Sifat-Sifat Logam Yang Penting

SIFAT-SIFAT LOGAM YANG PENTING

(Oleh Okasatria Novyanto)

Suatu hari dipermulaan kuliah di UGM pada tahun 2002, saya mengikuti mata kuliah Bahan Teknik I yang diberikan oleh Ir. Andreas Surjoko. Beliau memberikan satu pertanyaan sederhana kepada kami “Coba kamu, tolong jelaskan apa yang dimaksud dengan Tougness (sifat Ulet)?”. Dari sekitar 16 Mahasiswa yang ditanya semuanya bervariasi jawabannya dan hampir semuanya “goyah” ketika Ir. Andreas Surjoko kembali menguji jawaban mereka. Nah, atas dasar itulah saya mencoba untuk berbagi pengetahuan tentang sifat-sifat logam yang penting. Dan harapan saya, ketika anda membaca buku-buku teknik khususnya teknik mesin maka tidak asing lagi dengan istilah-istilah yang berkaitan dengan sifat-sifat logam. Didalam merencanakan suatu kontruksi, pemilihan bahan-bahan yang akan dipergunakan harus disesuaikan dengan sifat-sifat logam tersebut. Adapun sifat-sifat logam yang penting, antara lain :

1. Malleability (mampu tempa)

Maksudnya bahwa logam itu mempunyai suatu sifat yang mampu dibentuk dengan suatu gaya, baik dalam keadaan dingin maupun panas tanpa terjadi retak pada permukaannya, misalnya dengan hammer (palu).

2. Ductility (mampu tarik)

Maksudnya bahwa suatu logam itu dapat dibentuk dengan tarikan sejumlah gaya tertentu tanpa menunjukan gejala-gejala putus. Contoh dari gejala putus yakni adanya pengecilan permukaan penampang pada salah satu sisi.

3. Toughness (sifat Ulet)

Yakni kemampuan suatu logam untuk dibengkokan beberapa kali tanpa mengalami retak.

4. Hardness (kekerasan)

Yakni ketahanan suatu logam terhadap penetrasi atau penusukan indentor yang berupa bola baja, intan piramida, dll.

5. Strenght (kekuatan)

Yakni : Kemampuan suatu logam untuk menahan deformasi.

6. Weldability

Merupakan kemampuan suatu logam untuk dapat dilas, baik dengan menggunakan las listrik maupun dengan las karbit (gas).

7. Corrosion resistance (tahan korosi)

Yakni : kemampuan suatu logam untuk menahan korosi atau karat akibat kelembaban udara, zat-zat kimia, dll.

8. Tahan Impact

Maksudnya sifat yang dimiliki oleh suatu logam untuk dapat tahan terhadap beban kejut.

9. Machinibility

Kemampuan suatu logam untuk dikerjakan dengan mesin, misalnya : dengan mesin bubut, Milling, dll.

Mengenal RoHS

MENGENAL RoHS
(Oleh Okasatria Novyanto)

Jika anda bermaksud membeli produk-produk Elektronik seperti : Notebook Compaq V3614AU, Thumbdrive (Flash Disc Nexus , Imation, Verbatim), dll. Cobalah amati dengan seksama pada label maupun pada permukaan produk-produk tersebut, pastikan disana terdapat keterangan yang menunjukan “RoHS” .
Nah, mungkin anda sebagai orang awang (End User) akan bertanya-tanya, Apa sebenarnya maksud dari tanda “RoHS” yang terdapat pada produk-produk elektronik tersebut.
Definisi
Ditinjau dari segi bahasa, RoHS merupakan singkatan dari Restriction of Hazardous Substances. Dan secara sederhana dapat dijelaskan bahwa RoHS merupakan suatu kebijakan yang mengatur tentang pengurangan kandungan zat-zat berbahaya yang masuk dalam produk elektronik dan listrik yang dilakukan “diawal siklus produk”. Maksud dari “diawal siklus produk” adalah bahwa penerapan kebijakan RoHS Compliance itu dilakukan mulai dari tahapan perencanaan design produk. Perlu diketahui bahwa secara umum untuk memproduksi suatu jenis produk (Misal : Thumbdrive atau Flash Disc) itu akan melalui beberapa tahapan proses, misalnya : perencanaan Design product yang meliputi pemilihan material, penentuan dimensi produk, Manufacturing Process Standard, feasibility study, dll. kemudian dilanjutkan dengan uji coba beberapa produk untuk dilakukan IPQ (Initial Part Qualifying) yakni pengukuran 100% dimensi berdasarkan Drawing dan juga pengechekan kelengkapan dokument yang diperlukan, terus dilanjutkan dengan Pre-Production dan akhirnya Mass production (Dihasilkan produk jadi). Nah, dari penjelasan sederhana tadi seyogyanya pada tahapan pemilihan material tersebut, RoHS Compliance sudah ditempatkan sebagai prioritas utama. Dan pada tahapan IPQ diatas, sebenarnya dapat digunakan sebagai salah satu parameter deteksi untuk mencegah penggunaan material Non RoHS pada produk-produk elektronik dan listrik tersebut.
Dasar Hukum dan Tujuan RoHS
Rekomendasi RoHS Compliance sebagai suatu keharusan untuk semua produk elektronik dan listrik tentunya mempunyai suatu alasan yang jelas. Hal ini diperkuat dengan Keputusan Parlemen Uni Eropa 2002/95/EC yang mengharuskan semua produk elektronik dan listrik dipasaran Uni Eropa “RoHS Compliance”. Dalam Directive 2002/95/EC, Article 4.1 disebutkan bahwa siapa pun yang mengekspor peralatan elektronik atau listrik ke dalam negara Uni Eropa harus memastikan bahwa peralatan tersebut sudah memenuhi ketentuan RoHS. Untuk negara-negara Uni Eropa mulai efektif diimplementasikan semenjak tanggal 1 July 2006. Adanya kebijaksanaan ini bertujuan untuk melindungi kesehatan manusia atau lingkungan dan menata ulang pemakaian zat-zat berbahaya dalam produk elektronik dan listrik.
Zat-Zat yang dimaksud dengan RoHS dan Maximum Concentration Value (MCV)
Zat-Zat yang dimaksud dengan RoHS sebagaimana tertera dalam Directive (2002/95/EC) adalah :
1. Lead (Pb) [MCV = 1000 ppm]
2. Cadmium (Cd) [MCV = 100 ppm]
3. Mercury (Hg) [MCV = 1000 ppm]
4. Hexavalent Chromium [MCV = 1000 ppm]
5. Polybrominated Biphenyls (PBB) [MCV = 1000 ppm]
6. Polybrominated Diphenyl Ethers (PBDE) [MCV = 1000 ppm]
Jika di Indonesia semua zat-zat diatas lazim disebut dengan Logam Berat.
Area Pengontrolan RoHS
Pada Penjelasan diatas disebutkan bahwa pada tahapan IPQ dapat digunakan sebagai parameter deteksi untuk mencegah penggunaan material Non RoHS. Dan pada dasarnya hal ini bukanlah suatu “harga mati” karena salah satu contoh Quality Control System yang baik adalah adanya penerapan self Inspection pada station atau section masing-masing yang tentunya tetap mempertimbangkan segi “Cost”. Nah, umunya pada perusahaan-perusahaan terkemukan pengontrolan RoHS dapat dilakukan pada :
a. Receiving Area
b. Incoming Part Area
c. Store Area
d. Production Area
e. Outgoing Area
f. Finish Good Area
g. Shipping Area
h. Dan Ruangan Lainnya.
Hal ini perlu dilakukan karena tidak menutup kemungkinan akan tercampur dengan material-material atau produk-produk Non RoHS mengingat kebijakan RoHS Compliance baru muncul pada tahun 2002 dan efektif sekitar tahun 2006. Pengontrolan pada area-area selain di IPQ dapat dilakukan dengan membuat garis batas identifikasi RoHS dan juga pengontrolan pada simbol-simbol RoHS Compliance. Untuk pengontrolan di IPQ harus dilakukan dengan pengujian RoHS (X-Ray Machine) dan tidak boleh hanya proses pengechekan kelengkapan dokument RoHS saja.
Bagaimanakah Cara Pengontrolan RoHS
1. Mengurangi sampah dari proses pabrik dengan cara pemakaian ulang dan daur ulang material
2. Pemakaian produk-produk yang hemat energi
3. Bekerjasama dengan supplier dan customer untuk menggambarkan kebutuhan dan solusi terapan pengurangan atau penghapusan zat-zat berbahaya
4. Hanya membeli barang-barang yang ramah lingkungan dan memenuhi ketentuan RoHS
Kategori produk yang dipengaruhi ketentuan RoHS
a. Peralatan besar rumah tangga (misal : AC, Washing Machine, Microwave oven, dll.)
b. Peralatan kecil rumah tangga (misal : Setrika, Pemanggang roti, Vacuum cleaner, dll.)
c. Peralatan Telekomunikasi dan Teknologi Informasi (misal : Printer, Telepon, Notebook, Flash Disc, dll.)
d. Peralatan Hiburan (misal : Radio, Televisi, Video Camera, dll.)
e. Peralatan Penerangan (misal : Lampu Pijar, dll.)
f. Perkakas Listrik dan Elektronik (misal : Bor, Gergaji, Mesin jahit, dll.)
g. Peralatan Olahraga dan Mainan anak (misal : Video game, Mainan kereta listrik, dll.)
h. Dispenser Otomatis (misal : Hot Drink, dll.)
Contoh simbol-simbol RoHS yang umum digunakan pada part, material dan produk

Pengetahuan Umum Tentang Pompa

PENGETAHUAN UMUM TENTANG POMPA
(Oleh Okasatria Novyanto)

