Journal of Mechanical Design and Testing 2(2), (2020), 137-146 DOI: http://dx.doi.org/10.22146/jmdt.v2i2.56798 e-ISSN: 2685-8029, ISSN: 2716-1293

## Analisis Kegagalan Poros Shipping Pump Pada Anjungan Produksi Minyak dan Gas Bumi Lepas Pantai
W. D. Putra * dan P. T. Iswanto
Departemen Teknik Mesin dan Industri, Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada. Jl. Grafika No.2, Kompleks UGM, Yogyakarta 55281, Indonesia, Telp. (0274) 521673 *e-mail: wdputra82@yahoo.com

## Abstrak
Shipping Pump adalah peralatan kritikal dari proses produksi minyak mentah di anjungan produksi lepas pantai karena berfungsi mengalirkan hasil produksi ke proses selanjutnya di darat. Pada tanggal 19 Mei 2018 ditemukan poros pompa Shipping Pump P-1B yang berbahan baja tahan karat AISI 316 patah pada bagain atas, di dalam susunan kopling. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui  model  dan  penyebab  kegagalan  poros  yang  terjadi.  Metodelogi  penelitian  yang digunakan  adalah  studi  kasus  dengan  pengamatan  pola  patahan  secara  mikroskopis menggunakan Scanning Electron Microscope (SEM) dan verifikasi bahan poros. Analisis tegangan yang  terjadi  di  poros  juga  dilakukan  untuk  membandingkan  besar  tegangan  kerja  dengan tegangan  batas  fatik  poros.  Dari  hasil  pengamatan  pada  penampang  patahan  menunjukkan model kegagalan yang terjadi adalah kegagalan fatik berdasarkan adanya awal retak di ujung alur pasak,  adanya  daerah  pertumbuhan  retak  lambat  dan  daerah  patah  seketika.  Hasil pengujian metalografi, komposisi kimia, pengujian tarik dan kekerasan Brinnel menunjukkan bahwa bahan poros sesuai dengan standar bahan AISI 316. Poros dapat mengalami kegagalan fatik karena tegangan  kerja  lebih  besar  dari  tegangan  batas  fatik  komponen  dan  faktor  terbesar  yang mengurangi nilai tegangan batas fatik adalah faktor konsenstrasi tegangan dimana radius alur pasak sangat kecil.
Kata kunci : shipping pump, poros, AISI 316, fatik.

## Abstract
Shipping  Pump  is  a  critical  equipment  of  the  crude  oil  production  process  on  an  offshore production platform because its functions to flow crude oil to the next process onshore. On May 19, 2018, the Shipping Pump P-1B shaft made from stainless steel AISI 316 was broken in the upper section, inside the coupling assembly. This study aims to determine the model and causes of shaft failure that occur. In this research microscopic fracture patterns were observed using  the  Scanning  Electron  Microscope  (SEM).  Verification  of  shaft  material  is  done  by comparing the results of metallographic testing, chemical composition testing, tensile testing and Brinnel hardness testing with AISI 316 material standards. Stress analysis is carried out to compare the working stress with the shaft fatigue limit stress. The results of observations on the fracture cross-section shows the failure model that occurs is a fatigue failure based on the initial  crack  at  the  end  of  the  keyway,  the  presence  of  the  slow  crack  growth  area  and  the instantaneous fracture area. Metallographic, chemical composition, tensile and Brinnel hardness tests show that the shaft material complies with AISI 316 material standards. The shaft may
experience fatigue failure because the working stress is greater than the component fatigue stress and the biggest factor that reduces the value of the fatigue limit stress is the concentration factor stress where the radius of the keyway is very small.
Keywords : shipping pump, shaft, AISI 316, fatigue.

