* Corresponding author : 7 Email: apriardi.ihlas@gmail.com DOI: http://dx.doi.org/10.37209/jtbbt.v9i1.102

## ANALISIS KERUSAKAN SLIDING SLEDGE PADA CAN TRAVEL RAIL (CTR)

## FAILURE ANALYSIS OF SLIDING SLEDGE
ON CAN TRAVEL RAIL (CTR)

## Apriardi Ihlas
Balai Besar Bahan dan Barang Teknik Jl. Sangkuriang No. 14, Bandung
Diterima: 8 Februari 2019 Direvisi: 28 Februari 2019 Disetujui: 12 Maret 2019

## ABSTRAK
Telah  terjadi  kerusakan  pada  pelat sliding  sledge yang  berfungsi  sebagai  landasan  rol.  Tujuan penelitian  ini  adalah  untuk  mengetahui  faktor  penyebab  kerusakan  tersebut  dan  memberikan  masukan agar kasus yang serupa tidak terulang kembali pada komponen tersebut. Studi pada analisis kerusakan ini menggunakan  metode  pengamatan  visual,  fraktografi  makro,  metalografi, Scanning  Electron Microscopy/Energy  Dispersive  X-Ray  Spectroscopy (SEM/EDS),  dan  pengujian  komposisi  kimia menggunakan optical  emission  spectroscopy (OES).  Hasil  pemeriksaan  dan  pengujian  menunjukkan bahwa terjadi mis-alignment oleh rol terhadap bidang kontak. Kondisi ini akhirnya menyebabkan terjadi fenomena thermal fatique yang menyebabkan kerusakan pada sliding sledge .
Kata Kunci : Sliding sledge, rol, patah lelah termal, beachmark, ratchet mark

## ABSTRACT
The damage to the sliding sledge plate that  function as a roll base has accured. The objective of this  study  was  to  find  out  the  factors  leading  to  the  damage  and  provide  recommendations  in  order  to prevent  similar  cases  occur  in  the  future.  In  analyzing  the  damage,  the  present  study  employed  visual observation,  macro-fractography,  metallography,  Scanning  Electron  Microscopy/Energy  Dispersive  X- Ray  Spectroscopy  (SEM/EDS),  and  determination  of  chemical  composition  using  optical  emission spectroscopy  (OES).  The  results  of  the  examination  and  the  tests  showed  that  there  was  a  roll misalignment  toward  the  contact  area.  Eventually,  this  conditional  resulted  in  thermal  fatique,which causing damage to sliding sledge.
Keywords : Sliding sledge, roll, thermal fatique fracture, beachmark, ratchet mark

