ANALISA SURFACE PREPARATION PADA PLAT BAJA ASTM A36

Transkripsi

1 ANALISA SURFACE PREPARATION PADA PLAT BAJA ASTM A36 Andik Suprayogi 1), Prantasi Harmi Tjahjanti 2) 1,2) Prodi Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Sidoarjo (UMSIDA) Jalan Raya Gelam 250, Candi Sidoarjo 61217, Indonesia Phone: , Fax: ) 1) 2) ; 2) ABSTRAK Plat baja ASTM A36 tergolong baja karbon rendah yang mempunyai fungsi untuk bangunan konstruksi seperti pipa, tanki, dan juga bisa digunakan untuk bahan pembuatan kapal. Plat baja ASTM A36 juga mudah terkorosi. Banyak cara untuk melindungi plat baja dari korosi salah satunya adalah di coating. Jenis cat yang digunakan adalah jenis epoxy. Sebelum dilakukan pengecatan plat baja harus diproses surface preparation, yaitu pembersihan plat baja dari kontaminasi. Surface preparation yang dilakukan ada empat metode. Tujuannya mencari metode yang cepat dan membutuhkan biaya yang sedikit dan juga masih memenuhi standart. Metode yang dilakukan antara lain Solvent Cleaning, Power tool, Sandblasting ISO Sa 2, dan Sandblasting ISO Sa 2.5 yang selanjutnya akan diuji dengan perlakuan yang sama di antaranya adalah pengecekan kondisi lingkungan by ASTM E-337, pengukuran Roughness dan dust level by ASTM D-4417, pengukuran wet film thickness by ASTM D-4414, pengukuran dry film thickness by ASTM D-1186, dan pengujian kekuatan adhesi plat baja ASTM A36 dengan dengan metode pull of adhesion test by ASTM D Setelah pengujian pull of adhesion dilakukan, maka didapatkan hasil untuk metode Solvent Cleaning memiliki nilai adhesi 2.3 MPa, Power Tool memiliki nilai adhesi 6.2 MPa, Sandblasting ISO Sa 2 memiliki nilai adhesi 6.2 MPa, dan Sandblasting ISO Sa 2.5 memiliki nilai adhesi 7.3 MPa. Hasil kekuatan nilai adhesi terbaik adalah Sandblasting ISO Sa 2.5, tetapi pada metode Power tool dan Sandblasting ISO Sa 2 hasilnya juga memenuhi standart. Jadi, apabila ingin mengaplikasikan dengan biaya murah dan waktu yang lebih sedikit masih bisa menggunakan kedua metode tersebut. Keywords: Plat baja ASTM A36, Surface Preparation, Solvent Cleaning, Power Tool, Sandblasting ISO Sa 2, Sandblasting ISO Sa 2.5, Pull Of Adhesion Test. I. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Plat baja ASTM A36 adalah baja karbon rendah yang memiliki kekuatan yang baik dan juga ditambah dengan sifat baja yang bisa dirubah bentuk menggunakan mesin dan juga dilakukan pengelasan. Plat baja ASTM A36 juga dapat dilakukan pelapisan galvanish maupun coating untuk memberikan ketahanan terhadap korosi. Plat baja ASTM A36 dapat digunakan untuk berbagai macam aplikasi, tergantung pada ketebalan plat dan juga tingkat ketahanan korosinya. Beberapa produk yang menggunakan plat baja jenis ini seperti konstruksi bangunan, tanki, maupun pipa ( Carbon & Alloy steel Plat, 2014). Plat baja ASTM A36 juga dipilih untuk menjadi spesimen pengujian sifat mekanik dan struktur mikro dengan diberlakukan panas. Efek dari perlakuan panas pada sifat mekanik dan karakteristik mikrostruktur plat baja tersebut. Adapun ukuran plat 2 x 10 x 10 dan dipanaskan dengan suhu Perlakuan panas mengembangkan kekerasan, kelembutan, dan meningkatkan sifat mekanik seperti kekuatan tarik, kekuatan luluh, dan ketahanan korosi. Hasil menunjukkan bahwa sifat mekanik dari baja ringan bisa diubah dan ditingkatkan dengan berbagai perawatan panas untuk aplikasi tertentu (Hasan & J Material Sci, 2016). Selanjutnya plat baja ASTM A36 dilakukan penelitian yang berfokus pada efek temperatur sebagai fungsi dari arus ke arah sifat mekanik dari sambungan las dari plat baja ASTM A36 menggunakan pengelasan SMAW. Dengan titik lelah sekitar C, kisaran arus pengelasan dipilih dari 70A 120A untuk memberikan sejumlah variasi panas. Kekerasan dan uji mikro dilakukan untuk menentukan sifat mekanik dari sambungan las. Peningkatan dari 70A 120A 188 SENASPRO 2017 Seminar Nasional dan Gelar Produk

