Penyebab kegagalan struktur silo hampir selalu berupa gabungan beberapa faktor: beban yang lebih besar atau lebih tidak merata dari perkiraan desain, dinding dan sambungan yang melemah seiring waktu, serta pemakaian yang menyimpang dari rancangan awal. Sebagian besar faktor itu meninggalkan tanda yang dapat ditemukan lewat pemeriksaan berkala dan jasa riksa uji silo.

Mengapa silo lebih rumit dari tangki cairan?

Cairan menekan dinding secara merata dan dapat dihitung dengan mudah. Material curah berperilaku lain:

  • tekanan ke samping tidak naik lurus mengikuti kedalaman, karena sebagian berat material ditahan gesekan dinding;
  • gesekan itu menimbulkan gaya tekan tegak pada dinding;
  • tekanan saat material mengalir berbeda dengan saat diam;
  • pola aliran dapat membuat satu sisi dinding menerima tekanan lebih besar dari sisi lain.

Dinding silo baja yang tipis kuat menahan tarikan melingkar, tetapi lemah terhadap tekan tegak dan beban tidak simetris. Di situlah banyak kegagalan bermula.

Penyebab dari sisi operasi

Aliran eksentrik

Bila material keluar dari lubang yang tidak berada di tengah, terbentuk saluran alir di satu sisi. Tekanan pada dinding di dekat saluran itu turun, sedangkan di sebelahnya tetap tinggi. Dinding melentur tidak merata dan dapat menekuk. Penyebabnya bisa lubang keluaran di sisi, beberapa lubang yang dibuka tidak bersamaan, atau material yang menggumpal di satu sisi.

Mengganti jenis material

Silo dirancang untuk material dengan massa jenis, sudut gesek, dan sifat alir tertentu. Mengganti isi dengan material yang lebih berat atau lebih mudah mengalir mengubah beban pada dinding dan hopper. Perubahan ini sering dilakukan tanpa perhitungan ulang karena kapasitas volume terlihat masih sama.

Runtuhnya jembatan dan rathole

Material yang menggantung lalu jatuh tiba-tiba menimbulkan beban kejut pada hopper dan penurunan tekanan mendadak di atasnya. Penggunaan palu, vibrator berlebihan, atau peledak udara untuk melancarkan aliran juga membebani dinding.

Tekanan berlebih dan vakum

Pengisian pneumatik dengan filter tersumbat menaikkan tekanan dalam silo. Sebaliknya, pengeluaran cepat tanpa udara pengganti menurunkan tekanan. Atap dan dinding silo penyimpan umumnya hanya dirancang untuk beda tekanan kecil. Pengamannya dibahas dalam artikel pemeriksaan safety device silo.

Penyebab dari sisi kondisi bahan

Mekanisme Lokasi umum Cara deteksi
Korosi dari dalam Atap, ring atas, area kondensasi Pengukuran ketebalan, visual dalam
Korosi dari luar Ring bawah, di bawah insulasi, kaki penyangga Visual, pengukuran ketebalan
Abrasi Hopper, titik jatuh material, sekitar lubang keluar Pengukuran ketebalan rapat
Retak lelah Las hopper, las kaki, dudukan vibrator Uji penetran atau partikel magnetik
Baut longgar atau putus Sambungan panel, sambungan hopper Visual, pemeriksaan kekencangan
Retak dan korosi tulangan Dinding silo beton Pemetaan retak, uji palu pantul

Penipisan dinding mengurangi cadangan kekuatan terhadap tekuk. Silo yang sudah puluhan tahun aman dapat gagal pada beban yang sama karena dindingnya tidak lagi setebal dulu. Pembahasan rinci ada di artikel korosi silo dan pengukuran ketebalan.

Penyebab dari sisi desain dan pembuatan

  • beban tidak simetris tidak diperhitungkan;
  • sambungan silinder dan hopper tanpa cincin pengaku yang memadai;
  • mutu las rendah atau penetrasi tidak penuh;
  • pelat lebih tipis dari gambar;
  • toleransi kebulatan buruk sehingga dinding mudah menekuk;
  • kaki penyangga tanpa bracing yang cukup;
  • baut dan lubang baut pada silo panel tidak sesuai spesifikasi.

