impact wis revisi 2

7/22/2019 Impact Wis Revisi 2

http://slidepdf.com/reader/full/impact-wis-revisi-2 1/14

PRAKTEK UJI BAHAN 608217 A

D4

TEKNIK

PERPIPAAN

POLITEKNIK

PERKAPALAN

NEGERI

SURABAYA

1 UJI TUMBUK (IMPACT TEST)

1.1 Sub Ko!"#"$%&

Kemampuan yang akan dimiliki oleh mahasiswa setelah memahami isi modul ini adalah sebagai berikut :

1) Mahasiswa mampu menganalisa pengaruh takikan (notch) terhadap kekuatan material.

2) Mahasiswa mampu menganalisa energi dan kekuatan impact dari hasil pengujian suatu material.

3) Mahasiswa mampu menganalisa pengaruh temperatur terhadap kekuatan material.

) Mahasiswa mampu menganalisa temperatur transisi suatu material.

!) Mahasiswa mampu menganalisa jenis patahan suatu material.

1.2 U'(&($ M(#"'&

"eberapa peralatan pada otomoti# dan transmisi serta bagian$bagian pada kereta api% akan mengalami

suatu beban kejutan dalam operasinya. Maka dari itu ketahanan suatu material terhadap beban mendadak%

serta #aktor$#aktor yang mempengaruhi si#at material tersebut perlu diketahui dan diperhatikan. &engujian

ini berguna untuk melihat e#ek$e#ek yang ditimbulkan oleh adanya takikan% bentuk takikan% temperatur%

dan #aktor$#aktor lainnya. Impact test bisa diartikan sebagai suatu tes yang mengukur kemampuan suatu

bahan dalam menerima beban tumbuk yang diukur dengan besarnya energi yang diperlukan untuk

mematahkan spesimen dengan ayunan sebagaimana ditunjukkan pada (gambar 1.1).

'ambar 1.1 Mesin ji Impact

1

esimend o# swing

tarting position

n,ill

cala

&ointer

*nd o# wing

peciment

+n,ill




D4

TEKNIK

PERPIPAAN

POLITEKNIK

PERKAPALAN

NEGERI

SURABAYA

"andul yang mempunyai ketinggian tertentu berayun dan memukul spesimen. "erkurangnya energi

potensial dari bandul sebelum dan sesudah memukul benda uji merupakan energi yang diserap oleh

spesimen.

'ambar 1.2 ketsa &erhitungan *nergi Impact -eoritis

"esarnya energi impact (joule) dapat dilihat pada skala mesin penguji. edangkan besarya energi impact

dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut :

*o /.ho00000000000000000000000000...............................(1.1)

*1 /.h100....00000000000000000000000.............................(1.2)

* *o $*1

/ (ho$ h1)...00000000000000000.000000............................(1.3)

dari (gambar 1.2) didapatkan ho $ cos (1 $ cos ).....000000....000............................(1.)

h1 $ cos 4..

(1 $ cos 4)0....00...0000.....................................(1.!)

5engan substitusi persamaan 1.1 dan 1.! pada 1.3 didapatkan :

* / (cos4 $ cos )..........................................................0000000000..00.(1.6)

5imana *o *nergi awal (7)

*1 *nergi akhir (7)

/ "erat bandul (8)

2

l

a

h9

h1

)

*

+




D4

TEKNIK

PERPIPAAN

POLITEKNIK

PERKAPALAN

NEGERI

SURABAYA

ho Ketinggian bandul sebelum dilepas (m)

h1 Ketinggian bandul setelah dilepas (m)

panjang lengan bandul (m)

sudut awal (o)

4 sudut akhir (o)

ntuk mengetahui kekuatan impact atau impact strength (s) maka energi impact tersebut harus dibagi

dengan luas penampang e#ekti# spesimen (+) sehingga :

s *;+

/ (cos 4 $ cos );+000.....000000000000000000000..(1.<)

&ada suatu konstruksi% keberadaan takik atau nocth memegang peranan yang amat berpengaruh terhadap

kekuatan impact. +danya takikkan pada kerja yang salah seperti diskotinuitas pada pengelasan% atau korosi

lokal bias bersi#at sebagai pemusat tegangan ( stress concentration).+danya pusat tegangan ini dapat

menyebabkan material brittle (getas)% sehingga patah pada beban di bawah yield strength.

