ANALISA KEGAGALAN HINGE ARM PADA TRAILING FLAP WING PESAWAT PERINTIS
ANALISA KEGAGALAN
commit to user
HINGE ARM PADA TRAILING FLAP WING PESAWAT PERINTIS
SKRIPSI Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Teknik Oleh:
SRI HASTUTI NIM. I1410040
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2014
SURAT TUGAS PEMBIMBING DAN PENGUJI SKRIPSI
commit to user
commit to user
HALAMAN PENGESAHAN
ANALISA KEGAGALAN HINGE ARMPADA TRAILING FLAP WING PESAWAT PERINTIS
Disusun oleh : SRI HASTUTI NIM. I1410040
Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II Dr. Triyono, ST., MT. Heru Sukanto, ST, MT
NIP. 197406251999031002 NIP. 197207311997021001 Telah dipertahankan di hadapan Tim Dosen Penguji pada hari Jumat tanggal 27 Juni 2014.
1. Purwadi Joko Widodo, ST, M.KOM NIP. 197301261997021001 ..............................
2. Eko Prasetyo B., ST, MT NIP. 197109261999031002 ..............................
3. Wahyu Purwo Raharjo, ST, MT NIP. 197202292000121001 ..............................
Mengetahui, Ketua Jurusan Teknik Mesin Koordinator Tugas Akhir Didik Djoko Susilo, ST., MT. Dr. Eng. Syamsul Hadi, ST., MT.
NIP. 197203131997021001 NIP. 197106151998021002
ABSTRAK
ANALISA KEGAGALAN HINGE ARMPADA TRAILING FLAP WING PESAWAT PERINTIS
Sri Hastuti Jurusan Teknik Mesin
Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret Surakarta
terletak pada trailing flap wing pesawat perintis. Kerusakan
Hinge arm pada bagian permukaan hinge arm dapat menyebabkan kecelakaaan pesawat.
Tujuan penelitian ini untuk mengetahui penyebab kegagalan hinge arm dan mencari solusi untuk mengurangi tingkat kecelakaan pesawat.
Material hinge arm merupakan aluminium paduan. Karakteristik fisik dianalisa dengan uji komposisi kimia, foto makro-mikro, uji korosi
hinge arm
potentiodynamic , serta foto SEM dan EDS. Karakteristik mekanik hinge arm
dianalisa melalui uji kekerasan dan uji tarik. Pengujian spesimen berdasarkan standard ASTM.
Hasil penelitian ini adalah sebagai berikut: (1) unsur paduan utama hinge adalah Zn (Zinc). Unsur paduan 1,14%Mg (Magnesium) dan <0,05%Cu
arm
(Cooper) dibawah standard ASM aluminium paduan 7075, sehingga menyebabkan kekuatan, keuletan hinge arm menurun dan terjadinya korosi. Ketahanan korosi aluminium paduan 7075 pada pengujian korosi dalam kategori luar biasa dan sangat baik (0,0005
- – 0,1110 mm/tahun). Korosi terjadi akibat kelembaban lingkungan yaitu korosi selektif merupakan awal terjadinya korosi sumuran dan intergranular. (2) Solusi untuk mengurangi kerusakan pada komponen ini adalah: (i) diperlukannya perawatan khusus dan (ii) pemeriksaan secara berkala pada seluruh permukaan komponen, sehingga usia umur pakai dapat lebih lama.
Kata kunci : analisa kegagalan, hinge arm, korosi
commit to user
ABSTRACT
FAILURE ANALYSIS OF HINGE ARM ON THE TRAILING FLAP
WING OF STOL (SHORT TAKE-OFF AND LANDING) AIRCRAFT
Sri Hastuti Department of Mechanical Engineering
Faculty of Engineering, Sebelas Maret University
Hinge arm is located at the trailing flap of the wing of STOL aircraft.
