PERANCANGAN PABRIK: SELEKSI BAHAN MESIN DAN BANGUNAN

PERANCANGAN PABRIK:

SELEKSI BAHAN MESIN DAN BANGUNAN Dr. Ir. Susinggih Wijana, MS.

Lab. Teknologi Agrokimia, Jur Teknologi Industri Pertanian Universitas Brawijaya

Email: [email protected] 1.1. PENDAHULUAN PENDAHULUAN -- Pengantar Pengantar -- Tujuan Tujuan

1. PENDAHULUAN 1.1 Pengantar

Saat ini industri merupakan salah satu penggerak roda perekonomian suatu negara, baik negara itu merupakan negara berkembang atau negara maju sekalipun. Dalam hal ini industri memberikan cukup banyak kontribusi terhadap perkembangan suatu negara, dimana negara dapat dikatakan berkembang jika kegiatan industri didalamnya mengalami kemajuan yang baik. Dewasa ini, dengan adanya persaingan pasar bebas menuntut sektor industri untuk dapat meningkat-kan efisiensi dalam menghasilkan produk. Pada umumnya setiap industri atau perusahaan, baik industri yang bergerak di bidang jasa maupun produksi mempunyai tujuan yang sama yaitu mencapai keuntungan yang optimal. Ada berbagai pos biaya yang dapat dihemat dan diorganisir dengan baik untuk mencapai tujuan ini. Salah satu cara dalam penghematan biaya produksi adalah dengan melakukan seleksi material atau bahan baku yang baik. Selain itu penghematan biaya yang lain dapat dilakukan dengan mengetahui manajemen bangunan dengan tepat.

4

Minggu 4 SELF-PROPAGATING ENTREPRENEURIAL EDUCATION DEVELOPMENT (SPEED)

2. 2. BAHAN BAHAN MESIN MESIN -- Beberapa Beberapa Aspek Aspek Penting Penting Dalam Dalam Ilmu Bahan BahanDalam Pemilihan Bahan - Ilmu Kesalahan - Kesalahan Dalam Pemilihan 3. BANGUNAN Bahan 3. BANGUNAN

MODUL

Perancangan Pabrik/ Seleksi Bahan Mesin dan Bangunan

Brawijaya University

2012

1.2 Tujuan a. Memberikan informasi mengenai bahan mesin dalam perancangan pabrik b. Memberikan informasi mengenai bangunan dalam proses perancangan pabrik

2. BAHAN MESIN Material-material pabrikasi dalam industri dapat diklasifikasikan menjadi 2 golongan, yaitu metal (logam) dan nonmetal (bukan logam). Material pabrikasi golongan metal (logam) dibagi menjadi 2, yaitu logam murni (hanya terrdiri dari satu jenis atom), contoh (Fe) murni, tembaga (Cu) murni; dan logam paduan atau metal alloy (terdiri dari dua atau lebih jenis atom). Sedangkan, materi non logam terdiri dari, non metal inorganik (misalnya glass, fused silica, stoneware) dan non metal organik (misalnya plastik, karet, dan kayu). Pemilihan material pabrikasi ini berdasarkan karakteristiknya agar tidak adanya interaksi antara peralatan dengan lingkungannya.

a. Logam Besi (Ferro, Fe) Bahan logam ferro mengandung karbon antara 0 sampai 4,5%, dan dibagi atas tiga golongan yaitu: a. Besi dengan kadar karbon; 0 sampai 0,008% b. Baja dengan kadar karbon; 0,008% sampai 2,0% c. Besi cor dengan kadar karbon; 2,0 sampai 4,5% b. Logam Bukan Besi (Non-Ferro) Logam non ferro yaitu logam yang tidak mengandung unsur besi (Fe). Kurang lebih 20% dari logam yang diolah menjadi produk industri merupakan logam bukan-besi (nonferro). Indonesia merupakan salah satu Negara emas dan aluminium. Dalam keadaan murni logam bukan besi memiliki sifat yang cukup baik, namum untuk meningkatkan Page 2 of 8



