Analisis Kegagalan Fatigue pada Grab Ship Unloader PLTU Tanjung Jati B Unit 3 dan 4 dengan Metode Elemen Hingga

Rachman, Arno Irsyaady (2024) Analisis Kegagalan Fatigue pada Grab Ship Unloader PLTU Tanjung Jati B Unit 3 dan 4 dengan Metode Elemen Hingga. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 02111940000069-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 April 2026. Download (3MB) | Request a copy

Abstract

Tujuan penelitian ini adalah untuk memvalidasi apakah penyebab crack pada grab ship unloader (GSU) PLTU Tanjung Jati B unit 3 dan 4 adalah karena kegagalan fatigue. menggunakan metode elemen hingga. Penelitian ini dilatarbelakangi oleh kasus kegagalan berupa crack pada GSU hasil produksi PT PLN Pusat Pemeliharaan Ketenagalistrikan (Pusharlis) UP2W VI Surabaya. Tujuan utama penelitian ini adalah memverifikasi Root Cause Failure Analysis (RCFA) terkait penyebab keretakan akibat fatigue. Crack pada GSU terjadi pada daerah pengelasan antara stiffener dan pin. Crack dapat terjadi apabila kekuatan fatigue material lebih kecil dari tegangan kerja yang diterima. Kekuatan fatigue material las diperoleh dari welding procedure specification (WPS) sedangkan tegangan kerja diperoleh dari simulasi numerik menggunakan metode elemen hingga. Simulasi dilakukan menggunakan static structural pada ANSYS Workbench 2023 R1 dengan memperhatikan langkah-langkah penting, seperti pemodelan geometri, pemodelan material, pemodelan kontak, proses meshing, dan pemodelan. Model simetri digunakan dalam penelitian ini untuk mengurangi computational cost. Material yang digunakan pada scoop GSU adalah ASTM A 106 untuk Pipa dan sisanya menggunakan creusabro 8000. Elektroda yang digunakan untuk pengelasan adalah E 7018. Simulasi dilakukan ketika kondisi operasional normal dan ketika terdapat variasi gaya tarik pin. Variasi gaya tarik pin pada penelitian ini adalah 50, 100, 150 dan 200 kN. Analisis kegagalan fatigue dilakukan dengan menggunakan fatigue tool Ansys. Hasil penelitian menunjukkan bahwa pada kondisi operasional normal, sambungan las pada semua lokasi pengamatan aman dari kegagalan fatigue. Pada variasi beban operasi, sambungan las nomor 1, 2, 3, dan 5 dinyatakan aman dari kegagalan fatigue. Namun, pada variasi beban operasional 150 dan 200 kN sambungan las nomor 4 mengalami kegagalan fatigue dengan prediksi umur masing-masing 3.69(104) dan 1.18(104) cycle. Modifikasi desain dilakukan dengan mengubah orientasi sudut stiffener 4 dengan variasi orientasi sudut (-15)°, 0° (reference), 15°, 30°, 45°. Didapatkan bahwa pada orientasi sudut stiffener 4 (-15)° memiliki kekuatan fatigue yang lebih baik dengan umur 9.92(104) cycle.
=============================================================================================================================
The aim of this research is to validate whether the cause of cracks in the grab ship unloader (GSU) of PLTU Tanjung Jati B units 3 and 4 is due to fatigue failure. using the finite element method. This research was motivated by a failure case in the form of a crack in the GSU produced by PT PLN Electricity Maintenance Center (Pusharlis) UP2W VI Surabaya. The main objective of this research is to verify the Root Cause Failure Analysis (RCFA) regarding the causes of cracks due to fatigue. Cracks in GSU occur in the welding area between the stiffener and the pin. Cracks can occur if the fatigue strength of the material is less than the working stress received. The fatigue strength of the welded material is obtained from the welding procedure specifications (WPS) while the working stress is obtained from numerical simulations using the finite element method. Simulations were carried out using static structures in ANSYS Workbench 2023 R1 by paying attention to important steps, such as geometry modeling, material modeling, contact modeling, meshing processes, and modeling. The symmetry model is used in this research to reduce computational costs. The material used in the GSU scoop is ASTM A 106 for pipes and the rest uses Creusabro 8000. The electrode used for welding is E 7018. The simulation was carried out under normal operational conditions and when there were variations in the pin pull force. Variations in pin pulling force in this study were 50, 100, 150 and 200 kN. Fatigue failure analysis was performed using the Ansys fatigue tool. The research results show that under normal operational conditions, welded joints at all observation locations are safe from fatigue failure. Under variations in operating load, welded joints number 1, 2, 3, and 5 are declared safe from fatigue failure. However, at operating load variations of 150 and 200 kN, welded joint number 4 experienced fatigue failure with a predicted life of 3.69(104) and 1.18(104) cycles, respectively. Design modifications were carried out by changing the angle orientation of stiffener 4 with variations in angle orientation (-15)°, 0° (reference), 15°, 30°, 45°. It was found that the stiffener angle orientation of 4 (-15)° had better fatigue strength with a life of 9.92(104) cycles.

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	Kegagalan Fatigue, Pengelasan, Simulasi Numerik, Fatigue Failure, Welding, Numerical Simulation
Subjects:	T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery
Divisions:	Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Mechanical Engineering > 21201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Arno Irsyaady Rachman
Date Deposited:	11 Feb 2024 12:53
Last Modified:	11 Feb 2024 12:53
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/106783

Actions (login required)

View Item