Perkakas dan alat ukur tangan: isi tas alat, memeriksa kondisi, kunci torsi, register kalibrasi, dan tindakan bila di luar toleransi

Seorang teknisi menjatuhkan kunci torsi jenis klik dari tangga ketika memasang dudukan motor. Kunci itu tampak utuh dan masih berbunyi klik, jadi ia terus memakainya. Sebulan kemudian, saat pemeriksaan alat berkala, kunci itu diuji pada alat penguji torsi bengkel. Pada setelan 40 newton meter, kunci baru berbunyi pada 47,2 newton meter: 18 persen lebih tinggi.

Dalam sebulan itu kunci tersebut dipakai di sebelas pekerjaan di tujuh lokasi, termasuk pengencangan baut rumah bantalan pada rumah pompa aluminium dan baut terminal pada panel listrik. Pertanyaan penyelia bukan lagi bagaimana memperbaiki kunci, tetapi pekerjaan mana yang harus diperiksa ulang dan bagaimana mengetahuinya. Pertanyaan itu hanya dapat dijawab bila catatan pekerjaan menyebut alat yang dipakai. Bab ini menjelaskan perkakas dan alat ukur tangan sebagai bagian dari mutu kerja, tidak hanya sebagai barang di tas.

Batas pembahasan

Bab ini membahas perkakas dan alat ukur yang dibawa teknisi: isi tas alat, pemilihan, pemeriksaan sebelum dipakai, kunci torsi, register kalibrasi, kecukupan akurasi, tindakan bila alat di luar toleransi, serta perawatan dan penghitungan alat. Cara memakai jangka sorong, mikrometer, dan jam ukur ada di Bab 12 · Mekanikal & Mekatronika; kalibrasi, ketidakpastian, dan ketertelusuran di Bab 1 · Data & Pengukuran dan Bab 61 · Kelistrikan & Kendali; keselamatan alat ukur listrik, kategori ukur, dan verifikasi bebas tegangan di Bab 14 · Kelistrikan & Kendali; torsi pengencangan baut di Bab 3 · Mekanikal & Mekatronika. Siklus kerja servis ada di Bab 1. Nilai akurasi dan interval yang sebenarnya diambil dari data pabrik alat, standar yang berlaku, dan prosedur perusahaan.

Alat adalah bagian dari mutu kerja

Hasil pekerjaan teknisi tidak dapat lebih baik daripada alat yang dipakainya. Baut yang dikencangkan dengan kunci torsi yang salah, tegangan yang diukur dengan kabel uji yang rusak, atau suhu yang dibaca dari termometer yang bergeser menghasilkan keputusan yang salah walaupun teknisinya terampil. Alat pemeriksaan yang paling dasar untuk penglihatan adalah sumber cahaya yang baik, pengingat bahwa alat yang paling sederhana pun menentukan mutu pemeriksaan.

Alat dibagi menjadi dua golongan menurut perlakuannya:

1. Perkakas (hand tools) seperti obeng, kunci, tang, dan alat potong: diperiksa kondisinya, tetapi tidak dikalibrasi.
2. Alat ukur (measuring instruments) seperti multimeter, tang ampere, manometer, termometer, pengukur pH, kunci torsi, dan jangka sorong: menghasilkan angka yang dipakai untuk keputusan, jadi harus diketahui akurasinya dan dikalibrasi berkala.

Kunci torsi termasuk alat ukur walaupun bentuknya seperti perkakas, karena ia menentukan gaya jepit baut.

Isi tas alat dan memilih alat yang tepat

Isi tas alat disusun dari jenis pekerjaan yang paling sering dilakukan, tidak dari kebiasaan. Untuk teknisi servis mesin laundry, dapur, dan pengolahan air, susunannya biasanya:

Tang lancip adalah salah satu tang yang paling serbaguna, alat penjepit terminal harus ditutup penuh untuk menghasilkan jepitan yang kuat, dan multimeter digital adalah salah satu alat uji yang paling berguna dalam servis elektronika dan unggul atas meter analog di hampir semua hal. Baterai cadangan tersedia untuk alat bertenaga; baterai cadangan untuk alat ukur juga dibawa, karena multimeter dengan baterai lemah dapat menampilkan angka yang salah. Naskah video pelatihan pemasangan dispenser pemilik mendaftar bor, obeng, spidol, fischer, sekrup, pengikat kabel, dan test pen untuk pekerjaan itu; test pen tidak cukup untuk membuktikan bebas tegangan, jadi penguji tegangan dua kutub ditambahkan ke daftar.