Damage on the surface of hinge arm can cause aircraft crash. The objectives of
this research are to investigate the factors of failure of hinge arm and to find
solution to reduce the level of aircraft crash.The material of hinge arm was aluminum alloy. The physical
characteristics of hinge arm were analyzed by using the chemical composition
test, macro and micro photos, potentiodynamic corrosion test as well as SEM and
EDS photos. The mechanical characteristics of hinge arm were analyzed by using
the hardness and tensile tests. The specimen was tested on the basis of ASTM
standard.The results of this research are as follows: (1) the main alloy element
of hinge arm is Zn (Zinc). The alloy element consists of 1.14%Mg (Magnesium)
and less than 0.05% Cu (Cooper) which is below the ASM aluminum alloy 7075
standard in such a way that the strength and ductility of the hinge arm decrease
and then corrosion occurs. The corrosion resistance of the aluminum alloy 7075
- – in the corrosion test which is in the outstanding and very good category (0.0005
0.1110 mm/year). The corrosion itself occurs due to the environmental humidity,
which is the selective corrosion and the beginning of pitting and intergranular
corrosion; and (2) the solutions to reduce corrosion at this component are: (i) it is
necessary to have special maintenance; and (ii) it is necessary to have periodical
inspection on the surface of all components, so that the life time of components
can be any longer.
Keywords: failure analysis, hinge arm, corrosion
commit to user
KATA PENGANTAR
- – teman kos pondok Santy yang telah memberikan doa, semangat dan bantuan dalam menyelesaikan tugas akhir ini.
commit to user
Puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan kenikmatan kepada kita semua, sehingga laporan tugas akhir ini dapat penulis selesaikan. Tujuan penulisan skripsi ini adalah untuk memenuhi sebagian persyaratan guna mencapai gelar Sarjana Teknik di Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret Surakarta. Tugas akhir ini memaparkan analisa kegagalan Hinge arm pada Trailing flap wing pesawat perintis.
Penulis mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu dalam penelitian dan penulisan laporan tugas akhir ini, khususnya kepada : 1.
Bapak Dr. Triyono, ST., MT. selaku pembimbing I yang telah memberikan arahan dan masukan selama penyusunan tugas akhir ini.
2. Bapak Heru Sukanto, ST, MT selaku pembimbing II atas semua arahan dan masukannya.
3. Bapak Didik Djoko Susilo, ST, MT selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin dan pembimbing akademik.
4. Bapak Purwadi Joko Widodo, ST, M.KOM, Eko Prasetyo B., ST, MT, dan Wahyu Purwo Raharjo, ST, MT selaku dosen penguji.
5. Bapak Setiyono selaku PPC Engineer dari PT. Merpati Nusantara Airlines yang telah memberikan kesempatan, arahan dan masukan selama penyusunan tugas akhir ini.
6. Semua laboran Jurusan Teknik Mesin UNS terkhusus kepada Laboran Laboratorium Material Maruto Adhi, ST.
7. Rekan-rekan mahasiswa S1 Non Reguler 2010 Jurusan Teknik Mesin UNS dan teman
8. Ayah, ibu, dan kakak yang selalu memberikan doa, dukungan, semangat dan motivasi selama penelitian.
9. Serta semuai pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu, atas bantuan dan dorongan semangat serta doanya, terima kasih. Semoga Allah SWT membalas budi baik Anda semuanya.
Penulis menyadari, bahwa dalam skripsi ini masih terdapat banyak kekurangan. Oleh karena itu, bila ada saran, koreksi dan kritik untuk kesempurnaan skripsi ini, akan penulis terima dengan ikhlas dan dengan ucapan terima kasih.
Dengan segala keterbatasan yang ada, penulis berharap skripsi ini dapat digunakan sebagaimana mestinya.
