ANALISA PENGUJIAN FILTER OLI TIPE SPIN-ON DI PT. PANATA JAYA MANDIRI
DISUSUN OLEH NAMA
: SRI SUWADI
NO INDUK
: 0130311-122
FAKULTAS
: TEKNOLOGI INDUSTRI
JURUSAN
: TEKNIK MESIN
PROGRAM KULIAH SABTU MINGGU FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI JURUSAN TEKNIK MESIN UNIVERSITAS MERCU BUANA JAKARTA 2007
LEMBAR PENGESAHAN TUGAS AKHIR
Judul Tugas Akhir
: Analisa Pengujian Oil Filter Tipe Spin-On Di PT. Panata Jaya Mandiri.
Nama
: Sri Suwadi
NIM
: 0130311-122
Jurusan / Fakultas
: Teknik Mesin / Teknologi Industri .
Program
: Program Kuliah Sabtu Minggu.
Telah Diperiksa Dan Disetujui Oleh Pembimbing
( Dr. Mardani Ali Sera )
ii
LEMBAR PENGESAHAN TUGAS AKHIR
Judul Tugas Akhir
: Analisa Pengujian Oil Filter Tipe Spin-On Di PT Panata Jaya Mandiri.
Nama
: Sri Suwadi
NIM
: 0130311-122
Jurusan / Fakultas
: Teknik Mesin / Teknologi Industri .
Program
: Program Kuliah Sabtu Minggu.
Telah Diperiksa Dan Disetujui Oleh Koordinator Tugas Akhir
( Ir. Ruli Nutranta , M.Eng )
iii
LEMBAR PERNYATAAN
Saya yang bertandatangan dibawah ini : Nama
: Sri Suwadi
NIM
: 0130311-122
Jurusan/ Fakultas
: Teknik Mesin / Teknologi Industri
Judul Tugas Akhir : Analisa Pengujian Oil Filter Tipe Spin-On Di PT. Panata Jaya Mandiri . Dengan ini menyatakan bahwa sesungguhnya Tugas Akhir ini adalah benar – benar hasil karya saya sendiri dan bukan merupakan kutipan dari hasil karya orang lain. Hasil dan data yang menunjang Tugas Akhir ini adalah berdasarkan sumber langsung dan observasi yang dilakukan dilapangan , yaitu di lokasi PT. Panata Jaya Mandiri .
Jakarta , Maret 2007
( Sri Suwadi )
iv
LEMBAR MOTTO
“ Berusaha dan berani gagal untuk mencapai keberasilan dan berdoa untuk meraih kemuliaan “
v
ABSTRAK
Analisa dilakukan untuk mengetahui kualitas filter oli melalui pengujian dan mengetahui apakah rancangan dan proses yang telah dibuat telah sesuai sehingga filter digunakan dapat bekerja sebagai penyaring kotoran dari fluida supaya kotoran tidak terbawa masuk kedalam mesin karena dapat menimbulkan kerusakan. Pengujian yang dilakukan meliputi pengujian pengujian impulse test, sampai pengujian selesai yaitu 50.000 cycle tidak terjadi kebocoran yang disebabkan karena kerusakan komponen penyusun filter. Pengujian anti drain back, hasil pengujian diketahui bahwa anti drain back valve dapat berfungsi dengan baik. Pengujian opening valve test pada by pass valve, hasil kedua tipe valve yang diuji telah sesuai dengan standart pengujian yang ditentukan. Pengujian pressure drop test, dari data pengujian kedua filter dapat diketahui bahwa semakin besar flow rate yang dialirkan maka pressure drop yang terjadi akan semakin besar pula. Pengujian media filter. Pengujian media meliputi pengujian tensile streng, hasil dari pengujian tensile strength terhadap media dari filter uji sebanyak tiga sampel adalah lebih dari 10 kgf. Pengujian bursting strength, hasil pengujian bursting strength yang dilakukan didapat nilai pengujian dari tiga sampel adalah 5.4 kg/cm2, 6.0 kg/cm2, dan 4.6 kg/cm2. Pengujian thickness, hasil pegukuran untuk sampel pertama adalah 0.85 mm, sampel kedua adalah 0.82 mm, dan sampel ketiga adalah 0.82 mm
vi
KATA PENGANTAR
Syukur alhamdulilah penulis ucapkan kehadirat Allah SWT karena dengan rahmat dan hidayahnya sehingga penulis dapat meneyelesaikan penyusunan Tugas Akhir ini, yang berjudul “ANALISA PENGUJIAN OIL FILTER TIPE SPIN-ON DI PT PANATA JAYA MANDIRI “ sholawat serta salam semoga selalu tercurah pada junjungan kita Nabi Muhammad SAW. semoga kita termasuk dalam golongan umatnya diakhirat kelak. Amien. Dalam penyusunan tugas akhir ini penulis menyadari sepenuhnyaa keterbatasan pengetahuan dan pengalaman penulis didalam menyelesaikan tugas akhir ini. Namun demikiaan penulis berusaha semaksimal mungkin untuk dapat menyelesaikaan tugas akhir ini dengan harapan penulisan ini dapat bermanfaat bagi semua pihak yang berkepentingan dengan judul tugas akhir ini. Dalam menyelesaikan tugas akhirr ini tentunya tidak terlepas dari bantuan semua pihak, baik bantuan berupa arahan , koreksi ,dorongan , semangat ,dan doa. Oleh karena itu pada kesempatan kali ini izinkan penulis mengucapakan terima kasih yang sebesar – besarnya kepada semua pihak terutama : 1. Bapak Dr. Mardani Ali Sera sebagai Dosen Pembimbing tugas akhir , yang telah banyak membantu dan membimbing penulis dalam menyelesaikan penyusunan tugas akhir ini.
vii
2. Bapak Ir. Ruli Nutranta , M.Eng, sebagai Dosen Koordinator tugas akhir yang telah banyak membantu dan membimbing penulis dalam menyelesaikan penyusuan tugas akhir ini. 3. Bapak Ir. Ruli Nutranta, M.Eng, sebagai Ketua Jurusan Teknik Mesin Universitas Mercu Buana , Jakarta. 4. Seluruh Staf dan Dosen pengajar yang telah banyak memberikan materi pelajaran yang sangat berguan bagi penulis. 5. Teman – teman kerja di PT. Panata Jaya Mandiri, yang telah banyak membantu dalam menyelesaikan penyusunan laporan tugas akhir ini. 6. Bapak dan Ibu serta saudara – saudara tercinta yang telah banyak memberikan pengorbanan dan dorongan baik secara secara moril maupun materiil, sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini. 7. Nur Lia (tunanganku) yang selalu membantu dan memberi dorongan semangat. 8. Seluruh rekan – rekan seperjuangan program kuliah sabtu - minggu terutama jurusan Teknik Mesin. 9. Dan semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu ,yang telah banyak membantu penulis baik secara langsung maupun tidak langsung dalam menyelesaikan tugas akhir ini. Penulis menyadari sepenuhnya segala keterbatasan yang penulis miliki , oleh karena itu dengan penuh kerendahan hati penulis mohon maaf atas segala kesalahan dan kekurangan yang ada. Penulis sangat mengharapkan dan dengan senang hati menerima segala kritik dan saran yang bersifat membangun demi kesempurnaan tugas akhir kali ini. viii
Dan untuk yang terakhir , penulis sangat berharap semoga penyusunan tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi semua pihak yang membutuhkan.
Jakarta , Maret 2007
Sri Suwadi
ix
DAFTAR ISI
JUDUL …………………………………………………………………………….. i LEMBAR PENGESAHAN ………………………………………………….......... ii LEMBAR PENGESAHAN ……………………………………………………….. iii LEMBAR PERNYATAAN ……………………………………………………….. iv LEMBAR MOTTO…………………………………………………………………v ABSTRAK…………………………………………………………………………. vi KATA PENGANTAR……………………………………………………………... vii DAFTAR ISI………………………………………………………………………..x DAFTAR GAMBAR ………………………………………………………………xiii DAFTAR TABEL ………………………………………………………………… xv NOMEN KLATUR ………………………………………………………………...xvi LEMBAR ASSISTENSI………………………………………...............................xvii
BAB I PENDAHULUAN ………………………………………………………… 1 1.1. Latar Belakang ………………………………………………………. 1 1.2. Tujuan Penulisan ……………………………………………………. 3 1.3. Ruang Lingkup Penelitian ……………………………………………3 1.3.1. Komponen Pengujian ………………………………………... 3 1.3.2. Pembatasan Masalah ………………………………………… 4 1.4. Sistematika Penyusunan Makalah ……………………………………4 x
BAB II LANDASAN TEORI ……………………………………………………. 6 2.1. Definisi Filter dan Filtrasi …………………………………………….. 6 2.2. Penyaringan Permukaan ……………………………………………….8 2.2.1. Media Penyaringan Permukaan ………………………………... 9 2.3. Penyaringan Dalam …………………………………………………… 10 2.4. Fungsi dan Jenis Filter ………………………………………………... 12 2.4.1. Jenis Filter dan Penggunaan …………………………………….12 2.4.2. Jenis Filter Berdasarkan Bentuk ………………………………...15 2.5. Pengelompokan Oil Filter ……………………………………………. 18 2.6. Prinsip Kerja Oil Filter ……………………………………………….. 21 2.7. Dampak Kerusakan Filter …………………………………………….. 23 2.8. Kekentalan (Viscosity) ………………………………………………...24 2.8.1. Macam-macam Aliran …………………………………………. 29 2.8.2. Bilangan Reynold (Re) ………………………………………… 31 BAB III PROSEDUR PENELITIAN …………………………………………… 33 3.1. Persiapan Komponen Uji ……………………………………………...33 3.2. Pelaksanaan Pengujian ………………………………………………... 40 3.2.1. Pengujian Impulse ……………………………………………….41 3.2.2. Pengujian Anti Drain Back …………………………………….. 42 3.2.3. Pengujian Opening Valve ……………………………………… 44 3.2.4. Pengujian Pressure Drop ……………………………………….. 45 3.2.5. Pengujian Media Penyaring ……………………………………. 46
xi
BAB IV HASIL PENGUJIAN DAN ANALISA ……………………………….. 49 4.1. Hasil Pengujian Impulse ……………………………………………… 49 4.2. Hasil Pengujian Anti Drain Back …………………………………….. 50 4.3. Hasil Pengujian Opening Valve ………………………………………. 51 4.4. Hasil Pengujian Pressure Drop ……………………………………….. 53 4.5. Hasil Pengujian Media Penyaring …………………………………….. 55 4.6. Anallisa Hasil Pengujian ……………………………………………… 56 4.6.1. Analisa Hasil Pengujian Impulse ……………………………… 56 4.6.2. Analisa Hasil Pengujian Anti Drain Back ……………………... 57 4.6.3. Analisa Hasil Pengujian Opening Valve ………………………..59 4.6.4. Analisa Hasil Pengujian Pressure Drop ………………………... 63 4.6.5. Analisa Hasil Pengujian Media Penyaring …………………….. 65 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ………………………………………….. 67 5.1. Kesimpulan …………………………………………………………... 67 5.2. Saran………………………………………………………………….. 70 DAFTAR PUSTAKA ……………………………………………………………... 71 LAMPIRAN
xii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Filtrasi, Penyaringan Permukaan dan Dalam ...……………………… 7 Gambar 2.2. Cara Kerja Filter Menahan Kotoran ………………………………….10 Gambar 2.3. Skema Typical Fuel System …………………………………………. 13 Gambar 2.4. Macam Filter Udara …………………………………………………. 14 Gambar 2.5. Bentuk Filter Spin-On ……………………………………………….. 15 Gambar 2.6. Bentuk Filter Element ……………………………………………….. 17 Gambar 2.7. Proses Aliran Filter Full Flow ……………………………………….. 18 Gambar 2.8. Proses Aliran By Pass Filter ………………………………………….19 Gambar 2.9. Proses Aliran Filter Kombinasi ……………………………………… 20 Gambar 2.10. Depth Type Filter …………………………………………………... 20 Gambar 2.11. Surface Type Filter ……………….....................................................21 Gambar 2.12. Prinsip Kerja Oil Filter Spin-On …………………………………… 21 Gambar 2.13. arah Aliran Fluida ………………………………………………….. 29 Gambar 2.14. Aliran Laminar ……………………………………………………... 30 Gambar 2.15. Aliran Turbulent ……………………………………………………. 30 Gambar 3.1. Filter Uji ……………………………………………………………... 35 Gambar 3.2. Packing A ……………………………………………………………. 36 Gambar 3.3. Spring Relief Valve ………………………………………………….. 36 Gambar 3.4. Inner Tube …………………………………………………………… 36 Gambar 3.5. Element Paper ……………………………………………………….. 37 xiii
