Dahulu bertugas sebagai Metallurgist di sebuah kilang swasta antarabangsa di Ipoh. Pengkhususan tugas dalam bidang 'melting' perleburan keluli dan besi, rawatan haba (heat treatment), failure analysis (kajian kegagalan logam).

Kemudian bertugas sebagai jurutera di sebuah kilang magnesium smelting, bertanggungjawab dalam pengawalan proses utiliti dalam seksyen boiler (dandang),
jet vacuum pump, LPG dan compressed air system.

Kembali ke kilang lama sebagai Moulding Engineer (Head Of Department).....dunia logam dunia kerja saya...

Selepas itu berhijrah ke dunia Elektrokimia sebagai Production Engineer di Yuasa Battery. Masih dalam bidang metalurgi iaitu mendalami tabiat plumbum dan beberapa logam seperti antimoni dan Tin.

Menyediakan laman ini untuk bekalan bahan kajian dan bacaan kejuruteraan logam dalam bahasa melayu. Menjunjung aspirasi kejayaan tamadun negara bangsa melalui penataran bahasa eka, Metalurgis-Melayu akan bekerja ke arah itu. Terdapat mungkin beberapa laopran kerja saya akan diubah bahasa daripada bahasa Inggeris ke Bahasa Melayu. Moga ia dimanfaatkan.

Monday, May 10, 2010

Proses metalurgi dan kegagalan kejuruteraan roda keretapi

Disiarkan dalam Majalah Dewan Kosmik Mei 2010

Proses metalurgi dan kegagalan kejuruteraan roda keretapi

Muhammad Nuruddin Bashah

Bc Hons (Material Eng) Universiti Malaya

Tidak banyak makalah atau tulisan khusus membahaskan kejuruteraan roda keretapi dalam bahasa melayu. Malah kekurangan makalah atau tulisan berkaitan topik ini menyebabkan ilmu kejuruteraan lokomatif ini terisolisasi dan terpinggir dari pengetahuan masyarakat umum. Tulisan ini adalah sebahagian daripada perbahasan pokok dalam ilmu analisa kegagalan kejuruteraan lokomatif iaitu kegagalan yang melibatkan roda keretapi.

Kegagalan akibat roda keretapi juga pernah menjadi isu di Malaysia, misalnya kes saman yang difailkan pada 2003, terhadap Monorail Technology, KL Monorail Systems Sdn Bhd dan Ketua Pengarah Jabatan Keretapi berhubung kejadian roda keselamatan tren monorel yang sedang dipandu uji tercabut, melayang dan mengenai individu yang sedang menyeberangi Jalan Sultan Ismail pada 16 Ogos, 2002. Secara ad hoc beberapa cadangan penyelesaian jangka pendek dilakukan untuk menyelesaikan insiden tersebut. Antara yang disyorkan jawatankuasa yang ditubuhkan pada 28 Ogos 2002 bagi menyiasat kejadian itu, demi memastikan sistem monorel lebih selamat pada masa depan ialah:

1) kaedah pemasangan roda keselamatan kepada hab serta peralatan-peralatan lain di bawah tren hendaklah dikaji semula untuk mengadakan ciri pasti selamat agar tidak berlaku kejatuhan apa-apa alat daripada tren walaupun berlaku kegagalan pengikatan,

2) prosedur pemeriksaan tren sebelum menjalani setiap ujian di landasan Kuala Lumpur hendaklah dikaji semula bagi memastikan tren benar-benar selamat untuk digunakan dengan mengadakan prosedur kerja bertulis. Setiap kerja pemeriksaan yang dijalankan hendaklah disahkan pegawai berkenaan,

3) prosedur pembuatan yang lebih mantap dan lengkap hendaklah diwujudkan yang perlu mengambil kira semua kehendak yang dinyatakan dalam reka bentuk. Pemeriksaan kerja yang dijalankan oleh kontraktor kepada pengeluar hendaklah diperincikan serta disahkan oleh kakitangan yang sesuai oleh kedua-dua pihak kontraktor dan pengeluar yang menerima hasil kerja kontraktor berkenaan sebelum kerja diluluskan dan diterima.