## PENDAHULUAN
Can  Travel  Rail (CTR) adalah  suatu  unit peralatan  pada  industri  pemintalan  benang.  Unit ini  berfungsi  sebagai  wadah  awal  bahan  baku poliester yang ditabur secara merata pada kotak
besar  sebelum  dilakukan  pemintalan.  Untuk menaburkan  secara  merata  menggunakan  roda sehingga bisa bergeser arah sumbu X dan Y arah horizontal  seperti  yang  diperlihatkan  pada gambar  1.  Adapun  berat  maksimal  yang  dapat ditampung kotak CTR tersebut adalah 15 ton.
Gambar 1 . Unit Peralatan Can Travel Rail (CTR)
Roda  penggerak  ( roller )  tersusun  dari beberapa  unit  bantalan.  Adapun  tipe  bantalan yang  digunakan  adalah  bantalan  peluru  [1 ] . Roller bergerak dan terjadi kontak terhadap pelat yang dinamakan sliding sledge . Skema  kerja  dan bidang  kontak  diperlihatkan  pada  Gambar  2. Bidang  kontak roller sesuai  lebar  bantalan  yang diarahkan oleh balok penahan sisi kiri dan kanan agar stabil bergerak di tengah.
Unit  peralatan  CTR  ini  relatif  baru diinstalasi  dan  dioperasikan.  Namun  mengalami masalah  pada    salah  satu  komponen sliding sledge ,  yaitu  pada  line  1  dari  2  line.  Masalah diawali  dengan  ditemukannya  serpihan  kecil yang terlempar di sekitar  peralatan  sampai  tidak
mungkin  dioperasikan.  Kerusakan  ini  hanya terjadi  pada line 1  dan  tidak  terjadi  pada line 2 (hanya  2 line ).  Kedua line menggunakan peralatan,  bahan,  dan  sistem  lubrikan  yang  sama dari suatu supplier .
Gambar 2 . Skema dan Bidang Kontak Roller terhadap Sliding Sledge pada Unit Peralatan Can Travel Rail (CTR)
Beberapa  informasi  data  diantaranya spesifikasi material, jenis pengerasan permukaan, dan  dimensi sliding  sledge tidak  diberikan  oleh supplier .  Terbatasnya  informasi  yang  didapat akan  menyulitkan  untuk  verifikasi  material. Berdasarkan  prinsip  kerjanya,  komponen  yang rusak  telah  menerima  beban  lelah  [2,3,4,5]. Besarnya  beban  pada  bidang  kontak  diduga akibat  permukaan  pelat sliding  sledge yang kontak  dengan roller telah  dikeraskan  dengan teknologi pengerasan permukaan tertentu [6,7].
Beban lelah maksimal yang dizinkan harus di  bawah  batas  luluh  material.  Nilai  kekerasan roller diduga lebih tinggi dibandingkan permukaan sliding sledge . Jadi tipe keausan yang terjadi adalah gesekan [8].
Kontak yang terjadi antara roller dan pelat sliding  sledge dikenal  dengan  istilah rolling contact  fatigue (RCF)  dapat  menimbulkan masalah  peningkatan  tegangan  di  permukaan [2,5].  Jadi,  RCF  dapat  didefiniskan  sebagai kerusakan  komponen  yang  timbul  akibat  beban berulang  yang  dikaitkan  dengan  kontak  rol bantalan.  Adapun sumber terjadinya peningkatan tegangan  pada   permukaan   dapat   berasal  dari berbagai  faktor,  misalnya misalignment  contact bodies [8,9],  sistem  pelumas  [4,8],  dengan tegangan  sisa  pada  daerah subsurface [5,8,10].
Peningkatan  tegangan  yang  terkonsentrasi  dapat menjadi  inisiasi  retakan  dan  terus  menjalar  pada kondisi  beban  dinamik.  Beberapa  faktor  tersebut dapat menjadi pemicu kerusakan dengan mekanisme thermal fatigue [5,11].
Thermal  fatique  adalah  salah  satu  jenis kerusakan  yang  umum  terjadi  pada  industri. Mekanisme  kerusakan  berasal  dari  retak  yang terjadi  akibat  fluktuasi  tegangan  pergerakan relatif terhadap sliding sledge yang menyebabkan perubahan panas secara signifikan.
Tujuan  dari  penelitian  ini  adalah  untuk mengetahui  penyebab  kerusakan sliding  sledge agar  dapat  mencegah  kerusakan  serupa  terulang kembali.  Selain  itu  juga  untuk  mengetahui mekanisme kerusakan yang terjadi