Gambar 3.6. End Plate B Assy ……………………………………………………..37 Gambar 3.7. End Plate A …………………………………………………………. 37 Gambar 3.8. Element Cover ………………………………………………………..38 Gambar 3.9. Seat …………………………………………………………………... 38 Gambar 3.10. Body Filter …………………………………………………………. 39 Gambar 3.11. Anti Drain Back Valve ……………………………………………... 39 Gambar 3.12. Diagram Alir Pengujian ……………………………………………. 40 Gambar 4.1. (a) Tempat Oli Menetes (b dan c) Lokasi Sambungan Spot Welding ………………………… 58 Gambar 4.2. Grafik Opening Valve Tipe A ………………………………………. 59 Gambar 4.3. Grafik Opening Valve Tipe B ……………………………………….. 60 Gambar 4.4. End Plate B Assy ……………………………………………………..62 Gambar 4.5. Posisi Valve Chamber pada Relief Valve …………………………… 63 Gambar 4.6. Grafik Pressure Drop Tipe A ………………………………………... 63 Gambar 4.7. Grafik Pressure Drop Tipe B ………………………………………... 64
xiv
DAFTAR TABEL
Tabel 4.1.a. Hasil Pengujian Impulse Test Tipe A ………………………………... 49 Tabel 4.1.b. Hasil Pengujian Impulse Test Tipe B ………………………………... 50 Tabel 4.2.a. Hasil Pengujian Anti Drain Back Tipe A ……………………………. 51 Tabel 4.2.b. Hasil Pengujian Anti Drain Back Tipe B ……………………………. 51 Tabel 4.3.a. Hasil Pengujian Opening Valve Tipe A ……………………………… 52 Tabel 4.3.b. Hasil Pengujian Opening Valve Tipe B ……………………………… 53 Tabel 4.4.a. Hasil Pengujian Pressure Drop Tipe A ………………………………. 54 Tabel 4.4.b. Hasil Pengujian Pressure Drop Tipe B ………………………………. 54 Tabel 4.5. Hasil Pengujian Media Penyaring ………………………………………55
xv
NOMEN KLATUR
Simbol
Satuan
A : luas penampang
m2
C : konstanta viskositas d
: diameter pipa
m
dH : diameter hidraulik
m
ƒ
: koefisien friksi
l
: panjang pipa kapiler
m
p
: tekanan
N/m2
∆P : beda tekanan antara ujung-ujung pipa kapiler
N/m2
Q : debit aliran
m3/s
r
m
: jari-jari tabung kapiler
S : jarak (panjang)
m
t
: temperatur
o
t
: waktu alir
s
C
U : keliling
m
V : volume fluida yang mengalir
m3
v
m/s
: kecepatan
η : kekentalan dinamis υ
kg/m.s
: kekentalan kinematis
m2/s kg/m3
ρ : kerapatan massa xvi
xvii
BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang Penelitian Filter merupakan komponen yang sangat vital
baik
fungsi
maupun
keberadaannya dalam sebuah mesin. Filter digunakan untuk memisahkan kotoran dari oli, bahan bakar dan udara. Filter oli digunakan untuk memisahkan kotoran atau contaminant dari oli yang akan dialirkan
kedalam
sistem
komponen mesin. Banyak
bentuk
contaminant di dalam fluida hidraulik yang dapat menyebabkan kasus serius pada sistem hidraulik mesin, diantaranya : Partikel yang berupa debu, kotoran, pasir, karat dan fiber Corrosive dari metal Air (Water) Acid dan bahan kimia lainnya Sealant
Sumber dari terjadinya contaminant juga bermacam-macam, baik dari luar maupun dari dalam sistem itu sendiri. Sumber dari contaminant tersebut antara lain: 1
Fluida oli atau hidraulik yang baru. Contaminant yang ditimbulkan oleh komponen sistem hidraulik itu sendiri, seperti teflon tape , beram-beram halus yang timbul karena gesekan antar komponen dalam mesin. Contaminant yang berasal dari luar sistem, seperti kotoran yang masuk ke sistem hidraulik mesin saat dilakukan perbaikan atau perawatan dimana contaminant masuk saat cup sistem hidraulik dibuka. Kinerja dan kemampuan dari masing-masing komponen filter oli sangatlah menentukan kelancaran dari proses pelumasan pada mesin sehingga perlu dilakukan pengujian terhadap filter ini untuk mengetahui kemampuannya sebelum dipasang pada mesin. Di PT. Panata Jaya Mandiri sebagai produsen filter yang telah mendapat lisensi dari Donaldson Company Inc. USA, pengujian dan penelitian tentang filter adalah hal yang penting untuk menjaga dan mengembangkan produk-produk filter yang berkualitas. PT. Panata Jaya Mandiri adalah salah satu perusahaan yang memproduksi filter untuk alat-alat berat. Kini PT. Panata Jaya Mandiri telah tumbuh menjadi salah satu perusahaan yang memproduksi alat-alat berat yang handal di Indonesia saat ini. Dengan dukungan dan teknologi yang tinggi dari Donaldson Amerika yang merupakan salah satu perusahaan terkemuka dalam bidang filter dan sistem filtrasi, PT. Panata Jaya Mandiri memproduksi berbagai tipe dan jenis filter, baik untuk kebutuhan dalam negeri maupun luar negeri. Produk filter yang dihasilkan 60% diantaranya adalah untuk kebutuhan Donaldson sendiri, sedangkan sisanya adalah 2
untuk kebutuhan lokal Indonesia (after market). Pada umumnya produk filter yang diproduksi terbagi menjadi 4 yaitu spin-on, air filter, wet filter dan filter toyota, sedangkan tipe filter yang diproduksi sangat beragam sesuai dengan jenis dan aplikasi pemakaiannya. Secara teknis, filter-filter tersebut dipergunakan untuk proses penyaringan bahan bakar, pelumas, hydraulic dan udara.
1.2. Tujuan Penelitian Adapun tujuan dari penelitian ini adalah : a. Mengetahui kualitas filter oli (oil filter) melalui pengujian. b. Mengetahui apakah rancangan design dan proses pembuatan filter beserta komponen sudah sesuai. c. Mempraktekan pengujian terhadap filter spin-on.
1.3. Ruang Lingkup Pengujian 1.3.1. Komponen Pengujian Filter spin-on yang terdiri dari 2 tipe filter yang mana
keduanya
menggunakan media yang sama. Pebedaan dari kedua benda uji adalah pada tinggi body filter, luas area media (element paper) , dimensi pada spring valve komponen end plate B assy atau sering disebut by pass valve dan dimensi tinggi inner tube. Gambar filter uji dan parameter dimensi filter akan dibahas pada bab III.
3
1.3.2. Pembatasan Masalah Jenis Pengujian yang akan dilakukan meliputi pengujian impulse test, pengujian anti drain back, pengujian opening valve test pada by pass valve, pengujian pressure drop test dan pengujian media filter.
1.4. Sistematika Penyusunan Makalah Dalam penyusunan makalah ini diterapkan sistem pembahasan yang terbagi dalam beberapa bab yang saling berkaitan dan secara garis besar terdiri dari :
BAB I
Pendahuluan Bab ini berisikan mengenai latar belakang penelitian, tujuan penelitian, ruang lingkup penelitian, pembatasan masalah dan sistematika penyusunan makalah.
BAB II
Landasan Teori Bab ini menjelaskan tentang teori filtrasi, jenis fungsi filter dan jenis filter, cara kerja filter, komponen filter tipe spin-on beserta fungsinya dan teori viskositas.
BAB III
Proses Penelitian Bab ini membahas mengenai prosedur penelitian yang meliputi pengujian impulse test, anti drain back test, opening valve test dari by pass valve dan pengujian pressure drop serta 4
pengujian media yang digunakan pada filter yang diuji yang meliputi pengujian tensile strength, bursting strength dan thickness test.
BAB IV
Hasil Pengujian dan Analisa Bab ini membahas tentang hasil-hasil dari pengujian yang telah dilakukan beserta dengan analisa dari pengujian.
BAB V
Kesimpulan dan Saran Bab ini mengetengahkan kesimpulan dari semua analisa pada pengujian yang sudah dilakukan dan saran-saran.
5
BAB II LANDASAN TEORI
2.1. Definisi Filter dan Filtrasi Menurut penjelasan dalam buku Filter and Filtration Hands Book, filter adalah alat yang digunakan untuk memisahkan atau menyaring kotoran dari oli, bahan bakar dan udara. Oleh karena itu syarat utama dari sebuah filter adalah filter tersebut harus bersih. Jenis, bentuk dan macam dari filter mempunyai karakteristik dan spesifikasi yang berbeda-beda tergantung dari jenis penggunaan, jenis kotoran yang akan disaring, kondisi lingkungan dimana mesin ditempatkan, kondisi mesin, macam dudukan dan housing dari masing-masing filter tersebut. Filtrasi adalah suatu proses penyaringan yang dilakukan untuk mendapatkan suatu kondisi yang lebih bersih atau lebih baik dari sebelumnya. Untuk oil filter, media yang disaring adalah oli, dimana proses filtrasi meliputi : o Penahanan langsung (direct interception) yaitu filtrasi dimana diameter dari partikel yang disaring lebih besar dari pada diameter pori-pori media. 6
o Adsorpsi yaitu proses filtrasi yang dipengaruhi oleh adanya gaya elektrostatis antara partikel kotoran dengan permukaan kertas. o Gerakan Brownian (Brownian fusion) yaitu proses filtrasi dimana partikel kotoran yang disaring sangat kecil dan gerakan partikel tidak mengikuti arah aliran dari fluida yang disaring (random). o Body forces yaitu proses filtrasi yang dipengaruhi oleh gaya gravitasi pengendapan (settling) dan gaya magnetik tarik menarik. o Inertial impaction yaitu proses filtrasi dimana densitas partikel tidak sama dengan densitas fluida
yang disaring dan gerakan partikel tidak mengikuti arah aliran sehingga
partikel tertahan pada kertas filter. Untuk lebih jelasnya proses-proses penyaringan di atas dapat dilihat pada gambar di bawah ini:
Filtrasi Body force Direct interception
Brownian fusion Adsorption Fiber
Inertial impaction
Gambar 2.1. Filtrasi, Penyaringan Permukaan dan Dalam 7
2.2. Penyaringan Permukaan Penyaringan permukanan kebanyakan terjadi karena mekanisme direct interception. Ukuran partikel yang lebih besar dari ukuran pori secara langsung dihentikan oleh kertas penyaring. Kertas penyaring ini mempunyai permukaan yang kurang halus dan bentuk pori yang tidak seragam. 2 efek yang sering terjadi pada saat penyaringan permukaan yaitu : 1. Ukuran pori yang berangsur-angsur mengecil, hal ini diakibatkan karena sebagian pori diblok oleh partikel dan mengakibatkan hasil penyaringan lebih halus. Dalam menyaring partikel yang halus efek ini akan menaikkan efisiensi penyaringan. Efek ini juga disebabkan karena kemampuan kertas menyimpan partikel yang berlebihan oleh adanya gaya absorbtive. 2. Ampas (cake), merupakan tumpukan-tumpukan partikel yang terbentuk pada permukaan media penyaring. Efek ini berfungsi melakukan proses penyaringan awal sebelum fluida masuk ke proses penyaringan oleh media penyaring. Dengan adanya efek ini hasil penyaringan juga lebih halus. Penumpukan yang berlebihan akan memperpendek umur pakai fiter karena filter akan cepat mampat. Proses untuk mengurangi ampas yang terbentuk ini disebut dengan metode cross-flow, disini fluida mengalir secara tangensial pada permukaan media penyaring sehingga ampas secara kontinu akan terkikis.