2012

kekuatannya umumnya dicampur dengan logam lain sehingga membentuk paduan. Ada beberapa ciri-ciri sifat bukan logam (non-ferro), diantaranya adalah: a. Tahan terhadap korosi (pengkaratan) b. Mempunyai daya hantar listrik yang baik c. Mudah dibentuk penghasil logam bukan besi (non-ferro) yang cukup banyak meliputi; timah putih, tembaga, nikel. c. Bahan Non Logam Bahan non logam adalah suatu bahan teknik yang tidak termasuk ke dalam kelompok logam yang didapat dari bahan galian, tumbuhan atau hasil dari proses pengolahan minyak bumi. Bahan non-logam dapat terdiri dari bahan organik dan bahan an-organik. Bahan organik seperti kayu, kertas, plastik, karet, kulit, kapas dan sebagainya, sedangkan bahan an-organik seperti; batu, pasir, semen, keramik, gelas, grafit dan sebagainya. Bahan-bahan non logam antara lain asbes, karet dan plastik. Penentuan bahan yang tepat untuk kegunaan tertentu pada dasarnya merupakan gabungan dari berbagai sifat, lingkungan dan cara penggunaan sampai di mana sifat bahan dapat memenuhi persyaratan yang telah ditentukan. Beberapa sifat teknis yang harus diperhatikan sewaktu pemilihan bahan: Tabel Sifat teknis bahan yang perlu diperhatikan dalam pemilihan bahan. No Sifat teknis bahan 1 Sifat Mekanis Modulus elastisitas, Batas mulur, Kekuatan tarik, Keuletan, Kekuatan impak, Tahan aus, Perbandingan kekuatan/berat Daya Tahan Terhadap: Tekuk, Torsi, Geser 2

Sifat Yang Diperlukan Selama Proses Pembentukan - Mampu mesin (machinability), Mampu las (weldability), Karakteristik pengerjaan dingin, Karakteristik pengerjaan panas

3

Sifat-Sifat Yang Penting Sehubungan Dengan Pengaruh Lingkungan - Daya Tahan Korosi;Lingkungan Biasa (Di bawah pengaruh unsurunsur kimia, minyak, gemuk, pelumas, korosi lubang, dsb); Daya tahan panas- Ketahanan aus; Pelapukan

Pemilihan bahan pada akhirnya ditentukan oleh berbagai hal yang telah disebutkan tadi termasuk cara-cara pembuatan atau pembentukannya.

2.1 BEBERAPA ASPEK PENTING DALAM ILMU BAHAN a. Paduan Paduan adalah proses pencampuran dua logam atau lebih, untuk memperoleh sifatsifat yang lebih baik dari bahan hasil paduan. Dengan memadukan dua bahan atau lebih maka dimungkinkan didapat logam paduan yang kuat. Tembaga dan timah adalah logam lemah, sedangkan perunggu; paduan dari tembaga dan timah adalah bahan yang kuat. Begitu juga paduan aluminium dengan tembaga akan menghasilkan paduan duralumin yang relatif lebih kuat. Besi murni adalah bahan yang empuk, sedangkan zat arang

Page 3 of 8



2012

adalah rapuh, sedangkan paduan antara besi murni dengan zat arang (karbon) disebut baja. Baja adalah bahan logam yang sangat keras dan liat. b. Pengolahan Panas Pengolahan panas juga merupakan aspek penting dari ilmu bahan. Dengan pengolahan panas, akan didapatkan sifat-sifat yang lebih baik dari bahan. Contohnya dengan memanaskan baja dengan cepat sekitar 800oC dan kemudian mendingin-kannya dalam minyak atau air, baja akan menjadi lebih. Istilah lain dari pengolahan panas ini disebut juga dengan “menyepuh panas”. Pengolahan panas lain adalah antara lain memurnikan, menkarbonkan, menitrasikan dan memijarkan. c. Penguatan Penguatan atau pengokohan adalah cara ketiga untuk memperoleh sifat-sifat yang lebih baik. Pengokohan terjadi pada tiap perubahan bentuk dalam keadaan dingin. Contoh-contoh bentuk perubahan bentuk dalam keadaan dingin adalah menempa dingin, mencanai dingin dan menarik dingin. d. Ditempa dan Dicanai Proses pembuatan dari bahan baku hingga menjadi jadi produk yang dapat dijual di pasaran dapat berlangsung dengan menggunakan palu-tempa atau dengan menggunakan canai. Produk yang dihasilkan disebut dengan logam tempa dan logam canai. Logam yang ditempa dan logam yang dicanai disebut juga logam remas. Logam yang ditempa masuk ke pasaran dalam bentuk benda tempa dan logam yang dicanai antara lain dalam bentuk pelat, batang, profil dan pipa. e. Dituang Proses penuangan adalah proses memasukan logam cair ke dalam cetakan tertentu. Berbagai produk akhir yang bentuk akhirnya sedemikian rumit, maka proses pembuatannya lebih baik dengan proses penuangan. Proses penuangan banyak kita jumpai pada pembuatan bak verseneling engine mobil, piston, dan berbagai produk akhir yang bentuknya sangat rumit.

