ANALISA PATAHNYA RING PISTON PADA KOMPRESOR UDARA DI ATAS KAPAL TB. MDM BORNEO
MUH ZULFIKAR PRATAMA NIT : 11.32.078 TEKNIKA
PROGRAM PENDIDIKAN DIPLOMA IV PELAYARAN POLITEKNIK ILMU PELAYARAN MAKASSAR TAHUN 2016
ANALISA PATAHNYA RING PISTON PADA KOMPRESOR UDARA DI ATAS KAPAL TB. MDM BORNEO
Skripsi Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Menyelesaikan Program Pendidikan Diploma IV Pelayaran
Jurusan Teknika
Disusun dan diajukan oleh
MUH ZULFIKAR PRATAMA NIT : 11.32.078
PROGRAM DIPLOMA IV PELAYARAN POLITEKNIK ILMU PELAYARAN MAKASSAR 2016
SKRIPSI ANALISA PATAHNYA RING PISTON PADA KOMPRESOR UDARA DI ATAS KAPAL TB. MDM BORNEO
Disusun dan Diajukan Oleh :
MUH ZULFIKAR PRATAMA NIT : 11.32.088
Telah Dipertahankan Di Depan Panitia Ujian Skripsi Pada Tanggal 11November 2016 Menyetujui,
Pembimbing I
Pembimbing II
ABDUL BASIR, M.Mar.E
MAHADIR SIRMAN, MT Mengetahui,
Direktur PIP Makassar
Ahmad Wahid,S.T, MT, M.Mar.E
Ketua Program StudiTeknika
Abu Bakar, MT,M.Mar.E
PRAKATA Segala puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, oleh karena limpahan berkat dan karunian-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan skripsi dengan judul "ANALISA PATAHNYA RING PISTON PADA KOMPRESOR UDARA DI ATAS KAPAL TB. MDM BORNEO”. Tugas akhir ini merupakan salah satu persyaratan bagi taruna jurusan teknika dalam menyelesaikan studinya pada program Diploma IV Politeknik Ilmu pelayaran Makassar. Tujuan penulisan skripsi ini untuk mengaplikasikan pengetahuan teori yang diperoleh dalam pendidikan dan pengalaman
selama melaksanakan praktek di atas kapal dalam
penyelesaian masalah yang timbul sesuai dengan penulis. Pada
kesempatan ini pula, penulis mengucapkan terimakasih yang
sebesar-besarnya kepada: 1. Bapak Ahmad wahid ST, MT,Mar E. selaku direktur Politeknik Ilmu Pelayaran Makassar. 2. Bapak Abu Bakar, MT., M.Mar.E selaku Ketua Program Studi Teknika Politeknik Ilmu Pelayaran Makassar. 3. Bapak Abdul Basir, M.Mar.E selaku pembimbing I. 4. Bapak Mahadir Sirman, MT selaku pembimbing II. 5. Seluruh dosen dan Staf Pembina Politeknik Ilmu Pelayaran Makassar. 6. Nakhoda, KKM, Perwira-perwira dan seluruh awak kapal TB. MDM BORNEO, dan Jajaran sfat karyawan PT. Meratus Advance Maritim yang telah memberikan bantuan dan bimbingan selama penulis melaksanakan praktek laut. 7. Seluruh Civitas Akademika Politeknik Ilmu Pelayaran Makassar. 8. Seluruh taruna (i) Politeknik Ilmu pelayaran Makassar dan semua pihak yang telah membantu dalam penyelesaian skripsi ini khususnya angkatan XXXII
9. Teristimewa kepada kedua orang tua serta saudara yang telah memberikan
dukungan
baik
moral
maupun
material
dalam
mewujudkan cita-cita penulis. 10. Teman-teman sekelas Teknika VIII B yang selalu memberikan support dalam penyelesaian skripsi ini. Akhir kata penulis berharap semoga proposal skripsi ini dapat bermanfaat bagi pembaca pada umumnya dan bagi penulis khususnya. Semoga Tuhan Yang Maha Esa senantiasa melindungi dan memberkati kita semua.
Makassar,
2016
Penulis
MUH ZULFIKAR PRATAMA NIT : 11.32.078
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI Saya Nomor Induk Taruna Jurusan Menyatakan Bahwa Skripsi Dengan Judul
: MUH ZULFIKAR PRATAMA : 11.32.078 : Teknika :
ANALISA PATAHNYA RING PISTON PADA KOMPRESOR UDARA DI ATAS KAPAL TB. MDM BORNEO Merupakan karya asli. Seluruh ide yang ada dalam skripsi ini, kecuali tema dan yang saya nyatakan sebagai kutipan, merupakan ide yang saya susun sendiri. Jika pernyataan diatas terbukti sebaliknya, maka saya bersedia menerima sanksi yang ditetapkan oleh Politeknik Ilmu Pelayaran Makassar. Makassar, Penulis
2016
MUH ZULFIKAR PRATAMA NIT : 1132.078
ABSTRAK Muh Zulfikar Pratama,2016. Analisa Patahnya Ring Piston Pada Kompresor Udara di atas kapal TB. MDM Borneo, (dibimbing oleh, Abdul Basir, M.Mar.E dan Mahadir Sirman, MT). Dalam menunjang kelancaran pelayaran di laut peranan kompresor udara tidak bisa diabaikan, karena peranannya yang penting di kapal. Tujuan penelitian adalah untuk menganalisis secara umum mekanisme kerja dari kompresor, untuk mengetahui sebab-sebab yang sering terjadi pada kompresor mengenai patahnya ring piston kompresor, untuk mengetahui tindakan cepat dan tepat dalam menangani gangguangangguan pada kompresor dan cara perawatannya, sehingga bisa kembali pada keadaan normal. Penelitian dilakukan selama penulis melaksanakan prola (praktek laut) dikapal TB. MDM BORNEO 12 bulan 12 hari, dengan melakukan pengambilan data-data terhadap permasalahan yang terjadi pada kompresor udara di atas kapal. Variabelnya yaitu Katup tekanan tinggi dan katup tekanan rendah tidak berfungsi dengan baik. Hasil yang diperoleh dari penelitian ini menunjukkan bahwa penyebab patahnya ring piston pada kompresor disebabkan oleh kotornya udara yang di supply oleh kompresor udara serta kurangnya minyak lumas pada penampung oli sehingga terjadinya pelumasan kurang sempurna.
DAFTAR ISI Halaman HALAMAN JUDUL........................................................................
i
HALAMAN PENGAJUAN..............................................................
ii
HALAMAN PENGESAHAN............................................................
iii
PRAKATA......................................................................................
iv
PENYATAAN KEASLIAN..............................................................
vi
ABSTRAK......................................................................................
vii
ABSTRACT....................................................................................
viii
DAFTAR ISI....................................................................................
ix
DAFTAR TABEL............................................................................
xii
DAFTAR GAMBAR........................................................................
xiii
DAFTAR RUMUS...........................................................................
xiv
DAFTAR PENGERTIAN................................................................
xv
DAFTAR LAMPIRAN.....................................................................
xvi
BAB I PENDAHULUAN
A.Latar Belakang..............................................................
1
B. Rumusan Masalah........................................................
2
C. Tujuan Dan Manfaat Penelitian....................................
2
D. Hipotesis.......................................................................
3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA A.Teori patahan................................................................. 4 B.Pengertian patahan........................................................ 6 C. Jenis – Jenis patahan....................................................
6
D. Proses terjadinya patahan.............................................
8
E.Bentuk-bentuk patahan.................................................
9
F.
Faktor-faktor patahan.................................................... 10
G.
Logam ring piston kompresor......................................... 10
H.
Ring piston kompresor.................................................... 11
I.
Pengaruh Patahnya Ring Piston Kompresor.................. 11
J.
Kerangka Pikir................................................................ 12
BAB III METODE PENELITIAN
A.Area, Tempat dan Waktu Penelitian.............................. 13 B.Objek Penelitian............................................................. 13 C. Alat, Bahan Dan instrumen Penelitian...........................
