ANALISA KEGAGALAN BAHAN DALAM PENERAPANNYA DI INDUSTRI

PENDAHULUAN

Analisis kegagalan adalah suatu aktifitas sangat penting; analisa terhadap kegagalan metalurgis ini digunakan untuk menentukan penyebab dari kegagalan-kegagalan agar dimasa depan kejadian-kejadian ini bisa dicegah. Dari sudut pandang engineering, penggunaan teknik analisa kegagalan dapat menghasilkan umpan balik yang berharga untuk mengatasi masalah disain dan keterbatasan kemampuan material.

Peningkatan kemampuan material untuk mencegah terjadinya kegagalan diperlukan untuk meningkatkan factor safety. Namun seberapa besarkah faktor safety ini diperlukan. Perencanaan secara overdesign suatu komponen menyebabkan pemborosan secara ekonomis dan menyebabkan overload pada komponen lain dalam suatu struktur. Underdesign suatu komponen mengarah kepada kegagalan dini, yang secara ekonomis sia-sia dan membahayakan kehidupan manusia.

Analisa kegagalan mempunyai peranan yang sangat penting, karena simulasi pengujian yang terbaikpun tidak dapat mengadakan variasi kondisi dan interaksi yang muncul dalam kondisi sebenarnya. Sebagaimana hardlanding pada pesawat terbang yang menyebabkan pembengkokan bahkan patahnya as roda pesawat atau body pesawat yang melengkung, analisa ini baru dapat dilakukan apabila kegagalan dan kondisi kerja yang sebenarnya telah terjadi. Karna sungguh tidak mungkin kondisi tersebut diciptakan dalam simulasi sebaik apapun, sebab tidak mungkin ada pilot dan penumpangnya yang mau untuk menguji design pesawat tersebut dengan cara sengaja melakukan hardlanding dengan mempertaruhkan nyawanya. Sehingga analisa kegagalan ini sendiri sangat penting agar kita dapat memperbaiki design dan menyempurnakan kekurangan yang ada, baik dalam hal kualitas material atau perlakuannya agar kejadian serupa dapat dicegah. Ini sangat penting dalam hal meningkatkan keamanan dan kualitas dari produk.

Gambar 1. Hubungan analisa kegagalan dengan desain produk suatu komponen

FAKTOR YANG BERHUBUNGAN DENGAN KEGAGALAN

Faktor-faktor yang langsung berhubungan dengan kegagalan atau pemendekan waktu pakai adalah :

1. Disain

2. Pemilihan Material

3. Perlakuan Panas

4. Pabrikasi

5. Permesinan dan Perakitan

Pada kenyataannya kegagalan dapat terjadi karena salah satu faktor diatas yang berlaku secara independen atau saling berinteraksi. Penyebab pasti sering kali tidak mudah diketahui dan hanya dapat dipastikan setelah penyelidikan yang intensif.

Namun selain kelima faktor diatas terdapat banyak factor lain penyebab kegagalan, baik itu langsung maupun tidak langsung, seperti lingkungan kerja, kondisi kerja, dan termasuk kesalahan manusia. Salah satu faktor yang sangat mengganggu dan menjadi masalah yang sangat serius sejak lama dalam dunia metalurgi adalah korosi. Korosi ini sendiri tidak dapat dihentikan atau dicegah akan tetapi hanya dapat dihalangi dan diperlambat prosesnya. Ini terjadi akibat proses alami dimana logam mencari bentuknya yang paling stabil, yakni kembali kealam seperti bentuk awalnya saat ia ditambang.

Korosi merupakan suatu proses degradasi material, sehingga kualitas dan dan sifat-sifat mekanik material ini dapat menurun. Dalam dunia mekanika retakan dan analisa kegagalan, korosi ini sendiri dapat dianggap sebagai salah satu penyebab dari cacat dan retak pada material, baik itu retak halus maupun besar. Yang membahayakan korosi ini akan terus tumbuh dan berkembang dengan laju tertentu, sehingga sangat diperlukan pencegahan secara dini juga analisa yang lebih mendalam terhadap pertumbuhan korosi dan degradasi yang ditimbulkannya. Ini disebabkan karena dengan adanya laju pertumbuhan korosi ini maka perhitungan dan analisa kekuatan dan ketahanan material baik itu terhadap pembebanan atau kondisi kerja akan menjadi dinamis dan berubah setiap tahunnya. Ini mengikuti terhadap ukuran dan besaran cacat yang di timbulkan oleh korosi, sehingga ligamen yang ada akan semakin mengecil tiap tahunnya. Sebagaimana yang kita ketahui dalam analisa dan perhitungan terkadang faktor cacat itu sangat berpengaruh terhadap collapse nya suatu struktur atau material, baik itu dipengaruhi oleh getaran atau pembebanan yang dinamis, meski cacat itu kadang sangat kecil dan berbentuk ellip.