2 menyebabkan suhu pada sambungan las yang mempengaruhi mikro pada pengelasan akan meningkat. Pada 70A (yaitu dengan tingkat rendah) waktu untuk pemadatan kurang. Pendinginan cepat mempromosikan butir yang lebih kecil. Pada 120A, waktu yang dibutuhkan untuk meningkatkan pemadatan dan tingkat pendinginan melambat dan dihasilkan biji-biji kasar. Pada 120A yang ukuran butir paling kasar dengan kekasaran dan nilai ketangguhan 60 BHN dan 11 Joule masing-masing menunjukkan kekuatan dan kekasaran plat baja ASTM A36 (Asibeluo I.S & Emifoniye, 2015). Proses pembentukan plat baja dalam industri konstruksi maupun kelautan banyak variasi pengerjaannya, tidak hanya heat treatment maupun pengelasan saja, namun dapat juga dulakukan proses bending (pembengkokan). Bending mempunyai dua metode yaitu hot bending dan cold bending. Untuk mengetahui metode yang lebih baik tau tepat untuk digunakan pada industri konstruksi maupun kelautan, maka akan dilakukan penelitian dengan menggunakan dua metode bending yaitu variasi sudut 90 dan 135. Setiap sudut yang akan digunakan dibagi menjadi tiga spesimen yang akan mempengaruhi proses laju korosi pada material plat baja ASTM A36 tersebut. Uji laboratorium dengan menggubakan bahan NaCl 2% akan dilakukan untuk mengetahui nilai laju korosi dengan metode hot bending maupun cold bending. Perhitungan akan dilakukan setelah hasil dari laju korosi tersebut didapat, Untuk menentukan grafik laju korosi dari dua metode bending tersebut. Hasil dari uji laju korosi pada metode cold bending dengan menggunakan sudut 90 adalah 0,54 mm/year, dan untuk sudut 135 adalah 0,32 mm/year. Selanjutnya untuk hasil laju korosi pada metode hot bending sudut 90 adalah 0,53 mm/year, dan untuk sudut 135 adalah 0,24 mm/year. Penggunaan metode cold bending diketahui memiliki nilai korosi yang lebih besar dibandingkan dengan metode hot bending. Morfologi permukaan spesimen dianalisa dengan menggunakan SEM (Scanning Electron Microscopy). Pada permukaan spesimen dengan menggunakan metode cold bending dapat diketahui mengalami perubahan yang cukup besar dibandingkan dengan spesimen yang menggunakan metode hot bending (Amri Royan Hidayat, Imam Rochani,& Heri Supomo,2013) Dari beberapa penelitian dan data di atas, maka penulis akan membuat penelitian lain pada plat baja ASTM A36 yang sudah terkorosi dengan persentase 50% dari total permukaan. Alasan untuk penelitian ini karena sering terjadi permasalahan seputar coating yaitu coating yang pecah dan terkelupas dari baja karena proses pengangkatan. Dengan melakukan analisa kekuatan kohesi maupun adhesi pada cat berjenis epoxy dengan cara melakukan percobaan empat metode surface preparation yag berbeda plat baja sebelum dilapisi coating. Setelah selesai di coating akan dilakukan pengujian dengan menggunakan alat pull of adhesion test. 1.2 Perumusan Masalah Ditinjau dari latar belakang di atas, maka rumusan masalah dalam analisa ini adalah : 1. Mengetahui kondisi lingkungan seperti Steel temperature, Relative Humidity, dan Dew Point sebelum melakukan aplikasi. 2. Bagaimana proses surface preparation material plat baja ASTM A36 dengan metode solvent cleaning,power tool, dan sandblasting. 3. Bagaimana proses pengecatan dengan menggunakan cat jenis epoxy. 4. Bagaimana hasil pengujian pull of adhesion test pada material. 1.3 Batasan Masalah Pembahasan masalah dalam analisa ini dibatasi pada : 1. Jenis material yan digunakan plat baja ASTM A36 dengan ukuran 2mm x 100mm x 100mm. 2. Metode solvent cleaning menggunakan thinner GTA Metode power tool menggunakan mesin gerinda. 4. Metode sandblasting menggunakan bahan abrasive steel grit (pasir besi) dengan menggunakan dua hasil yaitu ISO Sa2 (setengah bersih) dan ISO Sa3 (seluruh permukaan bersih). 5. Jenis cat yang digunakan adalah Epoxy dengan merk INTERNASIONAL PAINT. 6. Pengujian dilakukan dengan pull of adhesion test (ASTM 4541), merk alat ELCOMETER. Seminar Nasional dan Gelar Produk SENASPRO

