Testingindonesia.co.id – Dalam proses pengelasan, khususnya pada metode seperti pengelasan MIG (Gas Metal Arc Welding) dan pengelasan TIG (Gas Tungsten Arc Welding), penggunaan gas pelindung adalah suatu keharusan. Gas ini berfungsi menciptakan atmosfer inert atau terkontrol di sekitar kolam las cair, melindunginya dari kontaminasi udara sekitar, terutama oksigen (O2) dan nitrogen (N2). Kehadiran oksigen, bahkan dalam jumlah kecil, dapat menyebabkan reaksi yang merugikan, seperti oksidasi las dan porositas, yang pada akhirnya akan menurunkan kekuatan las dan ketahanan korosi.

Sebaliknya, ada juga aplikasi di mana campuran oksigen dengan persentase tinggi, namun dengan kadar CO2 yang rendah, digunakan secara strategis untuk tujuan tertentu, seperti menstabilkan busur atau meningkatkan fluiditas kolam las pada jenis material tertentu. Ini menunjukkan bahwa pemahaman dan kontrol yang tepat terhadap kadar oksigen, baik itu meminimalkannya atau mengoptimalkannya dalam campuran tertentu, adalah kunci.

Disinilah peran oxygen analyzer portabel yang menjadikannya sangat dibutuhkan. Alat ini memungkinkan para profesional di lapangan untuk secara akurat dan real-time memantau kadar oksigen dalam gas pelindung pada proses pengelasan. Artikel ini akan mengupas tuntas mengapa pengukuran oksigen pada proses pengelasan itu penting, bagaimana alat ini bekerja, jenis-jenisnya, serta aplikasinya di dunia pengelasan.

Apa Itu Oxygen Analyzer Portabel?

Alat ukur kadar oksigen portabel, atau sering disebut oxygen analyzer portabel adalah instrumen elektronik untuk mengukur konsentrasi oksigen (O₂) dalam gas. Sifatnya yang portabel memungkinkan penggunaan fleksibel di berbagai lokasi, seperti proses pengelasan , ruang terbatas, atau sistem gas industri. 

Berbeda dengan oxygen analyzer stasioner yang terpasang permanen, versi portabel menawarkan mobilitas tinggi dan desain yang ringkas, memudahkan pengukuran cepat di berbagai titik berbeda dengan akurat tanpa instalasi yang rumit. Hasilnya ditampilkan di layar digital dalam persentase (%) atau ppm, tergantung pada rentang pengukuran dan sensitivitas sensor.

Fungsi utamanya adalah untuk memverifikasi kemurnian gas pelindung, mendeteksi kebocoran oksigen ke dalam sistem gas inert, atau memantau kadar oksigen di atmosfer kerja untuk tujuan keamanan dan kualitas. Dengan kemampuannya memberikan data real-time, oxygen analyzer portabel menjadi instrumen yang tak tergantikan bagi para insinyur, teknisi, dan operator yang membutuhkan kontrol presisi terhadap lingkungan gas mereka.

Mengapa Pengukuran Oksigen Itu Penting dalam Pengelasan?

Pengukuran kadar oksigen dalam proses pengelasan bukan sekadar prosedur tambahan, melainkan elemen krusial yang secara langsung mempengaruhi kualitas las, integritas struktural, dan efisiensi biaya. Kehadiran oksigen, bahkan dalam konsentrasi yang sangat rendah, dapat memiliki dampak yang merugikan pada logam cair dan sambungan las.

1. Mencegah Oksidasi dan Porositas

• Oksidasi: Saat logam panas atau cair terpapar oksigen, ia akan bereaksi membentuk oksida. Dalam pengelasan, ini berarti permukaan lasan dan bahkan bagian dalam lasan dapat teroksidasi. Oksida ini bersifat rapuh dan dapat mengurangi kekuatan las, ketahanan korosi, dan keuletan sambungan. Untuk material sensitif seperti baja tahan karat, aluminium, titanium, dan paduan nikel, kadar oksigen terendah dalam gas pelindung (misalnya, Argon murni) sangat esensial untuk mencegah pembentukan oksida yang merusak.
• Porositas: Oksigen yang terperangkap dalam kolam las cair dapat membentuk gelembung gas saat logam mendingin dan memadat. Gelembung-gelembung ini, yang dikenal sebagai porositas, menciptakan rongga di dalam lasan, secara signifikan mengurangi luas penampang efektif lasan dan melemahkan integritas strukturalnya. Porositas adalah cacat las umum yang seringkali sulit dideteksi tanpa pengujian non-destruktif dan dapat menyebabkan kegagalan komponen.

2. Memastikan Sifat Mekanik yang Optimal

Komposisi gas pelindung secara langsung mempengaruhi sifat mekanik lasan. Kadar oksigen yang tidak terkontrol dapat mengubah mikrostruktur logam las, menyebabkan pengerasan yang tidak diinginkan, kerapuhan, atau penurunan sifat tarik. Dengan menjaga kadar oksigen pada tingkat yang ditentukan, insinyur dapat memastikan bahwa lasan mencapai kekuatan tarik, keuletan, dan ketahanan impak yang diharapkan.