+da tiga macam bentuk takikan pada pengujian impact yakni takikan =% dan key hole sebagaimana

ditunjukkan pada (gambar 1.3) di bawah ini.

'ambar 1.3 7enis -akikan pada pesimen ji Impact

Fracture atau kepatahan pada suatu material dapat digolongkan sebagai brittle (getas) atau ductile (ulet).

uatu material yang mengalami kepatahan tanpa mengalami de#ormasi plastis dikatakan patah secara

brittle. edangkan apabila kepatahan didahului dengan suatu de#ormasi plastis dikatakan mengalami

ductile fracture. Material yang mengalami brittle fracture hanya mampu menahan energi yang kecil saja

sebelum mengalami kepatahan. &erbedaan permukaan kedua jenis patahan sebagaimana ditunjukkan pada

(gambar 1.)

3




D4

TEKNIK

PERPIPAAN

POLITEKNIK

PERKAPALAN

NEGERI

SURABAYA

'ambar 1. &ola &atahan &ada &enampang pesimen ji Impact

1., M"#o-" P"$u/&($ I!(#

Metode pengujian impact dibedakan menjadi 2 yaitu:

a) Metode Charpy

&ada metode sebagaimana ditunjukkan pada (gambar 1.!a)% spesimen diletakkan mendatar dan kedua

ujung spesimen ditumpu pada suatu landasan. >etak takikan (notch) tepat ditengah dengan arah

pemukulan dari belakang takikan. "iasanya metode ini digunakan di +merika dan banyak negara yang

lain termasuk ndonesia.

b) Metode Izod

&ada metode ini sebagaimana ditunjukkan pada (gambar 1.!b)% spesimen dijepit pada salah satu

ujungnya dan diletakkan tegak. +rah pemukulan dari depan takikan. "iasanya metode ini digunakan

di nggris.

'ambar 1.!

Metode

&engujianCharpy 5an

Izod

1.4 T"!"'(#u' T'($%&%&




D4

TEKNIK

PERPIPAAN

POLITEKNIK

PERKAPALAN

NEGERI

SURABAYA

Kemampuan suatu material untuk menahan energi impact sangat dipengaruhi oleh temperatur kerja.

&engaruh temperatur terhadap kekuatan impact setiap jenis material berbeda$beda. "aja karbon merupakan

salah satu contoh logam yang kekuatan impact$nya turun drastis bila berada pada temperatur yang sangat

dingin ($1999 ?). ebaliknya aluminium adalah contoh logam yang masih mempunyai kekuatan impact

yang cukup tinggi pada temperatur yang sangat dingin tersebut. &ada umumnya kenaikan temperatur akan

meningkatkan kekuatan impact logam% sedangkan penurunan temperatur akan menurunkan kekuatan

impact-nya. 5i antara kedua kekuatan impact yang ekstrim tersebut ada suatu titik temperatur yang

merupakan transisi dari kedua titik ekstrim tersebut yakni suatu temperatur yang menunjukkan perubahan

si#at material dari ductile menjadi brittle. -itik temperatur tersebut disebut @temperatur transisiA (gambar

1.6).

'ambar 1.6 -emperatur -ransisi

+pabila temperatur operasi dari suatu peralatan berada di bawah temperatur transisi dari material yang

digunakan% maka adanya crack pada material fracture akan menyebabkan kerusakan pada peralatan%

sedangkan apabila temperatur operasi terendah masih diatas temperatur transisi dari material% maka brittle

fracture bukan merupakan masalah.

