## ANALISIS KEGAGALAN KATUP BUANG PADA MESIN PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA DIESEL (PLTD)

## Ridwan Usman
Program Studi Teknik Industri, Universitas Indraprasta PGRI Email : ridwansmn@gmail.com

## Abstrak
Analisis  kegagalan  katup  buang  ( exhaustvalve )    pada  mesin  Pembangkit  Listrik  Tenaga Diesel  (PLTD)  dipengaruhi  oleh  bahan  bakar  akibat  proses  pembakaran  tidak  sempurna, pembebanan  termal,  peningkatan  panas  berlebih  ( overheated )  dan  kelelahan  material  yang terjadi  pada  daerah  permukaan  piringan  katup  berupa  retakan,  patahan  serta  pengendapan deposite.  Untuk  melakukan  analisis  ini  berdasarkan  fakta  yang  ditemukan  penyebab kerusakan  beberapa  pengujian  dilakukan  seperti  komposisi  kimia,  fraktografi,  metalografi, analisis  kualitatif  deposit  patahan  dengan  SEM  dan  EDX.  Analisis  komposisi  kimia  unsur pada material dasar katup ( valve ) terbuat dari baja Martensitic. Paduan katup terdapat Cr-Si sudah  sesuai  untuk  material  katup  dengan  fungsi  unsur  Si  untuk  menahan  aus  dan meningkatkan  ketahanan  korosi,  sedangkan  penambahan  Cr  untuk  meningkatkan  kekuatan pada  temperatur  tinggi  dan  ketahanan  korosi.  Adanya  perbedaan  kekerasan  yang  cukup signifikan antara lapisan dan material dasar katup.
Kata kunci : Katup buang,analisis pengujian material.

