## ANALISIS KERUSAKAN PADA CHAIN LINK APRON FEEDER
Muhammad Surya Netrane Jagad (1) , Nurhabibah Paramitha Eka Utami (1*) , dan Diah Kusuma Pratiwi (1)
(1) Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sriwijaya *E-mail Corresponding Author : nhparamitha@ft.unsri.ac.id
Abstrak
Penggunaan Apron feeder berkapasitas angkut 90 ton dengan motor berdaya  55 KW dan putaran mesin 1500 RPM sebagai alat penampung hasil pembongkaran muatan batubara pada gerbong kereta api  kemudian disalurkan ke belt conveyor selama 24jam. Berdasrkan Standar Operasional Prosedur (SOP) Apron feeder mampu menampung 8 gerbong kereta pada pembongkaran batubara selama 120 menit. Proses ini mengawali kemungkinan terjadinya kelelahan pada komponen Apron feeder , yaitu chain link. Peneltian ini bertujuan untuk mengetahui penyebab kerusakan chain link dari segi mikro struktur dan kekuatan terhadap nilai kekerasan dengan menggunakan sampel analisis chain link dari PT. Bukit Asam. Pengujian metalografi menunjukkan kehadiran banded structure pada sampel baru dan  adanya  fasa  martensit  pada  material  sampel  yang  rusak  sehingga  mengakibatkan  material menjadi lebih kuat namun getas.
Kata Kunci: Aproon Feeder, Chain link, Dye penetrant, Kekerasan Vickers , Metalografi.

## Abstract
The use of an Apron feeder with a carrying capacity of 90 tons with a motor with a power of 55 KW and  engine  speed  of 1500  RPM  as  a  container  for  coal  unloading  results  in  train  cars  and  then distributed to a belt conveyor for 24 hours. Based on Standard Operating Procedures (SOP), the apron feeder can accommodate 8 train carriages for 120 minutes of unloading coal. This process initiates the possibility of fatigue in the Apron feeder component, namely the chain link. This study aims to determine the cause of chain link damage in terms of micro structure and strength to the value of hardness by using chain link analysis samples from PT. Acid Hill. Metallographic testing showed the presence of a banded structure in the new sample and the presence of a martensite phase in the damaged sample material, causing the material to become stronger but brittle.
Keywords: Chainlink, Apron Feeder, Dye penetrant, Vickers, and metallography.

## 1. PENDAHULUAN
Kerusakan alat pada industri pertambangan batubara merupakan suatu permasalahan yang biasa, salah satu alat yang sering mengalami kerusakan salah satunya terjadi pada apron feeder . Terdapat beberapa metode penanganan  yang  dilakukan  agar  alat  dapat  bekerja semestinya,  sebelum  itu  peneliti  akan  menganalisis dan mengidentifikasi penyebab terjadinya kerusakan pada apron feeder .
Apron feeder merupakan alat yang digunakan sebagai penampung  hasil  pembongkaran  muatan  batubara pada  gerbong  kereta  api  yang  disalurkan  ke belt conveyor . Apron  feeder memiliki  kapasitas  angkut sebesar 90 ton yang bekerja selama 24jam penuh, alat ini  digerakkan  oleh  motor  berdaya  55  KW  dengan perputaran  1500RPM  [1].  Dalam  satu  alat apron feeder dapat  menampung  8  gerbong  kereta,  proses pembongkaran batubara tersebut umumnya dilakukan sesuai  Standar  Operasional  Prosedur  (SOP)  dalam waktu  120menit.  Tetapi,  terkadang  pengerjaan
tersebut  dilakukan  melewati  ketentuan  waktu  yang ditetapkan  dikarenakan  terdapat  banyaknya  sumber daya  manusia  yang  membongkar  muatan  batubara tersebut.
Proses yang terus menerus inilah yang membuat salah satu  komponen  dari  alat apron  feeder tersebut mengalami  kelelahan  salah  satunya  terjadi  pada Chain  link . Chain  link merupakan  salah  satu komponen dari rangkaian apron feeder yang berguna untuk  menghubungkan  rantai  putar  dan roller agar dapat  berputar  dan  mengunci  satu roller ke roller lainnya.  Dalam  hal  ini  terdapat  2  bentuk chain  link yaitu inside link dan outside link ,  memiliki  fungsi sama hanya saja posisi letaknya yang berbeda. Chain link terbuat dari baja karbon menengah dengan kode S45C.  Menurut  afandi  et.al  (2015)  baja  karbon menengah  mengandung  karbon  sebesar  0,3  %  –  0,6 % dengan karakteristik sifat sulit dipotong, dilas dan dibengkokan [2].
Dalam  proses  pekerjaan  tersebut  alat chain  link mengalami  pembebanan  berulang  selama  24  jam,
dalam  pemakaian  yang  lama  sehingga  mengalami kegagalan  akibat fatigue yang  mungkin  terjadi. Fatigue dapat menyebabkan bahan material mengalami  perubahan  dari  ukuran  bentuk  dan  sifat material. Fatigue memiliki  karakteristik  bentuk kegagalan  patah fatigue yang  dapat  diamati  secara visual atau mikroskop [3].
Kegagalan  pada  alat  tersebut  dapat  dicegah  dengan mengidentifikasi semua mode kegagalan pada sistem, mengklasifikasi  efek  dari  kegagalan  pada  operasi sistem, konfigurasi toleran
kesalahan, mengidentifikasi  kemungkinan  terjadi  kegagalan, menentukan  perubahan  desain  untuk  mengurangi efek  kegagalan.  Tujuan  dari  penelitian  ini  adalah menganalisa kerusakan yang terjadi pada Chain Link Apron feeder pada PT.Bukit Asam.

