Analisis Laju Keausan dan Umur Pakai Material High Chrome Pada Segment Tire Grinding Roll Verticall Roller Mill Atox Mill 57.5 di PT XYZ

Abstract

Permukaan yang saling bergesekan satu sama lain, akan mengalami keausan. Keausan pada umumnya diartikan sebagai hilangnya material akibat interaksi mekanis dari dua permukaan yang bergerak akibat adanya gesekan. Keausan mengakibatkan benda mengalami pengikisan dan akan terus menipis. Vertical roller mill sendiri adalah mesin yang digunakan untuk menggiling material bahan baku dalam pembuatan semen, maka perlu penelitian dan analisa agar keausan dapat diminalisir. Tujuan dari penelitian ini adalah mengetahui laju keausan, umur pakai, dan memberikan solusi dari keausan segment tire grinding roll vertical roller mill atox mill 57.5. Dalam penelitian yang bertempat di PT XYZ Jawa Timur. Variabel bebas dalam penelitian ini adalah posisi titik pengukuran pada segment tire grinding roll. Variabel terikat adalah laju keausan segment tire grinding. Variabel terkontrol adalah jangka pemakaian segment tire grinding. Berdasarkan hasil perhitungan segment tire grinding vertical roller mill adalah: rata-rata laju keausan dari segment tire grinding tersebut sebesar 4,6 10 mm/jam dan rata-rata batas umur pakai umur pakai selama 1820,1 jam. Volume keausan segment tire grinding roll jika menggunakan material high chrome sebesar 0,047 mm dan laju keausan 0,002 mm /jam. Volume keausan segment tire grinding roll jika menggunakan material sintercast sebesar 0,0041mm dan laju keausannya sebesar 0,001 mm/jam. Secara teoritik material segment tire grinding roll lebih baik menggunakan material sintercast karena volume keausan dan laju keausan lebih rendah. Kata Kunci : Vertical roller mill, segment tire grinding, pabrik semen, material, keausan PENDAHULUAN Pada saat ini perkembangan teknologi dan kemajuan ilmu pengetahuan pada bidang industri bergerak dengan sangat cepat. Persaingan global ditambah situasi pandemik seperti ini menuntut semua pihak berpikir lebih keras. Khususnya di bidang industri, berbagai inovasi dilakukan demi menciptakan sistem industri yang baik. Banyak langkah yang diambil, mulai dari penambahan serta penggunaan mesin-mesin yang canggih hingga pelatihan kepada sekelompok orang oleh beberapa ahli. Semen sendiri terdiri atas bahan baku utama dan bahan baku tambahan jika ditinjau dari segi fungsinya. Material yang termasuk bahan baku utama adalah batu kapur (CaCO3), clay (tanah liat), pasir silika (SiO2 ), iron sand (Fe2O3 ). Serta bahan baku tambahan dari semen adalah trass, gypsum dan dolomit. Proses produksi semen yang pertama yaitu penambangan bahan baku untuk pembuatan semen terutama batu kapur (CaCO3 ) dan clay (tanah liat) menggunakan alatalat berat kemudian dikirim ke pabrik, yang kedua, bahan-bahan yang telah ditambang kemudian diteliti di laboratorium kemudian dicampur dengan proporsi yang tepat dan kemudian dilanjutkan ke proses penggilingan awal (RawMill) untuk memperkecil dimensi material. Proses selanjutnya adalah bahan kemudian dipanaskan di preheater, dilanjutkan di dalam kiln sehingga bereaksi membentuk kristal klinker. Klinker ini kemudian dihaluskan lagi dalam tabung yang berputar yang bersisi bola-bola baja yaitu pada ball mill sehingga menjadi serbuk semen yang halus. Klinker yang telah halus ini disimpan dalam silo. Dari silo ini semen di packing dan dijual ke konsumen. Material-material tersebut selanjutnya dilakukan pengolahan bahan awal atau biasa disebut dengan raw mill. Raw mill berfungsi untuk menghaluskan dan mengeringkan material hingga kadar airnya kurang dari 1% menggunakan vertical roller mill. Material tersebut masuk ke dalam vertical roller mill dengan komposisi 89,7% campuran antara batu kapur dengan tanah liat, 9% kapur yang ditambahkan ketika sistem yang dihasilkan kekurangan batu kapur, 1% pasir besi, dan 0.3% pasir silika. Pada industri semen memiliki banyak alat dalam proses produksi semen dari bahan berupa batuan hingga menjadi produk jadi berupa semen, salah satunya yaitu vertical roller mill. Vertical roller mill merupakan mesin yang digunakan untuk menghaluskan raw material menjadi butiran halus hingga berukuran partikel (micron) yang disebut raw meall. Alat utama yang digunakan dalam proses penggilingan dan pengeringan bahan baku adalah vertical roller mill. Media pengeringnya adalah udara panas yang berasal dari suspension preheater dengan suhu sebesar 300-400 oC. Vertical roller mill merupakan peralatan yang tepat untuk penggilingan dan pengeringan material yang relatif basah. Vertical roller mill menggunakan pressure dari hydraulic system untuk menghancurkan dan menggiling material yang berada diantara roller dan table yang berputar. Semua peralatan yang bergerak pasti akan mengalami keausan. Hal itu terjadi karena ada dua benda yang saling bergesekan satu sama lain. Vertical roller mill menjalankan 4 fungsi utama, yaitu penggilingan, pengeringan, pemisahan, dan tranportasi. Andi Syahril AM, Mietra Anggara, S.T., M.T 2 Pada Pengoprasiannya memang ada kalanya mesin mengalami permasalahan yang