MasalahPompa 107-J

Shaft Patah

Why ??Failure Analysis

Produksi Tinggi

Latar Belakang

BAB I

PENDAHULUAN

Sidang Tugas Akhir 2011

Fluida : Semi Lean Benfield Solution

(K2CO3)

Perumusan Masalah1. Mengetahui faktor – faktor yang menyebabkan kegagalan pada

Shaft pompa 107-JC

2. Mengetahui mekanisme kegagalan dan pola patahan yang terjadi pada komponen Shaft pompa 107-JC

3. Mengetahui langkah – langkah penanggulangan yang perlu dilakukan agar kerusakan pada Shaft pompa 107-JC tidak terulang kembali

Tujuan Penelitian

1. Mempelajari faktor penyebab kegagalan yang terjadi pada Shaft pompa 107-JC.

2. Mempelajari mekanisme kegagalan dan pola patahan yang terjadi pada Shaft pompa 107-JC.

3. Menentukan langkah – langkah penanggulangan yang perlu dilakukan agar kerusakan pada Shaft pompa 107-JC tidak berulang kembali

Sidang Tugas Akhir 2011

Manfaat Penelitian

1. Menentukan faktor – faktor penyebab terjadinya kegagalan pada Shaft pompa 107-JC.

2. Masukan untuk langkah perawatan dan penanggulangan agar kasus kerusakan dengan modus yang sama tidak berulang kembali

Batasan Masalah

1. Desain pompa sudah memenuhi standar operasional pompa.

2. Fluida yang mengalir berupa larutan benfield dianggap homogen.

3. Beban yang bekerja tidak melebihi kemampuan material.

4. Pengambilan data berupa data operasional dan historical card pompa 107-JC pada bulan Desember 2009 sampai Desember 2010.

Sidang Tugas Akhir 2011

Pompa 107-JC

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

Definisi Pompa

• Pompa perpindahan positif (positive displacement pump)

• Pompa perpindahan dinamis (non positive displacement pump)

“Suatu alat yang digunakan untuk memindahkan fluida dari satu tempat ke tempat lainnya” (Karassik,1960)

Pompa Sentrifugal

Jenis Pompa

POMPA

Sidang Tugas Akhir 2011

Bagian Utama Pompa Sentrifugal

Impeller Casing

(Volute dan Diffuser)Wear Rings

BearingsMechanical Seal Sleeve Poros Poros

(www.pumpi.com.mk/img/pd.jpg)

Sidang Tugas Akhir 2011

Prinsip KerjaPompa Sentrifugal

(Samsudin,2008)

Sidang Tugas Akhir 2011

Pembebanan Pada PorosPompa Sentrifugal

• Torsi

• Berat Komponen

• Gaya Hidrolik Radial / Aksial

(Berndt,1998)

Pembebanan:

Sidang Tugas Akhir 2011

Bending putar

Sidang Tugas Akhir 2011

Kegagalan Pada PorosPompa Sentrifugal

• Dibagi menjadi 3 jenis menurut struktur mikronya hasil dari perlakuan panas berupa sollution-annealing:

1. Austenitic

2. Semiaustenistic

3. Martensitic

Precipitation HardenableStainless Steel (PH SS)

• Perbandingan antara Precipitation HardenableStainless Steel (PH SS) dan baja martensitik (M SS) :

1. Kekuatan mekanik PH SS > M SS

2. Ketangguhan PH SS > M SS

3. Ketahanan korosi PH SS > M SS

SS 17-4 PH

Totten (2007)

Sidang Tugas Akhir 2011

SS 17-4 PH

• UNS S17400 ±

• Euronom 1.4542

• AFNOR Z6CNU17-04

• DIN EN X5CrNiCuNb 16.4

• JIS SUS630

± 17 % Cr ± 4 % Ni

Sidang Tugas Akhir 2011

Komposisi (% wt)

C ≤ 0,07

Mn ≤ 1,00

Si ≤ 1,00

Cr 12,5 – 17,50

Ni 3,00 – 5,00

Mo -

Nb 0,15 – 0,45

Cu 3,00 – 5,00

Totten (2007)

SS 17-4 PH

• Aplikasi pada:

- Kekuatan tinggi

- Ketahanan korosi medium

- Temperatur operasi maksimal 316 ˚C

(Aalco Metals.Co)

• Contoh aplikasi nyata:

- Katup dan komponen lainnya

- Poros berkekuatan tinggi

- Sudu turbin

- Cetakan coran

- Wadah pembuangan industri nuklir

Sidang Tugas Akhir 2011

PROSES PRECIPITATION HARDENING

SS 17-4 PHSOLUTION

TREATMENT

• Dipanaskan T tinggiSingle Phase

• Elemen presipitat dan paduan melarut (Larutan padat lewat jenuh dengan fasa tunggal).

• T Ms berada tepat di atas T ruang.

• Heat treatment T solution-annealing (± 1040 ˚C atau 1900 ˚F).

• Disebut “kondisi A”.• Quenching

PRECIPITATION /

AGE HARDENING

Proses Age Hardening (artificial aging )• Material dipanaskan sampai di

bawah Temperatur kritisnya• holding timeWaktu x-y• Pendinginan di dalam furnace. • Aging 480 - 620 ˚C (900 - 1150

˚C). melibatkan proses presipitasi antara unsur Cu dengan unsur Cr dalam paduan.

yield strenghtsolution-treatment 750 MPa full aging 1200 MPa

Sidang Tugas Akhir 2011

PROSES PRECIPITATION HARDENING

SS 17-4 PH

Sifat Mekanik baja tahan karat 17-4 PH pada Kondisi berbeda(Wu,2003)

Sidang Tugas Akhir 2011

Pengambilan dan Persiapan Spesimen

Pengambilan Data Primer

Pengambilan Data Sekunder

Uji MakroskopikFoto + Stereo Microscope

FractographySEM

Uji KomposisiOES

Uji Mikroskopik

Metallography

Identifikasi Beban Dan Tegangan

Operasi

Uji MekanikRockwell C +

Tensile

Data PrimerData

Sekunder

Analisis Data Dan Pembahasan

Kesimpulan Dan Saran

END

• Diagram Alir Percobaan

BAB III

METODOLOGISTART

Sidang Tugas Akhir 2011