## ANALISIS KERUSAKAN PADA BUSHING APRON FEEDER
Abraham Partogi Hutabarat (1) , Nurhabibah Paramitha (1*) dan Diah Kusuma Pratiwi (1)
(1) Jurusan Teknik Mesin Universitas Sriwijaya
(*) E-mail Corresponding Author : nhparamitha@ft.unsri.ac.id

## Abstrak
Industri pertambangan khususnya pada pertambangan batubara memiliki proses pengangkutan dan pengiriman dari suatu lokasi kelokasi lainnya. Pada proses pengangkutan biasanya terdapat kendala yang disebabkan oleh kerusakan pada komponen sehingga dapat menghambat proses pengiriman. salah  satu  alat  pengangkut  yang  sering  mengalami  kegagalan  adalah Apron  Feeder .  Proses  kerja yang  bekerja  secara  terus  menerus  dan  pembebanan  secara  berulang-ulang  dapat  mengalami kerusakan  pada  komponen-komponen  pada Apron  Feeder ,  salah  satu  komponen  yang  sering mengalami kerusakan adalah Bushing . Penelitian ini bertujuan untuk menganalisa dan mengetahui penyebab  kerusakan  yang  terjadi  pada Bushing Apron  Feeder .  Metode  dari  penelitian  ini  yaitu dengan melihat struktur mikro dari material, nilai kekerasan dari material, melihat cacat permukaan menggunakan dye penetrant . Dengan hasil yang didapat yaitu banyaknya kecacatan berupa goresan dan porositas pada Bushing bagus yang dapat menjadi penyebab kerusakan pada Bushing dan pada Bushing rusak terdapat martesit yang menunjukkan Bushing mengalami deformasi dan getas yang diakibatnya  operasional    yang  dapat  menjadi  penyebab  kerusakan  pada Bushing serta  pada  hasil pengujian  XRF  ( X-Ray  Fluorescence )  komposisi  material  pada Bushing terbuat  dari  AISI  4140 dimana terdaoat perbedaan komposisi pada spesifikasi asli material yaitu SCM 415.
Kata  Kunci: Pengujian Dye  Penetrant ,  Pengujian  XRF, Bushing , Apron  Feeder ,  Analisa Kegagalan, Pengujian Kekerasan , Pengujian Metalografi

## Abstract
The mining industry, especially coal mining, has a transportation and delivery process from one location to another. In the transportation process, there are usually obstacles caused by damage to components that can hinder the delivery process. One of the transportation equipment that often fails  is  the  Apron  Feeder.  The  work  process  that  works  continuously  and  repeated  loading  can damage the components on the Apron Feeder, one of the components that are often damaged is the Bushing.  This  study  aims  to  analyze  and  determine  the  causes  of  damage  to  the  Apron  Feeder Bushing.  The  method  of  this  research  is  by  looking  at  the  microstructure  of  the  material,  the hardness  value  of  the  material,  seeing  surface  defects  using  a  dye  penetrant.  With  the  results obtained, namely the number of defects in the form of scratches and porosity in good Bushings which can be the cause of damage to the Bushings and on damaged Bushings, there is martensite which shows that the Bushing is deformed and brittle which results in operations which can be the cause of damage to the Bushing and the results of XRF testing ( X-Ray Fluorescence) the composition of the material on the Bushing is made of AISI 4140 where there is a difference in composition in the original specification of the material, namely SCM 415.
Keywords: Dye Penetrant Testing, XRF Testing, Bushing, Apron Feeder, Failure Analysis, Vickers Hardness Testing, Metallography Testing