Pengertian Pompa
Pompa merupakan pesawat angkut yang bertujuan untuk memindahkan zat cair melalui saluran tertutup. Pompa menghasilkan suatu tekanan yang sifat hanya mengalir dari suatu tempat ke tempat yang bertekanan lebih rendah. Atas dasar kenyataan tersebut maka pompa harus mampu membangkitkan tekanan fluida sehingga sehingga dapat mengalir atau berpindah. Fluida yang dipindahkan adalah fluida incompresibel atau fluida yang tidak dapat dimampatkan. Dalam kondisi tertentu pompa dapat digunakan untuk memindahkan zat padat yang berbentuk bubukan atau tepung.
Prinsip kerja pompa adalah menghisap dan melakukan penekanan terhadap fluida. Pada sisi hisap (suction) elemen pompa akan menurunkan tekanan dalam ruang pompa sehingga akan terjadi perbedaan tekanan antara ruang pompa dengan permukaan fluida yang dihisap. Akibatnya fluida akan mengalir ke ruang pompa. Oleh elemen pompa fluida ini akan didorong atau diberikan tekanan sehingga fluida akan mengalir ke dalam saluran tekan (discharge) melalui lubang tekan. Proses kerja ini akan berlangsung terus selama pompa beroperasi.
Untuk melakukan kerja hisap dan menekan pompa membutuhkan energi yang berasal dari pengerak pompa. Energi mekanis dari pengerak pompa oleh elemen pompa akan diubah menjadi energi tekan pada fluida sehingga fluida akan memiliki daya air. Energi dari pengerak pompa selain untuk memberi daya alir pada fluida juga digunakan untuk melawan perbedaan energi potensial, mengatasi hambatan dalam saluran yang diubah menjadi panas. Energi yang digunakan untuk mengatasi hambatan dan yang diubah menjadi panas merupakan kerugian energi bagi pompa. Dari keterangan diatas maka dapat disimpulkan fungsi pompa adalah untuk mengubah energi mekanis dari pengerak pompa menjadi energi tekan dalam fluida sehingga akan menjadi aliran fluida atau perpindahan fluida melalui saluran tertutup.
Spesifikasi Pompa
Head adalah energi per satuan berat fluida. Head pompa biasanya dinyatakan dalam satuan meter. Sedangkan untuk volume satuan yang sering digunakan adalah liter per menit, meter kubik per jam atau dalam berat fluida yang dapat dipindahkan per satuan waktu seperti kg/menit.
Head yang dapat dibangkitkan oleh suatu pompa dipengaruhi oleh jenis pompa, bentuk impeler, putaran,dan berat jenis fluida yang dipompakan, semakin besar berat jenisnya maka head yang dapat dibangkitkan akan semakin kecil. Disamping itu head pompa juga dipengaruhi oleh tekanan atmosfer dimana pompa dioperasikan. Semakin dekat dengan permukaan laut maka tekanan atmosfer semakin tinggi sehingga tekanan antara permukaan fluida yang dipompa dan ruang pompa akan semakin besar yang berarti head pompa akan semakin besar. Head pompa selain digunakan untuk memindahkan fluida ke arah vertikal juga digunakan untuk melawan hambatan yang terjadi, maka kemampuan pompa untuk mengangkat fluida akan semakin rendah.
Kapasitas pompa jenis displacement sebanding dengan perubahan volume ruang pompa. Sehingga kapasitas pompa displacement sangat ditentukan oleh ukuran ruang pompa dan jumlah langkah atau putaran per satuan waktu. Untuk pompa resiprokating kapasitas yang dapat dicapai bergantung pada kecepatan aliran fluida, yang mana ini dipengaruhi oleh bentuk impeler, putaran, bentuk rumah pompa dan bentuk saluaran yang digunakan.
Klasifikasi pompa
Pompa diklasifikasi menjadi dua jenis menurut prinsip kerjanya, yaitu pompa dinamik dan pompa displacement. Masing-masing jenis diatas masih dibagi lagi menjadi beberapa jenis menurut jumlah tingkat, bentuk element pompa, jumlah kerja dan arah aliran fluida.
Pompa Displacement
Pompa Displacement adalah pompa yang bekerja dengan perubahan volume ruang pompa. perubahan volume ruang pompa dilakukan oleh element gerak pompa yang bergerak translasi atau bolak-balik dalam ruang pompa, maupun yang bergerak rotasi. Ketika terjadi pembesaran volume rumah pompa maka akan terjadi penurunan tekanan di dalam rumah pompa, sehingga fluida yang memiliki tekanan lebih tinggi akan mengalir atau terhisap ke dalam rumah pompa melalui saluran hisap. Pada saat terjadi pengecilan volume rumah pompa maka fluida dalam rumah pompa akan mengalami penekanan sehingga fluida yang memiliki tekanan yang lebih tinggi dari tekanan di luar rumah pompa, akan mengalir melalui saluran tekan. Untuk mencegah aliran balik ke saluran hisap, maka pompa dilengkapi katup relief valve untuk mencegah aliran balik ke rumah pompa. Pompa jenis ini dapat menghasilkan head yang tinggi, tetapi aliran fluida yang dihasilkan tidak kontinyu tetapi periodik. Untuk mendapatkan aliran fluida yang lebih kontiyu maka pompa perlu dibuat kerja ganda.
Salah satu kelebihan pompa displacement dibanding jenis dinamik adalah pompa jenis displacement dapat memompa udara dengan cukup baik, sehingga pada awal operasi pompa ini memerlukan perlakuan priming yaitu mengisi saluran hisap atau rumah pompa dengan zat cair atau fluida yang sama dengan dipompa. Pompa perpindahan positif cocok untuk melayani kebutuhan head yang besar dengan kapasitas perpipaan yang berdiameter.
Pompa Sentrifugal
Pompa dinamik adalah pompa yang bekerja dengan volume ruang yang tetap. Head yang dibangkitkan merupakan perubahan energi kinetik fluida yang bergerak karena dorongan oleh sudu-sudu impeler yang berputar dalam rumah pompa, Impeler ini menerima energi mekanis dari pengerak pompa melalui poros impeler.
Fluida yang berputar dalam rumah pompa oleh gaya sentrifugal akan terlempar ke dinding rumah pompa sehingga pada daerah pusat impeler akan terjadi kehampaan. Karena pusat impeler mempunyai tekanan lebih rendah dari saluaran hisap, maka fluida dalam saluran hisap akan mengalir ke pusat impeler. Energi kinetik yang dimiliki fluida yang berputar dalam rumah pompa oleh rumah pompa akan diubah menjadi energi tekanan sehingga fluida akan mengalir ke saluran tekan.
Untuk lebih jelas mengetahui klasifikasi jenis-jenis pompa, silahkan lihat gambar berikut ini.
Pompa Rotari
Pompa rotari adalah pompa perpindahan positip yang mana aksi pemompaan utamanya disebabkan oleh pergerakan relatif antar elemen rotasi pemompaan dan elemen stasioner pompa. Pompa rotari berguna untuk mengangkat fluida dan zat cair, dimana fluida adalah istilah umum yang meliputi zat cair, gas, uap dan campuran antara mereka dan kadang-kadang meliputi zat padat yaitu berupa tepung atau bubuk, namun kebanyakan fluida yang digunakan adalah zat cair.
Ciri khusus dari pompa rotari bahwa cairan dipindahkan oleh selain perputaran dari pompa adalah tidak tergantung pada kecepatan aliran fluida. Juga bahwa sewaktu-waktu selalu mengunci bermacam-macam cairan antara sisi masuk dan keluar pompa oleh aksi dan posisi dari elemen-elemen pompa dan clearance yang rapat dari pompa.
Semua basis pemompaan dalam pompa rotari terdiri atas tiga aksi dasar. Bagian rotasi dan stasioner bertindak untuk membatasi volume, dikunci dari outlet pompa dan membuka inlet pompa, yang mana timbul sebagai perputaran elemen rotasi pompa. Ketika volume ini tidak membuka bagian inlet ataupun outlet ruang pompa, maka seal ke bagian outlet ruang pompa dibuka, volume yang membuka ke outlet adalah oleh aksi bersama bagian yang bergerak dan stasioner pompa. Dalam pompa rotasi aksi dari pemompaan elemen volume harus ada tiga kondisi, yaitu : outlet tertutup Inlet membuka, outlet tertutup inlet tertutup, outlet membuka inlet tertutup. Untuk aksi pemompaan yang baik volume Inlet membuka / Open To Inlet (OTI) akan timbul volume yang rat dan seterusnya dengan putran pompa, volume outlet tertutup Inlet tertutup / Close To Inlet and Outlet (CTIO) akan konstan dalam volume perputaran pompa dan volume outlet membuka / Open To Outlet (OTO) akan menimbulkan volume yang maksimal pada sisi keluar.
Macam-macam pompa Rotari
Pompa rotari positif rotor 3 lobe
Pompa rotari positif 3 lobe termasuk pompa positif dimanan elemen rotor didukung dari hub silinder inset ke dalam ujung plat pompa. Volume OTI dibatasi oleh dinding-dinding body dan permukaan elemen rotor antara titik kontak tempat dudukan dimana rotor-rotor mengalirkan fluida dengan dinding-dinding stator (daerah antara rotor- rotor) atau leave (daerah atas dan bawah) volume OTI. Sedangkan Volume OTO dibatasi oleh permukaan elemen-elemen rotor antara kotak-kotak penguncian fluidanya dengan dinding stator dimana mereka berada (berada antara rotor-rotor) atau masuk (daerah atas dan bawah) volume OTO dan oleh dinding-dinding body. Karakteristik pompa rotari adalah rotor-rotor yang satu dengan yang lain tidak terkait dengan atau tidak kontak satu sama yang lain, rotor-rotor ini dipasang atau susunannya sangat presisis antar rotor-rotornya., tanpa ada kebocoran fluida jika mereka bekerja. Ini berbeda dengan roda gigi dan sekrup dimana rotor-rotornya saling kontak.
Permukaan radial dan permukaan aksial dari elemen piston rotor berjalan pada kontak clearence yang rapat dengan dinding body dan kontak beban bantalan bisa berada pada daerah ini. Celah-celah dibatasi oleh clearence, menentukan besar kebocoran fluida dari volume OTO ke volume OTI untuk perbedaan tekanan dan vikositas efektif fluida yang diberikan. Rotor lain pada sebuah pompa rotary positif 3 lobe merasakan torsi pemompaan yang penuh dari penggerak pompa.
Pada gambar dibawah ini memperlihatkan sebuah pompa rotari positif rotor 3 lobe, dimana pusat rotasi dari rotor-rotornya berada pada poros utama pada pompa. Tidak seperti roda gigi internal rotor-rotornya saling kontak satu dengan yang lainnnya.
Flexible Member Pump
Flexible member pump mempunyai pemompaan yang sejenis dengan pompa vane internal dengan volume OTI, OTO, CTIO dibatasi oleh permukaan rotor dan permukaan body dan kontak-kontak fluida antara vane fleksibel rotor dan permukaan body.
Flexibel linear pump adalah mempumyai aksi pemompaan yang sama dengan pompa vane external, ketiga volume ruangan pompa dibatasi oleh permukaan dalam body, permukaan luar liner dan kontak kebocoran fluida antara liner dan lubang body. Pompa linner paling banyak, tidak seperti pompa rotari lainnya, mempunyai satu posisi rotor terkecil yang mana tidak ada kebocoran fluida antara volume OTI dan OTO. Pompa hanya tergantung pada kecepatan fluida, dan inertia untuk membatasi aliran balik selama posisi ini. Lebih jelasnya Lihat gambar berikut ini.