14
D. Gambar instalasi objek penelitian..................................
16
E.Sumber data penelitian.................................................. 17 F. Metode penelitian.......................................................... 18 G. Cara mengambil data penelitian..................................... 18 H.
Flow Chart (Diagram Alur Penelitian)............................ 20
I.
Tabel Jadwal Penelitian................................................. 21
BAB IV ANALISA DAN PEMBAHASAN MASALAH A. Data Penelitian..............................................................
22
B. Analisa...........................................................................
27
C. Pembahasan Hasil Analisis Data...................................
43
D. Penanganan Pembahasan Hasil Analisis Data.............
44
BAB V PENUTUP A.
Kesimpulan................................................................. 45
B.
Saran-Saran............................................................... 45
DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN RIWAYAT HIDUP
DAFTAR TABEL No
Teks
Halaman
3.1 Ukuran ring piston...................................................................
13
3.2 Daftar alat penelitian...............................................................
14
3.3 Daftar bahan penelitian...........................................................
14
3.4 Daftar instrumen penelitian.....................................................
15
4.1 Data komponen kompresor....................................................
23
4.2 Data valve lift..........................................................................
25
4.3 Data perbandingan udara yang dihasilkan.............................
26
4.4 Tekanan aliran dan temperatur air pendingin.........................
27
4.5 Hasil analisis data...................................................................
35
4.6 Level minyak lumas.................................................................
42
4.7 Jenis minyak lumas.................................................................
42
4.8 Jam kerja komponen kompresor.............................................43 4.9 Perbedaan data statistik dan hasil analisa.............................
43
DAFTAR GAMBAR Nomor.
Halaman
2.1 Patahan Yang Uji
5
2.2 Faktor Uji Kemurnian
7
2.3 Permukaan Fraktur
7
3.1 Kontruksi kompresor
16
3.2 Ring Piston (Manual Book)
16
3.3 Ring Piston Yang Patah
17
4.1 Grafik Hasil Produksi Udara Keadaan Normal, Abnormal Dan IMB 36 4.2 Grafik Temperatur Air Pendingin
37
4.3 Grafik Hasil Produksi Udara Setelah Perbaikan
38
DAFTAR RUMUS
Nomor
Halaman
2.1. Hubungan temperatur dan volume
8
2.2 Persamaan keadaan
8
2.3. Temperatur gas keluar kompresor
8
2.4. Efisiensi mekanis
9
DAFTAR PENGERTIAN
Nomor
Halaman
1. Pengertian Patahan
6
2. Data variabel terkait
17
3. Data variabel bebas
17
4. Metode penelitian
18
DAFTAR LAMPIRAN
Nomor
Halaman
1. Lampiran A
: Data penelitian
47 - 54
2. Lampiran B
: Data area penelitian
55 - 57
3. Lampiran C
: Tempat penelitian
58 - 66
4. Lampiran D
: Objek yang diteliti
67 - 75
5. Lampiran E
: Data penelitian
76 - 79
6. Lampiran F
: Data hasil penelitian
80 - 84
7. Lampiran G
: Data foto penelitian
85 - 96
BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang. Kompresor yaitu pesawat atau permesinan bantu di atas kapal yang berfungsi untuk memampatkan atau menaikkan tekanan atau memindahkan fluida gas dari suatu tekanan statis rendah ke keadaan tekanan statis yang lebih tinggi, kita sering memanfaatkan udara mampat baik secara langsung atau tidak langsung. Sebagai contoh, udara mampat yang digunakan untuk mengisi ban mobil atau sepeda motor, udara mampat untuk membersihkan bagian-bagian mesin yang kotor di bengkel-bengkel dan manfaat lain yang sering dijumpai seharihari. Menurut International Maritime Organization (IMO) yaitu kapal dengan hours 6300 p/s membutuhkan kompresor dengan kapasitas 17bar/menit dan dikapal penulis melakukan hours power mesin induk 3600 p/s dengan kapasitas kompresor 15 bar/menit. Berdasarkan fakta yang terjadi pada saat kapal berlayar dari sebagaimana mestinya, seperti penulis alami sewaktu melaksanakan praktek laut di kapal TB.MDM BORNEO, yang berlayar di LAUT JAWA dari BANJARMASIN menuju PAITON (Jawa timur) untuk melaksanakan ovelhaul yang dijadwalkan oleh perusahaan, dan ditengah perjalanan tepatnya di PULAU MASALEMBO tgl 12 MEI 2014, jam 10.30, pesawat tersebut mengalami gangguan dan setelah dilakukan pemeriksaan ditemukan kerusakan yaitu patahnya ring piston, sehingga mengakibatkan produksi udara yang dihasilkan kompresor udara berkurang, normalnya 27-30 kg/cm2 per 8 menit turun sampai 17-20 kg/cm 2 per 8 menit. maka dilakukan penanganan gangguan, dengan mempertahankan hasil produksi udara tersebut.
Menurut ketentuan SOLAS 1974 BAB II, Pasal 1-tentang kompresor udara bila dalam perjalanan. Untuk menunjang kelancaran pelayaran di laut khususnya di dalam berlayar, kelengkapan kapal sangat perlu untuk diperhatikan seperti halnya untuk menunjang pengoperasian mesin kapal diantaranya kompresor udara yang digunakan untuk keperluan start awal main engine dan keperluan lain di atas kapal. Tetapi dalam kenyataanya sering terjadi gangguan pada bagian bagian kompresor yang dapat mempengaruhi olah gerak kapal. Oleh sebab itu, dibutuhkan kompresor yang dapat memenuhi kebutuhan udara yang bertekanan di atas kapal, maka untuk mengoptimalkan kinerja dari kompresor udara dibutuhkan perawatan yang baik terus menerus guna menunjang kelancaran pada saat olah gerak kapal. Berdasarkan latar belakang diatas, penulis tertarik mengangkat permasalahan tersebut dan menuangkannya kedalam bentuk kerja ilmiah dengan judul: “ANALISA PATAHNYA RING PISTON PADA KOMPRESOR UDARA DI ATAS KAPAL TB. MDM BORNEO”. B. Rumusan Masalah Berdasarkan dari uraian latar belakang di atas, penulis membuat rumusan masalah yaitu apa yang menyebabkan patahnya ring piston pada kompresor TANABE LHC 33 untuk udara start main engine ? C. Tujuan dan Manfaat penelitian 1. Tujuan penelitian Tujuan dilakukan penelitian ini adalah: a. Untuk
menganalisis
secara
umum
mekanisme
kerja
dari
kompresor. b. Untuk mengkaji lebih sistematik yang mempengaruhi patahnya ring piston.