Memilih alat yang tepat

1. Ukuran pas: kunci ring lebih aman daripada kunci pas untuk baut yang kencang karena memegang di enam titik; obeng dipilih sesuai bentuk dan ukuran kepala sekrup supaya kepala tidak rusak.
2. Alat berinsulasi untuk pekerjaan di dekat bagian bertegangan, dengan tanda kelas tegangan sesuai standar alat berinsulasi. Alat berinsulasi tidak menggantikan pemutusan tegangan; aturan kerja aman ada di Bab 76 · Kelistrikan & Kendali tentang kerja aman dan LOTO.
3. Alat ukur dengan kategori yang sesuai: multimeter dan kabel uji dipilih menurut kategori ukur dan tegangan titik ukur, seperti dijelaskan di Bab 14 · Kelistrikan & Kendali. Buku instalasi listrik meminta pedoman tentang kabel uji diikuti; pedoman itu meminta ujung probe yang terbuka pendek, pelindung jari, dan kabel yang tidak rusak.
4. Alat untuk baja tahan karat: sikat dan alat gerinda yang khusus dipakai untuk baja tahan karat, supaya tidak meninggalkan partikel besi seperti dijelaskan di Bab 3 · Material.
5. Rentang alat ukur: alat ukur dipilih supaya nilai yang diukur berada di bagian tengah rentangnya, tidak di ujung bawah.

Memeriksa kondisi sebelum dipakai

Pemeriksaan singkat sebelum dipakai menangkap sebagian besar masalah alat:

1. Perkakas: gagang tidak retak, mulut kunci tidak melebar, ujung obeng tidak aus, insulasi alat berinsulasi tidak sobek.
2. Multimeter: baterai cukup, layar jelas, kabel uji dan probe tanpa retak, sekering arus utuh. Penunjukan nol saat kedua probe disentuhkan pada rentang resistansi rendah, dan penunjukan tegangan yang diketahui benar.
3. Penguji tegangan: diuji pada sumber yang diketahui hidup sebelum dan sesudah memeriksa titik yang akan dikerjakan, sesuai urutan verifikasi bebas tegangan di Bab 14 · Kelistrikan & Kendali. Modul pelatihan mekanik instrumen meminta peserta membuat lampu uji untuk memeriksa ada tidaknya tegangan jaringan; lampu uji buatan sendiri tidak memenuhi syarat kategori ukur dan tidak dipakai untuk membuktikan bebas tegangan.
4. Manometer: jarum kembali ke nol tanpa tekanan, kaca utuh, ulir sambungan tidak rusak.
5. Termometer probe: dicek di air es yang diaduk, yang seharusnya menunjukkan sekitar 0 °C.
6. Pengukur pH: dikalibrasi dengan larutan penyangga sebelum dipakai, sesuai petunjuk pabrik alat.
7. Kunci torsi: skala atau layar terbaca, mekanisme klik terasa, tidak ada bunyi aneh, dan tidak pernah jatuh sejak pemeriksaan terakhir.

Alat yang gagal pemeriksaan ini tidak dipakai, diberi label, dan dilaporkan.

Kunci torsi

Kunci torsi (torque wrench) adalah kunci untuk mengencangkan baut sampai torsi setelan, yang tercapainya ditandai bunyi klik, jarum, atau layar. Ada tiga jenis kunci torsi yang umum: jenis klik yang berbunyi dan terasa patah sedikit saat torsi setelan tercapai, jenis penunjuk dengan jarum atau balok, dan jenis digital dengan layar. Akurasi kunci torsi jenis klik yang lazim adalah sekitar plus minus 4 persen dari nilai setelan untuk putaran searah jarum jam, di rentang 20 sampai 100 persen kapasitasnya, menurut standar alat pengencang torsi. Di bawah 20 persen kapasitas, akurasinya tidak dijamin.