8
2.2.1. Media Penyaringan Permukaan Secara garis besar ada 3 tipe media penyaringan permukaan, yaitu : 1. Screen Type Filter Pada umumnya dibuat dari plastik atau logam , yang dibagi lagi antara lain : a. Woven fibre, merupakan anyaman serat yang mempunyai ukuran pori rata-rata diatas 25 μm, bisa dibersihkan secara berkala. Karakteristik penting lainnya adalah kemampuan beroperasi untuk beban yang berat. b. Etched sheet, pori-pori dari media ini merupakan hasil dari proses kimia atau proses elektrolit. c. Cast membran, merupakan hasil casting dari polimer plastik dengan proses kimia seperti leaching dan photo-etching. Biasanya digunakan untuk penyaringan mikro dengan kapasitas kotoran rendah. 2. Edge Type Filter Media penyaring tipe ini adalah susunan lembaran atau piringan dari kertas atau logam yang diclamp oleh suatu tekanan. Disini fluida mengalir melalui sisi atau tepi tumpukan masuk diantara celah atau lembaran. Konstruksi seperti ini mempunyai keuntungan yaitu contaminant yang tersaring di sisi susunan media penyaring dapat lebih mudah dibersihkan dari pada tipe lainnya. Seperti gambar, dimana saringan tersebut menggunakan lembaran kertas sebagai media penyaring dan menggunakan pegas untuk menekan susunan kertas.
9
3. Stacked Disc Filters Filter ini menggunakan lembaran yang diletakkan di atas tabung berlubang. Konstruksi khusus tipe ini yaitu permukaan lembaran dilapisi kawat.
2.3. Penyaringan Dalam Tipe penyaringan ini menggunakan media penyaring yang relatif tebal sehingga proses penyaringan terjadi di bagian dalam. Mekanisme penyaringan ini sangat komplek, lintasan penyaringan lebih pajang dan acak. Hal ini akan memberikan kemungkinan terjadinya direct interception dan direct retention atau penyimpanan kotoran.
Gambar 2.2. Cara Kertas Filter Menahan Kotoran Keseluruhan performa penyaringan tidak hanya oleh direct interception. Sifat lembam partikel yang bersinggungan dengan media dapat mengakibatkan terjadinya inertial impaction. Gerak Brown hanya terjadi pada partikel yang berukuran 1µm dan dibawahnya, partikel tersebut akan bergerak tidak mengikuti aliran fluida dan tertahan oleh adanya absorbsi. Kejadian ini sering terjadi pada proses penyaringan dengan fluida pembawa gas kering. Untuk jenis full flow dan by pass mempunyai 10
perbedaan kemampuan dalam penyaringan kotoran. Perbedaan tersebut adalah dalam hal ukuran kotoran tersebut, dimana micron rating untuk -
Full flow : 20μ
-
By pass : 5μ
Sumber kotoran fluida secara umum :
Kotoran yang masuk pada saat pembuatan.
Kotoran yang terjadi karena sistem itu sendiri (diregenerasi).
Kotoran yang masuk ke dalam sistem selama operasi sedang berlangsung.
Sedangkan bentuk dari contaminant ada beberapa macam diantaranya adalah:
Particle (debu, kotoran, pasir, rust, fiber, paint chip).
Corrosive dari metal, silicon additive yang berlebihan.
Sealant.
Sludge, oxidation, dan produk yang menimbulkan corrosive.
Acid dan bahan kimia lainnya.
Biological, microbes (dalam fluida high water base).
Contaminant yang tersebut diatas merupakan kotoran yang secara umum bersumber dari dalam atau dari luar sistem itu sendiri. Sumber dari terjadinya contaminat adalah:
Fluida hidrolik yang baru.
Contaminat yang ditimbulkan oleh komponen sistem hidrolik itu sendiri, teflon tape, pasir, bram-bram halus dan sebagainya.
Contaminat dari luar sistem seperti: kotoran yang masuk ke sistem hidrolik. 11
Contaminant yang masuk dari breathercaps, proses kondensasi udara yang dapat menimbulkan air.
Pada waktu maintenance melakukan perbaikan atau perawatan, contaminant masuk saat cup system hidrolik terbuka.
2.4.
Fungsi dan Jenis Filter Menurut penjelasan dalam buku Filter Product Knowledge, filter mempunyai
beberapa jenis. Secara garis besar filter dikelompokkan menjadi 2 macam, yaitu : • Jenis filter berdasarkan penggunaan • Jenis filter berdasarkan bentuk 2.4.1. Jenis Filter Berdasarkan Penggunaan Adalah pengelompokan jenis filter berdasarkan media yang disaring. Berdasarkan penggunaannya filter dibagi menjadi 3 macam, yaitu : 1. Filter Oli (Oil Filter) Media yang disaring adalah kotoran pada minyak pelumas atau oli yang masuk ke mesin. Kotoran ini dapat timbul akibat : a. Debu yang masuk melalui lubang pengisian maupun lubang pengukuran ketinggian pelumas. b. Karena proses pembakaran pada mesin. 2. Filter Bahan Bakar (Fuel Filter) Media yang disaring oleh fuel filter adalah kotoran atau contaminant yang berbahaya pada bahan bakar yang dapat mengganggu proses pembakaran atau menyebabkan komponen sistem bahan bakar terganggu atau 12
rusak. Kotoran ini dapat berasal dari kondisi tangki maupun bahan bakar itu sendiri. Fuel filter dibedakan berdasarkan : 1. Jenis Fuel Filter berdasarkan bahan bakar yang disaring : a. Gasoline b. Bahan bakar diesel atau solar 2. Jenis Fuel Filter berdasarkan penggunaan : a. Primary b. Secondary 3. Jenis Fuel Filter berdasarkan tipenya : a. Depth Type b. Spin On Type c. Fuel Filter Strainer
Gambar 2.3. Skema Typical Fuel System 13
3. Filter Udara (Air Filter) Secara umum fungsi dari air filter adalah menyaring udara yang masuk ke ruang pembakaran, sehingga udara yang masuk ke ruang pembakaran adalah udara yang bersih dari debu maupun kotoran lainnya.
Gambar 2.4. Macam Filter Udara (Air Filter) Jenis-jenis fiter udara berdasarkan tipe dan karakteristiknya, yaitu sebagai berikut : a
Tipe Viscous Adalah jenis filter udara yang menahan debu di atas
permukaan, sehingga minyak dan debu membentuk lapisan di permukaan filter. Filter udara jenis ini tidak dapat dibersihkan. b
Tipe Dry Adalah jenis filter udara yang menahan debu di atas permukaan
dan di dalam kertas. Filter udara jenis ini dapat dibersihkan secara berkala dengan udara bertekanan atau alat lain.
14
c. Tipe Cyclone Adalah jenis air filter dimana udara yang masuk akan diputar oleh sleeve, debu yang melayang diberi gaya sentrifugal sehingga debu dijatuhkan. Filter udara jenis ini mempunyai umur yang lebih panjang dan biasa digunakan untuk kendaraan besar dan kendaraan di bidang kontruksi.
2.4.2. Jenis Filter Berdasarkan Bentuk Berdasarkan bentuknya filter masih dikelompokkan menjadi 2 macam, yaitu sebagi berikut : 1. Spin On Filter Pada model spin-on, komponen filter hanya dapat digunakan satu kali. Karena pada model ini semua komponennya dirakit menjadi satu dan tidak dapat diganti komponennya pada saat filter tidak dapat berfungsi lagi dengan baik.
Body Filter
Gambar 2.5 Bentuk Filter Spin-On 15
Spin-on filter terbagi type media yang disaring menjadi 4 yaitu : a. Oil Oli filter merupakan filter yang digunakan untuk menyaring oli. Filter ini banyak dialplikasikan pada genset dan truk. b. Fuel Fuel filter merupakan filter yang digunakan untuk menyaring bahan bakar. Filter bahan bakar dibedakan menjadi dua yaitu gasoline (bensin) dan solar. c. Coolant Coolant filter merupakan filter yang digunakan untuk menyaring cairan pendingin dipakai untuk menurunkan suhu mesin saat sedang beroperasi. d. Hydraulic Hydraulic filter merupakan filter yang digunakan untuk menyaring oli khususnya mesin-mesin hidraulik dengan tekanan lebih besar dari tekanan mesin normal. 2. Element Filter model ini model hanya berbentuk element assy tidak menggunakan body. Komponennya hanya terdiri dari end plate A dan B, inner dan outer, serta element paper dan tidak memakai body filter seperti filter spin-on.
16
Tanpa Body Filter
Gambar 2.6 Bentuk Filter Element Elemen berdasarkan media yang disaring dibagi menjadi 2 yaitu: a. Dry element Dry element merupakan elemen yang digunakan untuk menyaring pada media yang kering misalnya udara. Berdasarkan bentuknya dry element dibagi menjadi 2 yaitu : 1. Filter udara merupakan filter yang digunakan untuk menyaring debu dan partikel udara yang masuk ke dalam ruang pembakaran. umumnya berbentuk silinder. 2. Panel filter merupakan filter udara yang digunakan untuk menyaring debu dan partikel udara yang masuk kedalam ruang bakar. Umumnya berbentuk persegi dan didalamnya terdapat lapisan plastik (spacer) yang digunakan untuk memberikan ruang antar kertas sehinga udara dapat mengalir secara lancar.
17
b. Wet element Wet element merupakan elemen yang digunakan untuk menyaring pada media yang basah misalnya oli, bahan bakar dan hidrolik.
2.5. Pengelompokan Filter Oli (Oil Filter) Filter oli dikelompokkan menjadi 2 macam yaitu : 1. Berdasarkan Penggunaan Berdasarkan penggunaannya, filter oli dibagi menjadi 3 macam : a. Full Flow Pada filter jenis ini oli dipompa menuju bearing melalui elemen yang terdapat di dalam spin-on filter. Bila elemen tersumbat, relief valve akan terbuka, sehingga oli akan mengalir melalui valve ini bukan melalui paper element lagi.
