OLEH - OLEH DARI CHINA

OLEH - OLEH DARI CHINA

Kereta Api merupakan Angkutan Masal yang banyak diminati oleh masyarakat luas sebagai sarana transportasi. Di Indonesia, ang-kutan Kereta Api saat ini hanya ada di Pulau Jawa dan sebagian Pulau Sumatera. Diharapkan untuk masa yang akan datang, pulau-pulau lain juga dapat menikmati sarana angkutan masal tersebut.

D 3. Menjadi permukaan yang halus untuk

alam rangka melaksanakan Inspeksi /

Supervisi Pabrikasi Rel UIC 54 ke Chi- dilewati dan mendistribusikan gaya- na, kami berkesempatan untuk meninjau

gaya percepatan dan pengereman langsung Proses pembuatan rel mulai dari

(adhesi);

proses iron making sampai dengan pro-

4. Sebagai penghantar arus listrik untuk ses hardening. Rel menjadi unsur penting

lintas kereta api; dan dalam sarana Kereta Api, selain Lokomotif,

5. Sebagai penghantar arus listrik untuk Gerbong, dan lain-lain.

persinyalan.

Rel merupakan dua batang rel kaku yang Jenis Proil Rel, antara lain : sama panjang dipasang pada banta- lan dengan menggunakan paku rel atau

1. Flat-bottom rail (rel standar), yaitu rel penambat. Rel digunakan pada jalur kereta

yang proilnya digunakan sebagai stan- api untuk mengarahkan atau memandu

dar aturan umum untuk jalan rel kon- kereta api tanpa memerlukan pengenda-

vensional;

lian.

2. Non-standard proile (rel tidak standar). Rel ini memiliki badan yang lebih tebal,

Fungsi Rel adalah : digunakan untuk komponen wesel, ja-

1. Menerima beban dari roda dan mendis- lan silang dan lain-lain; tribusikan beban ini ke bantalan atau 3. Grooved rail, yaitu rel yang mempunyai

tumpuan; lekukan pada permukaan atasnya dan

2. Mengarahkan roda ke arah lateral, ga- digunakan untuk struktur jalan rel ter- ya-gaya horizontal yang bekerja pada

batas seperti emplasemen, roadway kepala rel disalurkan ke dan didistribusi-

dan lain-lain.

kan pada bantalan dan tumpuan;

38 Vol. 7 No. 1 Tahun 2012

Geometri Rel Standar teral yang ibutuhkan. Kaki rel juga ber- fungsi menambatkan rel pada bantalan

Rel standar ini berasal dari proil 1 yang baik secara langsung maupun tidak lens atasnya diubah bentuknya menjadi

langsung.

kepala rel untuk tujuan yang sesuai dengan fungsinya sebagai pengarah dan tumpuan.

Beberapa tahap pembuatan rel: Tipe rel yang pernah digunakan di Indone-

1. Tanur Tinggi (Blast Furnace) sia meliputi tipe R25, R33, R42, dan R54

Baja (steel) merupakan besi yang telah (gambar 2). Angka di belakang huruf R

diperbaiki sifatnya dengan menambah- menunjukkan pembulatan berat per meter

kan unsur lainnya dalam jumlah yang dalam satuan kg.

tepat.

Gambar 1 Tipe rel yang pernah digunakan di Indonesia. Dilihat dari fungsinya rel standar dapat

Bijih besi dihancurkan dan ukuran yang dibagi dalam 3 bagian:

halus diangkut ke alat pembuat sinter

1. Kepala rel (rail head): bentuk harus ses- dicampur dengan arang dan batu kapur uai sehingga menjamin adanya kontak

kemudian dipanaskan hingga terben- yang baik dengan proil roda sedangkan

tuk cliker yang mengandung besi yang ukuran harus cukup untuk memung-

disebut sinter. Sinter ini dimasukkan ke kinkan batas keausannya yang besar;

dalam tungku pembakaran ditambah

2. Badan rel (rail web): ketebalan rel di- bijih besi, arang dan batu kapur dalam tentukan oleh kekakuan dari badan

perbandingan yang terkendali, kemu- rel untuk memenuhi persyaratan ter-

dian keseluruhannya dibakar mencapai hadap lekuk, meskipun dalam keadaan

1500 °C.

berkarat. Untuk sambungan lubang plat sambung dibuat pada badan rel (area transisi antara kepala rel dan kaki rel). Radius pada sisi lengkung harus lebih besar dari 6 mm untuk mencegah ter- konsentrasinya tegangan;

3. Kaki rel (rail foot): lebarnya harus cukup besar untuk kestabilan proil rel, untuk- mendistribusikan beban ke bantalan, dan memenuhi momen inersia arah la-

Gambar 2 Rel dan bagian-bagianya

Vol. 7 No. 1 Tahun 2012

2. Pembuatan Baja (Steel Making) Proses Basic Oxygen Furnace, atau BOF, telah menjadi metode pembua- tan baja yang paling banyak digunakan. Metode ini dapat memuat 150 350 ton dan merubahnya menjadi baja dalam waktu 40 menit.