## Pendahuluan
Energi listrik merupakan salah satu kebutuhan pokok yang sangat penting dalam kehidupan manusia saat ini, dimana hampir semua aktivitas manusia berhubungan dengan energi listrik. Banyak  daerah-daerah  terpencil  di  Indonesia  yang  belum  mendapat  pasokan  energi  listrik yang  cukup  untuk  kebutuhan  sehari-hari.  Keterbatasan  pasokan  listrik  ini  disebabkan penggunaan  listrik  yang  berlebih  dalam  kehidupan  sehari-hari  baik  itu  di  rumah  tangga, perusahaan maupun industri.
Untuk  mengatasi  keterbatasan  pasokan  listrik  ini,  maka  banyak  didirikan  pembangkit- pembangkit  listrik  di  Indonesia.  Salah  satunya  Pembangkit  Listrik  Tenaga  Diesel  (PLTD). PT  X    perusahaan  yang  bergerak  di  bidang  Pembangkit  Listrik  Tenaga  Diesel  (PLTD), penyedia  jasa  ketenagalistrikan  secara  menyeluruh  melalui Temporary  Power,  Operations Maintenance dan Power  Optimization .  Investasi  Listrik  Swasta  (IPP)  yaitu  pembangkit listrik milik swasta yang memproduksi energi listrik.
Perusahaan  ini  dalam  data  laporannya  telah  terjadi  kegagalan  terutama  pada  katup  buang ( exhaust  valve ).  Dari  sampel  yang  di  ambil  terjadi  patahan  sekitar  90%  pada  katup  buang dan mengalami diskolorasi akibat panas ( heat discolorasi ) di daerah piringan katup setelah pengoperasian pada suhu 416˚C dan juga adanya pengendapan deposit pada katup hisap dan katup masuk.
Ada beberapa faktor penyebab terjadinya kegagalan seperti pembebanan termal, peningkatan panas  berlebih  ( overheated )  dan  kelelahan  material  yang  mengakibatkan  patahan,  retakan serta pengendapan deposit akibat panas yang tinggi di daerah lapisan piringan katup buang. Kondisi mesin yang panas tinggi ( overheated ), disebabkan oleh sistem pendingin yang tidak bekerja dengan baik karena tersumbatnya aliran pendingin dan sistem pelumasan kadar serta viskositas  oli  mengalami  penurunan  sehingga  sering  dilakukan  penambahan  oli.  Selain  itu d esain katup yang tidak sesuai standar seperti pemilihan material terutama komposisi kimia menjadi  salah  satu  faktor  penyebab  kegagalan  katup  sehingga  tidak  tahan  terhadap temperatur tinggi serta proses pembuatan/produksi seperti  proses pengelasan atau perlakuan panas yang salah (Yildiz, 2010).
Kegagalan  yang  terjadi  pada  komponen  katup  pembakaran  dalam  ( Internal  Combustion ) berdampak pada suara mesin menjadi kasar, bergetarnya mesin tidak normal dan kehilangan tenaga  ( power ). Breakdown  maintenance akibat  penggantian  katup  dapat  merugikan perusahaan karena berhentinya proses produksi (Enwikipedia,2014; Yildiz, 2010).
Penelitian  tentang Failure  Analysis  Valve telah  banyak  dilakukan.  Hasil  penelitian  Larry Carley (2005) menunjukkan bahwa dalam kondisi beban penuh, katup buang ( exhaust valve ) dapat mencapai suhu 800 o C sampai titik merah. Katup dengan diameter besar, suhunya lebih panas  dari  pada  yang  lebih  kecil,  dan  suhu  pada  katup  meningkat  sesuai  dengan  putaran mesin.  Peningkatan  rasio  kompresi  sebagai  suatu  proses  untuk  menurunkan  suhu  katup, tetapi  jika  kompresi  dilakukan  terlalu  tinggi  dalam  proses  pembakaran.  Efek  sebaliknya biasanya  diasumsikan  bahwa  suhu  katup  buang  ( exhaust  valve )  yang  terlalu  tinggi  dan telatnya  pembakaran  bisa  berakibat  katup  buang  terlalu  panas.  Kondisi  ini  mempengaruhi proses pengapian dan campuran tidak sempurna, tetapi sejumlah besar experimen dilakukan pada  mesin  tertentu  menunjukkan  bahwa  berlaku  sebaliknya,  suhu  katup  buang  ( exhaust valve ) yang lebih rendah dengan campuran tidak sempurna dan pengapian yang lambat.
Berdasarkan  pemaparan  di  atas,  perlu  dilakukan  penelitian  lanjut  untuk  mencari  dan menentukan  akar  penyebab  kegagalan  yaitu  patahan  di  daerah  lapisan  permukaan  katup buang  berdasarkan  teori  kegagalan.  Sehingga  dapat  merumuskan  langkah-langkah penanggulangan  untuk  mencegah  terjadinya  kerusakan  yang  sejenis.  Analisis  kegagalan ( failure  analysis )  dilakukan  dengan  pengujian  sifat  mekanik  material  seperti  pengujian metalografi, fraktrografi, uji kekerasan, komposisi ( spectrometry ) dan SEM-EDX. Hasil dari penelitian  ini  diharapkan  dapat  memberikan  rekomendasi  untuk  mengurangi  tingkat kegagalan pada katup masuk dan katup buang ( inlet and exhaust valve ).

