BAB II LADASA TEORI
2.1.
Fiberglass Reinforced Plastik ( FRP ) FRP adalah material campuran (composite) yang dibentuk dari perkuatan
serat kaca ( fiberglass reinforcement ), Thermosetting Plastic Resin dan zat tambahan (addictive). Fiberglass merupakan bahan komposit gabungan polimer dengan keramik, dimana bahan tersebut terlihat serat-serat sebagai bahan keramiknya, dan plastic sebagai bahan polimernya yang juga merupakan matriknya. Dengan pemilihan kombinasi jumlah material dan proses manufaktur yang tepat, kita dapat menghasilkan produk FRP sesuai dengan keinginan dan kebutuhan. Hasilnya adalah produk dengan sifat dari performa yang bervariasi Berikut ini karakteristik umum dari material FRP: 1. Tahan terhadap korosi ( Corrosion resistant ). Produk FRP adalah material yang sangat tahan terhadap korosi untuk berbagai macam cairan baik di bagian dalam maupun luar, sehingga tidak perlu menambahkan proses pelapisan atau pengecatan bagian dalam maupun luar. 2. Perbandingan kekuatan dan berat (Strength to weight ratio). Produk FRP memiliki sifat perbandingan yang baik antara kekuatan dan beratnya.
Pada
saat
perbandingan
kekuatan
persatuan
berat
dipertimbangkan, FRP lebih unggul bila dibandingkan dengan besi, baja, dan stainless steel.
Universitas Mercu Buana Fakultas Teknik
6
3. Ringan ( Lightweight ). FRP Composite adalah material yang ringan. FRP mempunyai berat 1/6 dari berat besi dan hanya 10% dari berat beton. 4. Sifat kelistrikan ( Electrical properties ). FRP standar bukan penghantar listrik ( konduktor/isolator ). Beberapa produsen menawarkan FRP yang bersifat konduktor bila memang diperlukan untuk menghilangkan terjadinya listrik statis pada saat mengalirkan cairan tertentu, seperti bahan bakar jet. 5. Ukuran stabil ( Dimensional stability ). Produk FRP dapat mempertahankan ukuran dengan tingkat toleransi yang ketat untuk berbagai jenis produk baik untuk aplikasi struktur maupun pipa. Material FRP dapat memenuhi kriteria permintaan seperti kekuatan material, toleransi dimensi, berat, dan biaya. 6. Biaya pemeliharaan rendah ( Low maintenance cost ). FRP material sangat mudah pemeliharaannya karena tidak korosi, mudah dibersihkan, dan tidak membutuhkan perlindungan khusus dari pengaruh lingkungan.
2.2 SISTEM MATERIAL FRP terdiri dari perkuatan fiberglass, thermoset resin, dan zat tambahan ( addictive ) yang didesain dan diproses untuk memenuhi hasil, fungsi, dan kriteria tertentu. Untuk membantu memahami lebih jauh tentang sifat dan karakteristik dari FRP produk, maka dalam bab ini akan dijelaskan material komponen penyusun FRP:
Universitas Mercu Buana Fakultas Teknik
7
•
Kekuatan fiberglas ( Fiberglass Reinforce) Produk FRP yang akan memberikan kekuatan mekanik yang bervariasi berdasarkan jumlah lapisan, tipe serat yang digunakan,dan orientasi laminasi hoop atau helikal.
•
Jenis matrik ( resin) yang digunakan Pemilihan jenis resin yang tepat akan memberikan sifat fisika dan kimia yang berbeda ( misalnya, transisi temperature, ketahanan terhadap panas, dan tingkat leleh terhadap zat atau gas tertentu ).
2.3 JEIS-JEIS SERAT FIBERGLASS REIFORCEMET ( FRP ) Fungsi utama dari serat adalah sebagai penopang kekuatan dari komposit ( fiberglass ), sehingga tinggi rendahnya kekuatan komposit sangat tergantung dari serat yang digunakan, karena tegangan yang dikenakan pada komposit mulanya diterima oleh matrik akan diteruskan kepada serat, sehingga serat akan menahan beban sampai beban maksimum. Oleh karena itu serat harus mempunyai tegangan tarik dan modulus elastisitas yang lebih tinggi daripada matrik penyusun komposit (Kriskiantoro, 2009). Sistem penguat dalam material komposit serat bekerja dengan mekanisme sebagai berikut : material berserat itu akan memanfaatkan aliran plastis dari bahan matriks (yang bermodulus rendah) yang sedang dikenai tegangan, untuk mentransferkan beban yang ada itu kepada serat – seratnya (yang kekuatannya jauh lebih besar). Hasilnya adalah bahan komposit akan memiliki kekuatan dan modulus yang tinggi. Tujuan menggabungkan
Universitas Mercu Buana Fakultas Teknik
8
keduanya adalah untuk menghasilkan material dan fase dimana fase primernya (serat) disebar secara merata dan diikat oleh fase sekundernya (matrik).
Dengan
demikian,
konstituen
utama
yang
mempengaruhi
kemampuan komposit (fiberglass ) adalah serat sebagai penguat, matriks dan interface antara serat dengan matrik (Santoso, 2002). Diameter serat juga memegang peranan yang sangat penting dalam memaksimalkan tegangan. Makin kecil diameternya akan memberikan luas permukaan per satuan berat yang lebih besar, sehingga akan membantu transfer tegangan tersebut. Semakin kecil diameter serat (mendekati ukuran kristal) semakin tinggi kekuatan bahan serat. Hal ini dikarenakan cacat yang timbul semakin sedikit. Serat yang sering dipakai untuk membuat komposit antara lain: serat gelas, serat karbon, serat logam (whisker), serat alami, dan lain sebagainya (Santoso, 2002). Serat gelas tersusun dari butiran silica (SiO2), batu kapur, dan paduan lain yaitu Al, Ca, Mg, Na, dll. Molekul silicon dioksida ini mempunyai konfigurasi tetrahedral, dimana satu ion silicon memegang empat ion oksigen. Jaringan dari silica tetrahedral ini adalah dasar dari terbentuknya serat gelas (Santoso, 2002). Berdasarkan jenisnya serat gelas dapat dibedakan menjadi beberapa macam, yaitu (Nugroho, 2007) : 1. Serat E-Glass Serat E-Glass adalah jenis serat yang dikembangkan sebagai penyekat atau bahan isolasi. Jenis ini mempunyai kemampuan bentuk yang baik. 2. Serat C-Glass
Universitas Mercu Buana Fakultas Teknik
9
Serat C-Glass adalah jenis serat yang mempunyai ketahanan yang tinggi terhadap bahan kimia yang korosif. 3. Serat S-Glass Serat S-Glass adalah jenis serat yang mempunyai kekakuan yang tinggi.
