Teknik Plate Washer Welding: Mengunci Baut pada Struktur Baja (Kelebihan, Risiko & Alternatif)

Teknik “Plate Washer Welding” adalah metode mengunci posisi mur dan baut dengan cara mengelas plat washer (ring plat) ke permukaan struktur baja.

Dalam dunia konstruksi baja, memastikan setiap sambungan baut tetap kencang dan aman adalah prioritas utama. Getaran konstan, perubahan suhu, dan beban dinamis seperti beban angin (wind load) atau beban gempa (seismic load), dapat menyebabkan mur perlahan-lahan kehilangan pra-beban (preload) dan menjadi kendor. Salah satu metode yang sering digunakan di lapangan untuk mengatasi masalah ini adalah “Plate Washer Welding”, yaitu mengelas plat washer langsung ke elemen struktur baja.

Meskipun terlihat sebagai solusi cepat dan permanen, teknik ini penuh dengan kontroversi dan risiko signifikan. Praktik ini sering kali menjadi perdebatan antara kebutuhan praktis di lapangan dan kepatuhan terhadap standar rekayasa yang ketat. Memahami kapan teknik ini boleh diterapkan, risikonya, dan apa saja alternatif yang lebih aman adalah pengetahuan krusial bagi setiap profesional di bidang konstruksi baja.

📊 Fakta Menarik: Menurut American Institute of Steel Construction (AISC), pengelasan pada baut atau mur, terutama baut mutu tinggi (high-strength bolt), secara umum tidak direkomendasikan. Panas dari proses pengelasan (welding) dapat secara drastis mengubah sifat mekanik baut yang telah melalui proses perlakuan panas (heat treatment), yang berpotensi mengurangi kekuatannya dan membahayakan integritas sambungan baut (bolted joint).

Apa Sebenarnya Teknik Plate Washer Welding dan Mengapa Dilakukan?

Plate washer welding adalah proses pengelasan ring plat di sekeliling mur ke permukaan baja untuk mencegah mur berputar dan kendor akibat getaran atau beban dinamis. Tujuannya adalah sebagai mekanisme penguncian mekanis yang visual, murah, dan cepat dieksekusi di lapangan tanpa memerlukan alat khusus.

Teknik ini paling sering ditemui pada sambungan non-kritis atau pada situasi di mana metode penguncian lain dianggap tidak praktis atau terlalu mahal. Logika di baliknya sederhana: jika mur tidak bisa berputar, ia tidak akan kendor. Prosesnya melibatkan penempatan plat washer di bawah mur, pengencangan mur sesuai torsi yang diinginkan, kemudian membuat las sudut (fillet weld) kecil (tack weld) yang mengikat sisi washer ke pelat dasar (base plate) atau permukaan komponen baja lainnya.

1. Solusi Cepat di Lapangan: Di lingkungan proyek yang serba cepat, metode ini menawarkan solusi instan untuk masalah kelonggaran baut tanpa perlu memesan komponen khusus.
2. Indikator Visual: Lasan memberikan konfirmasi visual yang jelas bahwa tindakan penguncian telah dilakukan, yang dapat mempermudah proses inspeksi visual.
3. Aplikasi Umum: Sering digunakan pada baut angkur (anchor bolt) di mana mur bagian bawah perlu dikunci posisinya sebelum pengecoran beton, atau pada struktur sekunder yang tidak menanggung beban struktural utama.

Bagaimana Prosedur dan Risiko Tersembunyi dari Pengelasan Washer?

Prosedur pengelasan washer melibatkan pengencangan mur, lalu pembuatan las tack di beberapa titik antara tepi washer dan plat baja. Namun, risiko utamanya adalah kerusakan metalurgi pada baut dan mur akibat panas. Panas menciptakan Heat-Affected Zone (HAZ) yang dapat mengurangi kekuatan tarik dan keuletan baut, terutama pada baut mutu tinggi (ASTM A325, A490), sehingga sambungan menjadi rapuh dan rentan gagal.

