JURUSAN TEKNIK PERENCANAAN DAN KONSTRUKSI KAPAL POLITEKNIK PERKAPALAN NEGERI SURABAYA ITS
PROPOSAL TUGAS AKHIR
I. RINGKASAN I.1. PENGUSUL a. Nama
: Rini Susanti Eka Tias Maslika
(6107030001) (6107030008)
b. Jurusan/Program Studi
: Teknik Perencanaan dan Konstruksi Kapal
c. Semester
: V (Lima)
I.2. MATERI TUGAS AKHIR A. JUDUL ANALISA PENGARUH RATIO KOMPOSISI POLYURETHANE TERHADAP VOLUME MENGEMBANGNYA POLYURETHANE DAN KONDUKTIVIT AS PANAS B. ABSTRAK Pada penelitian ini di lakukan analisa pengaruh ratio komposisi polyurethane terhadap volume mengembangnya polyurethane dan konduktivitas panas. Di dalam penelitian ini menggunakan metode comparasi/perbandingan percobaan dan perhitungan. Metode ini kita ambil karena lebih akurat dan efisien. Sasaran atau tujuan dalam penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh ratio komposisi polyurethane terhadap volume mengembangnya polyurethane dan konduktivitas panas pada masing- masing spesimen. Penelitian ini akan di lakukan di Laboratoriun fisika dan Bengkel Non Baja.
Kata kunci :Polyurethane, Konduktivitas,Insulasi
1
C. TEMPAT PELAKSANAAN Tempat yang direncanakan untuk pelaksanaan tugas Akhir ini adalah :
Laboratorium Fisika
Perpustakaan Politeknik Perkapalan Negeri Surabaya
Perpustakaan Pusat ITS
Bengkel Kapal Non Baja
D. LATAR BELAKANG Dunia Perkapalan berkembang semakin pesat seiring di temukannya berbagai penemuan-penemuan dalam bidang perkapalan, khususnya bahan pembuat kapal. Saat ini kapal tidak hanya terbuat dari baja maupun kayu tetapi sudah menggunakan bahan baru yaitu Glass Fibre Reinforced Plastic (GFRP). Hal ini dilakukan karena bahan tersebut tahan terhadap korosi. Bahkan sekarang pembuatan peti penyimpanan ikan para nelayan juga sudah memakai bahan dasar FRP. Hal ini dikarenakan penyimpanan ikan dalam peti yang menggunakan bahan dasar kayu sangat merugikan nelayan. Ikan hasil tangkapannya akan lebih mudah membusuk. Agar hal itu tidak terjadi maka,sekarang ini dibuat peti penyimpanan ikan dengan material FRP yang dilapisi Polyurethane atau bisa disebut ”PETI BERINSULASI”. Dalam PENGARUH
tugas
akhir
kami
RATIO
mengambil KOMPOSISI
judul
”ANALISIS PENYUSUN
POLYURETHANE TERHADAP VOLUME MENGEMBANGNYA POLYURETHANE
DAN KONDUKTIVITAS
PANAS” dengan
tujuan untuk memberikan kontribusi bagi para desainer dalam merencanakan peti penyimpanan ikan dengan bahan polyurethane agar menghasilkan hasil yang maksimal. Polyurethane sebagai salah satu pembentuk (core) pada komponen pembentuk kapal fiberglass, selama ini mempunyai fungsi menentukan bentuk-bentuk komponen pada kapal fiberglass seperti konstruksi gading dan insulasi pada sekat suhu rendah kamar penyimpanan ikan pada kapal ikan. Polyurethane yang digunakan
2
sebagai pembentuk (core) tersebut terdiri dari campuran polyurethane A dan B sehingga jika dicampur dengan perbandingan tertentu memungkinkan munculnya sifat-sifat baru. Pada penelitian ini menitikberatkan pada komposisi penyusunan polyurethane sebagai komponen untuk menentukan sifat fisik polyurethane seperti volume mengembangnya polyurethane dan konduktivitas panas. Disini kita menggunakan 4 (empat) percobaan dengan perbandingan antara polyurethane (A dan B) yaitu 1:1 ,1:3 ,1:5 ,dan 1:7 . Dari perbandingan tersebut sehingga kita dapat mengetahui komposisi polyurethane yang maksimal. Agar dapat mengetahui komposisi secara tepat perlu dilakukan penelitian sehingga didapat data yang signifikan sebagai dasar pembuatan bentuk komponen kapal fiberglass. Dari percobaan yang kita lakukan, akan dapat mengetahui pengaruh ratio komposisi penyusun polyurethane (A dan B) terhadap volume mengembangnya polyurethane dan konduktivitas panas.