Tabel 2.1. Komposisi senyawa kimia serat gelas (Nugroho, 2007)
Tabel 2.2. Sifat-sifat serat gelas (Nugroho, 2007)
Gambar dibawah ini memberikan regangan terhadap kegagalan yang dimiliki untuk serat kaca-E, serat kaca-S, serat aramid, dan serat karbon berkekuatan tinggi (yaitu bukan dalam bentuk komposit). Disini terlihat, sebagai contoh, serat kaca-S dengan perpanjangan 5,3%, akan membutuhkan resin dengan perpanjangan paling tidak sama dengan nilai tersebut untuk mencapai sifat tarik yang maksimum.
Universitas Mercu Buana Fakultas Teknik
10
TENSILE STRESS ( MPa )
S GLASS 3000
CORBON
ARAMID
2000 E GLASS
1000
EPOXI RESIN 1
3
2
4
5
6
TENSILE STRAIN %
Gambar 2.1 grafik regangan terhadap kegagalan
2.4 BETUK-BETUK FIBERGLASS Berdasarkan bentuknya serat gelas dapat dibedakan menjadi beberapa macam antara lain :
1. Continous Roving. Terdiri dari ikatan fiberglass yang terurai dan dikemas dalam bentuk silinder untuk memudahkan proses berikutnya. Continous Roving biasanya digunakan untuk proses filament winding. Ada beberapa jenis Roving, yaitu Roving 2400 dan 4400.
Gambar 2.2 Contious Roving
Universitas Mercu Buana Fakultas Teknik
11
2. Woven Roving. Adalah Continous Roving yang ditenun/dianyam menjadi material yang berat. Woven Roving tersedia dalam berbagai ukuran, ketebalan, dan berat. Woven Roving memberikan kekuatan yang tinggi untuk produk FRP dengan ukuran besar dan lebih hemat bila dibandingkan dengan kain tenun biasa/konvensional.
Gambar 2.3 Woven Roving
3. Reinforcing Mats. Adalah kepingan dari helaian fiberglass yang disatukan bersama dengan perekat khusus. Ada dua jenis reinforcing mat yang digunakan dalam pembuatan FRP, yaitu Chopped Strand Mat (CSM) dan Woven Roving Combination Mat (WRCM). CSM digunakan untuk produk FRP dengan tingkat kekuatan rendah. Penggunaan WRCM sangat menghemat waktu untuk proses Hand Lay Up (HLU).
Gambar 2.4 Reinforcing Mats 300
Universitas Mercu Buana Fakultas Teknik
Gambar 2.5 Reinforcing Mats 400
12
4. Surface Veil. Adalah fiberglass yang sangat ringan yang memberikan lapisan dengan banyak resin tetapi rendah kekuatannya. Veil memberikan perlindungan lebih terhadap pengaruh lingkungan dan memiliki daya tahan terhadap kimia serta memiliki tampilan permukaan yang halus.
Gambar 2.6 Surface Veil
Ada tiga jenis orientasi/arah penyusunan fiberglass, yaitu: Satu Arah ( Unidirectional ), kekuatan terbesar adalah pada posisi yang searah dengan fiberglass. Memungkinkan untuk mencapai komposisi fiberglass 80% dari total berat produk FRP.
Gambar 2.7 Unidirecctionnal ( satu arah ) Sumber http://www.ae.iitkgp.ernet.in/ebooks/index.html
Universitas Mercu Buana Fakultas Teknik
13
Dua Arah ( Bidirectional ), sebagian fiberglass diletakan dengan sudut yang berbeda dari fiberglass yang lain, dapat menggunakan cara Helical Filament Winding atau Woven Roving. Hal ini akan memberikan tingkat kekuatan yang berbeda yang tergantung oleh banyaknya fiberglass untuk setiap arah orientasi. Kombinasi antara Roving dan CSM juga dapat digunakan untuk mendapatkan kekuatan pada arah tertentu.
Gambar 2.8 Bidirectional ( dua arah ) Helical Filament Winding Sumber http://www.ae.iitkgp.ernet.in/ebooks/index.html
Gambar 2.9 Bidirectional ( dua arah ) polar &Hoop Winding Sumber http://www.ae.iitkgp.ernet.in/ebooks/index.html
Universitas Mercu Buana Fakultas Teknik
14
Gambar 2.10 Bidirectional ( dua arah ) Woven Roving Sumber http://www.ae.iitkgp.ernet.in/ebooks/index.html
Berbagai Arah ( Multidirectional Isotropic ), susunan ini memberikan kekuatan dan modulus yang hampir sama pada segala arah meskipun pada umumnya memiliki kekuatan yang rendah. Komposisi fiberglass yang dapat dicapai berkisar antara 10% sampai 50% dari total berat FRP.
Gambar 2.11 Multidirectional ( berbagai arah ) Sumber http://www.ae.iitkgp.ernet.in/ebooks/index.html
Universitas Mercu Buana Fakultas Teknik
15
2.5
RESI ( Matrik ) Komponen utama yang kedua dari FRP adalah sistem Resin. Fungsi utama dari resin adalah untuk mentransfer gaya antara serat penguat, bertindak sebagai perekat untuk memegang serat bersama-sama, dan melindungi serat dari kerusakan mekanis dan lingkungan. Produsen FRP dapat memilih resin untuk mendapatkan sifat kimia, fisika, mekanis, termal, dan kemampuan produksi. Resin dibagi dalam dua kelompok utama yaitu Thermosetting dan Thermoplastic. Produk FRP yang kita gunakan hanya menggunakan sistem resin thermosetting. Thermosetting adalah resin polymer yang dapat terbentuk (Cured) dengan proses pemanasan atau zat tambahan (addictive). Ketika sudah terbentuk ( Cured ), thermosetting resin tidak dapat dilelehkan/diencerkan dan diubah lagi bentuknya. Thermosetting resin yang digunakan untuk produk FRP dibagi dalam dua kategori umum yaitu Poliester dan Epoxy. 2.5.1
Poliester Resin Poliester resin merupakan resin yang paling banyak digunakan dalam berbagai aplikasi yang menggunakan resin termoset, baik yang digunakan secara terpisah maupun dalam bentuk material komposit.Walaupun secara mekanik, sifat mekanik yang dimiliki oleh poliester tidak terlalu baik atau hanya sedang – sedang saja. Hal ini karena resin ini mudah di dapat, harga relatif terjangkau serta yang terpenting adalah mudah dalam proses fabrikasinya.