2.2 KESALAHAN DALAM PEMILIHAN BAHAN Pemilihan material pabrikasi yang akan digunakan, harus diperhitungkan karakteristik interaksi yang mungkin terjadi antara peralatan dengan lingkungannya. Tetapi dalam praktiknya, peralatan mengalami kegagalan jauh sebelum waktunya. Mekanisme penyebab kegagalan yang terjadi pada berbagai industri, diantaranya: No 1 2 3 4 5 6 7 8

Mekanisme Kegagalan Korosi Fatik Patah Overload Korosi temperature tinggi Stress corrosion cracking Stress rupture Aus Page 4 of 8

% 29 25 16 11 7 6 3 3



2012

Dari kegagalan yang sering terjadi, maka dipilih material pabrikasi dengan kegagalan yang minimal. Salah satu material pabrikasi dengan kegagalan minimal yaitu stainless steel. Baja stainless merupakan baja paduan yang mengandung minimal 10,5% Cr. Sedikit baja stainless mengandung lebih dari 30% Cr atau kurang dari 50% Fe.Daya tahan Stainless Steel terhadap oksidasi yang tinggi di udara dalam suhu lingkungan biasanya dicapai karena adanya tambahan minimal 13% (dari berat) krom. Krom membentuk sebuah lapisan tidak aktif Kromium(III) Oksida (Cr2O3) ketika bertemu oksigen. Lapisan ini terlalu tipis untuk dilihat, sehingga logamnya akan tetap berkilau. Logam ini menjadi tahan air dan udara, melindungi logam yang ada di bawah lapisan tersebut. Fenomena ini disebut Passivation dan dapat dilihat pada logam yang lain, seperti pada alumunium dan titanium.

www.thomasnet.com

www.bornrich.com

Pada dasarnya untuk membuat besi yang tahan terhadap karat, krom merupakan salah satu bahan paduan yang paling penting. Untuk mendapatkan besi yang lebih baik lagi, dintaranya dilakukan penambahan beberapa zat-zat berikut: penambahan molibdenum (Mo) bertujuan untuk memperbaiki ketahanan korosi pitting dan korosi celah Unsur karbon rendah dan penambahan unsur penstabil karbida (titanium atau niobium) bertujuan menekan korosi batas butir pada material yang mengalami proses sensitasi. Penambahan kromium (Cr) bertujuan meningkatkan ketahanan korosi dengan membentuk lapisan oksida (Cr2O3) dan ketahanan terhadap oksidasi temperatur tinggi. Penambahan nikel (Ni) bertujuan untuk meningkatkan ketahanan korosi dalam media pengkorosi netral atau lemah. Nikel juga meningkatkan keuletan dan mampu bentuk logam. Penambahan nikel meningkatkan ketahanan korosi tegangan. Penambahan unsur molybdenum (Mo) untuk meningkatkan ketahanan korosi pitting di lingkungan klorida. Unsur aluminium (Al) meningkatkan pembentukan lapisan oksida pada temperature tinggi.

3. BANGUNAN Bangunan digunakan untuk berbagai aktivitas, dan disesuaikan dengan keperluan pemilik atau penggunanya. Sifat dan luasan kerja bangunan akan lebih besar atau lebih kecil tergantung kebutuhan bangunan, pemilik atau pengguna, dan serta seberapa banyak hal tersebut merubah bangunan dan fasilitasnya. Perkembangan khusus dan terkini seperti pendekatan yang meliputi Occupancy Cost Appraisal and Profiling (OCAP), dikembangkan oleh kelompok kerja/pelaksana bangunan.