## 2. METODOLOGI
Dalam  hal  ini  peneliti  mengidentifikasi  dan menganalisis  salah  satu  alat  dari  komponen apron feeder yaitu chain link yang didapatkan dari PT. Bukit Asam Tbk. Unit Kertapati. Peneliti menggunakan tiga metode  pengujian  yaitu  pengujian dye  penetrant , kekerasan Vickers , dan metalografi serta terdapat data pendukung berupa komposisi kimia yang didapatkan dari laboratorium teknik Bukit Asam.
Pengujian  tersebut  dilakukan  menggunakan  metode eksperimental  ( experimental  reseach )  pada  tiga laboraturium  di  Universitas  Sriwijaya  antara  lain Laboratorium  Metalurgi  dan  CNC  Jurusan  Teknik Mesin  serta  Laboratorium  Rekayasa  Proses  Produk Industri Kimia Jurusan Teknik Kimia.

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Pengujian komposisi kimia dilakukan menggunakan data  dari  PT.  Bukit  Asam  yang  bertujuan  untuk mengetahui  persentase  nilai  komposisi  unsur  yang terdapat didalam chain link tersebut.
Tabel 1. Komposisi kimia utama Chain Link
Unsur Komposisi (%) C 0,47 Si 0,24 Mn 0,75 P 0,015 S 0,008 Cu 0,01 Cr 0,02 Fe 98,487
Berdasarkan  data  tersebut  terdapat  komposisi  kimia dari  material chain  link merupakan  baja  karbon menengah  dengan  persebtase  Mangan  lebih  tinggi yaitu sebesar 0,75%.
Hasil pengujian penetrant (seperti ditunjukkan  pada Gambar  1  dan  2)  pada  permukaan  sampel  rusak
menunjukkan  terdapat  cacat  berupa  porositas  dan goresan panjang. Sementara, pada sampel yang bagus menunjukkan  adanya micro  defect berupa  lubang  – lubang kecil  pada  permukaan.  Hal  ini  menunjukkan bahwa  sampel  yang  bagus  sudah  memiliki  cacat sebelum  digunakan  sebagai chain  link pada apron feeder .
Gambar 1 Hasil dye penetran pada specimen rusak (a. permukaan 1 tidak terdapat goresan, b. permukaan terdapat goresan)
Gambar 2 Hasil dye penetrant pada specimen bagus (a. terdapat cacat permukaan, b. tidak terdapat cacat permukaan) a b a b Goresan Cacat permukaan
Gambar 3 Grafik pengujian kekerasan chain link
Hasil analisa data kekerasan dari 3 kondisi pengujian ditunjukan  pada  Gambar  3.  Sampel  rusak  memiliki nilai kekerasan paling tinggi yang diakibatkan adanya deformasi  plastis.  Proses annealing yang  dilakukan dimaksudkan  untuk  mengembalikan  kekuatan  baja kesifat  aslinya  krena  terjadi  dislokasi  yang mengakibatkan  adanya  ketidak  teraturan  struktur sehingga membuat material menjadi kurang tangguh. Maka  dengan  dilakukan annealing diharapkan dislokasi yang terjadi dapat tersusun kembali [4].
Analisis  struktur  mikro  dilakukan  menggunakan cairan  etsa  5%  HNO 3 dan  95%  alkohol  dengan pembesaran 50 dan 200 kali.
Gambar 4. Hasil Uji mikro spesimen annealing pembesaran 50x
Pada hasil uji mikro pada specimen annealing terlihat material  tersebut  mengalami banded  stucture (struktur pita) dibuat menggunakan pengerolan panas ( roll panas). Banded  structure dicirikan  memiliki
butir  dengan  densitas  dislokasi  yang  sangat  tinggi. Hal  tersebut  mengakibatkan  dislokasi  menjadi  sulit untuk  bergerak  sehingga  material  sulit  mengalami dideformasi  dan  membuat  kekuatan  tariknya meningkat [5].
Gambar 5. Hasil uji mikro specimen bagus pembesaran 200x
Pada pembesaran 200x pada sampel bagus, terdapat caat  permukaan  dan  struktur  butir  berbentuk ellips dengan  butir Ferrite sebesar  21,78  µm    dan  butir
Pearlite sebesar 14,52 µm.
Banded structure Cacat Permukaan
Gambar 6. Hasil uji mikro specimen rusak pembesaran 200x
Pada  sampel  rusak  terdapat  kandungan  ferit  dengan besar  butir  16,94  µm,  perlite  sebesar  27,22  µm  dan martensit  jarum  sebesar  33,88  µm.  Kehadiran  fasa martensit  mengakibatkan  material  memiliki  nilai kekerasan yang tinggi tetapi rapuh [6].
Selain  struktur  mikro  tersebut  terdapat  beberapa bentuk  kenampakan  pada specimen yaitu  retak  dan porositas  yang  ditunjukkan  pada  daerah  patah  yang dilihat  dari  pembesaran  200x.  Penyebab  kegagalan material dipengaruhi oleh dari berbagai faktor, seperti ketidak sempurnaan material, perambatan retak yang menyebabkan adanya penjalaran retak pada permukaan  material.  Adapun  ketidak  sempurnaan material  diakibatkan  adanya micro  defect seperti porositas ataupun inklusi, korosi, dan lain-lain [7].
Gambar 7. Uji mikro pada daerah patah pembesaran 200x
Gambar  7  menunjukkan  adanya  kehadiran micro defect berdiameter 2,6 µm–4,6 µm pada sampel. Hal ini semakin diperparah dengan adanya retak Panjang sebesar  20  µm–26,66  µm.  Pembebanan  berulang pada  kondisi  operasional  menyebabkan  perambatan yang menyebabkan  material mengalami kelelahan.