Universitas Mercu Buana Fakultas Teknik
16
Jenis dari resin poliester yang digunakan sebagai matriks komposit adalah tipe yang tidak jenuh ( unsaturated polyester ) yang merupakan termoset yang dapat mengalami pengerasan ( curing ) dari fasa cair menjadi fasa padat saat dapat perlakuan yang tepat. Berikut beberapa jenis resin polyester di pasaran antara lain:
2.5.2
•
Orthopthalic polyester
•
Isopthalic polyester
•
Bisphenol-A fumarate polyester
•
Bisphenol-A vinylester
Epoxy Resin Epoxy Resin pada umumnya digunakan untuk membuat pipa dengan diameter kecil ( < 1800 mm ) untuk mengangkut air, kondensasi, hidrokarbon, soda api, dan zat asam ringan/encer. Pipa GRE (glassfibre Reinforced Epoxy) digunakan untuk industri perminyakan dengan tekanan sampai ribuan Psi ( Kpa ). Epoxy Resin pada umumnya
dapat
menahan
suhu
lebih
tinggi
dibandingkan dengan Polyester Resin. Epoxy Resin tidak dapat dikategorikan berdasarkan jenisnya semudah Polyester Resin. Jenis dari zat curing, zat pengeras ( hardener )
sangat
mempengaruhi
sifat,
karakteristik,
dan
kemampuan Epoxy Resin. Ada dua jenis Epoxy Resin yaitu Amina (Amine) dan Anhydride Cured Bisphenol-A Epoxies.
Universitas Mercu Buana Fakultas Teknik
17
Bisphenol-A Epoxies resin pada umumnya dapat terbentuk dengan amine. Untuk menhasilkan ketahanan terhadap kimia secara optimal, biasanya harus dilakukan pencampuran khusus sebelum terbentuk. Resin yang sudah terbentuk akan memiliki daya tahan yang bagus terhadap kimia, khususnya kimia Alkali dan dapat memiliki daya tahan panas yang bagus.
2.6 KOMPOE LAI Fiberglass dan thermosetting resin adalah komponen atau unsur utama dalam pembuatan FRP. Akan tetapi, ada material lain yang mempengaruhi proses dan performa FRP antara lain : 1. Filler Adalah material non-organik, seperti hydrade alumina, glass microspheres, clay, talc, calcium carbonate, pasir, dan calcium cilicate yang dapat memberikan nilai ekonomis, penampilan dan performa yang baik dalam produk FRP. 2. Promoter dan accelerator berfungsi untuk mempercepat proses pembentukan ( curing ) proses perubahan fasa dari cair ke padat sedangkan inhibitor berfungsi untuk memperlambat curing time dan memperpanjang usia campuran resin. 3. Pigment pewarna yang berfungsi untuk memberi warna kepada produk fiberglass yang akan dibuat, sehingga memperindah tampilan dari bahan fiberglass. Pemberian warna ini dapat juga menutupi cacat akibat timbulnya rongga udara selama proses pembuatan bahan
Universitas Mercu Buana Fakultas Teknik
18
fiberglass. Zat pewarna yang akan digunakan dicampurkan ke dalam matrik yang akan digunakan untuk membuat gelcoat. 4. Katalis digunakan untuk membantu proses pengeringan (curring) pada bahan matriks ( resin ) suatu fiberglass. Penggunaan katalis yang berlebihan akan semakin mempercepat proses laju pengeringan, tetapi akan menyebabkan bahan fiberglass yang dihasilkan semakin getas atau resin bisa terbakar. Penambahan katalis yang baik 1% dari volum resin. Bila terjadi reaksi akan timbul panas antara 600C - 900C. Panas ini cukup untuk mereaksikan resin sehingga diperoleh kekuatan dan bentuk plastik yang maksimal sesuai dengan bentuk cetakan yang diinginkan.Jenis katalis meliputi Methyl Ethyl Katone Peroxide (MEKPO) dan Peroxide (BPO). 5. Gelcoat adalah lapisan pelindung yang beerfungsi untuk mencegah masuknya air ke dalam fiberglass, menahan reaksi kimia, melindungi dari sinar ultraviolet, serta untuk menahan gesekan. Disamping itu, gelcoat juga dapat mempertinggi sifat mekanis bahan fiberglass.
2.7 SIFAT FISIK 2.7.1
Daya Tahan terhadap Zat Kimia (Chemical Resistance) Semua produk FRP mempunyai daya tahan yang bagus
terhadap air dan kondisi tanah asli. Pada umumnya FRP tidak terpengaruh
dengan
serangan
apapun
yang
biasanya
membahayakan material logam. FRP biasanya dipergunakan untuk
Universitas Mercu Buana Fakultas Teknik
19
menahan pengaruh lingkungan dan produk FRP juga lebih tahan lama. Alasan utama menggunakan material FRP adalah karena FRP memiliki daya tahan yang sangat baik untuk kondisi lingkungan yang extrim. FRP sangat tahan dengan berbagai jenis bahan kimia, baik yang bersifat asam maupun basa. Daya tahan FRP terhadap zat kimia sangat tergantung dari jenis resin yang digunakan. Meskipun ada faktor yang mempengaruhi daya tahan FRP seperti konstruksi liner, curing, dan metode fabrikasi, tetapi faktor utama adalah jenis resin. Jenis resin dapat dipilih sesuai dengan kebutuhan terhadap zat kimia tertentu atau kondisi lingkungan tertentu.