E. PERUMUSAN MASALAH Dalam mengerjakan tugas akhir ini ada beberapa permasalahan yang harus diselesaikan, permasalahannya antara lain : 1.
Berapa besar perbandingan Polyurethane (A dan B) untuk menghasilkan hasil yang maksimal
2.
Apakah pengaruh komposisi Polyurethane (A dan B) terhadap volume mengembangnya Polyurethane dan konduktivitas panas
F. BATASAN MASALAH Untuk memfokuskan permasalahan yang akan diangkat dengan tujuan untuk terlaksananya perencanaan dengan baik maka dilakukan pembatasan masalah. Batasan-batasan masalah tersebut diantaranya adalah:
3
1. Penggunaan busa kaku urethane untuk konstruksi kapal fiberglass dan insulasi pada sekat suhu rendah kamar penyimpanan ikan pada kapal ikan 2. Pengujian polyurethane dengan menggunakan uji pengembangan volume dan konduktivitas panas G. TUJUAN PENULISAN Tujuan penulisan Tugas Akhir ini adalah: 1. Mengetahui
perbandingan
polyurethane
(A
dan
B)
untuk
mendapatkan hasil yang maksimal 2. Mengetahui pengaruh perbandingan komposisi polyurethane (A dan B) terhadap volume pengembangan material dan konduktivitas panas. H. MANFAAT TUGAS AKHIR Hasil penelitian yang dilakukan diharapkan memberikan manfaat diantaranya: 1. Dapat mengetahui ratio komposisi polyurethane untuk dapat memperkirakan
bahan-bahan insulasi yang digunakan.
2. Dapat mengetahui ratio komposisi Dapat mengetahui pengaruh perbandingan komposisi terhadap volume mengembangnya dan konduktivitas. II. TINJAUAN PUSTAKA 7.1 Polyurethane Polyurethane merupakan polimer yang terdiri dari gugusan : H-O ׀׀ ׀׀ -N-C-OYang di bentuk melalui reaksi diisocyanate dan glycol : OCNRCNO+x HOR ‘OH - OCONHRNCOOR' Hal yang perlu di perhatikan terhadap organik isocyanates adalh racun yang terkandung dalam uap air yang terhirup oleh tubuh /seketika di serap
4
melalui kulit kita. Selain itu harus terdapat ventilasi yang cukup maupun pemakaian sarung tangan apabila akan berhubungan dengan organik isocyanates. Sebagai material yang unik polyurethan bersifat kenyal seperti karet yang di kombinasikan dengan ketahanan dan kekerasan seperti metal. Sebab urethane (sebutan polyurethane oleh kebanyakan orang ) juga menyediakan keleluasaan tingkat kekerasan , sehingga para perencana dapat menggantikan karet ,plastik, dan metal dengan hambatan abrasi akhir da sifat fisis yang tinggi. Banyak aplikasi yang menggunakan material ekstra keras ini untuk memperpendek waktu penghentian mesin-mesin produksi, waktu pemeliharaan, dan ongkos komponen dalam pemecahan yang menyangkut nilai sebelumnya. Urethane memiliki goresan dan tahanan yang lebih baik di bandingkan karet ketika kapasitas beban muat bearing tinggi di bandigkan dengan plastik, urethane memberikan pengaruh yang kuat pada tahanan dan kestabilan dan kesempurnaan sifat.Urethanes dapat menggantikan metal yang terdapat dalam lengan bearing, plat, gigi jentera, alat penggulung, dan bagian-bagian lainnya dengan manfaat seperti mrngurangi beban, meredam suara dan meningkatkan pemakaian atas barang. Tak peduli bagaimana polyurethnae dapat di ubah, ilmu kimia dasar yang merupakan hasil dari orang genius, Prof.Dr.Otto Bayer (1902-1982). Beliau di kenal sebagai ‘ Bapak ‘ industri polyurethane dalam menemukam proses penambahan diisocyanate. Banyak keuntungan