1. M(#"'&(

1) pesimen uji impact untuk temperatur panas (1 buah)

2) pesimen uji impact untuk temperatur kamar (1 buah)

3) pesimen uji impact untuk temperatur dingin (1 buah)

1.6 P"'((#($

!




D4

TEKNIK

PERPIPAAN

POLITEKNIK

PERKAPALAN

NEGERI

SURABAYA

1) Mesin ji Impact

2) Thermo couple

3) Kompor listrik dan panci

4) top!atch

!) 7angka sorong

6) Kikir

") tamping

B) Cagum

D) -ang

1.7 P'o%"-u' K"%"((#($

ebelum praktikum pengujian bahan dilaksanakan% mahasiswa harus meyakinkan dahulu telah

melengkapi diri dengan +&5 (+lat &elindung 5iri) sebagai berikut :

1. &akaian dan celana bengkel.

2. afety shoes.

3. Kaca mata pelindung harus digunakan bila melakukan penggerindaan dengan gerinda mesin.

. arung -angan

1.8 L($3( K"'/(

$ Menyiapkan pesimen

$ "ersihkan permukaan benda kerja dengan hand grinder.

9 $ langi langkah di atas untuk seluruh spesimen.

1

Kodi#ikasi

2 $ +mbil stamping dan tandai tiap spesimen dengan kode 1 digit

3 $ 5igit menunjukkan temperature kerja :

& -emperatur &anas

C -emperatur Cuangan

5 -emperatur 5ingin

&engukuran 5imensi

6




D4

TEKNIK

PERPIPAAN

POLITEKNIK

PERKAPALAN

NEGERI

SURABAYA

$ +mbil spesimen ukur dimensinya.

$ ?atat kode spesimen dan data pengukurannya pada lembar kerja.

$ langi langkah di atas untuk seluruh spesimen.

&engkondisian pesimen &ada -emperatur Kerja

Temperatur panas

$ Masukkan air kedalam panci dan letakkan di atas kompor listrik yang telah dinyalakan.

$ -unggu sampai air mendidih dan masukkan spesimen berkode & ke dalam panci dan tunggu E!

menit.

$ kur temperatur air sesaat sebelum spesimen diambil untuk diuji impact.

$ ?atat pada lembar kerja.

Temperatur Ruangan

$ ntuk temperatur kamar% spesimen berkode C bisa langsung diuji.

Temperatur dingin

$ iapkan es batu dan masukkan ke dalam termos.

$ -unggu sampai penunjuk temperatur menunjuk suhu terendah.

$ Masukan spesimen yang berkode 5 ke dalam termos.

$ ?atat pada lembar kerja% temperatur sesaat sebelum spesimen diambil untuk diuji impact.

&engujian pada Mesin ji Impact

$ ?atat data mesin pada lembar kerja.

$ -empatkan bandul pada posisi awal untuk pengujian.

$ +tur jarum penunjuk pada posisi 9.

$ +mbil spesimen dan letakkan pada tempatnya secara tepat dan cepat% terutama untuk kondisi panas

dan dingin.

$ >etakkan tangan kiri pada pen pengunci beban dan tangan kanan pada rem.

$ -ekan pen pengaman dan pen pengunci beban% sehingga bandul meluncur menimpa spesimen.

$ -ekan rem dengan tangan kanan ketika bandul hendak mengayun untuk yang kedua kalinya.

$ +mati dan catat besarnya sudut dan besarnya energi yang ditunjukkan oleh jarum penunjuk.

$ langi langkah di atas untuk seluruh spesimen.

Menentukan panjang lengan bandul

$ +ngkat bandul sehingga membentuk sudut 199dari garis tegak.

<




D4

TEKNIK

PERPIPAAN

POLITEKNIK

PERKAPALAN

NEGERI

SURABAYA

$ >epaskan bandul sehingga berayun.