## 1. PENDAHULUAN
Industri pertambangan khususnya  pada  pertambang an batubara  memiliki  proses  pengangkutan  dan pengiriman  dari  suatu  lokasi  kelokasi  lainnya.  Pada proses pengangkutan biasanya terdapat kendala yang disebabkan oleh kerusakan pada komponen sehingga dapat menghambat proses pengiriman. salah satu alat pengangkut yang sering mengalami kegagalan adalah
Apron Feeder . Proses kerja yang bekerja secara terus menerus  dan  pembebanan  secara  berulang-ulang dapat  mengalami  kerusakan  pada  komponen- komponen pada Apron Feeder , salah satu komponen yang  sering  mengalami  kerusakan  adalah Bushing . Penelitian  ini  bertujuan  untuk  menganalisa  dan mengetahui  penyebab  kerusakan  yang  terjadi  pada Bushing Apron Feeder .
Apron  Feeder merupakan  alat  pengangkut  yang menampung hasil pembongkaran ( unloading ) batubara  dari  gerbong  kereta  api  yang  kemudian dipindahkan  ke beltconveyor . Apron  Feeder dapat menampung  beban  sebesar  90  ton  dan  digerakkan oleh  motor  berdaya  55  KW,  1500  RPM,  dan beroperasi 24 jam, Apron Feeder dapat menampung beban  bongkar  batubara  dari  8  rangkaian  kereta. Apron  Feeder dan  gambar  tekniknya  dapat  dilihat pada Gambar 1 dan Gambar 2.
Gambar 1. Apron Feeder
Gambar 2. Gambar Teknik Apron Feeder
Bushing adalah  salah  satu  komponen  yang  terdapat pada Apron Feeder yang berperan dalam pergerakkan Apron  Feeder . Bushing adalah  komponen  yang fungsinya  menggantikan bearing dan  sebagai penahan  poros  [1]. Bushing terbuat  dari  bahan  baja karbon rendah ( low carbon steel ) dan memiliki kode material  SCM415. Bushing sering  mengalami kerusakan berupa patah yang kemungkinan terjadinya disebabkan akibat fatigue karena diberikan pembebanan siklik (berulang-ulang). Bushing dan Gambar tekniknya diperlihatkan pada Gambar 3 dan Gambar 4.
Gambar 3. Bushing
Gambar 4 . Gambar Teknik Bushing
Baja  Karbon (Carbon  Steel) merupakan  logam paduan antara ferro (Fe) dan carbon (C), dimana besi sebagai  unsur  utama  dan  karbon  sebagai  unsur pencampur  (paduan).  Kandungan  karbon  di  dalam baja bernilai kisaran 0,1% sampai 1,7%. Baja karbon rendah  adalah  baja  yang  mengandung  unsur  karbon yang  persentase  karbonnya  antara  0.10%  hingga 0.30%  [2].  Baja  SCM  415  merupakan  baja  yang mengandung  unsur  karbon  sebesar  0.119%.  baja SCM  415  dapat  dikategorikan  ke  dalam  golongan baja karbon rendah ( low carbon steel ) .
Kegagalan  suatu  komponen  pada  sistem  merupakan hal  yang  sangat  dihindari  dan  tidak  diinginkan Analisis  kegagalan  merupakan  proses  inspeksi  atau pengecekan  tiap-tiap  komponen  yang  mengalami masalah yang memicu dan mengakibatkan kegagalan pada  komponen  mesin  [3].  Menurut  (Orosa,  2012) terdapat  beberapa  jenis  penyebab  suatu  kegagalan pada  sebuah  sistem,  diantaranya  adalah  kesalahan dalam  mendesain,  salah  dalam  pemilihan  material,
salah  dalam  proses  penyatuan  ( assembly ),  salah dalam perawatan ( maintenance ) serta kondisi operasi tidak sesuai [4]. Menurut (Chandra, 2019) terdapat 2 cara  untuk  mengidentifikasi  kerusakan  suatu komponen yaitu dengan identifikasi secara visual dan menggunakan  metode  pengujian  laboratorium[5]. Dalam penelitian Abri dkk, 2017 pembangkit Oman Electricity  Transmission  Company (OETC) yang mengalami  penurunan  efisiensi  yang  menyebabkan 130.000  pelanggan  melaporkan  keluhan  dan menemukan  penyebab  terjadinya  korosi  pada Bushing disebabkan kandungan tembaga sulfur pada Bushing terkorosi dengan minyak[6].

