



TOPIK 2 MANAJEMEN



Gambar 1



Pendahuluan Menggunakan manajemen analisa kegagalan yang baik dapat membantu mencari akar penyebab dari kegagalan lebih cepat, karena berpikir dalam tata aturan merupakan pendahuluan sebelum dapat bekerja dalam tatanan yang teratur, Untuk melakukan failure analysis yang baik proses pendahuluan dan analisa diperlukan



Gambar 2



Modul ini mendiskusikan delapan langkah applied failure analysis, orang-orang yang terlibat, dan tanggung jawab pekerjaan mereka. Pendekatan yang teratur seperti delapan langkah akan menolong analis melakukan hal yang benar pada waktu yang tepat. Team failure analysis terdiri dari perwakilan pelanggan, dealer dan pabrik, dan tiap orang mempunyai peran penting dalam proses failure analysis. Failure analysis akan sukses dan berhasil ketika tiap anggota team memenuhi tanggung jawab pekerjaan mereka.



17 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



Gambar 3



Failure Analysis didefinisikan sebagai : “Penelitian yang mendalam terhadap fakta-fakta yang ditunjukkan produk dan lingkungannya yang menuntun kita menemukan root cause (akar penyebab) dari masalah-masalah yang timbul pada produk.” Fakta dan akar penyebab ditekankan karena fakta adalah kunci untuk menemukan akar masalah.



Gambar 4



Ketika kegagalan terjadi, kerusakan dapat diperbaiki dan machine kembali bekerja, atau akar penyebab dapat ditemukan sebelum diperbaiki. Analis harus membiasakan diri menanyakan pertanyaan “apakah ini akar penyebab atau akibat ?”, adalah hari yang buruk ketika pelanggan mengalami kerusakan/kegagalan pada produk mereka, tetapi akan menjadi hari yang bertambah buruk jika kegagalan terulang.



Gambar 5



Terdapat fakta dalam semua kegagalan yang memberi tahu seorang analis tentang akar penyebab atau akibat. Fakta-fakta ini yang disebut juga “road sign” karena fakta-fakta ini sering memberi tahu bukan saja komponen rusak adalah akibat, tetapi juga menolong analis menemukan penyebab. Apabila penelitian mengikuti akibat akan mengarahkan pada kesimpulan yang salah, kesalahan, dan ketidakpuasan pelanggan, sementara mengidentifikasikan akar penyebab mengarahkan pada kesimpulan yang akurat, pemecahan masalah dan kepuasan pelanggan. Jadi dalam failure analysis pekerjaan analis harus 18 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



mengevaluasi secara konstan road sign yang memastikan dia tetap mengarah pada akar penyebab.



Gambar 6



Failure analysis paling baik dilakukan secepatnya setelah masalah diketahui dan saat fakta masih baru. Itu harus dilakukan pada atau di dekat tempat bekerja, dan harus diatur oleh pemimpin failure analis lokal. Pelanggan, dealer dan perwakilan pabrik harus mengumpulkan fakta dan membantu pemimpin failure analisys ketika dibutuhkan



Gambar 7



Pemimpin failure analysis harus mengikuti logika, pendekatan berdasarkan fakta seperti delapan langkah failure analisys. Lima langkah dari proses dimulai dengan keluhan produk dan diakhiri dengan mengidentifikasi akar penyebab. Tiga langkah akhir mencakup komunikasi dan pelaksanaan perbaikan semestinya. Tiap langkah membantu analis untuk mencapai langkah-langkah berikutnya. Tiap langkah harus diselesaikan untuk melakukan kerja failure analisys yang baik.



19 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



Gambar 8



Langkah pertama—Nyatakan masalah dengan singkat, jelas dan tepat Langkah 1 adalah menyatakan masalah secara jelas dan tegas. Failure analisys diperlukan ketika komponen mengalami perubahan bentuk, aus atau patah, bukan ketika masalah dapat diselesaikan dengan adjustment atau operasi yang benar. Analis harus mendapatkan dasar latar belakang informasi produk dan menentukan apakah failure analisys diperlukan. Dalam langkah ini sesuatu yang salah adalah membuat batasan yang salah. Pernyataan tentang suatu masalah mesti menggambarkan sesuatu yang tidak baik, sesuatu yang mengalami perubahan bentuk, aus, atau patah. Analis jangan membuat batasan/pagar terlalu luas dan memasukkan sesuatu yang masih baik, juga jangan membuat batasan/pagar terlalu kecil dan mengabaikan sesuatu yang tidak baik.



Gambar 9



Jika failure analisys diperlukan, analis harus memulai proses failure analisys dengan menulis pernyataan masalah. Pernyataan masalah harus mencakup : 1. Keluhannya 2. Area spesifik atau komponen yang tidak baik



Gambar 10



Keluhan terjadi ketika orang berpikir mereka melihat, mendengar atau mencium sesuatu yang salah. Keluhan harus diselidiki sampai teridentifikasi apa yang salah. Keluhan mungkin asap 20 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



hitam, kurang tenaga, getaran, temperatur operasi panas, respon hidrolik terlalu lambat, engine tidak mau start, suara yang tidak normal, atau bau, dll. Juga harus dicatat, model machine dan serial number, waktu service, kondisi operasional, dan fakta tentang perbaikan sebelumnya atau kendala sebelumnya.



Gambar 11



Komponen atau area spesifik produk yang tidak bekerja semestinya harus juga diidentifikasi. Pencatatan yang teliti dapat menolong mengidentifikasikan sesuatu yang tidak baik. Sebagai contoh seorang analis harus mengikuti alur kebocoran sampai pada sumbernya. Dia harus terus menyelidiki dan melakukan investigasi sampai komponen atau area spesifik yang bocor teridentifikasi.



Gambar 12



Pernyataan mengenai masalah harus mencakup keluhan dan area spesifik produk yang tidak baik. Contohnya pernyataan mengenai masalah pada D8, “track kiri pada D8 tractor terseret dan tersendat (scraping and jerking)”, pernyataan ini memiliki kedua keluhan (terseret dan tersendat) dan area spesifik produk (track kiri).



Gambar 13



Langkah 1 ini penting karena pernyataan masalah yang baik jelas mendefinisikan apa yang tidak baik, fokus untuk langkah 2, dan membantu mencegah terjadinya kesalahan dan perbaikan tidak perlu. Sebagai contoh, seorang petani menggunakan traktor miliknya untuk panen raya dan menemukan traktornya mengalami low power, mengeluarkan asap hitam, dan turbocharger tidak berputar seperti keadaan normal. Dia menyimpulkan bahwa dia memiliki turbo yang jelek, dia beli turbo baru, dipasang, namun dia masih menghadapi masalah yang sama. Penyelidikan lebih lanjut mengungkapkan bahwa burung telah membuat 21 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



sarang dalam pipa inletnya selama musim dingin, menciptakan tahanan udara masuk. Perbaikan yang tidak perlu dibuat dan jam kerja telah hilang karena pernyataan masalah yang baik tidak dibuat. Petani membuat “pagar/batasan” terlalu kecil yaitu mengganti turbo yang tidak “baik” dan mengabaikan pipa udara masuk yang tidak baik.



Gambar 14



Langkah 2 – Persiapan untuk pengumpulan fakta Langkah 2 adalah menyusun semua rencana untuk mengumpulkan fakta, atau merencanakan tindakan selanjutnya. Analis harus mengulas pernyataan tentang masalah dan berpikir tentang area yang dapat mengarah pada kegagalan. Dia harus menuliskan area penting untuk mendapatkan lebih banyak fakta dan mencatat literatur yang diperlukan, peralatan, fasilitas, perlengkapan, orang, pengaturan waktu dan tindakan pencegahan yang diperlukan saat mengumpulkan fakta-fakta. Seperti halnya ketika membangun rumah, perencanaan diperlukan sebelum memulai konstruksi. Keselamatan untuk orang dan peralatan juga harus dipertimbangkan dalam langkah ini.



Gambar 15



Selama bekerja pada Langkah 2 terdapat kemungkinan timbulnya dugaan-dugaan atau gagasan yang timbul ketika informasi diperoleh. Sebagai contoh pelanggan mengeluh bahwa engine mengeluarkan suara knocking dan berhenti bergerak, analis mungkin saja menduga bahwa level oli yang rendah menyebabkan pelumasan yang tidak cukup. Namun pada faktafakta selanjutnya dia menemukan bahwa oil pump tidak bekerja dan aliran oli terhenti. Menggunakan dugaan-dugaan sangat berbahaya karena dapat menimbulkan kesimpulan yang salah.



22 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



Gambar 16



Ketika membuat rencana pengumpulan fakta, analis harus mengingat bahwa kejadian terjadi dalam suatu rentang waktu, dan kegagalan dapat terjadi beberapa minggu atau beberapa bulan setelah akar penyebab terjadi. Sebagai contoh, masalah sistem pendinginan dapat menyebabkan panas berlebih pada engine untuk jangka waktu yang pendek, merusak piston, namun tidak menyebabkan kegagalan langsung. Operator kemudian menjalankan engine dengan piston rusak pada hari-hari berikutnya atau beberapa minggu sebelum kegagalan piston terjadi. Saat kegagalan terus berkembang kinerja mungkin masih “bagus”. Hanya setelah kegagalan terjadi kinerjanya “jelek”. Jika tidak ada fakta akar penyebab ditemukan sesaat sebelum terjadinya kegagalan, analis harus memulai mengumpulkan fakta-fakta pada kejadian sebelumnya.



Gambar 17



Sebelum memulai pengumpulan fakta, berikut ulasan mengenai kemungkinan tipe informasi yang tersedia : 1. Salah – selalu salah 2. Asumsi – kadang salah 3. Opini – kadang salah – perlu dievaluasi kredibilitasnya 4. Perasaan – dapat membimbing pada pernyataan yang berlebihan dan eror 5. Fakta – merupakan detail-detail sebenarnya yang diperlukan Pertanyaan kuantitatif dan kualitatif membantu memastikan fakta-fakta yang sedang dikumpulkan. Sebagai contoh, pertanyaan sederhana “apakah ada oli dalam crankcase?” tidak akan mendukung informasi dibanding menanyakan “berapa banyak oli?”, dan “bagaimana kondisi oli?”. Informasi yang tidak akurat atau salah akan menyebabkan semua informasi yang digunakan akan menjadi salah juga. Hanya fakta saja yang dapat diterima.



23 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



Gambar 18



Mengamati dan mendokumentasikan fakta lebih mudah jika analis melakukan persiapan yang matang. Hal-hal penting seperti kertas dan bullpen, kamera dan film, lampu tambahan, senter, baterai, kaca pembesar, alat pemotong filter, pick, alat untuk menandai (white marker) dan magnet membuat identifikasi dan dokumentasi lebih mudah. Peralatan lain, seperti streo zoom binocular mikroskop, lensa close up camera, digital camera, dan video camera juga sangat berguna dalam mengamati dan mendokumentasi fakta-fakta pada komponen yang rusak.



Gambar 19



Peralatan minimum yang harus dimiliki ketika mengumpulkan fakta adalah kamera, kaca pembesar, kertas, pena, dan pick. Fakta harus didokumentasikan dalam satu kesatuan pembukuan untuk menghindari hilangnya informasi atau salah menaruh informasi.



Gambar 20



Langkah 2 penting karena hal itu menolong analis merencanakan dan menyiapkan pemikiran, peralatan dan orang yang diperlukan untuk menyusun rencana analisa kegagalan. Kegiatan ini seperti menyusun rencana memancing maka harus dipikirkan mengenai perjalanannya, kemah, pancing dan keperluan-keperluan yang dibutuhkan selama memancing.



24 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



Gambar 21



Langkah 3 – Mengumpulkan dan mencatat fakta Langkah 3 adalah mengamati dan mendokumentasikan fakta-fakta. Analis harus mengikuti rencana dalam langkah 2 dan mengumpulkan sebanyak mungkin fakta. Terkadang fakta perlu untuk di perbesar sebelum dikenali dan dicatat. Analis harus menggunakan kaca pembesar dan menggunakannya secara berkala. Dia harus mendokumentasikan fakta dengan menuliskan fakta tersebut dan mengambil gambar, tidak mengandalkan ingatan. Juga, mendokumentasikan gambar fakta yang tidak tercatat sehingga memungkinkan untuk tetap mendapatkan fakta-fakta lain walaupun setelah komponennya tidak ada.



Gambar 22



Fakta apa yang terlihat, terdengar, terasa, atau tercium, dll. Sumber fakta termasuk : 1. Job site 2. Komponen rusak 3. Lab metalurgi Service report dan dokumentasi perawatan harus diulas dan fakta dapat diperoleh dari dokumen tersebut. Analis harus sabar dan menggunakan waktu yang diperlukan untuk mengamati dan mendokumentasikan fakta sebanyak mungkin. Karena dari fakta ini akan menghasilkan kejadian dalam urutan waktu. Pada masalah yang sulit, fakta dapat diambil secara personal untuk menghindari kesalahan komunikasi. Walaupun pihak lain juga akan mengambil fakta tersebut yang paling penting adalah memahami prinsip-prinsip dasar dalam mengumpulkan fakta. Dan memastikan bahwa fakta tersebut tercatat.



25 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



Gambar 23



Job site memiliki fakta operasional yang sering membimbing pada akar penyebab kegagalan. Operator dapat menyampaikan fakta yang bersifat kualitas dan kuantitas tentang aplikasi, operasi dan perawatan. Fakta ini mungkin saja mengenai kesalahan operasional, beban kejut, kelebihan panas (overheating), bunyi yang bising, prosedur perawatan, dll.



Gambar 24



Analis harus juga memeriksa kerusakan komponen dan menggunakan prinsip pengamatan visual, metallurgy, wear (aus) dan fracture (patahan) untuk mengidentifikasi fakta. Dia harus selalu bertanya “apa yang aku lihat ?” dan menuliskan apa yang terlihat. Sebagai contoh, dia harus menuliskan bahwa bearing ini hitam dan memperlihatkan kelebihan metal yang terdorong (extruded metal) ke bagian pinggir. Analis harus melihat tiap komponen dan mendokumentasi seluruh fakta sebelum berpindah pada komponen berikut.



Gambar 25



Lab metalurgi dapat memberikan fakta mikro tentang kualitas metal, heat treatment, tampilan asli patahan, dll. Tetapi laporannya mungkin sulit untuk dimengerti dan bimbingan mungkin diperlukan untuk memahami temuan metalurgi.



26 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



Gambar 26



Langkah 3 penting karena itu mengumpulkan fakta yang membangun analisa kegagalan yang baik. Analis harus mendapatkan fakta sebanyak mungkin sebelum meneruskan pada langkah 4.



Gambar 27



Langkah 4 adalah berpikir logis dengan fakta-fakta. Menaruh fakta bersamaan adalah sama seperti menyusun potongan teka-teki pada puzzle – hal tersebut membantu untuk melihat gambaran lebih besar. Dalam failure analisys seorang analis jarang memiliki seluruh fakta karena beberapa fakta biasanya hilang atau hancur saat terjadi kerusakan dan pada saat perbaikan.



Gambar 28



Ketika semua fakta terkumpul, analis harus melihat tiap fakta dan bertanya “apa arti dari fakta ini ?” apakah sesuatu terjadi sebelumnya terjadinya fakta ini. Ini merupakan kejadiankejadian. Terkadang beberapa fakta akan membantu mengidentifikasi kejadian yang sama. Kejadian adalah dinamis, tindakan bergerak yang terjadi lebih dahulu. Kejadian menghasilkan sesuatu seperti suara, asap, dan menghasilkan panas. Kejadian mempunyai benda dan kerja. Analis harus membuat urutan kejadian dari fakta yang terkumpul.



27 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



Gambar 29



Saat kejadian teridentifikasi, analis harus menulis satu persatu dalam selembar kertas. Kertas tersebut dapat di pindah-pindahkan menjadi urutan waktu tanpa harus menghapus dan menulis ulang kejadian.



Gambar 30



Analis sekarang dapat menaruh kejadian dalam urutan waktu untuk menolong memahami tahapan-tahapan kejadian kegagalan. Dia harus memulai dengan menggambar garis vertikal atau horizontal, dan menuliskan kondisi “baru” atau “bagus” pada salah satu sisi dan “gagal” atau “rusak” pada ujung sisi lainnya. Ini akan menjadi “garis urutan waktu” untuk kegagalan.



Gambar 31



Analis harus memulai menempatkan kejadian pada garis urutan waktu dan mengambil potongan kejadian manapun dan menaruhnya dalam bagian tengah dari garis waktu. Lalu mengambil kejadian kedua dan menempatkannya sebelum atau setelah kejadian pertama yang sudah ditempatkan sebelumnya pada garis urutan waktu. Sebagai contoh, jika kejadian “mata lebam” ada pada garis waktu, maka kejadian “adanya pukulan pada mata” akan lebih 28 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



dulu karena mata menjadi hitam/lebam karena telah dipukul. Analis harus tetap mengulang proses ini sampai semua kejadian ada pada garis urutan waktu. Dia kemudian harus mengurutkan ulang kejadian sampai tiap kejadian mengarah pada sesuatu yang menyebabkan kejadian berikutnya. Jika beberapa kejadian sulit untuk ditempatkan pada garis urutan waktu, pertanyaan “berapa lama kejadian ini terjadi?” dapat menolong mengurut kejadian dengan tepat.



Gambar 32



Langkah 4 – Berpikir secara logis dengan fakta Langkah 4 penting karena berpikir logis dengan fakta yaitu mengidentifikasi fakta kejadian yang terpasang berurutan dalam urutan waktu. Pada bagian akhir dari langkah 4 analis harus memiliki urutan logis kejadian yang terpasang pada garis urutan waktu untuk mempermudah melihat dan memahami apa yang terjadi dan kapan terjadinya.



Gambar 33



Langkah 5 – Mengidentifikasi penyebab yang paling mungkin Langkah 5 untuk mengidentifikasi akar penyebab paling mungkin. Kata “paling mungkin” digunakan karena beberapa fakta biasanya hilang dan kejadian pada garis urutan waktu adalah interpretasi seseorang tentang arti fakta tersebut. Jika lebih banyak fakta diperoleh, kejadian dalam garis urutan waktu mungkin berubah. Jadi lebih cocok untuk mengatakan “inilah akar penyebab yang paling mungkin”.



Gambar 34



Akar penyebab ada tiga bagian: 1. Apa yang terjadi 2. Bagaimana itu terjadi 29 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



3. Siapa yang melakukannya



Gambar 35



Analis harus memulai dengan melihat kejadian dalam garis urutan waktu yang dikumpulkan dalam langkah 4. Kejadian itu sering kali “Apa” yang terjadi dalam urutan waktu. Terkadang kejadian tidak menjawab “bagaimana?” atau “siapa”, dan analis harus mencari lebih jauh.



Gambar 36



Analis harus melihat kejadian yang ada di urutan pertama pada garis urutan waktu dan menentukan apakah kejadian tersebut adalah bagian dari akar penyebab atau merupakan akibat.



Gambar 37



Jika itu adalah akar penyebab, kejadian juga harus menjawab pertanyaan “bagaimana” dan “siapa”. Jika pertanyaan ini tidak terjawab, analis harus mencari lebih jauh.



30 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



Gambar 38



Jika kejadian pertama adalah akibat, analis harus berpikir mengenai kemungkinan penyebab kejadian yang mungkin saja terjadi sebelumnya. Misalnya apabila abrasive wear merupakan kejadian pertama, maka dia harus mencatat semua kemungkinan awal yang menyebabkan kotoran masuk ke dalam sistem dan mencari fakta pada area tersebut.



Gambar 39



Jika tidak ada fakta ditemukan untuk mendukung kemungkinan penyebab kejadian, analis harus meghilangkannya dari catatan/urutan. Jika fakta ditemukan, dia harus tetap pada jejak fakta sampai kejadian baru teridentifikasi. Kejadian baru sekarang adalah kejadian pertama pada garis urutan waktu. Jika kejadian baru ini juga merupakan akibat, ulangi proses ini sampai kejadian tidak normal teridentifikasi. Proses ini harus melengkapi identifikasi akar penyebab.