$ Fitung dengan stop!atch waktu yang dibutuhkan untuk !9 ayunan (-!9).

$ Fitung lengan bandul dengan menggunakan persamaan berikut :

- 2π );( g 000.......00000000000.......................................................(1.B)

5imana: - periode (detik) -!9 ; !9

panjang lengan bandul (m)

g percepatan gra,itasi (m;det2)

1.5 G(b(' H(%& P"$u/&($

a) &ada temperatur D%D 9? (panas)

7enis patahan yang ditimbulkan adalah ulet #ductile) seperti yang ditunjukkan oleh gambar di bawah

ini.

'ambar 1.< pesimen pada Kondisi &anas etelah Mengalami &engujian

b). &ada Btemperature 2B%B 9? (kamar)


ini.

B




D4

TEKNIK

PERPIPAAN

POLITEKNIK

PERKAPALAN

NEGERI

SURABAYA

'ambar 1.B pesimen pada Kondisi Kamar etelah Mengalami &engujian

c). &ada temperature %B 9? (dingin)


ini.

'ambar 1.D pesimen pada Kondisi 5ingin etelah Mengalami &engujian

D




D4

TEKNIK

PERPIPAAN

POLITEKNIK

PERKAPALAN

NEGERI

SURABAYA

'ambar 1.19 a.b.c. &enunjukkan *nergi Impact pesimen

&erhitungan kekuatan Impact (7;mm2) pada tiga spesimen pada tiga kondisi yang berbeda temperatur.

a) &erhitungan Kekuatan Impact (7;mm2) sesuai &ercobaan

pesimen G&H (panas) temperatur D%D o?

5iketahui:

*impact (*) 1B%D99 joule

>uas &enampang (+n) B!%999 mm2

Maka kekuatan Impact

*;+n

1B%D99 joule;B!%999 mm2

1%<!1 joule;mm2

pesimen GCH (ruang) temperatur 2B%B o?

5iketahui:

*impact (*) 1B%<99 joule



*;+n

1B%<99 joule;B!%999 mm2

1%<D joule;mm2

pesimen G5H (dingin) temperatur %B o?

5iketahui :

*impact (*) 1!%B99 joule



*;+n 1!%B99 joule;B!%999 mm2

19

c. pesimen & b. pesimen C a. pesimen 5




D4

TEKNIK

PERPIPAAN

POLITEKNIK

PERKAPALAN

NEGERI

SURABAYA

1%<1! joule;mm2

b) &erhitungan Kekuatan Impact (7;mm2

) sesuai -eori

Mencari panjang lengan (>)

/aktu !9 periode (-!9) D9 detik

&eriode D9;!9 1%B detik

-

1%B

1%B2 π2.

> 9%B11! m

"erat bandul (/) D6%!99 8

udut +wal () 169%39o

pesimen G&H (panas) temperatur D%D o?

5iketahui :

udut akhir (4) D%!99o



/.> (cos 4 $ cos );+n

D6%! 8.9%B11! m(cos D%!o I cos 169%3o);B! mm2

1%<<6 joule;mm2

pesimen GCH (ruang) temperatur 2B%B o?

5iketahui:

udut akhir (4) 19%Bo

>uas &enampang (+n) B! mm2


/.> (cos 4 $ cos );+n

D6%!99 8.9%B11! m(cos 19%Bo I cos 169%3o);B! mm2

11




D4

TEKNIK

PERPIPAAN

POLITEKNIK

PERKAPALAN

NEGERI

SURABAYA

1%<<2 joule;mm2

pesimen G5H (dingin) temperatur %Bo?

5iketahui:

udut akhir (4) 1Do

>uas &enampang (+n) B! mm2


/.> (cos 4 $ cos );+n

D6%!99 8.9%B9! m(cos 1Do I cos 169%3o);B! mm2

1%<3D joule;mm2

-abel 3.2 &erbandingan kekuatan Impact hasil pengujian dan hasil perhitungan

.