## 1. PENDAHULUAN
Shipping Pump adalah peralatan kritikal dari proses produksi minyak mentah di anjungan produksi lepas pantai karena berfungsi mengalirkan hasil produksi ke proses selanjutnya di darat. Hal ini yang mendasari dalam desain awal selalu disiapkan lebih dari satu Shipping Pump agar saat terjadi kerusakan pada salah satu pompa masih ada penggantinya agar proses produksi masih tetap  berjalan.  Kegagalan  dari Shipping  Pump akan  menurunkan  produksi  dan  bahkan  dapat menyebabkan  berhentinya  proses  produksi  minyak  bumi  dikarenakan tidak  adanya peralatan yang  dapat  mengirimkan  hasil  produksi.  Pada  tanggal  19  Mei  2018  operator  produksi menemukan Shipping Pump P-1B mengalami penurunan unjuk kerja yang signifikan diindikasikan oleh berkurangnya debit alirnya setelah bekerja selama tiga hari. Kemudian setelah dilakukan pemeriksaan, ditemukan poros pompa yang berbahan baja tahan karat AISI 316, pada bagian atasnya  patah seperti  yang ditunjukkan pada  sketsa  susunan  kopling  pada Gambar  1.  Secara praktikal di lapangan, kegagalan dikategorikan sebagai berikut: kegagalan karena beban berlebih, kelelahan, kelelahan yang dipengaruhi korosi, korosi, dan keausan. Dan penyebab paling umum dari kegagalan poros adalah kelelahan. Kegagalan karena kelelahan dimulai pada titik yang paling rentan, yaitu di daerah yang mendapat tegangan secara dinamis biasanya bertipe stress raiser , yang mungkin bersifat metalurgi atau mekanis, dan kadang-kadang keduanya.
Berdasarkan latar belakang di atas, didapat perumusan masalah yang akan di analisis pada  penelitian  yakni  model  kegagalan  yang  terjadi,  proses  terjadinya  dan  mengapa  terjadi kegagalan pada poros Shipping Pump P-1B serta rekomendasi untuk mencegah kegagalan serupa. Tujuan  dari  pelaksanaan  penelitian  ini  adalah  untuk  mengetahui  model  kegagalan,  proses terjadinya  kegagalan,  penyebab  kegagalan  yang  terjadi  pada  poros  Shipping Pump  P-1B dan untuk mendapatkan rekomendasi dalam rangka mencegah kegagalan serupa.
Haryadi dkk menganalisis penyebab terjadinya kegagalan pada poros pompa sirkulasi air yang berbahan baja tahan karat AISI 316. Pengujian komposisi kimia, pengujian kekerasan Vickers,  pengujian  metalografi,  dan scanning  electron  microscopy (SEM)  dilakukan.  Dapat disimpulkan bahwa kegagalan poros pompa terjadi karena porositas dan indikasi dari getaran yang  berlebih  akibat  kerusakan  pada  bearing.  Retakan  utama  dimulai  di  tengah  poros  yang terindikasi ada porositas.
Supriyono  dan  Adjiantoro meganalisis  kegagalan  poros  berbahan  AISI  316  pada pompa tipe sentrifugal penyalur air laut unit penukar panas. Untuk mengetahui faktor penyebab kegagalan, maka dilakukan pengamatan visual, pengujian fraktografi, metalografi, uji kekerasan, dan analisa komposisi kimia pada poros yang patah. Dari hasil pengujian diperoleh bahwa kadar karbon  rata-rata  lebih  rendah  dari  standar  AISI  316,  sedangkan  kekerasan  rata-ratanya  lebih rendah dari kekerasan standarnya. Kegagalan yang terjadi, pada dasarnya disebabkan oleh patah lelah akibat beban kerja berlebih berupa pembebabanan dinamis.

## Gambar 1. Sketsa dan foto bagian poros yang patah di dalam susunan kopling

## 2. METODE PENELITIAN
Dalam  penelitian  ini  dilakukan  pengamatan  pola  patahan  secara  mikroskopis,  yaitu dengan  menggunakan  mikroskop  elektron  (SEM).  Verifikasi  bahan  poros  dilakukan  dengan membandingkan hasil pengujian metalografi, pengujian komposisi kimia, pengujian tarik dan pengujian kekerasan Brinnel dengan standar bahan AISI 316. Analisis tegangan juga dilakukan untuk mengetahui tegangan kerja pada poros dan membandingkannya dengan tegangan batas fatik.