## Tinjauan Pustaka
Motor  diesel  merupakan  motor  pembakaran  dalam  ( Internal  Combustion  Engine ),  dimana bahan bakarnya di semprotkan kedalam silinder pada waktu torak hampir mencapai titik mati atas (TMA).  Oleh  karena udara  didalam  silinder  mempunyai  temperatur  yang  tinggi,  maka bahan  bakar  akan  terbakar  sendirinya.  Motor  diesel  umumnya  mempunyai  beberapa kontruksi utama di antaranya adalah torak, batang torak, poros engkol, katup, pompa bahan bakar bertekanan tinggi dan mekanisme penggerak lainnya.
Daya yang dihasilkan motor diesel diperoleh melalui pembakaran bahan bakar yang terjadi di  dalam  silinder.  Hal  ini  menyebabkan  gerakan  translasi  torak  di  dalam  silinder  yang dihubungkan  dengan  poros  engkol  pada  bantalannya  melalui  batang  penghubung ( Connecting Rod )(G. Nofica, 2012).
Katup  atau engine  valve merupakan  komponen  penting  dalam  sebuah  kendaraan.  E ngine valve berada  pada  kepala  silinder  pada  setiap  kendaraan  yang  berbentuk  seperti  payung.
Engine  valve terbagi  menjadi  dua  kerja.  Pertama  katup  hisap  ( inlet  valve )  berfungsi  untuk membuka  saluran  bahan bakar  yang  akan  masuk  pada  ruang  bakar,  katup  hisap  ini  bekerja atau membuka pada saat piston akhir langkah buang  sampai pada saat piston awal langkah kompresi. Kedua katup buang ( exhaust valve ) berfungsi untuk membuka saluran buang yang akan    membuang  sisa-sisa  pembakaran,  katup  buang  ini  bekerja  atau  membuka  pada  saat piston akhir langkah kerja sampai pada saat piston awal langkah hisap (Hetharia, 2012).
Mekanisme  katup  adalah  suatu  mekanisme  pengaturan  proses  pembukaan  dan  penutupan katup  pada  saluran  masuk  dan  buang  motor  bakar.  Mekanisme  tersebut  berfungsi  untuk membuka  dan  menutup  katup  hisap  dan  katup  buang  ( inlet  &  exhaustvalve )  yang  sesuai dengan firing  order suatu  silinder  dan  proses  pengerjaannya,  yang  memasukkan  campuran bahan  bakardan  udara  serta  mengeluarkan  gas  buang  sisa  pembakaran.  Pada  kendaraan mobil  dijumpai  kerusakan  pada  sistem  yang  menyebabkan timing  belt pada  kendaraan  ini
putus,  sehingga  menyebabkan,  pengguna  mobil  harus  mengganti engine  valve akibat  katup tersebut bengkok dan tidak dapat dipakai lagi.
Kepala  katup  atau  sering  disebut  daun  katup  untuk  katup  hisap  ( inlet  valve ),  diameternya lebih  besar  dibandingkan  dengan  daun  katup  buang.  Hal  ini  dimaksudkan  agar  pemasukan gas  bersih  dapat  lebih  sempurna.  Temperatur  rata-rata  yang  terjadi  pada  daun  katup  hisap sekitar  250˚C  sampai  dengan  275˚C  sedangkan  pada  katup  buang  ( exhaust  valve )  sekitar 700˚C sampai dengan 760˚C. Perbedaan ini disebabkan pada katup hisap ( inlet valve ) hanya di  lewati  gas  bersih  yang  dingin  sehingga  temperaturnya  lebih  rendah  di  banding  katup buang,  sedangkan  katup  buang  ( exhaust  valve )  terus  menerus  di  lewati  oleh  gas  bekas pembakaran  yang  panas.  Dengan  temperatur  seperti  tersebut  diatas,  katup  tidak  boleh berpijar,  karena  akan  menyebabkan  timbulnya pre-ignition atau knoking .  Agar  dapat memenuhi ketentuan diatas, maka bahan katup buang ( exhaust valve ) harus dibuat lebih kuat dari bahan katup hisap ( inlet valve ). Selain itu juga diameter katup masuk ( inlet valve ) dibuat lebih  besar  agar  pemasukan  gas  bersih  dapat  lebih  sempurna.  Disamping  itu  juga  bahan katup harus mempunyai angka pemuaian yang kecil agar kerja mesin dapat sempurna, katup buang  yang  lebih  kecil  ini  juga  disesuaikan  hasil  pembakaran  dari  perpindahan  panas  ke kepala  silinder.  Pada  mesin  dengan  tekanan  kompresi  tinggi,  temperatur  daun  katup  akan tinggi  sekali,  untuk  itu  pada  mesin  tersebut  biasanya  di  lengkapi  dengan  katup  yang mempunyai bahan pendingin (B Dinesh Prabu, 2013).
Jenis  operasi  mekanisme  katup  terdiri  dari  pegas  katup,  paduan  batang  dorong,  lengan rocker,  tappets,  diagram  katup  timing,  didesain  untuk  mengetahui  proses  campuran  udara dan  bahan  bakar  di  dalam  mesin  silinder  dan  memaksa  membuang  keluar  sisa  pembakaran pada waktu yang tepat, beberapa sistem kontrol diperlukan untuk mengatur katup (B Dinesh Prabu, 2013).
Kontruksi katup terdiri dari kepala katup ( valve head ) dan batang katup ( valve stem ). Katup ini  bentuknya  mirip  dengan  jamur.  Pada  kepala  katup  bentuknya  disesuaikan  dengan kebutuhannya agar gas yang keluar masuk dapat mengalir dengan lancar. Disamping itu juga pada kepala katup terdapat suatu permukaan yang nantinya akan berhimpit dengan dudukan katup.  Bagian katup yang berhimpitan ini disebut permukaan katup ( valve face ). Permukaan katup ini dibuat miring yang sesuai dengan kemiringan pada permukaan dudukan katup.

