SAMBUNGAN PAKU KELING

Paku keling adalah sebuah batang pendek berbentuk selinder pada bagian

kepala berbentuk bulat, bagian selinder pada paku disebut tangkai atau badan dan

bagian bawah tangkai adalah ekor. Seperti ditunjukan dalam gambar 1.1

Penyambungan dengan paku keling dilakukan untuk menyambung pelat secara

permanen.

Sambungan ini biasanya diaplikasikan pada struktur baja, tangki, boiler,

pesawat terbang dan alat-alat rimah tangga. Bahan paku keling yang biasanya

digunakan adalah baja, kuningan, aluminium dan tembaga. Untuk sambungan yang

membutuhkan kekuatan dan kerapatan, seperti pada boiler dan lambung kapal,

digunakan paku keling dari baja.

Gambar 1.1

A. Metode PengelinganFungsi paku pada sambungan paku keling adalah untuk membuat hubungan

yang kuat dan rapat. Kekuatan diperlukan untuk menjaga agar sambungan tidak rusak.

Sedangkan kerapatan diperlukan, selain untuk kekuatan juga untuk menjaga agar tidak

terjadi kebocoran, seperti pada boiler atau lambung kapal.

Jika dua pelat akan disambung dengan paku keling seperti dilihat pada gambar

1.2 (a) lubang pada plate di pukul, dilebarkan dan dib or, pemukulan adalah metode

termudah dan ini digunakan untuk plate yang relative tipis dialam struktur pekerjaan.

Jika pemukulan ini merusak bahan disekitar lubang, maka yang digunakan aldalah

pengeboran, ini banyak di gunakan untuk pekerjaan bejana tekan. Pada sambungan

untuk struktur dan bajana tekan, diameter lubang pelat biasanya 1,5 mm lebih besar

dari diameter nominal paku.

Gambar 1.2

Pelat di bor bersaman dan kemudian dipisahkan untuk menghilangkan kotoran

atau dipotong agar memiliki sebuah celah antara pelat. Paku yang telah dipanaskan

dimasukan kedalam lubang kedua pelat, kemudian ujungnya di bentuk menyerupai

kepala paku, pembentukan kepala pak ini dapat dilakukan dengan menggunakan palu

atau cetakan. Pada saat dipukul diameter batang palu akan membesar dan mengisi

lubang pelat secara penuh. Sehingga menghasilkan sambungan yang tepat dan kuat.

Seperti pada gambar 1.2

Pada pengelingan dangan mesin, cetakan adalah bagian dari palu yang mana

dioperasikan oleh udara, tekanan udara atau tekanan uap.

B. Jenis Kepala PakuBerdasarkan standar Indian Institusi disarankan mengikuti type kepala paku

setempel tekan yang biasanya dikerjakan untuk struktur pada cetakan.

Gambar 1.3

Gambar 1.4

Gambar 1.5

C. Material Paku KelingBahan paku keling pada umumnya bermaterial baja sesuai dengan Standar

Internasional : 1148 – 1997

Paku keling untuk ketel uap harus berbahan yang sesuai dengan standar

internasional : 1990-1962

D. Jenis Sambungan Paku keling

Berdasarkan penyambungan pelatnya, sambungan paku keling dikelompokkan

sebagai : (a). sambungan berimpit ( lap joint) dan (b) sambungan bilah (butt joint).

E. Sambungan Berimpit Sambungan berimpit (lap joint) adalah sambungan yang menempatkan pelat

yang akan disambung saling berimpitan dan kedua pelat tersebut disambung dengan

paku keling.

F. Sambungan BilahSambungan bilah (butt joint) adalah sambungan yang menempatkan kedua

ujung pelat yang akan disambung saling berdekatan, lalu kedua pelat tersebut ditutup

dengan bilah (strap), kemudian masing-masing pelat disambungkan dengan bilah

menggunakan paku keling. Sambungan bilah ini terdiri dari dua jenis, yaitu :

a. Sambungan bilah tunggal (single strap riveted butt joint)

b. Sambungan bilah ganda (double strap riveted butt joint)

Berdasarkan jumlah baris paku yang digunakan, sambungan paku keling

dibedakan sebagai :

a. Sambungan baris tunggal (single riveted joint).

Pada sambungan berimpit, sambungan baris tunggal adalah sambungan yang

menggunakan satu baris paku keling pada sistem sambungan. Sedangkan pada

sambungan bilah, sambungan baris tunggal adalah sambungan yang menggunakan

satu baris paku pada masing-masing sisi sambungan.

b. Sambungan baris ganda (double riveted lap joint)

Pada sambungan berimpit, sambungan baris ganda adalah sambungan yang

menggunakan dua baris paku keling pada sistem sambungan. Sedangkan pada

sambungan bilah, sambungan baris ganda adalah sambungan yang menggunakan dua

baris paku pada masing-masing sisi sambungan.