## 2.1. Peralatan
Alat-alat  yang  dipergunakan  dalam  pembuatan  spesimen  uji  dan  pelaksanaan pengngujian adalah sebagai berikut:
1. Mesin pemotong bahan
2. Penggaris dan jangka sorong
3. Kamera digital
4. Perangkat pengujian metalografi berupa mounting , grinding/polishing , dan etching . 5. Mikroskop optik
6. Alat uji komposisi kimia spectrometer
7. Mikroskop elektron (SEM)
8. Mesin uji tarik
9. Mesin uji kekerasan Brinnel

## 2.2. Bahan
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah poros dari Shipping Pump P-1B yang mengalami kegagalan. Material dari poros yakni baja tahan karat AISI 316 berdiameter 25,4 mm dan panjang 1722 mm. Foto penampang poros bagian atas dan bawah yang mengalami patahan dapat dilihat pada Gambar 2.
Gambar 2. Foto penampang poros yang mengalami patahan (a) bagian atas dan (b)bagian bawah

## 2.3. Prosedur Penelitian
Prosedur penelitian yang dilakukan pada analisis kegagalan ini adalah sebagai berikut:
1. Pengamatan Lapangan
Pengamatan  lapangan  bertujuan  untuk  mendapatkan  data  awal  tentang  kondisi operasional, sejarah pemakaian, spesifikasi pompa dan inspeksi visual.
2. Pengujian SEM Pengujian SEM bertujuan untuk dilakukan pengamatan fraktografi, yaitu mengetahui profil permukaan patahan secara mikro. Sampel yang diambil untuk pengujian SEM ini adalah penampang poros Shipping Pump yang patah dengan ukuran 1 cm 3 disesuaikan dengan kapasitas chamber alat uji SEM.
3. Verifikasi bahan poros
A. Pengujian Metalografi
Pengujian  metalografi  dilakukan  untuk  mengetahui  struktur  mikro  yang terdapat pada poros Shipping Pump dan kemudian dibandingkan dengan struktur mikro baja than karat AISI 316 sesuai ASM Handbook Vol. 9 ( Metallography and Microstructur ). Persiapan  spesimen  meliputi  pemotongan  spesimen  yang  diambil  dari  sisa  patahan poros Shipping  Pump berdiameter  25,4  mm,  grinding  dan  polishing  agar  permukaan spesimen rata, dan proses etsa dengan HCl, HNO 3 , dan air dalam komposisi setara.
B. Pengujian Komposisi Kimia
Pengujian sifat fisis berupa uji komposisi kimia dilakukan untuk mengetahui komposisi  aktual  dari  poros  yang  patah  menggunakan  alat  Spectrometer  untuk kemudian dibandingkan dengan standar komposisi kimia baja tahan karat AISI 316. Spesimen yang digunakan diambil dari sisa patahan poros Shipping Pump berdiameter 25,4 mm.
C. Pengujian Tarik
Pengujian  tarik  dilakukan  untuk  mengetahui  nilai  tegangan  tarik  maksimum dari poros Shipping Pump untuk kemudian dibandingkan dengan nilai standar tegangan tarik maksimum baja tahan karat AISI 316. Nilai tegangan tarik maksimum ini juga akan digunakan  sebagai  data  untuk  pengujian  fatik rotary  bending jika  diperlukan  untuk mengetahui  batas  fatik.  Persiapan  spesimen  meliputi  pemotongan  spesimen  yang
(a) (b)
diambil dari sisa patahan poros Shipping Pump berdiameter 25,4 mm dan pembubutan spesimen agar sesuai dengan dimensi uji tarik mengacu pada ASTM E8M.
D. Pengujian Kekerasan