Gambar 40



Jika tidak ada dari kejadian tersebut cocok dengan fakta dan kejadian pada garis urutan waktu, akar penyebab kejadian yang benar mungkin belum terdapat dalam urutan, pernyataan masalah mungkin salah, atau informasi jelek dan tidak benar diperoleh. Di sini analis harus mengecek ulang daftar akar penyebab, pernyataan masalah, dan fakta-fakta. 31 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



Karena setiap orang melihat sesuatu dengan cara yang berbeda, akan menolong apabila analis berkonsultasi dengan anggota team failure analisys lainnya dan memperoleh masukan mereka tentang kejadian, garis urutan waktu dan kemungkinan akar penyebab. Mereka mungkin telah melihat dengan gambaran yang berbeda dan mungkin memiliki beberapa kemungkinan penyebab baru untuk diperiksa. Dengan mengikuti prosedur ini analis harus mampu menempatkan kejadian pada garis urutan waktu sampai akar penyebab ditemukan.



Gambar 41



Setelah mengidentifikasikan akar penyebab, pernyataan akar penyebab dapat ditulis. Pernyataan akar penyebab secara sederhana harus mengandung apa yang terjadi, bagaimana terjadinya, dan siapa yang melakukannya.



Gambar 42



Setelah sampai pada akar penyebab yang paling mungkin, dan khususnya apabila hanya terdapat terlalu sedikit fakta dan kejadian, analis harus melakukan “pemeriksaan ganda” : “apakah ada kemungkinan lain dan sesuatu yang lain yang menyebabkan kejadian ini ?” analis harus menuliskan kemungkinan-kemungkinan tersebut, mengumpulkan fakta lebih banyak (termasuk baja/komponen yang mengalami kegagalan), dan mengkaji tiap kemungkinan. Ini dapat mengarahkan pada kejadian baru dan kemungkinan akar penyebab yang terlewatkan. “Pemeriksaan ganda” menolong analis melihat gambaran lebih besar. Ketika pemeriksaan ganda telah menghasilkan jawaban, analis siap untuk mengomunikasikan tentang kemungkinan akar penyebab kegagalan tersebut.



32 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



Gambar 43



Langkah 5 penting karena dengan mengidentifikasi akar penyebab memungkinkan komunikasi yang baik, perbaikan akurat, mengendalikan biaya dan meningkatkan hubungan antara pabrik, dealer dan perwakilan pelanggan.



Gambar 44



Langkah 6 – Menyampaikan kepada pihak yang bertanggung jawab Langkah 6 adalah mengomunikasikan akar penyebab pada pihak yang bertanggung jawab dan mendapatkan instruksi untuk pelaksanaan perbaikan.



Gambar 45



Dalam berkomunikasi terkadang analis akan menjadi pengirim dan terkadang akan menjadi penerima. Sebagai pengirim dia perlu untuk: 1. Memiliki “gambaran” jelas mengenai situasi masalah tersebut dalam pikirannya sendiri dan memiliki fakta pendukung yang diperlukan sebelum melakukan komunikasi, atau dengan kata lain, dia harus mempunyai kompetensi tentang masalah. (Kompetensi diperoleh melalui kemampuan berpikir dengan fakta dan mengidentifikasikan kejadian sampai dia memahami kenapa dan bagaimana masalah terjadi. Kompetensi juga membantu meningkatkan percaya diri). 2. Pertimbangkan latar belakang penerima dan dapatkan informasi mengenai pendidikan dan tingkat pengalaman dia. 3. Presentasikan pesan secara logis, teratur.



33 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



4. Kirim pesan positif “sama-sama menang” pada penerima. Dia harus memikirkan kebaikan yang lain seperti kebaikan dirinya sendiri, dan memikirkan kebaikan semua orang.



Gambar 46



Pendengar memiliki beberapa tugas pokok. Mereka harus menjadi 1. pendengar yang baik dan memperhatikan pembicara. • Mendengar dengan selektif – beritahu pengirim fakta apa yang diperlukan dan melalui masukan namun tetap menjaga supaya dia tetap sebagai subjek. • Mendengar secara aktif – menolong pengirim berkomunikasi dengan menunjukkan ketertarikan, perasaan, persetujuan, ketidaksetujuan, dll. 2. Kirim pesan positif yaitu “sama-sama menang” selama menyampaikan masukan. Biarkan pengirim tau bahwa mereka mengharapkan kebaikan untuk semua orang.



Gambar 47



Dalam komunikasi baik pengirim dan pendengar harus mengirim sebanyak mungkin pesan “sama-sama menang” melalui tiga media : • Bahasa tubuh – 58% • Nada suara – 32% • Kata-kata – 10% Tinjauan manajemen menunjukkan bahwa orang dapat menyerap pesan satu sama lain melalui bahasa tubuh (sekitar 58%), kemudian melalui nada suara (sekitar 32%) dan akhirnya melalui kata-kata (sekitar 10%). Ini menunjukkan bahwa orang lebih percaya apa yang mereka lihat dibanding apa yang mereka dengar atau baca.



34 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



Gambar 48



Hal-hal positif dapat secara fisik dilakukan untuk mengambil keuntungan penuh dari 58% bahasa tubuh : 1. Senyum ramah 2. Jabat tangan yang ramah 3. Penampilan rapi, bersih 4. Kontak mata yang baik 5. Mau melayani



Gambar 49



Hal-hal positif dapat dilakukan untuk mengambil keuntungan penuh dari nada suara : • Bersahabat • Baik • Positif • Sopan • Menunjukkan ketertarikan • Mau melayani



Gambar 50



Beberapa hal positif yang dapat dilakukan analis dengan kata-kata adalah : • Gunakan topik kalimat yang baik diikuti dengan detail spesifik • Pertimbangkan latar belakang pembaca 35 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1 • Jelaskan arti kata-kata baru • Hindari perdebatan • Mau melayani Sikap analis harus: • Positif • Antusias • Berorientasi melayani • Berorientasi “kita bisa”



Gambar 51



Setelah analis mengidentifikasikan akar penyebab yang paling mungkin dan melakukan pemeriksaan ganda, langkah selanjutnya adalah berkomunikasi dengan anggota lainnya yang terlibat dalam kegagalan. Cara yang baik untuk melakukan ini adalah menggunakan pendekatan LSCPA pada analisa masalah. • Listen (Dengar)--dapatkan sisi-sisi lain mengenai latar belakang kejadian • Share (Berbagi)—biarkan yang lain tahu bahwa anda dapat memahami ikut prihatin dengan masalah tersebut, kemudian berbagi dengan mereka mengenai fakta, kejadian dan garis urutan waktu kejadian yang anda telah siapkan. • Clarify (Perjelas) - memastikan apakah ada yang tidak jelas dan mengidentifikasi akar penyebab. Ini juga mengidentifikasi apa yang diinginkan. • Propose (Ajukan)—sarankan tindakan perbaikan yang memenuhi kebutuhan dan hentikan kegagalan yang berulang. Mengomunikasikan secara profesional mengenai fakta, kejadian dan akar penyebab biasanya akan menimbulkan pertanyaan mengenai tindakan perbaikan. • Ask (Tanyakan)—ketika tindakan perbaikan disetujui kemudian, tanyakan komitmen untuk melaksanakannya kapan akan dimulai. Menggunakan pendekatan LSCPA memungkinkan analis untuk melayani orang lain dan menolong mereka untuk maju. Ini juga membantu mengembangkan hubungan/pertemanan baru.



36 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



Gambar 52



Bagan ini menggambarkan pengembangan kemampuan dari amatir sampai profesional dalam semua bidang. Tanpa pendidikan atau pengalaman kinerja seseorang hanyalah sebagai amatir, membuat kesalahan dan melakukan kegagalan. Pendidikan dan pengalaman praktis membuat seseorang menjadi profesional. Seorang analis harus membantu pihak lain menjadi profesional ketika menghadapi masalah. Dan analis harus memastikan komitmen untuk berubah apabila mereka sudah memahami masalah tersebut dan apabila mereka seorang profesional.



Gambar 53



Langkah 7 – Lakukan perbaikan sesuai yang disetujui Langkah 7 adalah melakukan perbaikan seperti yang diarahkan oleh pihak yang bertanggung jawab. Pada titik ini , akar penyebab telah diidentifikasi, pihak yang bertanggung jawab telah dihubungi, komunikasi yang semestinya telah dilakukan untuk memastikan semua sudah mengerti permasalahan yang terjadi, dan kesepakatan telah dicapai mengenai tipe perbaikan, biaya dan siapa yang membayar. Perbaikan perlu dilakukan pada waktu dan dengan cara yang sudah ditentukan, dan sudah ada ketetapan mengenai biaya.



37 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



Gambar 54



Langkah 8 – Lakukan tindak lanjut Langkah 8 adalah menindak lanjuti dengan pelanggan setelah perbaikan untuk memastikan : 1. Bahwa akar penyebab telah diidentifikasi dan tindakan perbaikan yang tepat sudah dilakukan, dan 2. Bahwa pelanggan telah puas dengan : • Produk miliknya, dan • Dukungan produk yang diperolehnya. Tindak lanjut pertama dapat dilakukan dengan telephone, dan harus dilakukan seminggu setelah perbaikan. Tindak lanjut kedua harus dilakukan secara langsung sebulan setelah masalah telah diperbaiki.



Gambar 55



Ringkasan Delapan Langkah Ini melengkapi tinjauan dari delapan langkah applied failure analysis yang akan membantu menemukan penyebab sebenarnya dari masalah dan memuaskan pelanggan. Tanda seru digambarkan melingkari delapan langkah untuk menekankan nilai dan pentingnya tahapantahapan tersebut dalam applied failure analysis. Lima langkah awal mengidentifikasi akar penyebab dari kegagalan. Posisi bagian atas dari tanda seru digambarkan melingkari langkah ini dan penentu untuk menemukan akar masalah. Seorang analis bisa saja kembali ke tahapan awal yang terdapat dalam lingkaran tanda seru tersebut, hal ini digambarkan dengan tanda panah yang melingkar di sekeliling lima langkah awal dari delapan langkah applied failure analysis. Sedangkan pada tiga langkah akhir digambarkan kantong uang ini menunjukkan bahwa ini adalah (tahapan) biaya yang harus dikeluarkan setelah akar penyebab ditemukan. Di sini juga seorang analis menunjukkan kredibilitasnya pada pelanggan dan meningkatkan penjualan untuk jangka pendek maupun jangka panjang.



38 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



Gambar 56



Analisa kegagalan terbaik dilakukan ketika semua pihak yang terlibat bekerja dalam team mengikuti delapan langkah failure analysis. Manager service Dealer lokal adalah sebagai pemimpin team, dan mengikuti terus perkembangan failure analysis dan tindakan perbaikan. Bagan ini menunjukkan langkah-langkah yang melibatkan pihak-pihak tertentu dalam proses menganalisa kegagalan. Catatan bahwa manajer dealer lokal bertanggung jawab untuk semua langkah, dan menunjukkan bahwa ada pemimpin untuk melakukan analisa yang dibantu beberapa asisten.



Gambar 57



Modul ini menegaskan pekerjaan failure analysis, siapa yang seharusnya melakukan itu, dan bagaimana tiap bagian dapat dilaksanakan. Hal ini akan membantu analis menjadi anggota team yang lebih efektif dalam menemukan akar penyebab dari kegagalan.



39 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



40 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



TOPIK 3 DASAR-DASAR METALURGI



Gambar 1



Pendahuluan Di bagian ini kita akan membahas beberapa konsep dasar yang berhubungan dengan metalurgi dan proses pembentukan metal yang akan membiasakan kita lebih mengenal struktur fisik dari komponen. Dengan pengetahuan ini, kita dapat lebih baik mengenali kelemahan yang disebabkan oleh bahan-bahan, material dan proses. Pada modul “Principle of Fracture” (Prinsip-prinsip patahan), kita akan lihat bahwa parts rusak di tempat tertentu jika overload. Jika suatu part rusak di manapun selain tempat tersebut kita mencurigai suatu material atau proses yang cacat.



Gambar 2



Metalurgi Metalurgi dapat didefinisikan sebagai ilmu pengetahuan mengenai metal dan campuran logam yang ditujukan untuk ilmu mengenai bahan. Modul ini meliputi sebagian dari metalurgi dari pengolahan metal, pembentukan bahan dan perlakuan panas. Juga mencakup diskusi mengenai cacat material dan cacat proses yang diakibatkan oleh proses pengolahan metal, pembentukan bahan dan perlakuan panas ini. Pabrik melakukan bermacam-macam metode pengujian yang bersifat tidak merusak untuk mendeteksi cacat material dan proses. Sebagian dari NDT tes ini meliputi tes kekerasan, radiografi dan pengujian dengan ultrasonik. Prinsip yang berhubungan dengan metalurgi yang dibahas pada bagian ini telah disederhanakan untuk membantu para siswa memahami konsep umum mengenai metalurgi.



41 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



Gambar 3



Pengolahan Metal Besi cor dan baja adalah dua jenis metal paling umum digunakan dalam produk Caterpillar. Kedua-duanya diproduksi dari pengolahan biji-biji besi yang ditemukan secara alami sebagai besi oksida yang stabil namun masih bercampur dengan kotoran. Pengolahan mulai dari pemanasan bijih-bijih besi dengan coke (batubara membara) dan limestone (batu gamping brown) dalam tungku perapian yang dilapisi dengan bata tahan api. Ketika ketiga bahanbahan ini meleleh, dua hal penting terjadi: 1. Coke berkombinasi dengan oksigen melepaskan bijih besi yang dicairkan turun ke bagian bawah dari tungku. 2. Limestone (Batu Gamping) berkombinasi dengan impurities (kotoran, belerang, dll) mengapung ke atas membentuk ampas bijih. Bahan kimia ini secara fisik bereaksi menghasilkan metal kurang stabil, Metal hasil olahan ini disebut pig iron ditampung untuk selanjutnya dimurnikan ulang menjadi baja atau Cor dalam batang-batangan logam disebut Pig.



Gambar 4



Baja adalah pig iron (besi cor) yang telah lewat proses pemurnian untuk menurunkan kandungan karbon, menurunkan kadar kotoran dan menyesuaikan persentase dari unsurunsur yang lain. Saat ini, kebanyakan baja diproduksi di dalam dapur electric arc. Pig iron dimasukkan ke dalam tungku tahan api, bersamaan dengan potongan elektrode karbon kadar rendah dalam beberapa inci metal. Arus listrik di alirkan dan panas dari tahanan metal-metal mengalir dengan cepat hingga isi tungku meleleh. Pengolahan berlanjut hingga tingkatan dari karbon, kotoran, dan unsur-unsur yang lain sesuai dengan spesifikasi yang diperlukan. Karena proses ini tidak sempurna, beberapa partikel kecil dari batu bata tungku perapian dan ampas bijih, seperti halnya beberapa kotoran dari bijih-bijih masih tinggal dalam baja.



42 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



Gambar 5



Pemurnian penuh (akhir), baja dituangkan ke dalam cetakan ingot/batang logam dan dibiarkan membeku. Ketika baja mendingin beberapa gas terperangkap dan membentuk kekosongan (internal voids) dalam ingot/batang logam. Ingot/Batang Logam kemudian dipanaskan kembali diroll menjadi lembaran-lembaran, pelat, atau batangan. Pada saat diroll internal voids akan menyatu.



Gambar 6



Persentase unsur " karbon" bersama-sama dengan unsur " besi" menentukan apakah metal tersebut besi cor atau baja, dan juga menentukan sifat-sifat besi cor atau baja. Kebanyakan besi cor dimurnikan hingga berisi antara 2% dan 4% karbon membuatnya brittle (rapuh) dan sedikit ductile.



Gambar 7



Bila kandungan karbon dalam besi adalah sebanyak 0.02% sampai 2.0%, maka disebut baja. Baja secara umum adalah lebih kuat, lebih keras, lebih liat, lebih dapat dibentuk dan bersifat tahan kejutan dibanding besi cor.



43 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



Gambar 8



Baja digolongkan menurut kandungan karbonnya. Baja karbon rendah; berisi dari 0,02% sampai 0,25% karbon, sangat mudah dibentuk (liat), dan dibentuk tanpa perlakuan panas seperti Oil Pan dan fuel line. Beberapa baja karbon rendah mempunyai karbon tambahan ditambahkan ke permukaan (disebut carburizing) sehingga mereka dapat digunakan untuk bagian yang dikeraskan seperti pin untuk gears dan piston. Kita akan mendiskusikan ini secara lebih detil kemudian dalam seksi ini. Baja karbon medium berisi dari 0,25% untuk 0,50% karbon, sedikit lebih keras, bisa dilakukan perlakuan panas dan dapat digunakan untuk komponen-komponen yang ditempa seperti crankshaft dan connecting rod. Baja dengan kadar karbon yang tinggi berisi dari . 0,50% sampai 2.0% karbon, adalah keras getas (Brittle), dan digunakan untuk komponen fuel injection pump dan spring.



Gambar 9



Baja-baja ini dapat dicampur dengan unsur-unsur metal yang lain untuk meningkatkan sifat fisik seperti kekuatan tarik, keuletan dan tahan karat. Umumnya logam campuran adalah krom, nikel, vanadium, tungsten dan molibdenum. Baja yang dimodifikasi ini disebut alloy steel.



44 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



Gambar 10



Prinsip dasar metalurgi adalah bahwa struktur material menentukan sifat-sifat. Karena sifatsifat besi cor dan baja sangat berbeda maka besi cor dan baja juga berbeda dari segi struktur dan keduanya merupakan material yang sangat berbeda. Sebelum memperhatikan masingmasing secara individu, mari kita lihat struktur fisik yang umum dari metal. Semua metal terdiri atas butir-butir yang mengkristal yang terbentuk dari cairan metal yang mengeras seperti halnya kristal es. Ketika kristal bertemu satu sama lain, mereka membentuk batas lapisan butiran yang acak. Pada besi cor dan baja kita akan temukan kotoran seperti serpihan batu tahan api atau ampas bijih yang terjebak pada saat proses pengolahan. Kotoran-kotoran ini disebut inclusion dan pada umumnya cukup kecil. Inclusion jarang sekali menimbulkan masalah kecuali apabila ukurannya terlalu besar dan berada pada posisi yang tidak tepat seperti pada daerah yang menerima beban tinggi.



Gambar 11



Ilustrasi di atas memperlihatkan struktur butiran pada besi cor, terlihat bahwa batas butir menghasilkan struktur butiran-butiran yang acak. Masing-masing butiran berisi karbon dalam wujud serpihan. Karbon bebas yang mempengaruhi sifat-sifat dari besi cor seperti kegetasan, daya tahan terhadap keausan bagus, bisa diproses dengan pemesinan dan lain-lain. Kebanyakan orang menggunakan istilah “besi cor“ untuk besi cor abu-abu (gray cast iron) seperti material yang diilustrasikan pada gambar diatas. Gray cast iron digunakan pada komponen engine seperti engine head, engine block dan liner, cover dll. Tipe lain dari besi cor di hasilkan dengan mengubah bentuk dari graphite flake atau struktur butiran logam.



45 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



Gambar 12



Pada ilustrasi struktur baja di atas, kita tidak menemukan graphite flake, tetapi hanya butiran dan batas-batas butiran. Baja dengan kandungan karbon yang lebih rendah memungkinkan karbon dapat bercampur dalam butiran-butiran dan tidak ada karbon membentuk flakes. Perbedaan struktural ini menghasilkan sifat-sifat baja lebih lembut ductility, kuat dan liat. (Catatan: Inclusion telah dihilangkan dari gambar untuk kesederhanaan).