3. Kontrol Busur dan Penetrasi

Dalam beberapa aplikasi pengelasan, seperti pengelasan MAG (Metal Active Gas) yang menggunakan campuran Argon-CO2 atau Argon-Oksigen, oksigen dalam persentase kecil dapat berfungsi sebagai penstabil busur dan mempengaruhi karakteristik penetrasi. Namun, penting untuk dicatat bahwa bahkan dalam campuran ini, kadar CO2 yang rendah seringkali diinginkan untuk menghindari pembentukan karbida yang dapat mempengaruhi sifat material, terutama pada baja tahan karat. Pengukuran oksigen membantu memastikan rasio yang tepat untuk mencapai stabilitas busur yang diinginkan tanpa mengorbankan kualitas las.

4. Efisiensi dan Pengurangan Biaya

Cacat las yang disebabkan oleh kadar oksigen yang tidak tepat seringkali memerlukan pengerjaan ulang (rework) yang memakan waktu dan biaya. Dalam kasus terburuk, komponen yang cacat harus dibuang, menyebabkan kerugian material dan penundaan produksi. Dengan menggunakan oxygen analyzer untuk memverifikasi kontrol atmosfer gas pelindung, perusahaan dapat mengurangi tingkat cacat, menghemat biaya material, tenaga kerja, dan waktu produksi, sehingga meningkatkan efisiensi produksi secara keseluruhan.

5. Kepatuhan Standar Industri dan Keselamatan

Banyak standar industri pengelasan (misalnya, AWS, ASME) memiliki persyaratan ketat mengenai kemurnian gas pelindung untuk aplikasi kritis. Pengukuran oksigen yang teratur adalah bagian dari sistem jaminan kualitas untuk memastikan kepatuhan terhadap standar ini. Selain itu, dalam aplikasi tertentu, pemantauan oksigen di lingkungan kerja juga penting untuk keamanan pengelasan, terutama di ruang terbatas, untuk mencegah kondisi kekurangan atau kelebihan oksigen yang berbahaya bagi pekerja.

Dengan demikian, oxygen analyzer portabel bukan hanya alat ukur, melainkan investasi penting dalam kualitas las, keamanan, dan produktivitas di setiap fasilitas pengelasan modern.

Cara Kerja Oxygen Analyzer Portabel

Cara kerja oxygen analyzer portabel bervariasi tergantung pada jenis sensor yang digunakan, namun prinsip dasarnya adalah mengubah keberadaan atau konsentrasi oksigen menjadi sinyal listrik yang dapat diukur dan ditampilkan. Mari kita fokus pada dua jenis sensor yang paling umum dalam aplikasi portabel: elektrokimia dan zirkonia.

1. Cara Kerja Sensor Elektrokimia (Galvanic Fuel Cell)

1. Difusi Oksigen: Sampel gas yang mengandung oksigen masuk ke dalam ruang sensor. Oksigen (O2) berdifusi melalui membran semi-permeabel yang selektif terhadap oksigen, menuju ke dalam elektrolit cair atau gel di dalam sensor.
2. Reaksi Kimia: Di dalam elektrolit, oksigen bereaksi dengan elektroda timbal (anoda) dan elektroda emas/platina (katoda). Pada katoda, oksigen direduksi menjadi ion hidroksida (OH-), sedangkan pada anoda, timbal (Pb) dioksidasi menjadi timbal oksida (PbO).
   • Katoda: O2 + 2H2O + 4e- → 4OH-
   • Anoda: 2Pb + 4OH- → 2PbO + 2H2O + 4e-
3. Pembentukan Arus Listrik: Reaksi redoks ini menghasilkan aliran elektron dari anoda ke katoda melalui sirkuit eksternal. Arus listrik yang dihasilkan secara langsung sebanding dengan jumlah oksigen yang bereaksi. Semakin tinggi konsentrasi oksigen dalam sampel gas, semakin banyak reaksi yang terjadi, dan semakin besar arus yang dihasilkan.
4. Pengukuran dan Tampilan: Arus listrik ini diukur oleh unit pemrosesan sinyal alat. Sinyal kemudian dikonversi menjadi unit konsentrasi oksigen (misalnya, % O2 atau ppm O2) dan ditampilkan pada layar digital.

Catatan: Sensor elektrokimia “mengkonsumsi” timbal dalam reaksinya, sehingga memiliki masa pakai terbatas dan perlu diganti secara berkala.