c. Untuk mengkaji lebih sistematik proses terjadinya patahnya ring piston. 2. Manfaat penelitian Adapun manfaat penelitian dalam skripsi ini adalah: 1 Secara Teoritis a Sebagai bahan masukan dan atau bahan kajian penelitian lanjutan bagi peneliti berikutnya. b Sebagai bahan referensi bagi pembaca. 2 Secara Praktis a Sebagai bahan pertimbangan kepada perusahan pelayaran tentang tanda-tanda awal rusaknya ring piston. b Sebagai bahan masukan dalam mengatasi kondisi teknis ring piston kompresor. D. Hipotesis Berdasarkan pada masalah pokok yang telah dikemukakan di atas, maka penulis mengambil hipotesis penyebab patahnya ring piston pada kompresor udara di duga : a. Proses produksi udara sangat lama. b. Kurangnya minyak lumas yang terdapat pada penampung oli. c. Adanya tekanan dan temperatur udara yang berlebih pada piston.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA A. Teori Patahan. Menurut William D. Callister (2000), Fracture atau patah adalah terbaginya sebuah benda menjadi beberapa bagian atau lebih dikarenakan tegangan yang statis (konstan atau berubah terhadap waktu) pada suhu yang lebih rendah dari temperatur leleh materialnya. Untuk mengetahui sifat-sifat suatu bahan, tentu kita harus mengadakan pengujian terhadap bahan tersebut. Ada empat jenis uji coba yang biasa dilakukan, yaitu uji tarik (tensile test), uji tekan (compression test), uji torsi (torsion test), dan uji geser (shear test). Dalam tulisan ini kita akan membahas tentang uji tarik dan sifat-sifat mekanik logam yang didapatkan dari interpretasi hasil uji tarik. Uji tarik adalah cara pengujian bahan yang paling mendasar. Pengujian ini sangat sederhana, tidak mahal dan sudah mengalami standarisasi di seluruh dunia, misalnya di Amerika dengan ASTM E8 dan Jepang dengan JIS 2241. Dengan menarik suatu bahan kita akan segera mengetahui bagaimana bahan tersebut bereaksi terhadap tenaga tarikan dan mengetahui sejauh mana material itu bertambah panjang. Alat eksperimen untuk uji tarik ini harus memiliki cengkeraman (grip) yang kuat dan kekakuan yang tinggi (highly stiff). Banyak hal yang dapat kita pelajari dari hasil uji tarik. Bila kita terus menarik suatu bahan (dalam hal ini suatu logam) sampai putus, kita akan mendapatkan profil tarikan yang lengkap yang berupa kurva digambarkan Kurva ini
menunjukkan hubungan antara gaya tarikan
dengan perubahan panjang. Profil ini sangat diperlukan dalam desain yang memakai bahan tersebut. Biasanya yang menjadi fokus perhatian adalah kemampuan maksimum bahan tersebut dalam menahan beban. Kemampuan
ini
umumnya disebut “Ultimate Tensile Strength” disingkat dengan UTS, dalam bahasa Indonesia disebut tegangan tarik maksimum. Gambar 2.1 Gambaran singkat patahan pada uji tarik.
Sumber https://www.scribd.com/doc/34797466/Teori-Patahan -uji-tarik Mekanika Retak atau mekanika patah adalah terkait dengan menganalisa kegagalan
material yang
mengandung celah dan
kelemahan. Dengan mekanika fraktur kita dapat menentukan tingkat kelenturan, di mana celah-celah ukuran diketahui bisa menyebarkan korosi untuk memberikan kegagalan pada suatu bahan atau material. Sebuah konsentrator stress adalah suatu diskontinuitas yang akan memperkuat suatu tegangan. Stress (tegangan) yang tidak dapat ditransfer melalui celah, dan karena tegangan terkonsentrasi di kedua sisi yang retak. Ketika tegangan meningkat diterapkan pada suatu bahan yang mengandung celah yang panjang, tegangan yang dicapai pada yang retak akan merambat. Sebagian besar logam kegagalan cukup ulet. Dalam mode ini ketegangan uniaksial, kegagalan memiliki tampilan karakteristik yang berbeda.
B. Pengertian patahan 1. Menurut Surdia dan Saito (1995), patah terjadi karena adanya perubahan temperatur dan laju regangan walaupun pada dasarnya logam tersebut liat, gejala ini biasa disebut transisi liat getas. Patahan patah getas bersifat getas sempurna, yaitu tanpa adanya deformasi plastis sama sekali, jadi berbeda dengan bidang slip biasa, patah terjadi pada bidang kristalografi spesifik pada bidang pecahan. Permukaan patah dari bidang pecahan mempunyai kilapan yang menunjukkan pola Chevron secara makrokospik pada arah yang menuju titik permulaan patah. Patah getas terjadi pada pangkal takikan benda uji, jadi bahan tiba-tiba patah tanpa deformasi plastis. Secara praktis patahan buatan seperti itu tidak pernah terjadi pada struktur mesin, tetapi mesin selalu mempunyai bagian yang terdapat konsentrasi tegangan dan mungkin mempunyai cacat pada lasan, jadi adanya cacat yang bekerja seperti takikan tidak dapat dihindari, meskipun bahan tersebut merupakan bahan yang ulet. 2. Menurut Hasibuan, A. (2009), pengertian dari patahan logam adalah patah dengan gabungan rongga mikro, dimana regangan listrik menyebabkan rongga pengintian disekitar inklusi, penggabungan ini tumbuh dan bergandengan sampai terjadi kegagalan. C. Jenis-Jenis patahan Menurut yudi prasetyo, (2010), berdasarkan jejak perpatahannya (fracture path), maka perpatahan dibagi menjadi 2 bagian, yaitu: 1. Perpatahan ulet Material patah ulet ditandai dengan adanya deformasi platis yang luas di sekitar retakan. Proses pemanjangan retak ini terjadi cukup lama dan bisa dikatakan stabil. Hal ini menandakan bahwa material melakukan perlawanan terhadap pemanjangan retakan kecuali apabila tegangan yang terjadi diperbesar. Gambar. 2.2 Menunjukan patah ulet yang tinggi.
Sumber : https://yudiprasetyo53.wordpress.com/2012/10 2. Patahan getas Sedangkan untuk patah getas, retakan bisa menyebar secara cepat dan tidak stabil dengan sedikitnya deformasi plastis yang terjadi. Sekali tejadi retakan maka retakan akan menyebar meskipun tanpa penambahan tegangan. Gambar 2.3 Makroskopik chevron tanda pada permukaan fraktur menunjuk kembali ke asal fraktur.
Sumber : https://yudiprasetyo53.wordpress.com/2012/10 D. Proses terjadinya patahan. Terjadinya patahan ring piston menurut haruo tahara, sebagai berikut: jika sebuah alat penyuntuk tanpa jarum dan berisi udara atau gas ditutup ujungnya dengan jari telunjuk dan tangkai didorong dengan
ibu jari maka pada jari telunjuk akan terasa adanya tekanan yang bertambah besar. Jika suatu gas mempunyai suatu volume V 1 dan tekanan P1 ditempatkan pada temperatur tetap hingga volume jadi V 2 maka tekanan jadi P2 dimana P1V1 = P2V2 = TETAP.............................................(2.1) Disini tekanan dinyatakan dengan Kg f/cm 2 (Pa) dan volume dalam m 2. Pada gas ideal terdapat perubahan keadaan istimewa yaitu : 1. Perubahan keadaan dengan proses temperatur
konstan
(Isothermal/isothermis). Gas dimasukan kedalam silinder torak. Keadaan gas akan dirubah dari keadaan 1 ke keadaan 2 dengan menekan torak. Suhu gas dijaga agar tetap konstan dengan jalan mendinginkan dan memanaskan silinder. Persamaan tersebut menjadi P1V1=P2V2=TETAP........................................................................(2.2) 2. Perubahan keadaan dengan proses volume konstan (isometric ; isochoris) Keadaan gas dirubah dari keadaan 1 ke keadaan 2 dengan memanaskan silinder, sedang torak ditahan supaya jangan bergerak sehingga volume gas dalam silinder tetap konstan . Persamaan gas
ideal dalam hal ini untuk volume V = konstan, menjadi
P2−¿ V T2 ¿
1
=
2
Karena
V1=
V2
konstan...............................................................(2.3) maka
P1−¿ V T1 ¿
persamaan
keadaan
menjadi
=
=
P1 P2 = T1 T2
...................................(2.4) 3. Perubahan keadaan dengan proses tekanan konstan (isobaric) Keadaan gas dirubah dari keadaan 1 ke keadaan 2 dengan memanaskan silinder, sedang torak dibuat bebas bergerak sehingga
tekanan gas dalam silinder tetap konstan persamaan gas ideal dalam hal ini untuk tekanan P = konstan, menjadi : P1−¿ V P2−¿ V T1 T2 = karena tekanan tetap = P 1 = P2 = tetap, maka ¿ ¿ 1
2
V1 V2 = T1 T 2 ..................................................................................... .......(2.5) 4. Proses entropy (s) Entropy adalah perbandingan panasyang di transfer selama proses refersible dengan temperatur absolute system. 5. Effisiensi volumetris Efisiensi volumetris didefinisikan sebagai perbandingan volume udara bebas yang berhasil dikompresikan dan dikeluarkan dari katup tekan terhadap volume perpindahan torak, persatuan waktu.dalam bentuk persamaan : Perpindahan torak = Vs x N =
π 4
x S x N (m3/min)...........................