Gambar 13



Pada baja karbon rendah memperlihatkan suatu susunan yang rapi dari "unit cell" berderet dan banyak kolom seperti tumpukan batu bata. Konsep unit cell ini membantu kita untuk memahami bagaimana atom disusun di dalam struktur kristal metal. Perlu dicatat bahwa kelurusan dari deretan kolom berbeda pada setiap butir. Hal ini penting ketika memahami beban yang ditanggung logam tersebut dan memahami kegagalan baja. Perbedaan susunan row dan kolom pada butiran logam akan membantu menjelaskan bagaimana retak (crack) berkembang.



46 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



Gambar 14



Satuan sel adalah blok bangunan yang paling kecil sebuah butiran. Di dalam besi cor dan baja, sel-sel ini pada umumnya berbentuk kubus dengan atom-atom besi terletak di pusat dan di sudut (disebut struktur body center cubic) atau BCC. Atom-atom dalam satuan sel dapat disusun kembali atau ditambahkan dengan atom yang berbeda dengan memberikan perlakuan panas dan alloying (menggabungkan). Ini akan memberi sifat-sifat kimia dan fisik metal yang berbeda.



Gambar 15



Besi cor dan baja dapat dibuat menjadi bentuk-bentuk komponen menggunakan proses yang berhubungan dengan metalurgi cetakan dan pembentukan. Proses pengecoran digunakan untuk membentuk sebagian besar komponen yang digunakan Caterpillar. Sedangkan baja ada juga yang menggunakan proses pengecoran atau menggunakan salah satu proses yang menggunakan temperatur tinggi, pembentukan dengan tekanan tinggi. 1. 2. 3. 4.



Rolling, Forging, Extruding Drawing



Steel/Baja dibentuk dengan menggunakan proses ini dikenal dengan “wrought” (Penempaan). Material yang dicor dan ditempa menghasilkan dua kategori umum metal dengan sifat-sifat yang sangat berbeda.



47 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



Gambar 16



Casting Proses pengecoran terdiri dari menuangkan bubur besi ke dalam suatu cetakan yang berbentuk komponen yang diinginkan. Cetakan bisa terbuat dari pasir yang dicampur degan bahan perekat. Cetakan dilengkapi dengan vent (rongga) untuk mengeluarkan udara panas yang terjebak di dalam cetakan. Besi yang meleleh pada temperatur 1200 – 1315°C (2200 2400°F) dialirkan ke dalam cetakan, masuk ke dalam rongga-rongga dalam cetakan, sedangkan udara panas atau gas keluar melalui ventilasi dan cor-coran mulai membeku.



Gambra 17 Proses Tuangan



Di dalam coran mungkin terdapat udara yang terjebak atau slag inclusion, atau apabila desain mold tidak sesuai mengakibatkan proses pendinginan lambat, akan menyebabkan terbentuknya kerutan atau membentuk rongga penyusutan (shrinkage). Perlu dicatat bahwa struktur bahan hasil coran pada ilustrasi yang telah ditampilkan sebelumnya adalah seragam, hal ini mengindikasikan bahwa sifat dari material tersebut adalah seragam. Dengan kata lain specimen material apabila dilihat secara vertical maupun horizontal adalah sama. Ini merupakan karakter dari material coran (cast material).



48 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



Gambar 18



Rolling Rolling merupakan proses yang paling umum digunakan untuk menghasilkan bentuk baja tempa seperti lembar-lembaran, plat, dan batangan. Rolling pada umumnya di lakukan pada baja yang dipanaskan sekitar 2200F (1204C) untuk menghasilkan sifat plastis (mudah dibentuk). Material yang sudah dipanaskan diberikan tekanan tinggi dengan roller baja yang besar dan material tersebut dipaksa masuk ke dalam rongga dengan bentuk yang sudah ditentukan. Material yang sudah melewati proses rolling ini selanjutnya dapat dibentuk ulang dengan proses tempa extruding, drawing, atau dengan menggunakan proses pengerjaan metal yang lainnya.



Gambar 19



Pada saat rolling, baris dan kolom dari satuan sel dalam butiran akan slip satu sama lain menyebabkan batas-batas butiran membuat suatu bentuk baru tanpa terputus. Struktur butir yang baru akan membentuk jalur seperti garis-garis begitupun kotoran yang terjebak di dalamnya. Hal ini membuat baja lebih kuat searah butiran tersebut dibanding tegak lurus terhadap butiran tersebut. Walaupun demikian, retak akan tumbuh lebih cepat di batas-batas butiran seperti halnya kayu terbelah lebih mudah pada lapisan-lapisannya. Hal ini merupakan karakteristik material yang dirolling, logam akan mempunyai sifat yang berbeda apabila dilihat dari arah yang berbeda. Garis butiran juga akan berpengaruh terhadap tampilan permukaan yang patah ketika patahan mengikuti garis butiran komponen tersebut. Seorang analis harus berhati-hati jangan sampai menyatakan patahan tersebut adalah material problem (masalah material) karena permukaan patahan terlihat berbeda yaitu mengikuti garis butiran komponen tersebut



49 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



Gambar 20



Forging Tempa adalah suatu metode yang umum digunakan untuk membuat suatu bentuk komponen dengan pemanasan sekitar 2200F (1204C) dan menekan material yang sudah dipanaskan tersebut menjadi bentuk yang diinginkan menggunakan forging hammer atau alat press mekanikal. Hal ini akan menyebabkan garis butiran menjadi parallel (berlapis) sehingga dapat mengantisipasi beban maksimum. Operasi ini kadang-kadang menghasilkan lipatan dalam metal yang disebut laps, atau kelebihan panas terhadap logam yang menyebabkan forging burn (gosong di dalam logam).



Gambar 21



Prinsip dasar yang harus diingat mengenai material coran dan material tempa adalah; material coran mempunyai struktur butiran yang acak yang mengandung graphite flake sementara material tempa mempunyai garis-garis butir. Ini merupakan perbedaan utama kedua material ini dilihat dari segi sifat-sifat fisiknya. Perbedaan struktur butiran antara material coran dan material tempa juga menghasilkan tampilan patahan yang berbeda.



50 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



Gambar 22 Heat Treatment



Perlakuan panas Setelah parts dibentuk dan setelah melewati proses pemesinan, parts tersebut memerlukan perlakuan panas untuk meningkatkan kekuatan, keuletan atau ketahanan terhadap aus. Perlakuan panas mengubah struktur satuan sel besi cor dan baja dan memasukkan atom karbon ke dalam sel sehingga membuat sel-sel lebih keras. Ada banyak proses yang digunakan untuk perlakuan panas part (komponen). Salah satu proses perlakuan panas yang umum digunakan oleh Caterpillar disebut pengerasan langsung atau quenching dan tempering. Proses perlakuan panas ini terdiri dari tiga tahapan: 1. Austenitizing (Pemanasan) 2. Quenching (Pendinginan) 3. Tempering



Gambar 23



Austenitizing Austenitizing adalah langkah pertama dari perlakuan panas dan dilakukan pada temperatur yang tinggi yang bertujuan agar karbon tersadur ke dalam Unit Cell .Baja karbon pada suhu ruang mempunyai unit cell BCC (berbentuk kubus) yang tidak mempunyai ruang untuk atomatom karbon masuk ke dalamnya. Selama austenitizing, temperatur dinaikkan kira-kira 1400F (760C) untuk mengubah Unit cell dari Body Center Cubic ke bentuk Face Center Cubic agar ada ruang untuk atom-atom karbon masuk. Unit cell berbentuk Face Center Cubic mempunyai atom-atom besi berlokasi pada masing-masing sudut kubus dan di pusat dari tiap permukaan kubus. Hal ini sebagai ruang untuk atom-atom karbon masuk dan tersusun pada masing-masing pinggir kubus. Kemampuan ini untuk menambahkan karbon pada struktur sel adalah basis untuk perlakuan panas (pengerasan) metal.



51 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



Gambar 24



Austenitizing part dapat dilakukan dengan beberapa cara, yang paling umum adalah dengan tungku pemanas. Oven digunakan memanaskan part. Di sini kita lihat sebuah crankshaft berwarna oranye– berasal dari oven setelah dipanaskan pada temperatur 1600F (871C).



Gambar 25



Beberapa part hanya memerlukan suatu lapisan permukaan saja yang dikeraskan dan tidak perlu melalui dipanaskan sampai bagian dalam komponen. Induksi panas adalah suatu pemanasan permukaan part secara elektris dengan kedalaman pemanasan sekitar 0,25 inci (6 mm) .Di sini kita lihat suatu crankshaft dengan lapisan permukaan yang dipanaskan dengan pemanasan induksi.



Gambar 26



Nyala api pemanas adalah metode lain yang digunakan untuk pengerasan permukaan, permukaan metal yang dipanaskan dengan kedalaman sekitar 0,5 inci (12 mm). Segara setelah proses austenitizing proses selanjutnya adalah Quenching (pendinginan) dan Tempering.



52 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



Gambar 27



Quenching Quenching adalah tahap yang kedua dari perlakuan panas terdiri dari mendinginkan secara cepat metal dari temperature austenitizing ke temperatur ruang. Unit cells berbentuk FCC berubah ke bentuk baru disebut BCT yang mengikat karbon di dalamnya . Ini menghasilkan baja berkekuatan tinggi dan kekerasan yang ditingkatkan dari Rc 20 ke Rc 60 setelah di quenching.



Gambar 28



Quenching bisa dilakukan di dalam air, oli atau udara. Air pada umumnya dapat digunakan pada baja karbon rendah dan baja karbon medium, sedangkan oli atau udara digunakan pada baja berkarbon tinggi atau baja campuran. Caterpillar lebih mengutamakan/sebisa mungkin menggunakan air untuk quenching. Air lebih aman dari pada oli (karena oli bisa terbakar) dan air cenderung menghasilkan sifat-sifat mekanikal yang lebih baik daripada quenching dengan oli.



53 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



Gambar 29



Tempering Tempering adalah tahap yang akhir dari perlakuan panas, membebaskan dari sisa-sisa ketegangan-ketegangan sambil meningkatkan keuletan melalui kontrol pelepasan beberapa karbon dari unit cells. Pengontrolan terhadap suhu tempering dapat memberi kontrol yang baik untuk pelepasan karbon dan memperkecil kehilangan kekerasan. Apabila temperatur part tidak dinaikkan di atas temperatur tempering, kekerasan dan keuletan akhir yang diperoleh akan tetap stabil. Tempering Crankshaft yang dilihat sebelumnya mengurangi kekerasan menjadi sekitar Rc 52.



Gambar 30 Case Hardening



Case hardening Tipe lain perlakuan panas yang digunakan untuk menghasilkan permukaan yang keras adalah “case hardening”. Karena harga baja karbon medium dan baja karbon tinggi mahal maka akan lebih murah apabila menggunakan baja karbon rendah untuk pengerasan permukaan dan menambahkan karbon, nitrogen (elemen campuran lain seperti karbon) atau keduanya untuk melapisi permukaan dan dikeraskan. Tiga jenis perlakuan panas untuk tipe tersebut adalah carburizing, carbo-nitriding, dan nitiding. Carburizing dilakukan pada temperatur sekitar 927C (1700F) dan menambahkan karbon sampai kedalaman sekitar 3mm (0,125 inchi). Ini juga membutuhkan quenching dan tempering untuk menghasilkan permukaan yang keras, ketahanan terhadap aus dan mampu menahan beban tinggi. Quenching bisa menghasilkan distorsi pada komponen yang dicarburizing dan harus diluruskan kembali atau dilakukan proses pemesinan ulang untuk mengembalikannya pada spesifikasi sebenarnya. Cabonitriding yaitu dengan menambahkan karbon dan nitrogen ke kedalaman sekitar 0,015 inci (0,3 mm) pada temperatur sekitar 1400F (760C), setalah itu memerlukan quenching dan tempering untuk menghasilkan permukaan tipis yang keras, dan tahan aus. Temperatur yang lebih rendah untuk perlakuan panas ini mengurangi distorsi pada komponen. Nitriding menambahkan nitrogen sekitar 0,015 inci (0,3 mm) pada permukaan metal pada temperatur sekitar 1000F (538C), memerlukan austenitizing, quenching dan tempering sebelum nitriding menghasilkan komponen yang keras, tahan aus dan mampu menahan



54 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



beban medium. Temperatur nitiding yang sangat rendah tidak menghasilkan distorsi dan dapat diaplikasikan pada permukaan yang sudah halus tanpa merubah dimensi.



Gambar 31



Test kekerasan digunakan untuk menentukan efektivitas dari pengerasan/perlakuan panas. Pengujian kekerasan Rockwell C mengukur ketahanan metal-metal dengan suatu intan yang ditekan ke permukaan metal. Semakin keras metal tersebut semakin dangkal lubang yang terbentuk. Baja yang tidak mendapatkan perlakuan panas memiliki kekerasan Rc 20. Komponen yang mempunyai kekerasan lebih dari Rc 40 tidak dapat dikerjakan dengan pemesinan dan harus digerinda. Perlakuan panas dapat menghasilkan kekerasan Rc 45 – 65.



Gambar 32



Cacat Material dan Proses Proses pembentukan dapat menghasilkan cacat pada permukaan maupun pada bagian dalam metal dan dapat terjadi pada material coran maupun tempa. Dengan mengetahui tampilan cacat pada permukaan maupun bagian dalam akan memudahkan menganalisanya pada permukaan hasil patahan. Cacat pada bagian dalam dapat menjadi pemicu terjadinya keretakan yang akan menjalar ke bagian luar sedangkan cacat pada bagian luar dapat menjadi pemicu keretakan yang akan menjalar ke bagian dalam. Cacat biasanya akan ditemukan pada titik awal mulai terjadinya retak. Adanya cacat tersebut menandakan ada kesalahan pada material, proses atau mungkin terjadi kelebihan beban. Untuk memastikannya harus dilakukan pengamatan yang lebih mendalam terhadap lokasinya pada komponen dan tampilannya.



55 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



Gambar 33



Inclusion Pengolahan, pembentukan dan perlakuan panas merupakan proses-proses metalurgi yang dapat menimbulkan kerusakan atau cacat material. Pada proses pengolahan mungkin tidak semua kotoran terpisahkan, mungkin terdapat slag (terak) yang terjebak atau serpihan bata tahan api yang masuk ke dalam metal. Kotoran yang terjebak ini disebut cacat atau inclusion yang biasanya ada pada semua material namun terlalu kecil untuk menyebabkan terjadinya kegagalan. Sekali lagi inclusion biasanya tidak berbahaya kecuali kalau ukurannya besar dan berada pada posisi yang tidak tepat.



Gambar 34



Inclusion umumnya sangat kecil setelah diroll atau ditempa dan mereka tidak menyebabkan kerusakan. Adakalanya posisinya berada pada area kritis (mendapat beban) atau ukuran cukup besar sehingga memicu terjadinya keretakan. Karena jenis cacat ini biasanya ada di bagian dalam, retak akan berawal dari bagian dalam komponen yang dimulai dari inclusion tersebut seperti kotoran, slag (terak) atau serpihan pasir halus.



56 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



Gambar 35



Casting shrinkage Cacat bagian dalam yang biasa terdapat pada material coran adalah shrinkage yang disebabkan tidak terisinya suatu area pada komponen karena kecepatan pendinginan yang berbeda pada setiap area komponen tersebut. Apabila kekosongan tersebut terlalu besar dapat melemahkan material pada area tersebut dan akan menyebabkan keretakan apabila terjadi beban berat yang tiba-tiba.



Gambar 36



Handling crack Cacat permukaan yang umum adalah salah penanganan yang disebabkan perlakuan yang salah/benturan secara fisik terhadap komponen tersebut. Fatique crack atau keretakan fatique dapat berawal dari cacat permukaan (surface crack) tersebut apabila terkena beban berat.



57 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



Gambar 37



Pipe defect Pada material tempa ada tiga jenis cacat internal yang umum ditemui yaitu pipe (ditunjukkan oleh tanda panah), flake dan forging hot spot. Pipe terjadi ketika ingot/batang logam baja mengeras menyebabkan shrinkage (rongga penyusutan) di bagian puncak tengah dari ingot/batang logam itu. Bagian dari ingot/batang logam ini pada umumnya dibersihkan sebelum di roll. Adakalanya, sebagian dari sisa rongga tertinggal di dalam ingot/batang logam dan ikut diroll ke bentuk terakhir. Bentuknya adalah suatu lubang yang tidak beraturan yang berada di tengah material yang dikenal sebagai pipe. Pipe dapat menjadi stress raiser dan menimbulkan internal fatique crack pada komponen.



Gambar 38



Hydrogen flake Flake diakibatkan oleh gas hydrogen yang tercampur di dalam baja selama proses pengolahan. Hydrogen mengumpul di sekitar inclusion, menimbulkan tekanan tinggi dan letupan di dalam logam. Flake kelihatan kecil, berkilau, menghasilkan titik yang terang ketika terlihat pada permukaan patahan.



58 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



Gambar 39



Forging burn Panas berlebih selama proses forging menghasilkan forging hot spot. Panas merambat akibat tekanan secara mekanis yang sangat tinggi menuju batas butiran baja sampai mengakibatkan melting temperatur (titik leleh) material yang mengurangi kekuatan butiran tersebut dari dalam. Jika kondisi ini memicu kegagalan, daerah yang meleleh tersebut akan terlihat seperti butiran besar atau Kristal pada permukaan patahan.



Gambar 40



Forging Lap Forging Lap merupakan cacat permukaan yang umum didapati. Lipatan metal terbentuk ketika proses rolling proses tempa karena tidak menyatunya logam ketika forging. Cacat ini akan terlihat hitam gelap dan kasar pada permukaan patahan.



Gambar 41



Sebagai tambahan pada pemurnian dan pembentukan, perlakuan panas dapat menghasilkan cacat seperti quench cracks, soft spot dan straightening crack.



59 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



Gambar 42



Quench crack Quench crack disebabkan oleh pemanasan part yang terlalu tinggi sebelum quenching, atau menggunakan air atau oli yang terlalu dingin untuk quenching, atau menggunakan media yang tidak sesuai untuk quenching misalnya air sedangkan seharusnya menggunakan oli. Karena perubahan panas yang terlalu cepat tersebut menyebabkan metal berkontraksi terlalu cepat dan timbul retak di permukaan. Quench crack biasanya muncul di tempat-tempat di mana sudah terdapat stress raiser seperti gear tooth fillet, keyway dan thread root. Jika tempering komponen di bawah 260C (500F) di udara, quench crack bisa memperlihatkan discoloration (perubahan warna).



Gambar 43



Straightening crack Perlakuan panas pada umumnya menghasilkan distorsi yang diakibatkan oleh sisa ketegangan pada parts. Suatu metode yang umum untuk menghilangkan distorsi adalah meluruskan dengan tekanan hidrolik. Jika part mengalami kelebihan penekanan bisa menyebabkan crack dan menjadi stress raiser. Crack ini dinamakan straightening crack, dan ini bisa menjadi fatique crack ketika komponen tersebut beroperasi.



60 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



Gambar 44



Pengujian tidak merusak Pengujian tidak merusak (NDT) adalah digunakan untuk memonitor proses pengolahan, pembentukan dan perlakuan panas untuk memastikan hasil akhir material tidak mengandung cacat. NDT juga digunakan untuk menentukan material cacat dengan menyortir 100% cacat. Metode yang umum digunakan adalah magnaglo, zyglo, ultrasonic dan eddy current testing. Magnaglo, zyglo dan eddy current testing digunakan untuk menemukan cacat permukaan sedangkan ultrasonic digunakan untuk mengetahui cacat di bawah permukaan.



Gambar 45



Pada pembuatan piston menggunakan ultrasonik untuk memverifikasi mutu ikatan besi cor tempat dudukan ring piston. Dengan menggunakan pengecekan ini kerusakan akibat kualitas ikatan dudukan ring piston yang kurang baik dapat diturunkan.