yang di dapat
dalam
penggunakaan polyurethane di antaranya : 1. Anti gores / lecet
5
Komponen yang di buat dari polyurethane akan bertahan lebih lamadi bandingkan material lain. Telah di buktikan oleh keunggulan karet plastic dan bahan metal di dalam aplikasinya. 2. Tahan terhadap minyak dan pelarut Polyurethane mempunyai perlawanan yang sempurna terhadap minyak, bahan pelarut, gemuk, bensin dan pelumas. 3. Beban bearing Polyurethane mempunyai beban bearing yang lebih tinngi di banding karet konvensional. Karekteristik ini mencerminkan sebagai material ideal untuk roda, kopling, bantalan, bantalan getar, bantalan mesin, dan perluasan sambungan. 4. Kerusakan tahanan Kekuatan hancur bahan lebih tinggi dari pada karet. Sebagai hasilnya polyurethane lebih sering di gunakan sebagai sabuk pengendara, sekat rongga, penutup rol, bantalan potong, packing, dan pesawat kapal. 5. Ketahanan cuaca Polyurethane memiliki perlawanan khusus terhadap oksigen,ozon cahaya matahari dan kondisi umum cuaca. 6. Peredam suara yang bagus Urethane yang keras ini digunakan sebagai roda gigi untuk mengurangi suara yang kurang enak.Sedangkan urethane yang lembut digunakan untuk menggantikan karet untuk memperbaiki suara atau mengurangi getaran.
6
7. Memperpanjang umur barang Banyak formula menawarkan jumlah umur barang yang sangat tinggi dan diharapkan umur barang lebih lama dari material elastomer yang lain. Bubuk sepatu boat,sekat rongga,sabuk,kopling dan produk serupa dibuat dari urethane.
8. Sifat electric Polyurethane memiliki daya sekat terhadap sifat elektrik dengan sempurna dan digunakan sebagai cetakan perakitan kabel dan kawat. 9. Ketahanan terhadap panas dan dingin Penggunaan berlanjut diatas suhu 225 F maupun penggunaan urethane
pada
air
panas
diatas
suhu
157 F tidaklah
direkomendasikan. Pada temperature rendah,polyurethane akan mudah
turun
menuju
suhu
-90 F .
Pengerasan
terhadap
polyurethane akan berangsur- angsur terjadi pada suhu 0 F,tetapi tidak akan menjadi nyata hingga temperature rendah di capai. 7.2 Tinjauan Umum Tentang Konduktivitas Panas
7.2.1 Perpindahan panas Perpindahan panas dapat didefinisikan sebagai perpindahan energi dari suatu daerah ke daerah lainnya sebagai akibat dari beda suhu antara daerah-daerah
tersebut.Secara
pokok
ada
3
macam
perpindahan
panas,yaitu konduksi ,konveksi, dan radiasi.
7
Didalam perencanaan yang berhubungan dengan proses pengaturan udara perpindahan panas merupakan hal yang sangat penting,karena menyangkut penambahan beban kalor dan kenyamanan kondisi udara.