(2.6) E. Bentuk-bentuk patahan Umumnya perpatahan material bersifat kompleks, dimana perpatahan tidak hanya disebabkan oleh satu jenis perpatahan. Hal ini dikarenakan pada saat penggunaan, suatu komponen dapat mengalami banyak jenis pembebanan, misal gabungan beban tarik, tekan, geser, dll. Material logam yang tidak homogen juga dapat menjadi penyebab terjadinya
perpatahan
yang
kompleks.
Hadirnya
cacat,
inklusi,
endapan, segregasi akan mempengaruhi permukaan patahan. Selain itu, material juga tidak bersifat 100% ulet atau getas. Contoh: Suatu komponen yang mengalami kegagalan akibat penggetasan hidrogen. Penggetasan hidrogen terjadi akibat adanya adsorbsi atom hidrogen ke dalam material, yang kemudian akan membentuk molekul hidrogen di
dalam material. Hadirnya molekul hidrogen di dalam material akan menimbulkan tekanan internal, dan tempat terjadinya inisiasi retak. Selain itu, hadirnya molekul hidrogen akan menyebabkan terjadinya diskontinuitas di dalam material yang dapat menyebabkan perpatahan dekohesif.
Namun
permukaan
patahan
yang
dihasilkan
akan
menghasilkan perpatahan getas. Jadi pada kasus kegagalan akibat penggetasan hidrogen, secara umum terjadi perpatahan dekohesif dan perpatahan getas. F. Faktor-faktor kompresor Munurut Yudi Prasetyo (2010), patahan akibat kerapuhan dapat terjadi karena terbentuknya fasa atau endapan yang getas pada material. Terbentuknya
fasa atau endapan yang getas, dapat
disebabkan oleh beberapa faktor, seperti lingkungan pemrosesan, perlakuan panas. Sehingga ketika material mengalami pembebanan berlebih material akan cepat patah tanpa terjadinya deformasi plastik. Hydrogen embrittlement. Penggetasan terjadi akibat absorbsi hidrogen kedalam material. Strain age embrittlement. Pengetesan akibat proses aging pada endapan, sehingga endapan bersifat brittle. Quennch age embrittlement : penggetesan terjadi akibat terbentuknya karbida. Tempered embrittlement : penggetesan terjadi akibat terbentuknya karbida atau nitrida pada saat dilakukan proses tempering. Umum terjadi pada baja perkakas. jadi pada kasus kegagalan akibat penggetesan hidrogen, secara umum terjadi perpatahan dekohesif dan perpatahan getas misal gabungan beban tarik, tekan, geser, dll. Material logam yang tidak homogen juga dapat menjadi penyebab terjadinya perpatahan yang kompleks Sigma-phase embrittlement: penggetsan terjadi akibat terbentuknya fasa sigma yang getas pada ferritic stainless steel G. Logam Ring Piston Kompresor
1. Menurut Sularso dan Haruo Tahara (2006), pada dasarnya kompressor torak cukup tebal untuk dapat menahan tekanan dan terbuat dari bahan yang cukup kuat. Bentuknya juga harus sesuai untuk dapat mengatasi pemuaian karena pemanasan pada langkah kompressi. 1. Menurut Sutjiatmo (1981), pada dasarnya ring piston kompresor juga dibuat baja tempa, dan ring piston harus di desain kuat dan pas dengan bentuk alur piston agar pada pemasangan ring piston berfungsi dengan baik hingga tidak mengalami kebocoran minyak lumas antara piston dangan dinding silinder. H. Ring piston kompresor Ring piston kompresor memiliki 3 peranan penting, yaitu : 1. Mencegah blow by gas yaitu kebocoran campuran udara dan bahan bakar serta gas pembakaran yang melalui celah antara torak dengan dinding silinder ke dalam bak engkol selama langkah kompresi dan langkah usaha. 2. Mengatur konsumsi oli mesin pada dinding silinder dan mencegah oli yang melumasi torak dan silinder masuk ke ruang bakar. 3. Memindahkan panas dari torak ke dinding silinder untuk membantu mendinginkan torak. I. Pengaruh patahnya ring piston kompresor. Pengaruh patahnya ring piston sangat berpengaruh pada menurunnya
produksi
udara
bertekanan
mengalami
penurunan
normalnya 27-30 kg/cm2 per 8 menit turun sampai 17-20 kg/cm2 per 8 menit. Setelah dilakukan tekanan tersebut adalah merupakan akibat dari mengecilnya volume udara di dalam silinder karena dimanfaatkan oleh torak jika volume semakin dikecilkan, dan tekanan semakin besar. Hubungan antara tekanan dan volume gas dalam proses kompresi tersebut dapat di uraikan sebagai berikut jika selama kompresi,
temperatur gas dijaga tetap pemeriksaan ditemukan kerusakan yaitu patahnya ring piston pada kompresor udara tersebut.
J. Kerangka pikir Sesuai dengan judul skripsi yang di ambil maka susunan kerangka pikir adalah sebagai berikut:
Analisis patahnya ring piston pada kompresor
Pengaruh patahnya ring piston berdampak pada
Penyebab patahnya ring piston
1. Tidak terpenuhinya udara start M/E 2. Tidak terpenuhinya udara untuk akomodasi
Pelumasan yang kurang sempurna
Analisa & permasalahan
Kesimpulan
Saran
Sumber : Data Peneliti : 2015 BAB III METODE PENELITIAN
A. Area, Tempat dan Waktu Penelitian 1. Area Penelitian Penulis melakukan penelitian pada saat melaksanakan praktek laut di PT. MERATUS ADVANCE MARITIM jalan Mawar no. 36a banjarmasin 70112 kalsel -
Indonesia Telp. (0511)3351292,
3365505 fax (0511) 3351291 2. Tempat penelitian Jenis penelitian digunakan
penulis
adalah
dalam
semi
eksprimen,
melaksanakan
waktu
penelitian
yang
terhadap
permasalahan kompresor pada saat melaksanakan praktek laut di kapal TB.MDM BORNEO 3. Waktu penelitian Waktu yang digunakan untuk melakukan penelitian terhadap patahnya ring piston pada kompresor mulai 29 juli 2013 sampai 11 agustus 2014. B. Objek penelitian 1. Unit kompresor udara dengan data sebagai berikut : Tabel 3.1 Ukuran komponen piston
Sumber : Buku manual dari kompresor TB. MDM BORNEO C. Alat,Bahan dan Instrumen Penelitian. 1. Alat Penelitian Alat yang digunakan dalam penelitian pada patahnya ring piston kompresor adalah : Tabel 3.2 : Daftar alat penelitian
Alat penelitian yang digunakan Kunci pas-ring /
No 1
combination wrench
Kegunaan Untuk membuka baut kompresor Untuk membuka mur
gambar
Ket
-
Baru
-
Baru
2
Obeng / screwdriver
3
Tang /
Melepas pin bush
-
Baru
4
Sigmat
Untuk mengukur ketebalan ring piston
-
Baru
5
Palu karet
Melapas bearing
-
baru
Sumber : Manual book kompresor TB. MDM BORNEO
2. Bahan Penelitian Bahan yang digunakan dalam penelitian pada patahnya ring piston kompresor adalah : Tabel 3.3 Daftar bahan penelitian
No
Bahan penelitian yang digunakan
Kegunaan
gambar
Ket
-
Baru
-
Baru
-
Baru
Digunakan untuk 1
Hydraulic oil
melumasi piston serta bagian-bagiannya.
2
WD
Untuk membersihkan baut dari kotoran.
Untuk membersihkan 3
Majun
benda atau alat yang kotor.