Batu kapur yang bercampur dengan kotoran-kotoran dalam bijih besi mem- bentuk slag cair yang lebih ringan dari-

Logam panas (hot metal) adalah bahan pada logam sehingga mengambang.

utama yang dipergunakan dalam pro- Proses pembakaran ini dilakukan terus

ses BOF. Proses pertama adalah de- menerus. Sedangkan slag yang men-

sulfurisasi. Tungku dimiringkan dan diisi gambang di atas permukaan besi

dengan scrap kemudian dengan besi yang mencair, secara berkala dibuang.

cair dan dikembalikan pada kedudukan Demikian juga bila besi cair yang ter-

tegak. Perbandingan antara besi cair kumpul di bawah slag sudah cukup

dan scrap adalah 70% besi cair dan banyak maka diambil dan diangkut ke

30% scrap.

tungku baja di atas permukaan besi yang mencair, secara berkala dibuang.

Sebuah penyembur oksigen yang didin- ginkan dengan air diturunkan ke tungku dan oksigen kering murni disemburkan ke arah logam dengan kekuatan yang sangat tinggi. Oksigen ini bercampur dengan karbon dan unsur lain yang ti- dak diperlukan sehingga membersihkan logam cair dari unsur pengotor (impu- rities). Selama penyemburan berlang- sung ditambahkan juga kapur untuk membantu membuang kotoran yang teroksidasi dalam bentuk lapisan slag yang mengambang.

Di dalam tempat penampungan, baja cair tersebut dikarburasi dan dicampur. Dengan cara yang disebut metalurgi

40 Vol. 7 No. 1 Tahun 2012 40 Vol. 7 No. 1 Tahun 2012

nakan untuk mengurangi kandungan hi- sihannya ditingkatkan dengan mem-

drogen menjadi kurang dari 2 ppm dan buang inklusi.

meningkatkan kebersihan oksigen baja. Dengan kandungan hidrogen kurang

Cara penempatan alat penyembur, dari 2 ppm dalam cairan baja maka ti- penentuan jumlah oksigen yang harus

dak diperlukan tindakan khusus untuk disemburkan, tambahan yang harus di-

mencegah timbulnya lapisan lake. Di lakukan dan langkah-langkah perbaikan

bawah beban kereta, lapisan ini dapat yang diperlukan semuanya dikendalikan

mengakibatkan timbulnya retak akibat secara otomatis oleh komputer.

fatik.

4. Proses Pengecoran Menerus (Conti- Degassing

3. Proses Argon Flushing dan Vacuum

nous Casting)

Dalam proses pembuatan baja secara Proses pengecoran menerus (continous modern ada beberapa langkah lain yang

casting) meliputi cairan baja 150 350 diterapkan untuk meningkatkan kualitas

ton dituangkan dalam 2 buah bejana baja, yaitu Argon Flushing dan Vacuum

agar pekerjaan dapat dilakukan terus Degassing. Argon Flushing dipergu-

menerus, yaitu ketika logam cair dari nakan untuk menyamakan (membuat

bejana pertama dituangkan ke tundish homogen) suhu dan komposisi kimia.

maka bejana kedua dapat disiapkan. Dengan demikian maka pengecoran dapat berlangsung terus.

Pengecoran cairan logam menggu- nakan teknik penuangan dalam renda- man (submerged pouring) dari bejana ke tundish. Nozzle yang dilengkapi alat pengukur dipasang untuk menuangkan jumlah ukuran baja yang tepat pada

6 sampai 8 cetakan. Semua baja ter- lindung terhadap oksidasi dari udara luar oleh dinding penahan diantara be- jana dan tundish, dan juga antara pir- ingan dengan cetakan. Cetakan yang berdinding rangkap ini didinginkan den- gan air. Cetakan ini membentuk baja dalam bentuk batangan (bloom). Bloom keluar dari ruang semprot untuk pendi- nginan yang kedua, maka bloom panas yang melengkung dengan radius 10-13 m, memasuki mesin pelurus.

Setelah dipotong untuk mendapatkan panjang yang dikehendaki serta di- dinginkan, maka bloom dimasukkan ke

41

Vol. 7 No. 1 Tahun 2012

alat pemanas/tungku. Pada permulaan pengecoran mungkin terjadi kelebihan hidrogen. Jika kandungan hidrogen mencapai batas kritis, maka batang- batang ini didinginkan agar hidrogennya terkendali.