Cacat bawaan seperti ini baru ketahuan bila ada pemeriksaan pertama yang sungguh-sungguh, dengan pengukuran dimensi dan ketebalan lalu dibandingkan dengan gambar.

Penyebab dari sisi fondasi dan lingkungan

Penurunan tidak merata. Fondasi yang turun di satu sisi membuat silo miring dan menambah beban pada kaki di sisi tersebut.

Baut angkur berkarat. Genangan air di sekitar pelat dasar mempercepat karat pada baut angkur, padahal baut ini menahan silo terhadap angin dan gempa.

Angin dan gempa. Silo kosong lebih rentan terhadap angin, sedangkan silo penuh menerima gaya gempa terbesar.

Perubahan suhu. Dinding baja memuai di siang hari dan menyusut di malam hari. Material di dalam turun mengisi ruang saat dinding memuai, lalu menahan dinding saat menyusut. Siklus berulang ini dapat menaikkan tegangan pada dinding.

Benturan. Kaki penyangga yang tertabrak forklift atau truk sering dianggap sepele, padahal kaki yang bengkok kehilangan sebagian besar kekuatannya.

Modifikasi tanpa perhitungan

Modifikasi adalah penyebab yang sepenuhnya dapat dihindari. Contoh yang sering dijumpai:

  1. menambah lubang orang atau nosel dengan memotong dinding tanpa penguat;
  2. menambah tinggi silo untuk menaikkan kapasitas;
  3. memasang peralatan berat di atap;
  4. memotong bracing karena menghalangi jalan;
  5. mengelas dudukan vibrator langsung pada hopper tipis;
  6. memindahkan lubang keluaran.

Permenaker No. 37 Tahun 2016 memasukkan perubahan atau modifikasi sebagai keadaan yang memerlukan pemeriksaan dan pengujian pertama, dengan gambar rencana dan prosedur kerja aman. Prinsip yang sama layak diterapkan pada silo.

Tanda awal yang bisa dilihat operator

  • dinding menggembung, berkerut, atau penyok baru;
  • cat retak membentuk garis pada dinding;
  • silo tampak tidak tegak;
  • dentuman atau getaran saat pengeluaran;
  • baut hilang atau material merembes di sambungan;
  • retak pada fondasi atau grouting pelat dasar;
  • kaki penyangga bengkok.

Tanda-tanda ini sebaiknya masuk ke checklist inspeksi harian silo. Bila tanda muncul, hentikan pengisian dan jangan mencoba mengosongkan silo dengan cepat tanpa penilaian teknis, karena pengosongan yang tidak simetris dapat memperburuk keadaan.

Bagaimana riksa uji membantu mencegah kegagalan?

Pemeriksaan berkala menjawab tiga pertanyaan:

  1. Apakah silo masih sesuai gambar? Lewat pengukuran dimensi, ketegakan, dan ketebalan.
  2. Apakah ada kerusakan yang berkembang? Lewat perbandingan dengan data sebelumnya dan pengujian tidak merusak pada sambungan.
  3. Apakah pemakaian masih sesuai desain? Lewat telaah material, cara pengisian, dan modifikasi.

Penilaian yang lebih dalam pada sambungan dan area menipis memakai pengujian NDT dan pengukuran ketebalan. Lingkup lengkap pemeriksaannya ada di halaman riksa uji bejana tekan dan tangki timbun, yang juga mencakup silo.

Referensi

  • UU No. 1 Tahun 1970 tentang Keselamatan Kerja
  • Permenaker No. 37 Tahun 2016 tentang Keselamatan dan Kesehatan Kerja Bejana Tekanan dan Tangki Timbun
  • EN 1991-4 Eurocode 1: Actions on structures, Silos and tanks
  • EN 1993-4-1 Eurocode 3: Design of steel structures, Silos