## Gambar 1. Bagian–Bagian Komponen Katup
Untuk  menemukan  penyebab  akar  masalah  dari  analisis  kegagalan  harus  menggunakan langkah-langkah  implementasi  analisis  kegagalan,  berpikir  secara  logis  dengan  fakta  dan mengikuti  tanda-tanda  yang  mengarah  pada  akar  penyebab  kegagalan.  Langkah-langkah mengikuti  pemecahan  masalah  logis,  misalkan  permasalahan  tentang  pengaturan  bahan bakar yang tinggi penyebab kegagalan valve , kesalahan bahan bakar, hambatan udara masuk, exhaust , masalah sistem pendingin, masalah bahan bakar atau timing valve , atau penyetelan valve terlalu ketat. Ketika valve patah, valve bagian bawah sering kali rusak secara fisik oleh piston  dan cylinder  head .  Petunjuk  pada  komponen  yang  hilang  dan  analisis  sering  kali
terbatas pada stem akhir dari valve semacam itu dan bukti tidak langsung lainnya (Hetharia, 2012).

## Metodologi Penelitian
Analisis  data  pada  pengujian  ini  terdiri  dari  dua  tahap  yaitu  tahap  pengumpulan  data  dan tahap pengolahan data. Sampel di ambil dari kegagalan katup yang mengalami pembebanan termal  karena  suhu  tinggi  dan  tekanan  di  dalam  silinder  nomor  3  ( tiga )  yang  mengalami patahan akibat panas berlebih ( overheated ) didaerah lapisan piringan katup dan juga adanya pengendapan  ( deposit )  baik  pada  katup  buang  ( exhaust  valve )  ataupun  katup  masuk  ( inlet valve ).
Pengumpulan  data  meliputi  kegiatan  pengambilan  data  sampel  terhadap  2  (dua)  komponen katup  buang  ( exhaust  valve )  yaitu  komponen  katup  rusak  dan  tidak  rusak  sebagai pembanding.  Untuk  tahap  berikutnya  menganalisis  dan  mengidentifikasi  faktor-faktor  apa saja yang mempengaruhi kegagalan komponen katup.
Gambar sampel di ambil dari kegagalan katup yang  mengalami pembebanan termal karena suhu tinggi dan tekanan di dalam silinder. Kondisi kegagalan karena suhu yang tinggi pada sifat  mekanik  bahan  dan  korosi  terlihat  berupa  patahan  (cowak)  pada  lapisan  katup  buang serta adannya pengendapan (deposit) pada katup buang ( exhaust valve ) .
(a) (b)
Gambar 2. Sampel (a) Katup Buang ( exhaust valve ) Mengalami  Rompal (Cowak) dan (b) Katup Buang Mengalami Patah dan Pengendapan (Deposit)
Pada  penelitian  ini  menggunakan  beberapa  tahap  analisis  yaitu  Metalografi,  Fraktrografi, komposisi kimiadan SEM-EDX.