61 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



Gambar 46



Pada aplikasi engine tertentu seperti marine membutuhkan kualitas komponen yang lebih tinggi seperti crankshaft. Pengujian ultrasonic pada crankshaft memastikan bahwa tingkat inclusion yang ada pada proses forging berada jauh di bawah kondisi yang dapat menyebabkan terjadinya kerusakan.



Gambar 47



Kesimpulan Ini merupakan kesimpulan bagian dasar metalurgi. Bahwa pengolahan metal, pembentukan, dan perlakuan panas dapat menciptakan kelemahan atau cacat pada part. Dengan mengetahui jenis cacat dan bagaimana tampilannya maka dapat dilihat langsung pada permukaan patahan. Jika tidak ditemukan tanda-tanda cacat material jangan menyalahkan komponen atau proses sebagi penyebab kegagalan. Carilah fakta lain yang dapat membantu mengungkap akar penyebab kegagalan.



Gambar 48



Dengan memahami prinsip-prinsip dasar metallurgi dapat membantu analis menemukan akar penyebab suatu masalah dan menentukan tindakan perbaikan yang tepat. Proses metalurgi 62 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



komponen-komponen Caterpillar diproses dengan kontrol yang sangat ketat. Sangat penting mendapatkan fakta-fakta pendukung sebelum memutuskan komponen sebagai penyebab kegagalan. Sering kali hasil penyelidikan menemukan bahwa kondisi operasi yang tidak normal menjadi penyebab terjadinya kegagalan dibanding masalah pada material atau proses manufaktur yang digunakan untuk membuat komponen.



63 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



METALLURGY FACT SHEET TYPICAL MATERIAL PROPERTIES Material MPa (PSI)



Melting Point, °C (°F)



Tensile Strength,



Aluminum alloys 53,000) Carbon & low alloy steels 200,000) Copper alloys 125,000) Gray cast irons 60,000) Ductile cast irons 160,000) Magnesium alloys 45,000) Zinc alloys 52,000)



535 - 680 (1000 - 1220)



130 - 365 (19,000 -



1425 - 1525 (2600 - 2780)



415 - 1380 (60,000 -



910 - 1055 (1675 - 1930)



145 - 860 (21,000 -



1095 - 1315 (2000 - 2400)



135 - 415 (20,000 -



1095 - 1315 (2000 - 2400)



415 - 1100 (60,000 -



445 - 645 (830 - 1190)



150 - 310 (22,000 -



385 - 500 (730 - 930)



170 - 360 (25,000 -



COMMON HEAT TREATMENTS Heat Treat Processes (inch) Austenitizing Carburizing 0.125) Carbonitriding 0.030) Nitriding 0.012)



Temperature, °C (°F)



Case Depth, mm



830 - 900 (1525 - 1650) 925 (1700)



---1.0 - 3.2 (0.040 -



815 - 870 (1500 - 1600)



0.4 - 0.8 (0.015 -



510 - 565 (950 - 1050)



0.1 - 0.3 (0.005 -



HARDNESS SCALE COMPARISON Rockwell C



Brinell



Condition



10 10 – 40 40 - 60 > 60 ground



187 187 – 371 371 - 650 > 650



Dead soft Tough, can be cut High strength, must be ground High strength, brittle, must be



CARBON CONTENT COMPARISON Cast iron ........................................... Above 2.00% Steel .................................................. 0.02 - 2.00 % Low carbon steel Medium carbon steel High carbon steel



64 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



0.02 - 0.25% 0.25 - 0.50% 0.50 - 2.00%



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



Temper Color of Heated Carbon Steels Color of Carbon Steel



Temperature °C °F



Temper Item or Comment



Faint yellow Very pale yellow Light yellow milling cutters Pale straw-yellow Straw yellow Deep straw yellow Dark yellow Yellow-brown Brown-yellow Spotted red-brown Brown-purple Light purple Full purple Dark purple Full blue Dark blue Medium blue Light blue



215 221 227



420 430 440



Knives, hammers Reamers Lathe tools,



232 238 243 249 254 260 265 271 277 282 288 293 299 315 338



450 460 470 480 490 500 510 520 530 540 550 560 570 600 640



Twist drills for hard use Dies, punches, bits, reamers



scrapers,



Twist drills, large taps Axes, wook chisels, drifts Taps 1/4 inch and under Cold chisels, center punches Screwdrivers, springs, gears Scrapers, spokeshavers



Color of Heated Carbon Steel Red - visible at night Red - visible in daylight Dark red Dull cherry red Cherry red Bright cherry red Orange-red Orange-yellow Yellow-white White Brilliant white Blue-white Acetylene flane Induction furnace Electric arc light



°F 400 525 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1593 2255 3000 3980



°C 750 975 1290 1475 1650 1830 2010 2190 2370 2550 2730 2900 4090 5450 7200



65 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



66 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



TOPIK 4 PRINSIP-PRINSIP AUS



Gambar 1



Pendahuluan • Prinsip-prinsip keausan Modul ini membahas jenis-jenis keausan dan kondisi-kondisi yang menyebabkannya. • Kondisi-kondisi lingkungan yang menyebabkan keausan Jika analisa kerusakan dapat menganalisa tipe keausan, maka analis akan mampu memperhatikan kondisi-kondisi lingkungan tertentu yang menyebabkan keausan. • Road sign (petunjuk) tipe keausan Presentasi ini juga akan meliputi “ jejak kaki atau tanda-tanda” dari tujuh tipe keausan. Tanda-tanda ini memungkinkan analis mengenali macam-macam keausan spesifik yang ditemukan pada permasalahan-permasalahan di lapangan.



Gambar 2



Analisa kegagalan akan lebih mudah jika si analis memahami pelanggan dan peralatan yang mereka miliki sebelum masalah terjadi. Analis harus mengetahui tidak hanya peralatan yang dimiliki pelanggan, tapi juga bagaimana mereka menggunakannya, mengoperasikan dan merawatnya. Sering kali pelanggan-pelanggan tidak memahami aplikasi, operasi dan pemeliharaannya (barangkali sebagai akibat tidak memiliki petunjuk-petunjuk pengoperasian dan pemeliharaan). Seorang analis dapat memastikan bahwa pelanggan memahami tanggung jawabnya dengan melakukan pertemuan dengan pelanggan, membuat daftar peralatan/machine, membantu menyediakan petunjuk-petunjuk yang diperlukan dan memberikan penjelasan terhadap



67 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



pertanyaan-pertanyaan pelanggan. Analis juga akan lebih baik dalam mempersiapkan menganalisa permasalahan dan lebih cepat menemukan akar penyebab utamanya.



Gambar 3



Part (komponen-komponen) Caterpillar dirancang mengalami keausan secara berangsurangsur supaya dapat dioperasikan dengan baik. Komponen-komponen ini juga umumnya dapat digunakan kembali selama keausan yang terjadi masih di dalam batasan yang diizinkan. Adakalanya keausan yang tidak normal terjadi dan seorang analis diminta untuk menemukan penyebabnya. Dengan mengikuti prosedur dalam menganalisa kegagalan akibat aus akan membantu efisiensi kerja seorang analis dalam menemukan akar penyebab keausan tersebut.



Gambar 4



Analis harus mengacu pada delapan langkah-langkah analisa kegagalan ketika meneliti keausan. Ke delapan langkah-langkah dapat membantu analis menghemat waktu dan menghindari kekeliruan. Analis perlu berkonsentrasi pada fakta-fakta yang didapat pada semua tahapan analisa, mencakup fakta-fakta mengenai keausan part itu sendiri. Berpikir logis dengan fakta-fakta yang ditemukan membuat analis mampu menjawab pertanyaanpertanyaan" seperti apa jenis keausan telah terjadi?", " Mengapa keausan terjadi?", dan " Siapakah yang bertanggung jawab terhadap keausan ini?". Setelah penyebab utama dikenali, langkah-langkah 6, 7, dan 8 perlu ditindak lanjuti dengan pelanggan. Tanda seru pada delapan langkah failure analysis menunjukkan pentingnya langkah-langkah tersebut dalam memecahkan masalah.



68 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



Gambar 5



Sering kali keausan tidak normal berhubungan dengan kondisi sistem pelumas, hidrolik, pendingin, bahan bakar atau kondisi-kondisi sistem pemasukan udara . Analis perlu mengumpulkan dan mencatat fakta kuantitatif dan kualitatif tentang additive, conditioner, jenis cairan, tekanan, temperatur, dan lain lain. Fakta mengenai sistem pemeliharaan seperti interval penggantian dan prosedur penggantian/perbaikan juga bermanfaat. Fakta ini akan membantu menegaskan masalah dan memandu analis menemukan penyebab utama.



Gambar 6



Fakta mengenai kualitas dan kuantitas sistem lubrikasi merupakan hal yang sangat penting karena sistem lubrikasi berfungsi mendinginkan selain melumasi. Sebagai contoh pertanyaan, " Adakah oli di dalam oil pan?" hanya akan menghasilkan jawaban " ya" atau " tidak ", bukan memberikan informasi mengenai kualitas maupun kuantitas. Akan Lebih baik memberikan pertanyaan " Bagaimana ketinggian oli di dalam oil pan?", atau " Berapa banyak oli di dalam oil pan?", atau "apa jenis oli yang digunakan?", atau " bagaimana kondisi oli menurut laporan SOS" ?. Analis harus cermat mencatat semua fakta yang mereka sampaikan.



69 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



Gambar 7



Analis harus mengidentifikasi dan mencatat fakta tentang lokasi keausan, jenis keausan, dan beban yang menyebabkan keausan. Sebagai contoh, keausan tidak merata (off center) menandakan ketidaklurusan atau komponen yang bengkok, dan fretting menandakan adanya getaran / pergerakan permukaan. Penggunaan pembesar dalam pemeriksaan permukaan yang aus dapat membantu analis mengenali fakta fisik keausan. Apabila pola keausan adalah akibat pengaruh beban, dengan mengidentifikasi pola keausan yang tidak normal dapat memandu analis mengetahui kondisi-kondisi yang berkenaan dengan beban. Fakta-fakta yang ditemukan tidak harus disimpan dalam ingatan tetapi harus dicatat dengan cermat untuk dianalisa oleh team analisa kegagalan.



Gambar 8



Walaupun banyak tipe-tipe keausan, dibawah ini adalah tujuh jenis keausan yang sering ditemukan: 1. Abrasive wear. 2. Adhesive wear. 3. Corrosion. 4. Erosion. 5. Cavitation erosion. 6. Contact stress fatigue. 7. Fretting. Masing-Masing tipe keausan memiliki tampilan dan karakteristik sendiri-sendiri dan disebabkan oleh kondisi lingkungan tertentu. Oleh karena itu, mengenali jenis keausan secara spesifik akan membantu analis mengidentifikasi lingkungan yang menyebabkan keausan itu.



70 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



Gambar 9



Abrasive wear Abrasive wear (Keausan abrasive) diketahui merupakan jenis keausan yang sering dijumpai. Keausan abrasive terjadi ketika terdapat partikel-partikel keras yang berukuran lebih besar dari ketebalan film pelumas di antara dua permukaan yang bergerak. Permukaan yang lebih lunak terpotong, meninggalkan goresan yang dalam dan menghasilkan gram-gram. Permukaan yang keras tidak akan mudah terpotong seperti permukaan yang lunak, tetapi menimbulkan panas yang lebih banyak karena partikel keras bergesekan terhadap permukaan keras yang lain. Dengan memberikan suplai pelumasan yang baik panas yang dihasilkan akan dipindahkan/berkurang sehingga hanya sedikit panas yang timbul pada permukaan komponen. Ketika keausan abrasive semakin berkembang dan permukaan menjadi kasar, hal ini dapat menimbulkan kontak antara dua permukaan yang saling bergerak dan menghasilkan panas lebih banyak yang tidak bisa dibawa oleh sistem lubrikasi. Kondisi ini dapat menimbulkan adhesive wear. Seorang analis harus lebih teliti memperhatikan hal ini dan cermat membedakan antara adhesive wear yang timbul akibat abrasive wear.



Gambar 10



Partikel yang abrasive dapat berupa tatal baja, pasir, serpihan aluminium, cat, kotoran atau material yang asing lainnya. Jika partikel abrasive besar, masuknya partikel ini mungkin saja pada saat pembuatan produk, pemeliharaan, atau perbaikan. Partikel abrasive yang lebih kecil dapat masuk selama produk beroperasi atau karena perawatan yang teledor. Keausan abrasive mudah untuk diidentifikasi, penyebab keausan yang dicari analis adalah, "Apakah jenis partikel abrsive dan dari mana datangnya partikel tersebut?". Di dalam analisa abrasive wear, pengenalan partikel sangat penting, yang sering menggiring ke arah sumbernya dan kepada pihak yang bertanggung jawab.



71 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



Gambar 11



Permukaan yang lunak dari bearing Con-Rod 3600 ini tidak hanya mempunyai goresan tebal dan partikel yang keras melekat, tetapi juga mempunyai banyak tambahan gram yang menempel. Main bearing bagian atas dari bearing ini tidak rusak. Oleh karena itu gram bisa berasal dari partikel yang tertinggal di dalam saluran pelumasan di dalam crankshaft atau tertinggal pada saat pemasangan bearing. Analis harus mengambil sebagian partikel keras yang menempel tersebut dan mencatat tentang fakta-faktanya seperti ukuran, bentuk, sifat magnetis dan warna. Fakta ini cukup membantu untuk mengidentifikasi sumber dari partikel dan memandu analis ke arah pengumpulan fakta yang baru.



Gambar 12



Partikel (dari keausan) tidak mudah tertancap pada permukaan yang keras, tetapi dapat menghasilkan goresan abrasive. Ini adalah goresan abrasive yang ditemukan pada suatu top ring. Analis harus memikirkan pertanyaan, seperti "kenapa ring terlihat seperti sekarang?", " Apakah ini kelihatan seperti aslinya?", "Seberapa banyak keausan telah terjadi?", "Berapa lama ring dipakai?", dan "Adakah material asing masuk melalui sistem pemasukan udara atau melalui jalan lain?" Jika kerusakan yang sama terlihat pada top ring yang lain, analis harus mencurigai pencemaran pada sistem pemasukan udara dan melihat indikator pemasukan kotoran. Fakta tentang scratch harus direkam, seperti ukuran, bentuk,lokasi, dan frekuensi. Analis harus juga memperhatikan bagian lain yang mungkin telah diunjukkan pada material yang abrasive dan mencatat fakta-fakta keausan yang dilihat di sana.



72 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



Gambar 13



Adhesive wear Adhesive wear (Keausan adhesive) adalah keausan yang paling cepat mengembang. Di dalam adhesive wear dua permukaan yang bergerak membuat kontak tanpa lubrikasi atau pendingin yang cukup. Permukaan yang bergerak ini menghasilkan friksi, menaikkan temperatur permukaan sampai titik lebur, dan menyebabkan permukaan menempel satu sama lain.



Gambar 14



Tanda pertama keausan adhesive adalah polishing (gosokan) atau smearing (tergesek) pada permukaan yang lebih lemah. Ketika smearing terjadi, maka melting temperatur (temperatur leleh) terjadi pada pada permukaan. Walaupun temperatur akan turun dengan cepat melalui konduksi panas tapi menyisakan tanda-tanda lelehan pada permukaan. Jika beberapa komponen menunjukkan adhesive smearing, maka analis harus mencari tambahan fakta. Di sini komponen menunjukkan fakta dan mengarahkan analis ke area yang bermasalah. Gambar di atas merupakan beberapa bearing yang dioperasikan selama lima menit tanpa pelumasan sehingga menghasilkan kerusakan smearing (tergesek) tetap.



73 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



Gambar 15



Ketika adhesive wear semakin berkembang maka akan menimbulkan seize pada permukaan metal dan menempel pada permukaan komponen di dekatnya, mengikis metal dengan permukaan yang lebih lunak. Skirt piston ini melekat pada liner dan sebagian bagian yang lunak dari skirt tersebut sudah hilang. Karena tidak ditemukan seizure pada area ring maka analis menyimpulkan bahwa keausan diawali dari skirt. Analis harus melihat pada piston-piston lainnya dan mengumpulkan fakta tentang kondisikondisi sistem yang bisa menyebabkan temperatur skirt tinggi. Jika piston-piston yang lainnya normal, analis perlu mengumpulkan fakta tentang pelumas dan pendingin pada bagian piston yang rusak itu sendiri.



Gambar 16



Apabila komponen terus beroperasi pada kondisi adhesive wear dapat menimbulkan temperatur komponen naik sampai temperatur leleh, komponen kehilangan kekuatan dan bercerai berai. Pada komponen ini biasanya komponen sudah terpisah-pisah, hati-hati membersihkan, mengumpulkan dan melakukan pengujian pada potongan ini akan mengungkapkan apa yang telah terjadi. Piston di atas dioperasikan pada engine tanpa pendingin.



74 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



Gambar 17



Erosion Erosi terjadi ketika partikel kecil yang keras yang terdapat di dalam fluida mengalir menghantam komponen yang dilaluinya dengan kecepatan tinggi dan menimbulkan impact (benturan) dan kerusakan yang abrasive. Permukaan yang aus sering memperlihatkan tanda-tanda benturan-banturan partikel kecil atau bintik-bintik kasar. Erosive wear (keausan erosi) terjadi dalam semua sistim engine. Filter dan interval penggantian filter dirancang untuk mengontrol erosive wear (dan abrasive wear) masih dalam batasan-batasan yang diijinkan. Apabila pelanggan menggunakan filter yang tidak tepat fungsi kontrol masuknya kotoran tidak akan bekerja sehingga erosive wear dan abrasive wear terjadi pada tingkatan yang tidak diizinkan.



Gambar 18



Jika parts pecah atau longgar atau lepas di dalam suatu produk, keausan erosive dapat dengan cepat terjadi. Pada contoh ini, retainer pin piston patah dan potongan retainer yang dengan cepat mengikis lubang pin piston. Erosi lebih buruk di bagian atas lubang dibanding bagian bawah. Ini adalah suatu refleksi dari beban dan pergerakan piston melawan retainer yang patah dan menunjukkan pergerakan piston yang mengarah ke bawah lebih keras dan sudden (tiba-tiba) dibanding pergerakan piston menuju ke atas



75 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



Gambar 19



Keausan erosi ini disebabkan oleh ring piston yang patah. Lagi-lagi terlihat di sini, bahwa kerusakan lebih buruk di bagian atas ring land dibanding di bagian bawahnya, oleh karena beban piston dan pergerakan. Analis harus menyelidiki kemungkinan penyebab patahnya ring.



Gambar 20



Cavitation erosion Cavitation erosi terjadi ketika gelembung udara/ gelembung uap air pecah pada permukaan metal. Semua cairan berisi larutan gas yang membentuk gelembung udara di area yang bertekanan rendah, dan kondisi-kondisi sistem abnormal dapat memicu munculnya gelembung uap air tambahan. Ketika gelembung ini masuk di area bertekanan tinggi, mereka meledak yang menghasilkan tekanan cairan dengan kecepatan sangat tinggi. Cracks (retak) yang sangat kecil dan akan semakin banyak sampai serpihan metal terjadi menghasilkan lubang-lubang kecil. Gelembung udara dapat terbentuk karena kondisi-kondisi di bawah ini: • Ketika cairan mencapai titik didihnya • Ketika cairan bergerak terlalu cepat melewati suatu celah (prinsip/hukum Bernoulli's ) • Ketika komponen bergerak pada daerah cairan yang bertekanan rendah (seperti getaran liner) • Ketika tekanan sistem statis rendah (radiator cap yang jelek, operasi pada daerah yang tinggi) • Ketika terjadi tahanan pada bagian inlet sehingga menimbulkan fluid pump cavitation • Ketika bocor pada suction line memicu timbulnya gelembung udara • Ketika level fluida menyebabkan fluid aeration Kondisi-kondisi ini sering terjadi pada engine diesel dan sering kali terjadi bersamaan. Pada cooling system (sistem pendingin) kondisioner digunakan untuk membentuk suatu lapisan yang bersifat melindungi, menjaga agar gelembung menjauh dari metal. 76 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



Analis perlu memperhatikan kondisi-kondisi penyebab di atas selama mengamati penyebab masalah cavitation erosion.