Page 5 of 8



2012

Ini merupakan pendekatan untuk memperkirakan dan mengoptimalkan biaya kepemilikan bangunan yang berdasarkan 4 unsur: a. b. c. d.

Auditing ketahanan Biaya riwayat pemeliharaan Audit energy Survey kondisi

Pemilihan Lokasi Bangunan Dalam memilih lokasi bangunan hendaklah diperhatikan apakah ada sumber pencemaran yang berasal dari lingkungan. Sebaiknya dipilih lokasi di mana tidak ada risiko pencemaran lingkungan. Bila karena perubahan struktur tanah, atau perencanaan kota, lingkungan pabrik tidak dapat dihindarkan dari pencemaran hendaklah diambil tindakan sebagai berikut:

Lingkungan Bentuk Cemaran misalnya : Udara Berbagai jenis debu, misalnya debu jalan, debu dari industri lain dan partikel pestisida. Tanah Bekas timbunan sampah dan bahan kimia.

Air tanah

- Bekas timbunan bahan kimia. - Air sadah air yang mengandung zat koloid. - Mikroba patogen.

Tindakan Pencegahan misalnya : melengkapi sistem ventilasi dengan saringan udara awal dan saringan udara akhir yang masing-masing mempunyai efisiensi 30-40 % dan 90-95 % (diukur menurut ASHRAE)

- konstruksi bangunan yang kokoh dan kedap air sesuai dengan per-aturan bangunan yang berlaku; - bebas dari rembesan air, serangga, binatang pengerat serta dari kontaminan lain; dan - dilengkapi dengan saluran pem-buangan air yang efektif untuk mencegah banjir. - semua bekas timbunan bahan harus digali dan dibuang sesuai dengan peraturan pemerintah yang berlaku, bekas penimbunan ini hendaklah dinetralisasi (misal: dengan kapur tohor); - pelunakan air; - sedimentasi dan penyaringan; - disinfeksi misal: dengan klorinasi

Page 6 of 8



2012

Konstruksi bangunan hendaklah memenuhi syarat dan peraturan yang berlaku untuk bangunan. Hendaklah diadakan sarana perlindungan seperlunya terhadap:

Lingkungan

Tindakan Pencegahan antara lain dengan Cuaca - memberikan cat tahan cuaca pada tembok; - memasang alat penyerap kelembaban udara secara pendinginan atau secara penyerapan oleh bahan kimia yang higroskopis. Banjir - mendesain letak bangunan dibuat cukup tinggi terhadap permukaan air banjir; - memasang saluran pembuangan air yang efektif. Rembesan air - memasang saluran pembuangan air yang efektif; - membuat pondasi dan lantai bangunan yang tahan rembesan air sesuai dengan tehnik bangunan yang berlaku. Masuk dan - memasang saringan udara pada alat pengendali udara; bersarangnya - memasang kawat kasa dan/atau tirai plastik; binatang - melaksanakan pest control. Lihat contoh: kecil, tikus, · Protap Pemusnahan / Pencegahan Serangga, burung, · Protap Pemusnahan/Pencegahan Tikus serangga dan hewan lain

REFERENSI Gunn, R., ed. 1997. Duplex Stainless Steels – Microstructure,Properties and Applications. Abington :Cambridge England. Kurniawan, Dhadang Wahyu & Teuku Nanda, S.S . (2012) Teknologi Sediaan Farmasi. Purwokerto : Laboratorium Farmasetika Unsoed Packer, D. B. 1979. Handbook Of Stainless Steel. New York:Mc-GrawHill

PROPAGASI A. Latihan dan Diskusi (Propagasi vertical dan Horizontal) 1. Bandingkan layout bangunan untuk industri skala kecil dan besar? 2. Diskusikan manfaat penggunaan stainless steel dalam pembuatan alat!

Page 7 of 8



B. Pertanyaan (Evaluasi mandiri) 1. Sebutkan klasifikasi logam besi! 2. Sebutkan dan jelaskan kesalahan dalam pemilihan bahan! 3. Apa saja yang perlu diperhatikan dalam pemilihan lokasi bangunan!

Page 8 of 8

2012

PERANCANGAN PABRIK: SELEKSI BAHAN MESIN DAN BANGUNAN

Recommend Documents