Analisis Kegagalan (Failure Analysis Explanation) I

Failure:

Suatu kondisi dimana peralatan tidak berfungsi sebagaimana yang dimaksud, apakah karena total breakdown atau efisiensinya menurun drastis. Dapat juga dikatakan bahwa failure adalah penyimpangan negatif dari unjuk kerja secara normal. Kondisi ini bisa mengarah kepada atau menyebabkan kerugian secara finansial maupun membahayakan keselamatan operator, masyarakat atau lingkungan sekitar.

Komponen peralatan yang telah lama beroperasi akan rusak. Kerusakan semacam ini adalah wajar mengingat bahwa masa pakainya cukup lama, sesuai dengan yang direncanakan. Suatu komponen dikatakan gagal bila komponen tersebut tidak dapat berfungsi seperti yang dirancang. Hal ini terjadi dalam masa pakai yang pendek, atau lebih singkat daripada umur yang diharapkan.

Kegagalan yang paling ekstrem adalah bilamana komponen patah atau pecah. Yang lainnya adalah adanya retakan pada komponen, korosi yang berlebihan, ataupun keausan.Suatu komponen juga dapat dikatakan gagal apabila prestasi peralatan tidak sebagaimana mestinya. Dengan mengetahui sebab kegagalan, maka berbagai tindakan dapat dilakukan.

Analisis kegagalan logam dapat didefinisikan sebagai pemeriksaan atas komponen yang mengalami kegagalan dan keadaan kegagalannya untuk dicari penyebabnya. Penyebab kegagalan dapat dikatagorikan sebagai berikut:

1. Misuse (salah penggunaan): komponen tidak sesuai dengan disain (merupakan penyebab kegagalan yang paling umum).

2. Assembling errors or improper maintenance (kesalahan perakitan/perawatan), misalnya terlepasnya baut atau penggunaan pelumas yang salah.

3. Design errors (kesalahan disain), kesalahan yang paling banyak terjadi, antara lain:

a. ukuran dan bentuk komponen (ditentukan oleh analisis tegangan atau terbatasnya geometri).

b. Material, berkaitan dengan komposisi kimia dan perlakuan (missal perlakuan panas) untuk memperoleh sifat-sifat yang diinginkan.

c. Sifat-sifat, berkaitan dengan analisis tegangan, tetapi sifat-sifat lain seperti ketahanan korosi juga dipertimbangkan.

Persentase penyebab-penyebab kegagalan hasil investigasi pada beberapa industri:

· Improper material selection 38%

· Fabrication defects 15%

· Faulty heat treatments 15%

· Mechanical design fault 11%

· Unforeseen operating conditions 8%

· Inadequate environment control 6%

· Improper or lack of inspection and quality control 5%

· Material mix-up 2%

Improper maintenance merupakan masalah utama sebagai penyebab kegagalan komponen pesawat terbang.

Improper maintenance 44%

· Fabrication defects 17%

· Design deficiencies 16%

· Abnormal service damage 10%

· Defective material 7 %

· Undetermined cause 6%

Faulty design considerations:

a. Ductile fracture (adanya deformasi berlebihan, elastis atau plastis, sobek atau retakan akibat tegangan geser).

b. Brittle fracture (dari cacat atau peningkatan tegangan).

c. Fatigue failure (siklus pembebanan, siklus regangan, siklus termal, korosi lelah).

d. Kegagalan pada temperatur tinggi (creep, oksidasi, pencairan setempat, pembengkokan).

e. Retakan tersembunyi (kegetasan hidrogen, kegetasan kaustik, lingkungan menstimulus pertumbuhan cacat dengan lambat).

f. Berlebihannya peningkatan tegangan berkaitan dengan disain.

g. Kurangnya analisis tegangan atau perhitungan tegangan yang salah pada komponen yang kompleks.

h. Kesalahan dalam mendisain berdasarkan sifat-sifat tegangan yang bekerja.

Faulty processing:

a. Cacat-cacat yang berkaitan dengan komposisi (inklusi, penggetasan karena pengotor, kesalahan material).

b. Cacat-cacat yang berasal dari pembuatan ingot atau pengecoran (segregrasi, porositas, inklusi nonmetalik).

c. Cacat-cacat akibat pengerjaan (deformasi plastis lokal berlebihan, delaminasi, pelipatan).

d. Ketidakteraturan dan kesalahan akibat dengan pemesinan, penggerindaan, pembentukan (terbakar, sobek, retak).

e. Cacat-cacat akibat pengelasan (porositas, undercut, retakan, tegangan sisa, penetrasi dangkal, HAZ).

f. Ketidaknormalan akibat perlakuan panas (overheating, quenchcrack, pertumbuhan butir, austenit sisa berlebihan, dekarburisasi,presipitat).

g. Cacat akibat pengerasan permukaan (karbida dibatas butir, inti lunak, kesalahan siklus pemanasan).

h. Perakitan tidak hati-hati (komponen tidak terpasang dengan baik, adanya kotoran, tegangan sisa).

Deterioration in services:

a. Beban berlebihan atau kondisi beban yang tidak terkontrol.

b. Aus (erosi, kavitasi, pengelupasan).

c. Korosi (korosi tegangan, serangan kimia, korosi lelah, dezinsifikasi).

d. Kurangnya perawatan atau perbaikan yang salah (pengelasan, penggerindaan, pelurusan dingin).

e. Disintegrasi akibat serangan kimia atau serangan oleh logam cair atau pelapisan pada temperatur tinggi).

f. Rusak akibat radiasi.

Analisis kegagalan memerlukan pemahaman tentang berbagai aspek; fungsi komponen sebagai bagian dari suatu sistem peralatan, kondisi operasi dan gejala yang teramati menjelang terjadinya kegagalan. Bila mungkin data material komponen serta proses pengerjaannya akan

banyak membantu. Analisis kegagalan memerlukan pengamatan yang menyeluruh, tetapi

juga tajam dan kritis. Sampel yang diambil sedapat mungkin mampu memberikan gambaran mengenai peristiwa kegagalan. Oleh karenanya lokasi pengambilan harus tepat, serta keadaannya harus sesegar mungkin.

Teknik pemeriksaan yang akan dipakai harus dipilih dengan cermat, yaitu yang diharapkan dapat memberikan petunjuk data yang bermakna. Pengamatan pada daerah yang gagal, misalnya permukaan patahan, retakan, korosi memerlukan pemahaman tentang ciri-ciri

kerusakan.