Pada masa ini, pengilang keretapi, para penyelenggara, dan operator lokomotif aktif memikirkan cara untuk meningkatkan kos total hayat (total life cycle costs) dan keselamatan set roda keretapi. Dalam kejuruteraan lokomatif, masalah RCF iaitu singkatan kepada keletihan kitaran guling (rolling cycle fatigue) adalah masalah utama yang melibatkan roda serta rel keretapi. Ia akan menjurus kepada keretakan terma, kegagalan keletihan (fatigue failure), keretakan menyeluruh, kehausan melampau dan sebagainya. Puncanya RCF adalah disebabkan oleh bebanan (load) pada roda keretapi serta jangka masa penggunaan yang terlalu lama secara berterusan. Selain itu aspek pemilihan bahan (material selection) oleh para metalurgis juga perlu tepat untuk memastikan bahan atau unsur dalam keluli roda sesuai dengan aplikasinya mengikut lokasi dan iklim.

Pada tahun 1992 semasa tinjauan metallurgi dijalankan oleh BR Research, sekitar 80% roda keretapi rosak dan haus kerana kerosakan terma (haba) berpunca dari kelemahan sistem perlindungan WSP (wheel slide protection). Sistem ini bolehlah dikatakan sebagai sistem otomatik yang digunakan untuk mengesan dan mencegah tergelinciran roda semasa brek atau semasa pecutan berlaku.

Kini di seluruh dunia banyak negara telah menjadi pengeluar roda keretapi berpiawai. Jumlah ini tidak termasuk kilang atau syarikat yang melakukan proses foundri penuangan besi roda berkenaan. Antara yang terbanyak ialah syarikat ;

• BVV - Jerman sebanyak 85,000 roda setahun.

• CAF - Sepanyol 45,000 roda setahun.

• Lucchini – UK 120,000 roda setahun.

• Bonatrans – Republik Czech 170,000 roda setahun.

• Maanshan - China 900,000 roda setahun.

• SMR - Romania 70,000 roda setahun.

• Standard Steel - US 200,000 roda setahun.

• MWL - Brazil 50,000 roda setahun.

• Valdunes - Perancis 130,000 roda setahun.

Piawaian utama yang menjadi rujukan pengeluar roda keretapi sedunia ialah Standard Pertubuhan Landasan Keretapi Amerika (Association of American Railroads (AAR). Kajian daripada pihak AAR juga mendapati kegagalan RCF pada roda keretapi adalah berpunca daripada kadar mangan dan silikon. Maka dua elemen ini perlu dikawal dengan lebih teliti untuk mengelakkan kegagalan ini disamping beberapa faktor mekanikal lain.

Menurut United States Patent bertarikh 22 September 2009, keluli yang memiliki mikrostruktur pearlitik dan mengandungi 0.65 hingga 0.80 peratus karbon, 0.90 hingga 1.10 peratus silikon, 0.85 hingga 1.15 peratus mangan, 0.001 hingga 0.03 peratus fosforus, 0.05 hingga 0.15 nikel. 0.2 hingga 0.30 peratus molibdenum, 0.10 hingga 0.30 peratus vanadium serta 0.005 hingga 0.040 peratus sulfur adalah spesifikasi yang baik untuk memasak keluli roda keretapi. Spesifikasi ini mampu menahan keletihan kitaran guling RCF (rolling cyclic fatigue) dan masalah berkeruping (shelling).

Menurut Badan Standard dan Keselamatan Rel United Kingdom, jangka hayat roda adalah bergantung kepada ketahanan roda terhadap kehausan dan kegagalan akibat keretakan terma yang disebabkan haba serta masalah berkeruping (shelling) yang disebabkan oleh RCF yang teruk. Kehausan pada roda dan alur roda boleh diminimakan sekiranya penjajaran dan pelarasan roda dilakukan dengan baik, pelincir yang sesuai digunakan serta mengikut tempoh masa serta bahan yang digunakan untuk menghasilkan roda dipilih dengan betul. Masalah berkeruping dan keretakan terma banyak merosakan alur atau bunga roda besi keretapi. Kecuaian dalam penyelenggaraan adalah punca utama segala kegagalan di atas.