Surakarta, Juni 2014 Penulis
commit to user
commit to user DAFTAR ISI
Halaman HALAMAN JUDUL .................................................................................... i SURAT TUGAS PEMBIMBING DAN PENGUJI SKRIPSI .................. ii HALAMAN PENGESAHAN ...................................................................... iii ABSTRAK .................................................................................................... iv ABSTRACT ................................................................................................. v KATA PENGANTAR .................................................................................. vi DAFTAR ISI ................................................................................................ viii DAFTAR GAMBAR .................................................................................... xi DAFTAR TABEL ........................................................................................ xiv DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................ xv BAB I. PENDAHULUAN ...........................................................................
1 1.1. Latar Belakang .....................................................................
1 1.2. Perumusan Masalah .............................................................
2 1.3. Batasan Masalah ..................................................................
3 1.4. Maksud dan Tujuan .............................................................
3 1.5. Sistematika Penulisan ..........................................................
3 BAB II LANDASAN TEORI .......................................................................
5 2.1. Tinjauan Pustaka ..................................................................
5 2.2. Dasar Teori ..........................................................................
7
2.2.1. Aluminium ...............................................................
7 2.2.2. Klasifikasi Aluminium ............................................
8
2.2.3. Sifat
- – sifat Teknis Aluminium ............................... 11 2.2.4. Proses Pembutan Aluminium ..................................
12 2.2.5. Korosi ......................................................................
14 2.3. Dasar-Dasar Pengujian Spesimen .......................................
15 2.3.1. Pengujian Komposisi Kimia ...................................
15 2.3.2.
16 Pengujian Metallografi .........................................
2.3.3. Pengujian Kekerasan ............................................... 18 2.3.4.
19 Pengujian Tarik .......................................................
2.3.5. Pengujian Korosi ..................................................... 19 2.3.6.
21 Pengujian SEM dan EDS ........................................
BAB III METODOLOGI PENELITIAN .....................................................
22 3.1. Tempat Penelitian ...............................................................
22 3.2. Bahan Penelitian ..................................................................
22 3.3. Alat Pengujian .....................................................................
22 3.4. Prosedur Penelitian ..............................................................
25
3.5. Diagram Alir Penelitian ...................................................... 29
BAB IV HASIL DAN ANALISA ................................................................ 30
4.1. Uji Komposisi Kimia ........................................................... 30 4.2. Uji Metallografi ...................................................................
31
commit to user
commit to user 4.2.1. Foto Makro .................................................................
31 4.2.1. Foto Mikro .................................................................
33 4.3. Uji Kekerasan ......................................................................
36 4.4. Uji Tarik ..............................................................................
38 4.5. Uji korosi .............................................................................
40
4.6. Uji SEM dan EDS ................................................................ 44
4.7. Analisa penyebab kegagalan Hinge arm pesawat perintis dan rekomendasi ................................................................
57 BAB V PENUTUP .......................................................................................
59 5.1. Kesimpulan ..........................................................................
59 5.2. Saran ....................................................................................
59 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
commit to user DAFTAR GAMBAR
25 Gambar 3.7. Alat uji SEM dan EDS PHENOM PROX .....................
29 Gambar 4.1. Korosi pada Hinge arm pesawat perintis .........................
28 Gambar 3.13. Diagram alir penelitian .....................................................
27 Gambar 3.12. Spesimen uji korosi potensio dinamik .............................
27 Gambar 3.11. Spesimen uji tarik .............................................................
26 Gambar 3.10. Skema lokasi titik pengujian kekerasan Vickers .............
25 Gambar 3.8. Spesimen uji komposisi kimia …..................................... 26 Gambar 3.9. Spesimen uji Metallografi ................................................
24 Gambar 3.6. Alat uji korosi Potentiodynamic ......................................
Halaman
24 Gambar 3.5. Alat uji tarik .....................................................................
23 Gambar 3.4. Alat uji kekerasan vickers ...............................................
23 Gambar 3.3. (b) Alat uji mikro ...................................................................
22 Gambar 3.2. Alat uji komposisi kimia METALSCAN ......................... 23 Gambar 3.3. (a) Alat uji makro ..................................................................