Sumber : Manual book kompresor TB. MDM BORNEO
3. Instrumen Penelitian Instrumen yang digunakan dalam penelitian pada patahnya ring riston kompressor adalah Tabel 3.4 Daftar instrumen penelitian
No
1
Instrumen/alat ukur penelitian yang digunakan
kegunaan
Ring Piston Pliers
Digunakan untuk
(pembuka)
membuka Ring Pston
gambar
Ket
-
Baru
Sumber : Manual book kompresor TB. MDM BORNEO
D. Gambar Instalasi Objek Penelitian 1. Gambar kompresor Tanabe LHC 33 Gambar 3.1 Konstuksi kompresor
Sumber : Manual book kompresor TB. MDM BORNEO 2. Gambar Ring Piston Pada kompresor, yaitu : Gambar 3.2 (Ring Piston)
Sumber : Intruction manual book air compresors. 3. Gambar patahnya ring piston kompresor Gambar 3.3 Ring piston yang patah
Sumber : Kompresor TB. MDM BORNEO E. Sumber Data Penelitian Data penelitian terdiri dari dua variable, yaitu : 1. Variabel terkait Variabel terkait adalah hasil pengambilan ukuran dari test awal yang dilakukan oleh pabrik pembuat sebagai ajuan standar yang ditetapkan oleh badan keselamatan pelayaran dunia yaitu IMO sesuai yang terlampir pada BAB I atau latar belakang sebelum dilakukan uji coba dan setelah dilakukan uji coba dan hasil yang dimasukkan dalam instruction manual book sebagai format baku yang menjadi standar pengoperasian kompresor di kapal. 2. Variabel bebas Variabel bebas (independent variable) adalah variabel yang besarnya ditentukan sebelum penelitian. Besar variabel diubah-ubah untuk mendapatkan hubungan antara variabel bebas dengan variabel terkait sehingga tujuan penelitian tercapai. F. Metode penelitian Adapun metode pengumpulan data yg digunakan dalam penelitian ini adalah : 1. Metode penelitian lapangan Merupakan metode yang dipakai untuk mengumpulkan data yang actual melalui pengamatan dilapangan, metode pengumpulan data di lapangan melalai metode survey(observari), yaitu suatu cara
untuk mendapatkan data melalui pemantauan ke unit-unit sasaran penelitian. 2. Metode penelitian pustaka Metode ini digunakan melalui studi ke perpustakaan, literature yang ada kaitannya dengan masalah ini baik buku-buku, laporan penelitian, artikel dan lain-lain. Metode penelitian ini harus mencakup semua aspek yang berkaitan dengan judul yang di angkat dan diimplementasikan di obyek penelitian. G. Cara mengambil data penelitian Teknik penelitian yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode deskriptif yang bertujuan untuk mengungkapkan seluruh fakta yang ada dilapangan dengan cara mendeskripsikan, mencatat , analisis dan menginterprestasikan. kegiatan yang dilakukan setelah melalui langkah untuk menganalisa yaitu mengadakan praktek laut diatas kapal untuk mengetahui situasi dengan bekal pengetahuan dari apa yang di harapkan lewat studi kepustakaan. Selanjutnya kita memulai identifikasi masalah-masalah yang ada dan menetapkan apa yang menjadi tujuan dari masalah yang kita temui. Maka kita dapat menentukan metode penelitian yang sesuai. Dari apa yang kita peroleh sesuai dengan langkah-langkah diatas maka kita dapat mengumpulkan data yang berkaitan dengan penelitian yang dilakukan. Data yang diperoleh, diolah sesuai dengan teori dan metode yang kita tetapkan dari awal sebelum kita melakukan pengumpulan data. Data yang kita olah kemudian kita analisa yang kita peroleh dengan membandingkan hasil-hasil dari disiplin teori yang kita gunakan. Dari hasil hitungan yang kita analisa kemudian kita membuat pembahasan mengenai hal tersebut. Setelah semuanya dianggap selesai maka kita boleh menarik kesimpulan dari apa yang telah kita analisa dan kita bahas. Kemudian kita memberikan seran yang sesuai dengan apa yang kita simpulkan dan ini merupakan bahan masukan dalam meningkatkan kinerja kompresor udara barulah langkah-langkah ini di anggap selesai.
H. Flow chart (Diagram Alur Penelitian)
MULAI B DOKUMEN OBJEK YG DITELITI
PERSIAP SURVEY START
MENGAMBIL DATA (THERMIS MEKANIS)
PEMBAHAS AN KESIMPULA N & SARAN BUKTI HASIL SELESAI
THRMIS
MEKANIS
REKAP DATA UJI DATA STATISTIK OK
ANALISA DATA DENGAN A
I. Tabel Jadwal Penelitian
No
Tahun 2013 Bulan
Kegiatan 1
1
Pengumpulan data dan referensi
2
Membahas judul
3
Penelitian judul & bimbingan penetapan judul
4
Seminar judul
5
Penyusunan judul penelitian
6
Pengambilan data penelitian
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Praktek Laut Tahun 2014
11
12
Bulan 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
9
10
11
12
9
10
11
12
Praktek Laut
Pengambilan data penelitian
Tahun 2015 Bulan 1 7
Penetapan judul untuk skripsi
8
Bimbingan dan penyusunan skripsi
2
3
4
5
6
7
8
Tahun 2016 Bulan 1 9
Seminar hasil skripsi
10
Perbaikan seminar hasil skripsi
11
Bimbingan seminar tutup
12
Seminar tutup
2
3
4
5
6
7
8
BAB IV ANALISA DAN PEMBAHASAN MASALAH A. Data penelitian 1. Data spesifikasi kompresor Objek penelitian yang penulis lakukan pada komrpesor udara dengan data sebagai berikut : Air compressor Maker : Tanabe pneumatic machinery co . Ltd Ship no : 403A (Emergency Air Comp) Model : LHC-33 Type : vertical 2 stage air cooling Delivery air pressure : 30 kg/cm2 Piston displacement : 34.74 m3/h Free air : 45 kg/cm2 Revolution : 1200 Rpm Cylinder bore High pressure cylinder : 108 mm Low pressure cylinder : 124 mm Length of stroke : 80 mm
Power required Motor Maker Output Revolution Voltage Cycles
: 15,3 kw : Rotor : 15,3 kW : 1200 Rpm : 440 Volt : 60 Hz Sumber : TB. MDM BORNEO
2. Data kompresor Table 4.1 Data komponen kompresor LHC 33 No. 1 2 3
name of parts Crank case Bearing cover oil seal
Material Cast iron Cast iron NBR
4
Retaining ring-c type
carbon tool steel 1
5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27
and cover breather foot oil cap assy oil level gauge crank shaft main bearing Spacer thrust flange cap screw connecting rod connecting rod bearing piston pin bush Piston piston pin piston ring (1st) piston ring (2nd) Cylinder valve (1st) assy valve holder(1st) valve(2nd-suction) assy valve(2nd-delivery) assy valve holder(2nd-suction) valve holder(2nd-delivery)