Flexibel tube pump adalah satu yang mana tiga volume dibatasi hanya oleh permukaan dalam dari tube flexibel dan dibatasi oleh tempat dudukan dari titik-titik komperesi pada tube oleh roller-roller atau sepatu-sepatu dan dinding body.
Pompa Roda gigi
Pompa roda gigi adalah pompa rotari yang mana dua atau lebih roda gigi yang dihubungkan untuk mendapatkan aksi pemompaan. Karakteristik bahwa salah satu dari roda gigi menjadi penggerak roda gigi lainnya. Kontak mekanik antara bentuk roda gigi sebuah bagian dari pergerakan penguncian fluida antara sisi masuk dan sisi keluar dan ujung–ujung radial dari roda gigi dan sisi-sisi dari bentuk gigi. Kontak gigi bergerak sepanjang permukaan gigi dan selalu melompat dari gigi ke gigi seperti perputaran roda gigi. Ada pula karakteristik yang membedakan pompa roda gigi dari pompa lobe, yang mana rotor tidak mampu mengerakan lainnya, dan yang mana kontak penguncian fluida berkedudukan antara lobe-lobe.
Dua jenis pompa roda gigi adalah pompa roda gigi luar (external gear pump) dan pompa roda gigi dalam (internal gear pump). Umumnya pompa roda gigi luar disusun sedemikian rupa sehinga pusat rotasi dari elemen lainnya adalah external (di luar) untuk diameter mayor pada penyambungan roda gigi dan semua roda gigi adalah jenis roda gigi luar. Pusat rotasi pada suatu roda gigi terendah pada pompa roda gigi dalam adalah di sebelah dalam diameter mayor pada sebuah penggabungan roda gigi dan pada satu gigi terendah adalah jenis roda gigi dalam atau jenis gigi mahkota. karakteristik yang membedakan pompa roda gigi dari pompa lobe, yang mana rotor tidak mampu mengerakan lainnya, dan yang mana kontak penguncian fluida berkedudukan antara lobe-lobe.
Dari ilustrasi gambar diatas dapat dijelaskan bahwa volume OTI pada ruang pemompaan pada pompa roda gigi dibatasi oleh dinding-dinding body dan oleh permukaan gigi-gigi roda gigi antara titik-titik penguncian fluida dimana pengabungan roda gigi-roda gigi dan titik-titik penguncian roda dimana ujung gigi roda gigi lainya bertemu dan mengunci dengan dinding-dinding body seperti ini meningalkan volume OTI. Fluida yang terperangkap pada diantar gigi-gigi roda gigi dan diding body terkunci dari ruangan pemasukan dan ruang pengeluaran dan ini volume CTIO. Volume OTO dibatasi diding-dinding body permukaan gigi roda giginya antara titik penguncian fluida dimana ujung gigi roda gigi lainya meningalkan dinding body dan masuk ke volume OTO dan titik-titik penguncian fluida dimana roda gigi-roda gigi dihubungkan.
Bagian-bagian sisi axsial dari roda gigi-roda gigi berjalan pada kontak clearance yang kecil dengan axial dan permukaan ruangan pemompaan. Gigi-gigi pada roda gigi berjalan pada kontak clearence yang kecil dengan gigi-gigi yang lainnya dimana mereka dihubungkan. Ujung-ujung gigi roda gigi berjalan pada kontak clearence yang kecil dengan permukaan radial dari ruangan pompa pada pengangkatan dari volume OTI ke volume OTO. Beban kontak bantalan antara rotor-rotor atau antara rotor dan stator bisa berada pada tiga daearah, dan celah-celah dibatasi oleh kelongaran jalan pada daerah-daerah ini menentukan banyak kebocoran dari volume OTI ke volume OTO, untuk beberapa beda tekanan yang diberikan antara volume-volume ini, untuk beberapa vikositas efek fluida.
Gaya pemompaan dibagi oleh rotor-rotor dan banyaknya seimbang dari total torsi bulu kempa oleh rotor yang lainya pada beberapa saat seketika ditentukan oleh kedudukan titik-titik penguncian fluida antara gigi-gigi roda gigi rotor. Saat titik penguncian fluida bergerak maju pusat rotasi dari roda gigi rotor, torsi pemompaan pada penambahan roda gigi itu, dan saat ini bergerak dari pusat ke pengurangan torsi, tetapi mereka mungkin digunakan untuk mentransfer torsi antara sambungan-sambungan yang berputar untuk menghindari keausan secara cepat antara gigi-gigi rotor ketika pompa mengangkat zat cair yang tidak perlu dilumasi (non lubricasting liquid).
Pompa Sekrup Rotor banyak (Multiple Rotor scew Pump)
Biasanya rotor-rotor model sekrup pada pompa jenis ini tidak bisa mengerakan satu sama lainya dan roda gigi pengatur dikehendaki. Volume OTI dibatasi oleh dinding body dan permukaan sekrup antara kontak penguncian fluida antara sekrup-sekrup dan kontak penguncian fluida antara diameter mayor dari kumpulan sekrup dan dinding body sekrup dihubungkan volume OTI. Volume CTIO dipasang pada tangga sekrup antara titik-titik penguncian fluida pada gandengan sekrup yang ada. Volume OTO dibatasi oleh dinding-dinding body dan oleh permukaan sekrup antara kontak penguncian fluida antara sekrup dan kontak penguncian fluida antara diameter mayor tangga sekrup dan dinding body dimana sekrup bergabung dengan volume OTO.
Diameter mayor dari rotor-rotor sekrup berjalan pada kontak kelonggaran yang kecil, dengan dinding stator. Sisi-sisi dari tangga sekrup berjalan pada kontak clearence yang kecil dengan yang lain dimana mereka berhubungan. Beban kontak bantalan bisa berada di kedua daerah ini, dan celah-celah dibatasi dengan menentukan kelonggaran-kelonggaran jalan banyaknya kebocoran fluida dari volume OTO ke volume OTI untuk membedakan tekanan yang diberikan dan vikositas fluida.
Kontak alami berada diantara sekrup-sekrup dimana menentukan jaringan torsi pemompaan bulu kempa dengan perakitan rotasi yang lain. Yang terpenting dalam torsi pemompaan, dua pompa sekrup adalah dibagi sama antara sekrup-sekrup pada semua waktu. Ujung permukaan aksial sekrup memulai gaya angkat dengan perbedaan tekanan antara volume OTI dan volume OTO.
Pompa Lobe (Lobe Pump)
Pompa lobe bentuk permukaan rotornya dibulatkan yang mana mengijinkan rotor-rotor terus berhimpitan, tetapi rotor-rotornya tidak saling menggerakkan sebagai putaran pada pompa.
Tidak seperti pompa roda gigi, jumlah kedua lobenya tidak mengijinkan salah satu rotor menggerakan rotor yang lain dan semua pompa lobe menghendaki timing gear. Volume OTI dibatasi oleh permukaan body, permukaan rotor, kontak antar rotor- rotor dan kontak antara rotor dengan tutup lobe dan body. Volume CTIO dibatasi oleh kontak antara tutup lobe dan dinding body dan pengabungan antara dinding body dam permukaan lobe. Volume OTO dibatasi oleh dinding-dinding body, permukaan rotor, komtak lobe ke dinding body dan kontak lobe-lobe. Pada pompa lobe dua rotor, torsi dibagi oleh kedua rotor dengan jumlah yang sesuai dari torsi tergantung posisi dari titik kontak rotor ke rotor pada daerah kontak rotor. Ketika titik kontak pada daerah radius mayor (radius maksimun lobe dari satu rotor pada kontak dengan radius minimum dari pengabungan rotor), satu rotor meneruskan torsi pemompaan yang penuh sambil rotor yang lain menemui torsi yang seimbang. Torsi pemompaan yang penuh mengalir dari rotor ke rotor lainmeninggalkan tempat sebanyak waktu pada revolusi lengkap yang lain dari sebuah rotor seperti ada lobe-lobe pada rotor.
Pompa lobe dalam (internal lobe pump) adalah salah satu rotor tunggal dengan lobe sepanjang keliling bentuk pompa, dengan digerakkan pada kombinasi rotasi dan girasi dari rotasi pada pusat body dengan kontak-kontak bentuk lobe dalam, pada suatu jalan yang demikian bahwa rotor selalu kontak body pada dua atau lebih tempat untuk mengawetkan penguncian fluida antara volume OTO dan volume OTI.
Volume OTI dibatasi oleh permukaan luar rotor dan permukaan dalam body, dan titik-titik penguncian fluida diantara mereka. Volume CTOI dibatasi oleh permukaan luar rotor dan permukaan dalam body antara dua titik penguncian fluida yang berdekatan. Volume OTO dibatasi oleh permukaan luar rotor, permukaan dalam body dan titik penguncian fluida antara rotor dan body. Kebanyakan pompa jenis ini mempunyai satu lobe rotor yang mengalah daripada rongga dalam body lobe. Torsi pemompaan yang penuh adalah dirasakan oleh rotor tunggal tetapi torsi adalah berputar atau beredar, tergantung posisi rotor dan perlengkapan pengunciannya dengan body, jumlah siklus torsi per putaran rotor menjadi sama dengan jumlah lobe pada rotor.
Pompa sekrup tunggal adalah mempunyai prinsip operasi yang sama dengan pompa lobe dalam, kecuali bahwa kerugian rongga aksial sepanjang anggota pencekik dengan permukaan luar celah kecil seperti ini berputar pada sebuah body dengan alur-alur celah kecil sumbu dalam. Beban tekan yang tinggi pada tekanan tinggi dirasakan oleh rotor pada gambaran versi penutup tunggal, tetapi ini dulu diseimbangkan dengan menggunakan 2 (dua) bagian berlawanan.
Pompa Vane Rotor Kaku (Rigid Rotor Vane Pump)
Pada berbagai jenis pompa vane rotor kaku, elemen-elemen yang dapat bergerak mengunci pada sudu-sudu kaku, roller-roller, selop-selop (slippers), sepatu-sepatu, bucket-bucket dan sebagainya, digerakkan umumnya radial dalam keadaan dan rupa dengan meratakan cam, untuk memelihara kuncian (kedap udara) fluida antara volume OTI dan volume OTO selama operasi pompa. Volume OTI dibatasi oleh dinding-dinding body, dinding-dinding rotor kontak kuncian antara vane dan rotor dan body, kontak kuncian antara vane-vane dan rotor, dan kontak kuncian antara vane dan body. Volume OTO dibatasi oleh permukaan dinding body, permukaan dinding rotor, titik-titik penguncian fluida vane ke rotor dan vane ke body. Volume OTO dibatasi oleh permukaan boby, permukaan rotor, titik-titik kuncian fluida vane ke body dan titik-titik kuncian fluida vane ke rotor. Dalam pompa vane internal, volume radial dibelakang vane-vane menginginkan untuk selalu memiliki komposisi konstan atau lubang lain, karena dari aksi pemompaan piston dari vane-vane dan adanya fluida yang terperangkap, ketika vane-vane berada didalam susunan blade-blade, rotor- rotor. Ketika kerataan vane adalah radial external dari rotor, dan vane atau vane-vane dipasang pada body atau stator, pompa ini disebut pompa external vane in body pump. Volume OTI, CTIO, OTO dibatasi seperti untuk internal vane pump ketika vane external bertingkat digunakan. Pada gambar dibawah ini memperlihatkan pompa vane internal vane tunggal, dalam hal ini volume CTIO dibatasi oleh kerataan rotor, kerataan body dan kebocoran fluida diantara mereka. Pompa vane adalah pompa rotor tunggal dan rotor ini merasakan torsi pemompaan penuh.