Gambar 21



Permukaan liner yang berbintik bintik kasar ini adalah hasil dari cavitation erosion (erosi kavitasi). Kerusakan terjadi hanya pada satu area liner saja. Pada saat disassembly fakta mengungkapkan bahwa area yang dirusak adalah di lokasi antar liner dan liner. Analis perlu bertanya " kondisi-kondisi apa saja yang menyebabkan erosi kavitasi yang menyebabkan kerusakan liner ini?", dan menyimpulkannya sesuai dengan fakta-fakta.



Gambar 22



Erosi kavitasi kadang-kadang terlihat pada bearing-bearing engine yang sudah digunakan. Perputaran crankshaft dan muatan gas pada rod dan main bearing menyebabkan terciptanya daerah bertekanan rendah dan tekanan tinggi. Area yang tekanan rendah menyebabkan terbentuknya gelembung uap air sedang area tekanan tinggi menyebabkan gelembunggelembung meledak. Di daerah gelembung-gelembung meledak, permukaan dari metal tertekan dan retakan-retakan halus terbentuk terus berkembang dan membentuk pit (lubanglubang kecil). Aplikasi engine yang berbeda akan menghasilkan pola karakteristik erosi kavitasi yang berbeda.



77 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



Gambar 23



Housing Aluminium dalam sistim pendingin dapat rusak oleh erosi kavitasi, terutama jika ada tahanan pada saluran hisap yang menurunkan tekanan dan menyebabkan kavitasi cairan di impeller pompa. Gelembung terbentuk pada sisi tekanan rendah (pengisap) dan meledak/pecah dengan keras pada sisi tekanan tinggi .



Gambar 24



Dengan alat pembesar, kerusakan erosi kavitasi ini memperlihatkan permukaan yang berbintik-bintik seperti kristal yang khas dari coran aluminium.



Gambar 25



Contact Stress Fatigue Contact stress fatigue terjadi ketika dua permukaan saling bergesekan atau saling menekan terhadap bagian yang lain, menghasilkan tekanan yang tinggi, pergerakan permukaan, dan retak fatigue di salah satu atau kedua permukaan. Tekanan tinggi dapat terjadi jika: 1. Beban terlalu besar. 2. Keausan permukaan karena misaligment (pemasangan yang tidak benar) tekanan normal yang terkonsentrasi. 78 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



3. Kualitas atau kuantitas pelumas yang tidak tepat menyebabkan tidak cukup pelumasan. Pergerakan permukaan dapat terjadi jika tekanan yang diberikan terlalu besar, atau jika part itu sendiri yang terlalu lemah dan tidak tahan terhadap tekanan normal. Pergerakan permukaan yang terjadi terus menerus dapat memicu terjadinya crack, pitting dan mengelupas pada permukaan yang disebut contact stress fatique.



Gambar 26



Jika sliding (kontak sliding) terjadi, beban adalah ke arah luncuran, menciptakan suatu pergerakan" push-pull" pada permukaan. Jika pergerakan adalah terlalu besar, akan terjadi crack (retak-retak) kecil pada permukaan dan terus berkembang sampai terjadi pitting. Permukaan yang berlubang kecil tersebut menyebabkan tekanan tinggi, sehingga menghasilkan pitiing permukaan yang lebih besar. Material yang terkelupas ini dapat masuk ke dalam sistem pelumasan dan menimbulkan abrasive wear.



Gambar 27



Pergerakan sliding pada camshaft ini menyebabkan kerusakan contact stress fatigue. Kemungkinan penyebab utama kerusakan ini adalah beban yang terlalu besar, pemasangan yang tidak benar (misalignment), kualitas oli yang tidak baik, jumlah oli yang tidak cukup atau komponen yang lemah.



79 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



Gambar 28



Jika kontak rolling terjadi, beban tegak lurus pada permukaan, dan perputaran komponen tersebut menyebabkan bagian luar komponen yang keras menekan bagian yang lebih lunak di tengah komponen. Pergerakan permukaan menyebabkan fatigue cracks terjadi antara permukaan dan inti komponen. Retakan-retakan ini akan saling berhubungan dan berkembang naik ke permukaan, menyebabkan material pecah dalam potongan-potongan besar, dan menghasilkan spalling.



Gambar 29



Pergerakan rolling menyebabkan kerusakan contact stress fatigue pada bearings di atas. Kemungkinan penyebab kerusakan ini adalah bearing longgar selama operasi, menyebabkan misalignment, menghasilkan tekanan tinggi dan keausan pada ujung masing-masing roller.



80 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



Gambar 30



Corrosion Corrosion adalah perubahan kimia pada permukaan metal.



Gambar 31



Semua karatan di alam merupakan proses electrochemical. Aktivitas electrochemical terjadi apabila ada katode (area metal yang kurang aktif) dan anode (area metal yang lebih aktif) yang dikelilingi elektrolit. Anode, katode dan elektrolit juga merupakan komponen dasar baterai.



Gambar 32



Jenis-jenis korosi meliputi : • Korosi umum, di mana suatu metal bertemu dengan larutan elektrolit-korosi terjadi pada permukaan yang terbuka. • Korosi Galvanis, di mana dua metal yang berbeda berada dalam larutan elektrolit. • Temperatur yang tinggi, di mana permukaan metal yang panas terbuka terhadap udara dan terjadi oksidasi 81 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



Gambar 33 Corrosion



Korosi umum terjadi apabila elektrolit mengenai metal. Di sini, tetesan air yang bersifat asam mengenai permukaan (Connnecting rod) dan tidak dikeringkan sehingga di bawah tetesan air tersebut timbul karat.



Gambar 34 Corrosion



Pengamatan dengan perbesaran menunjukkan bahwa telah terbentuk lubang-lubang pada permukaan Connecting Rod. Oksidasi pada permukaan dapat dihilangkan tapi permukaan metal tidak bisa dikembalikan ke kondisi yang asli. Pitting dapat berbahaya terutama bila berada pada area yang mendapat beban tinggi.



Gambar 35 Corrosion



Aktivitas elektrolit dapat lebih kuat dengan adanya asam. Bagian bawah valve stem ini menunjukkan pitted (bintik-bintik) yang parah karena tingkat asam sulfur di dalam electrolitnya semakin banyak.



82 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



Analis harus mendapatkan fakta-fakta tentang kondisi-kondisi yang menyebabkan meningkatnya kadar asam, seperti bahan bakar yang salah, oli yang salah, interval penggantian oli yang lama, atau temperatur coolant yang rendah.



Gambar 36



Beberapa metal lebih aktif dibanding yang lain-lain, dan jika digunakan bersama-sama dalam elektrolit, akan menimbulkan korosi pada metal lebih aktif (kutub positif). Ini disebut korosi galvanis. Daftar metal-metal yang paling aktif sampai yang paling tidak aktif disebut sebagai suatu rangkaian yang galvanis. Ini adalah rangkaian yang galvanis untuk metal-metal dalam air laut. Jika aluminium dihubungkan dengan besi cor, dan kedua-duanya berhubungan dengan air laut, aluminium akan menjadi kutub positif dan akan berkarat.



Gambar 37



Kandungan asam dalam oli akan mempercepat bintik karatan pada pipa tembaga oli cooler. Di sini terjadi kombinasi dari karatan umum (dari asam) dan karatan yang galvanis (dari sekat baja dan pipa tembaga) seperti yang terlihat pada gambar.



83 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



Gambar 38



Pada temperatur tinggi atom-atom di dalam metal bergerak dengan cepat, menyebabkan atom-atom oksigen masuk lebih dalam dan lebih mudah bercampur dengan atom-atom metal. Gambar di atas merupakan turbocharger heat shield dengan lubang-lubang kecil yang dalam sebagai akibat korosi karena temperatur tinggi.



Gambar 39



Tujuh metode melindungi komponen dari korosi adalah: 1. Hindari kontak dengan elektrolit 2. Hindari arus listrik antara metal dan elektrolit 3. Cat atau lapisi permukaan metal 4. Gunakan Metal Alloy 5. Membuat anode (kutub positip) yang lebih besar dibanding katode 6. Penggunaan anode yang dikorbankan (yaitu secara fisik melekatkan suatu metal baru lebih aktif pada logam lain sehingga korosi menyerang metal baru tersebut) 7. Hindari temperatur tinggi



84 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



Gambar 40



Ketika menggunakan metal yang dikorbankan, metal baru (metal korban) dan metal lama (induk) harus berhubungan dengan elektrolit. Metal korban harus diganti secara periodik supaya korosi tidak menyerang metal induk. Zinc (seng) yang dikorbankan ini melindungi plat baja yang dibenamkan dalam air laut



Gambar 41



Fretting Corrosion Fretting Corrosion terjadi bila dua parts yang seharusnya diikat dengan ketat mengalami pergerakan/getaran sehingga membuat masing-masing part saling menekan, mengakibatkan benturan-benturan kecil di permukaan. Pergerakan yang berlanjut menyebabkan potongan kecil terlepas dari masing-masing permukaan. Potongan-potongan kecil ini berkarat dan membentuk oksida cokelat kemerah-merahan (butiran karat). Adakalanya oksida akan bertumpuk dan mengeras pada satu permukaan, dan polanya tidak beraturan. Tumpukan deposit ini akan menyebabkan clearence lebih besar dan menyebabkan pitted pada area tersebut. Inspeksi terhadap komponen yang mengalami fretting korrosi sangat penting dilakukan sebelum komponen tersebut dipasang



85 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



Gambar 42



Bolt memperlihatkan kerusakan fretting corrosion di mana terdapat pitting dan butiran karat pada bolt.



Gambar 43



Fastener yang longgar bukan saja menyebabkan cap conneting rod bergerak terhadap rod tapi juga merusak bearing, bearing bergerak di dalam bore. Pada contoh ini kerusakan paling berat terjadi pada rod dan cap.



Gambar 44



Pengamatan pada con rod dengan menggunakan kaca pembesar menunjukkan permukaan yang kasar dan material yang terlepas.



86 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



Gambar 45



Analis harus selalu memeriksa permukaan komponen bila fretting corrosion ditemukan untuk mendapatkan gambaran kerusakan yang lengkap dan memastikan bahwa di sana tidak ada tumpukan oksida (butiran karat) terutama apabila komponen akan dipasang kembali tanpa di lakukan proses pemesinan terlebih dahulu.



Gambar 46



Jika fretting corrosion terjadi pada area yang mendapat beban berat seprti bore connecting rod di atas, komponen harus diganti atau direkondisi sebelum digunakan lagi. Ketika melakukan in-frame overhoul lubang bearing tidak dapat diperiksa secara visual karena tidak dibongkar, sisi belakang dari bearing yang aus harus diperiksa untuk memastikan frettng corrosion. Jika terdapat fretting corrosion, pembongkaran secara menyeluruh dan pemeriksaan lebih lanjut mungkin perlu dilakukan.



87 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



Gambar 47



Penggunaan ulang part yang rusak dapat menyebabkan patah. Lubang-lubang yang dalam akibat fretting corrosion menyebabkan patah di area beban paling tinggi pada bearing cap ini.



Gambar 48



Bolt Connecting Rod ini rusak oleh fretting corrosion dan pitted area yang mendapat beban tinggi. Penggunaan kembali bolt dengan kondisi seperti ini dapat mengarah ke suatu kerusakan besar.



Gambar 49



Bolt ini digunakan dengan rusak fretting corrosion dan patah beberapa jam setelah rekondisi sehingga merusak keseluruhan engine.



88 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



Gambar 50



Beberapa lubang-lubang kecil kelihatan di sini, tetapi lubang kecil di ujung panah kuning merupakan stress raiser yang menyebabkan bolt patah pada beban normal.



Gambar 51



Kesimpulan Ketika analis mendapatkan fakta-fakta dan menganalisanya secara logis, maka pemahaman yang baik tentang jenis dan tampilan keausan akan membuat pengenalan terhadap masalah dan analisa mengenai kemungkinan penyebab utama akan lebih cepat. Analis harus memeriksa kondisi-kondisi lingkungan dan melakukan pengecekan ulang, apakah ada kemungkinan lain yang menyebabkan kerusakan ini sebelum membuat opini/kesimpulan. Setelah semua tahapan tersebut dilakukan maka analisa penyebab utama kegagalan dapat dilakukan. Analisa kerusakan keausan : 1. Dapatkan fakta-fakta 2. Berpikir secara logika 3. Periksa lingkungan 4. Lakukan pengecekan ulang 5. Identifikasi penyebab utama



89 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



Gambar 52



Setelah penyebab utama kegagalan diketahui analis bisa menindaklanjutinya dengan pelanggan sesegara mungkin, memberikan pemahaman kepada mereka tentang penyebab kegagalan tersebut dan memberikan saran tindakan perbaikan yang dapat dilakukan. Selanjutnya dengan persetujuan pelanggan dealer dapat melakukan perbaikan, dan setelah itu terus memantau hasil perbaikan tersebut untuk mengetahui apakah perbaikan yang dilakukan sudah benar dan kegagalan tidak berulang lagi. Pemantauan berikutnya dapat dilakukan beberapa minggu setelah perbaikan dilakukan.



90 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



TOPIK 5 PRINSIP-PRINSIP PATAHAN



Gambar 1



Pendahuluan Pada Bagian ini akan dibahas karakteristik patahan dan kondisi-kondisi yang menyebabkannya. Produk Caterpillar dirancang untuk dapat memikul beban normal dan diharapkan tidak terjadi kerusakan selama operasi. Apabila terjadi patah/rusak hal ini lebih disebabkan oleh kondisi-kondisi tidak normal daripada masalah desain, material atau proses. Dengan memahami karakteristik patahan akan membantu menentukan apakah kegagalan ini disebabkan produk atau lingkungan dan penyelidikan bisa lebih terfokus pada area tersebut.



Gambar 2



Semua analisa kegagalan akan lebih mudah apabila dikelola dengan menggunakan ”delapan langkah Applied Failure Analysis”. Proses ini akan membantu melihat kondisi kegagalan dengan tepat, mencari fakta pada tempat yang seharusnya, menemukan penyebab utama kegagalan lebih cepat dan menciptakan hubungan yang lebih baik dengan pelanggan.



91 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



Gambar 3



Sifat-sifat Fisik Produk Pada modul ini akan dibahas kondisi-kondisi yang mempengaruhi berkembangnya patahan tersebut, mencakup juga sifat-sifat fisik produk seperti kekuatan dan kekerasan yang berhubungan dengan berbagai faktor seperti beban, stress raiser dan temperatur yang mempengaruhi awal retakan dan perambatan keretakan. Karakteristik bentuk permukaan yang menunjukkan jenis patahan dan kecepatan berkembangnya patahan juga akan dibahas pada modul ini.



Gambar 4



Kekuatan metal Kekuatan dan beban terhadap metal menentukan berapa lama komponen itu bekerja dalam kondisi baik. Komponen dirancang untuk dapat menerima beban normal tanpa menimbulkan kerusakan. Beban yang melebihi spesifikasi atau adanya perubahan fisik pada komponen (seperti benturan yang menimbulkan luka pada komponen, pitted atau groove (alur), kelebihan panas dll) dapat menyebabkan kegagalan. Kegagalan komponen biasanya terjadi pada “rantai terlemah” komponen.



Gambar 5 92 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



Semua metal akan mengalami penurunan kekuatan apabila temperaturnya meningkat. Penurunan kekuatan akan berlangsung perlahan dan akan semakin cepat seiring dengan kenaikan temperatur. Pada gambar di atas ditunjukkan grafik perbandingan kekuatan metal dengan temperaturnya. Apabila terjadi kelebihan panas yang sangat tinggi kekuatan material akan hilang dan kegagalan dapat terjadi walaupun hanya dengan beban normal.



Gambar 6



Kegagalan bearing ini terjadi pada temperatur di atas 870°C (1600°F). pada temperatur ini baja (conecting rod) kehilangan kekuatan dan tertarik putus. Terjadi reaksi oksidasi pada shank ketika overheating berlangsung. Ketika rod tersebut dingin oksidasi akan memperlihatkan warna yang berbeda. Warna biru muda, kuning, ungu dan biru tua menandakan temperaturnya telah mencapai 600°C sampai 650°C (500°F sampai 1200°F). Apabila temperatur berada di atas 650°C (1200°F) akan menghasilkan warna hitam pada oksidasi. Warna biru tua atau hitam pada baja atau komponen besi tuang menandakan temperatur yang ekstrem telah terjadi.



Gambar 7



Komponen yang bekerja terus menerus seharusnya tidak patah pada beban di bawah batasan beban tertentu, ini yang disebut sebagai endurance limit atau fatigue limit. Daerah di bawah endurance limit adalah daerah “safety factor” (faktor aman). Mengoperasikan produk di area faktor aman membuat komponen lebih awet apabila tidak ada masalah dengan daerah operasi, material atau proses pengolahan material.



93 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



Gambar 8



Terminologi dasar Ketika suatu komponen patah pada daerah patahan tersebut akan ditemui karakteristik bentuk patahan. Kadang-kadang karakteristik ini terlihat jelas pada suatu komponen dibandingkan komponen lainnya. Ada lima terminologi dasar mengenai patahan yang harus diketahui sebelum mempelajari karakteristik- karakteristik ini. 1. Stress raiser (atau stress consentrator) adalah kondisi/bentuk yang menyebabkan ketidakteraturan pada tampilan fisik komponen (seperti retak, groove-alur, pit, cacat, dll) yang menyebabkan konsentrasi tekanan. 2. Initiation site adalah lokasi dimulainya retakan atau komponen/area pertama dari material yang mengalami patah. Stress riser sering kali ditemukan pada initiation site. 3. Final fracture adalah lokasi akhir patahan, atau bagian akhir dari material yang patah. 4. Shock load dan overload menghasilkan crack yang cepat biasanya kasar jika disentuh dan merupakan akibat. 5. Cyclic load. Apabila cyclic load (beban berulang) yang diterima terlalu besar, atau ketika kekuatan komponen menurun, retak akan terjadi berangsur-angsur atau bergerak lambat yang biasanya halus sewaktu disentuh dan sering kali dihubungkan dengan akar masalah.



Gambar 9



Area yang paling halus biasanya ditemukan pada intiation site. Permukaan patahan menjadi makin kasar saat kecepatan patahan meningkat. Bagian paling kasar dari patahan biasanya adalah tempat akhir patahan. Patahan ini memiliki intiation site yang halus pada bagian bawah dengan retakan lambat berkembang ke atas menuju lubang. Ini akan menurunkan kekuatan komponen dan beban-beban selanjutnya yang diberikan pada sisa metal akan mempercepat patah. Tekstur kasar pada patahan ini dihasilkan oleh rambatan retak yang cepat.



94 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



Gambar 10



Stress Raiser Ketika engineer merancang komponen, mereka harus mengetahui beban yang terjadi, di mana tumpuan beban akan terjadi, dan efek geometri terhadap komponen apabila komponen tersebut menerima beban. Komponen yang menerima beban akan meningkatkan internal stress atau tekanan internal pada komponen tersebut. Apabila terdapat perubahan geometri pada komponen dapat berakibat meningkatnya tekanan internal pada komponen tersebut, hal ini yang disebut sebagai stress raiser. Semakin drastis perubahan bentuk pada komponen maka semakin besar stress raisernya. Sebagai contoh bentuk radius akan banyak mengurangi stress raiser dibandingkan pit (lubang dengan sudut tajam) atau retak.