2.7.2
Daya Tahan terhadap Suhu (Temperature Resistance) Ketahanan produk FRP juga sangat tergantung oleh jenis
resin yang digunakan. Batas suhu maksimum juga dipengaruhi oleh kondisi zat kimia, kondisi tekanan dari produk FRP. Pada umumnya, dampak dari zat kimia lebih berbahaya dalam tingkat konsentrasiyang lebih tinggi dan dapat meningkatkan suhu zat tersebut. Hampir semua FRP tidak terpengaruh dengan suhu yang sangt rendah/dingin. Meskipun demikian, perlu diperhatikan bahwa FRP mempunyai nilai koefisien Thermal expansion lebih besar daripada material logam pada umumnya sehingga pada saat melakukan desain perlu diperhitungkan pemuaian dari material
Universitas Mercu Buana Fakultas Teknik
20
FRP untuk mengakomodasi konstraksi khususnyya untuk sistem pipa FRP di bawah tanah. 2.7.3
Daya Tahan terhadap Goresan (Abrasion Resistance) Pada umumnya material FRP memiliki daya tahan yang
baik terhadap goresan dan dapat didesain untuk menahan goresan dengan tingkat extrim dengan melakukan pelapisan dengan menggunakan pasir, tepung silicon, karborundum, keramik atau juga dapat menggunakan material yang memiliki sifat ulet seperti Poly Urethane. Material yang digunakan untuk melakukan Lining harus sama atau lebih keras dari material yang menggores atau setidaknya memiliki sifat yang keras dan ulet. 2.7.4
Daya Tahan terhadap Api (Flame Resistance) Resin yang digunakan untuk membuat FRP adalah material
organik. Dengan demikian, pada kondisi panas dan oksigen yang cukup, resin seperti halnya material organik lainnya akan terbakar. FRP dapat dibuat untuk tahan terhadap api dengan menggunakan resin yang mengandung Halogen dan Phosfor. Penggunaan arang sebagai filler atau antiominy oksida juga dapat meningkatkan daya tahan terhadap api. 2.7.5
Daya Tahan terhadap Cuaca (Wheatering Resistance) Hampir
semua
material
FRP
akan
mengalami
degradasi/penurunan kualitas akibat dari sinar ultra violet (UV). Meskipun penurunan ini hanyalah sekedar fenomena permukaan saja. Penelitian cuaca menunjukan bahwa struktur FRP dapat rusak
Universitas Mercu Buana Fakultas Teknik
21
oleh sinar UV. Untuk membantu mengurangi degradasi akibat sinar UV, dapat digunakan pigment, dyes, filler atau zat anti UV. Permukaan yang terkena langsung oleh sinar UV harus dibuat dengan lapisan yang penuh dengan resin. Pengaruh cuaca yang lain seperti hujan atau air asin dapat ditahan sepenuhnya dengan sifat daya tahan FRP terhadap karat dan kimia. 2.7.6
Tahan
Terhadap
Mikroorganisme
(Resistance
to
Biological Attack) Material FRP tidak akan rusak atau terpengaruh oleh bakteri, jamur, atau mikroorganisme apapun. Belum pernah ditemukan kasus material FRP rusak akibat pengaruh reaksi biologi. Tidak pernah ada prosedur fabrikasi dan engineering yang mensyaratkan ketahanan FRPM terhadap serangan reaksi biologi.
2.8 SIFAT MEKAIK 1. Pengujian Kuat Tarik (Tensile Strength). Uji tarik adalah salah satu uji stress-strain mekanik yang bertujuan mengetahui kekuatan bahan terhadap gaya tarik. Dengan melakukan uji tarik kita mengetahui bagaimana bahan tersebut bereaksi terhadap tenaga tarikan dan mengetahui sejauh mana material bertambah panjang. Bila kita terus menarik suatu bahan sampai putus, kita akan mendapatkan profil tarikan yang lengkap berupa kurva. Kurva ini menunjukkan hubungan antara gaya tarikan dengan perubahan panjang.
Universitas Mercu Buana Fakultas Teknik
22
Gambar 2.12. Gaya Tarik terhadap Pertambahan Panjang.
Yang menjadi perhatian dalam gambar tersebut adalah kemampuan maksimum bahan dalam menahan beban. Kemampuan ini umumnya disebut "Ultimate Tensile Strength" disingkat dengan UTS. Untuk semua bahan, pada tahap sangat awal uji tarik, hubungan antara beban atau gaya yang diberikan berbanding lurus dengan perubahan panjang bahan tersebut. Ini disebut daerah linier atau linear zone. Di daerah ini, kurva pertambahan panjang vs beban mengikuti aturan Hooke, yaitu : “ rasio tegangan (stress) dan regangan (strain) adalah konstan “
Universitas Mercu Buana Fakultas Teknik
23
Bentuk sampel uji secara umum digambarkan seperti gambar 2.14. berikut :
Gambar.2.13 Uji Tarik ASTM D 638M
Pengujian dilakukan sampai sampel uji patah, maka pada saat yang sama diamati pertambahan panjang yang dialami sampel uji. Kekuatan tarik atau tekan diukur dari besarnya beban maksimum
(
F
maks
)
yang
digunakan
untuk
memutuskan/mematahkan spesimen bahan dengan luas awal A0. Umumnya kekuatan tarik polimer lebih rendah dari baja 70 kg.f/mm2.
Hasil
pengujian
adalah
grafik
beban
versus
perpanjangan (elongasi ). Enginering Stess (σ) :
σ=
Fmaks .....................................................(1) A0
Fmaks = Beban yang diberikan arah tegak lurus terhadap penampang spesimen (N) A0 =
Luas penampang mula-mula spesimen sebelum diberikan pembebanan (m2)
Universitas Mercu Buana Fakultas Teknik
24
σ = Enginering Stress ( N/m2 )
ε=
l1 − l0 ∆l = .............................................(2) l0 l0
ε
= Enginering Strain
l0
= Panjang mula-mula spesimen sebelum pembebanan
∆l
= Pertambahan panjang
Hubungan antara stress dan strain dirumuskan:
E=
σ .............................................................(3) ε
E = Modulus Elastisitas atau Modulus Young (N/m2)
σ = Enginering Stress (N/m ) 2
ε = Enginering Strain Dari gambar kurva hubungan antara gaya tarikan dan pertambahan panjang kita dapat membuat hubungan antara tegangan dan regangan (stress vs strain). Selanjutnya kita dapat gambarkan kurva standar hasil eksperimen uji tarik.
Universitas Mercu Buana Fakultas Teknik
25
Gambar.2.14 Kurva Tegangan dan Regangan Hasil Uji Tarik
Daerah Linear ( elastic limit) Bila sebuah bahan diberi beban sampai pada titik A, kemudian bebannya dihilangkan, maka bahan tersebut akan kembali ke kondisi semula (tepatnya hampir kembali ke kondisi semula) yaitu regangan “nol” pada titik O. Tetapi bila beban ditarik sampai melewati titik A, hukum Hooke tidak lagi berlaku dan terdapat perubahan permanen dari bahan tersebut. Terdapat konvensi batas regangan permanen (permanent strain) sehingga disebut perubahan elastis yaitu kurang 0.03%, tetapi sebagian referensi menyebutkan 0.005% .Titik Luluh atau batas proporsional Titik dimana suatu bahan apabila diberi suatu beban memasuki fase peralihan deformasi elastis ke plastis. Yaitu titik sampai di
Universitas Mercu Buana Fakultas Teknik
26
mana penerapan hukum Hook masih bisa ditolerir. Dalam praktek, biasanya batas proporsional sama dengan batas elastis. Deformasi plastis (plastic deformation) Yaitu perubahan bentuk yang tidak kembali ke keadaan semula, yaitu bila bahan ditarik sampai melewati batas proporsional. Ultimate Tensile Strength (UTS) Merupakan besar tegangan maksimum yang didapatkan dalam uji tarik. Titik Putus Merupakan besar tegangan di mana bahan yang diuji putus atau patah.