## Metalografi
Analisis  metalografi  dibedakan  menjadi  2  (dua)  jenis,  yaitu:    Pengamatan  Struktur  Makro dan  Pengamatan  Struktur  Mikro.  Tujuan  analisis  struktur  makro  untuk  mengetahui  adanya permasalahan cacat ( segregasi ) dari unsur-unsur Fosfor (P), Sulfur (S) dan lain-lain. Adanya inklusi ,  rongga  udara,  rongga  penyusutan  dan  lain  sebagainya.  Analisis  struktur  mikro dilakukan  dengan  menggunakan  Normal  Mikroskop dengan  pembesaran lebih dari     20 : 1 (20x).  Tujuan  dari  analisis  struktur  mikro  antara  lain  :1)  Mengetahui  sifat-sifat  logam  dan paduanya  berdasarkan  bentuk  gambar  struktur  mikronya.;  2)  Mengetahui  bentuk  struktur material logam yang telah atau belum mengalami proses pengerjaan/perlakuan panas (seperti treatment, quenching, normalization, hardening dan sebagainya), pengerjaan dingin,  proses pengelasan  dan  lain-lain;  dan  3)Mengetahui  sebab-sebab  terjadinya  penyimpangan  struktur bahan  logam  atau  jenis  cacat  yang  lain  (retakan,  korosi  dan  lain  sebagainya)  (ASM  Metal Handbook. 2004).

## Fraktrografi
Fraktrografi  adalah  suatu  disiplin  ilmu  pengetahuan  yang  mempelajari  serta  menganalisis karakteristik struktur patahan atau retakan logam. Pada dasarnya suatu analisis patahan atau retakan  bertujuan  untuk  mengetahui  penyebab  kegagalan  dalam  suatu  material.  Kegagalan
pada material tersebut dapat diaplikasikan atas penyebab kerusakan, sebagai berikut (Yuvraj K lavhale ,2014):
1. Material  itu  sendiri.  Untuk  material  suatu  beban  yang  diterima  suatu  komponen  tidak sesuai  dengan  spesifikasinya  yang  meliputi  :  komposisi  kimia,  kekuatan  mekanik  dan dimensi.
2. Pengaruh  proses  pembuatan.  Akibat  kesalahan  proses  pengerjaan  ini  akan  memberikan efek  terhadap  kerusakan  material/komponen  tersebut,  meliputi  :  Perlakuan  panas, pengelasan, pengecoran pengeboran dan lain-lain.
3. Desain.  Kesalahan  desain  dapat  menyebabkan  terjadinya  kerusakan  akibat  adanya kosentrasi tegangan pada suatu titik.
4. Operasional.    Besar  beban  dan  jenis  yang  diterima  oleh  komponen  yang  bersangkutan akan  sangat  besar  pengaruhnya  pada  kerusakan  komponen  tersebut.  Oleh  karena  itu adanya  beban  statis  yang  berlebihan  ( over  loading )  atau  adanya  beban  dinamis  logam akan mengalami patah lelah (T Becker William and J. Shipley Roch,2002)

## Pengujian Komposisi Kimia
Pengujian  komposisi  ini  dilakukan  untuk  mengetahui  komposisi  kimia  yang  terkandung  di dalam  Baja  Karbon  dan  Baja  tahan  karat.  Analisis  komposisi  kimia  dilakukan  untuk mengetahui  jenis  material  yang  digunakan  pada  material  katup,  sehingga  kegagalan  yang berawal  dari  kesalahan  penggunaan  material  dapat  diketahui.  Sampel  diambil  dari  material dasar  piringan  katup  buang,  Sampel  dipotong  dengan  mesin  pemotong  untuk  mendapatkan ukuran 10 x 10 mm. Permukaan sampel kemudian diamplas kasar untuk membuang kotoran yang  ada  dipermukaan  material  dasar  katup.  Kemudian  lapisan  katup  dilakukan  analisis secara kualitatif dengan alat komposisi ( spectrometry ) (Caesarvery,2012).

