METAL SPRAY COATING
Definisi : Adalah Suatu solusi engineering untuk rekondisi, perlindungan korosi , panas , atau modifikasi permukaan dengan cara melapisi dengan material lain dengan system dispray ( disemprotkan ) pada kondisi tertentu.
Kondisi tertentu disini dimaksudkan Partikel –partikel bahan tambah berada didalam gun ( Jet ) dengan temperatur diatas melting point dan didorong dengan angin bertekanan tinggi.
Proses Thermal Spray
Thermal spray dapat digambarkan sebagai gabungan /kombinasi antara pemanfaatan energi panas untuk pemanasan atau peleburan dan Energi Kinetik untuk mengalirkan dan mendispersikan leburan/lelehan yang diarahkan ke permukaan benda kerja.
Energi panas dapat dihasilkan secara kimiawi , pembakaran bahan bakar dan oksigen, Listrik ataupun dari radiasi.
Sumber energy kinetik yang kompatible dengan thermal spray adalah gas jet. Gas jet dapat digunakan sebagai pemanas dan atau mempercepat lelehan.
Perjalanan partikel-partikel dalam thermal jet yang dipercepat oleh percepatan pendistribusian udara, dengan hasil akhir kecepatan partikel menjadi tergantung kepada jet/partikel “ Drag Force “.
Ini dapat diasumsikan bahwa percepatan thermal jet spray yang lebih tinggi umumnya membawa ke rata-rata percepatan partikel yang lebih tinggi,yang berdampak akan menjadi energi yang lebih tinggi, hal ini akan mempengaruhi bonding coat yang lebih baik dan kepadatan deposit yang lebih tinggi.
Energi Kinetik = ½ m v2 .
Dimana m = Massa benda , v = Kecepatan benda.
Namun demikian semakin besar partikelnya tidak semakin baik hasil coatingnya meskipun energi yang dihasilkan lebih tinggi. Hal ini dapat dilihat dari gambar. 2
JENIS-JENIS METAL SPRAY
Berdasarkan sumber panas yang dipakai dibagi menjadi :
1. Combustion : Yaitu sumber panas yang dipakai dihasilkan dari pembakaran bahan bakar dengan oksigen. Bahan tambahnya bisa berupa wire ( kawat ) dan powder.
2. Plasma : Yaitu sumber panas yang dipakai kombinasi dari pembakaran bahan bakar dan oksigen dengan plasma. Plasma adalah gas yang luminous dengan derajad pengantar arus dan kapasitas termis yang tinggi, yang dapat menampung temperatur jauh diatas 5000 oC. Plasma pada hakekatnya terdiri dari molekul-moklekul, elektron-elektron dan berbagai ion sebagai hasil pemecahan atom atau molekul.Elektron yang sangat gesit itu dipercepat dengan kenaikan tegangan didalam berkas nyala plasma, sehingga memberikan sebagian tenaganya sewaktu terjadi tumburan dengan atom-atom gas, sehingga temperatur gas dapat naik hingga mencapai 10.000o C hingga 20.000o C
3. Arc spray : Yaitu sumber panasnya dari energi listrik. Bahan tambahnya berupa wire. Arus listrik yang dipakai yaitu arus searah (DC) dengan tegangan 30 V – 50 V, besarnya arus tergantung dari diameter wire yang dipakai 100 A hingga 300 A. Prinsip kerja arc spray yaitu dengan mengkonsletkan wire (Kawat) yang disambung kekutub (+) dengan wire yang disambung kekutub (-) di gun , sehingga timbul hubungan pendek yang mengakibatkan melelehnya wire tersebut, bersamaan itu disemprotkan angin bertekanan, dan hal ini berlangsung secara terus menerus.
Berdasarkan Kecepatan partikelnya di bagi menjadi :
1. Low Velocity : Kecepatan partikelnya 50-100 m/dtk
2. High velocity : atau sering disingkat HVOF (High velocity oxyfuel ), yang kecepatan partikelnya bisa mencapai 200-1000 m/dtk
Perbandingan beberapa jenis metal spray
Flame spray HVOF Arc spray
Jet velocity m/s 50 - 100 500 - 1200 50 - 100
Particle velocity m/s 50 - 100 200 - 1000 50 - 100
Particle temp, max 0C 2500 3300 3800
Material rata rata, g/min 30 - 50 15 - 50 150 - 2000
Bonding strength,MPa 7 - 18 60 - 68 10 - 40
KEUNTUNGAN PAKAI METAL SPRAY
Telah kita uraikan didepan metal spray adalah salah satu solusi engineering untuk repair, modifikasi, perlindungan korosi, perlindungan panas.
Sebagai solusi engineering metal spray mempunyai beberapa keuntungan antara lain :
a) Mengurangi cost maintenance hingga 70% bila dibanding dengan pembelian part baru. ( Hal ini dapat dijelaskan, suatu misal part tersebut besar dan sulit dalam pembuatannya mengalami kerusakan bagian bearing atau seal area, apabila buat baru disamping harganya mahal juga waktu penyelesaian yang lama, dengan metal spray masalah tersebut dapat diatasi dengan murah dan cepat )
b) Memperbaiki sifat fisis material base metal sehingga menambah life time dari suatu part.( Modifikasi / hard facing misalnya diaplikasikan di shaft sleeve, dengan material ceramic dengan sifat ceramic yang keras akan menambah life time dari shaft tersebut dengan demikian dapat mengurangi cost maintenance dan lost time akibat kerusakan shaft tersebut )
c) Mengurangi waktu yang hilang (lost time) akibat kerusakan part, sebab metal spray dapat dilakukan dengan relatif cepat dibanding dengan pembuatan part baru, hal ini akan mengurangi kerugian produksi akibat waktu yang hilang.
d) Tidak menimbulkan bending / kebengkokan atau menimbulkan kerusakan ditempat lain.
e) Metal spray dapat diaplikasikan untuk perlindungan korosi yang diakibatkan dari oksidasi.Hal ini dapat diaplikasikan di konstruksi-konstruksi yang berada di pinggir laut, diatas rik yang mana tempat – tempat tersebut sangat potensial terjadinya korosi, material yang umum dipakai yaitu Alluminium dan zinc. Dengan metal spray alluminium atau zinc life time dari anti korosi ini jauh lebih lama dibanding dengan coating cat biasa, hal ini akan mengurangi cost perawatan konstruksi.
Dari uraian diatas dapat disimpulkan pemakaian metal spray sangat menguntungkan dalam mengurangi biaya perawatan dan mengurangi lost time akibat kerusakan suatu part yang rusak
KAPAN KITA MEMAKAI METAL SPRAY??
1. Ketika kita mempunyai masalah bearing housing, shaft, roll atau part lain yang mengalami keausan yang harus di standarkan kembali dimensinya.
2. Ketika kita selalu direpotkan untuk maintenance karena life time part yang pendek. Hard facing ( ceramic coating, tungsten coating ) salah satu jawaban untuk menambah life time suatu part.
Tangerang 25 June 2009
( SURAJI )