2. Cara Kerja Sensor Zirconium Dioksida (Zirconia)

1. Pemanasan Sensor: Sensor zirkonia harus dipanaskan hingga suhu tinggi (sekitar 600-800°C) menggunakan elemen pemanas internal. Pada suhu ini, keramik zirkonia menjadi konduktor ion oksigen.
2. Perbedaan Tekanan Parsial Oksigen: Sensor memiliki dua sisi: satu sisi terpapar sampel gas yang akan diukur, dan sisi lain terpapar udara referensi (biasanya udara ambien dengan konsentrasi O2 sekitar 20.9%).
3. Pergerakan Ion Oksigen: Karena perbedaan tekanan parsial oksigen antara kedua sisi, ion oksigen (O2-) akan bergerak melalui keramik zirkonia dari sisi dengan konsentrasi oksigen lebih tinggi ke sisi dengan konsentrasi lebih rendah.
4. Pembentukan Tegangan Listrik (Nernst Equation): Pergerakan ion ini menghasilkan tegangan listrik di antara dua elektroda platina yang ditempatkan pada kedua sisi keramik. Tegangan ini dijelaskan oleh Persamaan Nernst dan secara logaritmik sebanding dengan rasio tekanan parsial oksigen antara sampel dan udara referensi.
5. Pengukuran dan Tampilan: Tegangan yang dihasilkan diukur oleh unit pemrosesan sinyal, dikonversi menjadi konsentrasi oksigen, dan ditampilkan pada layar.

Catatan: Sensor zirkonia tidak mengkonsumsi oksigen dan sangat tahan lama, tetapi memerlukan daya untuk pemanasan dan sensitif terhadap suhu dan kelembaban di sekitarnya.

Dalam kedua kasus, kalibrasi oxygen analyzer secara berkala menggunakan gas standar dengan konsentrasi oksigen yang diketahui sangat penting untuk memastikan akurasi dan keandalan pengukuran. Proses kalibrasi ini memastikan bahwa alat memberikan pembacaan yang benar sesuai dengan standar yang berlaku.

Rekomendasi Alat Senseca untuk Pengukuran Oksigen

Dalam dunia pengukuran presisi, Senseca dikenal sebagai salah satu produsen terkemuka yang menyediakan solusi instrumentasi berkualitas tinggi. Untuk kebutuhan pengukuran oksigen yang penting dalam berbagai aplikasi industri, termasuk proses welding, Senseca menawarkan berbagai pilihan oxygen analyzer portabel yang dirancang untuk memberikan akurasi, keandalan, dan kemudahan penggunaan.

Meskipun model spesifik dapat bervariasi dan terus berkembang, umumnya produk Senseca yang relevan untuk pengukuran oksigen akan menonjolkan fitur-fitur seperti:

• Sensor Berkualitas Tinggi: Menggunakan teknologi sensor yang canggih (misalnya, elektrokimia atau zirkonia) untuk memastikan pengukuran yang akurat dan respons cepat pada rentang konsentrasi yang diinginkan, dari ppm hingga persentase.
• Desain Portabel dan Ergonomis: Dibuat dengan mempertimbangkan mobilitas dan kenyamanan pengguna di lapangan, dengan casing yang kokoh dan tahan terhadap kondisi industri.
• Antarmuka Pengguna Intuitif: Dilengkapi dengan layar yang jelas dan tombol yang mudah dioperasikan, memungkinkan pengguna melakukan pengukuran dan kalibrasi oxygen analyzer dengan efisien.
• Fitur Keamanan: Beberapa model mungkin menyertakan alarm yang dapat dikonfigurasi untuk memperingatkan pengguna tentang kadar oksigen yang tidak aman.
• Dukungan Kalibrasi: Dirancang untuk kalibrasi yang mudah dan akurat, memastikan kinerja yang konsisten sepanjang masa pakai alat.

Untuk mendapatkan rekomendasi oxygen analyzer portabel Senseca yang paling sesuai dengan kebutuhan spesifik aplikasi proses pengelasan atau industri Anda, sangat disarankan untuk berkonsultasi langsung dengan distributor resmi atau ahli teknis. Mereka dapat memberikan informasi terbaru mengenai model, spesifikasi teknis, dan fitur-fitur yang paling relevan dengan aplikasi Anda, serta memastikan Anda mendapatkan dukungan purna jual yang optimal.

Dengan memilih oxygen analyzer terbaik yang sesuai dengan kebutuhan spesifik Anda dan memastikan kalibrasi oxygen analyzer yang teratur, Anda tidak hanya berinvestasi pada sebuah alat, tetapi juga pada integritas produk Anda, keselamatan tim Anda, dan keberlanjutan operasional bisnis Anda. Dalam dunia di mana setiap detail kecil dapat membuat perbedaan besar, kontrol oksigen yang presisi adalah kunci menuju keunggulan pada proses pengelasan.

LIHAT PRODUK OXYGEN ANALYZER KAMI DISINI!

Apakah Anda siap untuk meningkatkan kualitas las dan efisiensi produksi Anda dengan oxygen analyzer portabel yang andal dan akurat? TestingIndonesia adalah mitra terpercaya Anda dalam menyediakan solusi instrumentasi pengujian dan pengukuran terbaik untuk berbagai kebutuhan industri. Kami memahami pentingnya kontrol kadar oksigen yang presisi dalam pengelasan dan aplikasi kritis lainnya.

Hubungi TestingIndonesia sekarang untuk konsultasi lebih lanjut mengenai pilihan oxygen analyzer portabel yang sesuai dengan kebutuhan spesifik Anda. Tim ahli kami siap membantu Anda menemukan alat yang tepat, memberikan dukungan teknis, dan memastikan Anda mendapatkan solusi terbaik untuk mencapai standar kualitas tertinggi.