Metalurgi

Mengenal Aluminium

Logam
Logam adalah segolongan unsur – unsur yang berasal dari galian tambang yang mempunyai kemampuan sebagai penghantar panas dan listrik yang baik. Pada temperatur udara normal, hampir semua logam dalam keadaan padat, kecuali air raksa. Semua logam dapat mencair bila dipanaskan hingga mencapai suhu tertentu ( titik cair ). Untuk mendapatkan logam, dilakukan dengan cara penambangan ke dalam tanah dengan kedalaman tertentu. Pada umumnya, logam – logam tersebut dalam bentuk batu – batuan atau pasir dan sering disebut bijih logam. Dalam penemuannya, bijih logam selalu bercampur dengan unsur – unsur lain yang bersenyawa dengannya. Sedangkan untuk mendapatkan logam yang diinginkan, bijih logam harus diolah untuk memisahkan unsur – unsur yang lain. Dengan pemisahan tersebut, akan didapatkan logam murni. Logam telah dikenal oleh nenek moyang kita sejak zaman dulu, sekitar 4000 tahun sebelum Masehi. Mereka sudah mengenal bagaimana cara mencairkan dan menuang logam ke dalam cetakan. Awalnya, mereka menggunakan logam untuk membuat perhiasan dari emas dan perak. Kemudian mereka membuat barang – barang logam lainnya. Hal ini mudah mereka lakukan karena logam masih dalam keadaan murni sehingga dengan mudah dapat ditempa.
Pengecoran Logam
Untuk dapat melakukan suatu pengecoran logam, harus dilakukan pencairan terhadap logam induk. Untuk mencairkan logam seperti besi cor, biasanya digunakan tanur, kupala, atau tanur induksi berfrekwensi rendah. Sedangkan untu baja tuang, biasanya digunakan tanur induksi berfrekwensi tinggi. Sedangkan untuk paduan tembaga atau coran paduan ringan, digunakan tanur krus karena hal ini dapat memberikan logam cair yang baik dan sangat ekonomis untuk logam – logam tersebut. Untuk cetakan, biasanya digunakan pasir yang dipadatkan. Untuk pengikat pasir digunakan air kaca, resin fural, resin fenol, atau minyak pengering. Untuk logam yang memiliki titik cair yang tidak tinggi seperti Aluminium, dapat menggunakan logam sebagai cetakannya, asalkan titik cair logam tersebut lebih tinggi dari titik cair Aluminium. Ada 4 macam jenis pengecoran, yaitu :
1. Gravity casting
Jenis pengecoran ini biasanya digunakan untuk logam yang titik cainya tinggi dan menggunakan pasir sebagai cetakannya. Tetapi tidak menutup kemungkinan untuk logam yang titik cairnya rendah. Mengalirnya logam ke dalam cetakan hanya berdasarkan berat cairan logam itu sendiri atau gravity.
2. Pengecoran sentrifugal
Ini adalah pengecoran dengan cetakan diputar dan logam cair dituang ke dalamnya. Sehingga logam cair mendapat tekanan dari gaya sentrifugal yang terjadi dan menuju permukaan cetakan sampai ketebalan yang diinginkan. Pengecoran jenis ini biasanya digunakan dalam pembuatan pipa.
3. Pengecoran tekanan rendah
Ini adalah pengecoran dimana aliran cairan logam masuk ke dalam cetakan akibat tekanan yang diberikan terhadap cairan tersebut lebih tinggi daripada tekanan atmosfer pada permukaan logan. Tekanan ini mengakibatkan logam cair mengalir ke atas melalui pipa dan masuk ke dalam cetakan.
4. Pengecoran tekanan tinggi
Ini adalah pengecoran dimana logam cair yang akan dicetak memiliki titik cair yang rendah seperti Aluminium. Cetakan terbuat dari logam karena jika terbuat dari pasir, bila diberi tekanan tinggi akan menghancurkan cetakan yang terbuat dari pasir tersebut. Tenaga yang digunakan untuk menekan dan menginjeksikan logam cair ke dalam cetakan biasanya menggunakan tenaga hidrolik atau pneumatik.
Pembekuan Logam
Pembekuan logam murni
Bila cairan logam murni didinginkan perlahan – lahan, maka pembekuan akan terjadi pada temperatur yang konstan. Temperatur ini disebut sebagai titik beku.
Pada permulaan pembekuan logam cair, timbul inti – inti kristal. Kemudian kristal – kristal tumbuh di sekeliling inti tersebut dan inti – inti yang baru tumbuh dalam waktu yang sama. Akhirnya, seluruhnya ditutupi oleh butir – butir kristal sampai logam cair tersebut menjadi padat. Ini akan mengakibatkan seluruh logam menjadi susunan kelompok butir kristal serta batas – batas terjadi diantaranya dan ini disebut batas butir.
a. Keadaan cair
b. Inti timbul
c. Kristal tumbuh di sekeliling inti inti baru tumbuh
d. Kristal menyentuh tetangganya dan menghentikan pertumbuhannya
e. Pembekuan logam selesai menjadi kristal berstruktur banyak
Besar kecilnya kristal tergantung pada laju pengintian dan pertumbuhan inti. Kalau laju pertumbuhan inti lebih besar dari laju pengintian, maka didapat kelompok butir kristal besar. Jika laju pengintian lebih besar dari laju pertumbuhan inti, maka didapat kelompok butir kristal halus.
Pembekuan paduan
Bila logam terdiri dari 2 unsur atau lebih didinginkan dari keadaan cair, maka butir – butir kristalnya akan berbeda dengan butir kristal logam murni. Apabila paduan terdiri dari unsur A dan unsur B membeku, maka didapat susunan butir – butir kristal A dan B, tetapi umumnya didapat butir – butir kristal campuran unsur A dan B. Bila dipelajari lebih cermat akan didapat 2 kemungkinan, yaitu :
a. A larut dalam B atau B larut dalam A
b. A dan B terikat satu sama lain dengan pwerbandingan tertentu
Kemungkinan pertama disebut larutan padat dan kemungkinan kedua disebut senyawa antar logam. Senyawa antar logam terdiri dari unsur A dan B yang memiliki kisi kristal yang berbeda. Namun kedua kemungkinan tersebut jarang terjadi dimana sebagian kecil dari keduanya akan muncul dalam keadaan murni.
Pembekuan coran
Pembekuan coran dimulai dari bagian – bagian yang bersentuhan langsung dengan cetakan, yaitu dimana panas logam cair merambat ke cetakan. Logam cair yang bersentuhan dengan cetakan mendingin sampai titik beku sehingga akan tumbuh inti – inti kristal.
Pembekuan coran tersebut secara perlahan maju dari bagian luar menuju ke dalam. Lamanya waktu pembekuan sebanding dengan volume coran dan luas permukaan yang berhubungan langsung dengan cetakan.
Aluminium
Aluminium murni
Aluminium diperoleh dengan mengekstraksi Alumine ( Aluminium oxide ) dari Bauxite melalui proses kimia, kemudian Alumine tersebut larut dalam elektrolit cair ketika arus listrik mengalir melalui Alumine. Hal tersebut mengakibatkan Aluminium metal terkumpul pada katoda. Umumnya, kemurniannya mencapai 99,85 %. Dengan mengelektrolisa kembali, maka akan didapat Aluminium dengan kemurnian 99,99 %.
Alumunium merupakan logam yang mempunyai sifat – sifat :
a. ringan
b. tahan korosi
c. daya hantar listrik yang baik
Namun, Aluminium memiliki sifat mekanik yang buruk sehingga untuk memperbaiki sifat – sifat mekaniknya perlu diberi unsur – unsur tambahan seperti Silikon, Tembaga, Mangaan, Ferro, Magnesium, serta unsur – unsur lain yang dapat memperbaiki sifat Aluminium itu sendiri.Paduan utama Aluminium
Fungsi dari penambahan unsur paduan adalah untuk memberikan pengaruh atau melengkapi sifat dasar Aluminium murni. Selain itu, unsur paduan juga berfungsi untuk memperkuat sifat dasar Aluminium dan memperbaiki kualitasnya sehingga menghasilkan Aluminium paduan yang sesuai dengan kebutuhan. Berikut ini adalah unsur yang sering dijadikan paduan Alumunium.
a. Silikon ( Si )
Silikon memiliki kelebihan mencolok karena dapat memberikan kemampuan cair yang baik terhadap logam induk. Unsur ini juga mempengaruhi ketahanan korosi, ketahanan panas, serta memberikan sifat terhadap kondisi permukaan yang bagus / halus untuk material coran.
b. Tembaga ( Cu )
Tembaga dapat memberikan sifat kemampuan cair dan mampu mesin yang baik. Namun bila unsur ini berlebih akan berpengaruh terhadap ketahanan korosi.
c. Magnesium ( Mg )
Dengan memadukan unsur ini, diharapkan akan mendapat sifat ringan pada material karena berat jenis Magnesium adalah yang paling ringan, yaitu 1,89 g/cm3. Unsur ini juga mampu menahan oksidasi dan retak pada suhu tinggi.
d. Ferro ( Fe )
Ferro berfungsi untuk mencegah penempelan logam cair pada cetakan selama proses penuangan. Namun bila unsur ini berlebih akan menurunkan kekuatan tarik dan meningkatkan kekerasan sehingga akan sulit dalam proses machining.
e. Mangaan ( Mn )
Unsur ini berpengaruh terhadap ketahanan, kekerasan unsur, dan ketahanan korosi. Namun bila unsur ini berlebih akan menurunkan kemampuan tuang dan mengkasarkan butir partikel sehingga akan berpengaruh terhadap permukaan.
f. Nikel ( Ni )
Unsur ini mempengaruhi sifat keras, keliatan, tahan api, panas dan asam.
g. Krom ( Cr )
korosi dengan pembentukan Cr carbide. Unsur ini juga dapat meningkatkan kekuatan tarik dan pengerasan inti.