Pengujian kekerasan dilakukan untuk mengetahui ketahanan bahan terhadap identasi permukaaan dari identor atau goresan yang diterima. Metode uji kekerasan yang dipergunakan dalam penelitian ini adalah metode Brinnel dimana indentor bola baja berdiameter 2,5 mm ditekan dengan beban tetap sebesar 100 kg ke permukaan suatu bahan.
4. Analisis Tegangan
Analisis  tegangan  dilakukan  untuk  membandingkan  tegangan  kerja  poros berupa  tegangan  geser  maksimum  dengan  batas  fatik  komponen.  Kegagalan  dapat terjadi jika tegangan kerja poros lebih besar dari batas fatik komponen. Tegangan kerja yang  terjadi  dapat  diketahui  dengan  menggunakan  persamaan  tegangan  geser  utama sebagai berikut:
𝜏 𝑚𝑎𝑥 =   √( 𝜎 𝑥 −𝜎 𝑦 2 ) 2 + (𝜏 𝑥𝑦 ) 2 (1)
dimana
τ max : tegangan geser utama (principal shear stress) (MPa)
σ x
: tegangan tarik pada arah sumbu-x (MPa)
σ y : tegangan tarik pada arah sumbu-y (MPa) τ xy : tegangan geser pada bidang tegak lurus sumbu-x dengan arah sumbu- y (MPa)
Ketika data laboratorium mengenai batas fatik setiap bahan tidak tersedia, ada perkiraan  hubungan  antara  batas  fatik  dan  kekuatan  tarik  maksimum    dari  bahan. Perkiraan batas fatik dari baja adalah sebagai berikut:
𝑆′ 𝑒 =  0,5 𝑆 𝑢𝑡 (2) dimana S’ e : tegangan batas fatik specimen uji fatik yang mengalami tegangan lentur terbalik (MPa)
S ut : tegangan tarik maksimum (MPa) Batas fatik suatu komponen berbeda dari batas fatik spesimen uji fatik karena sejumlah  faktor.  Perbedaan  timbul  karena  ada  spesifikasi  standar  dan  kondisi  kerja tertentu  untuk  spesimen  uji  fatik,  sedangkan  komponen  yang  sebenarnya  berbeda spesifikasi  dan  juga  bekerja  di  bawah  kondisi  yang  berbeda.  Faktor  modifikasi  yang berbeda digunakan dalam praktik untuk memperhitungkan perbedaan ini. Tujuan dari faktor modifikasi ini adalah menurunkan atau mengurangi batas fatik spesimen agar sesuai dengan kondisi sebenarnya dari komponen. Empat faktor yang mempengaruhi nilai tegangan batas fatik komponen yang mengalami tegangan lentur dijabarkan pada persamaan berikut [6] : 𝑆 𝑒 =   𝐾 𝑎 𝐾 𝑏 𝐾 𝑐 𝐾 𝑑 𝐾 𝑒 𝑆′ 𝑒 (3) dimana S e
: tegangan batas fatik komponen yang mengalami tegangan lentur terbalik (MPa)
S’ e
: tegangan batas fatik specimen uji fatik yang mengalami tegangan lentur terbalik (MPa)
K a : faktor penyelesaian permukaan K b : faktor ukuran
K c : faktor keandalan K d : faktor modifikasi untuk memperhitungkan konsentrasi tegangan Batas fatik dari suatu komponen yang mengalami tegangan geser puntir yang berfluktuasi (S se ) dapat diperoleh dari batas fatik komponen yang mengalami tegangan lentur terbalik (S e ) dengan menggunakan teori kegagalan. Menurut teori tegangan geser maksimum hubungan antara Sse dan Se dijabarkan pada persamaan berikut [6] :
𝑆 𝑠𝑒 =  0,5 𝑆 𝑒 (4) dimana S se : tegangan geser puntir yang berfluktuasi (MPa) S e :  tegangan  batas  fatik  komponen  yang  mengalami  tegangan  lentur  terbalik
(MPa)
5. Pembahasan dan analisis data Pembahasan dan analisis data digunakan untuk mengolah data yang diperoleh dari observasi dan pengujian yang dilakukan sehingga dapat menjelaskan model, proses terjadinya  dan  penyebab  kegagalan.  Dari  prosedur  ini  selanjutnya  bisa  dihasilkan kesimpulan dan saran penelitian.