7.2.2 Konduksi Konduksi atau hantaran adalah proses dimana panas mengalir dari daerah yang bersuhu tinggi ke daerah yang bersuhu rendah melalui suatu medium padat, cair, gas atau medium yang berlainan yang bersinggungan secara langsung.Persamaan laju perpindahan panas secara konduksi pada umumnya di nyatakan dengan persamaan deferensiasi sebagai berikut :
qx = -k.A. dt/dx
(persamaan 1)
Dimana : k
= konduktivitas termal bahan (W/m C )
dt/dx = Gradien suhu pada penampang tersebut yaitu laju perubahan suhu T terhadap jarak dalam arah aliran panas ( C / meter ) q
= laju perpindahan kalor (Kjh 1 )
A
= luas penampang yang di aliri panas secara konduksi yang di ukur tegak lurus terhadap arah aliran panas (m 2 )
Tanda negatif menunjukkan hokum kedua thermodinamika bahwa perpindahan energy dari medium yang bertemperatur rendah.
Qdx = -k.A.dt QL = k.A. (Th-Tc) atau Q = I/R (Th- Tc) Dimana : R = Tahanan perpindahan panas ( C / W ) Th= Suhu permukaan yang panas ( C ) Tc=Suhu permukaan yang lebih dingin ( C ) Atau bentuk lain
8
Q = U.A (Th- Tc) Dimana: U = Koefisien perpindahan panas menyeluruh (W/m C )
Gmb.Alat Percobaan Konduktivitas Panas
7.3 Tinjauan Umum Tentang Volume Volume dari benda merupakan isi dari suatu benda yang dapat diketahui dengan menggunakan rumus yang sangat sederhana sesuai bentuk atau medium dimana benda tersebut berada. Besarnya volume specimen di dapat dari rumusan sbb : V=
m
Dimana : V = Volume spesimen ( m 3 ) M = massa dari spesimen ( kg )
= massa jenis benda ( kg/m 3 ) 7.4 Tinjauan Umum Tentang Bahan isolasi
Bahan isolasi adalah bahan yang mempunyai nilai konduktivitas termal rendah sehingga bahan tersebut hambatannya tinggi untuk mengalirkan
9
kalor. Pada suatu atau wadah penyimpanan ikan,isolasi panas mengurangi kalor yang mengalir dari luas palkah yang bersuhu tinggi kedalam palkah yang bersuhu rendah. Pada konstruksi palkah yang tidak baik teknik insulasinya,bahan insulasi itu dipasangkan langsung ke kulit kapal yang terbuat dari kayu,baja atau bahan lainnya. Teknik pemasangan yang baik adalah sesudah kulit kapal disediakan rongga udara ( antara kerangka kapal ), menyusul dipasang bahan penahan insulasi lalu lapisan insulasi,dan akhirnya ditutup dengan lapisan penutup palkah. Teknik pembuatan insulasi ruangan tempat penyimpanan ikan dapat dikatagorikan menjadi dua metode pembuatan yaitu : 1. Metode penginjeksian Dimana polyurethane yang belum menjadi busa urethane di injeksikan melalui
sisi-sisi
lambung kapal.Beberapa menit
polyurethane mengembang ke seluruh celah antara dinding dalam ( kayu )dengan dinding pencetak. 2. Metode laminasi Bahan insulasi (Polyurethane) terlebih dahulu di cetak dalam bagian-bagian yang kemudian di tempelkan pada dinding dengan menggunakan perekat. Untuk menghindari menempelnya ikan dan terserapnya air secara langsung pada dinding insulasi maka dinding insulasi tersebut di lapisi dengan aluminium. Pada insulasi ruang muat dengan metode penginjeksian bahan insulasi (busa urethane kaku) di harapkan dalam penggunaanya pada suhu antara -22
F (-30 C ) sampai 225 F (107 C ) di atur dalam ASTM pada volume
04.06/C 1029-90.
10
Beberapa contoh nilai konduktivitas termal dari papan sekat insulasi: Termal Conductance ( c ) 1
(Kjh .m
1
K.
1
)
15.552 9.792 7.344 4.896 3.888 3.06 2.448
Nominal Thickness (mm) 13 30 25 40 50 65 75
Sumber ASTM Volume 04.06/C 984
11
III. METODOLOGI
Flow Chart Pengerjaan Tugas Akhir
12
Dalam pengerjaan Tugas Akhir ini ada beberapa langkah pendekatan yang kita lakukan dalam usaha memperoleh hasil yang akan kita capai.