Masalah akibat RCF tidak boleh dipandang ringan. Laman http://danger-ahead.railfan.net ada menyiarkan berita kemalangan keretapi di Hatfield UK pada 17 October 2000 yang melibatkan 4 nyawa dan 30 orang cedera. Kemalangan ini dipercayai oleh pihak berkuasa Britain berpunca daripada kerosakan metalurgi roda keretapi tersebut. Banyak kemalangan keretapi adalah berikutan gejala RCF yang tidak ditangani oleh penyelenggara keretapi. Kemalangan keretapi di Ambala India pada Disember 2000 telah menarik minat jurutera India untuk mengkaji masalah ini dan Eropah telah menjadikan isu ini sebagai topik paranoid utama kejuruteraan lokomotif sejak 30 tahun yang lalu.

Jika dibincang dari aspek foundri, kehausan pada roda keretapi akibat RCF boleh diatasi dengan meningkatkan kandungan karbon dalam keluli roda semasa perleburan logam itu. Struktur peralitik juga perlu diperolehi melalui lindap kejut (quenching) yang sesuai.

Peranan bunga atau alur pada roda keretapi adalah menyediakan lapisan keras berstruktur mikro martensit pada permukaan roda. Martensit ini adalah lapisan yang kuat serta mampu menahan haba pada roda keretapi sehingga 1000°C. Namun begitu struktur ini wajib dikawal untuk mengelakkan penyebaran retakan yang mendadak kerana ia rapuh dan keras.

Namun begitu dalam usaha untuk mengurangkan kadar kerosakan pada bunga atau alur roda yang disebabkan masalah haba yang melampau pada roda, kadar kandungan karbon pada keluli roda perlu dikurangkan pula. Di sinilah peranan jurutera metalurgis membuat keputusan untuk melakukan sesuatu perubahan spesifikasi kimia keluli tersebut berdasarkan cuaca dan iklim roda kleretapi digunakan, geografi, kekerapan penggunaan, jumlah bebanan gerabak serta suhu rel keretapi tersebut.

RCF singkatan kepada keletihan sentuh guling (Rolling Contact Fatigue) juga boleh digelar sebagai keletihan kitaran guling pula adalah kegagalan pada bunga roda disebabkan keletihan kitaran roda (cyclic fatigue). Di Britain kajian dibuat terhadap masalah ini dalam beberapa keadaan. Secara umumnya keletihan pada permukaan bunga roda disebabkan oleh bebanan lampau akan menyebabkan masalah berkeruping (shelling). Namun masalah ini pasti tidak akan berlaku sekiranya roda tidak berputar walaupun menerima bebanan yang melampau.

Untuk mengelakkan masalah RCF pada roda juga memerlukan para jurutera memerhatikan masalah metalurgi rel keretapi. Inkulsi alumina, silika serta hidrogen terperangkap dalam keluli perlu dikurangkan seminima yang mungkin. Rel yang terlalu keras akibat kandungan karbon yang tinggi boleh menyumbang kepada masalah RCF dengan menghasilkan perebakan keretakan. Keluli rel juga boleh diubah dari penggunaan jenis pearlitik kepada bainitik yang lebih tahan dan kuat.

Antara faktor juga yang menyebabkan keletihan pada roda ialah bebenan gerabak yang melampau, keluli roda mengandungi inklusi yang tinggi, diameter roda yang kecil, jejari rel keretapi yang kecil serta sisa terikan tegangan (Tensile residual stresses).

Para jurutera lokomatif perlu mengambi berat segala aspek diatas selain memerhatikan aspek metalurginya. Di sini jurutera mekanikal keretapi boleh bekerjasama dengan jurutera metalurgis dari pihak pengilang foundri yang melebur keluli roda untuk dipastikan piwaian unsur yang digunakan seperti yang akan dibincang di bawah.