Gambar 11



Contoh Stress raiser •



•



Normal stress raisers o Fillet o Hole o Keyways Abnormal stress raiser o Material defect o Manufacturing defect o Damage from abuse



Stress raiser seperti lubang, keyways, ulir, radius di pinggir lubang, dan lain lain dapat diatasi dengan memperbaiki desain, perlakuan panas atau teknik pembuatannya. Stress raiser karena permasalahan material, masalah proses atau penggunaan yang tidak sesuai oleh pelanggan dapat menjadi pemicu yang serius terjadinya kegagalan karena tidak terdapat toleransi safety factor sebagai kompensasi stress raiser. 95 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



Gambar 12



Beban Beban dapat dibagi ke dalam tiga jenis: 1. Impact load (Beban kejut) 2. Overload (Beban berlebih) 3. Cyclic Load (Beban terus menerus) Fracture (Patah) juga dapat dibagi tiga jenis 1. Brittle 2. Ductile 3. Fatigue Impact load dan overload akan menghasilkan patahan brittle dan ductile yang terjadi dengan cepat menghasilkan permukaan patahan yang kasar dan biasanya merupakan akibat dan bukan root cause (akar penyebab/penyebab utama) Cyclic load menghasilkan fatigue crack yang merambat perlahan dengan permukaan patahan yang halus, dimulai dari stress raiser dan biasanya dihubungkan dengan root cause. Terminologi patahan brittle dan ductile jangan disamakan dengan konsep material brittle dan material ductile karena hal ini tidak berhubungan dengan tipe material.



Gambar 13



Part dapat menerima beban dengan cara yang berbeda-beda misalnya tension (tegangan), torsion (puntir), atau bending (tekuk) dan dan dalam waktu yang singkat atau lama. Beban dapat terjadi sekali atau berulangkali. Impact load biasanya diakibatkan oleh pengoperasian alat yang tidak benar atau hantaman komponen lain yang sudah rusak sebelumnya. Akibat dari beban tinggi yang ektrim ini sangat cepat. Patahan yang dihasilkan biasanya patahan brittle. Overload biasanya disebabkan oleh penggunaan alat yang tidak sesuai, kegagalan fungsi sistem atau kegagalan fungsi dari salah satu komponen menyebabkan meningkatnya beban yang diterima oleh komponen lain. Contohnya apabila salah satu bolt connecting rod patah maka bolt yang lain akan menerima beban yang lebih besar sehingga bolt tersebut tertarik



96 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



dan patah dan menghasilkan patahan ductile. Overload terjadi pada periode waktu yang lebih lama dibandingkan impact load. Beban berulang biasanya tidak menyebabkan patah kecuali beban tersebut lebih besar dari endurance limit atau terdapat stress raiser yang tidak normal seperti undersize fillet radius, cacat material yang besar, crack (retak). Pada kondisi ini cyclic load dapat menimbulkan fatigue crack setelah melewati beberapa kali siklus beban. Fatigue crack biasanya terjadinya setelah menerima ribuan bahkan jutaan kali siklus beban. Fatigue crack ini disebut juga slow crack (crack yang merambat perlahan).



Gambar 14



Karakteristik- Karakteristik Patahan Impact load dan overload dapat menyebabkan brittle fracture atau Ductile fracture. Seperti terlihat pada tabel di atas brittle fracture lebih banyak terjadi pada material yang lebih keras, temperatur rendah atau beban tinggi yang terjadi tiba-tiba atau impact load. Ductile fracture sering terjadi pada material yang lebih lunak, tidak ada atau sedikit konsentrasi tekanan atau terjadi pada beban yang lebih rendah. Ada beberapa faktor lain yang mempengaruhi jenis patahan. Pada tabel di atas ditunjukkan faktor-faktor yang umum mempengaruhi tipe patahan.



Gambar 15



Pembersihan yang tepat pada permukaan-permukaan patahan harus dilakukan sebelum patahan tersebut dianalisa sehingga karakteristik patahan dapat diamati dengan jelas. Hindari metode pembersihan yang bersifat menyikat atau yang dapat menghilangkan fakta . Bahan Pelarut seperti stanisol dan freon akan membersihkan oli dan kotoran pada permukaan patahan tanpa merusak fakta-fakta patahan. Setelah dikeringkan dengan blow drying (tiupan udara bertekanan rendah), analisa patahan harus dilaksanakan dalam pencahayaan yang baik dengan menggunakan kaca pembesar. Untuk mendapatkan karakteristik patahan yang jelas specimen dapat diputar di bawah pencahayaan sehingga gambaran tiga dimensi patahan bisa terlihat. 97 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



Setelah analisa selesai dilakukan, lindungi permukaan yang patah dengan oli, pelumas atau anti karat lainnya untuk mencegah permukaan berkarat. Jika bagian yang patah akan dikirim ke tempat lain untuk analisa lebih lanjut, bungkus masing-masing part secara terpisah untuk mencegah kerusakan selama pengiriman.



Gambar 16



Patahan Brittle (Brittle fracture) Brittle fracture biasanya merupakan akibat dari kerusakan lain dan tidak dikategorikan/dihubungkan sebagai root cause. Jenis patahan ini terjadi sangat cepat, terlihat seperti kristal karena patahannya terjadi sepanjang batas butir atau melalui butir tanpa merusak bentuk butiran itu. Permukaan patahannya akan terasa kasar bila disentuh dan apabila patahan tersebut disatukan akan terlihat seperti bentuk komponen aslinya yang berarti patahan ini tidak menghasilkan deformasi plastis selama proses terjadinya patah. Matrial tempa yang mengalami brittle fracture biasanya menghasilkan permukaan yang terang, bercahaya seperti intan ketika diputar di bawah cahaya. Material yang lebih lunak akan membentuk chevron, yaitu bentuk seperti V yang terpusat pada crack initiation site. Material yang lebih keras bisa juga terdapat chevron tapi sulit dilihat tanpa menggunakan kaca pembesar dan sudut pencahayaan yang baik Pada material coran yang mengalami brittle fracture akan menghasilkan permukaan yang buram atau gelap. Chevron jarang terlihat pada permukaan patahan ini sehingga sangat sulit untuk ditemukan.



Gambar 17



Komponen yang terbuat dari besi cor ini terkena impact load yang menghasilkan brittle fracture. Permukaannya kasar terlihat crystalline (butira-butiran Kristal) dan tidak terlihat chevron yang mengindikasikan di mana crack dimulai.



98 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



Gambar 18



Komponen yang terbuat dari baja tempa ini juga terkena hantaman impact load yang menghasilkan brittle fracture. Di sini terlihat chevron yang jelas dan mengarah pada titik awal terjadinya crack. Permukaan patahan terlihat kasar, terang dan berkilauan.



Gambar 19



Brittle fracture terjadi melalui lapisan-lapisan terpisah (cleavage) dari sel-sel dalam butiran atau sepanjang lapisan butiran. Ketika retak bergerak melalui satu butiran, melintasi lapisan butiran dan mulai memisahkan butiran yang berikutnya. Ini akan berkembang dengan cepat sampai metal " patah ". Patahan tidak menimbulkan deformasi plastis (perubahan bentuk), potongan yang patah akan terlihat seperti komponen aslinya apabila disatukan. Permukaan patahan mempunyai banyak butiran yang terlihat seperti kristal yang membuat permukaan patahan nampak mengkilap.



Gambar 20



Brittle fracture dapat diilustrasikan sebagai tumpukan kartu-kartu. Kartu-kartu tersebut terpisah satu sama dan membuat suatu lapisan dalam tumpukan. Metal dibuat dari butiran atau kristal, yang mana masing-masing tersusun dari beribu-ribu lapisan dengan rapi " bertumpuk" dalam satu unit sel sama seperti satuan kartu dalam suatu deck (tumpukan).



99 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



Gambar 21



Brittle fracture dapat diilustrasikan memotong tumpukan kartu, kartu tersebut hanya terpisah dan tidak mempengaruhi kartu yang lain sehingga menghasilkan permukaan yang rata yang memantulkan cahaya seperti kaca yang berkilau.



Gambar 22



Komponen yang terbuat dari Aluminium casting (Aluminium cor) seperti skirt piston menghasilkan karakteristik brittle fracture ketika terkena impact load. Perhatikan tanda chevron yang bertemu di bagian bawah pusat kerusakan. Pengamatan terhadap skirt piston ini tidak menunjukkan adanya stress raiser , tapi diperoleh petunjuk bahwa Con Rod atau counterweight crankshaft menghantam skirt ini. Pengamatan terhadap komponen lain yang berhubungan dengan kegagalan ini akan membantu analis untuk menentukan bagian mana yang rusak pertama kali.



Gambar 23



Pengamatan patahan pada gigi sebuah roda gigi ini menunjukkan patahan yang menyebabkan gigi terlepas. Pada bagian atas gigi terlihat bekas adanya beban, terlihat juga adanya chevron pada permukaan patahan yang mengindikasikan patahan tersebut adalah patahan brittle. Patahan brittle tersebut terjadi karena adanya beban impact yang mengenai puncak gigi. Jika tidak ditemukan komponen lain yang rusak, maka analis harus menyelidiki bagaimana kondisi operasinya untuk mengetahui apa yang menyebabkan impact load pada roda gigi tersebut.



100 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



Gambar 24



Salah satu roda gigi pada engine ini patah kira-kira enam bulan setelah pengiriman. Dealer memperkirakan bahwa over tighten telah terjadi di pabrik sehingga menyebabkan roda gigi terpisah, atau roda gigi rapuh dan pecah dengan beban normal. Tampilan patahan terlihat gelap dan susah melihat detail pada patahan tersebut dengan jelas. Pembesaran dan peningkatan pencahayaan diperlukan untuk memeriksa fakta-fakta pada permukaan yang patah ini.



Gambar 25



Chevron pada timing gear engine 3306 ini menunjukkan bahwa brittle fracture berawal dari salah satu root teeth dan crack merambat dengan cepat. Dengan melihat fakta ini analis harus mencari bukti apakah ada material asing di dalam gear train atau impact load berasal dari sumber lain.



Gambar 25



Patahan Ductile (Ductile fracture) Ductile fracture disebabkan oleh overload dan umumnya memperlihatkan distorsi (perubahan bentuk), bengkok, twisted (terpuntir), necked (terjadi pengecilan penampang) atau jika patahan disatukan maka part tidak kelihatan seperti aslinya. Deformasi plastis menghasilkan suatu permukaan patahan yang kasar dan seperti kayu, tidak memantulkan cahaya, 101 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



tampilannya lebih gelap dan tidak berkilau. Shear lip ada di sekitar sisi luar ductile fracture yaitu metal menjulur ke atas menyudut sekitar 45 derajat. Ductile fracture berkembang lebih cepat dari pada fatigue fracture, tetapi lebih lambat dibanding brittle dan pada umumnya adalah akibat kegagalan yang lain.



Gambar 27



Ini bagian connecting rod telah rusak karena overload Patahan mempunyai warna gelap, permukaan kasar di tengah, terdapat shear lip di sekitar tepi, yang merupakan karakteristik ductile fracture. Di sana ada area kerusakan tambahan pada beberapa lokasi yang telah menghancurkan keaslian permukaan patahan. Adanya tumbukan pada permukaan patahan jangan sampai menyebabkan salah penafsiran mengenai permukaan yang rusak.



Gambar 27



Ductile fracture terjadi ketika butiran metal menahan beban yang tinggi sehingga terjadi perubahan bentuk. Hal ini terjadi karena beban yang diterima lebih lambat daripada impact load dan patahan tidak terjadi seketika sehingga menghasilkan deformasi plastis.



Gambar 29



Pada ductile fracture unit sel bergerak menarik butiran logam seperti pergeseran kartu dalam tumpukannya. 102 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



Gambar 30



Komponen akan mulai retak apabila menerima tarikan (tension) yang menghasilkan kekosongan kecil pada area yang retak tersebut. Retak terus merambat sehingga kekosongan-kekosongan kecil yang ada di area retak tersebut menyatu. Shear lip terbentuk apabila bagian metal yang terakhir patah ditarik oleh bagian komponen sudah retak sebelumnya.



Gambar 30



Baut ini ditarik putus dalam suatu mesin pengujian regangan. Catatan daerah yang paling lemah adalah ulir pertama setelah shank, yang juga merupakan normal stress raiser. Shear lip besar pada satu sisi adalah akibat pemusatan beban yang diakibatkan oleh regangan.



Gambar 31



Pemeriksaan yang semakin dekat dengan perbesaran mengungkapkan bahwa tekstur permukaannya terlihat kasar dan seperi kayu dan shear lip yang kecil terlihat sekitar bagian belakang dari patahan. Permukaan tidak nampak gelap dalam slide ini sebab pencahayaan yang sangat terang diperlukan untuk pengambilan gambar.



103 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



Gambar 32



Baut rod ini rusak di pertengahan shank dan memperlihatkan warna yang sangat gelap. Shank ini menunjukkan pengecilan penampang. Permukaan patahan terlihat kasar, seperti kayu dengan suatu shear lip yang besar. Penampilan yang gelap, kasar dan seperti kayu dari patahan, ditambah kelainan bentuk dan shear lip menandakan dua hal: 1. Ini merupakan tanda-tanda ductile fracture dan, 2. Ini merupakan akibat beban yang terlalu berat.



Gambar 33



Patahan Fatigue (Fatigue Fracture) Fatigue fracture sering dihubungkan dengan penyebab utama dari kerusakan. Fatigue fracture dapat ditelusuri untuk mengetahui titik awal kerusakan dengan mencari ratchet mark dan titik dari mana beach mark menyebar. Lokasi awal dari suatu fatigue fracture harus diperhatikan dengan cermat untuk mengetahui adanya pre cracks, inclusion atau bentuk stress raiser yang lain. Jika ditemukan stress raiser, analis akan mengetahui apa yang menjadi penyebab kegagalan. Perkembangan Fatigue crack terjadi secara perlahan menghasilkan permukaan yang halus yang pada umumnya lebih terang dari pada ductile atau brittle fracture. Umumnya terdapat beach mark, tapi tidak selalu ada. Perhatikan stress raiser yang tidak normal pada titik awal retak.



104 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



Gambar 34



Bagaimana fatigue crack berkembang Pada fatigue crack mungkin ditemukan rachet mark di sekitar initiation site (lokasi awal retak). Rachet mark mengindikasikan bahwa lebih dari satu crack sebelum komponen patah. Selain itu terdapat beach mark yang menandakan bahwa ada perubahan beban yang besar. Beach mark ini akan bergerak mengelilingi awal crack (retak). Pada akhir patahan akan terlihat patahan brittle atau ductile. Catatan: pada akhir patahan akan terlihat sedikit shear lip.



Gambar 35



Fatigue fracture ini dengan jelas memperlihatkan beach mark menyebar di sekitar initiation site. Sedangkan patahan akhirnya adalah brittle fracture hal ini terlihat dengan adanya chevron di sekitar daerah akhir beach mark.



Gambar 36



Patahan bending fatigue dengan patahan akhir brittle. Pandangan lebih dekat dari patahan 988B wheel spindle menunjukkan beach mark dan ratchet mark pada daerah fatigue, dan chevron pada daerah patahan akhir (brittle). Di sini perbedaan kekasaran permukaan antara “patahan bending fatigue” yang berkembang lambat dan patahan britle yang berlangsung cepat sangat jelas terlihat.



105 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



Gambar 37



Pandangan lebih dekat terhadap ratchet mark pada permukaan patahan spindle menunjukkan retakan individual fatigue berkembang di antara mereka. Beach mark berkembang dalam di permukaan pada tingkat berbeda menghasilkan ratchet mark di antara rachet mark tersebut. Ketika retakan berkembang terus, mereka menyatu dan membentuk retakan tunggal. Catatan bahwa tidak terdapat material flaw (cacat material) dan tidak ada pre-crack pada permukaan. Fatigue nampaknya dimulai tepat pada permukaan fillet spindle.



Gambar 38



Periksa kedua bagian dari patahan untuk detail. Fatigue dimulai pada permukaan fillet. Perlu fakta tentang beban dan alignment. Sebelum melengkapi analisa dari kegagalan ini, yakinkan untuk mengamati kedua bagian dari patahan karena detail mungkin rusak pada satu permukaan patahan tetapi nampak jelas pada bagian lainnya. Dalam kasus ini, melihat pada permukaan patahan lainnya hanya untuk memastikan road sign (petunjuk) yang kita temukan pada permukaan pertama. Fatigue nampaknya memiliki awalan pada permukaan fillet. Fakta tentang beban komponen perlu didapatkan untuk menentukan jika misaligment atau kondisi lainnya mengakibatkan beban tinggi tidak normal pada shaft.



106 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



Gambar 39



Apa tipe patahan yang terjadi dalam conecting rod ini? (fatigue) di mana retakan dimulai? (pada bagian atas tengah) di mana patahan akhir? (kedua sisi) bagaimana awal retak terjadi? (Tidak dapat dilihat pada slide ini – perlu pandangan pembesaran dari initiation site).



Gambar 40



Perbesaran gambar ini menunjukkan bahwa retakan dimulai dari bagian dasar dari huruf identifikasi tempa pada rod. Jika beban yang diterima adalah normal, akar penyebabnya mungkin masalah proses. Dalam kasus ini proses tempa menempatkan dua huruf identifikasi terlalu dekat dan menyebabkan lipatan material ke bawah di antara huruf tersebut, menciptakan stress riser.



Gambar 41



Shaf ini telah patah dengan patahan fatigue dimulai dari area bawah. Bach mark menunjukkan bahwa retakan berkembang ke atas pada kedua sisi, dan patahan akhir terjadi pada bagian atas.



107 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



Gambar 42



Perbesaran dari initiation site mengungkap bahwa stress riser adalah alur di permukaan luar. Perbandingan dari komponen patah dengan yang baru atau komponen bekas yang bagus akan menandakan apakah alur sengaja dirancang atau dihasilkan oleh wear. Jika alur dihasilkan saat operasi, maka harus dicari penyebab keausan. Jika alur merupakan rancangan pabrik, selidiki aligment komponen dan fakta mengenai beban sebelum menyalahkan komponen.



Gambar 43



Fakta patahan telah hilang saat pembersihan dengan glass beads. Cara membersihkan penting untuk melindungi fakta. Apakah tipe patahan yang terjadi pada bolt ini ? (pembersihan dengan menggunakan glass bead telah menghilangkan banyak fakta, tetapi karena permukaan datar, halus dicurigai patahan fatigue) penting untuk berhati-hati membersihkan patahan sehingga fakta tentang initiation site dan stress riser tidak hilang/hancur. Jangan menggunakan pembersih abrasive atau corrosive ketika menyiapkan komponen untuk analisa kegagalan.



Gambar 44



Pada komponen yang berputar dengan beban bending dapat mengalami tipe patahan fatigue yang unik disebut “rotating bending fatigue.” Karena beban bending memberikan tensile stress tertinggi pada permukaan komponen, retakan fatigue berkembang lebih cepat di sekitar permukaan dibanding melalui pusat komponen. Ini menghasilkan beach mark yang 108 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



membuat patahan akhir mirip seperti initiation site. Bersamaan dengan perkembangan retakan itu mungkin meratakan keseluruhan lingkaran komponen sebelum berkembang lebih jauh melalui bagian tengah. Ketika retakan bertemu satu sama lain pada diameter luar, komponen berputar dan berkembang ke arah sebaliknya intiation site menghasilkan patahan akhir di sekitar bagian bawah. Patahan akhir biasanya dikelilingi oleh beach mark yang sangat jelas dan nampak seperti material flaw (cacat material) yang besar.



Gambar 45



Banyak shaft mengalami beban rotating bending. Shaft Pompa Hidraulic ini patah di bawah roller bearing saat beban rotating bending.



Gambar 46



Pengamatan visual pada kedua permukaan patahan adalah cara yang baik untuk memulai penyelidikan. Shaft mengalami kegagalan fatigue (terdapat beach mark, dan permukaan patahan datar dan halus). Patahan akhir bergerak menuju arah pusat.