## BAHAN DAN METODE
Pemeriksaan  dan  pengujian  dilakukan terhadap sliding sledge yang mengalami kerusakan  berupa  retakan  pada  permukaan  yang mengalami kontak langsung dengan roller . Untuk menganalisa  penyebab  terjadinya  kegagalan dilakukan serangkaian pengujian. Posisi pengambilan  sampel  pengujian  ditunjukkan  pada Gambar 3.
Pemeriksaan  dan  pengujian  yang  telah dilakukan di laboratorium meliputi :
 Kronologi kejadian
 Pemeriksaan visual dan dimensi
 Pemeriksaan fraktografi
 Verifikasi  material  yang  meliputi  komposisi kimia, uji tarik, dan uji keras
 Pemeriksaan metalografi
 Pemeriksaan Scanning Electron  Microscope (SEM)/ Dispersive X-Ray Spectroscopy
(EDS)
Gambar 3 . Pengambilan Sampel pada Komponen Sliding Sledge yang Mengalami Kerusakan untuk Beberapa Pengujian
Pemeriksaan visual merupakan
pengamatan  pada  permukaan  material  yang mengalami kerusakan.  Dari hasil pengamatan ini diharapkan  dapat diketahui indikasi awal penyebab terjadinya kerusakan atau kegagalan/patah  pada  material sliding  sledge tersebut. Dengan pengamatan visual dapat dilihat pola-pola  khas  yang  disebabkan  oleh  tipe pembebanan  tertentu  yang  diterima  komponen sliding  sledge sebelum  terjadi  kegagalan.  Selain itu,  pemeriksaan  fraktografi  makro  dapat dilakukan terhadap permukaan patahan.
Selanjutnya,  dilakukan  verifikasi  material yang  diawali  dengan  pemeriksaan  komposisi kimia.    Pengujian  komposisi  kimia  dilakukan dengan menggunakan optical emission spectroscopy (OES).Tujuan  analisa  komposisi kimia  adalah  untuk  mengetahui  kesesuaian komposisi  kimia  material  yang  mengalami kerusakaan  dengan  standar  yang  dipersyaratkan. Tapi  dalam  kasus  ini  akan  dicari  spesifikasi material  yang  paling  sesuai  berdasarkan  standar negara  tempat  peralatan  tersebut  diimpor,  yaitu Jerman. Selain itu, dilakukan juga pengujian tarik dan kekerasan.
Tampak depan
Tampak belakang
 Pengamatan visual  Metalografi
 Uji Keras
 OES
 SEM dan EDS
Metode  pemeriksaan  metalografi  terdiri dari:  pemilihan  lokasi,  pemotongan, mounting , poles  sampai  halus  secara  bertahap,  dan  diberi larutan  etsa  mengikuti  standar  ASTM  E  03-01 untuk  preparasi  material.  Meskipun  tidak diketahui  spesifikasi  materialnya,  pemilihan larutan  etsa  berdasarkan  hasil  komposisi  kimia bahan.  Larutan  etsa  yang  dipilih  dalam pemeriksaan  ini  adalah  picral  sesuai  standar ASTM E 407-07.
Pemeriksaan  kekerasan  dilakukan  dengan metode  Vickers  sesuai  dengan  standar  ASTM  E 92-82  (Reapproved  2003)  dengan  beban  mikro pada  spesimen  metalografi.  Pemeriksaan    secara pararel  untuk  mengetahui  kondisi  perbedaan  dan perubahan  material  terhadap  sifat  mekaniknya, terutama daerah permukaan dan bagian tengahnya.
Pengamatan  fraktografi  dilakukan  secara makro  dan  mikro.    Fraktografi  secara  makro dilakukan  bersamaan  dengan  pengamatan  visual. Tujuan  dari fraktografi  adalah  untuk  mengetahui ciri-ciri  patahan  yang  terjadi  sehingga  dapat diketahui  kronologis  terjadinya  kerusakan  dan faktor  penyebab  kerusakan  pada sliding  sledge.
Pengamatan  fraktografi  mikro  dilakukan  dengan menggunakan  alat  SEM  merek  JEOL. Selain  itu menggunakan  EDS  untuk  analisa  komposisi kimia  permukaan  pada  daerah  tertentu  untuk mendukung analisa.