Gambar 2.7 Proses Aliran Filter Full Flow
18
b. By Pass Pada filter jenis ini oli dipompa langsung menuju ke filter untuk dilakukan proses penyaringan. Apabila elemen sudah tersumbat, maka oli langsung mengalir melalui pressure regulating valve.
Gambar 2.8 Proses Aliran By Pass Filter c. Kombinasi Full Flow dan By Pass Filter Pada mesin yang menggunakan penyaringan oli dengan sistem kombinasi full flow dan by pass, oli dipompa menuju ke bearing melalui elemen pada full folw filter, sementara itu sebagian oli juga menuju ke by pass filter untuk dilakukan proses penyaringan. Kelebihan dari proses ini adalah oli lebih bersih karena terdapat dua proses penyaringan sehingga akan dihasilkan oli yang bersih.
19
Gambar 2.9 Proses Aliran Filter Kombinasi 2. Berdasarkan Media Penyaring Berdasarkan media penyaringnya, oil filter dibedakan lagi menjadi 2 macam, yaitu : a. Depth Type Pada filter yang menggunakan jenis ini media penyaring yang digunakan berbentuk helaian – helaian benang yang dipadatkan.
Gambar 2.10 Filter Depth Type b. Surface Type Pada filter jenis ini menggunakan jenis media penyaringan elemen kertas yang berbentuk lipatan-lipatan. Kelebihan dari filter ini ialah 20
media yang digunakan berupa kertas sedangkan pada depth type menggunakan benang. Adapun kelemahan benang ialah helaian benang dapat terlepas dan terbawa oli masuk kedalam mesin.
Gambar 2.11 Filter Surface Type 2.6.
Prinsip Kerja Oil Filter Spin-On Pada dasarnya prinsip kerja filter adalah untuk menyaring kotoran yang
masuk kedalamnya melalui suatu fluida ataupun udara, sehingga fluida ataupun udara yang keluar akan dari filter tersebut akan menjadi bersih karena sudah melalui penyaringan. Untuk lebih mudah memahami prinsip kerja dari filter spin-on dapat dilihat dari gambar prinsip kerja filter, dibawah ini .
Gambar 2.12 Prinsip Kerja Oil Filter Spin-On 21
Oil filter adalah suatu jenis filter untuk menyaring oli, dimana, saat mesin melakukan usaha atau kerja oli juga melakukan pelumasan pada mesin, sehingga keausan pada mesin bisa diminimalisir. Misalkan fluida kerja yang akan kita saring adalah oli. Fluida pertama kali masuk ke filter melalui inlet dengan tekanan ± 4 -5 kgf / cm² . Setelah melalui inlet gate dan anti drain back valve, oli akan disaring ketika akan memasuki filtration area yang kemudian akan dikeluarkan melaui outletnya dalam bentuk fluida bersih. Anti drain back valve dalam hal ini berfungsi untuk mencegah keluarnya fluida atau oli yang sudah masuk kedalam filter. Hal ini berguna apabila mesin dalam keadaan berhenti sehingga fluida atau oli tidak turun semua. Sedangkan ruber seal dalam hal ini berfungsi untuk mencegah kebocoran. Komponen dari filter yang memegang peranan penting adalah pada bagian filtration area, dimana pada filtration area terdapat kertas penyaring yang ditahan oleh inner tube. Apabila komponen penyaring telah mengalami kejenuhan atau sudah penuh dengan kotoran dan kemampuan menyaringnya berkurang maka fluida atau oli tidak akan melalui filtration area ini. Kemudian fluida atau oli akan mencari jalan keluar lain karena adanya tekanan yang semakin tinggi yaitu melewati by pass relief valve. Akhirnya fluida atau oli akan bergerak keatas dan akan menekan spring relief valve kebawah. Dengan adanya tekanan yang dimilikinya maka fluida akan keluar melalui outletnya. Dengan adanya peristiwa ini maka fluida atau oli yang keluar hasilnya tidak bersih karena tidak melewati bagian penyaring yaitu filtration area tapi proses pelumasan masih bisa terjadi sehingga kerusakan mesin yang lebih dapat dihindari. Apabila kondisi
ini dibiarkan terus berlarut–larut maka akan dapat
merusak mesin karena semakin banyaknya kotoran yang masuk ke dalam sistem 22
pelumasan mesin. Solusinya adalah dengan mengganti filter dengan yang baru karena filter pada kondisi ini sudah tidak layak pakai lagi.
2.7. Dampak Kerusakan Filter Dibawah ini adalah hal-hal yang ditimbulkan apabila sebuah filter tidak berfungsi dengan baik : •
Bila fuel filter tidak berfungsi dengan baik maka akan mengakibatkan nozzle menjadi rusak.
•
Bila filter udara (air filter) tidak berfungsi dengan baik akan mengakibatkan partikel kotoran yang tersaring masuk kedalam ruang pembakaran sehimgga dapat merusak piston ring yang menyebabkan daya mesin menjadi berkurang dan pemakaian bahan bakar menjadi meningkat.
•
Bila filter oli (oil filter) tidak befungsi dengan baik akan mengakibatkan kerusakan pada mesin dan metal karena kotoran yang tersaring akan masuk terbawa ke dalam mesin sehingga dapat menyebabkan gesekan pada mesin yang akhirnya menyebabkan kerja mesin menjadi terganggu dan bila proses terjadi terus-menerus dapat menimbulkan kerusakan.
23
2.8. Kekentalan (Viscosity) Viskositas atau kekentalan dapat dianggap sebagai gesekan internal benda cair atau setengah cair, atau ketahanan terhadap gerakan dalam partikel benda gas atau cair yang tumpang tindih. Zat cair dalam keadaan diam tidak menahan gaya geser akan bekerja diantara lapisan-lapisan cairan itu dan menyebabkan kecepatan yang berbeda-beda dari lapisan-lapisan cairan. Kekentalan atau viskositas dapat diartikan sifat cairan yang dapat menahan gaya-gaya geser. Sedangkan menurut Ir. S Soedradjat, kekentalan ialah sifat cairan yang dapat menahan gaya-gaya geser. Benda atau zat cair yang dalam keadaan diam tidak menahan gaya geser akan tetapi bila benda cair itu mengalir maka gaya geser akan bekerja diantara lapisan-lapisan cairan itu dan menyebabkan kecepatan yang berbedabeda dari lapisan-lapisan cairan. Bila viskositas terlalu tinggi, maka didapat kerugian yang diantaranya : •
Perlawanan terhadap sifat mengalir menjadi tinggi yang dapat menyebabkan kerja mesin menjadi berat sehingga tenaga yang dihasilkan akan berkurang.
•
Konsumsi tenaga menjadi besar dalam kaitan dengan keruguian tentang gesekan.
•
Tekanan keja yang dibutuhkan tinggi.
•
Temperatur yang ditimbulkan akibat kerja mesin menjadi tinggi yang disebabkan oleh gesekan karena sebagian dari energi berubah dalam bentuk energi panas.
24
Tapi bila viskositas terlalu rendah dapat pula menimbulkan kerugian, diantaranya : •
Kerugian terjadinya bocor karena sifat seal fluida sangat rendah, misalnya untuk bahan bakar yaitu dapat mengakibatkan kebocoran pada pompa injeksi.
•
Dapat menyebabkan terjadinya keausan dini pada komponen yang saling bergesekan dalam kaitannya sebagai film atau pemisah antara kedua komponen tersebut.
•
Pada kasus bahan bakar dapat mempengaruhi kerja cepat alat injeksi bahan bakar dan dapat mempersulit pengabutan bahan bakar minyak.
Viskositas dapat diukur dengan 3 alat ukur yang diakuai secara internasional : a. Viskometer kinematik, yang menentukan viskositas fluida pada kecepatan geser yang rendah dimana kecepatan mengalir biasanya ditentukan pada 40°C dan 100°C. b. Cold Cranking Simulator, menentukan sifat minyak dalam kondisi penyalaan di cuaca dingin. Kecepatan kerja motor yang memakai minyak pengujiadalah yang menentukan viskositasnya. c. Viskositas Minirotary adalah alat yang dikembangkan untuk mengukur Borderline Pumping Temperature (BPT) minyak mesin antara 0°C dan 40°C. Alat ini mengukur suhu terendah saat minyak mesin disuplai ke saluran masuk pompa.
25
Menurut Ir. S Soedradjat, dalam teori viskositas dikenal 2 macam kekentalan (viscosity), yaitu kekentalan dinamis dan kekentalan kinematis. 1. Kekentalan dinamis adalah gaya gesek per satuan luas yang dibutuhkan untuk menggeser lapisan zat cair dengan satu-satuan kecepatan terhadap lapisan yang berleketan didalam zat cair itu atau suatu konstanta bahan yang merupakan fungsi tekanan dan suhu η = ƒ (p,t)
( 2.1 )
dimana, η : kekentalan dinamis (kg/m.s) ƒ : koefisien friksi p : tekanan (N/m2, kgf/cm2) t : temperatur (oC)
2. Kekentalan kenematis adalah kekentalan dinamis dibagi dengan kerapatan massa. υ=η/ρ dimana,
υ
( 2.2)
: kekentalan kinematis (m2/s)
η : kekentan dinamis (kg/m.s) ρ : kerapatan massa (kg/m3) Kekentalan berkurang apabila suhu dinaikkan, hal ini merupakan kebalikan dari sifat gas. Karenanya untuk setiap fluida biasanya ditentukan nilai temperaturnya. Rumus Poiseville : η= ηo (1 / 1 + at + bt2 )
( 2.3 ) 26
dimana,
η
: kekentalan pada t°C
ηo
: kekentalan pada 0°C
a dan b : konstanta Menurut A. Hadjono dalam bukunya teknologi minyak bumi, viskositas kinematis untuk minyak bumi dan produknya dapat diukur dengan menggunakan viskosimeter pipet yang bekerja berdasarkan hukum Poiseville yang berlaku untuk cairan yang mengalir secara laminer dalam sebuah pipa. 4 V = πr t l P 8η
r
( 2.4 )
: jari-jari tabung kapiler (m)
∆P : beda tekanan antara ujung-ujung pipa kapiler (N/m2, kgf/cm2) η : koefisien viskositas t
: waktu alir (s)
l
: panjang pipa kapiler (m)
V : volume fluida yang mengalir (m3)
Untuk menjamin agar aliran dalam pipa kapiler viskosimeter laminar harus digunakan viskosimeter yang mempunyai ukuran pipa kapiler yang sedemikian rupa sehingga waktu alir lebih dari 200 detik. Pada dasarnya pengukuran viskositas kinematis adalah mengukur waktu alir fluida yang mempunyai volume tertentu melalui pipa kapiler viskosimeter pada suhu tertentu. Viskositas kenematis dapat dihitung dengan rumus persamaan berikut :
υ=C.t
( 2.5 ) 27
dimana,
υ : viskositas kinematis (m2/s) t : waktu alir dalam detik (s) C : konstanta viskositas
Hukum Aliran Fluida Menurut buku hydrolik trainer jika fluida mengalir dalam pipa yang diameternya berubah, volume yang sama akan mengalir dalam waktu yang sama tetapi kecepatan volume aliran berubah. Rumus : Q=V/t
( 2.6 )
V = A .S
( 2.7 )
Q = A .S t
( 2.8 )
Q : debit aliran (m3/s) V : volume (m3) t : waktu (s) A : luas penampang (m2) S : jarak (panjang) (m) Bila persamaan 2.4 dimasukkan, maka : Q=
πr4 t P 8ηl
Q=
πr4 P 8ηl
: t
28
Jarak S per satuan t = kecepatan (ν) dalam m3/dt ν=S/t
Q=A.ν
sehingga
A1
( 2.9 )
( 2.10 )
ν2
ν1
A2
Gambar 2.13. Arah Aliran Fluida
Persamaan kontinuitas :
A1 . v1 = A2 . v2
( 2.11 )
sehingga
Q1 = Q2
( 2.12 )
Pada sebuah inti hidraulik energi tekanan (tekanan statis) adalah faktor yang paling penting karena tinggi zat cair dan kecepatan aliran sangat rendah.