Mengenal Ilmu Statistik Secara Sederhana

MENGENAL ILMU STATISTIK SECARA SEDERHANA
Oleh Okasatria Novyanto

Masih hangat dari ingatan kita tentang hasil survey fenomenal pada tahun 2002 dari seorang dosen filsafat Universitas Gadjah Mada (Iip Wijayanto) yang menyebutkan bahwa 97,05% Mahasiswi di Yogyakarta sudah kehilangan kewanitaannya.
Lepas dari kebenaran informasi tersebut, yang perlu kita kritisi adalah “bagaimanakah sampling dilakukan (metode sampling)? Berapa besar samplenya? Berapa standar deviasi dari datanya? Berapa % Error-marginnya?” dan masih banyak lagi pertanyaan-pertanyaan mendasar yang perlu dikemukakan untuk memastikan kesimpulan dari penelitian tersebut dapat diterima. Untuk itulah marilah kita mengenal tentang dasar-dasar dari ilmu statistik yang akan dipaparkan pada pembahasan berikut ini secara sederhana. Disamping itu juga hal ini perlu dilakukan karena untuk dapat mengaplikasikan Six Sigma secara benar, pemahaman ilmu statistik dalam kerangka berpikir ilmiah merupakan suatu kebutuhan.
Statistik ialah ilmu yang membahas tentang pengumpulan, penyusunan, analisa, interpretasi dan penyajian data. Tujuan penggunaan Statistika adalah untuk memprediksi dan mencegah suatu keabnormalan proses, bukan hanya sekedar inspeksi dan deteksi terhadap keabnormalan proses. Secara umum, Ilmu statistik ada 2 jenis yaitu :
- Statistik Deskriptif (Memberikan informasi tentang kinerja dari sebuah proses).
- Statistik Inferensial (Memberikan informasi tentang prediksi yang berhubungan dengan kinerja sebuah proses atau Peluang).
Data

Dalam melakukan suatu observasi dibutuhkan data-data yang accountable. Data yang baik apabila diolah maka akan menghasilkan informasi yang berguna atau bermanfaat. Jadi yang dimaksud dengan data adalah sekumpulan fakta, angka atau segala sesuatu yang dapat dipercaya kebenarannya sehingga dapat digunakan sebagai referensi dalam mengambil keputusan.
Jenis Data
Data variable : disebut juga data continues atau measurement. Data ini berasal dari hasil pengukuran dan nilainya berada dalam suatu interval atau jangkaun tertentu, contoh : Hasil pengukuran berat badan dari 46 Inspector di PQA, hasill pengukuran panjang Frame Main DV28EC selama 1 bulan, dll.
Data attribute : disebut juga data diskrit atau data non continues. Umumnya data ini merupakan hasil perhitungan dan berupa bilangan bulat, contoh : Jenis suku bangsa Inspector PQA, jenis kelamin (pria/ wanita), jumlah karyawan yang tidak masuk per hari, dll.
Alasan Perlunya Pengumpulan Data
a. Untuk mengumpulkan fakta-fakta tentang suatu masalah atau kesempatan yang dapat dikuantifikasi.
b. Untuk menyampaikan fakta-fakta ini dalam bahasa yang sama.
c. Untuk menetapkan informasi mendasar tentang sebuah proses.
d. Untuk mengukur jumlah dan arah perubahan-perubahan yang terjadi.
e. Untuk membandingkan gambaran proses sebelumnya dan sesudahnya
f. Untuk memfasilitasi analisa keuntungan (Cost Benefit Analysis) dari solusi yang diusulkan.
g. Untuk mengkuantifikasi dampak dari sebuah solusi.
Perlu diketahui bahwa data merupakan sebuah langkah awal dalam suatu analisa untuk mengambil keputusan. Jika data yang kita kumpulkan tidak sistematis, akurat dan aktual maka keputusan yang dihasilkan tentunya tidak akan akurat dan tidak dapat dipertanggungjawabkan kebenarnnya. Dengan kata lain data yang dikumpulkan akan terbuang sia-sia.
Jadi perlu dipikirkan terlebih dahulu point-point tentang apa saja yang akan dikumpulkan sebelum kita memulai aktifitas pengumpulan data, misalnya : Jenis defect, waktu, biaya, dll.

Populasi dan sample
Populasi ialah keseluruhan object yang ingin kita ukur dan analisa. Sedang sample ialah sebagian (kecil) dari populasi dimana kita benar-benar melakukan pengukuran dan dengan ini kita dapat menarik kesimpulan.
Dalam suatu penelitian atau observasi terhadap suatu object ekosistem yang jumlah populasinya besar. Metode sampling akan dipilih dengan mempertimbangkan keterbatasan waktu, biaya dan kepraktisan. Sampling secara statistik memungkinkan kita mengumpulkan informasi tentang suatu populasi tanpa kita harus meneliti secara keseluruhan.
Salah satu kelebihan kita menggunakan sampling secara statistik yakni kita dapat menentukan tingkat akurasi dan ketepatan pengujian kita sebelum disebarkan. Dalam penerapannya untuk membedakan antara populasi dan sample, para ahli statistik memberikan simbol yang berbeda dan perhitungan yang sedikit berbeda.
Sebelum kita membahas lebih jauh lagi, ada beberapa terminology yang perlu diketahui terlebih dahulu, yakni :
1. Populasi
Seluruh item yang membentuk suatu kelompok yang menarik untuk diteliti dan populasi ini harus ditentukan sebelum kita memutuskan untuk mengambil sampling, contoh : semua supplier part stamping untuk TEI, part stamping yang digunakan pada drive model DW224EV, dll.
2. Kerangka sampling
Sebuah daftar , data base atau pengenal khusus lainnya tentang item-item yang akan diikutsertakan menjadi sample, contoh : Bill Of Material yang mencakup semua stamping part pada drive model DW224EV, Data di SAP yang menyimpan list semua supplier stamping part untuk TEI, dll.
3. Unit sampling
Item sesungguhnya yang diikutkan dalam sampling, contoh: Sebuah Screw, dll.
4. Bias
Merupakan perbedaan antara data yang kita kumpulkan dalam sample dengan “kondisi sebenarnya” dari populasi. Hal ini dapat mempengaruhi hasil interprestasi kita terhadap hasil statistik yang dihasilkan (D.Manggala, 2005).
Jenis-Jenis Sampling
Menurut Augustine A.Stagliano dalam bukunya Rath and Strong’s Six sigma Advance Tool Pocket Guide (2004) disebutkan bahwa sampling diklasifikasikan menjadi beberapa jenis :
Ditinjau dari segi jenisnya, sampling dikategorikan menjadi 2, yakni :
Sampel Judgmental
1. Sampel dipilih berdasarkan pengetahuan dan pengalaman.
2. Hanya sebagian kecil dari populasi yang diikutsertakan dalam proses seleksi.
3. Sampel dianggap mewakili populasi.
4. Contoh : PT. Livatech bermaksud mengadakan customer satisfication survey. Dari 20 customer yang ada hanya diambil sample 5 customer yang utama saja dengan pertimbangan kelima customer tersebut ordernya diatas 100.000 Part/ bulan.
Sampel Statistical
1. Sampe dipilih secara acak.
2. Seluruh populasi diikutsertakan dalam proses seleksi.
3. Sampel mewakili seluruh populasi.
4. Contoh : PQA mengambil sampel Shaft PU (L) DV28EC dari 10 box yang ada dengan masing-masing box diambil 50 Pcs secara acak.
Metode Sampling
Sekurangnya ada 3 metode sampling, yakni :
1. Systematic sampling : Dalam pengambilan sampel, metode ini menekankan pengambilan yang teratur dengan interval frekuensi yang jelas, misalnya : setiap pengambilan sampel dilakukan diawal shift, pengambilan sampel setiap kelipatan 100 Pcs, dll.
2. Random sampling : Pengambilan sampel ini dilakukan secara acak dan umumnya dibantu dengan statistical software (MINITAB). Metode ini dipandang cukup aman dari bias.
3. Stratified sampling : Ciri khas dari metode sampling ini adalah adanya penggolongan sebuah group yang sangat besar menjadi sub-group dan dalam sub-group ini baru dilakukan pengambilan sampel secara sistematik maupun random.
Pengukuran Central Tendency
Untuk mengukur Central Tendency (diterjemahkan secara bebas = ukuran letak) biasanya menggunakan indikator-indikator mean (rata-rata), median (nilai tengah) dan modus (nilai yang sering muncul).
Mean (rata-rata) ialah jumlah semua observasi dibagi dengan banyaknya jumlah data. Nilai mean sangat dipengaruhi oleh nilai-nilai yang ekstrim.
Median ialah Nilai tengah dari sederetan data yang sudah terurut mulai dari nilai terkecil hingga terbesar (diranking). Median tidak dipengaruhi oleh nilai-nilai yang ekstrim. Jika banyaknya data ganjil maka median sama dengan nilai data yang tepat berada ditengah-tengah. Namun jika banyaknya data genap maka median sama dengan rata-rata dari dua nilai yang berada ditengah. Hal inilah yang dapat dikatakan bahwa median sama dengan 50th percentile atau kuartile kedua (Q2). Sebagai informasi tambahan saja bahwa median umumnya digunakan pada distribusi yang miring (skew) sedang distribusi yang seimbang umumnya memakai mean.
Modus adalah nilai yang paling sering muncul.
Pengukuran Variasi
Pengertian variasi dalam konteks ini diterjemahkan sebagai ukuran penyebaran.
Parameter-paremeter yang umum dipakai adalah :
- Range (jangkauan) ialah perbedaan antara nilai terbesar dengan nilai terkecil.
- Variance ialah rata-rata kuadrat jarak dari tiap-tiap titik ke rata-rata.
- Standar deviasi merupakan akar dari variance.

Dengan sedikit penjelasan diatas tentunya kita akan mengetahui bahwa dengan rata-rata saja tidak cukup untuk membuat suatu kesimpulan dari data yang kita analisa. Kita perlu mengukur variasi tentunya. Untuk lebih jelasnya, perhatikan contoh berikut ini :
Ada 3 buah perusahaan multinasional di Batam sedang disurvey, sampling dilakukan dengan mengambil 5 orang karyawan tiap-tiap perusahaan dengan hasil berikut (dalam Juta Rupiah). Tujuan dari survey ini adalah untuk membuktikan apakah bisa dikatakan gaji karyawan di Batam itu “rata-rata sama Rp. 3.000.000,00”?
Dengan melihat data diatas belum dapat dikatakan bahwa dua group yang mempunyai mean dan median sama itu dikategorikan sama secara statistik.
Jenis Distribusi
Pada pembahasan dimuka telah disinggung tentang klasifikasi data bahwa dapat dikategorikan dalam data attribute dan data variable (continuous data) sehingga distribusi data-pun secara umum dibagi menjadi 2, yakni :
1. Discrete distributions (untuk non continuous data).
2. Continuous distributions.
Bentuk-bentuk Distribusi
Secara umum, bentuk-bentuk ditribusi adalah sebagai berikut :
- Simetris, bila rata-rata = median atau angka skewness = 0
- Right Skewed (Positif), bila rata-rata > median
- Left Skewed (Negatif), bila rata-rata <>

Untuk mempercepat dan membantu kita dalam mengetahui persebaran data, penggunaan histogram merupakan suatu langkah yang cepat untuk mengetahui bentuk distribusi suatu data.