## Hasil dan Pembahasan
Material  dasar  katup  buang  ( exhaust  valve )  harus  memiliki  sifat  tahan  temperatur  tinggi, memiliki  koefisiensi ekspansi panas  yang  tinggi  dan  bersifat  panas  yang  tinggi,  tahan aus,ketahanan  terhadap  kejut  panas,  ketahanan  korosi  tinggi  dan  bersifat  ringan.  Selain  itu adanya  kenaikan  dan  penurunan  temperatur  pada  katup  dari  data  DAR  ( Data  Analisis Record ) pada temperatur 416 ˚C material katup buang ( exhaust valve ) mengalami kerusakan patahan dan deposit. Sedangkan deposit yang terbentuk pada katup buang berasal dari reaksi bahan bakar dan oli sebagai lubrikasi selama pembakaran Sulfur Dioksida, Sulfur Trioksida, Sodium Oksida dan Panadium Pentaoksida . Pada temperatur 550 ˚C  garam-garam deposit akan  mencair  sebagai  akibat  korosi  pada  katup  buang  ( exhaust  valve )  (ASM  Metal Handbook, 2004).
Gambar  3.  Permukaan  Blok  Mesin  PLTD  dan  Katup  Buang  ( Exhaust  Valve ) Mengalami  Patah dan Rompal Serta Terjadi Penumpukkan Karbon Sisa Bahan Bakar
Gambar sampel di ambil dari kegagalan katup yang  mengalami pembebanan termal karena suhu tinggi dan tekanan di dalam silinder. Kondisi kegagalan karena suhu yang tinggi pada sifat  mekanik  bahan  dan  korosi  terlihat  berupa  patahan  (cowak)  pada  lapisan  katup  buang
serta  adanya  pengendapan  ( deposite )  permukaan  katup  buang  ( exhaust  valve )  atau  katup hisap ( inlet valve ).
(a) (b)
Gambar 4. (a) Katup buang ( exhaust valve ) permukaan katup rompal (cowak) dan patah serta pengendapan deposite. (b) Sampel katup hisap ( inlet valve ) pada permukaan katup mengalami retak dan deposite

## Makro visual
Untuk  mengetahui  adanya  permasalahan  cacat  ( segregasi )  dari  unsur-unsur  Fosfor  (P), Sulfur (S) dan lain-lain, Serta adanya inklusi, rongga udara, rongga penyusutan dan lainnya. Makro visual di lakukan pada permukaan patahan pada piringan katup buang ( exhaust valve ) seperti ditunjukkan pada Gambar 5 dibawah ini.
Gambar  5. Photo Makro ( Exhaust Valve ) Sampel Katup  Kondisi Patah dan Photo Makro Retak
Separuh  dari  kepala  katup  ( valve )  lepas  dan  bidang  yang  pecah  menghantam/menahan pergerakan kerja katup ( valve ) yang berakibat batang katup bengkok. Pada Gambar 5.  photo makro  katup ( valve ) yang patah berawal antara bidang singgung dengan casing blok mesin. Bentuk  retak  menjalar  melingkar  pada  derah  yang  dikeraskan.  Pengambilan  sampel metalografi di 3 lokasi yaitu pada batang dan dikepala katup ( valve ). Selama katup menutup kombinasi  aus  dan  tumbukan  ( impact )  akan  mengarah  pada  terjadinya  keausan  dibagian dudukan  katup  dan  piringan  katup.  Adanya  tumbukkan  saat  katup  menutup  mengakibatkan deformasi plastis pada permukaan dudukan ( seat ) dan membentuk serangkaian tonjolan dan cekungan.  Gambar  6.    photo  makro  retak  memperlihatkan  menjalar  antara  daerah  yang dikeraskan dengan materail dasar (HAZ). Hal ini akan mengarah  pada terjadinya permukaan patahan ditemukan adanya bentuk patah lelah.
12 X

## Mikro Visual
Analisis  struktur  mikro  pada  katup  buang  ( exhaust  valve ).  Analisis  diawali  dari  struktur material  mengalami  proses  pengerjaan/perlakuan  panas  (seperti trerment,  quenching, normalization, hardening ).
Gambar 7. Struktur Mikro Perbesaran dari Gambar 6 Berupa Dendrit-Austenit, pada Retakan Terlihat adanya Produk Korosi dari Bahan Bakar sebagai Bentuk  Serangan Korosi Temperatur Tinggi
Pemeriksaan dengan analisis mikro mengungkapkan permukaan patahan halus dengan beach mark dan rachet  mark. Patahan bending fatigue berasal  dari  atas,  permukaan  beban tensile pada katup. Gambar 8. patah antara material dasar (HAZ) dengan material penambah terkena temperatur  tinggi  sehingga  melemahkan  besi  dan  menyebabkan  kepala  katup  (valve) melengkung.
Gambar 8. Perbesaran Gambar 6 Struktur Mikro pada Daerah Patah Antara Material Dasar/HAZ dengan Material Penambah (las) (Pada Daerah Las terdapat Produk