## 2. METODOLOGI
Penelitian  ini  mencakup  beberapa  proses  untuk menunjukan  bagaimana  proses  analisa  kerusakan pada Apron Feeder dilakukan

## Pengujian kekerasan Vickers
Pengujian  kekerasan  memiliki  tujuan  sebagai  tolak ukur  ketahanan  material  dari  ketahanan  deformasi plastis dengan menggunakan alat uji Vickers ( Vickers Hardness Tester ) yang diproduksi Jepang dengan tipe VKH-2E. Alat Vickers ditunjukkan pada Gambar 5.
Gambar 5. Vickers Hardness Tester (Lab. Material Jurusan Teknik Mesin Universitas Sriwijaya)

## Pengujian Dye Penetrant Test
Dye penetrant Test adalah salah satu pengujian NDT ( Non  Destructive  Test )  yaitu  pengujian  yang  tidak merusak  material  dengan  menggunakan  cairan penetrasi  yang  berfungsi  untuk  melihat  cacat permukaan pada suatu benda. Cairan penetrant ada 3 macam  yaitu Cleaner (pembersih), penetrant , dev eloper (pengangkat). Cairan Dye Penetrant

## Pengujian Metalografi
Pengujian  metalografi  adalah  ilmu  yang  melihat struktur  mikro  dan  makro  suatu  material.  Untuk
melakukan  uji  metalografi,  benda  yang  akan  diuji dipotong  terlebih  dahulu  dengan  cara  digerinda ataupun  digergaji.  Kemudian  sampel  yang  telah dipotong akan di- mounting yang biasanya menggunakan cairan resin. Setelah di- mounting maka akan  dilakukan  pengampelasan  yang  dilakukan  di bawah  air  yang  mengalir  untuk  menghindari pengaruh  temperatur  gesekan  pada  permukaan material  yang  akan  berjejak  ketika  pengamatan dilakukan.  Setelah  diampelas,  spesimen  yang  akan diamati dilakukan proses pemolesan dan kemudian di etsa  untuk  menunjukkan  batas  butir,dislokasi,  dan struktur mikro tertentu dibawah mikroskop. Kemudian dibersihkan dengan air yang mengalir, lalu dikeringkan  terlebih  dahulu  sebelum  dilakukan pengamatan  dengan  mikroskop.  Setelah  tahap tersebut dilakukan maka dapat dilakukan pengamatan menggunakan mikroskop dengan pembesaran minimal 25x atau lebih untuk mendapatkan hasil yang maksimal. Alat uji Metalografi.

## Pengujian X-Ray Fluoresence (XRF)
Pengujian XRF bertujuan  untuk  mengetahui  atau menganalisis komposisi kimia dan konsentrasi unsur- unsur yang terkandung pada sebuah sampel spesimen dengan menggunakan metode spektrometri.

## Gambar 6. Handheld XRF Analyzer
Penelitian  dilakukan  di  Laboratorium  Metalurgi Jurusan  Teknik  Mesin  Universitas  Sriwijaya, Laboratorium  Rekayasa  Proses  Produk  Industri Kimia  Jurusan  Teknik  Kimia Universitas  Sriwijaya, Laboratorium  Teknik  PT.  Bukit  Asam  dan Laboratorium PT. Pupuk Sriwidjaja.
Persamaan yang digunakan dalam analisis data hasil pengujian sebagai berikut :
𝐻𝑉 = 1,854 F 𝐷 2 (1)