Masalah dan Risikonya:

Proses pengelasan, bahkan jika hanya berupa las titik kecil, memasukkan panas yang intens ke dalam sistem. Masalah utamanya adalah sebagai berikut:

1. Pembentukan Heat-Affected Zone (HAZ): Panas dari busur las mengubah struktur mikro baja di area sekitar lasan. Zona ini, yang dikenal sebagai Heat-Affected Zone (HAZ), sering kali menjadi lebih getas dan kurang ulet dibandingkan logam induknya.
2. Kerusakan Sifat Mekanik Baut: Baut mutu tinggi mendapatkan kekuatannya dari proses perlakuan panas (quenching and tempering) yang terkontrol. Memanaskannya kembali saat pengelasan akan merusak perlakuan panas ini, menyebabkan penurunan kekuatan tarik (tensile strength) secara signifikan. Baut bisa kehilangan kemampuannya menahan beban sesuai desain.
3. Tegangan Sisa dan Retak: Pendinginan yang cepat setelah pengelasan dapat menimbulkan tegangan sisa yang tinggi. Hal ini, ditambah dengan potensi masuknya hidrogen ke dalam material las, dapat menyebabkan retak (hydrogen-induced cracking), terutama pada baja berkekuatan tinggi.
4. Masalah Galvanis: Jika baut dan mur menggunakan lapisan pelapis anti korosi seperti galvanis, proses pengelasan akan membakar lapisan pelindung tersebut. Ini membuka jalan bagi korosi prematur pada titik paling kritis dari sambungan.

Standar industri seperti AISC dan AWS (American Welding Society) sangat membatasi atau bahkan melarang pengelasan pada baut struktural berkekuatan tinggi karena alasan-alasan ini. Pengecualian hanya dimungkinkan dengan pertimbangan rekayasa yang sangat hati-hati dan persetujuan dari insinyur penanggung jawab.

Apa Saja Kelebihan dan Kekurangan dari Teknik Plate Washer Welding?

Kelebihan utama teknik ini adalah biaya rendah, kesederhanaan, dan inspeksi visual yang mudah. Namun, kekurangannya jauh lebih serius: berisiko merusak sifat mekanik baut, tidak dapat dibongkar pasang, dilarang oleh banyak standar untuk sambungan kritis, dan dapat membatalkan garansi pabrikan baut.

Berikut adalah perbandingan yang lebih seimbang:

Kelebihan

• Biaya Rendah: Tidak memerlukan komponen tambahan yang mahal seperti mur pengunci khusus atau DTI washer. Hanya membutuhkan seorang welder dan peralatan las standar.
• Kesederhanaan: Prosedurnya cepat dan tidak memerlukan pelatihan khusus di luar kompetensi pengelasan dasar.
• Ketersediaan Material: Plat washer standar tersedia di mana saja.
• Penguncian Positif: Secara fisik mencegah mur berputar, memberikan tingkat keamanan yang terasa lebih “pasti” bagi sebagian praktisi.

Kekurangan dan Mitigasinya

• Risiko Kegagalan Struktural: Ini adalah kekurangan terbesar. Penurunan kekuatan baut bisa berakibat fatal pada sambungan momen atau sambungan yang menahan beban dinamis.
  • Mitigasi: Jangan pernah menggunakan teknik ini pada sambungan slip-critical atau pada baut mutu tinggi (misalnya, grade 8.8, 10.9, ASTM A325, A490). Batasi penggunaannya hanya untuk baut grade rendah (misalnya, ASTM A307) pada aplikasi non-struktural.
• Tidak Dapat Diatur Ulang (Non-Reversible): Sekali dilas, mur tidak dapat dikencangkan ulang atau dilepas tanpa merusak lasan dengan gerinda. Ini membuat perawatan atau penyesuaian menjadi sangat sulit.
  • Mitigasi: Pertimbangkan siklus hidup struktur. Jika ada kemungkinan sambungan perlu dibongkar, jangan gunakan metode ini.
• Pelanggaran Kode & Standar: Penggunaan teknik ini pada sambungan struktural utama hampir pasti melanggar kode bangunan dan standar desain seperti AISC 360.
  • Mitigasi: Selalu konsultasikan dengan Welding Procedure Specification (WPS) dan gambar desain. Jika tidak diizinkan secara eksplisit, jangan lakukan.

Meskipun tampak praktis, risiko yang ditimbulkan oleh plate washer welding sering kali lebih besar daripada manfaatnya, terutama dalam konteks struktur baja modern yang mengandalkan kinerja presisi dari setiap komponen.

Plate Washer Welding vs. Alternatif Modern

Dibandingkan alternatif modern, plate washer welding adalah metode yang paling berisiko dan tidak andal. Metode seperti locknut, DTI washer, dan TC bolt menawarkan keamanan yang terukur, dapat diinspeksi, dan sesuai standar tanpa merusak komponen baut itu sendiri, menjadikannya pilihan superior untuk semua aplikasi struktural.