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## Pemeriksaan Visual dan Dimensi
Pengamatan visual dimulai dengan gambaran secara umum komponen CTR (Gambar 1).  Sistem  pergerakan  CTR  menggunakan  rol yang  bergerak  sehingga  poliester  terisi  merata. Setiap  unit  rol  terdiri  dari  2  rol  yang  terpasang secara  ganda  seperti  diperlihatkan  pada  Gambar 1.  Lokasi  komponen sliding  sledge tepat  berada di  bawah  rol  yang  diperlihatkan  pada  skema Gambar  2  (lingkaran  merah).  Jadi  komponen tersebut  diapit  diantara  dudukan  rel  dan    rol dengan CTR pada sisi atas.
Kondisi  permukaan  komponen  yang  rusak secara  lengkap  diperlihatkan  pada  Gambar  3. Tampak depan merupakan bagian yang mengalami kontak langsung dengan rol, sedangkan  tampak  belakang  merupakan  bagian yang bersentuhan dengan dudukan sliding sledge .
Pada  permukaan  yang  mengalami  kontak langsung  dengan  rol  (tampak  atas)  terlihat  jejak yang  dilalui  roda  rol.  Kondisi  permukaan cenderung  licin  dan  ditemukan  sedikit  retak  di beberapa lokasi.
Pada  permukaan  sebaliknya,  yaitu  yang kontak  langsung  dengan  dudukan  rel  cenderung berwarna  lebih  gelap  seperti  telah  mengalami kenaikan  temperatur  yang  tinggi.  Selain  itu kondisi  permukaan  cenderung  kasar  dengan  pola yang  khas.  Alur-alur  yang  berpola  tersebut diduga menjadi awal retakan yang menjalar pada permukaan  sebaliknya.  Pengamatan  lebih  lanjut akan dilakukan pada pemeriksaan fraktografi.
Gambar 4 . Sketsa Ketebalan Komponen Sliding Sledge CTR Line -1  yang Rusak
Tabel 1 . Hasil Pengukuran Ketebalan No Ketebalan(mm) 1. 3,05 2. 3,04 3. 3,02 4. 2,42 5. 2.40 6. 2,53 7. 2,36 8. 2,36 9. 2,32 10 2,39
Jejak  yang  terbentuk  akibat  kontak  yang dilalui  rol  mengakibatkan  terjadinya  penipisan pelat.  Telah  dilakukan  pengukuran  ketebalan pelat yang ditunjukkan pada Tabel 1.
Hasil  pengukuran  ketebalan  menunjukkan bahwa  terjadi  penipisan  pada  daerah  jejak  yang dilalui rol sekitar 20%. Namun ditemukan tingkat ketebalan  jejak  yang  berbeda  pada  tepi  jejak, yaitu  pengukuran  ke-4  dan  ke-5.  Jadi,  terjadi pergeseran  bidang  kontak  rol  sebesar  6  –  7  mm (gambar  5). Pergeseran  ini  menunjukkan  telah terjadi ketidaksesuaian bidang kontak dengan rol.
Pergeseran  yang  terjadi  dapat  disebabkan oleh salah satu  atau kedua bidang kontak, antara pelat sliding  sledge atau  rol  itu  sendiri.  Adapun kondisi lubang penjepit tidak mengalami perubahan  bentuk  dan  dimensi.  Hal  ini  memberi petunjuk  bahwa  pergeseran  terjadi  akibat mis- alignment komponen rol.
Gambar 5 . Pergeseran Bidang Kontak Rol pada Sliding Sledge CTR Line -1

## Pemeriksaan Fraktografi
Kondisi  permukaan sliding  sledge yang rusak  lebih  jelas  diperlihatkan  pada  Gambar  6. Permukaan atas yang kontak langsung dengan rol relatif halus, sedangkan permukaan bagian bawah yang kontak dengan landasan dudukan rel sangat kasar.
Gambar 6 . Kondisi Permukaan Atas dan Bawah pada Komponen Sliding SLedge
Gambar 7 . Kondisi Permukaan Patahan Tampak Melintang Sliding Sledge .
Pemeriksaan  fraktografi  dimulai  dengan melihat hubungan retakan pada bagian permukaan  atas  dan  kondisi  permukaan  bawah. Alur-alur yang merekah saling berhubungan  satu dengan  lainnya  dan  terbentuk  merata  pada seluruh  permukaan  bawah.  Ukuran  bukaan rekahan  bervariasi,  namun  yang  cenderung  lebih besar berada sisi pinggir bidang  kontak (Gambar 6). Lokasi retakan permukaan atas berada tepat di atas  rekahan  utama  permukaan  bawah.  Lokasi ujung  retakan  kedua  permukaan  juga  sama.  Hal ini  menunjukkan  bahwa  retakan  berasal  dari permukaan bawah. Permukaan  patahan  retakan  diperlihatkan pada Gambar 7. Gambar tersebut memperlihatkan bahwa penjalaran retakan cenderung berasal dari rekahan yang  relatif lebih besar  pada  permukaan  bawah.  Arah  penjalaran retakan  membelok  secara  horizontal,  seperti melewati  dua  lapisan  material  yang  berbeda. Gambar bawah menunjukkan dua pola karakteristik  makro  patahan,  yaitu beachmark dan ratchet  mark [5,  12].  Kedua  pola  tersebut menunjukkan  bahwa  pelat  tersebut  mengalami kegagalan  akibat  beban  lelah.  Selain  itu,  tidak ditemukan  pola ratchet  mark terlihat  jelas  di
lapisan  atas  (permukaan  atas),  sedangkan  pola beachmark di  lapisan  bawah.  Inisiasi  retakan berasal  dari  tengah  pusaran beachmark ,  yaitu salah satu rekahan tersebut.
Pola  patahan  patah  lelah  ini  didukung dengan  tidak  ditemukannya  indikasi  deformasi plastis.  Hal  ini  menunjukkan  kekuatan  yang dimiliki  pelat  relatif  tinggi  dan  akan  diverifikasi pada pengujian mekanik