5. Proses Pembentukan Rel (Rolling Mill)

Baja dalam bentuk batangan (bloom) diperiksa dan cacat dihilangkan un- tuk mendapatkan hasil akhir dengan

Batangan baja dilewatkan pada roda kualitas permukaan yang tinggi. Se-

pembentuk untuk mendapat bentuk belum dibentuk di bagian pembentu-

yang masih kasar kemudian cetakan kan, batangan ini dipanaskan sampai

makin mengecil dan menghasilkan 1250°C dalam sebuah tungku dan se-

bentuk rel yang diharapkan, prosesnya lanjutnya disemprot dengan air yang

untuk satu cetakan harus dilewatkan bertekanan 200 bar untuk menghilang-

sebanyak 8 -11 kali bolak-balik, dimana kan kerak tungku. Hal ini untuk mence-

logam dibentuk bergiliran dalam suatu gah agar permukaan bloom maupun

universal stand dan edging stand yang permukaan roda pembentuk tidak rusak

terkait. Dengan cara ini diperoleh tole- oleh kerak tungku yang keras.

ransi yang ketat dan kualitas permukaan

42 Vol. 7 No. 1 Tahun 2012 42 Vol. 7 No. 1 Tahun 2012

melewati tempat pemeriksaan. Disini rel trasonic. Kelurusan rel diukur pada pan-

diperiksa secara menerus terhadap kri- jang gelombang 0,5 3 m. Kemudian

teria yang telah ditetapkan untuk keru- kelurusan ujung rel diukur dengan alat

sakan bagian dalam, ketepatan ukuran pengukur kelurusan

dan kelurusan permukaan atasnya. Jika diperlukan maka diluruskan lagi dengan

6. Proses Cutting, Straightening dan peralatan gag press. Ultrasonic Testing

7. Proses Perlakuan Panas (Heat Treat- ment)

Batangan baja diperiksa dan cacat yang ada dibuang untuk mendapatkan hasil akhir dengan kualitas permukaan. Rel yang telah selesai, selagi masih panas, dipotong sesuai dengan panjang yang dipesan. Setiap rel pada saat masih panas diberi tanda dan nomor cetakan (heat number) agar dapat diidentiikasi pemanasan atau batangan asalnya.

Rel yang masih panas ditempatkan pada batang pendingin berjalan untuk mendinginkannya secara menyeluruh. Untuk menurunkan suhu dari 800°C menjadi 100°C diperlukan waktu 3 sam- pai 4 jam. Pendingin jenis batang ber- jalan ini mencegah adanya kerusakan

Selain dengan pencampuran unsur pada permukaan. Setelah pendinginan

paduan, tegangan tarik pada rel dapat dilanjutkan dengan pelurusan.

ditingkatkan dengan cara perlakuan pa- nas (heat treatment). Metoda ini sangat

Terjadinya ketidaksimetrisan proil dise- menguntungkan karena kekerasannya babkan karena perbedaan laju pendi-

juga meningkat, dan dapat diterapkan nginan antara kepala rel dan kaki rel

pada seluruh bagian rel atau pada ke- sehingga rel melengkung ke arah ver-

pala rel saja. Jika hanya kepala rel yang tikal. Untuk membetulkannya rel dilu-

dipanasi maka kekerasan rel standar ruskan pada arah vertikal dan sesekali

dengan tegangan tarik 900 N/mm² pada arah lateral juga dengan mesin

tetap berada pada badan dan kaki rel, pelurus yang terdiri dari 7 roler. Setelah

sementara tegangan tarik pada kepala

Vol. 7 No. 1 Tahun 2012 Vol. 7 No. 1 Tahun 2012

Off-Line Hardening

Pada saat pemanasan, kepala rel dipana- si dengan cara induksi selama 2 6 menit hingga mencapai suhu austenit sekitar 850- 950°C. Kemudian segera didinginkan den-

Off-line hardening merupakan proses per- gan udara tekan hingga suhu 650-500°C, lakuan panas dengan tahapan rel dipanas-

suhu ini dipertahankan hingga baja men- kan kembal hingga mencapai suhu aus-

capai struktur pearlitic. Semakin dekatnya tenit dan didinginkan dengan udara untuk

kurva pendinginan ke bagian kanan dia- menghasilkan struktur mikro pearlite.

gram TTT maka struktur pearlitenya sema- kin baik dan sifat-sifat lainnya juga semakin baik. Diagram TTT dengan kurva pendingi- nan. Rel diambil dari proses pembentukan dan dibawa ke proses perlakuan panas dengan temperatur diatas 800 °C. Proses quenching dilakukan sama dengan off-line hardening. Kepala rel didinginkan pada kolam (bath) sehingga kekerasan kepala rel dapat meningkat. Selanjutnya rel yang telah mencapai temperatur 60 °C, rel diluruskan dan diperlakukan seperti rel lainnya.

Pemeriksaan dan Penerimaan (Inspec- tion and Acceptance) Pemeriksaan dan penerimaan dapat di- laksanakan baik oleh suatu bagian yang independen pada pabrik tersebut maupun dengan suatu kerja sama antara pabrik dan pelanggan, dalam hal ini maka pelanggan yang melakukan penerimaan akhir.

Penulis, Ahmad Inspektorat V

44 Vol. 7 No. 1 Tahun 2012