## 4. KESIMPULAN
Berdasarkan hasil analisis dapat disimpulkan bahwa :
1. Terdapat  kandungan  0,75%  mangan  pada material baja karbon menengah yang menyebabkan kehadiran fasa martensit sehingga komponen Chain  link yang  memiliki  sifat  kuat namun getas.
2. Berdasarkan  hasil  Pengamatan Dye  Penetrant pada  sampel  rusak  terdapat  cacat  permukaan berupa goresan panjang akibat dari gesekan  pada benda bekerja.
3. Nilai  kekerasan  Vickers  pada  sampel  rusak adalah  379  VHN  yang  diakibatkan  adanya deformasi plastis. Lebih tinggi bila dibandingkan dengan sampel dalam kondisi bagus yaitu senilai 290  VHN.  Nilai  kekerasan  terendah  terdapat pada Sampel yang di annealing yaitu sebesar 153 VHN  karena  adanya  proses annealing yang dimaksudkan mengembalikan sifat awal material.
4. Terdapat  kehadiran banded  stucture berbentuk ellips  pada  sampel  annealing  yang  diakibatkan adanya  proses  roll  panas.  Sedangkan  pada sampel rusak terdapat kehadiran fasa martensite karena adanya  dislokasi plastis yang dipengaruhi oleh persentase kandungan Mn yang cukup tinggi

## UCAPAN TERIMA KASIH
Terima  kasih  diucapkan  kepada  PT.  Bukit  Asam Dermaga Kertapati, Laboratorium Metalurgi
Universitas Sriwijaya, Laboratorium CNC atas segala bantuan  dan  dukungannya  sehingga  peneitian  ini dapat  diselesaikan  dengan  baik  dan  tepat  pada waktunya.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]  T.  Chandra,  “Analisis  Kerusakan  Pada  Bucket Apron Feeder,” Universitas Sriwijaya, 2019.
[2]  Y. K. Afandi, I. S. Arief, And Amiadji, “Analisa Laju  Korosi  Pada  Pelat  Baja  Karbon  Dengan Variasi Ketebalan Coating,” J. Tek. Its, 2015.
[3]  D.  Radaj  And  S.  Zhang,  “Notch  Effect  Of Welded  Joints  Subjected  To  Antiplane  Shear Loading,” Eng. Fract. Mech., 1992.
[4]  P.  Trihutomo,  “Pengaruh  Proses  Annealing Pada Hasil Pengelasan Terhadap Sifat Mekanik Baja  Karbon  Rendah,”  J.  Tek.  Mesin  Univ. Negeri Malang, Vol. 22, No. 1, Pp. 81–88, 2014.
[5]  R.  R.  Eka  Febriyanti,  Dedi  Priadi,  “Effect  Of Increasing  Warm  Rolling  Deformation  Degree To  Deformation  Band  Characteristic  Of  C-Zn 70/30 Alloy,” Vol. 16, No. M.I.Mat. Kost., P. 9, 2016.
[6]  S. Kirono, E. Diniardi, And I. Prasetyo, “Aalisa Perubahan  Dimensi  Baja  Aisi  1045  Setelah Proses  Perlakuan  Panas  (  Heat  Treathment  ),”
Cacat Permukaan Retakan
Martensit
Sintek J. J. Ilm. Tek. Mesin, Pp. 1–11, 2010.
[7]  I.  Hatta,  “Aplikasi  Mikro  Analisis  Dan Fraktografi Untuk Menentukan Kualitas Produk Dan  Penyebab  Kerusakan  Suatu  Komponen,” Pros. Pertem. Ilm. Ilmu Pengetah. Dan Teknol.
Bahan, Vol. 30, No. C, Pp. 175–180, 2012.