HUBUNGANNYA DALAM DUNIA INDUSTRI

Dalam dunia industri analisa kegagalan material ini menjadi salah satu hal yang sangat penting. Baik untuk uji prototipe dan juga untuk pertanggung jawaban asuransi dan klaim jaminan produk. Dalam industri manufacture ini juga menjadi penting untuk dapat meningkatkan safety dan dan kualitas produk untuk meningkatkan keyakinan konsumen.

Hal ini menjadi lebih riskan lagi apabila kita berbicara kedalam industri yang menyangkut hajat hidup orang banyak, baik itu industri transportasi maupun energi seperti industri nuklir. Dapat dibayangkan tanpa adanya analisa kegagalan dan penyempurnaan yang mendalam sebuah kereta api harus kandas atau terguling hanya karena alasan dan penyebab yang sama setiap tahunnya, maka berapa banyak korban yang akan berjatuhan ditambah lagi keyakinan konsumen dan masyarakat akan menjadi minim terhadap jaminan keselamatan yang diberikan. Kita juga dapat membayangkan betapa besarnya kerugian ekonomi yang akan ditimbulkan akibat perbaikan dan kerusakan yang telah tejadi, belum lagi kerugian secara tidak langsung seperti tidak dapat beroperasinya kereta api tersebut atau pekerja yang tidak dapat menjalankan aktifitasnya akibat kerusakan sarana tersebut.

Dalam industri penerbangan dan nuklir ini menjadi hal yang sangat penting, mengingat resiko dan bahaya yang dapat terjadi apabila ada salah satu bagian komponennya mengalami kegagalan. Kita mengingat bagaimana bencana melelehnya tabung reaktor nuklir Uni Soviet hingga menimbulkan ledakan di Ukraina tahun 70-an telah menjadi bencana yang amat besar dan menakutkan, puluhan ribu nyawa orang melayang karenanya. Ini menjadi sebuah pelajaran, sehingga dengan analisa yang mendalam penyebab kegagalan ini dapai ditemukan dan bencana yang sedemikian ini dapat dicegah, dan tidak terjadi lagi dimasa mendatang.

Dalam dunia penerbangan juga begitu banyak dana yang dihabiskan untuk menganalisa dan mencari penyebab dari kecelakaan yang terjadi, apakah ini akibat kesalahan, faktor alam atau akibat kegagalan komponen. Karena ini merupakan kesempatan yang sangat berharga untuk kita mempelajari dan menyempurnakan kekurangan, sehingga kecelakaan pesawatpun dapat dicegah dan ditekan seminim mungkin.

Didunia industri pencegahan kembali kegagalan merupakan salah satu hal yang sangat berpengaruh terhadap ekonomi dan efektif untuk menekan cost sekecil mungkin. Karena mencegah jauh lebih menguntungkan daripada memperbaiki. Banyangkan betapa besarnya kerugian yang harus ditanggung oleh suatu perusahaan minyak hanya karena meledaknya pipa penyalur minyak, selain tidak dapat menyalurkan minyaknya lagi untuk beberapa waktu, minyakpun akan tumpah dan terbuang sia-sia sehingga menyebabkan kerugian yang sangat besar. Belum lagi dengan dampak lingkungan yang harus diatasi. Atau collapse nya menara-menara transmisi listrik, ini akan menjadi sebuah bencana yang sangat besar juga, selain terhentinya berbagai kegiatan mengingat besarnya ketargantungan manusia belakangan ini terhadap listrik juga dapat mengacaukan ekonomi negara. Apabila ini terjadi pada negeri yang sedang dilanda badai salju yang sangat lebat, maka kelaparan dan kedinginan akan menjadi ancaman yang sangat besar.

Berhentinya beroperasi industri atau pabrik merupakan resiko yang sangat besar yang harus di tanggung oleh perusahaan, sehingga kejadian-kejadian seperti ini membuat perusahaan-perusahaan menjadi sangat protek dan berusaha sebisa mungkin agar kejadian yang serupa tidak terjadi lagi. Untuk itu pengetahuan dan wawasan seorang engineer terhadap ilmu material, mekanika retakan, metalurgi, perlakuan logam dan ilmu terapan sejenisnya menjadi sangat penting untuk memperoleh keberhasilan dan keakuratan dalam menganalisa. Selain itu perlengkapan dan fasilitas pendukung juga menjadi hal yang sangat berpengaruh.