1. Study literatur Penelitian kepustakakaan ini kami lakukan dengan cara mengumpulkan data dan referensi dari literatur-literatur di perpustakaan,internet dan wawancara di lapangan.Data yang di ambil berupa teori yang mendasari pengetahuan tentang Polyurethane dan tes mengenai uji volume, maupun konduktivitas panas
2. Pembuatan specimen untuk 4 macam percobaan Dalam pembuatan specimen kami akan melakukan 4 kali percobaan,dengan perbandingan antara polyurethane (A dan B) 1:1 ,1:3,1:5,1:7 .
3. Pengujian specimen Pengujian volume akan dilakukan menggunakan dengan cara memasukkan masing-masing specimen kedalam gelas ukur yang berisi air.Sedangkan pengujian konduktivitas akan dilakukan dengan cara memanaskan specimen dan diukur suhunya dengan thermometer.
4. Analisa data Analisa data akan dilakukan setelah melakukan percobaan dengan membandingkan hasil percobaan dengan perhitungan.
13
BAB IV SISTEMATIKA TUGAS AKHIR I.
DAFTAR ISI
Kata Pengantar.......................................................................................................... Abstrak....................................................................................................................... Daftar Isi. .................................................................................................................. Table Daftar Kegiatan .............................................................................................. BAB I. Pendahuluan ................................................................................................ 1.1
Latar Belakang..................................................................
1.2
Permasalahan ...................................................................
1.3
Pembatasan Masalah.........................................................
1.4
Tujuan Penulisan .............................................................
1.5
Metode Penulisan.............................................................
BAB II. Tinjauan Pustaka ...................................................................................... BAB III. Metodelogi Penelitian .............................................................................. BAB IV. Analisa dan Pembahasan.......................................................................... BAB V. Penutup..................................................................................................... V.1
Kesimpulan ...................................................................
V.2
Saran ..............................................................................
Daftar Pustaka ........................................................................................................ Lampiran ................................................................................................................
14
II.
RENCANA DAFTAR KEGIATAN Bulan keNo.
Rencana Kegiatan 1
III.
1
Survey Lapangan
2
Pengumpulan Data
3
Studi Literatur
4
Percobaan
5
Perhitungan Teori
6
Analisa penelitian
8
Pembuatan Laporan
2
3
4
5
6
DAFTAR PUSTAKA ................, 1994. Annual Book Of ASTM Standart. Feldman, Dovel.1995. Bahan Polimer Kontruksi Bangunan. PT.Gramedia Pustaka Utama:Jakarta. Halliday, David.1985.Fisika Adisi III Jilid I.Erlangga:Jakarta. Kanginan, M.1993.Buku Pelajaran Fisika SMA. Erlangga:Jakarta. Kreith,Franh dan Arko Prijo.1991.Prinsip-prisip Perpindahan Panas. Erlangga:Jakarta.
15
Calon Dosen Pembimbing : 1.
Tanda Tangan (
)
(
)
(
)
(
)
Nip.
2. Nip.
3. Nip.
4. Nip.
Pengusul
Tanda Tangan
1. Rini Susanti Nrp.6107030001
(
)
2. Eka Tias Maslika Nrp.6107030008
(
)
Menyetujui,
Koordinator TugasAkhir
16
LEMBAR PENETAPAN JUDUL Berdasarkan presentasi pengusul dihadapan Team Evaluasi Tugas Akhir, maka: JUDUL: ANALISA PENGARUH RATIO KOMPOSISI POLYURETHANE TERHADAP KOMPOSISI MENGEMBANGNYA POLYURETHANE DAN KONDUKTIVITAS PANAS 1. Nama : Rini Susanti Nrp
: 6107030001
2. Nama : Eka Tias M Nrp
: 6107030008
Dinyatakan : Diterima Diterima dengan syarat Ditolak Diubah menjadi: ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ………………
Surabaya, Mengetahui,
Team Evaluasi TA
Ketua Jurusan TBK
Ketua
Ruddianto, ST,.MT.
(……………………)
NIP: 132 127 156
NIP:
17