harus dilakukan penanganan dengan cara yang serius, baik dalam perawatan maupun penjadwalan perawatannya. Salah satu permasalahan yang sering terjadi yaitu penipisan pada beberapa segment tire grinding roll mengalami keausan yang mengakibatkan vertical roller mill tidak bekerja secara optimal. Salah satu cara untuk mengatasi laju keausan tersebut adalah material dari segment yang digunakan. Faktor yang menyebabkan terjadinya kegagalan komponen tire roller pada vertical roller mill yaitu komposisi material yang tidak sesuai dan kekerasan material yang nilainya lebih rendah dari kekerasan material standar. Mekanisme kegagalan komponen tire grinding roll ini terjadi dikarenakan beban yang terkonsentrasi pada bagian terluar dari tire dikarenakan beban berulang. Keausan yang terjadi pada suatu material disebabkan oleh adanya beberapa mekanisme yang berbeda dan terbentuk oleh beberapa parameter yang bervariasi meliputi bahan, lingkungan, kondisi operasi, dan geometri permukaan benda yang terjadi keausan. Paper ini membahas tentang analisis laju keausan dan umur pakai material High Chrome pada segment tire grinding roll vertical roller mill atox mill 57.5. METODE Anailsis Kegagalan Kegagalan material secara fisik dapat dikategorikan menjadi satu dari sekian banyak sistem klasifikasi antara lain distorsi atau deformasi yang tidak diinginkan, Fracture, Korosi, dan Wear. Keempat kategori ini mewakili bentuk umum dari kegagalan material, dan setiap bentuk kegagalan tersebut memiliki mekanismenya masing-masing. Jadi tujuan utama dari analisa kegagalan adalah untuk mengetahui mekanisme terjadinya kegagalan serta memberikan solusi-solusi yang dapat dilaksanakan untuk menanggulangi masalah kegagalan tersebut. Dengan kata lain, analisa kegagalan berujung pada observasi pada komponen-komponen yang rusak. Pengamatan pola patahan yang rusak adalah kunci bagi seluruh proses analisa kegagalan, oleh sebab itu pengamatan secara makrokopis dan mikrokopis harus dilaksanakan secara bertahap. Selain itu pengujian mekanik juga diperlukan karena secara umum kegagalan disebabkan oleh gaya-gaya yang bekerja dari lingkungan kerja komponen. Menurut sumber-sumber penelitian yang ada di dunia industri. Faktor penyebab kegagalan yang sering terjadi di dunia industri dapat dikarenakan oleh kesalahan pemilihan material, komponen yang kurang baik, kesalahn perancangan, dan kondisi kerja yang ekstrim Keausan (Wear) Keausan (wear) adalah hilangnya material dari permukaan benda padat sebagai akibat dari adanya gerakan mekanik. Keausan umumnya dianalogikan sebagai hilangnya material akibat interaksi mekanik dua permukaan yang bergerak dan dibebani, ini merupakan fenomena normal yang terjadi jika dua benda permukaannya saling bergsekan maka akan ada keausan atau perpindahan material yang terjadi antara dua benda yang bergesekan. Hal-hal yang mempengaruhi keausan yaitu pembebanan, kecepatan, suhu, kekasaran permukaan, kehalusan permukaan, adanya benda asing, dan adanya benda kimia. Perhitungan Keausan dan Umur Pakai Analisis keausan dapat di lakukan dengan berbagai macam metode dan teknik yang semuanya bertujuan untuk menstimulasi kondisi keausan aktual. Uji keausan merupakan suatu uji karakteristik fisik yang di gunakan untuk mengetahui seberapa besar tingkat keausan benda (permukaan benda) terhadap gesekan atau goresan. Uji keausan dilakukan dengan menghitung lebar keausan dari sampel. = HM ..................(1) = .................(2) x̄ = ..... ......(3) Volume keausan tire grinding roll diketahui nilainya dengan mengukur segment dari tire tersebut. Rata rata keausan hasil setelah pengukuran dari segment tire tersebut dihitung menggunakan persamaan 4. Volume keausan dapat dihitung dengan menggunakan rumus Lancaster dkk, 1997. Hasil dari volume keausan tersebut disimbolkan sebagai volume keausan eksperimen V = m 1 m 2 ..........(4) Archard 1953mengusulkan suatu model pendekatan untuk mendeskripsikan keausan sliding. Dia berasumsi bahwa parameter kritis dalam keausan sliding adalah medan tegangan di dalam kontak dan jarak sliding yang relatif antara permukaan kontak. Volume keausan eksperimen tersebut disubstitusikan kedalam persamaan 5 sebagi model keausan Archad. Hasil perhitungan ini untuk menentukan nilai koefisien keausan sebagai tingkat kekerasan material. Selanjutnya Andi Syahril AM, Mietra Anggara, S.T., M.T 3 persamaan 6 untuk mendapatkan volume keausan segment tire grinding roll. Persamaan 7 untuk mencari volume keausan per jam. k D = V F N s ...........(5) Vt s = K F $ H ............(6) Ψt = &' ' ..............(7) Diagaram Fishbone Fishbone atau diagram sebab-akibat pertama kali dikembangkan pada tahun 1950 oleh seorang pakar kualitas Jepang, yaitu Kaoru Ishikawa. Diagram Fishbone merupakan alat analisis yang menyediakan cara sistematis untuk mengamati akibat dan penyebab. Diagram Fishbone mempresentasikan hubungan antara sebab dan akibat yang terdiri dari garis-garis dan simbol. Akibat diletakkan di kanan, sedangkan sebab di sebelah kiri.Diagram Fishbone membantu peneliti untuk melihat permasalahan secara holis