Aturan pemakaian:

1. Pilih kunci yang rentangnya sesuai: torsi target berada di antara sekitar 20 dan 100 persen kapasitas kunci. Bila torsi target di bawah 20 persen kapasitas kunci yang tersedia, teknisi memakai kunci torsi yang lebih kecil.
2. Tarik di pegangan dengan gerakan halus dan tegak lurus terhadap gagang, sampai klik, lalu berhenti. Tarikan yang menyentak memberi torsi lebih besar.
3. Jangan memakai kunci torsi untuk membuka baut atau sebagai tuas; pakai kunci biasa untuk membuka.
4. Simpan pada setelan paling rendah untuk jenis klik, supaya pegasnya tidak lelah.
5. Periksa ulang setelah jatuh atau setelah dipakai melampaui kapasitasnya.

Bila kunci torsi dipakai dengan sambungan yang memperpanjang lengan, misalnya kunci kaki gagak yang segaris dengan gagang, torsi pada baut menjadi lebih besar daripada setelan. Untuk sambungan yang segaris, setelan yang diperlukan diturunkan dari keseimbangan momen:

$$T_s = T_b \times \frac{L}{L + E}$$

dengan $T_s$ setelan kunci, $T_b$ torsi yang diinginkan pada baut, $L$ panjang efektif kunci dari pusat kepala ke titik tarik di pegangan, dan $E$ panjang sambungan dari pusat kepala kunci ke pusat baut. Bila sambungan dipasang tegak lurus terhadap gagang, panjang efektifnya tidak berubah dan setelan sama dengan torsi yang diinginkan. Sambungan biasa yang hanya memperpanjang sumbu, seperti batang sambung sok, tidak mengubah torsi.

Register kalibrasi

Register kalibrasi (calibration register) adalah daftar alat ukur beserta identitas, akurasi, dan status kalibrasinya. Setiap alat ukur yang dipakai untuk keputusan dicatat dalam register. Kolom yang biasanya ada:

1. Nomor identitas alat dan nomor serinya.
2. Jenis, rentang, dan akurasi yang diperlukan.
3. Pemegang atau lokasi alat.
4. Tanggal kalibrasi terakhir, nomor sertifikat, dan pihak yang mengkalibrasi.
5. Interval kalibrasi dan tanggal jatuh tempo berikutnya.
6. Hasil kalibrasi: di dalam atau di luar toleransi sebelum disetel.
7. Pemeriksaan antara dan hasilnya.
8. Status: dipakai, dikarantina, diperbaiki, atau dibuang.

Setiap alat diberi label yang menunjukkan nomor identitas dan tanggal jatuh tempo. Register diatur untuk mengingatkan sebelum tanggal jatuh tempo, supaya ada waktu mengirim alat tanpa mengganggu pekerjaan. Interval kalibrasi ditetapkan dari anjuran pabrik alat, seberapa sering dan seberat alat dipakai, dan riwayat penyimpangannya; untuk banyak alat ukur tangan dipakai sekitar dua belas bulan sebagai titik awal, lalu diperpendek bila alat sering ditemukan menyimpang. Ketertelusuran ke standar dan ketidakpastian kalibrasi dijelaskan di Bab 1 · Data & Pengukuran dan Bab 61 · Kelistrikan & Kendali.

Pemeriksaan antara (intermediate check) adalah pemeriksaan sederhana pada alat di antara dua kalibrasi: kunci torsi pada alat penguji torsi bengkel, termometer di air es, multimeter pada resistor atau sumber tegangan acuan, manometer dibandingkan dengan manometer acuan. Uraian tugas mekanik instrumen memuat menyetel dan menyegel meter untuk mencegah manipulasi; segel kalibrasi yang rusak juga merupakan alasan memeriksa ulang alat.