Unsur-unsur dalam roda keretapi dan fungsinya

Bahan untuk roda keretapi selalunya menggunakan jenis keluli karbon sederhana sebagai asasnya walaupun terdapat negara perlu menggunakan keluli berkarbon tinggi. Struktur mikro terbaik keluli roda adalah pearlitik iaitu sama dengan struktur mikro rel keretapi. Yang membezakannya hanya kekerasan di mana roda lebih keras daripada rel keretapi. Dengan meningkatkan kandungan karbon masalah kehausan boleh diselesaikan manakala kekerasan keluli juga dipertingkatkan.

Eropah kini mengamalkan kandungan karbon yang rendah untuk mengelakkan masalah kegagalan penuh (catastrophic failure) pada bunga roda serta pada cakera brek keretapi. Telah terbukti kandungan rendah karbon akan mengurangkan kemunculan struktur martensit pada keluli semasa lindap kejut (rawatan haba) dilakukan.

Mangan juga sama fungsinya dengan karbon iaitu meningkatkan kekuatan dan kekerasan. Akan tetapi mangan selalunya memberi masalah kepada roda kerana menyebabkan keretakan terma pada roda. Kelebihan lagi mangan mampu mengekalkan nilai mulur pada keluli agar tidak terlalu rapuh.

Silikon selalunya ditambah dalam keluli untuk menjadi agen nyakoksida yang baik sekali sekaliguss mengurangkan gelembung udara terperangkap dalam keluli roda. Namun begitu, kandungan silikon yang tinggi akan merapuhkan keluli dan merendahkan kemuluran keluli. Ia juga boleh menjadikan keluli retak semasa proses tempaan atau lindap kejut. Silikon juga bagus untuk memberi nilai tahan kepada keluli terhadap suhu yang tinggi.

Sulfur dikawal semasa perleburan keluli roda untuk mengelakkan keretakan hidrogen (hydrogen cracking) serta mengelakkan keluli menjadi rapuh. Dahulu sekitar tahun 1990 kadar sulfur hanya 0.030 hingga 0.047%. Hari ini kajian sains meletakkan hanya 0.005 hingga 0.015% sahaja sulfur yang sesuai menjadi amalan semua foundri.

Aluminum ditambah dalam keluli roda untuk mendapatkan struktur butir yang baik dalam struktur mikronya. Butir yang halus dan baik akan meningkatkan kekuatan, ketahanan serta tahan letih yang baik. Skala kandungan aluminum yang sesuai adalah 0.018 hingga 0.050%, dan ia perlu dikawal agar tidak terlalu banyak. Untuk mengelakkan inklusi alumina (aluminum oksida) yang terlalu banyak.

Kromium dan molibdenum ditambah dalam spesifikasi keluli roda untuk meningkatkan ketahanan kehausan serta menyediakan sebatian karbida yang kuat dalam struktur mikronya. Roda dengan kandungan kromium lebih 0.30% dan molibdenum melebihi 0.08% mampu menyediakan roda untuk tahan bebenan lampau serta penggunaan brek mengejut yang kerap. Hal ini pelru untuk landasan keretapi yang banyak halangan haiwan liar seperti di Kelantan dan Perlis. Cakera brek keretapi juga banyak mengandungi dua unsur ini untuk mengelakkan gurisan calar pada cakera selepas kegunaan kerap. Kombinasi dua unsur ini meningkatkan ketahanan suhu tinggi pada roda keretapi.

Bagaimana mendapat nilai mekanikal?

Nilai mekanikal perlu dicapai oleh roda sebelum ia dipasarkan dan digunakan dalam sebarang perkhidmatan sama ada monorel, komuter atau keretapi antarabandar. Kemampuan untuk mencapai ciri mekanikal pada setiap gred roda keretapi hanya melalui analisa kimia yang menuruti piawai. Namun begitu banyak pengeluar roda terutama dari pihak foundri membuat banyak ubahsuai terhadap kandungan karbon, mangan dan kromium untuk menyesuaikan penggunaan roda di rel kawasan sejuk lampau seperti negara bersalji atau Alaska misalannya serta pastinya ia berbeza dengan kandungan kimia bagi roda yang digunakan di kawasan gurun atau padang pasir.