## Verifikasi Material
Serangkaian  pengujian  dilakukan  terhadap material sliding sledge sebagai verifikasi material. Beberapa jenis pengujian yang dilakukan  yaitu  :  komposisi  kimia,  uji  keras  dan uji  tarik.  Informasi  spesifikasi  material  sebagai bahan evaluasi tidak diketahui sebelumnya.

## a. Komposisi Kimia
Pemeriksaan  komposisi  kimia  dilakukan terhadap  2  sampel  pada  bagian  yang  tidak  rusak (tidak  mengalami  kontak  dengan  rol).  Pengujian komposisi  kimia  dilakukan  dengan  metoda Optical  Emission  Spectroscopy (OES)  untuk mengetahui jenis material baja yang digunakan.
Tabel 2 .Hasil Pengujian Komposisi Kimia pada Komponen Sliding Sledge (% berat) Unsur Sampel ke-1 Sampel ke-2 Karbon (C) 0,7360 0,7340 Krom (Cr) 0,1910 0,1920 Mangan (Mn) 0,5270 0,5270 Fosfor (P) 0,0110 0,0113 Sulfur (S) 0,0059 0,0061 Silikon (Si) 0,2580 0,2580 Nikel (Ni) 0,0697 0,0720 Aluminium (Al) 0,0111 0,0112 Copper (Cu) 0,0764 0,0763 Vanadium(V) 0,00058  0,00056 Hasil pengujian komposisi kimia ditunjukkan pada Tabel 2. Berdasarkan kandungan  karbon, sliding  sledge termasuk  baja karbon  tinggi dengan unsur pemadu utama yaitu Cr,  Mn,  dan  Si  serta  paduan  kategori  rendah. Keberadaan unsur-unsur utama memiliki peranannya masing-masing. Unsur mangan untuk menambah kekuatan dan meningkatkan hardenability ,  selain  sebagai  deoksidan  dan pengikat  sulfur.  Unsur  silikon  untuk  menambah elastisitas selain sebagai deoksidan juga. Sedangkan unsur  krom  untuk  menambah
ketahanan aus melalui pembentukan karbida yang sesuai dengan beban kerjanya.
Berdasarkan kandungan unsur-unsur pemadu  khususnya  karbon  dan  krom,  material pelat sliding sledge ini mudah memiliki kekuatan dan  ketahanan  lelah  yang  baik  untuk  menerima beban akibat pergerakan roller .
b. Uji Tarik
Pengujian kekuatan dilakukan untuk mengetahui  sifat  mekanik  pelat sliding  sledge . Lokasi  pengambilan  spesimen  uji  tarik  berada  di bagian  yang  tidak  rusak  yaitu  yang  tidak mengalami  kontak  dengan  rol.  Pengujian  ini menggunakan  standar  ASTM  A  370-2012.  Hasil uji tarik dapat dilihat pada Tabel 3.
Tabel 3 . Hasil Uji Tarik Sliding Sledge Keterangan Spesimen ke-1 Nilai Kuat Tarik, kgf/mm 2 ( MPa) 132,7(1301)
Nilai Kuat Luluh, kgf/mm 2 ( MPa)
126,2(1238)