Berikut adalah tabel perbandingan komprehensif antara berbagai metode penguncian baut:

Kriteria	Plate Washer Welding	Double Nut (Jam Nut)	Spring/Lock Washer	Nylon Insert Locknut (Nyloc)	Tension Control (TC) Bolt
Prinsip Kerja	Penguncian fisik dengan las	Gaya tekan antara dua mur	Tekanan pegas & gigitan	Friksi dari cincin nilon	Putus pada torsi yang tepat
Keandalan	Rendah (merusak baut)	Sedang	Rendah hingga Sedang	Baik (terbatas suhu)	Sangat Tinggi
Kesesuaian Standar	Umumnya tidak diizinkan	Diizinkan	Tidak direkomendasikan untuk struktural	Diizinkan (terbatas)	Standar industri (AISC)
Kemudahan Inspeksi	Visual (hanya las)	Sulit dipastikan	Visual	Visual	Ujung spline putus (mudah)
Dapat Digunakan Kembali	Tidak	Ya (dengan hati-hati)	Tidak direkomendasikan	Terbatas	Tidak
Biaya	Sangat Rendah	Rendah	Sangat Rendah	Sedang	Tinggi
Risiko Utama	Kerusakan metalurgi baut	Pemasangan yang salah	Kehilangan tekanan	Degradasi nilon oleh suhu/kimia	Memerlukan alat khusus

• Double Nut & Spring Washer: Meskipun lebih baik daripada tidak ada penguncian sama sekali, metode ini dianggap kurang andal di bawah getaran berat. Spring washer dapat kehilangan daya pegasnya seiring waktu.
• Nylon Insert Locknut: Sangat efektif, namun cincin nilonnya memiliki batasan suhu operasional (biasanya sekitar 120°C) dan tidak cocok untuk lingkungan kimia tertentu.
• Tension Control (TC) Bolt & DTI Washer: Ini adalah solusi rekayasa modern untuk sambungan baut kritis. Tension Control Bolt (TC Bolt) memiliki ujung spline yang akan putus secara otomatis ketika pra-beban yang tepat tercapai, memberikan jaminan pengencangan yang akurat. Direct Tension Indicator (DTI) washer adalah washer dengan tonjolan yang akan rata saat baut mencapai tegangan yang benar, memberikan indikasi visual yang andal. Keduanya adalah metode yang disetujui AISC untuk sambungan kritis.

Kesimpulan

Teknik “Plate Washer Welding” adalah sebuah praktik lapangan yang lahir dari kebutuhan akan solusi cepat dan murah untuk mencegah mur kendor. Namun, kemajuan dalam ilmu material dan rekayasa struktural telah menunjukkan bahwa teknik ini adalah pedang bermata dua. Risiko tersembunyi berupa kerusakan sifat mekanik pada baut (bolt) dan mur, terutama pada baut mutu tinggi, menjadikannya pilihan yang tidak dapat diterima untuk aplikasi struktural yang kritis.

Standar industri modern telah menyediakan berbagai alternatif yang jauh lebih aman, andal, dan dapat diverifikasi. Mengandalkan metode usang seperti pengelasan washer demi menghemat biaya atau waktu adalah pertaruhan yang membahayakan stabilitas struktur dan keselamatan publik.

1. Evaluasi Ulang Prosedur: Tinjau kembali prosedur kerja di proyek Anda. Hentikan penggunaan plate washer welding pada semua sambungan struktural, terutama yang menggunakan baut mutu tinggi.
2. Adopsi Alternatif Modern: Untuk sambungan kritis, berinvestasilah pada solusi teruji seperti TC Bolt atau DTI Washer. Untuk aplikasi non-kritis, gunakan locknut berkualitas tinggi.
3. Edukasi Tim: Pastikan semua tim, mulai dari fitter, welder, hingga pengawas lapangan, memahami risiko pengelasan pada baut dan mengetahui alternatif yang benar.

Mengganti semua spring washer pada sambungan yang mengalami getaran dengan nylon insert locknuts atau double nut system untuk peningkatan keamanan instan tanpa memerlukan perubahan desain yang signifikan. Untuk proyek-proyek besar, percayakan pada ahli seperti kontraktor baja di Bali yang memahami dan menerapkan standar keselamatan terkini.