Roda selalunya mengandungi tekanan sisa komprehensif akibat proses tempaan (rawatan haba) semasa dihasilkan. Kesan ini mampu mencapai sehingga 300 N/mm2. Tekanan sisa ini boleh merebak dan menghasilkan keretakan yang merebak sehingga roda boleh rosak dengan teruk sekali.

Sebenarnya selepas roda dikeluarkan dari acuan (selepas teknik penuangan), ia akan mengalami proses pengerasan (hardening) melalui celupan pantas ke dalam air. Proses ini pasti akan mengeraskan roda disamping menyimpan sisa tekanan (stress) dalamnya. Tekanan ini perlu dilegakan melalui pemanasan semula dan celupan semula ke dalam air iaitu proses tempaan (tempering). Semakin tinggi suhu tempaan semakin kurang sisa tekanan dalamnya. Namun begitu tidak wajar juga suhu tinggi tempaan diutamakan kerana semakin tinggi suhu tempaan juga akan mengakibatkan roda menjadi lembut, mulur (ductile) dan boleh mengakibatkan kehausan melampau pula.

Kesimpulan

Secara kesimpulannya dapatlah kita nyatakan bahawa kajian kejuruteraan roda keretapi masih berjalan dalam usaha semua pihak untuk mengelakkan kemalangan melibatkan keretapi. Untuk mengelakkan masalah RCF (rolling cyclic fatigue) secara umumnya, keluli yang berkekuatan tegangan yang tinggi diperlukan. Selalunya kekerasan besi akan tinggi jika kekuatan tegangan tinggi (high tensile strengh). Manakala untuk mengelakkan kerosakan akibat haba, maka kandungan karbon dalam keluli roda perlu dikurangkan. Bagi tujuan mengelakkan kehausan melampau pula, kandungan karbon boleh dinaikkan sedikit, dibaiki rawatan haba seperti diubahsuai suhu dan jangkamasa tempaan serta memerlukan juga pelincir yang sesuai dengan tahap kegunaan keretapi tersebut. Penyelenggaraan dan pemeriksaan berkala wajib dilakukan terutama melibatkan teknik ultrasonik demi mengesan sebarang kegagalan mekanikal pada roda dan rel keretapi. Penyelia keretapi juga perlu mengawal berat bebanan yang dibawa ke dalam gerabak keretapi untuk mengelakkan bebanan lampau.

Muhammad Nuruddin Bashah

Wednesday, March 17, 2010

Pekerja asing 1.8 juta di Malaysia; salah pekerja sendiri

Pekerja asing 1.8 juta di Malaysia; salah pekerja sendiri

Hari ini kita didedahkan bahawa jumlah pekerja asing di Negara kita adalah seramai 1.8 juta orang pada tahun lepas. Malah aliran wang keluar akibat pembayaran gaji kepada warga asing tersebut adalah sehingga RM 12.2 billion ( Bernama 17 Mac 2010).

Jika diintai daripada dimensi dunia industri, sememangnya terlalu banyak majikan dan pemilik kilang-kilang berminat menggajikan warga asing berbanding warga tempatan atau warganegara sendiri.

Walaupun ia dilihat sebagai tidak etnosentrik, tidak mengutamakan rakyat sendiri malah tidak membantu negara mengawal aliran wag keluar, daripada sudut lain majikan selalunya membuat keputusan berdasarkan pandang mikro mereka sendiri. Realiti kilang di Malaysia yang terutamanya tergolong dalam sektor pembuatan (manufacturing) dan fabrication memerlukan pelerja di ‘line’ kerja yang pantas, tepat dan berdisiplin tinggi.

Terserlah juga betapa warga tempatan kita kurang berdisiplin dalam masa yang sama menuntut gaji yang lebih berbanding warga asing. Ini memanglah sejajar dengan tuntutan semasa rakyat negara ini denga gaji yang mereka tuntut. Namun begitu persepsi malas dan kurang berdisiplin masih lagi terpahat kukuh pada pandangan ramai majikan. Ini sedikit sebanyak juga disebabkan sikap anak tempatan kita dalam bekerja.

