ANALISA KEGAGALAN PIN KATUP KUPU-KUPU PADA PIPA PENDINGIN KONDENSOR

Fanny Gunawan, Prof. Ir. Mochammad Noer Ilman, S.T., M.Sc., Ph.D. IPM., ASEAN Eng

2013 | Skripsi | S1 TEKNIK MESIN

Katup kupu-kupu merupakan salah satu jenis katup yang berfungsi untuk mengatur debit aliran fluida. Tugas akhir ini mengambil topik tentang kasus kegagalan pin katup kupu-kupu terjadi di PT. Badak NGL, Bontang, Kalimantan Timur yang terjadi pada bulan September 2013. Kegagalan material dapat terjadi pada suatu struktur atau komponen suatu alat karena setiap material mempunyai batas kekuatan dan batas umur pakai. Analisa kegagalan ini bertujuan untuk mengetahui penyebab kegagalan dan tindakan yang dapat dilakukan agar kegagalan yang sama tidak terjadi lagi. Data teknis dari PT. Badak NGL menunjukkan material pin merupakan jenis baja tahan karat (stainless steel). Pengamatan seluruh pin yang patah dilakukan untuk mendapatkan informasi awal tentang kegagalan yang terjadi dan menentukan bagian pin yang akan diuji lebih lanjut. Jenis baja tahan karat dan fasa penyusunnya dapat diketahui dengan pengujian struktur mikro dan komposisi material. Pengujian kekerasan juga dilakukan untuk mengetahui sifat mekanik material. Pengujian lain seperti pengamatan permukaan patahan dengan menggunakan Scanning Electron Microscope (SEM) dan pengujian korosi bertujuan untuk mengetahui penyebab terjadinya kegagalan. Gaya yang bekerja pada pin dapat diketahui dengan perhitungan berdasarkan teori mekanika material. Hasil pengujian struktur mikro dan pengujian komposisi material dengan Energy Dispersive Analysis X-Ray (EDAX) menunjukkan material pin adalah baja tahan karat duplex dengan fasa ferrit dan austenit sebagai penyusunnya. Kegagalan pin terjadi karena fatik korosi (corrosion fatigue). Kegagalan ini terjadi karena kombinasi antara beban dinamis dan reaksi elektrokimia pada lingkungan korosif berupa air laut. Kegagalan diawali dengan pembentukan lubang akibat reaksi elektrokimia berupa korosi dan penggetasan hidrogen. Konsentrasi tegangan terjadi pada daerah lubang yang menyebabkan retak merambat. Beban dinamis dan korosi mengakibatkan retakan semakin dalam dan perambatan retak akan semakin cepat. Pin mengalami kegagalan ketika material pin tidak dapat menahan beban dinamis dan korosi yang terjadi pada lingkungan kerja pin.

A Butterfly valve is a type of valve that serves to regulate the flow of fluid. The topic of this final project is failure cases of butterfly valve pin at PT. Badak NGL, Bontang, East Kalimantan which occurred in September 2012. Material failure can occur in a structure or component of a device because each material has strength limit and lifetime limits. Failure analysis aims to determine the cause of failure and the actions that can be done so the same failures do not occur again. Technical data from PT. Badak NGL shows that the pin material is a type of stainless steel. Observations across the broken pin was done to obtain preliminary information about the failure and determine which parts of the pin to be tested further. The Type of stainless steel and its constituent phases can be determined by microstructure and composition of the material test. Hardness test was also conducted to determine the mechanical properties of the material. Additional test such as fracture surface observations using Scanning Electron Microscope (SEM) and corrosion test aims to determine the cause of failure. Forces acting on the pin can be determined by calculations based on the theory of mechanics of materials. The results of microstructure and material composition test by Energy Dispersive X-Ray Analysis (EDAX) shows that the pin material is a duplex stainless steels with ferrite and austenite phase as constituent. Pin failure occurred due to corrosion fatigue. This failure occurs because of a combination between dynamic loads and electrochemical reactions in corrosive environments such as sea water. Failure begins from the formation of holes caused by the electrochemical reaction in the form of corrosion and hydrogen embrittlement. Stress concentration occurs at the hole that caused cracks propagate. Dynamic load and the corrosion resulted in cracks and crack propagation will be faster. Pin will failure when the material cannot withstand the dynamic loads and corrosion that occurs in the pin workplace.

Kata Kunci : katup kupu-kupu, kegagalan pin, baja tahan karat, corrosion fatigue.