## c.  Uji Keras
Pengujian  kekerasan  dilakukan  untuk mengetahui  nilai  kekerasan  material  komponen secara  umum.  Pemilihan  lokasi  yang  akan  diuji adalah bagian  komponen yang tidak rusak (sama dengan spesimen uji komposisi kimia). Preparasi permukaan  dilakukan  dengan  membersihkan korosi.  Pengujian  ini  dilakukan  dengan  mengacu pada SNI 19-0406. Mesin yang digunakan adalah Zwick dengan beban 10 kgf.
Tabel 4 . Hasil Uji Keras Vickers pada Komponen Sliding Sledge No. Permukaan ke-1 (Hv 10 ) Permukaan ke-2 (Hv 10 ) 1. 437 425 2. 433 433 3. 425 429 4. 437 425 5. 433 429
Nilai  kekerasan  pada  komponen sliding sledge (Tabel  4)  cenderung  homogen,  yaitu  di atas  400  Hv 10 .  Nilai  ini  termasuk  kategori  tinggi untuk  ukuran  baja  yang  sesuai  dengan  nilai  kuat tariknya.  Hal  tersebut  berhubungan  dengan
struktur  mikro  yang  terbentuk  dari  proses produksi.
Pemeriksaan  kekerasan  juga  dilakukan pada  bagian sliding  sledge yang  rusak.  Lokasi pengujian  dilakukan  di  daerah  permukaan  atas yang  mengalami  deformasi.  Selain  itu  juga dilakukan  pada  daerah  sekitar  permukaan  bawah yang  telah  mengalami thermal  fatigue .  Arah pengujian adalah penampang melintang spesimen struktur  mikro.  Mesin  yang  digunakan  adalah Identec ZHV 30 dengan beban 1 kgf.
Tabel 5 . Hasil Uji Keras Vickers pada Komponen Sliding Sledge yang Rusak Bagian Penampang No. Permukaan atas (0,1 mm dari permukaan) (Hv 10 ) Permukaan bawah (0,2 mm dari permukaan) (Hv 10 ) 1. 459 417 2. 453 412 3. 486 417 4. 479 412 5. 466 412
Hasil  pengujian  kekerasan  Vickers  pada komponen sliding sledge yang rusak ditunjukkan pada  tabel  5.  Nilai  kekerasan  pada  permukaan atas menunjukkan ada sedikit kenaikan dibandingkan  bagian  yang  tidak  rusak.  Nilai kekerasan  pada  permukaan  bawah  menunjukkan sedikit penurunan.

## Metalografi
Pemeriksaan  metalografi  dilakukan  untuk melihat  perubahan  kondisi  struktur  mikro  akibat beban  kontak  rol.  Jadi,  komponen  yang mengalami  pemeriksaan  adalah sliding  sledge yang  rusak.  Lokasi  pemeriksaan  dilakukan  pada penampang  melintang.  Ada  2  lokasi  yang dibandingkan    yaitu  bagian  yang  rusak  akibat kontak  dengan  rol  dan  bagian  yang  tidak  rusak yaitu sisi pinggir yang tidak kontak dengan rol.
Hasil pemeriksaan metalografi pada bagian yang  tidak  rusak  disajikan  pada  Gambar  8. Secara  umum  ukuran  butir  relatif  sangat  halus. Struktur  mikro  komponen sliding  sledge adalah karbida (bintik-bintik putih) yang terdispersi pada matrik  martensit  temper.  Struktur  mikro  ini sesuai  dengan  hasil  pengujian  komposisi  kimia dan  hasil  uji  keras.  Perlakuan  khusus  tidak ditemukan pada kedua sisi permukaan. Sedangkan  pada  bagian  tengah  ditemukan
segregasi  yang  merupakan  kondisi  normal  pada produk pelat akibat hasil pengerolan
Gambar 8 . Struktur Mikro Sliding Sledge pada Bagian yang Tidak Rusak. (a) Permukaan Atas,
(b) Tengah, dan (c) Permukaan Bawah
Hasil pemeriksaan metalografi pada bagian yang rusak diperlihatkan pada Gambar 9. Kondisi struktur  mikro  permukaan  atas    memperlihatkan butir  yang  terdeformasi  sesuai  arah  rol.  Hal  ini berkaitan dengan kontak rol yang memiliki beban secara periodik (beban lelah). Sedangkan struktur pada daerah permukaan bawah seperti mengalami peningkatan temperatur yang tinggi. Hal ini akan mengakibatkan  struktur  mikro  menjadi  lebih kasar.
Pada permukaan bawah mudah ditemukan  bukaan  yang  berbentuk  kapak,  yaitu bukaan  berbentuk  segitiga.  Keberadaan  oksida
Permukaan atas Tengah Permukaan bawah
mendominasi  dibandingkan  logam  induk  [5]. Peningkatan  temperatur  yang  berlebih  dapat menambah  regangan  dalam  sehingga  memberi inisiasi  retakan.  Berdasarkan  penampilan  visual, beban  kerja,  dan  pemeriksaan  visual,  tipe kerusakan adalah thermal fatigue .
Gambar 9 . Struktur Mikro Sliding Sledge pada Bagian yang Rusak. (a) Permukaan Atas, (b) Permukaan Bawah.