3 1.4 Tujuan Penelitian 1. Mengetahui hasil pengujian kondisi suhu lingkungan sebelum proses aplikasi. 2. Mengetahui hasil dari proses surface preparation dengan empat metode yang digunakan. 3. Mengetahui cara aplikasi cat jenis epoxy pada material baja ASTM A Mengetahui kekuatan cat dengan pengujian pull of adhesion. 1.5 Manfaat 1. Analisa ini ini bermaanfaat untuk mengembangkan SDM tentang penting nya masalah korosi.karena infrastruktur adalah aset perusahaan,dan jika infrastruktur tersebut terkorosi maka masa umur bangunan tersebut tidak akan lama dan pastinya perusahaan akan mengalami kerugian yang sangat besar. 2. Dengan adanya proses potective coating ini sangat membantu permasalahan korosi tersebut.dengan menggunakan produk-produk cat yang sudah di racik khusus sesuai kebutuhan lapangan dan pastinya disertai dengan proses aplikasi yang benar sesuai dengan spesifikasi yang berlaku. Selain itu juga diketahui maetode yang tepat untuk mengatasi masalah cat yang mudah terkelupas pada saat diangkat. II. METODOLOGI PENELITIAN Metodologi penelitian dimulai dengan studi literatur tentang material baja yang akan di buat penelitian. Material menggunakan plat baja ASTM A36 dengan tebal 2mm x 100mm x 100mm. Selanjutnya plat baja akan diproses surface preparation dengan 4 metode yaitu solvent cleaning, power tool, sandblasting Sa2, dan Sandblasting Sa3. Selanjutnya material baja akan di lapisi dengan coating jenis epoxy. 2.1 Lokasi dan Waktu Penelitian 1. Lokasi Penelitian Lokasi dalam penelitian ini dilaksanakan di WORKSHOP PT SUPRA SURYA INDONESIA. Adapun penelitian lokasi tersebut didasarkan atas beberapa pertimbangan, antara lain: a. Terdapat alat-alat yang lengkap untuk melaksanakan penelitian b. Semua alat yang tersedia sudah memenuhi standart yang ditentukan 2. Waktu Penelitian Lama waktu penelitian pada percobaan ini di perkiraan akan memakan waktu sekitar 3-4 Bulan. Waktu tersebut belum termasuk waktu penyususan laporan dan waktu untuk bimbingan ke Dosen Pembimbing. 190 SENASPRO 2017 Seminar Nasional dan Gelar Produk

4 Gambar 2.1 Diagram alir metode penelitian III. HASIL DAN PEMBAHASAN 3.1 Hasil pengecekan kondisi lingkungan Pengecekan dilakukan sebelum melaksanakan tahapan surface preparation. Tujuannya untuk mengetahui hasil kondisi surface temperature, dew point, dan relative humidity. Tabel 3.1 Hasil Pengecekan Kondisi Lingkungan Variabel Steel Relative Dew Pengujian Temperature Humidity Point Solvent 32 63% 25 Cleaning Power Tool 32 63% 25 Sandblasting 33 63% 25 Seminar Nasional dan Gelar Produk SENASPRO