Gambar 1.6

Gambar 1.7 Sambungan berimpit keling tiga

Gambar 1.8 Sambungan bilah ganda keling tunggal

Gambar 1.9 Sambungan bilah ganda keling ganda

Gambar 1.10 Sambungan bilah ganda keling ganda

dengan pengelingan zigzag

Gambar 1.11 Sambungan bilah ganda keling tiga

Sebuah paku berkeling ganda yang mempunyai dua garis keling dalam

sambungan berimpit sebagaimana yang ditunjukkan pada Gambar 1.6 (b) dan (c) juga

terdapat dua garis pada masing-masing sisinya dalam las menumpu sebagaimana

ditunjukkan pada Gambar 1.9.

Kesamaan keduanya yakni mempunyai keling rangkap tiga atau keling rangkap

empat.

Catatan: Saat kedua keling dalam garis yang beragam diposisikan berlawanan,

sebagaimana yang terlihat pada gambar 1.6 (b), maka paku tersebut disebut sebagai

rantai berkeling. Di lain sisi, jika kedua keling dalam garis yang berimpit sebagaimana

yang ditunjukkan pada gambar 1.6 (c), maka paku tersebut disebut sebagai keling

saling-silang.

G. Istilah-istilah TeknisIstilah-istilah berikut ini dalam hubungannya dengan paku-paku berkeling

sangatlah penting.

1. Jarak

Merupakan jarak dari pusat keling menuju pusat keling berukuran paralel kepada

kampuh. Biasanya disimbolkan denga huruf p.

2. Jarak Diagonal

Merupakan jarak antara pusat-pusat keling dengan garis paku keling saling-silang

yang berdekatan. Biasanya disimbolkan dengan huruf Pd.

3. Jarak Belakang

Merupakan jarak tegak lurus antara garis-garis pusat dari garis-garis yang berturut-

turut. Biasanya disimbolkan dengan huruf Pb.

4. Garis Tepi

Merupakan jarak antara pusat lubang keling ke sudut pelat yang terdekat. Biasanya

disimbolkan dengan huruf m.

H. Pengampuhan dan PemenuhanUntuk menghindari paku-paku menjadi meleleh atau bocor di dalam bejana

bertekanan seperti pemanas beruap, penerimaan udara dan tangki, dsb. Sebuah

proses yang dinamakan Dempul dipakai.

Gambar 1.12

Dalam proses ini, benda kasar yang dinamakan alat kampuh, dengan tebal 5

mm serta lebar 38 mm, dipergunakan. Bagian sisi alat ini diambangkan pada sudut 80 o .

Alat tersebut dipindahkan setelah diratakan pada setiap sisi pelat, serta di miringkan

pada sudut 75o sampai 80o yang dimaksudkan untuk membuat efek tekanan ke sudut

bawah sebagaimana yang terlihat pada gambar 1.12 (a). Dalam praktek sebenarnya,

kedua sisi A dan B dikampuhkan. Kepala keling sebagaimana terlihat pada posisi C

juga di putarkan ke bawah dengan memakai alat kampuh untuk membuat pemanas

paku menjadi rapat. Perawatan yang intensif diperlukan untuk mencegah kerusakan

pada pelat dibawah alat.

Cara lain yang lebih memuaskan untuk membuat paku-paku menjadi kokoh dan

kuat dikenal dengan istilah Pemenuhan. Pada kasus ini, alat Pemenuhan yang tebal

pada semua ujung pelatnya digunakan sedemikian rupa sehingga tekanan yang hebat

akibat letupan yang muncul pada permukaan dekat paku, menjadi akhir yang bersih,

dengan resiko yang sedikit dari kemungkinan membuat pelat menjadi rusak. Proses

Pemenuhan ditunjukkan pada gambar 1.12 (b).

I. Kegagalan paku berkeling.Paku berkeling akan menjadi gagal apabila:

(1) Merobek sisi pelat,

(2) Merobek pelat melalui garis-garis keling,

(3) Menggunting keling, dan

(4) Menghancurkan keling.

1. Merobek sisi pelat

Sebuah paku akan menjadi gagal apabila merobek sisi pelat sebagaimana terlihat

pada gambar 1.13. hal ini dapat dihindari dengan cara menjaga garis tepi, m =1.5d.