## Korosi yang Menunjukkan Adanya Serangan Korosi Temperatur Tinggi)

## Fraktrografi
Dari  hasil  pengujian  SEM  dan  EDX  terlihat  bahwa  katup  buang  ( exhaust  valve )  telah mengalami  perlakuan  panas  yakni  akibat  adanya  kenaikan  temperatur  di  dalam  silinder nomor  3.  Analisis  SEM  dan  komposisi  kimia  atau  EDX  menunjukkan  telah  terjadi  proses oksidasi pada permukaan material katup buang. Dari gambar 5. terlihat adanya pembentukan struktur iron-oxide yakni terbentuknya  morfologi seperti lepidocrocite ( 𝛾 − FeOOH) , yakni pengaruh temperatur pada tingkatan korosi dari baja AISI 304 dan stainless steel AISI 444 dengan minyak mentah pada baja karbon). Hal ini merupakan bagian dari permulaan korosi ( intial corrosion ), dan apabila kondisi ini terus berlanjut kemungkinan besar akan terbentuk produk  korosi  baru  seperti  magnetite  (Fe 3 O 4 )  dan  menyerang  batas  butir  dari  logam (materialcerdas,2009).

## 500 x
(a)                                                           (b)
Gambar  9.  (a)  Fraktograsi  Hasil  SEM  yang  Mengalami  Diskolorasi  dan  Terjadi Deposite yang Menempel pada Bagian Katup Buang ( Exhaust Valve )
(b)  Hasil  Grafik  Menunjukkan  Terjadinya  Peningkatan  Karbon  dan Terjadi Deposit yang Menempel

## Pengujian Komposisi Kimia
Komposisi  kimia  material  dasar  katup  buang  ( exhaust  valve )  harus  memiliki  sifat  tahan temperatur  tinggi,  memiliki  koefisien  ekspansi  panas  yang  tinggi,  tahan  aus,  ketahanan terhadap kejut panas, ketahanan korosi tinggi dan bersifat ringan. Material dasar katup buang ( exhaust  valve ),  yang  umum  digunakan  adalah  baja  tahan  karat  austenitik  dengan penambahan nitrogen (21-2N, 21-4N), baja martensitik dengan paduan dasar Cr atau Si dan baja cor austenitik dengan ketahanan cor dan permesinan yang baik.
Tabel 1.  Perbandingan Komposisi Kimia Standar AISI 504 dan Sampel Material Dasar Katup Buang.
Dari analisis komposisi kimia di Tabel 1. diatas terdapat  perbedaan antara kandungan hasil material  yang  diuji  dan  standar  AISI  504    Nilai  Karbon(C)hasil  uji  =  0,323  %;  sedangkan standar  C  =  max  0,15  %.Kadar  C  melebihi  standar  berpengaruh  terhadap  ketahanan austenitik. Adapun penyebab  kandungan Karbon berlebih padabahan katup buang ( exhaust valve )  akan  bersifat  rapuh,  tidak  tahan  terhadap  temperatur  berlebih.  Sehingga  pengaruh korosi dari dampak bahan bakar sebagai bentuk pengaruh temperatur tinggi.
Berikutnya kadar Silikon(Si) hasil uji = 4,053 %; sedangkan standar = max 1,0 %. Kelebihan silikon  mempunyai  sifat  elastis/keuletannya  tinggi  tetapi  juga  menambah  kekerasan  dan ketajaman pada baja. Dan Mangan (Mn) hasil uji = 0,266; sedangkan standar Mn = max 1,0 %. Kurang dari standar, hal ini akan berpengaruh terhadap sifat yang tahan terhadap gesekan dan tahan tekanan ( impact load ) (Yuvraj K lavhale, 2014).