Apakah akurasi alat cukup

Sebuah alat cukup akurat bila ketidakpastiannya kecil dibandingkan toleransi yang akan diperiksa. Pedoman yang sering dipakai adalah perbandingan toleransi terhadap ketidakpastian alat sekitar 4 banding 1:

$$\text{perbandingan} = \frac{\text{toleransi}}{\text{ketidakpastian alat}}$$

Bila perbandingannya jauh lebih kecil, alat dapat menyatakan lulus untuk benda yang sebenarnya di luar batas, atau sebaliknya. Ada dua pilihan bila alat yang lebih baik tidak tersedia: memakai pita pengaman, atau mencatat bahwa hasil di dekat batas belum dapat diputuskan. Pita pengaman (guard band) adalah batas terima yang dipersempit sebesar ketidakpastian alat. Bab 1 · Data & Pengukuran menjelaskan cara menghitung ketidakpastian gabungan.

Bila alat ternyata di luar toleransi

Menemukan alat di luar toleransi adalah temuan mutu, tidak hanya masalah alat. Langkahnya:

1. Karantina alat: beri label tidak boleh dipakai dan pisahkan.
2. Catat besar penyimpangan dan kapan alat terakhir diketahui baik.
3. Telusuri pekerjaan yang memakai alat itu sejak pemeriksaan baik terakhir, dari laporan servis yang mencatat nomor identitas alat.
4. Nilai akibatnya untuk setiap pekerjaan: apakah penyimpangan sebesar itu dapat membuat hasil di luar batas, dan apa risikonya.
5. Periksa ulang pekerjaan yang berisiko, dimulai dari yang paling kritis, dan beri tahu pelanggan bila perlu.
6. Cari penyebab: jatuh, aus, salah simpan, atau interval terlalu panjang.
7. Perbaiki dan kalibrasi alat, atau buang bila tidak layak; ubah interval bila perlu.

Langkah ketiga hanya mungkin bila laporan servis mencatat alat ukur yang dipakai. Bab 6 tentang laporan servis dan bukti kerja membahas isi laporan itu, dan Bab 12 · Keselamatan membahas cara menyelidiki kejadian seperti ini sebagai nyaris celaka.

Merawat, menyimpan, dan menghitung alat

1. Alat dibersihkan dan dikeringkan setelah dipakai di tempat basah atau berbahan kimia.
2. Alat ukur disimpan dalam kotaknya; baterai dikeluarkan bila alat lama tidak dipakai.
3. Kabel uji digulung longgar, tidak dililit kencang pada meter.
4. Kunci torsi jenis klik disimpan pada setelan paling rendah.
5. Alat potong dan mata bor dipisahkan supaya tidak saling menumpulkan.
6. Hitung alat sebelum menutup mesin: obeng atau kunci yang tertinggal di dalam drum, panel, atau rumah pompa dapat merusak mesin atau menimbulkan hubung singkat. Papan bayangan atau daftar isi tas membantu menghitung cepat.

Rak perkakas juga dipakai untuk menyimpan perkakas cadangan di dekat tempat kerja; untuk teknisi lapangan, padanannya adalah tas atau kotak yang susunannya tetap, sehingga alat yang hilang langsung terlihat.

Contoh kerja

Angka dalam contoh di bawah adalah angka latihan, kecuali disebut asalnya.

Contoh 1: menilai akibat kunci torsi yang menyimpang. Kunci pada kasus pembuka memberi $47{,}2/40 = 1{,}18$ kali setelan. Dari sebelas pekerjaan, laporan menunjukkan empat yang memakai kunci itu untuk baut pada ulir aluminium dan dua untuk terminal panel; sisanya baut baja pada mur baja dengan torsi jauh di bawah batas bautnya. Pekerjaan pada ulir aluminium dan terminal panel diperiksa ulang lebih dulu, karena kelebihan torsi 18 persen dapat merusak ulir lunak atau terminal. Kunci dikalibrasi ulang, dan aturan baru dicatat: kunci yang jatuh diperiksa sebelum dipakai lagi.