2. Pengujian Kuat Lentur (Flexural Strength). Kekuatan lentur atau kekuatan bending adalah tegangan bending terbesar yang dapat diterima akibat pembebanan luar tanpa mengalami deformasi besar.Pengujian kuat lentur dilakukan untuk mengetahui ketahanan suatu bahan terhadap pembebanan pada titik lentur dan juga untuk mengetahui keeleksitasan suatu bahan. Cara pengujian kuat lentur ini dengan memberikan pembebanan tegak lurus terhadap sampel dengan tiga titik lentur dan titik-titik sebagai penahan berjarak tertentu. Titik pembebanan diletakkan pada pertengahan perlengkungan
Universitas Mercu Buana Fakultas Teknik
panjang pada
sampel. titik
27
Pada
tengah
pengujian sampel
dan
ini
terjadi besarnya
perlengkungan ini dinamakan defleksi (δ).Kemudian dicatat beban maksimum (Wmaks) dan regangan saat spesimen patah. Pengujian dilakukan dengan three point bending.
Gambar.2.15 pemasangan benda uji lentur
Pada perhitungan untuk menentukan kekuatan lentur/bending, digunakan persamaan sesuai standar ASTM D-790, yaitu :
K=
3Wl = ......................................................(4) 2bh 2
K = Tegangan lentur maksimum (N/m3) W = Beban maksimum (N) b = Lebar dari benda uji (m) h = Tebal benda uji (m) l = Jarak antara penyangga (m)
Universitas Mercu Buana Fakultas Teknik
28
3. Pengujian Kuat Impak (Impact Strength) Kekuatan impak adalah ketahanan terhadap tegangan yang datang secara tiba-tiba. Polimer mempunyai kekuatan impak kuat saat dipukul dengan keras secara tiba-tiba. Kekuatan impak dilakukan untuk mengetahui kegetasan bahan polimer. Kekuatan impak bahan polimer lebih kecil daripada kekuatan impak logam. Bahan polimer menunjukkan penurunan besar pada kekuatan impak kalau diberi regangan pada pencetakannya. Cara pengujian impak dapat dilakukan dengan pengujian Charphy, Izod atau dengan bola jatuh.
4. Analisa Termal (Differential Thermal Analisis) Analisa termal dilakukan untuk mengetahui intensitas tahanan termal panel dinding terhadap bahan dinding tersebut. Sampai pada suhu berapa panas berpengaruh pada bahan komposit. Sifat termal dilakukan karena sifat ini penting untuk menentukan sifat mekanis bahan polimer. Metoda yang dapat digunakan dalam pengujian termal adalah Differential Thermal Analysis (DTA). DTA adalah salah satu tehnik yang dapat mencatat perbedaan antara suhu sampel dan senyawa pembanding baik terhadap waktu atau suhu saat kedua spesimen dikenai kondisi suhu yang sama dalam sebuah lingkungan yang dipanaskan atau didinginkan pada laju terkendali. Sifat khas bahan polimer akan berubah oleh karena perubahan temperatur. Apabila temperatur bahan polimer berubah, maka pergerakan molekul karena termal akan mengubah kumpulan
Universitas Mercu Buana Fakultas Teknik
29
molekul atau mengubah struktur bahan polimer tersebut. Selanjutnya karena panas, oksigen dan air bersama-sama memancing reaksi kimia pada molekul-molekul dan terjadilah depolimerisasi, oksidasi, hidrolisa dan seterusnnya, dan yang paling hebat terjadi pada temperatur yang tinggi. Dengan demikian keadaan tersebut akan mempengaruhi sifat-sifat mekanik bahan polimer. Hal tersebut akan mengakibatkan modulus elastiknya menurun dan kekerasan bahannya rendah, sedangkan tegangan patahnya lebih kecil dan perpanjangan lebih besar.
Gambar 2.16 Pola Umum Kurva DTA (Laboratorium PTKI Medan)
Perubahan
temperatur
dapat
digunakan
untuk
mengetahui
ketahanan panas bahan polimer, selain dari keadaan lingkungan, bentuk bahan, macam dan jumlah pengisi, termasuk bahan penyetabil. Temperatur yang tinggi akan memberikan perubahan atau kerusakan yang banyak terhadap bahan polimer. Ketika zat-zat
Universitas Mercu Buana Fakultas Teknik
30
organik dipanaskan sampai suhu tinggi mereka memiliki kecenderungan untuk membentuk senyawa-senyawa aromatik. Agar suatu polimer layak dianggap “stabil panas” atau “tahan panas”, polimer tersebut harus tidak terurai di bawah suhu 4000C dan dapat mempertahankan sifat-sifatnya yang bermanfaat pada suhusuhu dekat suhu dekomposisi tersebut. Stabilitas panas merupakan fungsi dari energi ikatan. Ketika suhu naik ke titik di mana energi getaran menimbulkan putusnya ikatan, polimer tersebut akan terurai
5. Analisa Scanning Electron Microscope (SEM) Analisa Scanning Electron Microscope (SEM) digunakan untuk mengkarakterisasi
morfologi
permukaan
sampel
dengan
menggunakan metode Secondary Electron Image (SEI). Hasil yang didapat adalah foto polaroid dan mampu memfoto dengan perbesaran dari 35x sampai 10000x. Sampel yang difoto berukuran kecil, yaitu 5 mm x 5 mm untuk luas permukaan dan sampel dalam keadaan kering. Untuk sampel yang tidak bersifat konduktif, sampel harus dilapisi terlebih dahulu dengan bahan yang bersifat konduktif. Ion sputtering, alat yang digunakan untuk melapisi sampel ini tersedia juga di Laboratorium Uji Polimer (LUP). Bahan pelapisnya adalah emas (Au).
Universitas Mercu Buana Fakultas Teknik
31
6. Pengujian Ketahanan yala Api Pengujian ketahanan nyala api dilakukan sesuai sifat bahan yang sangat mudah menyala seperti bahan yang terkandung didalamnya yaitu seluloid dan yang dapat habis terbakar sendiri secara spontan walaupun api dipadamkan setelah penyalaan (polikarbonat). Pengujian
nyala
api
dilakukan
dengan
tujuan
untuk
mengembangkan polimer dan serat-serat yang tak dapat nyala. Dengan mengembangkan polimer dan serat yang tak dapat nyala dapat mengurangi gas-gas berasap dan beracun yang terbentuk selama proses pembakaran. Ketahanan nyala api dilakukan dengan cara membakar ujung bahan dengan api yang berasal dari pembakar bunsen. Cara ini telah ditetapkan dalam JIS-K69111970 dan ASTM-D635-1974. Waktu yang diperlukan agar spesimen menyala disebut waktu penyalaan dan panjang spesimen yang terbakar disebut jarak bakar. Adapun kategori kemampuan nyala dapat di kategorikan : 1). Mampu nyala : terbakar lebih lama dari 180 detik dengan nyala. 2). Habis terbakar : jarak bakar lebih dari 25 mm tapi kurang dari 100mm. 3). Tak mampu nyala : jarak bakar kurang dari 25 mm.