5 ISO Sa 2 Sandblasting 33 63% 25 ISO Sa Hasil Surface Preparation Solvent Cleaning Power Tool ISO Sa ISO Sa 2.5 Gambar 3.1 Hasil Solvent cleaning,power tool,iso Sa2,ISO Pengukuran Roughness dan Dust Level Pengecekan dilakukan setelah proses surface preparation. Pengukuran roughness menggunakan alat micro depth gauge sedangkan dust level menggunakan isolasi merk 3M. Roughnes Dust Level Gambar 3.2 Proses Pengukuran Roughness dan Dust Level Tabel 3.2 Hasil Pengukuran Roughness dan Dust Level Variabel Roughness Dust Level Pengujian (μm) Solvent 0 Level 5 Cleaning Power Tool 40 Level 3 Sandblasting 65 Level 2 ISO Sa 2 Sandblasting 84 Level 1 ISO Sa SENASPRO 2017 Seminar Nasional dan Gelar Produk

6 3.4 Aplikasi Cat Pada proses pengecatan ada dua tahap yang akan dilakukan pengecekan,yaitu WFT (wet film thickness) dan DFT (dry film thickness). Berikut rumus mencari ketebalan basah : Diketahui : Tebal kering yang diinginkan = 100 micron Volume solid cat = 80 % Banyak nya thinner = 20 % Ditanya WFT? Perhitungan : Tebal kering x (100 +persentase penambahan thinner) Volume solid 100 x 120 % 80 % 100 x = 150 micron (1) WFT DFT Gambar 3.3 Proses Pengukuran WFT dan DFT Tabel 3.3 Hasil Pengukuran WFT dan DFT Variabel Wet Film Thickness Dry Film Thickness Pengujian (μm) (μm) Solvent Cleaning Power Tool Sandblasting ISO Sa 2 Sandblasting ISO Sa Pengujian Pull Of Adhesion Setelah dilakukan pengukuran DFT, selanjutnya akan dilakukan pengujian akhir yaitu Pull Of Adhesion Test. Berdasarkan standart ASTM D-4541 yang bertujuan untuk mengetahui kekuatan cat terhadap substrate (baja). Seminar Nasional dan Gelar Produk SENASPRO

7 x = metode surface preparation y = kekuatan pull of test Pengujia Pengujia Gambar 3.4 Proses Pengujian Pull Of Adhesion Tabel 3.4 Hasil Pengujian Pull Of Adhesion Variabel Pengujian Nilai Kekuatan Adhesi (MPa) Solvent 2.3 Cleaning Power Tool 6.2 Sandblasting 6.2 ISO Sa 2 Sandblasting 7.3 ISO Sa Diagram Hasil Uji Pull Of Adhesion Solvent Cleaning Power Tool ISO Sa 2 ISO Sa 3 A B C Gambar 3.5 Diagram hasil uji pull of adhesion 194 SENASPRO 2017 Seminar Nasional dan Gelar Produk

8 x = metode surface preparation y = kekuatan pull of test Grafik Rata-rata Uji Pull Of Adhesion Solvent Cleaning Power Tool ISO Sa 2 ISO Sa 3 Rata-rata Gambar 3.6 Grafik rata-rata uji pull of adhesion 3.6 Analisa dan Pembahasan Setelah diketahui semua data dari awal sampai akhir dan selanjutnya akan di analisa tentang nilai kekuatan dan hasil setiap tahap pengujian dari awal. Tabel 3.5 Hasil Analisa Visual Pull Of Adhesion Plat Uji Solvent Cleaning Variabel A A/B B Y/Z Sampel (substrate) (substrate & (coating) (glue/dolly) Coating) A - 5 % 85 % 10 % B - 15 % 85 % - C - 5 % 85 % 10 % Tabel 3.6 Hasil Analisa Visual Pull Of Adhesion Plat Uji Power Tool Variabel A A/B B Y/Z Sampel (substrate) (substrate & (coating) (glue/dolly) Coating) A - 10 % 90 % - B 5 % - 95 % - C % - Tabel 3.7 Hasil Analisa Visual Pull Of Adhesion Plat Uji ISO Sa 2 Variabel A A/B B Y/Z Sampel (substrate) (substrate & (coating) (glue/dolly) Coating) A - 10 % 90 % - Seminar Nasional dan Gelar Produk SENASPRO