2.8.1. Macam-macam aliran a) Aliran Laminar Dalam aliran laminar masing-masing partikel fluida sampai kecepatan tertentu bergerak dalam lapisan yang seragam dan hampir tidak saling 29
menggangu.
Gambar 2.14 Aliran Laminar b) Aliran Turbulen Jika kecepatan aliran bertambah sedangkan diameter pipa sama, maka pada kecepatan tertentu (kecepatan kritis) perilaku aliran berubah. Aliran menjadi berolak dan turbulen. Masing-masing partikel bergerak tidak teratur pada satu arah, tetapi saling mempengaruhi satu sama yang lain dan saling merintangi.
Gambar 2.15 Aliran Turbulen Akibat dari timbulnya aliran turbulen maka hambatan aliran hidraulik bertambah, karena itu aliran turbulen ini tidak diinginkan pada unit-unit hidraulik.
30
2.8.2. Bilangan Reynold (Re) Menurut buku hidrolik trainer, aliran dapat ditentukan dengan bilangan Reynold.
Re =
V
V dH ν
( 2.13 )
: kecepatan aliran (m/s)
dH : diameter hidraulik (m) dengan penampang lingkaran = diameter dalam pipa (jika tidak ada dihitung) dH = 4 x A U
( 2.14 )
A : luas penampang (m2) U : keliling (m) ν
: viskositas kinetik (m2/s)
Sedangkan penjelasan dari Ir. S Soedradjat, Osborne Reynolds berpendapat bahwa tipe aliran tergantung dari kecepatan, kerapatan dan kekentalan dari cairan dan ukuran dari tempat mengalirnya dan tergantung dari angka Reynoldsw. Re = ρ v d / η
( 2.15 )
dimana, v : kecepatan (m/s) ρ : kerapatan massa (kg/m3) d : diameter pipa (m) η : kekentalan kinematik fluida (m2/s) 31
Dari hasil percobaan yang dilakukan Reynold, didapat kesimpulan sebagai berikut: 1. Jika Re kurang dari atau sama dengan 2000, maka aliran arus tersebut digolongkan aliran laminar atau < 2100. 2. Jika Re lebih besar dari 4000, maka aliran tersebut digolongkan aliran turbulen. 3. Jika Re antara 2000 dan 4000, maka aliran tersebut dalam keadaan transisi atau Re kritis. Menurut buku hidroulik trainer Re kritis = 2300, dimana nilai ini berlaku untuk pipa bundar, halus (dari segi teknik) dan lurus. Karena aliran ini juga dipengarui oleh tingkat kekasaran permukaan yang dilaluinya maka diperkirakan range transisi dalam pipa 2000 < Re < 4000. Pada Re kritis bentuk aliran berubah dari laminar ke turbulen dan sebaliknya. Dari penjelasan diatas didapat kesimpulan sebagai berikut : • Aliran laminar
Re < Re kritis
• Aliran turbulen
Re > Re kritis
32
BAB III PROSEDUR PENELITIAN
Pada bab ini akan dibahas mengenai jalannya pengujian dan macam pengujian yang akan dilakukan guna mengetahui kemampuan dari filter oli tipe spin on. Data dari hasil pengujian beserta analisa akan dibahas pada bab berikutnya.
3.1. Persiapan Komponen Uji Persiapan komponen sangat penting dalam memenuhi suatu pengujian dan ini merupakan tahapan dari pelaksanaan pengujian. Pada tahap ini dipilih jenis filter dan komponen yang akan digunakan dalam sebagai obyek dari pengujian yang dibutuhkan guna mendukung pelaksanaan analisa dan peralatan-peralatan yang akan digunakan dalam pengumpulan data.
33
Gambar 3.1 Filter Uji Gambar filter tipe A
Gambar filter tipe B
Keterangan : 1. Body filter
6. Element paper / media
2. Seat
7. Inner tube
3. Element cover
8. Spring
4. End plate A
9. Packing A
5. End Plate B
10. Packing B (anti drain back)
34
Parameter Komponen Filter Uji Filter tipe B
Filter tipe A
Gambar 3.2. Packing A
Gambar3.3. Spring Relief Valve
Gambar 3.4. Inner Tube
35
Gambar 3.5. Element Paper
Gambar3.6. End Plate B assy
Gambar 3.7. End Plate A 36
Gambar 3.8. Element Cover
Gambar 3.9. Seat
37
Gambar 3.10. Body filter
Gambar 3.11. Anti drain back valve
38
Mulai
Studi Literatur
Persiapan Bahan
Filter Tipe A Filter Tipe B
Pengujian Impulse Test Pengujian Anti Drain Back Test Pengujian Pengujian Opening Valve Test Pengujian Pressure Drop Test
Pengujian Media Penyaring - Tensille Strenght - Bursting Strenght - Thickness
Analisa
Kesimpulan
Selesai
Gambar 3.12. Diagram Alir Pengujian 39
3.2. Pelaksanaan Pengujian Sesuai dengan tujuan dari pengujian yang dilakukan, dimana akan diteliti tentang pengujian dari filter oli tipe spin-on yang dilakukan di PT. Panata Jaya Mandiri yang merupakan pemasok resmi filter untuk Donaldson Company Inc. USA. Standart pengujian yang akan dilakukan adalah menggunakan standart pengujian yang diterapkan di PT. Panata Jaya Mandiri yang mengadopsi standart pengujian dari Donaldson Company dan Nippon Donaldson, Jepang. Sebenarnya pengujian tersebut tidak jauh berbeda dengan
standart pengujian JIS D 16111995. Sebagai acuan
pembanding akan disertakan pula standart pengujian JIS D 16111995 sehingga dapat diketahui letak perbedaannya. Selain itu akan disertakan pula hasil pengujian dan analisa dari media penyaring yang digunakan pada filter yang akan akan diuji. Referensi pengujian yang akan dilakukan diambil dari Work Intruction (WI) laboratorium PT. Panata Jaya Mandiri. Pengujian yang akan dilakukan meliputi : 1. Pengujian Impulse 2. Pengujian Anti Drain Back 3. Pengujian Opening Valve 4. Pengujian Pressure Drop 5. Pengujian Media Penyaring
40
3.2.1. Pengujian Impulse Test Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui ketahanan / kekuatan filter akibat pemakaian yang berulang-ulang. a. Prosedur Jalannya Pengujian Impulse Proses pengujian JIS D 16111995 adalah dengan memberikan tekanan oli ISO VG 22 secara berulang-ulang dengan besar tekanan sampai dengan 7.14 ± 0.204 kgf/cm2 (700 kPa ± 20). Temperatur oli yang digunakan pada pengujian ini yaitu mempunyai range antara 50°C – 90°C selama pengujian berlangsung dengan kecepatan pengujian 90 cycle / menit dan pengujian dilakukan sampai dengan 50.000 cycle. Sedangkan untuk pengujian yang dilaksanakan di PT. Panata Jaya Mandiri menggunakan oli SAE 30 dengan temperatur kerja 100 C dengan tekanan dasar sekitar 2 kgf/cm2 ( ± 25 % tekanan standart) dan tekanan puncak 9 kgf/cm2. Sedangkan untuk kecepatan pengujian yang digunakan adalah 90 cycle / menit. Pengujian yang dilakukan sampai dengan 50.000 cycle, dan selama pengujian dilakukan pemeriksaan keadaan dan pencatatan jumlah cycle, dilakukan tiap 1 jam sekali. Waktu yang dibutuhkan untuk pengujian ini adalah ϒ 9 jam 18 menit untuk setiap filter. Jumlah filter yang akan diuji masing-masing adalah 2 filter uji. b. Urutan langkah pengujian Impulse 1. Pasang filter pada mounting mesin. 2. Set counter ke angka nol. 3. Set temperatur control oil 100°C. 41
4. Tekan atau putar tombol heater pada posisi ‘ON’. 5. Tekan atau putar tombol motor pada posisi ‘ON’. 6. Putar / tekan tombol ‘Auto’. 7. Atur katup masuk oil (main valve) sampai tekanan 2 kgf/cm² (base pressure pada = 2 kgf/cm²) tekanan terendah. 8. Set peak pressure pada tekanan 9 kgf/cm² tekanan tertinggi. 9. Set putar tombol ‘Repeat valve’. 10. Set ‘Speed adjust’ pada 90 cycle per menit. 11. Mesin beroperasi sesuai standart impulse utuk filter automotive adalah 50.000 cycle. 12. Mencatat hasil pengujian yang telah dilakukan.
3.2.2. Pengujian Anti Drain Back Test Drain Back Test adalah test kebocoran pada filter dengan tujuan untuk mengetahui apakah terjadi alir balik pada oil filter dan penyebab terjadinya aliran balik tersebut apakah berada pada celah antara seat dan elco yang terlalu besar atau mungkin pada anti drain back valve yang tidak dapat berfungsi atau tidak duduk dengan baik pada end plate atau pada seat assy. a. Prosedur Jalannya Pengujian Anti Drain Back Test Pengujian ini hanya dapat dilakukan pada filter yang dilengkapi dengan packing B atau anti drain back valve. Peralatan yang digunakan sangat sederhana yaitu dudukan untuk filter, gelas ukur dan corong plastik. Proses pengujian dilakukan dengan cara melubangi body 42
bagian atas dengan diameter ± 3mm, kemudian pada lubang tersebut dipasangkan penyumbat. Untuk standart pengujian JIS D 16111995, filter diisi penuh dengan oli ISO VG 100 dengan temperatur 80 ± 3° C melalui lubang ulir hingga filter terisi penuh, sedangkan pengujian di PT. Panata Jaya Mandiri menggunakan oli SAE 30 dengan temperatur 80 ± 5° C, kemudian lubang ulir tersebut ditutup dengan baut yang telah diberi packing. Kemudian filter tersebut diletakkan pada dudukan filter yang dibawahnya telah terpasang gelas pengukur dan corong plastik. Kemudian penyumbat dibuka sehingga oli akan mengalir melalui celah maupun sekitar packing B. Standard dari pengujian ini adalah volume oli yang diijinkan bocor maksimal 100 ml / 6 jam. b. Urutan Langkah Pengujian 1. Beri lubang bagian atas body filter spin on dengan diameter lubang 3.0 mm. 2. Isi filter dengan oli dengan temperatur 80°C ± 5°C hingga penuh. 3. Tutup lubang out let filter dengan menggunakan nipple hingga tidak bocor. 4. Letakkan filter pada meja berlubang. 5. Letakkan gelas ukur dibawah filter uji. 6. Mencatat isi gelas ukur setelah 6 jam, kebocoran yang diijinkan maksimal 100 ml selama 6 jam.