Steel carbon steel Plastic Plastic forged steel bearing steel carbon steel Steel Mr,Mo steel forged steel aluminium alloy lead bronze aluminium alloy Cr, Mo steel special cast iron special cast iron Cast iron Cast iron
carbon steel carbon steel
Q-ty 1 1 1
1 1 1 1 1 2 1 1 1 1 1 1 1 1 3 4 1 1 1 1 1 1 1
28 29 30 31 32 33 34
suction filter assy 1 cooler 1st assy 1 cooler 2nd assy 1 loocking device assy 1 cooling fan plastic & steel 1 fly wheel (for v belt drive) Cast iron 1 fly wheel ( for direct drive) Cast iron 1 Sumber : Kompresor udara type LHC 33 3. Data pengamatan Data yang didapatkan dari hasil pengamatan selama pengoperasian kompresor udara yang mana pengamatan tersebut dilakukan mulai saat pengoperasian sampai dengan setelah Perbaikan, maka didapatkan data seperti di bawah ini : Tabel : 4.2 Data Valve Lift No 1 2 3 4
Komponen Low pressure suction valve Low pressure delivery valve High pressure suction valve High pressure delivery valve
Tipe
Normal
Abnormal
VPZ-3110-D
1,0
0,6
VPZ-3110-D
0,9
0,6
VPZ-3110-D
0,9
0,7
VPZ-3110-D
0,9
0.5
Sumber : Kompresor udara tipe LHC-33 Keterangan : Dari tabel dapat kita lihat bahwa tekanan udara yang di hasilkan baik itu low pressure maupun high pressure dimana suction valve dan delivery valve adanya penurunan tekanan. Tabel : 4.3 Data perbandingan udara yang dihasilkan sebelum rusak. No
Kondisi pengoperasian
Sebelum 1
Kapal
overhaul (saat
berlayar
terjadi
Waktu
Tekanan (P=kgf/cm2)
3 menit
7 kgf/cm2
6 menit
13 kgf/cm2
9 menit
19 kgf/cm2
12 menit
23 kgf/cm2
15 menit
26 kgf/cm2
3 menit
10 kgf/cm2
6 menit
15,5 kgf/cm2
9 menit
21 kgf/cm2
12 menit
25 kgf/cm2
15 menit
30 kgf/cm2
kerusakan)
2
Kapal berlayar Setelah overhaul
Sumber : TB. MDM BORNEO
keterangan : Dari tabel dapat dilihat perbandingan udara yang dihasilkan oleh kompresor udara baik di saat normal maupun setelah dilakukan perbaikan dengan penggantian ring piston dari piston kompresor sehingga proses produksi udara baik, sehingga terjamin udara start di atas kapal. Tabel 4.4 Tekanan aliran dan temperatur air pendingin No
Kondisi
Waktu
pengoperasian 1
Kapal
Sebelum
berlayar
overhaul (saat terjadi
2
Kapal
kerusan) Setelah
berlayar
overhaul
Air pendingin Suhu Tekanan
3 menit 6 menit 9 menit 12 menit 15 menit
(T=0C) 310C 360C 440C 500C 560C
(P=kg/cm2) 1,3 kg/cm2 1,3 kg/cm2 1,3 kg/cm2 1,3 kg/cm2 1,3 kg/cm2
3 menit 6 menit 9 menit 12 menit 15 menit
290C 330C 370C 410C 440C
2,0 kg/cm2 2,2 kg/cm2 2,3 kg/cm2 2,5 kg/cm2 2,5 kg/cm2
Sumber : TB. MDM BORNEO B. Analisa A. Analisa 1 Analisa perhitungan data disesuaik an antara hipotesis yang telah ditetapkan untuk di analisa dengan data hasil pengamatan langsung. Adapun hipotesis yang telah ditetapkan dalam penelitian ini untuk dikaji yaitu : 1.Proses produksi udara yang sangat lama Diketahui data hasil pengamatan langsung sebagai berikut : Ts : 200C Td
: 10 kgf/cm2
Ps
: 1 atm = 1,033 kgf/cm2
m
:2
k
: 1,4
ditanyakan :
berapa lama proses udara untuk diproduksi dengan tekanan 30 kg/bar sehingga tidak mengganggu untuk kebutuhan udara start motor induk pada saat olah gerak sandar masuk pelabuhan. Penyelesaian : Pd Td Ts (k-1)/mk = Ps
( )
Td
= temperatur mutlak gas keluar kompresor (........?)
Penyelesaian : Td
=
= 20 x
Td Jadi
Pd Ps
( )
Ts
(
(k-1)/mk
10 kgf /cm2 1,033 kgf /cm2
)
(1,4 - 1) /2 x 1,4
= 20 x (9,68)1/28 = 20 x (9,68)o,357 = 20 x 2,248 = 44,980C Td
: temperatur gas mutlak yang keluar dari kompresor yaitu:
44,980C atau dapat dibulatkan menjadi 45 0C . dimana yang tertulis didalam manual book kompresor udara TANABE-LHC-33, bahwa temperatur harus tetap terjaga pada 450C atau kurang. a. Perpindahan torak Volume gas yang dimampatkan permenit disebut perpindahan torak, jadi untuk mengetahui perpindahan torak digunakan persamaan : Perpindahan torak : Vs = D2 x S x N (m3/min) π Vs x N = 4 x S x N (m3/min) Di mana : Dik : π = 3,14 D = 124 mm (LP) = 0,124 m D = 108 mm (LP) = 0,108 m S = 80 mm = 0,80 m N = 1200 rpm Dit : Qs =........ m3/min
Penyelesaian : π Qs = 4 D2 x S x N
=
3,14 4
(0,124)2 x 0,08 x 1200
= 0,785 x 0,0153 x 0,08 x 1200 = 0,0120 x 0,08 x 1200 = 9,6 x 10-4 x 1200 Qs= 1,152 m3/min Jadi volume gas yang dimampatkan oleh kompresor udara tiap menitnya pada silinder LP yaitu : 1,152 m3. Sedangkan pada silinder HP yaitu : Qs=
=
π 4 3,14 4
D2 x S x N
(0,108)2 x 0,08 x 1200
= 0,785 x 0,0116 x 0,08 x 1200 −3
= 9,106x 10
−4 = 7,2848 x 10
x 0,08 x 1200 x 1200
Qs = 0,874 m3/min Jadi, volume gas yang dimampatkan oleh kompresor udara tiap menitnya pada silinder HP yaitu : 0,874 m3. Maka dari perhitungan diatas jumlah volume keseluruhan gas yang dimampatkan oleh kompresor udara yaitu : Qs tot = Qs LP + Qs HP Qs tot = 0,152 m3/min + 0,874 m3/min Qs tot = 2,026 m3/min Jadi total volume gas yang dimampatkan yaitu :
Qs tot = 2,026m3/min. b. Unjuk kerja kompresor Dimana untuk mengetahui takanan udara dan waktu yang dibutuhkan untuk menghasilkan udara bertekanan sebanyak 30 bar yaitu dengan menggunakan persamaan : Wk
¿
2n n−1 x P1 x V1 ( rps
n−1 −1 n
) x jumlah tingkat
Di mana : Dik : N
= politropi udara antara 1,25 – 1,35, diambil n=1,3
P1
= 1,01,325 x 101,3x 10
3
DLP
= 124 mm =0,124 m
DHP
= 0,108 m
π
= 3,14
Jumlah tingkat = 2
Dit : Wk = kerja kompresor Rps = tekanan intermediet kompresor V1
= volume udara pada low pressure (LP)
Penyelesaian : Rps =
√
P 32 P1
√
=
30 1
= 5,477
VLP
= 2 x 3,14 x
( 12 x 0,124 )
= 6,28 x ( 0,3844 ) VLP
2
2
= 2,414 m3
Setelah mengetahui nilai daripada rps dan V LP maka :
Wk=
2n n−1 x P1 x V1 ( rps
W k =1
n−1 −1 n
3
x 101,3x10 x 2,414( rps
) x jumlah tingkat
n−1 −1 n
¿ 1 x 101,3x103 x 2,414( 5,477
3
= 101,3x10 x 2,414( 5,477
1,3−1 −1 )x 1,3
1,3−1 −1 )x2 1,3
= 244,53 x 103 x ( 5,4770,53 -1 ) x 2 = 244,53 x 103 x ( 2,462 -1 ) x 2 = 244,53 x 103 x ( 1,462) x 2
)x2
= 357,502 W k =¿
W k / s=W k
715,004 x 103
xt = 715,004 x 20
W k / s=14300,08 kj
.