## Pemeriksaan SEM/EDS
Pemeriksaan  dengan  SEM  ( Scanning Electron Microscope ) dilakukan terhadap permukaan  patahan.  Selain  itu  juga  dilakukan pemeriksaan  terhadap  permukaan  atas  dan permukaan bawah. Sebelum dilakukan pemeriksaan,  potongan  spesimen  dibersihkan dengan  aseton  dan  alkohol.  Merek  peralatan SEM/EDS  yang  digunakan  adalah  ZEISS  EVO pada 20 kV.
Bersamaan  dengan  pemeriksaan  SEM, dilakukan  pula  pemeriksaan  komposisi  kimia secara  semi  kuantitatif  terhadap  produk  korosi atau  deposit  yang  menempel  pada  permukaan. Metode ini dinamakan energy dispersive spectroscopy (EDS).
Gambar 10 . Foto SEM pada Pemeriksaan Permukaan Patahan
Gambar 11 . Striation pada Fraktografi Mikro Patahan Sliding Sledge sebagai Indikasi Patah Lelah (Lokasi dari Kotak Biru pada Gambar 10)
Foto  permukaan  patahan  diperlihatkan pada  Gambar  10  dan  11.  Gambar  10  adalah pengulangan  gambar  7  yang  memperlihatkan bahwa  mekanisme  kerusakan  yang  terjadi  akibat beban  lelah.  Beberapa  indikasinya  adalah ditemukan ratchet  mark dan  seperti beachmark . Verifikasi  lebih  dalam  tentang  patah  lelah dilakukan dengan fraktografi mikro menggunakan SEM. Gambar 11 memperlihatkan pola striation (garis-garis  putih)  ditemukan  pada permukaan  patahan.  Kondisi  ini  memastikan bahwa permukaan adalah patahan lelah.
Pemeriksaan  komposisi  kimia  dilakukan pada celah-celah retakan yang berwarna cenderung gelap atau hitam. Pengujian dilakukan pada  dua  arah  lokasi  pada  permukaan  bawah pelat sliding  sledge yang  diperlihatkan  pada gambar 12 dan 13. Hasil pemeriksaan menunjukkan  keberadaan  kandungan  karbon  dan oksigen  sangat  tinggi.  Hal  ini  memberi  indikasi bahwa  pada  permukaan  ini  telah  terjadi  percikan api  akibat  gesekan.  Jadi,  mekanisme  kerusakan
yang  menimbulkan  jaringan  retakan  pada permukaan  bawah sliding  sledge adalah thermal fatigue .
Gambar 12. Foto SEM dan Hasil EDS pada Permukaan Bawah
Gambar 13 . Foto SEM dan Hasil EDS pada Ujung Retakan

## KESIMPULAN DAN SARAN

## Kesimpulan
Pengamatan  visual memperlihatkan bahwa telah  terjadi  pergeseran  bidang  kontak sliding
sledge terhadap  rol.  Sedangkan  bentuk  dan dimensi  penjepit sliding  sledge tidak  berubah. Hal  ini  menunjukkan  terjadi mis - alignment oleh rol  terhadap  bidang kontak . Pemeriksaan metalografi terhadap permukaan bawah membentuk  banyak  bukaan-bukaan  berbentuk kapak  sebagai  inisiasi  retakan.  Tipikal  bentuk retakan,  beban  lelah,  dan  terbentuknya  oksida karena  peningkatan  temperatur  menunjukkan bahwa  komponen sliding  sledge mengalami fenomena thermal fatigue . Adapun  kemungkinan kerusakan akibat material dan tipe lubrikan tidak ditemukan.