Gambar 47



Permukaan patahan menujukan road sign (petunjuk) khas dari patahan rotating bending fatigue. Patahan dimulai pada bagian bawah dan berkembang sangat pelan berlawanan ke atas. Baech mark menunjukkan retakan berkembang lebih cepat di sekitar patahan akhir. 109 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



Gambar 48



Satu cara untuk mengidentifikasikan stress riser adalah meletakkan kedua bagian yang patah kembali bersama dan cari alur, notche, atau ketidakteraturan fisik lainnya. Hindari menaruh permukaan patahan bersama kecuali untuk tipe inspeksi ini. Stress riser pada shaft ini adalah alur kotak. Patahan fatigue dimulai dari satu sudut di mana stress consentration sekitar 3.0 kali dari yang seharusnya. Akar masalah yang teridentifikasi adalah adanya alur yang tidak perlu. Rancangan terbaru dibuat tanpa alur dan kegagalan dapat dihilangkan.



Gambar 49



Ringkuman Sekarang setelah ketiga tipe patahan telah digambarkan, ringkasan mengenai langkah– langkah dalam mengumpulkan dan menggunakan hasil fakta patahan adalah sebagai berikut. Pertama dapatkan komponen patahan dan bersihkan patahan untuk pengamatan visual yang teliti. Selanjutnya, klasifikasikan patahan sebagai britle, ductile atau fatigue ingat bahwa kegagalan britle dan ductile diasosiasikan/dihubungkan sebagai hasil kerusakan, sementara fatigue biasanya diasosiasikan/dihubungkan dengan penyebab. Tinjau kembali beban untuk menyakinkan beban cyclic terjadi pada komponen yang memiliki patahan fatigue dan bahwa overload (kelebihan beban) atau impact load (beban kejut) telah terjadi yang menyebabkan patahan britle dan ductile Patahan fatigue kemudian diteliti dari dekat untuk menemukan initiation site (patahan/retakan awal) dan kemungkinan adanya stress riser. Selalu ingat untuk mencari perubahan warna yang mungkin menandakan kelebihan panas. Setelah stress riser diidentifikasikan, tentukan jika stress riser adalah akibat material atau process flaw (cacat material), atau desain yang dibuat mengalami kelebihan beban.



110 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



Gambar 50



Untuk mengidentifikasi kemungkinan penyebab dari kegagalan : • Berpikir seksama dengan fakta yang telah dikumpulkan • Lakukan pengecekan ulang ”double check”: ”apakah ada penyebab lain yang dapat menyebabkan kegagalan ini ?” Pengecekan ulang ”double check” adalah pengingat untuk mencari hubungan fakta lingkungan terutama yang berhubungan dengan, beban, aplikasi, operasi dan perawatan. Sebagai contoh : • Berapa temperatur coolant, lubrikasi, fuel atau udara masuk ? • Apakah sesuatu yang dilakukan pelanggan terhadap machine pada saat terjadi kegagalan, seminggu atau sebulan sebelumnya ? • Apakah aplikasi produk terlalu berlebihan/keras ? • Bagaimana Program perawatan yang dilakukan ? Setelah mengkaji semua fakta yang saling berhubungan ini, buatlah laporan akar penyebab kegagalan ?



Gambar 51



Praktek analisa Dengan menggunakan basic fracture kita akan membahas beberapa komponen yang mengalami kegagalan.



111 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



Gambar 52



Di sini terlihat tiga bolt con rod patah. Pertama, lihatlah pada patahan, tentukan jika mereka sebab atau akibat. Bolt di sebelah kiri bengkok dan mulur karena plastic flow menandakan ini adalah kegagalan ductile karena kelebihan beban dan adalah akibat. Bolt di kanan memiliki tampakan patahan dengan warna mengkilat akibat oleh kerusakan impact shear sehingga ini adalah sebagai akibat. Bolt ditengah mempunyai bagian halus dan dimulai dari kiri ke kanan dengan shear lip (bibir patahan) pada bagian kanan atas. Bolt ini mengalami kegagalan fatigue dimulai dari sisi sebelah kiri. Retakan dekat di sisi kanan bolt kelebihan beban dan patahan akhirnya adalah ductile. Ini hanya satu-satunya baut dari tiga yang sebenarnya menyebabkan kegagalan. Pengamatan teliti dari bolt mungkin akan mengungkap alur cacat pada initiation (awalan retakan) disebabkan oleh diamond knurling pada shank.



Gambar 53



Group ini komponen gagal ini diambil dari komponen yang mengalami kegagalan tiba-tiba. Salah satu dari potongan ini menyebabkan kegagalan. Tiga lainnya memiliki bukti jelas sebagai kerusakan lanjutan. Yang mana yang menyebabkan kegagalan ? 1. Bearing hanya impact shearing dan normal wear, 2. Rod bagian atas memiliki patahan cepat britle/ ductile 3. Bagian dari rod di atas bagian permukaan telah mengalami impact shear dari rod dan menunjukkan bukti jelas telah bekerja dengan fastener yang lepas (tumpul di sudut dalam dari bertabrakan dengan crank). Tidak terdapat bukti adanya panas yang terjadi atau kekurangan suplai oli dan semua komponen berwarna normal. Nampaknya bahwa rod bolt mengalami (kegagalan) fatigue menyebabkan rod dan cap berpisah. Bearing Rod yang kendor keluar dari posisi dan terpotong dua oleh rod yang lepas ketika cap terbuka. Rod kemudian keluar dari crankshaft, menghantam block, mematahkan rod dan menghentikan engine. Ketika akar penyebab yang tepat ditemukan, semua kerusakan terjelaskan. Jika salah menentukan akar masalah, beberapa kerusakan tetap tidak terjelaskan.



112 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



Gambar 54



Cylinder liner yang rusak ini diambil dari truck engine dengan jam operasi sekitar 725,000 km (450,000 miles). Truck sedang menarik step grade ketika rod kendor (lepas) dan keluar block. Setelah analisa kegagalan telah dilengkapi, akar penyebab diidentifikasikan sebagai patahan fatigue pada piston. Apakah diagnosis ini benar atau tidak ? Jawab: kemungkinan besar tidak benar. Permukaan patahan pada liner adalah britle yang merupakan akibat (kerusakan lanjutan) dari benturan. Terdapat adhesive wear yang parah di dalam liner yang rusak menandakan piston skirt menggesek liner. Adhesive wear skirt adalah akibat dari terjadinya panas berlebih (clearence yang terlalu kecil atau temperatur pembakaran tinggi) atau perpindahan/pembuangan panas yang kurang baik (masalah sistem pendinginan atau lubrikasi). Patahan fatigue dari piston biasanya tidak menciptakan adhesive wear, tetapi menghasilkan kegagalan catastrophic tiba-tiba. Analis harus mencari fakta pada sistem lubrikasi dan pendinginan, dan mendapatkan fakta tentang masalah yang terjadi pada beberapa bulan sebelumnya.



Gambar 55



Ini adalah pengulangan singkat tentang prinsip-prinsip dasar patahan dan bagaimana menggunakan prinsip tersebut untuk mendapatkan fakta untuk digunakan dalam delapan langkah applied failure analysis. Fakta tentang patahan, wear, operasi, perawatan dan aplikasi menghasilkan petunjuk yang menggiring pada akar masalah kegagalan.



113 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



114 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



TOPIK 6 PENGAMATAN VISUAL



Gambar 1



Pendahuluan Modul ini akan membahas pemeriksaan visual part yang berhubungan dengan suatu kerusakan. Pemeriksaan visual yang baik merupakan kunci menentukan root cause (akar penyebab) dan oleh karena itu harus mendapat perhatian khusus.



Gambar 2



Fakta-fakta pendukung Fakta-fakta yang dibutuhkan • Pengamatan visual yang baik mengungkapkan fakta-fakta • Komponen mencatat fakta-fakta dalam banyak cara Pengamatan visual yang baik mengungkapkan fakta-fakta yang dibutuhkan menyangkut tipe dari aus dan patahan, retakan initiation site, stress riser, temperatur kerja, beban, kerusakan akibat penyalahgunaan, identifikasi supplier, tanggal pembuatan, bukti mengenai perbaikan sebelumnya dan banyak hal lainnya. Komponen bekas adalah video rekaman yang sempurna dari pembuatan, pemasangan, dan lingkungan kerja yang dialami tiap komponen. Ini tergabung dengan informasi latar belakang yang baik, mengarahkan analis untuk mengumpulkan fakta dari sumber yang mungkin terlewatkan.



115 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



Gambar 3



Delapan langkah Aplied Failure Analysis. Pengamatan visual menggunakan prosedur yang teratur. Modul ini akan mendiskusikan pendekatan yang teratur terhadap pengamatan visual dan bagaimana hal tersebut dapat membantu melengkapi langkah ke-3 dari 8 langkah Applied Failure Analisys – yaitu mengamati dan mencatat fakta-fakta.



Gambar 4



Karena pengamatan visual adalah bagian yang penting dari analisa kegagalan, prosedur yang teratur telah dikembangkan untuk memastikan apa yang perlu dicari analis yaitu identifikasi dan mencatat bagian-bagian sistem dan fakta komponen-komponen. Prosedur ini termasuk : 1. Memperoleh latar belakang fakta 2. Mendapatkan, mengenali dan melindungi komponen yang berhubungan dengan kegagalan 3. Membersihkan komponen dengan benar 4. Menggunakan pencahayaan yang baik 5. Menggunakan mata sendiri 6. Memperhatikan seluruh permukaan 7. Menggunakan pembesaran 8. Mengidentifikasi dan mencatat fakta-fakta 9. Melindungi komponen-komponen untuk penyimpanan.



116 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



Gambar 5



Fakta-fakta pendukung • • • •



Dapatkan latar belakang fakta-fakta terlebih dahulu Sumber-sumber termasuk operator, catatan serviceman, dll Ajukan pertanyaan dengan benar Tentukan jika informasi yang dikumpulkan adalah fakta atau dugaan.



Mendapatkan latar belakang fakta-fakta. Dapatkan latar belakang fakta-fakta yang baik sebelum mengamati komponen-komponen. Beberapa sumber yang baik adalah operator, serviceman, catatan maintenance, berkas sejarah dan Service Information Management System (SIMS). Analis seharusnya melihat pada tempat-tempat yang penting dan menanyakan pertanyaan kualitas dan kuantitas seperti, “berapa banyak dan apa jenis pendingin dalam sistem pendingin ?”, “apakah pada catatan ada indikasi masalah sistem sebelumnya?”, dan “apakah ada perbaikan yang baru atau komponen-komponen baru yang dipasang?” Setelah informasi diterima, analis perlu terus menerus bertanya pada dirinya sendiri, “apakah semua yang diberikan adalah fakta?” latar belakang fakta bersamaan dengan fakta dari analisa visual akan membantu mengidentifikasikan akar masalah yang paling mungkin.



Gambar 6



Komponen-komponen yang berhubungan dengan kegagalan • •



Dapatkan, identifikasi dan lindungi komponen-komponen yang berhubungan dengan kegagalan Diperlukan lebih dari sekedar komponen yang gagal



Dapatkan, identifikasi, lindungi komponen-komponen. Sebagai tambahan untuk mendapatkan informasi latar belakang, dapatkan, identifikasi dan lindungi semua komponen yang berhubungan dengan kegagalan. Termasuk komponen-komponen yang terlibat bukan hanya ”komponen –komponen rusak”.



117 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



Gambar 7



Bearing engine berputar • •



Komponen yang hancur memiliki informasi yang terbatas Diperlukan komponen-komponen lainnya dalam sistem yang sama



Dapatkan komponen-komponen yang berhubungan dengan kegagalan Sebagai contoh, jika hanya bearing yang berputar ini yang tersedia, adalah tidak mungkin untuk menentukan jika masalah umum sistem pelumasan yang terjadi, dan mungkin tidak benar jika menyalahkan bearing yang menyebabkan masalah. Untuk itu, adalah penting untuk mengumpulkan komponen lainnya yang berkenaan dengan sistem lubrikasi sebelum mereka komponen-komponen tersebut berantakan, rusak, atau hilang.



Gambar 8



Bearing engine dari kegagalan • •



Warna gelap yang mengelupas menandakan masalah sistem lubrikasi terjadi Road sign (Petunjuk) membantu mendapatkan komponen yang benar dan latar belakang fakta-fakta.



Setelah melihat semua bearing pada kegagalan ini, terlihat bahwa masalah sistem pelumasan pernah terjadi pada satu waktu. Warna yang lebih, lebih mengkilat terkelupas pada bagian tengah pada tiap bearing lainnya adalah road sign (petunjuk) pernah terjadi kekurangan suplai oli beberapa saat selama komponen beroperasi. Tugas sekarang adalah untuk mengumpulkan lebih banyak fakta untuk menentukan bagaimana masalah sistem lubrikasi terjadi. Pada contoh ini bagaimana road sign membantu analis untuk mendapatkan komponen-komponen yang tepat dan informasi mengenai latar belakangnya.



118 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



Gambar 9



Fasilitas perbaikan • •



Tempat kegagalan atau tempat pekerjaan adalah tempat terbaik untuk mendapatkan komponen dan fakta-fakta. Lakukan analisa segera setelah kejadian.



Tempat terbaik untuk mendapatkan komponen dan fakta pendukung adalah lokasi kejadian. Sekali komponen dipindahkan, fakta pendukung dan sistem menjadi lebih sulit untuk didapatkan. Untuk itu, harus dilakukan langkah secepatnya untuk mendapatkan fakta pendukung dan kumpulkan semua komponen yang rusak ke tempat yang terlindungi sebelum mereka dipindahkan dari lokasi kerja.



Gambar 10



Identifikasi bearing engine • • •



Tandai lokasi komponen dipasang selama pembongkaran Tandai komponen dengan tanda-tanda permanen Tandai komponen di mana fakta-fakta tidak akan terganggu



Mengenali komponen-komponen yang berhubungan dengan kegagalan Komponen harus dikenali dan diberi label selama pembongkaran. Teknisi harus menomori komponen-komponen, yang menandakan kiri, kanan, depan atau belakang, dll. Tanda pengenal dapat dibuat dengan cat, pena penanda, pensil atau dengan menggores permukaan komponen. Tanda pengenal menandakan di mana dan bagaimana komponen tersebut dipasang, dan menolong analis mengerti lingkungan kerja. Selalu tandai komponen dalam lokasi yang tidak akan mengganggu atau merusak fakta-fakta yang di butuhkan untuk penganalisaan.



119 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



Gambar 11



Melindungi komponen • •



Komponen harus dilindungi dari korosi dan kerusakan selama penanganan Kerusakan setelah pembongkaran menghilangkan fakta-fakta



Lindungi komponen-komponen yang berhubungan dengan kegagalan. Komponen harus dilindungi selama pembongkaran untuk mencegah kerusakan dari penanganan, penyimpanan, atau pengiriman. Kerusakan setelah pembongkaran dapat menghilangkan road sign (petunjuk) yang digunakan untuk menentukan retakan initiation site, jenis-jenis aus , dll. Ini dapat dicegah dengan tidak membenturkan komponen-komponen bersamaan selama pembongkaran, memberikan perlindungan terhadap korosi, dan pembungkusan untuk menghindari gesekan atau bersentuhan selama pengiriman.



Gambar 12



Penyimpanan komponen-komponen. Pembongkaran yang tidak hati-hati dan penanganan membuat analis kesulitan. Komponen-komponen ini dibongkar dan disimpan dengan tidak hati-hati Bearing engine dicopot tanpa tanda-tanda pengenal dan kemudian dilemparkan begitu saja ke dalam kotak bersamaan dengan komponen lainnya yang dicopot. Komponen yang dikirim dalam kondisi ini akan menimbulkan kerusakan lebih lanjut yaitu dari gesekan dan benturan. Dalam kasus ini analis mungkin tidak dapat mengumpulkan informasi yang dibutuhkan dari komponen-komponen.



120 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



Gambar 13



Perlindungan karat • Jangan membersihkan komponen sampai pemeriksaan • Lindungi komponen dari karat setelah pemeriksaan. Sebisa mungkin komponen harus disimpan dalam kondisi seperti terpasang sampai pemeriksaan. Jika komponen sudah terlumuri oli atau grease, karat akan tertahan. Sebaliknya pelumasan atau pemberian grease mungkin dibutuhkan untuk mencegah karat.



Gambar 14



Perlindungan karat • Karat yang berat menghancurkan fakta-fakta keausan. Sebagai contoh, crankshaft ini tidak dilindungi terhadap karat dan disimpan di luar selama beberapa hari sebelum pemeriksaan. Karat yang berat menyulitkan analis menentukan faktafakta aus pada permukaan jurnal.



Gambar 15



Bersihkan komponen-komponen dengan benar •



Teliti komponen-komponen sebelum dan setelah pembersihan.



121 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



Walaupun banyak komponen yang bisa dan seharusnya diperiksa dalam kondisi sebagaimana terbongkar, beberapa komponen mungkin perlu dibersihkan untuk menghilangkan partikel asing atau pelindung korosi yang diberikan sebelumnya.



Gambar 16



Bersihkan komponen semestinya • • • • •



Gunakan mild solvent dan kuas halus Jangan menghilangkan deposit Keringkan atau tiup komponen Jangan seka atau gosok komponen Hindari metode pembersihan agresif



Dalam beberapa kasus, pembersihan terbaik dilakukan dengan pembersihan kering yang cepat, mild solvent, menggunakan kuas lembut jika dibutuhkan. Perlakuan khusus harus digunakan untuk mencegah pemisahan deposit atau menyebabkan permukaan aus., deposit seperti ini mungkin penting dalam menentukan sumber dari partikel yang menyebabkan aus. Komponen dapat dikeringkan dengan menggunakan soft towel (handuk halus) atau menggunakan udara bertekanan rendah. Menggosok atau mengusap komponen dapat merusak permukaan yang aus secara fisik atau menghilangkan endapan aus dan untuk itu harus dihindari. Ingat: ”menghisap atau meniup, jangan mengusap!”. Untuk tujuan penganalisaan, juga hindari penggunaan asam , alkaline, atau pembersih abrasive dan sikat kawat atau pembersihan grit blast.



Gambar 17



Bersihkan komponen semestinya. • Metode pembersihan agresif menghilangkan fakta-fakta. Piston telah dibersihkan dengan grit blast. Banyak fakta-fakta yang telah hilang yang mungkin memberikan petunjuk tentang penyebab dari kegagalan. Sebagai contoh, jenis aus tidak lagi dapat ditentukan karena road sign (petunjuk) telah terkikis habis, temperatur kerja tidak dapat ditentukan karena perubahan warna telah hilang.; dan kondisi pembakaran tidak lagi dapat ditentukan karena endapan pada crown menghilang. 122 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



Gambar 18



Identifikasi Fakta Setelah komponen-komponen telah dibongkar dengan semestinya, tandai dan bersihkan, selanjutnya adalah mengenali dan mencacat fakta-fakta. Mengenali fakta-fakta menjadi mudah jika analis mengingat untuk: 1. Menggunakan pencahayaan yang bagus 2. Menggunakan mata sendiri 3. Mengamati seluruh permukaan 4. Menggunakan pembesaran



Gambar 19



Gunakan pencahayaan yang baik • • •



Lampu yang terang, membantu menemukan partikel-partikel Sudut pencahayaan menunjukkan detail yang tidak terlihat Selalu cari sudut yang menggambarkan fakta terbaik



Gunakan pencahayaan yang bagus. Pencahayaan yang tepat sangat membantu pengumpulan fakta. Pencahayaan yang terang adalah penting, tetapi yang sama pentingnya adalah sudut pencahayaan atau pencahayaan miring yang menciptakan bayangan dan permukaan komponen yang kontras memberikan detail tiga dimensi. Analis dapat menggerakkan komponen atau cahayanya untuk menciptakan perbedaan yang terbaik. Pada sudut pencahayaan tertentu, road sign (petunjuk) dapat terlihat yang tidak terlihat kondisi pencahayaan lainnya. Selalu putar komponen di bawah pencahayaan terang untuk mendapatkan sudut terbaik untuk mengamati fakta-fakta.