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil  yang  diperoleh  dari  pengujian  untuk mengetahui  kerusakan  pada  sampel  yaitu  pada pengujian Dye  Penetrant dilakukan  pada  empat  sisi yang  sebelumnya  telah  dibersihkan  menggunakan cairan pembersih dan kain beludru.
Gambar 7. Hasil Dye Penetrant pada Permukaan Bushing Bagus
Hasil  pengujian dye  penetrant pada  permukaan Bushing bagus  terdapat  cacat  berupa  porositas  dan goresan  berjumlah  cukup  banyak  disetiap  sisi  yang
dapat  menjadi  penyebab  inisiasi  kerusakan  pada Bushing .
Gambar 8. Hasil Dye Penetrant pada Permukaan Bushing Rusak.
Hasil  pengujian dye  penetrant pada Bushing  rusak menunjukkan  bahwa  ditemukan  cacat  porositas, goresan,  dan  patah  pada  sisi  permukaan Bushing. Kecacatan  ini  disebabkan  oleh  kodisi  iprasional Bushing yang  berputar  terhadap roller dan shaft Apron  Feeder .  Patahan  yang  membentuk  sudut  45 o pada sisi permukaan Bushing terjadi karena salah satu sisi Bushing yang tidak  berotasi  yang  menyebabkan Bushing terpuntir dan patah.
Tabel 1. Hasil Pengujian XRF pada AISI 4140
Elemen % Cr 0,929 Mn 0,708 Fe 97,31 Mo 0,165 C 0,183 Unsur Sisa 0,705
Berdasarkan  dari  hasil  pengujian XRF di  atas, material Bushing  Apron  Feeder merupakan  AISI 4140  yang  dikategorikan  ke  dalam  baja  paduan menengah  karna  memiliki  unsur  :  Cr  0,929%  Mn 0,708%  Fe  97,31%  dan  Mo  0,165%.  Hal  ini menunjukkan bahwa material Bushing yang digunakan  berbeda  dengan  spesifikasi  material perusahaan. Adapun XRF analyzer
Pada  pengujian  kekerasan  Vickers  ,  beban  yang diberikan  pada  pengujian  ini  adalah  30  kgf  dimana pengujian  ini  dilakukan  pada  tiga  jenis  kondisi material,  yaitu  :  kondisi  terdeformasi,  kondisi  tidak terdeformasi,  dan  material  yang  sudah  dilakukan perlakuan panas ( annealing ).Pengujian kekerasan ini dilakukan  dengan  standar  pengujian JIS ( Japanese Indrustrial  Standard )  Z  2244  dikarenakan  spesimen yang akan diuji berbentuk silinder.  Spesimen uji di- mounting  untuk meminimalisir  terjadinya  kesalahan pada proses penjejakan indentor ke permukaan. Jarak antar  titik  penekanan  pada  permukaan  spesimen adalah  1,5  mm  dan  dilakukan  sebanyak  15  kali penekanan pada masing-masing permukaan spesimen.  Hal  ini  dilakukan  untuk  mendapatkan variasi  nilai  kekerasan  pada    permukaan  masing- masing spesimen yang diuji.
Gambar 9 .Grafik Nilai Kekerasan Bushing .
Dari  grafik  di  atas,  dapat  dilihat  bahwa  nilai kekerasan Bushing yang rusak merupakan nilai yang tertinggi,  hal  ini  diakibatkan  karena Bushing rusak telah mengalami deformasi plastis yang mengakibatkan  logam  menjadi  lebih  keras  [7] sedangkan  nilai  kekerasan  dari  spesimen  yang  telah di- annealing paling  rendah  dari  nilai  kekerasan Bushing lainnya,  hal  ini  dikarenakan  proses annealing merupakan  proses  yang  menghilangkan tegangan-tegangan sisa pada material dan mengembalikan  sifat  material  ke  sifat  awal  yang mengakibatkan  nilai  kekerasan  material  menjadi lebih rendah [8].
Pada  Pengujian  metalografi  menggunakan  larutan nital  5%  yang  berupa  campuran  alkohol  70% sebanyak 95% dan HNO 3 sebanyak 5%.
Gambar 10. Hasil Metalografi Bushing Bagus dengan Pembesaran 200x
Hasil  pengujian  metalografi  pada  spesimen  bagus dengan pembesaran 200x di atas menunjukkan bahwa walaupun Bushing tersebut  dalam  keadaan  bagus, namun terdapat banyak cacat berupa porositas, hal ini dapat  menjadi  penyebab  terjadinya  kerusakan  pada Bushing.
Gambar 11. Hasil Metalografi Bushing Rusak dengan Pembesaran 500x.
Hasil  pengujian  metalografi  pada  spesimen  rusak dengan pembesaran 500x di atas menunjukkan bahwa terdapat  martensit  yang  terbentuk  akibat  terjadinya deformasi  plastis,  hal  ini  menunjukkan  bahwa  sifat mekanis  pada  spesimen  telah  mengalami  perubahan akibat kondisi operasional yang dapat menyebabkan material menjadi getas [9].
Gambar 12. Hasil Metalografi Annealing dengan Pembesaran 500x.
Hasil  pengujian  metalografi  pada  spesimen  yang telah  di- annealing dengan  pembesaran  500x  seperti di  atas  menunjukkan  bahwa  proses annealing menyebabkan  membesarnya  butir-butir  pealite  yang mengakibatkan  nilai  kekerasan  material  menurun [10].