Bila ada warga asing bekerja selalunya pekerja tempatan akan terus mendikotomi mereka sebagai golongan yang bermasalah, ingin tunjuk lagak di negara ini atau datang untuk jadi juara di kalangan anak tempatan. Sikap ini terlalu acap berlaku dan menampilkan kecetekan sebilangan besar pekerja tempatan kita. Malah lebih buruk bila ada yang mula membuli dan ‘mengulat’ semasa bekerja akibat rajinnya warga asing.

Disamping kerajaan perlu mengadakan perbincangan lanjut dengan para majikan bagaimana pengurusan ekonomi industri perlu dimapankan untuk mengurangkan keperluan pengambilan warga asing, pekerja tempatan kita juga perlu mengubah sikap. Sikap individulah yang membina persepsi umum di negara ini dan natijahnya….RM 12.2 billion keluar daripada takungan ekonomi negara.

Muhammad Nuruddin Bashah

Production Engineer

Saturday, March 13, 2010

Apa itu kejuruteraan?

Kejuruteraan ialah salah satu aplikasi sains untuk memenuhi keperluan dan kehendak manusia. Kejuruteraan menggabungkan pengetahuan, matematik, dan pengalaman untuk mereka bentuk sesuatu objek atau proses. Pengamal kejuruteraan profesional dipanggil jurutera.

Bandingan dengan profesyen lain

Kejuruteraan lebih mementingkan pelaksanaan jawapan bagi sesuatu masalah. Misalnya seorang saintis mungkin akan bertanya "mengapa?" dan meneruskan kajiannya untuk mencari jawapan soalan tersebut tetapi jurutera lebih berminat untuk mengetahui bagaimana untuk menyelesaikan masalah tersebut daripada mengetahui puncanya.

Dengan kata lain, saintis mengkaji fenomena, manakala jurutera mencipta jalan penyelesaian untuk sesuatu masalah.

Contohnya, Thomas Edison, (seorang saintis) mencipta fonograf. Beliau kemudiannya mengarahkan pembantunya yang merupakan seorang ahli teknologi atau jurutera untuk memperbaiki alat tersebut dengan membuang harmonik daripada hasil bunyinya.

Tugas-tugas dalam kejuruteraan

Tugas umum jurutera dalam perindustrian adalah bagi mereka bentuk sistem industri yang melibatkan sistem aktiviti manusia dan sistem kawalan pengurusan. Sistem-sistem yang dibentuk ini adalah dengan melibatkan dalam susun atur aktiviti-aktiviti pekerja, menjaga prosedur keselamatan industri dan pekerja,menerangkan tentang kaedah kerja yang lebih konsisten, menyediakan prosedur ramalan, pengurusan dalam belanjawan atau kos bahan mentah, kos pengeluaran(OUPUT), kos masukan (INPUT), dan kos bahan keperluan pekerja, penyediaan skim insentif, MRP dan sebagainya.

Aktiviti-aktiviti jurutera dalam industri adalah menjalankan operasi pengeluaran bahan-bahan keperluan pengguna, mengurus sistem pengurusan dan menyediakan perkhidmatan korporat.

Scientist adalah seorang yang mengumpul pelbagai maklumat, mencari pengetahuan dan mencipta teori baru bagi sesuatu perkara.

Engineer adalah seorang yang menggunakan pengetahuan dan teori untuk menyelesaikan masalah dan mencipta sesuatu produk.

Scientist juga boleh belajar dan mengkaji daripada produk-produk yang telah dihasilkan untuk mengetahui kelemahan dan mencari kaedah-kaedah baru di masa hadapan.

Engineer juga boleh melihat kaedah-kaedah baru dan lama untuk membandingkan dan mencapai peningkatan dalam penghasilan produk.

Contohnya: Scientist mengkaji teori litar elektrik dan gelombang radio manakala Engineer menggunakan teori ini untuk mencipta radio dan televisyen.


Tuesday, March 9, 2010

Sehari mengecat cerobong asap

Sehari mengecat cerobong asap

Hari ini saya diminta membantu jurutera Rotary Kiln di kilang saya untuk mengecat cerobong asap besar (Chimney) yang kedua di kilang saya bertugas.