7. ilai minimum sifat mekanik FRP Berdasarkan ketebalan nominal dari sifat mekanik FRP dapat dilihat dari tabel berikut ini :
Universitas Mercu Buana Fakultas Teknik
32
Nominal ketebalan
all
Tipe
1
0,22 Inc 5,6 mm
2
0,29 Inc 7,4 mm Dan
2
0,37 Inc 5,6 mm
2
Sifat Mekanik
Nilai
UltimateTensile Strength Tensile Modulus Ultimate Flexural Strength
9.0 x 103 Psi
62,1 MPa
1.0 x 106 Psi
6,89 x103 MPa
16.0 x 103 Psi
110,24 MPa
Flexural Modulus
0.7 x 106 Psi
4,823 x103 MPa
UltimateTensile Strength Tensile Modulus Ultimate Flexural Strength
12.0 x 103 Psi
82,737 MPa
1.3 x 106 Psi
8,963x103 MPa
19.0 x 103 Psi
131 MPa
Flexural Modulus
0.8 x 106 Psi
5,515x103 MPa
UltimateTensile Strength Tensile Modulus Ultimate Flexural Strength
13.0 x 103 Psi
89,631 MPa
1.4 x 106 Psi
9652 MPa
20.0 x 103 Psi
137,9 MPa
Flexural Modulus
0.9 x 106 Psi
6205,28 MPa
UltimateTensile Strength
15.0 x 103 Psi
103,42 Mpa
Tensile Modulus
1.5 x 106 Psi
10342,14 MPa
Ultimate Flexural Strength
22.0 x 103 Psi
151,68 MPa
Flexural Modulus
1.00 x 106 Psi
6894,76 MPa
Tabel 2.3 Tebal dan sifat mekanik fiberglass
2.9 TIPE-TIPE TAGKI PEYIMPAA Secara umum tanki penyimpanan dapat di bagi menjadi dua bila diklasifikasikan berdasarkan tekanannya ( tekanan internal ) yaitu :
Universitas Mercu Buana Fakultas Teknik
33
1. Tanki Atmosferik (Atmospheric Tank) Terdapat beberapa jenis dari tanki timbun tekanan rendah antara lain :
a. Tanki atap kerucut tetap (Fixed cone Roof tank) , Digunakan untuk menimbun atau menyimpan berbagai jenis fluida dengan tekanan uap rendah atau amat rendah ( mendekati atmosferik ) atau dengan kata lain fluida yang tidak mudah menguap namun pada literatur lainnya menyatakan bahwa atap tetap ( fixed roof ) baik atap kerucut (cone) atau kubah ( dome ), dapat digunakan untuk menyimpan semua jenis produk ( crude oil, gasoline, benzene, fuel dan lain – lain), termasuk produk atau bahan baku yang bersifat korosif , mudah terbakar, ekonomis bila digunakan hingga volume 2000 m3, diameter dapat mencapai 300 ft ( 91.4 m ) dan tinggi 64 ft ( 19.5 m )
Gambar 2.17 Atap krucut tetap dengan pelampung dalam (Fixed Cone Roof with Internal Floating Roff ) Sumber : http://www.astanks.com/EE/Fixed_roof_EE.html
Universitas Mercu Buana Fakultas Teknik
34
b. Tanki payung ( tank umbrella) kegunaanya sama dengan Tanki atap kerucut tetap ( fixed cone roof ) bedanya adalah bentuk tutupnya yang melengkung dengan titik pusat meredian di puncak tanki c.
Tanki tutup cembung tetap ( fixed dome roof tank ) ,
bentuk tutupnya cembung ,ekonomis bila digunakan dengan volume > 2000 m3 dan bahkan cukup ekonomis hingga volume 7000 m3 ( dengan D < 65 m ) , kegunaanya sama dengan tanki tutup cembung tetap ( fix cone roof tank )
Gambar 2.18 Atap kubah dapat diangkat ( Self Supporting Dome Roof ) Sumber : http://www.astanks.com/EE/Fixed_roof_EE.html
d.
Tanki Mendatar (Horizontal Tank ) tanki ini dapat menyimpan bahan kimia yang memiliki tingkat penguapan rendah ( low volatility ) , air minum dengan tekanan uap tidak melebihi 5 psi, diameter dari tanki dapat
Universitas Mercu Buana Fakultas Teknik
35
mencapai 12 feet ( 3.6 m ) dengan panjang mencapai 60 feet ( 18.3 m ).
Gambar 2.19 Tanki Mendatar ( Horizontal Tank )
Sumber:http://chemresponsetool.noaa.gov/containers_guide/storage_tank.htm #cylind
e. Tanki Tipe plain Hemispheroid, digunakan untuk menimbun fluida ( minyak ) dengan tekanan uap ( RVP ) sedikit dibawah 5 psi
Gambar 2.20
plain Hemispheroid
Sumber:http://chemresponsetool.noaa.gov/containers_guide/storage_tank.htm #cylind
f. Tanki tipe 8oded Hemispheroid, untuk menyimpan fluida ( light naptha pentane ) dengan tekanan uap tidak lebih dari 5 Tanki Plain Spheroid , tanki bertekanan rendah dengan
Universitas Mercu Buana Fakultas Teknik
36
kapasitas 20.000 barrel Tanki Tipe 8oded Spheroid Baik kerucut tetap ( Fixed cone ) dan atap kubah ( dome roof ) dapat memiliki atap pelampung dalam ( internal floating roof ), biasanya dengan penggunaan floating roof ditujukan untuk penyimpanan bahan – bahan yang mudah terbakar atau mudah menguap , kelebihan dari penggunaan internal floating roof ini adalah :
1.
Level atau tingkat penguapan dari produk bisa dikurangi
2.