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN

## 3.1. Pengujian SEM
Pada Gambar 3. (a) dan (b) menunjukkan adanya jejak garis yang berpusat ke ujung alur pasak ( keyway ) sisi kanan. Ujung alur pasak sisi kanan ini diidentifikasi sebagai initial crack karena pada alur pasak terjadi konsentrasi tegangan dan jika dilihat dari arah putaran poros, pada alur pasak sisi kanan adalah daerah yang terdesak oleh pasak yang mentransmiskan putaran kopling dari motor ke poros.
Dari Gambar 3 (a) juga dapat dilihat ada dua daerah kegagalan fatik, yaitu daerah yang menunjukkan pertumbuhan retak yang lambat dengan penampakan serat yang halus (daerah sisi kanan penampang) dan daerah patah mendadak dengan penampakan butiran kasar (daerah sisi kiri  penampang).  Adanya  awal  retak,  pertumbuhan  retak  yang  lambat  dan  daerah  patah mendadak menunjukan kegagalan yang terjadi adalah kegagalan fatik. Tidak adanya penampakan beach mark dan striasi yang jelas sebagai salah satu ciri kegagalan fatik tidak mengesampingkan bahwa kegagalan yang terjadi karena fatik. Beach mark atau stiriasi yang berada pada skala finerscale biasanya  terbentuk  ketika  beban  berubah  selama  operasi  atau  ketika  terjadi  pembebanan mendadak [6] ,  sedangkan  Shipping Pump  beroperasi  dalam  dalam  putaran relatif  konstan  dan motornya dilengkapi dengan VSD ( Variable Speed Drive ) yang dapat mengatur putaran motor secara perlahan jika ada penambahan atau pengurangan beban.

## 3.2. Verifikasi Bahan
3.2.1 Pengujian Metalografi
Pengujian ini menggunakan cairan etsa HCl, HNO 3 , dan air dalam komposisi setara. Gambar 4 menunjukan hasil perbandingan metalografi antara bahan poros Shipping Pump dengan  pembesaran  100x  dengan  metalografi  baja  tahan  karat  AISI  316  sesuai  ASM Handbook  dimana  tidak  ada  perbedaan  mencolok  antara  keduanya.  Keduanya menunjukkan  struktur  austenitik  yang  ditunjukkan  oleh  adanya  karakteristik twinning . Twinning adalah tipikal dari struktur kristal FCC berupa dua garis sejajar pada foto struktur mikro.
a b
Gambar 3. (a) Penampang patahan poros bagian atas dan arah rambatan retak  (b) Hasil pengujian SEM pembesaran 100x pada initial crack.
a
b
Gambar 4. Hasil metalografi (a) bahan poros Shipping Pump dengan perbesaran 100x (b) baja tahan karat AISI 316 sesuai ASM Handbook Volume 9 perbesaran 500x
3.2.2 Pengujian Komposisi Kimia
Hasil pengujian komposisi kimia bahan poros Shipping Pump dengan spektrometer analyzer ditunjukkan pada Tabel 1. Jika dibandingkan dengan komposisi kimia baja tahan karat AISI 316 standar, hampir semua persentase komposisi kimia hasil pengujian memiliki kesamaan kecuali unsur Mo yang sedikit di bawah standar minimal. Kekurangan unsur Mo ini  dapat  berpengaruh  pada  berkurangnya  ketahanan  baja  tahan  karat  terhadap  korosi sumuran pada larutan klorida.
Unsur  lain  yang  sedikit  berbeda  dari  standart  adalah  unsur  C  yang  memiliki komposisi 0,019 %, meskipun masih dalam standar tetapi bisa menimbulkan persepsi bahwa bahan poros ini adalah baja tahan karat AISI 316L. Baja tahan karat AISI 316L memiliki komposisi kimia yang sama dengan AISI 316 kecuali komposisi unsur C lebih rendah, yaitu
maksimal  0,03  %  (ASTM,  2004).  Kepastian  jenis  bahan  poros  Shipping  Pump  bisa dikonfirmasi dengan hasil pengujian selanjutnya, yaitu dari hasil uji tarik dan kekerasan.
Tabel 1. Hasil uji komposisi kimia Komposisi Kimia C Mn Si P S Cr Mo Ni Standar AISI  316 (%) Min - - - - - 16,0 2,0 10,0 Max 0,08 2,0 1,0 0,045 0,03 18,0 3,0 14,0 Sample Uji (%) 0,019 1,701 0,418 0,035 0,018 16,357 1,806 10,074

## 3.2.3 Pengujian Tarik
Hasil pengujian tarik dibandingkan dengan standar bahan baja tahan karat AISI 316 ditunjukkan pada Tabel 2 di bawah.