Discrete Distributions

Jenis discrete distributions yang umum sering dipakai antara lain :

1. Binomial distributions - Untuk lebih mudah dalam pemahaman, mungkin akan lebih mudah diterima jika menggunakan sebuah contoh : Anda seorang pemain Futsal yang sedang melatih kemampuan untuk menendang bola ke gawang dari luar daerah Keeper. Anda melakukan 6 tendangan setiap set dengan posisi serong kiri-serong kanan dan depan, masing-masing 2 bola (total 6 bola setiap set). Dan dari sekian kali set, setelah dirata-rata anda mendapatkan 3 Gol dari 6 kali tendangan. Dalam hal ini nilai kemungkinan GOL adalah 0,5. Dari data ini kita dapat mengitung kemungkinan akan GOL jika menendang 300 kali.

2. Poisson distributions - Banyak analisis dilakukan untuk jumlah suatu kejadian per area of opportunity dimana area per opportunity dapat berupa waktu, ruang maupun area. Misalnya : Anda sedang mengantri di Bank dan masih menunggu lama sekali untuk dilayani. Mungkin anda menghitung dalam hati berapa pelanggan yang datang setiap satu menit. Dalam satu menit pertama ada sepuluh orang yang datang berbarengan, menit ketiga ada dua orang, menit ke sepuluh ada tujug orang datang. Jika anda setiap hari menghitung laju kedatangan pelanggan per menit, dalam sebulan anda akan mempunyai rata-rata laju kedatangan pelanggan per menit. Disini anda dapat dikatakan punya distribusi yang disebut dengan Poisson disitribution. Distribusi ini sangat penting dalam analisis operasi terutama dalam analisis produktivitas sistem atau peralatan yang menggunakan teori antrian atau Queue theory. (D.Manggala, 2005)

Continuous Distributions
Distribusi yang umum dipakai pada jenis Continous distribution, antara lain :

1. Normal Distributions Banyak kejadian yang muncul secara acak (random) menghasilkan data dengan distribusi bell shaped. Kurva yang menghubungkan puncak-puncak batang disebut Kurva Peluang Normal yang digunakan untuk meng-estimasi Distribusi Normal dari kejadian-kejadian yang muncul secara acak (random). Dalam kasus-kasus yang umum terjadi, asumsi yang digunakan dalam analisis adalah bahwa data yang kita dapatkan terdistribusi dengan normal dan simetris. Hal ini berarti bahwa kita perlu terlebih dahulu menguji bisa tidaknya suatu group dikatakan terdistribusi secara normal. Dan jika anda menggunakan statistical software (MINITAB), menu pilihan untuk menguji kenormalan distribusi telah tersedia dan juga dapat melihat bentuk dari kurvanya (simetris ataukah miring).

2. Exponential Distribution Secara sederhana distribusi eksponensial dapat dijelaskan sebagai suatu distribusi dari data-data yang menggambarkan periode (waktu) ataupun ruang diantara dua kejadian. Contoh yang paling umum dalam penerapan distribusi eksponensial ini adalah dalam mengukur periode kerusakan sebuah mesin (MTBF = Mean Time Between Failure)

Mengenal Confidence Interval
Sebagaimana telah disebutkan pada penjelasan diawal bahwa kita mengambil suatu kesimpulan berdasarkan analisis yang dilakukan hanya atas dasar sampel yang diambil. Kenyataan yang terjadi bahwa (misal : rata-rata) rata-rata sampel itu ternyata tidak sama persis dengan rata-rata populasi. Dengan kata lain tentunya dalam hal ini terdapat perbedaan rata-rata antara sampel satu dengan sampel lainnya dalam satu populasi yang sama (populasi yang diambil). Perbedaan hasil statistik antara satu sampel dengan sampel lainnya inilah yang disebut dengan “sampling error”. Jika kita memperbesar ukuran sample maka akan menghasilkan “sampling error” yang lebih kecil. Para ahli statistik mengeluarkan konsep estimasi interval dimana nilai karakteristik suatu populasi diperkirakan dengan suatu tingkat kepastian akan berada didalam suatu interval. Interval ini disebut dengan Confidence Interval Estimated. Ini merupakan suatu konsep yang sangat penting dalam analisis statistik. Pada umumnya, analisis six sigma menggunakan Confidence Interval Estimated sebesar 95%, hal ini berarti bahwa : jika semua sampel diseleksi dalam ukuran “n”, maka 95% dari sampel itu akan memasukan parameter populasi dalam interval hasil estimasi. Untuk membuat estimasi interval, anda mesti mengetahui statistik dari sampel yang anda gunakan untuk menganalisis karakteristik populasi dan distribusi samplingnya.

Confidence interval = Titik estimasi sampel + Margin of error

Mengenal Hypothesis Test

Seringkali kita dihadapkan pada keharusan untuk membandingkan 2 buah group data atau lebih, hal ini tentunya membutuhkan suatu analisis. Disinilah konsep Hypothesis test diperlukan. Sebelum masuk pada pembahasan lebih jauh, terlebih dahulu perlu diperkenalkan tentang Type I Error dan Type II Error. Agar lebih jelas, perhatikan contoh berikut ini. Masih hangat dalam ingatan kita tentang kasus Roy Marteen tersangka Narkoba. Tentunya hipotesis awal dia dianggap “tidak bersalah” dan hipotesis alternatifnya tentu saja dia “bersalah”

Ho = Roy Marteen tidak bersalah

Ha = Roy Marteen bersalah Test hipotesis ini bertujuan membuktikan apakah keputusan yang kita ambil benar-benar sesuai dengan kenyataan yang sebenar-benarnya. Oleh karena itu kondisi antara keputusan yang kita ambil dengan kenyataan yang sebenarnya dapat digambarkan sebagai berikut :

Dari Matriks diatas dapat dilihat bahwa ada 2 kemungkinan hakim melakukan kesalahan : Kesalahan tipe I : Memenjarakan orang yang tidak bersalah

Kesalahan tipe II : membebaskan orang yang bersalah

Kemungkinan melakukan kesalahan tipe I didefinisikan sebagai alpha (siginificance level), dimana 0 Kurang dari atau sama dengan alpha dan alfa kurang dari atau sama dengan 1. Kemungkinan melakukan kesalahan tipe II didefinisikan sebaga Betta, dimana 0 kurang dari atau sama denga betta dan betta kurang dari atau sama dengan 1.

Pada umumnya, kuputusan kritis berasal dari kesalahan tipe I.

Pengujian Perbedaan Rata-Rata dari Dua Distribusi Kontinyu

Secara Umum, hypothesis dapat dinyatakan dalam persamaan berikut :

Untuk menguji rata-rata dengan test hypothesis biasanya dilakukan dengan t-test, dengan langkah sederhana berikut :

1. Definisikan parameter yang diujikan dalam Ho dan Ha

2. Pilih confidence interval yang diinginkan, misalnya 95% atau 99% atau 99,9% (alpha =0,05 atau 0,01 atau 0,001)

3. Tentukan besar sampel dan lakukan t-test pada data tersebut dengan statistical software (MINITAB) atau software lainnya.

4. Jika nilai p kurang dari nilai alpha kita dapat merejectkan Ho dan memilih Ha dengan tingkat keyakinan sebesar (1-p)*100% (karena kita melakukan two-tail test. Dan jangan lupa harga harga nilai p yang didapat dikalikan dengan 2 sebelum dibandingkan dengan nilai alpha.

5. Jika nilai p lebih dari atau sama dengan alpha maka bisa dikatakan bahwa kita tidak punya bukti yang kuat untuk merejectkan Ho

Catatan : Distribusi t merupakan pooled distribution dari standard deviasi dua sampel yang berbeda. Untuk keterangan lebih lengkap silahkan membaca buku-buku tentang statistik. Untuk contoh sederhana, perhatikan kasus berikut ini : Sebuah perusahaan ingin melakukan pengujian statistik untuk membuktikan apakah terdapat perbedaan penggajian antara pegawai pria dan wanita. Hal ini dilakukan untuk menepis isu adanya diskriminasi terhadap pegawai wanita, yaitu pegawai wanita diberikan gaji yang lebih rendah dari pegawai pria (pada golongan dan masa kerja yang sama). Oleh karena itu departement Sumber Daya Manusia Mengumpulkan data gaji pegawai dan membandingkan gaji pegawai pria dan wanita setelah dikelompokan pada golongan dan masa kerja yang sama. Dalam melakukan pengujian, hypothesisnya adalah :

Ho = Gaji pegawai pria dan wanita adalah sama

Ha = Gaji pegawai pria tidak sama dengan pegawai wanita

Langkah berikutnya adalah menentukan confidence interval, yakni dipilih 95% (alpha = 0,05) lalu dilakukan pengujian dengan MINITAB yang menghasilkan p value sebesar 0,34 atau untuk two-sided test menjadi 0,68 Karena p lebih besar dari alpha (jauh lebih besar dari alpha) maka dapat dikatakan bahwa kita tidak mempunyai bukti untuk menolak hipotesis awal yakni bahwa gaji pegawai pria dan wanita adalah sama. Dengan kata lain dapat disimpulkan bahwa dengan data yang ada kita perpendapat tidak ada perbedaan antara gaji pegawai pria dan wanita (D. Manggala, 2005).

Pengujian Perbedaan antara Dua proporsi

Untuk pengujian proporsi, persamaan yang umum dipakai adalah

Langkah pengujiannya hampir sama dengan t-test untuk rata-rata, yaitu :

1. Definisikan parameter yang diuji dalam Ho dan Ha

2. Pilih confidence interval yang diinginkan, misalnya 95% atau 99% atau 99,9% (alpha =0,05 atau 0,01 atau 0,001).

3. Tentukan besar sampel dan lakukan Z-test pada data yang sudah kita siapkan dengan MINITAB atupun software lainnya.

4. Jika nilai p kurang dari nilai alpha kita dapat merejectkan Ho dan memilih Ha dengan tingkat keyakinan sebesar (1-p)*100% (karena kita melakukan two-tail test. Dan jangan lupa harga harga nilai p yang didapat dikalikan dengan 2 sebelum dibandingkan dengan nilai alpha.

5. Jika nilai p lebih dari atau sama dengan alpha maka bisa dikatakan bahwa kita tidak punya bukti yang kuat untuk merejectkan Ho .

Pengujian Perbedaan Rata-Rata antara 2 group dengan Variance yang berbeda

Pengujian hipotesis untuk rata-rata, pada umumnya menggunakan asumsi bahwa variasi dari 2 group yang diuji adalah sama. Jika asumsi tadi tidak bisa kita gunakan maka kita harus melakukan test yang pada statistical software MINITAB disebut dengan “Separate-Variance t-test” (Untuk Lebih lengkapnya silahkan pelajari tentang MINITAB).