12

SpesimenTemperatur

( 0C )

Kekuatan Impact hasil

pengujian (Joule/mm2)

Kekuatan Impact hasil

perhitungan (Joule/mm2)

P 94,9 ,!" 1776

# 2$,$ ,!49 1772

% 4,$ ,!" 17,5




D4

TEKNIK

PERPIPAAN

POLITEKNIK

PERKAPALAN

NEGERI

SURABAYA

'ambar 1.19 'ra#ik Kekuatan Impact

1.11 A$(&%( G'(&3

5ari gambar 1.19 gra#ik kekuatan impact$ spesimen dengan temperatur pengujian D%D9? mempunyai

kekuatan impact yang lebih besar dari spesimen yang lainnya. Kekuatan impact paling rendah baik dari

perhitungan maupun dari hasil pengujian adalah spesimen 5 dengan temperatur pengujian %B9?.

kur,a kekuatan uji impact hasil perhitungan (teori) dan kur,a kekuatan uji impact hasil pengujian sama

dengan gra#ik temperatur transisi yaitu% semakin tinggi temperatur semakin tinggi kekuatan impact .

pesimen pada temperatur panas (spesimen &) mempunyai kekuatan impact yang lebih besar dari pada

temperatur ruang maupun temperatur dingin (spesimen C maupun spesimen 5)% hal ini terjadi karena pada

kondisi temperatur tinggi partikel$partikel merenggang (internal stress rendah)% sehingga apabila diberi

tekanan dari luar spesimen menjadi lebih sulit patah. edangkan% spesimen pada temperatur ruang maupun

temperatur dingin (spesimen C maupun spesimen 5) mempunyai kekuatan impact lebih rendah dari pada

13




D4

TEKNIK

PERPIPAAN

POLITEKNIK

PERKAPALAN

NEGERI

SURABAYA

temperatur panas (spesimen &)% hal ini terjadi karena pada kondisi temperatur rendah partikel$partikel

merapat (internal stress tinggi)% sehingga apabila diberi tekanan dari luar% spesimen menjadi mudah patah.

Ketidak tepatan data hasil pengujian dengan hasil perhitungan dapat disebabkan oleh terjadinya kesalahan

pada perhitungan untuk mencari panjang lengan. Fal ini terjadi karena kesalahan dalam pencatatan waktu

!9 periode dan kesalahan pada saat meletakkan sudut awal% sehingga berpengaruh pada periode.

1.12 K"%&!u($

ji kekuatan tumbuk (impact tes) merupakan salah satu cara untuk mengukur kekuatan material terhadap

beban mendadak. &engujian ini dilakukan pada tiga keadaan yang berbeda yakni pada temperatur D%Do?%

2B%Bo?% dan %Bo?. 5ari analisa perhitungan di atas% dapat disimpulkan bahwa perubahan temperatur

mempengaruhi kekuatan impact . emakin tinggi temperatur% kekuatan impact semakin tinggi dan semakin

rendah temperatur% kekuatan impact semakin rendah.

D(#(' Pu%#(3(

- "udi &rasojo% - J2912% %uku &etun'uk &raktek ('i %ahan% 7urusan -eknik &ermesinan Kapal% &&8

- 5osen Metallurgi% J1DB6% &etun'uk &raktikum ogam% 7urusan -eknik Mesin L-% -

- Farsono% 5r% r -.Nkamura% 5r% J1DD1% Teknologi &engelasan ogam% &-. &radya &aramita% 7akarta- M.M. Munir% J2999% *odul &raktek ('i %ahan% =ol 1% 7urusan -eknik "angunan Kapal% &&8

- /achid uherman% r% J1DB<% +iktat &engetahuan %ahan% 7urusan -eknik Mesin L-% -

1

impact wis revisi 2

Documents