123 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



Gambar 20



Gunakan pencahayaan yang bagus. • Pencahayaan yang terang mungkin tidak mengungkap detail. Thrust skirt piston ini memiliki banyak pencahayaan terang yang menyelimuti permukaan , tetapi sudut pencahayaan tidak mengungkap banyak detail.



Gambar 21



Gunakan pencahayaan yang bagus. • Sudut pencahayaan menunjukkan detail. Ini adalah skirt yang sama dengan perbedaan posisi pencahayaan dan kontras. Aus abrasive dan tanda pemesinan terlihat dan mudah dikenali.



Gambar 22



Lihat tanpa menggunakan alat bantu Memeriksa seluruh permukaan komponen dengan mata sendiri (tanpa alat bantu khusus). Memeriksa komponen untuk kondisi umum. Gunakan mata sendiri. komponen yang dibersihkan semestinya dan diberikan cahaya harus diperiksa dengan mata sendiri sebelum menggunakan pembesaran. Seperti disebutkan, komponen seperti video rekaman. 124 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



Pemeriksaan komponen yang cermat akan ”memutar ulang” kondisi yang dialami melalui road sign (petunjuk) aus dan patahan. Memahami apa yang terjadi pada tiap komponen membawa pada akar penyebab sebenarnya dari kegagalan.



Gambar 23



Contoh dari road sign (petunjuk) • •



Apapun bentuk tidak normal adalah road sign (petunjuk) Tanda normal adalah juga road sign (petunjuk)



Contoh dari road sign (petunjuk) adalah: lokasi umum dan jenis aus dan patahan, perubahan warna, distorsi, endapan, stress riser yang ada, retakan initiation site, bukti dari perbaikan sebelumnya, bukti dari penyalahgunaan atau rusak, tanda pengenal suplier, kode tanggal pembuatan, dll.



Gambar 24



Bandingkan komponen. • Membandingkan komponen–komponen yang gagal dengan yang baru dapat membantu identifikasi kondisi yang tidak biasa. Membandingkan komponen yang tidak rusak dengan komponen yang rusak terkadang membantu kondisi yang tidak umum. Komponen baru dari persediaan atau komponen bekas yang bekerja dalam kondisi normal adalah contoh yang baik. Mengamati komponen bekas yang tidak rusak memberikan pandangan visual dari perubahan warna normal, aus dan pembentukan deposit . ini membantu analis memperhatikan semua road sign (petunjuk) pada komponen yang gagal atau rusak.



125 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



Gambar 25



Periksa seluruh permukaan • • •



Lihat setiap permukaan dari komponen untuk fakta-fakta Bongkar komponen-komponen untuk melihat area yang terisolasi Gunakan pencahayaan untuk menambah bahkan mencari fakta



Road sign (petunjuk) bisa terdapat di mana saja pada komponen. Yakinkan untuk melihat seluruh permukaan selama pengamatan visual. Sebagai tambahan untuk mengamati seluruh permukaan yang aus dan permukaan patahan, lihat bagian atas, bagian bawah, dan bagian dalam komponen. Periksa bagian depan juga belakang, dan bongkar komponen untuk mengamati pertemuan permukaan bukan sebaliknya. Ingat untuk menggunakan pencahayaan yang baik dan cari sudut terbaik untuk melihat perbedaan.



Gambar 26



Amati dan Perhatikan • •



Catat penandaan normal pada komponen-komponen yang gagal Semua tanda memiliki arti



Selama pengamatan visual, carilah penandaan pada komponen seperti trade mark, kode tanggal pembuatan, kode die forging, tanda pengerasan, tanda suplier, stampel pengenal re builder, dll. Tanda-tanda ini mungkin tidak dipahami oleh analis, tetapi dapat menghilang namun penting dalam penyelesaian kegagalan.



126 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



Gambar 27



Tanda Merek dagang • •



Komponen-komponen pesaing mungkin menggunakan nomor komponen Caterpillar Pesaing secara hukum tidak dapat menggunakan merek dagang Caterpillar



Karena komponen pesaing terkadang ditemukan dalam produk Caterpillar, cari juga merek dagang Caterpillar untuk memastikan komponen tersebut asli. Penyedia Komponen pesaing dapat menggunakan nomor komponen Cat dalam produk mereka, tetapi secara hukum tidak dapat menggunakan merek dagang Caterpillar.



Gambar 28



Dealer sering mengenali tanggal pembuatan dengan menggunakan sistem yang disebut “NUMERAL KOD”. Komponen seperti piston, bearing, filter oli dan casting part mempunyai kode ini terstempel atau tercetak pada komponen tersebut. Kunci mengartikan kode ini adalah : N U M E R A L K O D 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9. Kode penanggalan memiliki seri-seri baik dari empat atau enam huruf. Ketika enam huruf digunakan, dua huruf pertama mewakili hari, dua berikutnya bulan, dan dua terakhir tahun komponen dibuat. Ketika empat huruf digunakan dua huruf pertama adalah bulan dan dua huruf terakhir adalah tahun.



127 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



Gambar 29



Kode tanggal pembuatan • Kode tanggal piston adalah UM UN KD • Hari adalah UM atau 12 • Bulan adalah UN atau 10 • Tahun adalah KD atau 79 • Tanggal pembuatan piston adalah Oktober 12, 1979 Kode penanggalan pada piston ini (UM UN KD) menandakan piston tersebut dicetak pada 12 Oktober 1979. ( harinya adalah UM di mana = 12, bulannya adalah UN di mana = 10, dan tahunnya adalah KD di mana = 79) sistem kode tanggal untuk komponen lainnya akan dibahas nanti dalam seminar seperti diskusi variasi kegagalan komponen lainnya.



Gambar 30



Menggunakan kode penanggalan Kode penanggalan menolong menentukan jika: • Perbaikan di lapangan telah dilakukan • Komponen telah diganti pada saat rebuild Mengetahui tanggal pembuatan komponen dapat berguna: 1. Pertama, jika komponen lebih baru dari tanggal pembuatan product, perbaikan lapangan sebelumnya pernah dilakukan. 2. Kedua, jika produk di rebuild dan komponen yang seharusnya sudah diganti ternyata lebih lama dari tanggal pembuatan produk, komponen kemungkinan tidak diganti. Kemungkinan lain untuk menyelidiki adalah komponen berasal dari penyimpanan yang lama.



128 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



Gambar 31



Tanda pengenal cetakan Huruf cetakan menandakan penyalur, cetakan dan panas baja. Komponen cetak seperti crank shaft, conecting rods, dan roda gigi tidak memiliki kode tanggal. Huruf pada komponenkomponen ini (biasanya dua sampai tujuh huruf panjangnya) mengidentifikasikan pengecor, cetakan coran, dan pemanasan baja. Coran Con rod ini memiliki: 1. Dua huruf kode penyalur (AJ) 2. Dua huruf kode cetak (EN) 3. Tiga huruf kode pemanasan baja (URL)



Gambar 32



Penandaan yang umum • • • • • •



Tanda lain yang ditemukan pada komponen adalah : Merek dagang penyalur I.D. penyalur Cap pembangun I.D. Lot Tanda mempunyai arti-arti



Tanda lain yang biasanya ada pada komponen adalah logo penyalur atau kode-kode pengenal. Terdapat banyak dan variasi kode di mana tidak mudah untuk mengetahui semuanya. Analis harus tahu bahwa semua tanda mempunyai arti dan harus dicatat ketika komponen dicurigai sebagai akar penyebab dari kegagalan. Arti dari tanda dapat ditemukan jika memang dibutuhkan.



129 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



Gambar 33



Gunakan pembesaran Pembesaran membantu analis mengamati fakta lebih dekat. Ketika suatu area menarik ditemukan terutama sekali selama pemeriksaan dengan menggunakan mata telanjang, mungkin dibutuhkan pengamatan lebih sekat. Initiation site patahan, material asing dan stress riser dapat terlihat lebih baik dengan pembesaran.



Gambar 34



Gunakan pembesaran • Patahan baut tanpa pembesaran • Road sign (petunjuk) dari patahan fatique dengan awalan pada permukaan shank Sebagai contoh, patahan baut ini memperlihatkan beach mark menandakan retakan fatique. Beach mark mengarah ke belakang pada awalan retakan pada bagian samping shank. Tidak ada yang bisa dilihat dengan mata telanjang.



Gambar 35



Menggunakan pembesaran - Patahan baut dengan pembesaran - Penyok pada awalan retakan 130 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



- Tentukan kapan dan bagaimana penyok terjadi Dengan pembesaran, bagaimanapun, tekanan yang tidak wajar pada sisi luar shank dari mana retakan fatigue dimulai dapat terlihat. Tekanan terlihat disebabkan dari penyalahgunaan fisik atau rusak. Road sign (petunjuk) ini membimbing analis untuk bertanya kapan dan bagaimana kerusakan ini terjadi. Apakah perbaikan yang dilakukan sebelumnya melibatkan batang baut ? di mana batang baut diganti terakhir ? di mana baut tersebut disimpan selama rebuilt ?. Menggunakan pembesaran, pencahayaan yang terang dan percobaan dengan sudut pencahayaan adalah sangat penting untuk mengungkapkan detail.



Gambar 36 Pengamatan visual



Gunakan pembesaran • 10 – 20 pembesaran adalah jarak pembesaran yang paling berguna • 8S2257 adalah pembesaran 12 kali yang tersedia dari komponen Caterpillar Jarak pembesaran yang paling berguna untuk pengamatan visual adalah pembesaran 10x – 20x tersedia dalam sistem komponen di bawah Part Number komponen 8S2257.



Gambar 37



Gunakan pembesaran. Mikroskop memberikan luas pandangan yang lebih besar dengan pembesaran yang tinggi dan pandangan yang dalam. Alat yang bahkan lebih baik untuk melihat detail aus dan patahan adalah 10x – 70x bidang pembesaran mikroskop stereo zoom. Mikroskop ini akan digunakan untuk mengamati beberapa komponen selama pembahasan. Keuntungan – keuntungan alat ini dengan Part Number komponen 8S2257 adalah: 1. Memberikan luas pandangan yang besar 2. Pembesaran yang lebih besar. Dan cakupan yang lebih luas menolong kita melihat puncak dan lembah suatu permukaan.



131 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



Gambar 38



Mengenali dan mencatat fakta-fakta • •



Rekam secara permanen fakta-fakta, tanda pengenal, dan petunjuk Gunakan catatan, photo dan perekam video untuk merekam temuan-temuan



Apabila fakta, road sign (petunjuk), tanda pengenal dan petunjuk ditemukan selama pengamatan, maka teliti secara visual, rekaman harus dibuat menggunakan bermacam alat seperti buku catatan, dan/atau perekam video. Menandai rekaman permanen mungkin sangat berguna untuk analisa kegagalan atau diskusi dengan pelanggan.



Gambar 39



Lindungi komponen-komponen untuk disimpan • Lindungi komponen-komponen selama penyimpanan dan pengiriman • Bersihkan komponen berkarat secepatnya • Beli lapisan pelindung dan bungkus komponen satu persatu • Pelihara fakta-fakta untuk analisa lebih lanjut Setelah menyelesaikan pengamatan visual dari komponen-komponen, sangatlah penting untuk melindungi komponen tersebut untuk penyimpanan dan kemungkinan pengiriman. Karena komponen bersih berkarat dengan cepat, mereka harus dilapisi dengan oli, grease atau pencegah karat lainnya. Komponen juga perlu dilindungi dari penyalahgunaan fisik dengan dibungkus sendiri-sendiri dalam material pelindung pengepakan. Melindungi komponen-komponen setelah pengamatan menjaga fakta-fakta, petunjuk dan road sign (petunjuk) untuk analisa atau diskusi lebih lanjut.



132 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



Gambar 40 Pengamatan visual



Latihan analisa visual Komponen 980 loader dikembalikan untuk dianalisa: • Dua langkah awal dari analisa visual telah diselesaikan • Beberapa fakta-fakta menghilang • Contoh umum dari apa yang di terima analis kegagalan • Latihan yang baik mengenali fakta-fakta lain yang dibutuhkan Lakukan teknik analisa visual pada beberapa komponen 980 loader yang telah dikembalikan ke pabrik untuk di analisa dan mengungkap berapa banyak road sign (petunjuk) dapat temukan dan informasi tambahan apa yang dibutuhkan untuk merampungkan analisa. Dalam contoh ini, dua langkah awal dalam proses analisa visual (mendapat latar belakang fakta , dan mendapat tanda pengenal dan melindungi komponen) sayangnya tidak dilakukan seluruhnya dan fakta yang hilang tidak mungkin dibangun ulang pada saat ini. contoh kurang ideal ini digunakan karena kondisi ini sangat sering ditemui oleh analis kegagalan. Tambahan ini memberikan latihan dalam mengenali fakta lebih lanjut diperlukan untuk memperjelas akar penyebab yang tepat. Semua patahan telah dibersihkan dan telah siap untuk di teliti dengan mata telanjang.



Gambar 41 Pengamatan visual



Latihan analisa visual Permukaan patahan tidak terlindungi dan berkarat: • Link dan Rod (kiri dan tengah) adalah akibat patahan britle • Patahan lever (kanan) memiliki bibir patahan dari patahan ductile – juga akibat • Tidak ada tanda pengenal untuk lokasi pemasangan Di bawah pencahayaan yang baik, analis bisa melihat bahwa beberapa permukaan patahan berkarat, menandakan perlindungan yang semestinya tidak dilakukan sebelum pengamatan. Patahan link pada sisi kiri dan patahan tilt cylinder rod di tengah keduanya cerah dan mengkristal dengan tidak adanya shear lips – road sign (petunjuk) menandakan brittle, patahan cepat yang biasanya akibat dari sesuatu yang lainnya patah terlebih dahulu. Patahan lever pada bagian kanan memiliki shear lip sepanjang pinggir; road sign (petunjuk) menandakan patahan cepat ductile, itu juga biasanya sebagai akibat. Lever dan link tidak 133 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



ditandai dengan lokasi pemasangan pada mesin atau jika kedua komponen terletak pada sisi yang sama.



Gambar 42



Latihan analisa visual • Patahan lever berwarna gelap, kasar dan kelabu • Patahan menjalar dari sisi kiri ke kanan • Patahan ductile dimulai pada sisi kiri bukan dalam pusat Patahan permukaan lever memiliki pola yang tidak biasa dari perbedaan warna di pusat dari sayap. Bagaimanapun, keseluruhan patahan adalah gelap, kasar dan kelabu dengan shear lip yang terlihat lebih kecil dibanding dengan sisi kiri flange. Road sign (petunjuk) ini menandakan patahan adalah ductile dan tidak dimulai pada bagian pusat, tetapi dimulai pada sisi kiri flange terus ke web. Pola yang tidak biasa pada bagian tengah, bukanlah awalan retakan, dan tidak membutuhkan pengamatan lebih lanjut.



Gambar 43



Latihan analisa visual • Penyok pada lubang sambungan • Tentukan kenapa komponen bersentuhan pada penyok • Tentukan jika benturan tersebut menyebabkan kerusakan • Diperlukan informasi pada tempat pemasangan komponen Lever juga memiliki penyok pada lubang sambungan mounting. Penyok ini mengindikasikan benturan tidak normal antara kedua komponen. Kedua road sign (petunjuk) ini membimbing analis untuk bertanya kenapa komponen tersebut berbenturan, dan jika ini dapat meningkatkan stress yang menyebabkan sambungan gagal. Pada titik ini, akan sangat membantu jika diketahui di mana sambungan yang gagal dan lever terpasang bersamaan atau sisi sebaliknya dari mesin. Sekali lagi, ini adalah bagian informasi yang tidak tersedia karena komponen tidak dengan semestinya diidentifikasi dan ditandai.



134 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



Gambar 44 Pengamatan visual



Latihan analisa visual • •



Perbaikan las pada flange Diperlukan latar belakang fakta pada perbaikan dan operasi mesin



Flange pada lever juga memiliki bekas cat terkelupas pada area yang terlihat telah dilas untuk perbaikan. Road sign (petunjuk) ini harus menimbulkan pertanyaan tentang perbaikan sebelumnya seperti: ”kapan dan kenapa mereka dibuat ?”, “siapa yang melakukan perbaikan ?”, ” apakah mereka melakukannya dengan semestinya?”, dan ”apakah mesin digunakan dengan benar?”.



Gambar 45



Latihan analisa visual • Pandangan pembesaran dari patahan link memperlihatkan pre-crack pada bagian atas • Perlu di tentukan bagaimana pre-crack terbentuk • Sekali lagi, diperlukan latar belakang fakta tentang tempat pemasangan komponen untuk meneruskan penelitian. Melihat lebih dekat pada patahan link dengan pembesaran yang rendah dan pencahayaan yang baik, endapan gelap kecil pada bagian atas patahan terlihat. Endapan adalah road sign (petunjuk) yang menandakan, ”area ini terekspos pada udara luar lebih lama daripada permukaan lainnya. Retakan telah terlebih dahulu di sini sebelum patahan britle.” bekas retakan gelap yang terlihat ini adalah stress riser yang memulai retakan britle. Road sign (petunjuk) ini mengarahkan analis untuk menyelidiki bagaimana pre-crack sampai di sana. Pada titik ini analisa kegagalan makin sulit karena mekanik yang membongkar menghilangkan langkah menandai komponen. Link tidak di beri tanda untuk mengidentifikasikan jika terpasang pada lever yang gagal atau pada lever pada sisi lain dari mesin. Analis juga tidak dapat mengatakan dari patahan mana komponen yang gagal terlebih dahulu walaupun link yang sepertinya komponen yang lebih dulu karena memiliki pre-crack. Informasi latar belakang yang baik dapat menjawab banyak dari pertanyaan-pertanyaan ini. Tanpa itu, analis tidak dapat menentukan apa yang terjadi, tetapi hanya dapat berspekulasi bahwa link patah terlebih dahulu tanpa tahu kenapa.



135 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



Gambar 46 Pengamatan visual



Latihan analisa visual Contoh ini mendemonstrasikan kebutuhan terhadap: 1. cari road sign yang membimbing analis untuk bertanya lebih banyak 2. kumpulkan fakta lebih banyak, yang bisa didapat 3. mengarah pada akar penyebab dari kegagalan Sekarang analis perlu berbicara dengan pelanggan atau teknisi perbaikan untuk menentukan tempat komponen terpasang dan perbaikan apa yang telah dilakukan pada lever. Sementara mengumpulkan fakta-fakta ini, analis dapat mengungkap akar penyebab sebenarnya dari kegagalan yang mungkin sebaliknya menjadi tidak terdeteksi. Tempat terbaik untuk mengumpulkan fakta ini adalah di tempat kejadian. Tanpa fakta lapangan yang lengkap, banyak petunjuk tidak tersedia dan makin sulit untuk mengerti apa yang tanda-road sign (petunjuk) coba indikasikan.



Gambar 46 Pengamatan visual



Analisa visual • Mengikuti prosedur dengan benar menjelaskan akar penyebab • Menghilangkan langkah mengabaikan fakta dan membimbing pada kesimpulan yang salah. Hati-hati mengikuti saran “prosedur pengamatan visual” akan meningkatkan kesempatan mengidentifikasikan secara benar akar penyebab. Menghilangkan langkah dari prosedur akan mengakibatkan hilangnya road sign (petunjuk) dan fakta yang berharga yang akan mengarahkan pada penyebab sesungguhnya kegagalan.



136 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI



TT036 APPLIED FAILURE ANALYSIS 1



Gambar 46 Pengamatan visual



Kesimpulan Ini menyimpulkan diskusi pada pengamatan visual. Adalah tidak mungkin untuk menyebutkan setiap tipe dari fakta atau road sign (petunjuk) yang dicari, contoh bagaimana menemukan dan mengenali Road sign (petunjuk) telah diberikan. Road sign (petunjuk) ini menolong analis untuk mencari lebih banyak fakta dan dapat membimbing pada penyebab kegagalan.



137 PT TRAKINDO UTAMA TRAINING CENTER CILEUNGSI