Gambar 1.13

2. Merobek pelat melalui garis-garis keling

Mengacu pada tekanan renggang pada pelat utama, yang berakibat merobek pelat

melalui garis-garis keling sebagaimana terlihat pada gambar 1-14. Dalam kasus ini,

kita hanya memikirkan lebar jarak pelat, karena setiap keling mempunyai jarak yang

sudah ditentukan.

Gambar 1.14

Ketahanan yang dimiliki oleh pelat melawan sobekan dikenal dengan istilah

ketahanan sobekan atau kekuatan sobekan atau nilai sobekan dari sebuah pelat.

Misal p = jarak keling,

d = diameter keling,

t = ketebalan pelat,

ft= daya renggang materi pelat,

Kita ketahui bahwa area sobekan per lebar jarak,

At = (p-d)t

Ketahanan sobekan atau tarikan dibutuhkan untuk merobek pelat per lebar jarak,

Pt = ft . At = ft (p-d)t

3. Menggunting keling

Gambar 1.15

Pelat-pelat dihubungkan oleh keling-keling menggunakan tekanan renggang pada

keling, dan jika keling tersebut tidak dapat menolak tekanan, maka akan

menggunting pelat sebagaimana terlihat pada gambar 1.15.

Perlu dicatat bahwa keling-keling tersebut merupakan guntingan tunggal dalam

sambungan berimpit dan penutup ganda las menumpu sebagaimana terlihat pada

gambar 1.16. Ketahanan yang diberikan oleh keling dikenal dengan istilah

ketahanan sobekan atau kekuatan sobekan atau nilai sobekan keling.

4. Menghancurkan keling

Terkadang, keling tidak sepenuhnya menggunting tekanan renggang, akan tetapi

menghancurkan sebagaimana yang terlihat pada gambar 1.17.

Tekanan yang diberikan oleh keling untuk menghancurkan dikenal dengan istilah

ketahanan hancuran atau nilai bantalan.

Gambar 1.17

Misal d= diameter keling,

t= ketebalan pelat,

fc= tingkat hancuran aman pada paku, dan

n= jumlah keling per lebar jarak dibawah hancuran.

Kita ketahui bahwa area hancuran per keling,

Ac= d . t

Maka total area hancuran = n . d . t

Serta ketahanan hancuran atau tarikan yang dibutuhkan untuk menghancurkan

keling per lebar jarak,

Pc = n . d . t . fc

Catatan: Jumlah-jumlah keling dibawah guntingan haruslah sama dengan jumlah-

jumlah keling dibawah hancuran.

J. Kekuatan Sambungan Paku BerkelingKekuatan sebuah paku dapat didefinisikan sebagai kekuatan maksimum yang

dapat mengalir, tanpa menyebabkan kegagalan. Kita telah lihat pada gambar 1.12

bahwa Pt, Ps dan Pc merupakan tarikan-tarikan yang dibutuhkan untuk merobek pelat,

menggunting keling dan menghancurkan keling. Sebuah pertimbangan kecil akan

muncul, bahwa apabila kita tingkatkan tarikan pada paku berkeling, hal itu akan menjadi

gagal bila sisa dari tiga tarikan ini dicapai. Hal ini dikarenakan sebuah nilai yang lebih

tinggi yang diakibatkan oleh tarikan lain tidak akan tercapai karena paku telah gagal,

seperti merobek pelat, menggunting keling atau menghancurkan keling.

Jika paku berkesinambungan seperti dalam kasus alat pendidih, kekuatannya

dihitung per lebar jarak. Akan tetapi jika pakunya kecil, kekuatannya dihitung untuk

keseluruhan jarak pelat.

K. Efisiensi Paku BerkelingEfisiensi dari paku berkeling merupakan rasio dari kekuatan paku dengan

kekuatan pelat tak berkeling atau padat.

Kita telah siap mendiskusikan bahwa kekuatan sambungan paku keling

= lebih kecil dari Pt, Ps dan Pc

P = p x t x ft

Efisiensi sambungan paku

η =

kekua tan sambungan pakuleingp . t . ft

P = jarak puncak paku

T = tebal pelat

Ft = tekanan keregangan yang di ijinkan

Tabel berikut menunjukkan tingkat efisiensi paku berkeling untuk alat pendidih

dengan mengacu pada Regulator Pendidih Indian.

Sambungan berimpit Efisiensi (%) Sambungan bilah Efisiensi (%)baris tunggal

baris ganda

baris triple

45 – 60

63 – 70

72 - 80

baris tunggal

baris ganda

baris triple

55 – 60

70 – 83

80 -90

Regulator Pendidih Indian mengijinkan angka maksimal 85% untuk paku terbaik.