Contoh 2: termometer untuk suhu bilas. Suhu bilas akhir harus 82 °C dengan toleransi plus minus 1 °C. Termometer dengan ketidakpastian plus minus 0,5 °C memberi perbandingan $1/0{,}5 = 2$, jauh di bawah pedoman 4. Hasil 81,3 °C tidak dapat dinyatakan lulus dengan yakin. Termometer acuan dengan ketidakpastian plus minus 0,2 °C memberi perbandingan 5, cukup untuk keputusan.

Contoh 3: pemeriksaan air es. Termometer probe dicelup di gelas berisi es serut dan sedikit air yang diaduk, dan menunjukkan 0,8 °C. Bila batas pemeriksaan antara dalam prosedur untuk alat itu plus minus 0,5 °C, alat dikarantina dan dikalibrasi, dan pengukuran penting sejak pemeriksaan terakhir ditelusuri.

Contoh 4: rentang arus multimeter yang selalu nol. Multimeter menunjukkan 0 ampere pada rangkaian yang jelas bekerja. Sekering arus diperiksa dengan rentang resistansi dan ternyata putus. Sekering diganti dengan jenis dan rating yang sama seperti tercantum pada meter, karena sekering biasa dapat gagal berbahaya bila meter salah dipakai pada tegangan tinggi, seperti dijelaskan di Bab 14 · Kelistrikan & Kendali.

Contoh 5: kabel uji yang retak. Saat pemeriksaan sebelum dipakai, insulasi kabel uji di dekat probe retak dan logam di dalamnya terlihat. Kabel uji diganti dengan kabel berkategori ukur yang sesuai dan pelindung jari. Kabel lama dipotong supaya tidak dipakai lagi.

Contoh 6: obeng yang tertinggal. Setelah merakit panel kendali mesin pencuci piring, teknisi menghitung isi tas dengan daftar dan menemukan satu obeng kecil tidak ada. Panel dibuka lagi dan obeng ditemukan di atas rel terminal. Kejadian itu dicatat sebagai nyaris celaka, dan langkah menghitung alat ditambahkan ke daftar periksa penutupan pekerjaan.

Kondisi berhenti

Hentikan pekerjaan dan minta keputusan penyelia bila:

1. Alat ukur yang diperlukan untuk keputusan keselamatan, seperti penguji tegangan atau manometer, gagal pemeriksaan sebelum dipakai.
2. Alat ukur sudah lewat tanggal jatuh tempo kalibrasi dan tidak ada pengganti.
3. Akurasi alat tidak cukup untuk toleransi yang harus diputuskan dan hasilnya berada di dekat batas.
4. Kunci torsi untuk sambungan kritis pernah jatuh atau dipakai melampaui kapasitasnya sejak pemeriksaan terakhir.
5. Alat ditemukan di luar toleransi dan pekerjaan yang memakainya belum ditelusuri.
6. Ada alat yang hilang setelah pekerjaan di dalam mesin atau panel.

Salah tafsir yang sering terjadi

Hubungan dengan bab lain

Bab 12 · Mekanikal & Mekatronika menjelaskan cara memakai alat ukur presisi, Bab 1 · Data & Pengukuran dan Bab 61 · Kelistrikan & Kendali kalibrasi dan ketertelusuran, Bab 14 · Kelistrikan & Kendali keselamatan alat ukur listrik, Bab 3 · Mekanikal & Mekatronika torsi baut, Bab 3 · Material alat untuk baja tahan karat, dan Bab 12 · Keselamatan penyelidikan nyaris celaka. Bab 1 menempatkan pemakaian alat dalam siklus servis. Bab 6 tentang laporan servis mencatat alat yang dipakai supaya penelusuran seperti di kasus pembuka dapat dilakukan, dan Bab 2 tentang survei lokasi memakai alat ukur yang sama untuk mengukur kondisi lokasi.

Latihan dan pembahasan