Jelaskan apa yang dimaksud dengan “kerusakan”! Sebutkan kondisi umum dari kerusakan material!
Kerusakan adalah kondisi ketidakmampuan suatu komponen untuk dapat berfungsi sebagaimana mestinya. Kerusakan tidak harus melibatkan perpatahan (fracture) pada sebuah komponen. Kondisi umum dari kerusakan material dikategorikan menjadi tiga, yaitu:
- Apabila tidak dapat dioperasikan (dijalankan).
- Masih dapat beroperasi, namun tidak berfungsi sebagaimana mestinya.
- Kerusakan serius atau tidak aman untuk digunakan.
Sebutkan beberapa penyebab kerusakan yang umum terjadi pada suatu material teknik! Beri contoh masing-masing!
Berikut ini merupakan penyebab kerusakan yang umum terjadi pada suatu material teknik beserta contoh-contohnya:
- Salah desain. Contoh salah desain adalah apabila suatu komponen didesain dengan dimensi yang tidak sesuai pada saat penggunaannya.
- Salah memilih material. Memilih material harus mempertimbangkan sifat fisik, kimia serta mekanik. Contoh salah memilih material adalah penggunaan keramik pada pembebanan spontanitas. Pada pembebanan spontanitas dibutuhkan material yang tangguh.
- Ketidaksempurnaan material. Ketidaksempurnaan material yaitu berupa cacat (porositas, inklusi, laminasi, segregasi) yang timbul pada saat proses pembuatan dilakukan seperti proses forging, rolling, casting dan sebagainya. Contoh ketidaksempuranaan material yaitu porositas yang dapat memberikan microsite sebagai tempat terjadinya korosi serta menurunkan densitas komponen dan kekuatannya.
- Salah dalam proses pembuatan. Salah dalam proses pembuatan dapat disebabkan oleh karena rolling (laminasi dan inklusi), casting (pori, pengkerutan, segregasi dan coldshut), heat treatment (dekarburisasi, scale, improper microstructure dan over/under tempered), machining dan welding (pori, retak, lack of penetration dan undercut).
- Salah dalam penyatuan (assembly). Salah dalam penyatuan (assembly) dapat disebabkan oleh operator error, improper rivet, inaccurate dan incomplete. Contoh salah dalam penyatuan yaitu apabila rivet yang digunakan tidak layak maka rivet tersebut tidak dapat menopang pembebanan bada saat suatu komponen bekerja.
- Kondisi operasi tidak sesuai. Kondisi operasi meliputi kecepatan, pembebanan, temperatur, serta zat kimia pada lingkungan. Contoh penyebab kerusakan karena kondisi operasi yang tidak sesuai adalah kondisi operasi kapal titanic pada daerah kutub yang bersuhu rendah sangat ekstrim. Kapal titanic yang dibuat dengan material yang memiliki perilaku ductile-brittle transition berubah sifat dari ductile menjadi brittle karena suhu operasi di daerah kutub sangat rendah.
- Salah perawatan. Contoh dari salah perawatan yaitu pada komponen yang saling bergesekan seperti rantai dan gerigi tidak diberi lubrikan secara berkala, maka akibatnya adalah material rantai atau gerigi yang memiliki kekerasan lebih rendah akan cepat mengalami penghilangan (pengikisan) material. Penghilangan (pengikisan) material ini biasa disebut dengan keausan.
Buatlah analisa kerusakan pada “Tali Pinggang” saudara yang biasa dipakai sehari-hari.
Analisa kerusakan pada “Tali Pinggang” yang biasa dipakai sehari-hari:
Tali pinggang pada keadaan digunakan secara normal mengalami pembebanan tarik pada keseluruhan tali pinggang. Pada kondisi tersebut lubang pengait yang terdapat pada ikat pinggang dapat memberikan konsentrasi tegangan yang kemudian dapat berakibat pada kegagalan yang dimulai dari lubang tersebut. Selain itu, lubang tersebut juga dapat menginisiasi keretakan (putus) yang dapat menjalar selama tali pinggang tersebut digunakan.
Gambar 1. “Tali pinggang“ yang biasa dipakai sehari-hari.
Pelajaran apa yang diperoleh dari teknik kerusakan (engineering failures)?
Pelajaran yang diperoleh dari teknik kerusakan (engineering failures) adalah mengetahui teori-teori kegagalan yang mungkin terjadi dan dapat menganalisa kegagalan pada suatu komponen berdasarkan teori-teori tersebut. Adapun aspek-aspek yang dapat mengakibatkan suatu komponen mengalami kegagalan yaitu kondisi operasi, perawatan, material yang digunakan, desain, serta proses fabrikasinya.
Di bidang material (manufaktur), ada istilah Failure Modes and Effects Analysis (FMEA). Jelaskan menurut saudara konsep dan lingkup dari FMEA dan kegunaannya, berilah contoh dilapangan berikut resikonya!
Failure Mode and Effects (FMEA) adalah salah satu tools dalam quality management. FMEA adalah suatu metodologi dalam menganalisa masalah kualitas yang muncul sejak di tahap pengembangan, sehingga tindakan koreksi dapat langsung dilakukan dan desain juga dapat langsung diperbaiki. FMEA mengklasifikasikan jenis mode kegagalan yang muncul, kemudian menentukan dampaknya terhadap produksi dan menjalankan tindakan koreksinya.
FMEA terdiri dari beberapa jenis, antara lain:
a. Proses: berfokus pada analisa proses fabrikasi dan perakitan.
b. Desain: berfokus pada analisa produk sebelum proses produksi.
c. Konsep: berfokus pada analisa sistem atau subsistem dalam tahap awal desain konsep.
d. Peralatan: berfokus pada analisa desain mesin dan perlangkapan sebelum melakukan pembelian.
e. Service: berfokus pada analisa jasa dari proses industri jasa sebelum diluncurkan ke pelanggan.
f. Sistem: berfokus pada analisa fungsi system secara global.
g. Software: berfokus pada analisa fungsi software.
Dalam menjalankan FMEA, ada 3 variabel utama, yaitu:
a. Severity, yakni rating yang mengacu pada besarnya dampak serius dari suatu potential failure mode.
b. Occurrence, yakni rating yang mengacu pada berap abanyak frekuensi potential failure terjadi.
c. Detection, yakni mengacu pada kemungkinan motode deteksi yang sekarang dapat mendeteksi potential failure mode sebelum produk tersebut dirilis untuk produksi, untuk desain hingga proses.
Metode FMEA menggunakan Risk Priority Number (RPN), yakni angka yang bakal menggambarkan area mana yang perlu jadi prioritas perhatian. RPN diukur berdasarkan severity, occurrence & detection.
RPN = rating severity x rating occurrence x rating detection
Suatu tindakan koreksi harus dilakukan, bila:
– Severity menunjukkan angka 9 atau 10, karena dampaknya sangat serius dan berpotensi menghasilkan kerugian yang sangat besar, atau
– Severity rating x occurrence rating menghasilkan angka yang tinggi, atau
– Tidak ada aturan khusus, lakukan judgment berdasarkan analisa RPN.
Material Lounge 