jadi waktu yang dibutuhkan untuk mencapai tekanan normal yaitu :
P =
Wk t
t =
Wk P
t =
14300,08 15500
t = 0,9225 s t = 0,0153 x 103 t = 15,375 menit jadi waktu yang dibutuhkan oleh kompresor udara untuk mencapai tekanan normal senilai 30 bar yaitu : 15,375 menit B. Analisa 2
Analisa perhitungan data disesuaikan antara hipotesis yang telah ditetapkan untuk di analisa dengan data hasil pengamatan langsung. Adapun hipotesis yang telah ditetapkan dalam penelitian ini untuk dikaji yaitu : Adanya tekanan berlawanan pada piston ? Dik : π
= 3,14
D
= 124 mm (LP) = 0,124 m
D
= 108 mm (LP) = 0,108 m
S
= 80 mm = 0,80 m
N
= 1200 rpm
Dit : Qs
= m3/min
Penyelesaian : Qs
=
π 4
=
3,14 4
D2 x S x N
(0,124)2 x 0,08 x 1200
= 0,785 x 0,0153 x 0,08 x 1200 = 0,0120 x 0,08 x 1200 = 9,6 x 10-4 x 1200 Qs = 1,152 m3/min Jadi volume gas yang dimampatkan oleh kompresor udara tiap menitnya pada silinder LP yaitu : 1,152 m3. Sedangkan pada silinder HP yaitu : π Qs = 4 D2 x S x N
=
3,14 4
(0,108)2 x 0,08 x 1200
= 0,785 x 0,0116 x 0,08 x 1200 −3
= 9,106 x 10
x 0,08 x 1200
= 7,2848 x 10-4 x 1200 = 0,874 m3/min
Qs
Jadi volume gas yang dimampatkan oleh kompresor udara tiap menitnya pada silinder HP yaitu : 0,874 m3. Maka dari perhitungan diatas jumlah volume keseluruhan gas yang dimampatkan oleh kompresor udara yaitu : Qs tot = Qs LP + Qs HP Qs tot = 1,152 m3/min + 0,874 m3/min Qs tot = 2,026 m3/min Jadi total volume gas yang dimampatkan yaitu : Qs tot = 0,672 m3/min.
C. Tabel rekap hasil analisa 1 dan 2. Tabel 4.5 tabel hasil analisa data
No
IMB Tekanan Suhu 30
Normal Tekanan Suhu 30
27-
Abnormal Tekanan Suhu 40
450C
1 kgf/cm
Penjelasan
2
560C kgf/cm
2
0
45 C
kgf/cm
2
Selisih Tekanan Suhu 10 110C 2 kgf/cm
Sumber : kompresor udara tipe LHC-33 tabel : sesuai konstruksi manual book
kompresor
menghasilkan udara dengan tekanan 30 kgf/cm2 dengan suhu
450C
Begitupun dengan kondisi kompresor dalam keadaan normal, tetapi saat
terjadi trouble tekanan berkurang dan suhu cooling water meningkat. Setelah dilakukan pengecekan terjadi selisih tekanan dan suhu.
D. Grafik dari tabel rekap hasil analisa 1 dan 2. Gambar 4.1 Grafik hasil produksi udara kompresor saat keadaan normal, abnormal dan IMB. 35 30 25 20
NORMAL ABNORMAL
15
IMB
10 5 0 3 menit
6 menit
9 menit
12 menit
15 menit
Sumber : Kompresor udara Tipe LHC 33 Keterangan grafik : Dari grafik dapat kita lihat sesuai instruksi manual book ditunjukkan pada garis hijau, dan keadaan normal ditunjukkan pada garis warna biru, sedangkan warna merah ditunjukkan ketika terjadi trouble(masalah).
Gambar 4.2 Grafik air pendingin pada pengoperasian normal, abnormal dan IMB 60
50 40 NORMAL
30
ABNORMAL IMB
20
10
0 3 menit
6 menit
9 menit
12 menit
15 menit
Sumber : Kompresor udara Tipe LHC 33 Keterangan grafik : Dari grafik dapat kita lihat sesuai instruksi manual book ditunjukkan pada garis hijau, dan keadaan normal ditunjukkan pada garis warna kuning, sedangkan warna merah ditunjukkan ketika terjadi trouble(masalah).
Gambar 4.3 Grafik hasil produksi udara pada kompresor udara setelah perbaikan. 35 30 25 20 NORMAL IMB
15 10 5 0 3 menit
6 menit
9 menit
12 menit
15 menit
Sumber : Kompresor udara Tipe LHC 33 Keterangan grafik : Dari grafik dapat kita lihat sesuai instruksi manual book ditunjukkan pada garis warna hijau, dan keadaan normal ditunjukkan pada garis warna biru grafik diatas menunjukkan keadaan kompresor setelah diperbaiki. 1. Analisa kerusakan Kompresor dalam pengoperasian sering mengalami gangguan yang menyebabkan kompresor tidak bekerja secara optimal. Sehingga dalam memproduksi udara yang dihasilkan sering mengalami penurunan tekanan udara dan tidak sesuai dengan standar yang ditentukan. Salah satu gangguan tersebut adalah kerusakan pada ring piston, sehingga udara kompresi berkurang dan udara yang dihasilkan tidak mencapai standar yang dapat menghambat operasi dari semua peralatan yang ada diatas kapal, khususnya peralatan yang menggunakan udara bertekanan. Adapun faktor-faktor yang menyebabkan lamanya pengisian udara bertekanan pada kompresor udara menurut hipotesis yaitu :
1. Kerusakan pada katup tekanan tinggi dan tekanan rendah. Dimana hal-hal yang dapat menyebabkan katup isap dan katup tekan tekanan tinggi tidak berfungsi dengan baik antara lain : a. Adanya kerak yang melekat pada katup tekanan tinggi dan katup tekanan rendah. Katup tekanan tinggi dan katup tekanan rendah yang digunakan pada kompresor udara dapat membuka dan menutup kembali sebagai akibat dari perbedaan tekanan yang terjadi antara bagian dalam dan bagian luar dilinder. Pada katup tekanan tinggi dan katup tekanan rendah tersebut banyak kerak yang melekat sehingga katup tidak bekerja dengaan baik. Ada beberapa faktor yang menyebabkan munculnya kerak pada katup hisap dan katup tekan antara lain 1) Adanya kotoran atau debu yang terhisap dari luar terbawa oleh udara. 2) Suhu didaerah pengisian terlalu lembab. Katup tekanan rendah dan katup tekanan tinggi pada saat terjadinya langkah isap tidak bekerja dengan baik, karena adanya kerak yang menahan pegas tersebut. Adanya kerak yang mempengaruhi kerja katup tersebut karena banyaknya kotoran debu yang terbawa bersama dengan udara, dimana pada saringan hisap tidak dapat menahan kotoran debu yang ikut dengan aliran udara karena pada saringan tersebut sudah rusak atau bocor sehingga tidak dapat menyaring udara dengan bersih yang akan dimanfaatkan torak masuk kedalam bejana. b. Adanya goresan pada permukaan katup tekanan tinggi dan katup tekanan rendah. Katup tekanan tinggi dan katup tekanan rendah berfungsi untuk membuka dan menutup untuk setiap langkah torak. Permukaan katup hisap harus dijaga sebaik mungkin agar tidak ada goresan. Apabila pada katup terdapat goresan, akan menyebabkan udara akan lolos pada tekanan tinggi. Goresan pada katup kompresor udara disebabkan oleh debu atau pasir yang terhisap oleh kompresor udara. Dari permasalahan ini akan membuat produksi udara pada kompresor udara akan minim. c. Faktor jam kerja ( running hours ) Kerusakan pada katup di pengaruhi oleh jam kerja dimana katup sudah mencapai jam kerjanya sehingga katup tersebut sudah harus
diganti. 3000 jam, dimana secara otomatis sifat-sifat mekanis yang ditimbulkan oleh katup tidak lagi berfungsi dengan baik, terkadang usia belum melewati batas maksimum sudah mengalami kerusakan atau keretakan yang membuat katup itu tidak lagi bekerja dengan baik sehingga harus diganti lagi dengan yang baru. Adapun faktor-faktor lain yang dapat menyebabkan menurunnya produksi udara bertekanan pada kompresor udara yaitu : 1. Kerusakan pada ring piston Ring piston merupakan salah satu komponen yang dipasang dalam alur ring pada piston atau torak. Diameter luar ring piston sedikit lebih besar dibanding dengan piston itu sendiri. Ketika ring piston terpasang, ring piston yang sifatnya elastis akan mengambang, sehingga menutup dengan rapat pada dinding silinder. Ring piston terbuat dari baja tuang spesiasl yang tidak akan merusak dinding silinder. Kerusakan ring piston disebabkan
keausan
dimana
udara
yang
dihisappada
kompresor
umumnya bukan udara bersih melainkan udara yang masih mengandung debu dan kotoran-kotoran padat disekitar daerah kompresor tersebut. Adapun penyebab keausan yang dapat mengakibatkan kerusakan pada ring piston yaitu : a. Pelumasan yang kurang optimal Pelumasan merupakan salah satu faktor yang sangat berfungsi untuk mengurangi gesekan, mengurangi keausan, mencegah korosi dan memindahkan panas serta masih banyak fungsi lainnya. Bagian-bagian kompresor yang memerlukan pelumasan adalah bagian-bagian yang bergerak saling meluncur seperti ring piston, silinder, torak, metal-metal, bantalan batang penggerak dan bantalan utama. Jika komponen yang memerlukan pelumasan tidak terpenuhi maka terjadi keuasan yang lama kelamaan terjadi kerusakan bahkan terjadi kepatahan pada ring piston, goresan pada silinder serta komponen lain seperti yang memerlukan pelumasan.