Pengujian Perbedaan Variances antara 2 group yang berbeda

Kembali ke konsep awal bahwa untuk mengetahui apakah variasi antara 2 group yang akan diuji secara statistik dapat dianggap sama atau tidak, diperlukan suatu pengujian untuk menguji variance yang dikenal dengan F-test. Dan mengulang pembahasan sebelumnya bahwa jika variance kedua group yang diuji secara statistik bisa dianggap sama maka dapat menggunakann “pooled-variance t-test” tetapi jika tidak bisa dianggap sama maka digunakan “separate-variance t-test”. Persamaan umum pengujian variances yang sering dipakai :

Lagi, sebagai pengingat saja. Asumsi yang digunakan adalah bahwa data yang diuji terdistribusi secara normal. Namun untuk “mengatakan”itu perlu dilakukan pengujian terlebih dahulu. Pengujian yang perlu dilakukan yakni test “kenormalan” terhadap data-data kita sebelum F-test. Pengujian tersebut sudah tersedia di MINITAB. Langkah pengujian dua F-test untuk variances adalah sebagai berikut :

1. Definisikan parameter yang diuji dalam Ho dan Ha

2. Pilih confidence interval yang diinginkan, misalnya 95% atau 99% atau 99,9% (alpha =0,05 atau 0,01 atau 0,001).

3. Tentukan besar sampel dan lakukan Z-test pada data yang sudah kita siapkan dengan MINITAB atupun software lainnya.

4. Jika nilai p kurang dari nilai alpha kita dapat merejectkan Ho dan memilih Ha dengan tingkat keyakinan sebesar (1-p)*100% (karena kita melakukan two-tail test. Dan jangan lupa harga harga nilai p yang didapat dikalikan dengan 2 sebelum dibandingkan dengan nilai alpha.

5. Jika nilai p lebih dari atau sama dengan alpha maka bisa dikatakan bahwa kita tidak punya bukti yang kuat untuk merejectkan Ho .

Analysis of Variances (ANOVA)

Jika diperhatikan sejauh ini penjelasan hanya menyentuh pada 2 group data saja. Lantas bagaimanakah kaidah pengujian untuk yang lebih dari 2 group data, misalnya : 4 group atau bahkan 10 group. Untuk menjawab “tuntutan” ini maka digunakanlah kaidah ANOVA.

Sebagai contoh saja kita mempunyai 4 group data, kita dapat mengujinya apakah keempat group tersebut mempunyai rata-rata yang sama ataukah tidak, Ingat hanya dalam sekali pengujian. Secara sederhana dapat ditampilkan dengan hipotesis berikut :

Ho = Semua rata-rata dari populasi adalah sama

Ha = Tidak semua rata-rata dari populasi adalah sama Jika kita bermaksud menguji hanya satu variable maka menu yang kita pilih adalah one-way ANOVA tetapi jika ada dua variable yang akan diuji maka menggunakan two-way ANOVA.

Dan mengingat pembahasan ANOVA sangat panjang, alangkah baiknya jika diperdalam dengan membaca buku-buku Statistik.

Mengenal Fabrikasi Besi Kasar

MENGENAL FABRIKASI BESI KASAR
(Oleh Okasatria Novyanto)

