BAB III Pengembangan Metode Baru Pada bab ini diuraikan langkah-langkah yang dilakukan dalam pencarian metode baru. Uraian tersebut disusun dalam diagram alir penelitian. Diagram alir penelitian memuat seluruh tahapan yang telah dilakukan pada penelitian ini, mulai dari tahap pengumpulan informasi, pencarian ide-ide baru, dan konseptualisasi. Langkah selanjutnya adalah melakukan eksperimen untuk mengkaji rancangan hasil konseptualisasi dan diakhiri dengan tahap generalisasi proses perbaikan. III.1 Metodologi Pada penelitian ini, strategi penyelesaian masalah dipecahkan melalui pendekatan ekperimental, pendekatan numerik dan analisis dimensional. Pendekatan eksperimental dititikberatkan pada upaya pencapaian ide yang dituangkan dalam bentuk alternatif rancangan proses perbaikan. Selanjutnya rancangan tersebut diuji untuk mendapatkan metode yang memenuhi kriteria tujuan penelitian. Pendekatan numerik dilakukan untuk mensimulasi proses perbaikan dengan tujuan membantu menganalisis fenomena-fenomena fisik yang terjadi di sekitar sambungan dan untuk mengotimasi proses perbaikan yang telah dilakukan melalui eksperimen. Pendekatan analisis dimensional dilakukan untuk membangun formulasi umum sebagai generalisasi hasil perbaikan. Uraian tersebut disusun dalam diagram alir penelitian sebagaimana terlihat pada gambar III.1 dan III.2. Gambar III.1 mewakili tahap konseptualisasi dan eksperimen sedangkan gambar III.2 mewakili tahap generalisasi. Diagram-diagram alir tersebut memuat seluruh tahapan yang telah dilakukan pada penelitian ini mulai dari pengumpulan informasi, pencarian ide-ide baru, dan konseptualisasi. Kemudian dilanjutkan dengan melakukan eksperimen untuk mengkaji alternatif rancangan hasil konseptualisasi dan diakhiri dengan tahap generalisasi untuk membangun formulasi umum proses perbaikan yang memenuhi kriteria tujuan penelitian. Hasil Pengujian •Studi Literatur •Survei •Diskusi/brainstorming Eksperimen Awal Berpotensi Memenuhi Kriteria Tujuan Penelitian. Konseptualisasi : •Ide-ide baru •Alternatif jawaban proses perbaikan Tidak Ya Metode baru : Turbulence Flow Casting Eksperimen : Menguji metode, memperbaiki berbagai geometri dan dimensi cacat Eksperimen : •Penentuan Parameter •Daerah harga parameter Kurva : • Kedalaman Pencairan • Struktur mikro Eksperimen : Pengujian Parameter A Mulai Gambar III.1. Diagram Alir Tahap Konseptualisasi dan Eksperimen 33 PENDEKATAN NUMERIK ANALISIS DIMENSIONAL Hasil dan Pembahasan Kesimpulan Kurva Pendinginan Model Pembekuan : (Modul : Thermal) Model Pencairan : (Modul : Flotran CFD) Simulasi dilanjutkan Tidak Ya Kurva : • Kedalaman Pencairan • Struktur mikro Sesuai dengan hasil eksperimen. • Penyederhanaan Model • Asumsi-asumsi • Penentuan kondisi batas Perbandingan dengan literatur Penerapan Solusi : • Pencairan • Pembekuan Pendekatan solusi : •Heat balance integral • Analisis dimensional MODEL FISIK A Formulasi MatematikData & Analisis Gambar III.2. Diagram alir tahap generalisasi 34 III.2 Tahap Pengumpulan Informasi, Pencarian Ide-ide Baru, dan Konseptualisasi 3.2.1 Pengumpulan Informasi Langkah pengumpulan informasi ditempuh melalui penelusuran pustaka, survei lapangan,brainstorming, dan diskusi. Penelusuran pustaka dilakukan dengan menginventarisir semua kelebihan dan kekurangan dari metode-metode yang telah dikembangkan sebelumnya. Hal ini dilakukan bersamaan dengan mengumpulkan parameter-parameter penting yang terkait didalamnya. Survei lapangan dilakukan dengan cara melihat langsung proses perbaikan komponen komersial di industri. Prosesbrainstorming dan diskusi terutama dilakukan dengan para Pembimbing disertasi. Kemudian diskusi dilakukan pula dengan para pakar industri dengan cara menghadiri forum-forum resmi dan terlibat langsung dalam penyelesaian masalah proses perbaikan komponen yaitu di PT. PLN (Jasa Produksi - Dayeuh Kolot dan Klender - Jakarta) dan PT. Pindad (Bandung). Penelusuran pustaka menghasilkan sejumlah parameter yang sangat menentukan keberhasilan proses perbaikan, antara lain : a. Pemanasan mula (preheat) yaitu untuk menjaga agar daerah yang diperbaiki mengalami laju pendinginan yang rendah. b. Pemanasan lanjut (postheat) untuk menghindari tegangan sisa pada saat pembekuan logam pengisi. c. Kontrol lingkungan untuk menghindari terperangkapnya gas-gas di daerah sambungan ketika proses perbaikan dilakukan. Survei di lapangan menghasilkan sejumlah data pengamatan yang menunjukkan rendahnya umur pemakaian komponen setelah perbaikan dilakukan. Berdasarkan diskusi di lapangan, terdapat beberapa kemungkinan permasalahan yaitu : (1) Pemberian pemanasan mula (preheat) tidak menghasilkan penurunan laju pendinginan yang berarti. (2) Belum ada metode perbaikan yang sesuai. 35 Prosesbrainstorming dan diskusi dengan para Pembimbing menghasilkan beberapa permasalahan yang harus diselesaikan, yaitu : (1) Bagaimana mekanisme penuangan logam cair ke permukaan rongga cacat dapat dilakukan. (2) Bagaimana menghilangkan lapisan oksida yang terbentuk di permukaan cacat ketika dilakukan proses pemanasan mula. (3) Jika kedua mekanisme ini telah diperoleh maka bagaimana pengaturan harga temperatur proses perbaikan dan waktu pemanasan sehingga diperoleh penyambungan yang baik. 3.2.2 Pencarian ide-ide baru Berbagai informasi yang diperoleh kemudian dimanfaatkan untuk pencarian ide- ide baru proses perbaikan, yaitu : a. Proses perbaikan dilakukan dengan menuangkan logam cair ke permukaan cacat b. Sebelum penuangan dilakukan, permukaan cacat dicairkan terlebih dahulu dengan menggunakan teknik tertentu dan dengan cara mengontrol waktu pemanasan serta temperatur pemanasan (preheatdan penuangan). c. Agar terjadi penyambungan dengan ikatan metalurgi yang baik, maka harus ada pencairan setempat di sekitar permukaan cacat sebelum penuangan dilakukan. d. Pencairan setempat tidak boleh terlalu lama untuk menghindari terurainya grafit yang berlebihan. e. Cara mencairkan permukaan cacat dilakukan dengan peralatan las oksiasetilen f. Proses penyambungan dilakukan dengan menuangkan logam cair ke permukaan cacat yang telah mencair sehingga terjadi pencampuran. g. Waktu perbaikan harus sesingkat mungkin untuk menghindari difusi grafit yang berlebihan dengan tujuan untuk menghindari terjadinya besi cor putih h. Bahan baku logam pengisi berupa bongkahan dan serbuk yang dicairkan atau tetesan logam cair yang disemburkan.