Chimney ini adalah yang kedua hasil tangan saya dan beberapa pekerja bawah saya (merangkap kawan karib saya). Kami 4 orang cat menggunakan cat aluminium yang kalis haba dan karat serta menggunakan berus roller sahaja. Cat aluminum senang dan laju untuk diselesaikan.

Jika dilihat secara kasar, memang agak bodoh jika jurutera cat sendiri Chimney kilang. Biar sahaja pekerja selesaikan, kita Cuma letak tangan di pinggang perhatikan sahaja. Tetapi kaedah saya menghayati konsep sains berbeza. Semasa saya mengambil keputusan untuk membantu pekerja saya cat, saya memikirkan teknologi kakisan yang saya telah telaah baru baru ini.

Dengan ‘hands on’ saya lebih menghayati teori umum. Jika orang awam tanya saya apa yang saya sedang lakukan, saya akan jawab, saya sedang mengecat.

Jika jurutera bertanya kepada saya, saya akan jawab, saya sedang melakukan salah satu kaedah protektif kakisan atau selalu disebut oleh orang melayu sebagai kaedah anti karat. Kaedah protektif yang saya gunakan adalah salah satu daripada beberapa teknik ‘coating’ iaitu mengecat (painting). Apa hakikat cat? Saya akan jelaskan lagi cat adalah teknik memisahkan permukaan logam dengan persekitaran (environment) yang mana ia memutuskan aliran elektrik anod dan katod yang menyebabkan kakisan pada permukaan logam. Kakisan (corrosion) yang selalu berlaku terhadap keluli ialah karat (rusting) iaitu sebatian ferum oksida.

Kakisan pada keluli adalah pengoksidaan secara elektrokimia di mana oksigen memainkan peranan membina sebatian oksida. Sebatian yang terhasil iaitu besi oksida dalam contoh karat yang terhasil. Ingat kakisan bukan karat sahaja. Kakisan juga berlaku pada polimer dan plastik dalam situasi yang berbeza.

Karat pula adalaaah bahasa umuuum bagi sebatian oksida besi seperti Fe(OH)2, Fe(OH)3, FeO(OH), Fe2O3.H2O yang terhasil semasa pengaratan keluli.

Hasil utama karat ialah sebatian berwarna merah yang dinamakan Fe2O3.

1) Penganodan logam oleh pelarut seperti air.

Fe -----> Fe2+ + 2e-

2) Penurunan katod oleh oksiden pada pelarut.

O2 + 2H2O + 4e- ----> 4OH-

Hasilnya adalah:

Fe2+ + 2OH- -----> Fe(OH)2

Oksida ini akan berinteraksi pula dengan oksigen lagi untuk menghasilkan sebatian karat merah. Fe2O3.H2O

Bayangkan semasa saya mengecat saya juga membayangkan bagaimana cat pertama dicipta pada era 1800an semasa Revolusi Perindustrian Britain, di mana tar dijadikan cat kapal-kapal British. Saya cuba bayangkan warnanya, betapa sukarnya mengecat menggunakan tar serta sejauhmana tar boleh bertahan dengan kandungan air masin yang mungkin menghakis lapisan cat itu. Sudah tentu pada waktu itu tiada teknologi mencipta vehicle iaitu pelarut yang menghasilkan lapisan selepas cat dicatkan, tiada teknologi mencipta pigment iaitu bahan yang menghalang proses elektokimia karat serta tiada lagi wujud additive dan filler yang mempercepatkan pengeringan cat serta membuatkan cat tahan lama.

Untuk rujukan jurutera, standard yang selalu menjadi rujukan untuk bidang pengecatan anti karat/kakisan adalah Steel Structures Painting Council (SSPC) dan NACE International. Dua standard ini akan dibincang pada siri tulisa saya yang akan datang.

Muhammad Nuruddin Bashah

Production Engineer


Related Posts Plugin for WordPress, Blogger...

Engineering Blogger

Template Design | Elque 2007