43
3.2.3. Pengujian Opening Valve Test Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui pada tekanan berapa katup akan terbuka sehingga dapat diketahui apakah katup akan terbuka saat terjadi over load akibat pori-pori media telah tersumbat kotoran. a. Prosedur Jalannya Pengujian Opening Valve Proses pengujian dilakukan dengan cara memberikan tekanan oli kedalam end plate B assy yang sudah dipasangkan pada pada jig kemudian dipasangkan kepada mounting mesin penguji. Untuk standart pengujian JIS D 16111995, pada end plate B assy tersebut diberikan tekanan oli SAE VG 100 dengan temperatur 75°C ± 3°C hingga relief valve terbuka yang ditunjukan dengan keluarnya oli melalui pipa pembuangan. Sedang pengujian yang dilakukan di PT. Panata Jaya Mandiri menggunakan oli SAE 30 dengan temperatur kerja 80°C ± 5°C. Oli yang keluar dari pipa pembuangan ditampung dalam gelas ukur. Kemudian dilakukan pencatatan untuk mengetahui besarnya aliran pada tiap-tiap tekanan yang diberikan. b. Urutan langkah pengujian 1. Pasang end plate assy pada mounting. 2. Tekan tombol untuk menghidupkan pompa. 3. Putar regulator aliran oli maksimal. 4. Perhatikan selang oli yang memberi aliran terhadap end plate assy jangan sampai ada gelembung udara pada selang. 5. Putar regulator ke posisi tutup (off). 6. Biarkan selama 1 menit. 44
7. Putar regulator untuk memberi tekanan secara bertahap dari mulai 0,00 – 0.1 – 0.2 kgf/cm2 – dst) hingga relief valve terbuka maksimal. 8. Tampung oli yang keluar pada setiap tekanan yang diberikan dengan gelas ukur. 9. Mencatat hasil pengujian dari setiap tekanan yang telah diberikan. 10. Bila sudah mendapat hasil tes relief valve, matikan mesin dengan cara menekan tombol ke posisi ’OFF’, dan regulator ditutup kembali.
3.2.4. Pengujian Pressure Drop Test Pengujian ini untuk mengukur tahanan kertas filter terhadap aliran dengan mengamati beda tekanan antara tekanan yang masuk dan tekanan yang keluar dari filter sehingga dapat diketahui kerugian tekanan pada element assy. a. Prosedur Jalannya Pengujian Pressure Drop Proses dilakukan dengan cara mengalirkan oli ISO VG 100 pada temperatur 75°C ± 3° C untuk standart pengujian JIS D 16111995. Untuk standart pengujian di PT. Panata Jaya Mandiri menggunakan oli SAE 30 dengan temperatur kerja 80°C ± 5° C. Setelah temperatur oli tercapai, maka oli dialirkan ke filter yang telah terpasang pada mounting mesin peguji. Kemudian dilakukan pengamatan pada kondisi 20%, 40%,60%, 80%, dan 100% dari flow rate yang digunakan dalam pengujian. Pada masing-masing kondisi dilakukan pencatatan tekanan masuk (P in) dan tekanan keluar (P out). Kemudian dilakukan penghitungan beda tekanan dengan rumus : ΔP = Pin - Pout
45
Standard pada pengujian ini adalah untuk filter A ΔP = ≤ 0.98 kgf/cm2, filter B ΔP = ≤ 0.40 kgf/cm2
b. Urutan langkah pengujian 1. Isi tangki dengan oli bersih. 2. Pasang filter pada mounting mesin. 3. Naikkan main switch ke posisi ‘ON’. 4. Set temperatur control pada temperatur 80°C. 5. Buka handle by pass valve & handle main valve. 6. Tekan tombol pump. 7. Setelah temperatur oli stabil, buka main valve mulai 20%, 40%, 60%, 80%, & 100 % dari flow rate filter maksimum yang digunakan. 8. Mencatat tekanan masuk dan tekanan keluar setiap perubahan aliran. 9. Untuk mengetahui pressure drop yaitu pada flow maximum 100% tekanan masuk di kurangi tekanan keluar P1 – P2 = ΔP.
3.2.5. Pengujian Media Penyaring, meliputi : a. Tensile Strength Test Untuk pengujian kekuatan tarik kertas.Ini sangat berpengaruh terhadap daya tahan kertas terutama pada proses pleating. Urutan Langkah Pengujian 1. Potong kertas dengan ukuran 1” x 6” dengan memotong pada jalan cross direction. 46
2. Jepit kertas pada pengunci media atas dan bawah. 3. Buka baut pengunci samping dari penjepit kertas. 4. Buka pengunci otomatis diposisi kanan. 5. Tekan tombol ke posisi ‘ON’. 6. Tekan handle samping ke posisi atas. 7. Catat jarum penunjuk skala ukur. 8. Geser pengunci bandul ke posisi kiri. 9. Turunkan handle keposisi bawah. 10. Tekan tombol motor ke posisi ‘OFF’.
b. Bursting Strength Test Pengujian ketahanan kertas terhadap tekanan maksimal. Burst strength berhubungan erat dengan tensile strength. Urutan Langkah Pengujian 1. Jepit kertas pada mesin bursting strength test. 2. Putar pengencang ke arah kanan untuk mengunci / menjepit. 3. Posisi jarum pada skala 0. 4. Tekan tombol ‘ON-OFF’. 5. Putar handle ke posisi ‘ON’. 6. Perhatikan kertas filter pada tube hingga pecah atau robek. 7. Pada saat kertas filter pecah secepatnya handle kembalikan ke posisi ‘OFF’. 8. Catat hasil pada pressure gauge (dalam satuan kgf/cm²).
47
c. Thickness Test Pengukuran untuk mengetahui ketebalan kertas atau media yang digunakan pada filter uji. Urutan Langkah Pengujian 1. Potong specimen kertas dengan ukuran 1”x 6”. 2. Ukur ketebalan kertas menggunakan dial indicator. 3. Tekan pengungkit agar poros dial indicator terangkat. 4. Letakkan kertas pada landasan. 5. Turunkan poros dial indicator hingga menekan kertas. 6. Catat ukuran yang ditunjukkan oleh jarum dalam (mm).
48
BAB IV HASIL PENGUJIAN DAN ANALISA
4.1. Hasil Pengujian Impulse Test Dari kedua jenis filter uji diperoleh data sebagai berikut: * Jenis Oli
: SAE 30
* Peak Pressure
: 9.0 kgf/cm2
* Base Pressure
: 2.0 kgf/cm2
* Temperatur
: 100º C
* Standart Pengujian
: 50.000 cycle
Tabel 4.1.a. Hasil Pengujian Impulse Test Tipe A Waktu
Jumlah Cycle
Kondisi Filter A1
KondisiFilter A2
1 jam
5386 Cycle
ok
ok
2 jam
10776 Cycle
ok
ok
3 jam
16164 Cycle
ok
ok
4 jam
21552 Cycle
ok
ok
5 jam
26940 Cycle
ok
ok
6 jam
32328 Cycle
ok
ok
7 jam
37716 Cycle
ok
ok
8 jam
43104 Cycle
ok
ok
9 jam
48492 Cycle
ok
ok
9 jam 17 menit
50000 Cycle
ok
ok 49
Tabel 4.1.b. Hasil Pengujian Impulse Test Tipe B Waktu
Jumlah Cycle
Kondisi Filter B1
KondisiFilter B2
1 jam
5392 Cycle
ok
ok
2 jam
10783 Cycle
ok
ok
3 jam
16175 Cycle
ok
ok
4 jam
21562 Cycle
ok
ok
5 jam
26958 Cycle
ok
ok
6 jam
32343 Cycle
ok
ok
7 jam
37735 Cycle
ok
ok
8 jam
43129 Cycle
ok
ok
9 jam
48517 Cycle
ok
ok
9 jam 17 menit
50000 Cycle
ok
ok
4.2. Hasil Pengujian Anti Drain Back Test Dari kedua jenis filter uji diperoleh data sebagai berikut: * Jenis Oli
: SAE 30
* Lama Pengujian
: 6 Jam
* Temperatur kerja : 80º ± 3º C * Standart Pengujian : 100 ml / 6 jam (volume kebocoran yang diizinkan)
50
Tabel 4.2.a. Anti Drain Back Tipe A Jumlah Kebocoran
Waktu 1 jam 2 jam 3 jam 4 jam 5 jam 6 jam
Filter A1
Filter A2
4 ml 9 ml 11 ml 15 ml 20 ml 25 ml
0 ml 0 ml 0 ml 0 ml 0 ml 0 ml
Tabel 4.2.b. Anti Drain Back Tipe B Jumlah Kebocoran
Waktu 1 jam 2 jam 3 jam 4 jam 5 jam 6 jam
Filter B1
Filter B2
3 ml 7 ml 10 ml 16 ml 21 ml 25 ml
0 ml 0 ml 0 ml 0 ml 0 ml 0 ml
4.3. Hasil Pengujian Opening Valve Test a. Tipe Valve A * Jenis Oli
: SAE 30
* Temperatur
: 80º ± 5º C
* Standart Pengujian : 1.6 ± 0.3 kgf/cm2
51
Tabel 4.3.a. Opening Valve Tipe A Pressure 2
Time Flow (ml/minute)
(kgf/cm )
Sampel A1
Sampel A2
Sampel A3
0
0
0
0
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
8 8 12 15 15
8 10 12 15 15
6 8 10 12 15
0.6
20
20
20
0.7
20
20
25
0.8
25
25
25
0.9
30
30
30
1.0
30
30
30
1.1
30
30
40
1.2
36
40
40
1.3
30
50
60
1.4
30
50
60
1.5
50
80
80
1.6
80
175
200
1.7
200
200
346
1.8
1008
2000
2500
1.9 2.0
b. Tipe Valve B * Jenis Oli
: SAE 30
* Temperatur
: 80º ± 5º C
* Standart Pengujian : 1.0 +0.3 / -0.1 kgf/cm2
52
Tabel 4.3.b. Opening Valve Tipe B Pressure (kgf/cm2) 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4
Time Flow (ml/minute) Sampel B1 Sampel B2 Sampel B3 0 0 0 0 0 0 19 23 18 24 31 21 35 53 27 37 61 28 80 75 28 105 100 28 137 258 30 162 690 35 200 1064 137 229 407 1269 1084
4.4. Hasil Pengujian Pressure Drop Test a. Filter tipe A diperoleh data sebagai berikut : * Jenis Oli
: SAE 30
* Temperatur
: 80º ± 5º C
* Flow Rate
: 55 l/menit
* Standart Pengujian
: < 0.98 kgf/cm2 (Standart Customer Nipon Donaldson)
53
Tabel 4.4.a. Pressure Drop Tipe A FLOW RATE (l/min) 20% 40% 60% 80% 100%
P in
11.0 22.0 33.0 44.0 55.0
(kgf/cm2) 0.12 0.24 0.39 0.54 0.67
Tekanan P out (kgf/cm2) 0.04 0.05 0.09 0.09 0.09
∆P (kgf/cm2) 0.08 0.19 0.30 0.45 0.58
b. Filter tipe B diperoleh data sebagai berikut : * Jenis Oli
: SAE 30
* Temperatur
: 80º ± 5º C
* Flow Rate
: 17 l/menit
* Standart Pengujian : < 0.40 kgf/cm2 (Standart Customer Nipon Donaldson)
Tabel 4.4.b. Pressure Drop Tipe B Flow Rate (l/min) 20% 40% 60% 80% 100%
3.4 6.8 10.2 13.6 17.0
P in (kgf/cm2) 0.13 0.14 0.17 0.21 0.24
Tekanan P out (kgf/cm2) 0.01 0.07 0.08 0.08 0.08
∆P (kgf/cm2) 0.06 0.07 0.09 0.13 0.16
54
4.5. Hasil Pengujian Test Media Filter Uji (Filter A dan B) Tabel 4.5. Hasil Pengujian Media Penyaring
NO
1 2 3 4 5
ITEMS Basic Weight Tensile Strength Bursting Strength Thickness Colour
UNIT gr/m2 ( kgf ) ( kgf/cm2 ) mm
TEST RESULT TYPE MEDIA Sampel Sampel Sampel I II III 210 214 201 >10 >10 >10 5.4 6.0 4.6 0.85 0.82 0.82 Yellow Yellow Yellow
55
4.6. ANALISA HASIL PENGUJIAN 4.6.1. Analisa Impulse Test Dari hasil pengujian ke 4 filter (dari
2 tipe dengan sample masing-
masing 2 filter) diperoleh hasil yang sama yaitu sama-sama tidak terjadi kebocoran. Dari tabel 4.1.a dan tabel 4.1.b ditunjukkan bahwa sampai pengujian selesai yaitu 50.000 cycle tidak terjadi kebocoran yang disebabkan karena kerusakan komponen penyusun filter. Hasil yang didapat sudah sesuai dengan standart yang ditentukan dalam standart pengujian di PT. Panata Jaya Mandiri yaitu tidak terjadi kerusakan hingga pengujian yang disyaratkan selesai. Speed yang digunakan dalam pengujian ini adalah 90 Cpm (Cycle per minute). Dari ke 4 filter benda uji 100º
C
dimana
kondisi
ini
telah
temperatur yang digunakan adalah
melampaui
standart
pengujian
yang
ditetapkan dalam standart pengujian JIS D 16111995 yaitu 90º C. Setelah pengujian selesai tidak ditemukan kerusakan maupun kegagalan produk dari kedua jenis tipe filter yang diuji dan filter masih dalam kondisi baik. Hal ini membuktikan
bahwa
komponen-komponen
perencanaan filter
tersebut
rancangan sangat
dan
pemilihan
dipertimbangkan
bahan dan
diperhitungkan dengan baik sehingga pada saat filter digunakan tidak terjadi kerusakan atau kebocoran yang dapat menyebabkan terjadinya kerusakan pada mesin pemakai.