Cobalah amati barang-barang yang berada disekitar kita dan silahkan hitung berapa banyak barang-barang yang terbuat dari besi, kuningan, kayu, dll. Pernahkah kita mencoba untuk mengetahui seperti apakah proses pembuatannya? Bagaimanakah Baja dibuat? Dan masih banyak lagi pertanyaan-pertanyaan yang seharusnya kita tanyakan untuk menambah wawasan kita.
Baja merupakah suatu istilah yang tidak asing lagi kita khususnya bagi kalangan dunia Industri yang bergerak dalam bidang Pengecoran Logam. Bahan baku utama baja berupa bijih besi yang diolah dalam dapur tinggi, namun perlu diketahui bahwa baja yang akan diproses itu tidak 100% murni bijih besi semuanya. Biasanya bijih besi tersebut masih tercampur dengan kotoran, gas, pasir, tanah liat, dll. Untuk mendapatkan kualitas bijih besi yang bagus, bahan-bahan seperti kotoran, gas, tanah liat. Pasir, dll. harus dibuang ataupun dicuci terlebih dahulu. Bijih besi yang sudah “bersih” selanjutnya diolah bersama-sama dengan bahan-bahan tambahan seperti kokas, batu kapur, dll. didalam suatu Dapur Tinggi sehingga akan dihasilkan besi cair yang masih bercampur dengan terak. Besi cair tersebut akan dipisahkan dengan terak dan barulah dituangkan kedalam sebuah cetakan sebagai besi kasar. Besi kasar ini umumnya disebut dengan Ingot.
Bijih Besi
Untuk menghasilkan besi kasar, jenis bijih besi yang umum dipakai antara lain :
- Batu besi coklat (2Fe2O3.3H2O) dengan kandungan hingga 40% Fe
- Batu besi merah (Fe2O3) dengan kandungan hingga 50% Fe
- Batu besi magnit (Fe3O4) dengan kandungan hingga 60% Fe
- Batu besi kalsit (FeCO3) dengan kandungan hingga 40% Fe
Selanjutnya bahan-bahan seperti kotoran, pasir, tanah liat, dll. dibersihkan (dibuang). Proses pembuangan bahan-bahan tersebut dapat dijelaskan sebagai berikut :
1. Pencucian : Bijih besi diangkut dengan menggunakan konveyor (sabuk berjalan) yang dirancang sedemikian rupa sehingga dapat bergoyang dan berjalan melawan arus air dari sebuah Nozzel pada ujung konveyor tadi.
2. Pemecahan : Bijih besi dipecah dengan menggunakan sebuah mesin khusus sehingga akan dihasilkan kepingan-kepingan bijih besi dengan ukurang yang relatip sama (seragam).
3. Sortir : Pada tahapan proses ini, kepingan-kepingan bijih besi akan dilewatkan pada roda magnit yang mempunyai sifat kemagnetan kuat sehingga dalam hal ini akan terpisahkan antara bijih besi dengan kandungan Fe rendah dan bijih besi dengan kandungan Fe tinggi.
4. Heating (Pemanasan) : Tujuan dari proses ini adalah untuk menghilangkan kandungan air dan udara (gas) yang masih menempel di bijih besi. Hal ini perlu dilakukan untuk menghindari sifat rapuh (kerapuhan) pada hasil akhirnya (besi).
Dapur Tinggi
Umumnya dapur tinggi dibangun dalam 2 lapisan, yaitu lapisan luar (plat baja) dan lapisan dalam (batu bata tahan api). Didalam dapur ini, bijih besi akan ditambahkan batu kapur yang berfungsi sebagai pengikat kotoran (terak) dan juga kokas yang berfungsi sebagai bahan bakar. Kesemua bahan-bahan tersebut dipanaskan hingga mencair.
Prinsip pokok dari kerja dapur tinggi adalah dengan mereduksi oksigen dari bijih besi yang terjadi dalam 3 tahap, yaitu :
a. Reduksi tidak langsung dengan CO pada suhu 300 derajat Celcius hingga 800 derajat Celcius.
Fe2O3 + CO --> 2FeO + CO2
b. Reduksi tidak langsung pada daerah temperature 800 derajat Celcius hingga 1100 derajat Celcius.
FeO + CO --> Fe + CO2
c. Reduksi langsung pada daerah temperature 1100 derajat Celcius hingga 1800 derajat Celcius.
FeO + C --> Fe + CO
Bahan-bahan ikatan akan diikat oleh batu kapur pada titik cair yang tinggi dalam bentuk terak. Bahan terak ini tidak akan dipakai pada fabrikasi besi kasar. Meskipun demikian terak ini masih bernilai ekonomis, misalnya sebagai bahan ASPAL (untuk jalan raya-red).
Selain terak, produk sampingan dari dapur tinggi ini yakni : Gas. Hal ini dikatakan demikian karena Gas ketika keluar dari dapur tinggi masih mempunyai panas yang tinggi sehingga dapat dimanfaatkan ulang untuk memanaskan dapur atau tungku yang lainnya.
Secara sederhana, skema fabrikasi besi kasar sebagai berikut :
Bijih besi --> Dicuci --> Dipecahkan dan disaring --> Pemisahan dengan roda magnit --> dipanaskan --> masuk ke Dapur Tinggi (dengan ditambah Kokas, batu kapur dan udara tiup) --> akan dihasilkan besi kasar, terak dan gas dapur tinggi.
Hasil (Produk) Dapur Tinggi
Beberapa macam produk yang dihasilkan dari dapur tinggi, antara lain :
1. Besi kasar (Pig Iron)
Merupakan hasil pokok dari dapur tinggi yang berasal dari reaksi reduksi atas bijih besi dengan komposisi sebagai berikut :
- Karbon (C) = 3,85% (rata-rata)
- Mangan (Mn) = 0,9% (rata-rata)
- Phospor (P) = 0,9% (rata-rata)
- Belerang (S) = 0,025% (rata-rata)
- Silikon (Si) = 0,12% (rata-rata)
Sifat utama dari besi kasar adalah rapuh (getas). Sehingga hal ini perlu dilakukan pengolahan lebih lanjut dengan menggunakan dapur-dapur baja dan kupola.
Pig iron dapat dibedakan dalam dua macam, yakni :
a. Besi kasar putih : Berwarna putih (mengandung 2,3 ~ 3,5% C), bersifat getas dan keras, kandungan Mangan (Mn) masih cukup tinggi serta sulit ditempa.
b. Besi kasar kelabu : Berwarna kelabu (mengandung lebih dari 3,5% C), kandungan Si masih cukup tinggi, kekuatan tarik lebih rendah dari besi kasar putih, mudah dituang meskipun masih cukup getas. Besi kasar kelabu digolongkan menjadi : besi kasar kelabu muda yang mengandung 0,5 ~ 1% Si dengan butir-butir halus serta banyak dipakai sebagai bahan pembuat silinder mesin dan jenis yang kedua yakni besi kasar kelabu tua yang mengandung hingga 3% Si dengan butir-butir kasar serta tahan getaran.
2. Terak
Terak merupakan produk sampingan dari besi kasar, umumnya terak mengandung komposisi sebagai berikut :
- Silika = 33% ~ 42%
- Alumina = 10% ~ 16%
- Kapur = 36% ~ 45%
- Magnesia = 3%~ 12%
- Belerang = 1% ~ 3%
- Ferro Oksida = 0,3% ~ 2%
- Mangan Oksida = 0,2% ~ 1,5%
Terak dapat dikategorikan menjadi terak yang bersifat Asam dan terak yang bersifat Basa. Hal ini sangat tergantung pada komposisi Kapur (CaO) dan Magnesia (MgO) terhadap Silika dan Alumina. Terak juga dapat digunakan sebagai bahan pengganti kerikil (pada pengecoran Beton), pembuatan aspal dan pupuk Phospat (jika kandungan Phospat cukup tinggi-red).
3. Gas Dapur Tinggi
Sebagaimana telah dijabarkan pada pembahasan dipermulaan bahwa hasil pembakan kokas berupa gas Karbon Monoksida dan Karbon Dioksida yang menyebabkan terjadinya proses reduksi pada bijih besi, misalnya :
Fe2O3 + 3C --> 2Fe + 3CO
Fe2O3 + CO --> 2FeO + CO2
Secara umum, komposisi dapur tinggi terdiri dari 27,6% CO; 58% Nitrogen; 13,6% Karbon Dioksida; dan 0,4% Hidrogen. Sekedar informasi saja bahwa umumnya Gas yang masih panas yang keluar dari dapur tinggi masih dapat digunakan kembali untuk memanaskan dapur-dapur lainnya sehingga biaya produksi untuk memanaskan dapur dihemat (cost reduction).
Klasifikasi Sederhana pada Baja Berdasarkan Kandungan Karbon
Menurut Budinski (1989) dijelaskan bahwa yang dimaksud dengan baja karbon adalah suatu jenis baja yang ditentukan sifat-sifatnya oleh unsur karbon. Unsur-unsur yang lainnya dapat diabaikan dengan kandungan yang dibatasi, misalnya : 1,65% Mn; 0,6% Si; 0,6% Cu dan 0,05% Phospor.
Pada kandungan baja karbon akan dijumpai penyebutan : %C, maksudnya adalah bahwa %C merupakan prosentasi kandungan C (Karbon) dari Fe3C (Sementid).
1. Baja Lunak (0,05%C ~ 0,2%C) = Masih tergolong baja karbon rendah yang mempunyai sifat lunak, ulet, kekuatan tarik rendah dan mempunyai sifat mampu las yang baik, contohnya : kawat, dinding ketel uap, dll.
2. Baja ringan atau baja umum atau mild steel (0,2%C ~ 0,5%C) = Tergolong baja karbon sedang yang mempunyai sifat mampu mesin dan mampu las yang baik serta cocok untuk pengolahan panas, contohnya : Poros motor (Shaft), Crak Shaft, dll.
3. Baja Karbon tinggi (0,5%C ~ 0,7%C) = Baja jenis ini dapat dikeraskan dengan proses pengolahan panas (Heat Threatment), Contohnya : Pegas, Dies, Baut, dll.
4. Baja Karbon sangat tinggi (0,7%C ~ 1,5%C) = Cocok untuk pengolahan panas tetapi mempunyai sifat mampu las yang buruk serta getas, Contohnya : Mata bor, pahat pisau, dll.
(Sumber : Anngarwal, O.P, Engineering Chemistry, 1993).
Contoh Baja Paduan
Perlu ditekankan bahwa baja paduan bukan merupakan baja karbon. Hal ini ditinjau dari unsur-unsur yang dominan sudah bukan unsur C (Karbon) lagi. Dan sebagai informasi tambahan bahwa pada baja karbon, kita dapat menggunakan diagram fasa besi Karbon dalam menganalisa fasa-fasanya. Sedang pada baja paduan, diagram fasa baja Karbon sudah tidak berlaku lagi melainkan menggunakan diagram fasa yang berhubungan dengan unsur paduannya saja, misalnya : Untuk Stainless Steel menggunakan diagram Trinari Fe-Cr-Ni.
1. Baja Nikel (3,5%Ni) = Mempunyai sifat yang keras namun elastis dan tahan korosi, Contohnya : kabel, komponen pesawat dan komponen mobil, dll.
2. Baja Invar (3,6%Ni) = Mempunyai koefisien ekspansi sangat rendah, Contohnya : Instrumentasi.
3. Baja Khrom (1,5%Cr ~ 2%Cr) = Sangat keras, Contohnya : Peralatan tambang, Plat lapis baja, dll.
4. Baja Tungsten (14%W ~ 20%W dan 3%Cr ~ 8%Cr) = Cukup keras pada suhu tinggi, Contohnya : Pahat kecepatan tinggi (HSS)
5. Baja Tahan karat (12%Cr ~ 28%Cr dan 3%Ni ~ 8%Ni) = Tahan karat, Contohnya : Instrument kedokteran, industri makanan, mobil, industri kimia, dll.
6. Baja Molibdenum (0,3%Mo ~ 3%Mo) = Tahan korosi, cukup keras pada suhu tinggi, Contohnys : Pahat kecepatan tinggi dan industri mobil.
7. Baja Mangan (12%Mn ~ 15%Mn) = Sangat keras dan tahan aus, Contohnya : Peralatan tambang, roda gigi, rel kereta api, dll.
8. Baja Vanadium (0,15%V ~ 1%V) = Kekuatan tarik cukup tinggi dan tahan impact, Contohnya : Pegas, Poros, hammer, dll.
9. Baja Silikon (15%Si) = Sangat keras dan tahan terhadap reaksi asam, Contohnya : Industri kimia, inti (plat) Transformator, dll.
(Sumber : Anngarwal, O.P, Engineering Chemistry, 1993).
Pengaruh Unsur-Unsur paduan (Pada Baja Paduan)
Menurut JIS dan WES (Japan International Standard; Standard of Japan Welding Engineering society) dinyatakan bahwa untuk menyederhanakan dengan memakai analogi baja karbon dengan kadar karbon = %Ceq dalam rangka mencari kekerasan yang diinginkan dirumuskan :
%Ceq = C + Mn/6 + Si/24 + Ni/40 + Cr/5 + Mo/4 + V/14
Sedang menurut IIW dan Llyod (IIW = International Institude of Welding) dirumuskan :
%Ceq = C + Mn/6 + (Cr+Mo+V)/5 + (Ni+Cu)/15
Dan hubungannya dengan Nilai kekerasan Hvmaks dirumuskan :
Hvmax= (666 x Ceq) + 40
Dapur-Dapur Baja
Sebenarnya Dapur-dapur baja yang akan kita bahas selanjutnya masih ada korelasinya dengan Dapur Tinggi yang sudah dibahas dimuka. Pada penjelasan diatas disebutkan bahwa kadar karbon yang dihasilkan dari Dapur Tinggi masing tinggi prosentasenya. Hal ini berarti bahwa besi kasar (pig iron) mempunyai sifat mudah rapuh sehingga memerlukan pengolahan lebih lanjut.
Dapur baja berfungsi untuk mengurangi kadar karbon yang masih cukup tinggi pada besi kasar sehingga diharapkan akan dihasilkan %C sebesar 1,5%C atau lebih rendah. Baja mempunyai kekuatan tarik yang lebih tinggi bila dibandingkan dengan besi kasar, lebih ulet, dapat ditempa, mudah dilas,dll.
Jenis-jenis baja sangat variatif dan banyak sekali aplikasinya, khususnya dalam bidang kontruksi Teknik Sipil maupun Teknik Mesin tergantung dari proses pembuatan, pengolahan panas (Heat threatment), pengerjaan mekanis, dll.
Setelah besi kasar dihasilkan dari Dapur Tinggi, selanjutnya dapat diteruskan dengan proses-proses berikut :
1. Konverter Bessemer
Konverter Bessemer merupakan suatu bejana dari plat baja yang dilapisi batu tahan api yang berfungsi untuk menahan panas dan agar dinding tidak mudah aus. Konventer Bessemer ini dapat diputar pada porosnya.
Konverter Bessemer mampu mengolah 25Ton besi kasar kelabu (mengandung Si) yang diisikan kedalamnya. Karena sebelumnya isi bejana telah dipanaskan melalui pembakaran kokas sehingga mencapai sihu 1500 derajat Celcius dan dialiri udara bertekanan 2 Atm dari arah bawah, maka besi kasar akan bereaksi dengan Oksigen. Unsur-unsur pengotor akan bereaksi menurut rekasi :
Si + O2 --> SiO2
2Mn + O2 --> 2MnO
MnO + SiO2 --> MnSiO3 (Slag atau ampas biji atau arang )
Sedang unsur phospor bereaksi dengan Oksigen menurut persamaan reaksi :
4P + 5O2 --> 2P2O5
S + O2 --> SO2
Mengingat silika bereaksi dengan asam, maka batu tahan api yang dipakai juga harus bereaksi dengan asam, hal ini perlu untuk mengindari reaksi :
Asam + Basa --> Garam + Air
Pada Konverter Bessemer terjadi pembakaran dimana unsur C (Karbon) diikat oleh O2 (Oksigen) sehingga akan mejadi CO2 (karbon Dioksida). Dan setelah itu akan diikuti pembakaran Fe (Nyala api Coklat) menurut reaksi :
Fe + (1/2)O2 --> FeO
Umumnya lapisan batu tahan api dapat bertahan hingga 200 Kali pemakaian.
2. Konverter Thomas
Seperti pada Konverter Bessemer, Konverter Thomas juga memakai batu tahan api. Hanya saja batu tahan api yang digunakannya bersifat basa. Hal ini dilakukan karena Konverter Thomas diperuntukan untuk mengolah besi kasar putih yang mengandung Phospor. Agar menjadi terak, P2O5 yang terbentuk perlu direaksikan dengan batu kapur menurut :
P2O5 + 3CaO --> Ca3 (PO4)3
Kedua dapur tersebut (Konverter Bessemer dan Konverter Thomas) tidak dipakai lagi mengingat produk baja yang dihasilkan kurang begitu bagus kualitasnya.
3. Dapur Siemens Martin
Dapur ini memiliki 4 buah ruangan regenerator yang terbuat dari susunan batu tahan api. Sebelum memulai proses peleburan, dapur dipanaskan terlebih dahulu dengan bahan bakar gas. Kemudian besi kasar cair (besi skrap) dimasukan ke dalam dapur. Reaksi kimiawi dan pengikatan kotoran oleh batu kapur sama seperti dengan yang terjadi pada Konverter Bessemer, Konverter Thomas dan Dapur Tinggi.
4. Dapur Listrik
Proses peleburan besi kasar (besi skrap) memerlukan energi panas. Energi panas tersebut dapat diperoleh dari energi Listrik yang diterapkan pada dapur listrik. Dibandingkan dengan dapur-dapur yang menggunakan bahan bakar fosil (Padat/Cair/Gas), dapur listrik mempunyai keunggulan-keunggulan :
- Kontrol atas suhu peleburan cukup mudah.
- Tidak terjadi pengotoran yang disebabkan oleh pembakaran bahan bakar maupun gas hasil pembakaran.
- Dapat mencapai suhu tinggi dalam waktu yang relatip singkat.
- Produk yang dihasilkan lebih berkualitas.
Dapur Busur Cahaya atau busur nyala api
Dapur busur cahaya memiliki batu tahan api pada bagian dalam dapur yang terbagi menjadi 2 proses, yaitu : Proses Asam dan Proses Basa. Proses Asam digunakan untuk peleburan baja skrap kualitas tinggi sedang proses Basa digunakan untuk peleburan baja kualitas sedang, contohnya : Dapur Heroult.
Pada Dapur Heroult, Energi panas yang dihasilkan oleh loncatan busur listrik antara elektroda karbon dan cairan baja. Setelah sekitar 15 menit hingga 1 jam, terbentuklah terak pada permukaan cairan yang melindungi dari udara maupun gas selama proses peleburan.
Pada peleburan dengan dapur listrik akan memberikan keuntungan tambahan berupa biaya peleburan yang cukup rendah. Namun untuk dapur jenis ini memerlukan biaya investasi yang cukup besar.