## Tabel 2. Hasil pengujian tarik dan kekerasan
UTS (MPa)  BHN (kg/mm 2 ) Hasil Uji 611,31 199,16 Standar AISI 316 Min 515 Maks 217
Dari Tabel 2 di atas dapat dilihat tegangan tarik maksimum (UTS) adalah sebesar 611,31 MPa.  Hasil  pengujian  ini  memenuhi  standar  minimum  UTS  dari  bahan  AISI  316,  yaitu minimum sebesar 515 MPa.
3.2.4 Pengujian Kekerasan Hasil  pengujian  kekerasan  yang  ditunjukkan  pada  table  2  dapat  dilihat  angka kekerasan Brinnel (BHN) dari poros Shipping Pump, yaitu 199,16 kg/mm 2 masih memenuhi standar bahan AISI 316, yakni maksimum sebesar 217 kg/mm 2 .

## 3.3. Analisis Tegangan
3.3.1 Tegangan Kerja
Jenis Shipping  Pump yang  dianalisis  ini  adalah  pompa  sentrifugal  dengan  poros vertikal dimana terdapat dua tegangan yang bekerja pada porosnya, yaitu (1) tegangan geser puntir (τ) karena putaran motor (T) dan (2) tegangan aksial (σ) kare na berat komponen yang berputar  dan  axial  thrust  (Presultan).  Gambar  5  memperlihatkan  ilustrasi  tegangan  yang bekerja pada poros Shipping Pump Vertikal.
Gambar 5. Ilustrasi tegangan kerja pada poros Shipping Pump vertikal
Tegangan  geser  puntir  adalah  tegangan  pada  poros  yang  disebabkan  oleh  torsi (puntiran) motor. Dengan torsi maksimum motor adalah 91,67 lb-ft (124,29 Nm) sesuai spesifikasi pompa dan diameter efektif dari poros adalah 23 mm (0,023 m), maka tegangan geser puntir adalah 52,05 Mpa.
Tegangan tarik pada poros terjadi karena berat peralatan yang berputar dan dorongan aksial yang disebabkan karena perbedaan tekanan pada sisi isap dan tekan pada impeller pompa. Berat peralatan yang berputar, yaitu poros dan impleller sebesar 17 kg. Dorongan aksial dapat diketahui dari konstanta dorongan yang ada pada kurva kinerja pompa , yaitu sebesar 3,1 lbs/ft per head, sehingga head pompa adalah sebesar 254,35 ft maka dorongan aksial adalah -788,45 lbs atau -357,65 kg (bernilai minus karena berlawanan arah dengan berat  komponen  berputar). Dari  berat  poros  dan  impeller  serta  dorongan  aksial  di  atas, dapat diketahui nilai tegangan tarik adalah -8,04 MPa.
Jika nilai tegangan geser puntir dan tegangan tarik sudah diketahui, maka  tegangan kerja pada  poros  berupa  tegangan  geser  maksimum  bisa  diketahui  menggunakan  persamaan tegangan geser utama (1)
𝜏 𝑚𝑎𝑥 =   √( 𝜎 𝑥 − 𝜎 𝑦 2 ) 2 + (𝜏 𝑥𝑦 ) 2 𝜏 𝑚𝑎𝑥 =   √( 0−(−8,04 2 ) 2 + (52,05 ) 2 = 52,2 MPa
3.3.2 Batas Fatik Dengan tegangan tarik maksimum (S ut ) dari hasil uji tarik adalah 618,31 MPa, maka dari persamaan (2) batas fatik adalah
𝑆′ 𝑒 =  0,5 𝑆 𝑢𝑡 𝑆′ 𝑒 =  0,5 (611,31 MPa) = 305,655 MPa Jika diketahui K a = 0,76, K b = 0,85, K c = 0,834, dan K d =0 ,34, maka batas fatik komponen (S e ) dapat dihitung dengan persamaan (3) 𝑆 𝑒 =   𝐾 𝑎 𝐾 𝑏 𝐾 𝑐 𝐾 𝑑 𝐾 𝑒 𝑆′ 𝑒 𝑆 𝑒 =   (0,76)(0,85)(0,834)(0,34)(305,655 MPa) =  55,9 MPa
Batas fatik dari suatu komponen yang mengalami tegangan geser puntir yang berfluktuasi (S se ) dapat diperoleh dari batas fatik komponen yang mengalami tegangan lentur terbalik (S e ) dengan menggunakan persamaan (4) berikut:
𝑆 𝑠𝑒 =  0,5 𝑆 𝑒 𝑆 𝑠𝑒 =  0,5 (55,9 Mpa) = 27,95 MPa
Dari hasil pengujian dan pembahasan di atas, melalui verifikasi bahan dapat diketahui bahwa komposisi bahan, kekuatan tarik, nilai kekerasan dan struktur mikro poros sesuai dengan spesifikasi baja tahan karat AISI 316. Dari hasil uji SEM didapatkan adanya ciri kegagalan fatik  yaitu  daerah  awal  retak,  pertumbuhan  retak  lambat  dan  daerah  patah  mendadak menunjukan kegagalan yang terjadi adalah kegagalan fatik. Kemudian dari analisis tegangan pada poros diketahui bahwa tegangan kerja berupa tegangan geser maksimum ( 𝜏 𝑚𝑎𝑥 ), yaitu 52,2 MPa lebih besar dari batas fatik komponen (S se ), yaitu 27,95 MPa sehingga kegagalan bisa terjadi.