56
4.6.2. Analisa Anti Drain Back Test Dalam waktu 6 jam (sesuai dengan standart pengujian di PT. Panata Jaya Mandiri), dari ke 4 filter yang diuji mengalami kebocoran yang besarnya bervariasi. Untuk
filter
tipe
A
yang
pertama
mengalami
kebocoran
total
sebanyak 25 ml sedangkan filter kedua tidak mengalami kebocoran sama sekali dalam waktu 6 jam. Sedangkan untuk filter tipe B kebocoran terjadi pada sampel pertama dengan total kebocoran sebesar 25 ml dan sampel kedua
tidak
mengalami
kebocoran
sama
sekali.
Dari
pengamatan
yang
dilakukan selama pengujian yaitu setiap jam sekali, didapat hasil pengamatan bahwa
kebocoran
sambungan
antara
atau
drain
back
terjadi
seat
dengan
elco
yang
melalui disatukan
celah-celah dengan
las
pada titik.
Meskipun besarnya drain back pada tipe A dan B sama tapi jumlah kebocoran yang terjadi besarnya bervariasi dan total drain back yanmg terjadi masih dalam batas toleransi yang diizinkan dimana drain back maksimal yang diperbolehkan adalah 100 ml / 6 jam. Dari hasil pengujian drain back ini dapat diketahui bahwa anti drain back valve dapat berfungsi dengan baik dan dapat bekerja dengan semestinya dan ini merupakan tujuan dari pengujian ini yaitu mengetahui kemampuan kerja dari anti drain back valve. Perhatikan gambar 4.1.
57
Gambar 4.1.
(a) Tempat Oli menetes, (b) Lokasi Sambungan Spot Welding
58
4.6.3. Analisa Opening Valve Test
Grafik Opening Valve A 2 (Pressure 0 - 1.5 kgf/cm )
Flow Rate (ml/minute)
100 80
Sampel A1
60
Sampel A2
40
Sampel A3
20
1. 4
1. 2
1
0. 8
0. 6
0. 4
0. 2
0
0
Pressure (kgf/cm 2)
Grafik Opening Valve A 2 (Pressure 1.6 - 2 kgf/cm )
Flow Rate (ml/minute)
3000 Sampel A1
2000
Sampel A2 1000
Sampel A3
0 1.6
1.7
1.8
1.9
2
Pressure (kgf/cm2)
Gambar 4.2. Grafik Opening Valve Tipe B Dari hasil pengujian dapat diketahui kapan valve mulai terbuka saat filter dioperasikan. Pada gambar 4.2 grafik opening valve tipe A dari sampel pertama, kedua, dan ketiga valve mulai terbuka pada tekanan 0.1 kgf/cm2 dengan time flow masing-masing sampel sebesar 8, 8, dan 6 ml/menit. Perbedaan time flow mulai besar terjadi dari tekanan 1.6 kgf/cm2 dengan
besarnya
aliran
rata-rata
sebesar
70
ml/menit
menjadi
yaitu 151.67
ml/menit. Pada tekanan 1.7 kgf/cm2 aliran rata-rata menjadi 248.67 ml/menit. 59
Aliran rata-rata naik drastis pada saat tekanan dinaikkan menjadi 1.8 kgf/cm2 yaitu menjadi 1836 ml/menit atau naik sekitar 1587.33 ml/menit. Tekanan 1.8 kgf/cm2 adalah tekanan maksimum dari valve tipe A karena spring telah tertekan maksimal. Grafik Opening Valve B 2
(Pressure 0 - 0.7 kgf/cm )
Flow Rate (ml/minute)
150 Sampel B1
100
Sampel B2 50
Sampel B3
0 0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
2
Pressure (kgf/cm )
Grafik Opening Valve B 2
(Pressure 0.8 - 1.4 kgf/cm )
Flow Rate (ml/minute)
1500 Sampel B1
1000
Sampel B2 500
Sampel B3
0 0.8
0.9
1
1.1
1.2
1.3
1.4
Pressure (kgf/cm2)
Gambar 4.3. Grafik Opening Valve Tipe B Pada gambar 4.3 ditunjukkan bahwa untuk valve dari tipe B mulai terbuka pada tekanan 0.2 kgf/cm2 dengan time flow sebesar 20 ml/menit. Pada valve tipe B ini perbedaan time flow mulai besar saat tekanan dinaikkan menjadi 0.8 kgf/cm2 dengan time flow 258 ml/menit untuk sampel kedua. 60
Pada saat tekanan dinaikkan menjadi 0.9 kgf/cm2 menjadi 690 ml/menit dan saat tekanan yang diberikan mencapai 1.0 kgf/cm2 aliran menjadi 1064 ml/menit. Sedangkan untuk sampel pertama dan ketiga pada tekanan 0.9 kgf/cm2 masing-masing aliran menjadi 162 ml/menit dan 35 ml/menit. Pada tekanan
1.0
kgf/cm2
masing-masing
menjadi
200
ml/menit
dan
137
ml/menit. Tekanan maksimal dari sampel pertama dan ketiga adalah pada tekanan 1.2 kgf/cm2 yaitu masing-masing menjadi 1269 ml/menit dan 1084 ml/menit. Dari hasil data yang diperoleh terlihat perbedaan besar aliran atau flow rate pada tekanan tertentu untuk kedua tipe valve. Bila ditelusur balik dari data kedua tipe valve, diperoleh hasil dari analisa kedua komponen valve bahwa relief valve dan valve chamber yang digunakan sama, perbedaan hasil flow rate disebabkan karena perbedaan tekanan yang diberikan masingmasing spring dimana hal ini disebabkan perbedaan dari jumlah lilitan spring, diameter spring dan tinggi spring dari masing-masing tipe valve. Dimana untuk valve tipe A mempunyai diameter kawat 1.0 mm, diameter spring 13.75 mm dan tinggi spring 60.0 mm. Sedangkan valve tipe B mempunyai diameter kawat 1.0 mm, diameter spring 11.5 mm dan tinggi spring 41.0 mm. Sedangkan lonjakan aliran yang saat drastis yang terjadi pada kedua tipe valve, diketahui setelah dilakukan pembongkaran end plate B assy yang berfungsi sebagai tempat valve atau sering disebut by pass valve ini diketahui bahwa hal ini disebabkan karena relief valve menempel pada dinding valve chamber yang disebabkan karena aliran listrik pada saat proses 61
assy antara end plate B dengan valve yaitu pada saat proses spot welding (lihat
gambar
4.5).
Karena
relief
valve
menempel
pada
dinding
valve
chamber menyebabkan relief valve menjadi susah untuk terbuka secara normal sehingga pada saat tekanan yang diberikan melebihi kekuatan akibat pengaruh proses spot welding, relief valve dapat terbuka dengan maksimal. Tapi pada dasarnya kedua tipe valve yang diuji telah sesuai dengan standart pengujian yang ditentukan yaitu untuk tipe A maksimal tekanan valve harus terbuka adalah 1.6
± 0.3
kg/cm2 sedang aktual pengujian valve terbuka
maksimal pada tekanan 1.8 kg/cm2. Untuk valve tipe B maksimal valve terbuka adalah pada tekanan 1.0
+0.3 / -0.1
kg/cm2, sedangkan aktual pengujian
valve terbuka pada tekanan 1.2 kg/cm2. Jadi kedua tipe valve sudah sesuai dengan
standart
pengujian
karena
keduanya
terbuka
masih
dalam batas
toleransi yang diizinkan.
Gambar 4.4. End Plate B Assy 62
Gambar 4.5. Posisi Valve Chamber pada Relief Valve
4.6.4. Analisa Pressure Drop Test
2
Pressure (kg/cm )
Grafik Pressure Drop Tipe A 0.80 0.70 0.60 0.50 0.40 0.30 0.20 0.10 0.00
P in P out
Δ?P
11
22
33
44
55
20%
40%
60%
80%
100%
Flow Rate (l/minute)
Gambar 4.6. Grafik Pressure Drop Tipe A Untuk filter tipe A menggunakan flow rate maksimal (100%) 55 l/menit. Dari grafik gambar 4.6 dapat diketahui flow rate 11.0 l/menit (20%) 63
pressure drop yang terjadi sebesar 0.08 kgf/cm2. Pada flow rate 22.0 l/menit (40%) pressure drop menjadi 0.1 kgf/cm2. Pada flow rate 33.0 l/menit (60%) pressure drop naik menjadi 0.30 kgf/cm2. Pressure drop 0.45 kgf/cm2 terjadi pada flow rate 44.0 l/menit (80%) dan saat flow rate mencapai 55 l/menit (100%) pressure drop yang terjadi mencapai 0.58 kgf/cm2.
2
Pressure (kg/cm )
Grafik Pressure Drop Tipe B 0.30 0.25 0.20 0.15 0.10 0.05
P in
0.00
3.4
6.8
10.2
13.6
17
20%
40%
60%
80%
100%
P out
Δ?P
Flow Rate (l/minute)
Gambar 4.7.n Grafik Pressure Drop Tipe B Untuk filter tipe B menggunakan flow rate maksimal (100%) 17 l/menit. Dari grafik gambar 4.7 dapat diketahui pada flow rate 3.4 l/menit (20%) pressure drop yang terjadi sebesar 0.07 kgf/cm2. Pada flow rate 6.8 l/menit (40%) pressure drop menjadi 0.08 kgf/cm2. Flow rate 10.2 l/menit (60%) pressure drop naik menjadi 0.11 kgf/cm2. Pressure drop 0.15 kgf/cm2 terjadi pada flow rate 13.6 l/menit (80%) dan saat flow rate mencapai 17 l/menit (100%) pressure drop yang terjadi mencapai 0.17 kgf/cm2.
