Sifat Fisis Mekanis Dan Karakteristik Laju Perambatan Retak Material Tube Katalis Primary Reformer PT Pupuk Kaltim

Esmijati, Dr. Eng. Priyo Tri Iswanto, ST., M. Eng

2009 | Skripsi | S1 TEKNIK MESIN

Pengoperasian struktur pada industri-industri sering dilakukan secara terus menerus. Struktur yang diberi pembebanan dinamis secara terus menerus, bekerja pada kondisi suhu yang tidak tetap dan lingkungan yang rawan akan membuat struktur tersebut mengalami kelelahan pada usia penggunaan tertentu. Tanda kelelahan tersebut dapat muncul dalam bentuk retak. Kemunculan suatu retak dapat menimbulkan kegagalan pada struktur. Oleh karena itu, diperlukan metode perancangan untuk mengantisipasi terjadinya retak. Metode perancangan tersebut bisa dilakukan dengan mengamati karakteristik laju perambatan retak pada suatu material. Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari karakteristik perambatan retak pada material dari sebuah struktur yang telah beroperasi selama waktu tertentu. Pengamatan tersebut dimaksudkan untuk memperhitungkan ketahanan material. Dalam penelitian ini diteliti sifat fisis dan karakteristik laju perambatan retak fatik. Material yang digunakan adalah material tube katalis primary reformer dari PT. Pupuk Kaltim yang telah beroperasi selama 14 tahun. Material ini berjenis Heat-Resistant Cast Steel yang merupakan paduan baja tuang yang mampu beroperasi pada suhu tinggi. Pada pengujian perambatan retak dilakukan dengan memvariasikan rasio tegangan yaitu sebesar 0,1 dan 0,3 untuk mengetahui pengaruh rasio tegangan terhadap laju perambatan retak. Hasil pengujian menunjukkan bahwa adanya perubahan laju perambatan retak dengan adanya variasi rasio tegangan. Karakteristik laju perambatan retak material yang dihasilkan dari penelitian dinyatakan dengan nilai konstanta Paris, yaitu pada R = 0,1 nilai sebesar 2,187E-13 dan nilai sebesar 4,278 sedangkan untuk R = 0,3 nilai C adalah 1,023E-13 dan nilai m adalah 4,738. Pada hasil penelitian sifat fisis dan mekanis material tidak didapatkan perubahan sifat yang sangat besar setelah penggunaan material selama waktu tertentu.

Industrial structures often operate continuously. Structures subjected to continuous dynamic loading, fluctuating temperatures, and harsh environments are prone to fatigue after a certain period of service. Such fatigue often manifests as cracking, which can lead to structural failure. Consequently, design methods that anticipate crack formation are essential; these methods can be developed by examining the crack propagation rate characteristics of the material. This study aims to investigate the crack propagation characteristics of a material from a structure that has been in service for a specific period, with the objective of assessing the material's durability. This research examines the physical properties and fatigue crack propagation rate characteristics of the material. The material used is a primary reformer catalyst tube from PT. Pupuk Kaltim, which has been in operation for 14 years. It is a heat-resistant cast steel—a cast steel alloy capable of operating at high temperatures. Crack propagation tests were conducted using stress ratios of 0.1 and 0.3 to determine the effect of the stress ratio on the crack propagation rate. The test results indicate that the crack propagation rate varies with the stress ratio. The material's crack propagation characteristics derived from this study are expressed in terms of Paris law constants: for R = 0.1, the values ??are 2.187E-13 and 4.278, while for R = 0.3, the C value is 1.023E-13 and the m value is 4.738. The results of the study on the physical and mechanical properties of the material showed no significant changes in properties after the material had been in use for a certain period.

Kata Kunci : Heat-Resistant Cast Steel, tube katalis primary reformer, laju perambatan retak fatik, rasio tegangan