## 4. KESIMPULAN
1. Model  kegagalan  yang  terjadi  pada  poros Shipping  Pump P-1B  adalah  kegagalan  fatik berdasarkan  adanya  awal  retak,  pertumbuhan  retak  lambat  yang  ditunjukkan  oleh penampakan serat halus dan daerah patah seketika yang ditunjukkan oleh penampakan butiran kasar pada penampang patahan.
2. Kegagalan  poros  terjadi  dengan  diawali  oleh  awal  retak  di  ujung  alur  pasak  yang mendapat desakan dari pasak dan dengan bertambahnya jumlah putaran poros, retakan cenderung semakin ke dalam dan secara bertahap mengurangi luas penampang hingga akhirnya melemahkan material sampai terjadi patahan sempurna.
3. Poros Shipping Pump P-1B dapat mengalami kegagalan fatik karena tegangan kerja yang didominasi tegangan geser, nilainya lebih besar dari tegangan batas fatik komponen. Faktor terbesar yang mengurangi nilai tegangan batas fatik adalah faktor konsenstrasi tegangan dimana radius alur pasak terlalu kecil.
4. Rekomendasi agar tidak terjadi kegagalan serupa adalah memperbesar radius pada alur pasak  untuk  memperkecil  konsentrasi  tegangan,  meningkatkan  penyelesaian  akhir permukaan dan mengganti bahan poros dengan bahan yang memiliki tegangan tarik maksimum  lebih  tinggi  karena  nilai  tegangan  batas  fatik  berhubungan  erat  dengan tegangan tarik maksimum.

## 5. DAFTAR PUSTAKA
Girdhar, Paresh dan Moniz, Octo, 2005, Practical Centrifugal Pumps Design, Operation and Maintenance, Elsevier, Burlington.
Bloch, H. P. dan Geitner, F. K., 1999, Machinery Failure Analysis and Troubleshooting, Gulf Professional Publishing, Houston.
Haryadi, G. D., Pertiwanda, Suluh, Ismail, Rifky, 2017, Failure Analysis on Shaft of Circulating Water Pump at Power Plant, Prosiding SNTTM XVI, Surabaya, 5-6 Oktober 2017.
Supriyono dan Adjiantoro, Bintang, 2010, Analisa Kegagalan Poros Pompa Air Laut Pada Unit
PLTU, Jurnal Ilmiah Teknologi dan Rekayasa Vol. 15, Depok, 15 Desember 2010.
Gere, J.M., 2004, Mechanics of Materials, Sixth Edition, Thomson Learning, Inc., Belmont. Bhandari, V. B., 2010, Design of Machine Elements, Third Edition, McGraw-Hill, USA. Askeland, D. R., Fulay, P. P., Wright, W. J., 2010, The Science and Engineering of Materials,
Sixth Edition, Cengage Learning, Stamford.
ASM, 2004, ASM Handbook Vol. 9: Metallography and Microstructure, ASM International. Peckner, Donald dan Bernstein, I. M., 1977, Handbook of Stainless Steel, McGraw-Hill, New
York.Environ Saf 2016; 134:455 – 61. https://doi.org/10.1016/j. ecoenv.2016.01.023.