64
Dari data pengujian kedua filter dapat diketahui bahwa semakin besar flow rate yang dialirkan maka pressure drop yang terjadi akan semakin besar pula. Hal ini dapat dilihat dari perbedaan yang begitu besar antara tekanan yang masuk dengan tekanan yang keluar. Pada filter tipe A pada saat tekanan yang diberikan mencapai 60% - 100%, tekanan keluar (P out) tetap sama yaitu 0.09 kgf/cm2. Sedangkan untuk filter tipe B tekanan keluarnya adalah 0.08 kgf/cm2. Dari data komponen filter kedua tipe filter memakai tipe media yang sama tapi karena tekanan yang bekerja berbeda maka tekanan keluar (P out) yang dihasilkan juga berbeda. Tekanan yang terjadi ini dipengaruhi
oleh
ukuran
dari
pori-pori
media
penyaring.
Dari
data
laboratorium di PT. Panata Jaya Mandiri diketahui bahwa ukuran pori-pori dari media untuk tipe filter uji A dan B adalah 87µm
– 92 µm.
Dari hasil
pengujian kedua tipe filter, keduanya dinyatakan lulus tes pengujian karena pressure drop yang dicapai kedua tipe filter pada flow rate maksimum (100%) masih dalam batas standart yang telah disyaratkan.
4.6.5. Analisa Hasil Pengujian Media a. Pengujian Tensile Strength Hasil dari pengujian tensile strength terhadap media dari filter uji sebanyak tiga sampel (seperti pada tabel 4.5) adalah lebih dari 10 kgf, dengan kata lain bahwa kekuatan tarik dari media atau media mampu menahan beban sebesar lebih dari 10 kgf yang akan bekerja padanya tiap 1” x 6” ukuran media. Media akan menahan beban sekitar 10 kgf pada saat proses pleater yaitu proses pelipatan media sebelum 65
media dirakit menjadi elemen dari filter. Pengujian ini sangat berguna untuk mengantisipasi media sobek pada saat proses pleater berlangsung.
b. Pengujian Bursting Strength Dari tabel 4.5 ditunjukkan bahwa hasil pengujian bursting strength yang dilakukan didapat nilai pengujian dari tiga sampel adalah 5.4 kg/cm2, 6.0 kg/cm2, dan 4.6 kg/cm2. Dari hasil pengujian ini dapat diketahui bahwa kekuatan media terhadap tekanan maksimal yang bekerja padanya adalah 5.4 kg/cm2 untuk sampel pertaama, 6.0 kg/cm2 untuk sampel kedua, kg/cm2
untuk
sampel
ketiga
atau
rata-rata
kekuatan
terhadap
dan 4.6 tekanan
maksimal dari ketiga sampel adalah 5.33 kg/cm2.
c. Pengukuran Ketebalan (Thickness Test) Dari ketiga sampel yang diukur seperti pada tabel 4.5, didapat hasil pegukuran untuk sampel pertama adalah 0.85 mm, sampel kedua adalah 0.82 mm, dan sampel ketiga adalah 0.82 mm. Dari ketiga hasil pengukuran ini dapat diketahui bahwa tebal media yang digunakan pada filter uji adalah antara 0.82 – 0.85 mm. Bila dirata-rata maka diperoleh hasil tebal media adalah 0.83 mm. Sedangkan warna dari media filter uji dalah kuning (yellow).
66
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan Dari keseluruhan pengujian dan pengukuran yang telah dilakukan dapat diperoleh kesimpulan sebagai berikut : 1. Pengujian Impuls Dari
pengujian
ini
diketahui
bahwa
kemampuan
filter
terhadap
pemakaian yang berulang-ulang atau pengujian impulse test dari kedua tipe filter adalah lebih dari 50.000 cycle karena pada saat pengujian selesai pada 50.000 cycle, filter-filter tersebut masih dalam kondisi baik dan tidak ditemukan kegagalan produk atau kerusakan komponen dalam total waktu pengujian adalah ± 9 jam 17 menit untuk setiap filternya. 2. Pengujian Anti Drain Back Pada pengujian anti drain back valve terhadap kedua jenis filter diketahui bahwa filter tipe A yang pertama mengalami kebocoran total 25 ml dalam waktu 6 jam. Sedangkan filter tipe A kedua tidak mengalami kebocoran sama sekali dalam waktu 6 jam tersebut. Untuk filter tipe B terjadi kebocaran pada pada sampel pertama juga dengan total kebocaran 67
selama 6 jam adalah 25 ml, sedangkan filter tipe B sampel kedua tidak mengalami
kebocoran
selama
6
jam
waktu
uji.
Setelah
dilakukan
pengamatan ternyata kebocaran bukan terjadi karena aliran balik akibat anti drain back valve tidak berfungsi tetapi kebocoran terjadi karena fluida uji mengalir melewati celah-calah sambungan titik spot welding antara seat dengan elco atau sering disebut seat assy. 3. Pengujian Opening Valve Hasil uji opening valve test (by pass valve) untuk valve tipe A dari ketiga sampel valve mulai terbuka pada tekanan 0.1 kgf/cm2 dengan time flow masing-masing sampel sebesar 8, 8, dan 6 ml/menit. 1.7 kgf/cm2. Aliran rata-rata naik dengan tajam pada saat tekanan dinaikkan menjadi 1.8 kgf/cm2 yaitu menjadi 1836 ml/menit atau naik sekitar 1587.33 ml/menit. Tekanan 1.8 kgf/cm2 adalah tekanan maksimum dari valve tipe A karena valve telah terbuka maksimal. Untuk valve dari tipe B mulai terbuka pada tekanan 0.2 kgf/cm2 dengan time flow atau aliran rata-rata sebesar 20 ml/menit. Pada valve tipe B ini perbedaan time flow mulai besar saat tekanan berubah dari 0.8 kgf/cm2 dengan time flow 258 ml/menit untuk sampel kedua. Pada saat tekanan dinaikkan menjadi 0.9 kgf/cm2 menjadi 690 ml/menit dan saat tekanan yang diberikan mencapai 1.0 kgf/cm2 aliran menjadi 1064 ml/menit dan tekanan maksimal sampel kedua adalah 1.0 kgf/cm2. Sedangkan tekanan maksimal dari sampel pertama dan ketiga adalah pada tekanan 1.2 kgf/cm2 yaitu masing-masing menjadi 1269 ml/menit dan 1084 ml/menit. Perbedaan hasil pengujian dari kedua tipe filter adalah karena dipengaruhi dari ukuran 68
dimensi spring dan hasil analisa lanjutan diketahui bahwa hambatan by pass valve terbuka pada saat menerima tekanan adalah
karena relief valve
menempel pada valve chamber yang disebabkan karena arus listrik pada saat proses spot welding. 4. Pengujian Pressure Drop Untuk pengujian pressure drop dari data pengujian kedua filter dapat diketahui bahwa semakin besar flow rate yang dialirkan maka pressure drop yang terjadi akan semakin besar pula hal ini dapat dilihat dari perbedaan yang begitu besar antara tekanan yang masuk dengan tekanan yang keluar. Pada filter tipe A pada saat tekanan yang diberikan mencapai 60% - 100%, tekanan keluar (P out) tetap sama yaitu 0.09 kgf/cm2 yang menyebabkan terjadinya pressure drop secara berturut-turut 0.30 kgf/cm2 menjadi 0.45 kgf/cm2 dan pada tekan mencapai 100% tekanan meningkat menjadi 0.58 kgf/cm2.
Untuk filter tipe B tekanan keluar pada saat tekanan yang diberikan
mencapai 60% - 100% adalah 0.08 kgf/cm2 dan pada flow rate mencapai 100% pressure drop yang terjadi adalah 0.16 kgf/cm2. Dari data komponen filter kedua tipe filter memakai tipe media yang sama tapi karena tekanan yang bekerja berbeda maka tekanan keluar (P out) yang dihasilkan juga berbeda. Tekanan yang terjadi ini disebabkan karena ukuran dari pori-pori media penyaring. 5. Pengujian Media Filter Pada pengujian dan pengukuran media penyaring dapat diketahui bahwa berat rat-rata dari media filter uji adalah 212.5 gr/m2. Untuk hasil uji 69
tensile strength terhadap media diperoleh hasil bahwa kemampuan media menahan beban mencapai lebih dari 10 kgf. Sedangkan hasil pengujian bursting
strength
diketahui
rata-rata
kekuatan
media
terhadap
tekanan
maksimal dari ketiga sampel adalah 5.33 kg/cm2. Untuk hasil pengukuran terhadap tebal media dari ketiga sampel hasil pengukuran dapat diketahui bahwa tebal media yang digunakan pada filter uji adalah antara 0.82 – 0.85 mm.
5.2. Saran Dari analisa , proses dan pembahasan pada pengujian oil filter tipe spin-on yang sudah dibahas pada bab - bab sebelumnya ada beberapa point yang harus diperhatikan untuk meningkatkan nilai kualitas filter oli tipe spin-on. Penulis ada beberapa saran yang diharapkan bisa digunakan sebagai bahan untuk pengembangan dan kemajuan yang lebih baik lagi dalam pembuatan filter oli yang berkualitas tinggi. a. Lebih
ditingkatkan
komponen, karena
untuk
pada
dan
diperketat
menghasilkan
pengujian
anti
kualitas
produk
drain
back
dalam
pembuatan
yang
berkualitas
ditemukan
sambungan
filter
antara seat dengan elco tidak 100 % rapat sehingga terjadi kebocoran pada sambungan tersebut. Hal ini diketahui setelah dilakukan pengujian anti drain back dimana terjadi kebocoran dan hasil pengamatan ternyata kebocaran bukan terjadi karena aliran balik akibat anti drain back valve tidak berfungsi tetapi kebocoran
70
terjadi karena fluida uji mengalir melewati celah-calah sambungan titik spot welding antara seat dengan elco. b. Dilakukan pengkajian ulang terhadap dimensi drawing komponen atau dilakukan perbaikan proses assy antara relief valve dengan valve chamber karena pada pengujian opening valve ditemukan hambatan by pass valve terbuka pada saat menerima tekanan yang disebabkan karena relief valve menempel pada valve chamber akibat pengaruh dari arus listrik pada saat proses spot welding. c. Analisa secara berkala pada setiap proses baik pada pembuatan komponen maupun pada proses pembuatan assy filter , sehingga diharapkan akan didapatkan gagasan baru untuk meningkatkan produk baik dari segi kualitas maupun dari segi kuantitas.
71
DAFTAR PUSTAKA
1. Cristoper, T. Filter and Filtration Hands Book, 4th Edition. 2. Harjono, A. Teknologi Minyak Bumi. Gajah Mada University Press. Yogyakarta. 2000. 3. Indarto, Prio Tri Kurnia, Riyanto. Filter Product Knowledge. ADR Training Center. 2001. 4. JIS D 1611 1995, Automotive part-Test Methods of Lubricating Oil Filter. 5. Patiana, Madya, Jajang, Drs. Hidrolik Trainer, Pengajaran dan Penerangan Mengenai Hidrolika Minyak. Dipl. Physikerin Mona El-Cherid/ Baagil. PT. Erindo Megah Prima. 6. Soedrajat, S. Mekanika Fluida dan Hidrolika. Nova, Bandung. 1983.
72