9 B - 15 % 80 % 5 % C % 5 % Tabel 3.8 Hasil Analisa Visual Pull Of Adhesion Plat Uji ISO Sa 2.5 Variabel A A/B B Y/Z Sampel (substrate) (substrate & (coating) (glue/dolly) Coating) A % 10 % B % - C % - IV. KESIMPULAN Berdasarkan dari penelitian yang dilakukan penulis yaitu Studi Surface Preparation Plat Baja ASTM A36 Dengan Menggunakan Coating Epoxy, maka dapat disimpulkan beberapa informasi teknis sebagai berikut : 1. Metode surface preparation yang dilakukan adalah solvent cleaning, power tool, Sandblasting ISO Sa 2, dan sandblasting ISO Sa Hasil pengukuran suhu lingkungan pada saat aplikasi yaitu memenuhi standar yang diberlakukan oleh ASTM E-337 yaitu relative humidity yang di bawah 85 %. 3. Dari tiga surface preparation yang di uji diantaranya power tool, ISO Sa 2,dan ISO Sa 2.5 memberikan nilai roughness berturut-turut yaitu 40 μm, 65 μm, dan 84 μm dengan batas nilai roughness yang diatur dalam standart ASTM D-4417 yaitu μm. Pada metode solvent cleaning tidak mempunyai nila roughnss dan untuk tahap ini metode solvent cleaning belum memenuhi standart. 4. Pada pengecekan dust level ketiga metode tersebut diantaranya power tool, ISO Sa 2, dan ISO Sa 2.5 hasilnya level 3, level 2, dan level 1 sesuai standart ISO yang tidak melebihi level 3. Dan pada solvent cleaning mendapatkan hasil level 5 yang tidak memenuhi standart. 5. Nilai dry film thickness dari metode solvent cleaning, power tool, ISO Sa 2, dan ISO Sa 2.5 yaitu 112 μm, 115 μm, 125 μm, dan 122 μm. 6. Nilai kekuatan adhesi dari metode solvent cleaning, power tool, ISO Sa 2,dan ISO Sa 2.5 yaitu 2.3 MPa, 6.2 MPa, 6.2 MPa, dan 7.3 MPa. Pada metode solvent cleaning tidak memenuhi standart karena minimal hasil yang diperoleh adalah 3 MPa sesuai standart ASTM D Metode ISO Sa 2.5 merupakan metode yang tepat dan dapat dijadikan acuan sebagai hasil surface preparation. Tetapi pada metode power tool dan ISO Sa 2 juga hasilnya memenuhi standart. Jadi kesimpulannya ketiga metode tersebut sudah bisa dilaksanakan pada aplikasi coating dan perbedaan dari ketiga metode tersebut hanya pada biaya dan waktu yang dihabiskan. V. DAFTAR PUSTAKA [1] Amri Royan Hidayat, I. R. (2013). Jurusan Teknik Kelautan, Fakultas Teknologi Kelautan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS). Studi Eksperimen Perbandingan Laju Korosi pada Plat ASTM (American Society For Testing and Material) A36 dengan Menggunakan Variasi Sudut Bending, 5. [2] Asibeluo I.S, E. E. (2015). Mechanical Engineering, Delta State Polytechnic, Ogwashi- UKU, Delta State. Effect of Arc Welding Current on the Mechanical Properties of, 9. [3] Astrid Wulandari, U. B. (2015). Program Studi S1 Teknik Perkapalan, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro. PENGARUH TINGKAT CLEANLINESS DAN ROUGHNESS SUBSTRAT PADA SURFACE PREPARATION TERHADAP KEKUATAN ADHESI TANK LINING, SENASPRO 2017 Seminar Nasional dan Gelar Produk

10 [4] Bionindustries. (n.d.). Pengertian Sandblasting. Retrieved Maret 11, 2017, from [5] Eddie. (2011). pengecatanpainting. Retrieved Maret 07, 2017, from edie666.blogspot.com: edie666.blogspot.com/2011/06/pengecatanpainting.html [6] Hasan, J. M. (2016). Analysis of Mechanical Behavior and Microstructural Characteristics, 6. [7] Hasan, J. (2016). Material Sci Eng. Analysis of Mechanical Behavior and Microstructural Characteristics, 6. [8] Kromodiharjo, R. A. (2016). Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS). Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS), 5. [9] Putu Hadi Setyarini, E. S. (2015). Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Brawijaya. Optimasi Proses Sand Blasting, 5. Seminar Nasional dan Gelar Produk SENASPRO