Pelumasan
pada
komponen
kompresor
harus
selalu
diperhatikan untuk menghindari hal-hal yang mengakibatkan produksi udara bertekanan menurun. Kurang optimalnya pelumasan disebabkan :
1) Kurangnya minyak lumas dalam karter, disebabkan tidak memperhatikan level minyak lumasnya yang sudah melewati
batas
minimum
saat
mengoperasikan
kompresor. 2) Macetnya saringan minyak lumas. Tabel 4.6 level minyak lumas kompresor udara Model
Batas maksimum
Batas minimum
1
1,7 liter
0,6 liter
Sumber : instruction manual book compressor TB.MDM BORNEO Tabel 4.7 Jenis minyak lumas Model
Viscosit
Operation
Oil capacity
Brand name
Dacnis
y ISO : 100
250-300 Hours
-
Mineral oil
100 Neurex
S.A.E 30
250-300 Hours
(H) 11.5 - (L)
Mineral oil
DF 100 Meditran Super
S.A.E 40 MX 30
300+ Hours 300+ Hours
8 -
Mineral oil Mineral oil
MDL Sumber : Instruction manual book compressor TB.MDM BORNEO Dari tabel diatas adalah minyak lumas yang disarankan oleh instruction manual book compressor dan minyak lumas yang digunakan diatas kapal. b. Beban Beban berlebihan pada pengoperasian kompresor yang tidak pernah berhenti atau istirahat dimana disarankan pada instruction manual book compressor yang dapat mengakibatkan terjadinya kerusakan pada ring piston. Hal ini menyebabkan minyak lumas terlalu panas dan tidak berfungsi sebagai minyak lumas yang baik. 1) Jam kerja (running hours)
Kerusakan pada ring piston dapat dipengaruhi oleh sehingga lamakelamaan akan aus dan bila sudah melewati batas kerja maksimum secara otomatis sifat-sifat mekanis yang ditimbulkan oleh ring piston Akan berkurang dan mengakibatkan ring piston tidak lagi berfungsi dengan bai k, dimana komponen ini mempunyai batas maksimum 2000 jam. Jika jam kerja pada ring piston telah mencapai batas kerja atau ring piston belum mencapai batas kerja tetapi mengalami kerusakan maka segera lakukan penggantian komponen. Tabel 4.8 Jam kerja komponen kompresor Item
Operating
Basic size
replacement
time Piston ring 1 2000 h 124 mm 0,5 mm Piston ring 2 2000 h 108 mm 0,4 mm Low pressure 2000 h 2000 h High pressure 2000 h 2000 h Lubricating oil 250-300 h 300 h Sumber : Engine room TB.MDM BORNEO C. Pembahasan hasil analisa data Sesuai hasil perhitungan di atas dan di bandingkan dengan data statistik terdapat perbedaan nilai, ini dapat dilihat pada tabel di bawah ini. Tabel 4.9 perbedaan data statistik data hasil analisa No. 1.
Data statistik spesifik 30 kgf/cm2
Hasil analisa 2 40 kgf/c m
2.
3 1,152 m /min
2,026
m3
Ket -
/min Sumber : Instruction manual book compressor TB.MDM BORNEO Sesuai tabel 4.9 terdapat perbedaan yang sangat signifikan yang menyebabkan patahnya ring torak karna 1. Proses produksi udara sangat lama hingga masuk dalam botol angin. 2. Lamanya tekanan udara dalam proses sehingga terjadi tekanan udara berlawanan pada piston yang menimbulkan piston sulit
bergerak bergerak naik turun dan ring torak mengalah dah mengalami patah. D. Penanganan pembahasan hasil analisa data 1. Perawatan dan pemeliharaan secara rutin. Untuk menghindari patahnya ring piston Kompresor udara dari hasil analisa tersebut diatas maka di perlukan suatu langkah-langkah pencegahan sebagai berikut : a. Harus dijaga kandungan udara agar PH nya tetap stabil tidak terlalu basa sehingga menimbulkan tekanan lebih karna terjadi penguapan akibat dari temperatur yang berlebihan. b. Kadar kelembaban udara luar yang dihisap oleh kompresor karna perbedaan rute pelayaran yang menyebabkan jumlah udara yang di hisap oleh kompresor memakan waktu yang lama sehingga di daerah tempat kejadian termasuk kadar kelembaban udaranya kurang dari volume yang sebenarnya dan setiap berada di daerah tersebut kompresor selalu ada kelainan tentang udara tersebut yang lama di produksi menyebabkan kompresor memproduksi udara sesuai kententuan IMO. 2. Pengaturan pengelolaan penggunaan kompresor udara Kompresor tersebut selalu di atur pemakaiannya agar kebutuhan udara di start untuk motor induk selalu terpenuhi dengan menerapkan manajemen pengelolaan penggunaan permesinan di atas kapal.
BAB V PENUTUP A. Kesimpulan Dari beberapa uraian di atas yang mana terdapat pada bab analisa permasalahan, maka dapat disimpulkan bahwa penyebab terjadinya gangguan pada kompresor udara sehingga mengakibatkan patahnya ring piston kompresor dan sehingga proses produksi udara membutuhkan waktu yang relatif lama yang disebabkan oleh beberapa faktor yaitu: 1. Kurangnya minyak lumas pada penampung oli sehingga terjadinya pelumasan kurang sempurna. 2. Kotornya udara yang di supply oleh kompresor udara. B. Saran-saran
Adapun saran-saran yang penulis berikan pada skripsi hasil penelitian ini, antara lain : 1. Perhatikan level minyak lumas pada penampung oli kompresor. 2. Bersihkan daerah sekitar kompresor setiap hari. 3. Lakukan perawatan pada kompresor udara agar dapat mencegah kerusakan lanjutan pada kompresor.
DAFTAR PUSTAKA
Eka Yogaswara,Mahfud Effendi, dan H. Rikam (2008), Kompresor, Penerbit. CV. Arvino Raya. William D. Callister (2000), “Material Science and Engineering”. United States of America Tanabe pneumatic machinery co . Ltd, Air Compresor Instruction Manual Book, Osaka Japan Sneeden and Keer (1976), Applied Heat Engine, England Sularso dan Haruo Tahara (2006), Pompa Dan Kompresor, Penerbit PT. Pradnya Paramita. Tri Joko Hananto(2009), Mesin Fluida Kompresor Torak, Penerbit ITB Bandung Sutjiatmo (1981), “Baja Tempa” PT. Pradnya Paramita, Jakarta.
Surdia
T. dan Saito S., 1995, Pengetahuan Bahan Cetakan Ketiga, PT. Pradnya Paramita, Jakarta.
Teknik,
Hasibuan, A. (2009), “Sifat tarik komposit ” Skripsi Teknik Mesin UMY Fritz Dietzel (1993), Turbin Pompa Dan Kompresor, Penerbit Erlangga.