## S impulan dan Saran

## Simpulan
Berdasarkan hasil penelitian dapat diambil kesimpulan sebagai berikut : 1. Kerusakan  pada  piringan  katup  buang  ( exhaust  valve )  karena  adanya  lapisan  oksida ataukotoran ( oxide debris ) yang diakibatkan hasildari bahan bakar atau sisa pembakaran yang tidak sempurna, dipicu oleh peningkatan temperatur saat proses pembakaran yang akan menghasilkan partikel-partikel oksida yang halus dan keras ( oxide glaze s).
2. Efek dari panas yang tinggi diakibatkan oleh sistem pembakaran (komposisi bahan bakar dan udara) sistem pelumasan, sistem pendingin tidak bekerja secara maksimal
3. Dari analisis Scanning Electron Microscopy (SEM) menunjukan bahwa material batang torak  mengalami  diskolorasi  karena  panas,  karakteristik  lapisan  kerak  yang  terbentuk halus dan mudah untuk dibersihkan.

## Saran
Untuk  menghindari  terjadinya  kerusakan  yang  sejenis  pada  katup  buang  ( exhaust  valve ) maka disarankan sebagai berikut :
1. Untuk perusahaan yang bergerak dalam bidang pemeliharaan ( maintenance ), diperlukan upaya  peningkatan  pemahaman  terhadap  manajemen  pemeliharaan  khususnya  pada pembacaan  tren  parameter  data  sebagai  bagian  dari  proses  kontrol  kemampuan  mesin ( condition  monotoring ).  Lebih  dari  itu  langkah  korektif  juga  perlu  dilakukan  yang berkaitan  dengan  penelitian  ini  yakin  meningkatkan  skill  teknisi  dalam  melakukan penyetelan  atau  pengencangan  baut  sesuai  dengan  prosedur  yang  dikeluarkan  oleh produsen mesin diesel 9 L 21/31.
2. Perlu  dipertimbangkan  kemampuan  dan  kehandalan  daya  tahan  mesin  sehingga  bisa ditentukan kemampuan jam operasional mesin tersebut.
3. Perlu  dilakukan  penelitian  lanjutan  mengenai  kerusakan  pada  silinder  liner,  injektor sistem pendinginan dan turbocharger.
4. Data  hasil  pengujian  menjadi  acuan,  sebagai  konsumen  untuk  mengetahui  keuntungan dan  kelemahan  mesin  diesel  9  L  21/31.  Produsen  ( pembuat  produk )  mengetahui kelemahan dari mesin yang mereka buat, terutama katup buang ( exhaust valve ) sebagai langkah perbaikan.

## Daftar Pustaka
ASM  Metal  Handbook.  (2004). Metallography  and  Microstructure, ASM  International Handbook Committee :Volume  9. 1985. Ohio
Caesarvery, (2012). Pengujian Komposisi Spectrometry . Diakses dari www.google.com/ blogspot.com/ gc-ms-html.
Enwikipedia.(2014). Diesel Generator. Diakses dari www.google.com/wiki.html.
G. Nofica. (2012). Teori Dasar Mesin Diesel . Diakses dari www.google.com/ Eprints.undip.ac.id
Larry Carley. (2005). Valve Selection Hot Valve Material for Hot Engine . Diakses dari www.google.com/enginebuildermag.html
Hetharia,  M.  (2012). Analisa  Pengaruh  Kapasitas  Udara  untuk  Campuran  Bahan  Bakar Terhadap Prestasi Mesin Diesel. ARIKA, Vol.06, No.1 ISSN : 1978 – 1105.
Materialcerdas.(2009). Teori-dasar-scanning-electron-microscopy . Diakses dari www.google. com/ wordpress.com /https://materialcerdas
T  Becker  William  and  J.  Shipley  Roch.(2002).  Failure  Analysis  and  Prevention. ASM Handbook Committee .Volume 10.
Yildiz,  (2010).  Investigation  of  exhaust  valve  failure  in  heavy  –  duty  diesel  engine . Guzi University Journal of Science GUJ Sci . 23 (4): 493-499.
Yuvraj  K  lavhale.  (2014).  Overview  of  Failure  Trend  of  Inlet  &  Exhaust  Valve .  IJMET Volume 5, Issue 3, March,pp.104-113.