Dapat mengurangi resiko kebakaran
2. Tanki Bertekanan ( Pressure Tank )
Dapat menyimpan fluida dengan tekanan uap lebih dari 11,1 psi dan umumnya fluida yang disimpan adalah produk – produk minyak bumi Tanki peluru ( bullet tank ) , tanki ini sebenarnya lebih sebagai pressure vessel berbentuk mendatar ( horizontal ) dengan volume maksimum 2000 barrel biasanya digunakan untuk menyimpan LPG, LPG , Propane, Butane , H2, ammonia dengan tekanan diatas 15 psig
Gambar 2.21 Tangki peluru ( bullet tank )
Universitas Mercu Buana Fakultas Teknik
37
Sumberhttp://chemresponsetool.noaa.gov/containers_guide/storage_tank.htm#c ylind
Tanki bola ( spherical tank ) , bejana bertekanan ( pressure vessel ) yang digunakan untuk menyimpan gas – gas yang dicairkan seperti LPG, O2, N2 dan lain – lain bahkan dapat menyimpan gas cair tersebut hingga mencapai tekanan 75 psi, volume tanki dapat mencapai 50000 barrel , untuk penyimpanan LNG dengan suhu 190 ( cryogenic ) tanki dibuat berdinding double dimana diantara kedua dinding tersebut diisi dengan isolasi seperti polyurethane foam , tekanan penyimpanan diatas 15 psig
Gambar 2.22 Tanki bola ( spherical tank ) sumberhttp://chemresponsetool.noaa.gov/containers_guide/storage_tank.htm#c ylind
Tangki Atap Kubah ( Dome Roof tank ) untuk menyimpan bahan – bahan yang mudah terbakar, meledak , dan mudah menguap seperti gasoline, bahan disimpan dengan tekanan rendah 0.5 – 15 Psig
Universitas Mercu Buana Fakultas Teknik
38
Gambar 2.23 Dome Roof tank Sumberhttp://chemresponsetool.noaa.gov/containers_guide/storage_tank.htm#b ullet
Terdapat juga tanki penyimpanan khusus yang digunakan untuk menyimpan liquid ( H2, N2, O2, Ar, CO2 ) pada temperature yang sangat rendah ( cryogenic ) , dimana untuk jenis tanki ini diperlukan isolasi ( seperti pada spherical tank ) dan dioperasikan pada tekanan rendah.
Gambar 2.24 Dome Roof and botom tank Sumberhttp://chemresponsetool.noaa.gov/containers_guide/storage_tank.htm#bullet
Universitas Mercu Buana Fakultas Teknik
39
2.10 STADARD DESIG 1. Type Filament winding tegangan maximum yang tersedia dari tebal laminasi (Filament winding dan Corrosion barier) akan ditentukan oleh pergerakan (straind) dari dinding tank ketika diisi cairan. Maximum Tegangan Cincin (Hoop Stress) dapat ditentukan sbb:
Sh = (ErxZ )
.....................( 5 )
Dimana : Sh : Tegangan lingkaran ( Hoop stress ) Er : Modulus lingkaran ( cincin )
( N/m2 )
Z : Regangan Regangan dinding tank diijinkan tidak boleh lebih dari 0.001 inc/inc ( 0,0254 mm ) pada temperature 700F (210 C). Sedang kuat tarik longitudinal dari dinding tank minimal sama dengan kekuatan Filament winding Hellic dengan sudut 800 (diukur dari arah Filament winding Hoop), untuk acuan kekuatan tarik longitudinal dari filament winding helic 800 adalah sebesar 2200 PSI ( 15168 kPa ) Ketebalan minimal dinding/shell dengan filament winding dapat ditentukan sebagai berikut:
t =
Universitas Mercu Buana Fakultas Teknik
PxD 2 Sh
.....................( 6 )
40
dimana: t
= Tebal Minimal
( inch / mm )
P
= Pressure Head
H
= Cairan Fluid Head
D
= Diameter Dalam ( inside diameter ) ( Feet / m )
Sh
= Tengangan lingkaran ( Hoop Stress )
( Psi / KPa )
Ketebalan ini bisa ditambah dengan lapisan dalam ( corossin barier ), Sedang ketebalan minimum tangki adalah 0.1875 inc ( 4.76 mm )
2.
Tipe Lapisan menggunakan cetakan ( Type Contact Mold Lamination ) Bagian dari tank yang diproduksi dengan hand lay up (Contact mold lamination) diantaranya adalah sebagai berikut: Sambungan-sambungan, Cover, Bottom, Nozle, Gussett/angkur.
3. Atap ( Cover.) Atap kubah ( Cover dome )baik tipe kerucut ( ellips ) (Torispherical/conical type) disyaratkan mampu menahan beban sebesar 250 lbf (113.4kg) pada area 4 x4 inc sq ( 101.6 X 101,6 mm ) , tanpa mengalami kerusakan dengan maksimal lendutan adalah 0.5% dari diameter tank. Sedang tebal cover minimal ditentukan sebesar 0.1876 inc (4.76 mm)
Universitas Mercu Buana Fakultas Teknik
41
4. Dasar tanki ( Bottom ) Tebal minimal untuk dasar rata tangki ( flat bottom ) dapat ditentukan sbb: 1. Diameter dalam ( Inside diameter ) 2 – 6 ft (0.6 – 1.8 m) tebal minimal adalah 3/16 inc (4.8 mm) 2. Diameter dalam ( Inside diameter ) 6 – 12 ft (1.8 – 3.7 m) tebal minimal sebesar ¼ inc (6.4 mm) 3. Diameter dalam ( nside diameter ) >12 ft (> 3.7 m) tebal minimal sebesar 3/8 inc (9.5 mm) Adapun untuk dasar tangki ( bottom ) tidak diijinkan mengalami lendutan. Bagian dasar tangki bottom dapat dicetak bersamaan/menerus dengan badan ( body ) atau bisa juga dicetak terpisah dengan tambahan sok untuk daerah sambungannya. Untuk bagian dasar tangki ( bottom ) diharuskan rata ( flat ) dengan bidang pondasi sehingga diperoleh tekanan yang merata pada semua permukaan bottom pada saat tank diisi cairan, hal ini harus benar-benar diperhatikan secara seksama pada saat pelaksanaan pekerjaan tersebut. Hal yang telah ditentukan lainnya adalah bottom radius knuckle yaitu radius antara dasar tangki rata ( bottom flat ) dengan dinding tank, ditentukan sbb: 1. Diameter dalam ( Inside diameter ) < 4 ft (1.22 m) minimal radius knuckle 1 inc (25 mm).
Universitas Mercu Buana Fakultas Teknik
42
2. Diameter dalam ( Inside diameter ) > 4 ft (1.22 m) minimal radius knuckle 1.5 inc (38 mm). Dasar tangki ( Bottom ) tidak diizinkan memiliki ketebalan yang berbeda-beda ( tidak rata ) untuk mencegah beban/tegangan yang tidak sama ketika diisi cairan. Ketebalan dasar tangki segitiga ( bottom thorisperical ) disyaratkan mampu mendukung berat dan tekanan air yang terjadi, untuk menentukan bisa digunakan rumus sbb:
t=
PD cosθ 2( X / R)
........................................ (7)
dimana: t
= tebal minimal ( inch / mm )
P
= tekanan cairan ( Psi / KPa )
R
= minimal rasio tegangan yang di izinkan
x
= ultimate tensile ( N / m2 )
Tetapi tidak boleh kurang dari 3/16 inc (4.8 mm) Bottom thorisperical disyaratkan menggunakan radius kelengkungan sama atau kurang dari diameter tank, dan minimal radius knuckle 6% dari diameter kelengkungan. 5. Tank terbuka ( Open top ) disyaratkan dengan perkuatan horizontal berupa flange (bibiran) hal ini berarti bahwa perkuatan tersebut akan menambah kekakuan yang akan berfungsi pada saat operasionalnya
Universitas Mercu Buana Fakultas Teknik
43
6. Sambungan-sambungan Proses penyambungan pada permukaan frp dapat dilakukan dengan cara menggasarkan bagian yang akan disambung dengan batu
amplas,
kemudian
dibersihkan
dari
semua
debu
amplasan/kotoran, penyambungan/laminasi dapat dilakukan pada permukaan yang bersih dan kering, untuk kemudian dilakukan top coat pada permukaan sambungan yang masih kasar.