20 Gambar 3.1. Hinge arm pesawat perintis .............................................
Gambar 2.1. Pengujian kekerasan Vickers (ASTM, 2003) ................... 18 Gambar 2.2. Corrosion rate determination ..........................................31 Gambar 4.2. Foto makro korosi cekungan lubang Hinge arm …......... 32
commit to user Gambar 4.3. Foto mikro penampang Hinge arm sisi bagian luar ........
44 Gambar 4.15. EDS spesimen uji korosi media 0% NaCl ........................
50 Gambar 4.22. Foto SEM permukaan Hinge arm yang sudah terkorosi..
49 Gambar 4.21. EDS spesimen uji korosi media 7% NaCl ........................
48 Gambar 4.20. Foto SEM sampel uji korosi 7% NaCl .............................
48 Gambar 4.19. EDS spesimen uji korosi media 5% NaCl ........................
47 Gambar 4.18. Foto SEM sampel uji korosi 5% NaCl .............................
46 Gambar 4.17. EDS spesimen uji korosi media 3% NaCl ........................
45 Gambar 4.16. Foto SEM sampel uji korosi 3% NaCl .............................
42 Gambar 4.14. Foto SEM sampel uji korosi 0% NaCl .............................
33 Gambar 4.4. Foto mikro penampang Hinge arm sisi bagian dalam .....
41 Gambar 4.13. Histogram laju korosi aluminium paduan 7075 ...............
40 Gambar 4.12. Diagram tafel uji korosi 0%, 3%, 5%, dan 7% ................
38 Gambar 4.10. Grafik uji tarik spesimen 3 ………................................... 39 Gambar 4.11. Foto permukaan uji korosi potensio dinamik ...................
37 Gambar 4.9. Foto makro penampang dan patahan uji tarik ..................
37 Gambar 4.8. Distribusi kekerasan penampang bagian dalam lubang bearing .............................................................................
36 Gambar 4.7. Distribusi kekerasan pada permukaan .............................
35 Gambar 4.6. Permukaan dan penampang melintang uji kekerasan ......
34 Gambar 4.5. Foto mikro penampang Hinge arm pinggir lubang bearing .............................................................................
51
Gambar 4.23. EDS permukaan Hinge arm yang sudah terkorosi52 …........
Gambar 4.24. Foto SEM permukaan pinggir lubang bearing (500x zoom) ...............................................................................53 Gambar 4.25. Foto SEM permukaan pinggir lubang bearing Hinge arm (12500x zoom)
………..................................................... 54
Gambar 4.26. EDS permukaan pinggir lubang bearing yang sudah terkorosi ...........................................................................55 Gambar 4.27. Foto SEM permukaan lubang bearing Hinge arm (500x zoom) ……………………….……………...................... 56
Gambar 4.28. Foto SEM permukaan lubang bearing Hinge arm (660x zoom) ……………………….……………...................... 56commit to user
commit to user DAFTAR TABEL
Halaman Tabel 2.1. Klasifikasi aluminium paduan tempaan .........................
11 Tabel 2.2. Komposisi kimia aluminium paduan 7075 ....................
16 Tabel 4.1. Hasil uji komposisi kimia Hinge arm ............................
30
commit to user DAFTAR LAMPIRAN
Halaman Lampiran 1 Tabel Pengujian kekerasan Vickers ................................
63 Lampiran 2 Tabel pengujian tarik .....................................................
63 Lampiran 3 Tabel pengujian korosi potensio dinamik ......................
64 Lampiran 4 Tabel tingkat ketahanan korosi ..........................................
64 Lampiran 5 Tabel sifat fisik dan mekanik aluminium paduan 7075 ..
65 Lampiran 6 Gambar sayap depan pesawat perintis ...........................
66 Lampiran 7 Gambar RH dan LH outboard Hinge arm sayap belakang .........................................................................
67 Lampiran 8 Gambar Kartu kontrol manual khusus inspeksi korosi ..
68