## Saran
1. Dilakukan  penyetelan  ulang  sistem  rol  pada komponen sliding sledge CTR line -1 sehingga tidak terjadi mis-alignment . 2. Sebaiknya  dilakukan  pemeriksaan  poros/as rol,  apabila  sudah  aus  maka  dilakukan penggantian.
3. Terhadap  dimensi  dan  dudukan  rol  sebaiknya dilakukan pemeriksaan. Apabila terjadi keausan maka dilakukan perbaikan.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis  mengucapkan  terimakasih  kepada rekan-rekan  di  laboratorium  metalografi  Balai Besar  Bahan  dan  Barang  Teknik  (B4T)- Kementerian  Perindustrian  atas  kerjasamanya dalam  pengujian  dan  pemeriksaan  pada  kegiatan penelitian ini.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Robert  L.  Mott.,  “Elemen-Elemen  Mesin dalam  Perancangan  Mekanis”., Penerbit Andy Offset ., Yogyakarta., 2009.
[2] F.  Sadeghi.,  B.  Jalalahmadi.,  T.  S.  Slack.,
N.  Raje.,  and  N.  K.  Arakere.,  “A  Review of Rolling Contact Fatigue,” J. Tribol. , vol.
131, no. 4, p. 041403, 2009.
[3] C.  R.  Gagg  and  P.  R.  Lewis,  “Wear  as  a Product  Failure  Mechanism  –  Overview and Case Studies,” vol. 14, pp. 1618–1640,
2007.
[4] A.  W.  J.  De  Gee,  “On  the  Mechanism  of Lubricant Film Failure in Sliding Concentrated  Steel  Contacts,” Journal  of Lubricant  Technology, no.  76,  pp.  575– 579, 2017.
[5] “Failure Analysis and Prevention”,
American  Society  for  Metal ,  ASM  Metals Handbook, Volume 11, 8th Printing, 2002.
[6] M. J. Schneider, T. T. Company, and M. S. Chatterjee,  “Introduction  to  Surface Hardening of Steels *,” vol. 4, 2013.
[7] S.  Engineering  and  W.  Resistance,
“Introduction  to  Surface  Engineering  for Corrosion  and  Wear,” Surf.  Eng.  Corros. Wear Resist. , pp. 1–11, 2001
[8] J.  Halme  and  P.  Andersson,  “Rolling contact  fatigue  and  wear  fundamentals  for rolling  bearing  diagnostics  -  state  of  the art,” IME  Part  J  J.  Eng.  Tribol. ,  vol.  224, no. 4, pp. 377–393, 2010.
[9] E.  K.  Koltsakis,  L.  T.  Universitet,  P. Noury,  and  L.  Tekniska,  “The  Contact
Problem  of  Roller  Bearings:  Investigation of Observed Failures,” no. 3, 2016.
[10] D.  Benoît,  B.  Salima,  and  R.  Marion, “Multiscale characterization of head check initiation  on  rails  under  rolling  contact fatigue:  Mechanical  and  microstructure analysis,” Wear , 2016.
[11] C. G. He, Y. Z. Chen, Y. B. Huang, Q. Y. Liu, M. H. Zhu, and W. J. Wang, “On the Surface  Scratch  and  Thermal  Fatigue Damage of Wheel Material Under Different  Braking  Speed  Conditions,”  vol. 79., pp. 889–901, 2017.
[12] M.  J.  Mullen,  A.  H.  Griebel,  and  J.  M. Tartaglia,  “Fracture  Surface  Analysis,” Adv.  Mater.  Process. ,  no.  December,  pp. 21–23, 2007.