7. Menentukan ketebalan laminasi sambungan Untuk menentukan ketebalan laminasi sambungan antara shell dengan cara hand lay up dapat ditentukan dengan rumus sbb:
t=
PxD 2Sh
........................................( 8 )
dimana: t
= tebal minimal
( inch / mm )
P
= gaya tekan
( Psi / KPa )
Sh
= tegangan hoop
( N / m2 )
D
= diameter dalam
( Feet / m )
sedang untuk laminasi bagian dalam (corrotion barrier) telah ditentukan minimal selebar 100 mm (4 inc)
Universitas Mercu Buana Fakultas Teknik
44
Ketebalan sambungan dekat bottom ketebalan
laminasi
pada
knucle,
tidak mempertimbangkan tetapi
bisa
ditambahkan
ketebalannya.
8. Fitting Hampir semua fabrikan menggunakan metode hand lay up (contact Mmolding lamination) untuk membuat fitting, baik pada Nozle neck ataupun flang, untuk pendemensian dapat mengacu pada standard ASTM D5421, namun secara praktis dapat dilihat pada table 3. untuk laminasi Corrotion barrier pada fiting-fiting ditentukan minimal sama dengan permukaan dan lapisan dalam shell tanknya, dengan bahan yang sama juga atau dengan pilihan yang lain yang sejenis. Apabila pemakai menginginkan metode filament winding dalam pembuatan fiting-fiting maka fabricator dapat mengacu pada standart ASTM D 2996 untuk produksi pipa dengan filament winding, D2997 untuk produksi pipa dengan centrifugal, D 4024 untuk pembuatan flange dengan filament winding. Ditentukan untuk nozzle/flange diameter 4 inc (100 mm) atau yang lebih kecil harus menggunakan gusset/support. Plat gusset dipasang mengeliling untuk kemudian di laminasi dengan body dan nozlenya. Sedang untuk nozzle yang lebih besar harus disesuikan dengan beban yang didukung. Manhole yang dipasang di bagian roof/cover bisa didesign dengan bibiran ataupun tanpa bibiran sesuai kesepakatan dengan pembeli.
Universitas Mercu Buana Fakultas Teknik
45
9. Ventilasi Lubang ventilasi yang menghubungkan bagian dalam dengan bagian luar tank harus dipasang pada tank tipe I dengan tutup. Ukuran minimal yang dianjurkan adalah ukuran yang tidak akan mengganggu parubahan isi, baik dari aliran inlet ataupun outlet, sehingga tidak boleh menimbilkan tekan karenanya. Untuk tank tipe II ventilasi bisa didesign sesuai dengan melihat tekanan yang terjadi tetapi hasilnya tidak boleh lebih dari 14 inc (355.6 mm). Dalam mendesignnya harus mempeerhatikan bukling dari body dan cover, Hold down lug system. Hal yang penting adalah elevasi cairan dalan tank. Untuk tank tipe II dengan bottom datar Full flat Bottom) harus dilengkapi dengan angkur(Hold down lug) yang diikatkan ke pondasi, mengikuti spesifikasi pada saat operasional dan instalasi.
10. Hold down lug Hold down lug juga disyaratkan untuk semua tank yang penempatannya diluar ruangan, semua tank type II, dan tank yang menahan beban getar atau gempa. Untuk design Hold down lug menjadi tanggung jawab dari fabricator berdasarkan pada data angin, data gempa, dan beban lain yang diberikan oleh pemakai. Hold down lug (angkur) di pasang pada tank untuk memastikan bahwa tank tidak akan bergeser dari dudukannya
Universitas Mercu Buana Fakultas Teknik
46
11. Lifting Lugs Lifting lugs dianjurkan untuk dipasang pada tank dengan berat lebih dari 500 lb (227 kg).
12. Susunan Laminasi yang disyaratkan. Bagian-bagian tank yang terdiri dari bottom, silinder shell, roof susunan laminasinya terdiri dari lapisan corrotion barrier, lapisan dalam, dan lapisan utama.
Gambar 2.25 Tipe/susunan laminasi fiber glass
a. Permukaan lapisan dalam (inner surface) Lapisan dalam digambarkan sebagai lapisan tahan kimia, yang mrupakan lapisan yang jenuh resin dan memiliki ketebalan antara 0.01 inc sampai 0.02 inc (0.25 – 0.5 mm) dan diperkuat dengan mat glass tahan kimia ataudengan lapisan fiber organic (surface mat) (biasanya kandungan glass kurang dari 20% berat total)
b. Lapisan dalam (inner Layer) Lapisan ini digambarkan sebagai kelanjutan dari permukaan dalam yang tahan corrosi dengan susunan resin dan cop strand mat Universitas Mercu Buana Fakultas Teknik
47
minimal 2 lapisan atau setara dengan 3 oz/ft2 (0.92 kg/m2) masingmasing lapisan mat diharuskan dilapis/dirol hingga merata. Kombinasi ketebalan antara inner surfa dan inner layer tidak boleh kurang dari 0.1 inc (2.5 mm) dengan kandungan glass maksimal 27 +/- 5% dari berat. Derajat kekerasan dari lapisan dalam ini dapat ditunjukkan oleh barchol test pada permukaan dalam, disyaratkan minimal 90 % dari minimal spesifikasi kekerasan resin kering. c. Lapisan Utama (structur layer) i. Structur layer filament winding. Lapisan yang menggunakan continous strand roving yang ketebalannya memerlukan perencanaan yang baik. Ketebalan tank dari lapisan filament winding ini bervariasi sesuai dengan ketinggian
tank,
dan
sering
dijumpai
pada
bermacan
ketinggian. Jika disyaratkan menahan beban longitudinal maka disarankan
untuk
menambah
dengan
woven
roving,
unidirectional mat atau chop strand mat pada saat winding sehingga akan menambah kekuatannya. Kandungan glass pada lapisan structural ini bisa jadi 50 – 80% dari berat total (Filament winding).
ii. Contact molding structural layer Struktur utama yang menggunakan tipe ini adalah untuk bagian cover dan bottom
Universitas Mercu Buana Fakultas Teknik
48