## 4. KESIMPULAN
Hasil  pengujian dye  penetrant  test pada  permukaan Bushing menunjukkan  bahwa  pada  permukaan Bushing yang  masih  bagus  (baru)  sudah  terdapat cukup  banyak  cacat  berupa  goresan  dan  porositas yang  dapat  menjadi  penyebab  kerusakan  pada Bushing , Hasil pengujian XRF (X-Ray Fluorescence) pada Bushing menunjukkan  bahwa  hasil  komposisi material  berbeda  dengan  spesifikasi  asli  material dimana  hasil  pengujian  komposisi  menunjukkan bahwa Bushing terbuat  dari  material  AISI  4140,
sedangkan spesifikasi menunjukkan material terbuat dari  SCM  415,  Hasil  pengujian  kekerasan  Vickers menunjukkan  bahwa  nilai  kekerasan Bushing rusak merupakan  nilai  yang  tertinggi  karena  telah mengalami  deformasi  plastis,  dan  nilai  kekerasan Bushing yang  telah  di- annealing terendah,  Hasil pengujian  metalografi  menunjukkan  bahwa  pada Bushing bagus  terdapat  porositas  yang  berjumlah cukup  banyak  yang  dapat  menjadi  penyebab kerusakan, dan pada Bushing rusak terdapat martensit yang  menunjukkan Bushing mengalami  deformasi dan getas yang diakibatkan operasional.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Ucapan  Terima  Kasih  disampaikan  kepada  kepala dan  staf  Laboratorium  Metalurgi  Jurusan  Teknik Mesin Fakultas Teknik Mesin Universitas Sriwijaya Laboratorium  Rekayasa  Proses  Produk  Industri Kimia  Jurusan  Teknik  Kimia Universitas  Sriwijaya, Laboratorium  Teknik  PT.  Bukit  Asam  dan Laboratorium PT. Pupuk Sriwidjaja.yang  memfasili tasi penelitian ini.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]  Barun,  A.  and  Hilman,  ‘Perancangan  Bushing Metal  Bronze  Pengganti  Bearing  pada  Mesin Pabrik Gula’, pp. 36–45, 2008.
[2]  Murtiono,  A.,  ‘Pengaruh  Quenching  dan Tempering  Terhadap  Kekerasan  dan  Kekuatan Tarik serta Struktur Mikro Baja Karbon Sedang untuk Mata Pisau Pemanen Sawit’, e-Dinamis, II(2), pp. 57–70, 2012.
[3]  Kurniawan,  R.  T.,  Wibisono,  A.  T.  and Noerochim, L.,‘Analisis Kegagalan Komponen Spring Rod dalam Spring Suspension Assembly pada  Coal  Mill  Tuban  I  PT.  Semen  Indonesia Tbk.’,  Jurnal  Teknik  ITS,  6(2).  doi: 10.12962/j23373539.v6i2.24476, 2017.
[4]  Orosa,  N.  R.,  ‘Analisis  Kegagalan  Rear  Axle Shaft  Truck  Kapasitas  7  .  5  Ton  Universitas Indonesia  Analisis  Kegagalan  Rear  Axle  Shaft Truck’, 2012.
[5]  Chandra, T., ‘Analisi  Kerusakan  pada Bucket Apron Feeder’.https://doi.org/10.21776 /ub.jrm.2015.006.02.2., 2019.
[6]  Abri,  T.  Al  et  al.,  ‘ Bushing  Failure- Investigation  process  &  findings ’,  Procedia Engineering.  Elsevier  B.V.,  202,  pp.  88–108. doi: 10.1016/j.proeng.2017.09.697., 2017.
[7]  Didik, E., ‘Analisa Pengaruh Deformasi Plastis Terhadap Struktur Mikro Dan Kekerasan Pada Baja St 42’, XI, pp. 19–26., 2015.
[8]  Purkuncoro,  A.  E.,  ‘Analisis  Pengaruh  Proses Annealing  Untuk  Menghilangkan  Tegangan
Sisa Akibat Proses Pengelasan pada Pembuatan Drum Ketel Uap’, pp. 36–44., 2018.
[9]  Rohman,  H.  F.  et  al.,  ‘Pengaruh  Proses  Heat Treatment Annealing Terhadap Struktur Mikro Dan  Nilai  Kekerasan  Pada  Sambungan  Las Thermite  Baja  Np-42’,  Jurnal  Teknik  Mesin Undip, 2(3), pp. 195–203., 2014.
[10]  Puspasari,  V.  et  al.,  ‘Pengaruh  Annealing Terhadap  Kekerasan  dan  Struktur  Mikro  Baja Tahan Karat AISI 410’, pp. 75–82., 2020.