5
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Sistem Pembangkit Tenaga Kelapa Sawit
Sistem pembangkit tenaga adalah merupakan sumber utama penghasil energi baik untuk kebutuhan industri maupun kebutuhan publik lainnya. Dimana sistem ini kebanyakan menggunakan bahan bakar fosil baik itu berbahan bakar gas, cair maupun padat.Di pabrik kelapa sawit di mulai dari boiler, turbin dan bpv sebagai bejana penampung uap sisa dari turbin.Boiler merupakan instalasi penghasil uap yang dipakai untuk menggerakkan turbin uap sebagai pembangkit tenaga di pabrik kelapa sawit. Boiler bekerja mengkonversikan panas yang dihasilkan bahan bakar yang berbentuk uap dan mengandung enthalpy,yang kemudian digunakan untuk menggerakan turbin.
Gambar 2.1 Skema pembangkit tenaga
Menurut (Leylan, 2014) siklus ideal yang mendasari siklus kerja dari suatu pembangkit daya uapadalah siklus Rankine. Siklus Rankine berbeda dengan siklus-siklus udara ditinjau dari fluida kerjanya yang mengalami perubahan fase selama siklus pada saat evaporasi dan kondensasi. Perbedaan lainnya
6
secara termodinamika, siklus uap dibandingkan dengan siklus gas adalah bahwa perpindahan kalor pada siklus uap dapat terjadi secara isotermal.
Boiler yang dijumpai di pabrik kelapa sawit terdiri dari jenis pipa api dan pipa air.Berdasarkan dari jenis uap yang dihasilkan boiler uap dapat dibedakan sebagai penghasil uap jenuh (sarated steam) dan uap kering (superheated steam).
Turbin yang menerima uap panas dari pembakaran boiler akan menghasilkan listrik.Uap buangan turbin dikumpulkan di tabung penyimpan uap dengan tekanan yang sesuai dengan persyaratan exhaust turbin. Tabung tersebut merupakan bejana yang berperan untuk mempertahankan tekanan lawan turbin maka alat ini disebut dengan back pressure vessel (BPV). Umumnya Volume BPV untuk kapasitas 30 ton/jam adalah 10 M3. Uap yang dikeluarkan dari turbin masih serupa kualitasnya seperti yang keluar dari boiler, oleh sebab itu agar uap kering tidak merusak minyak maka perlu dilakukan penjenuhan dengan cara menginjksikan air kedalam BPV.
2.2. Boiler
Boiler adalah bejana tertutup dimana panas pembakaran dialirkan ke air sampai terbentuk air panas atau steam. Prinsip kerja boiler sebenarnya cukup sederhana sama seperti pada saat kita sedang mendidihkan air menggunakan panci. Proses pendidihan air tersebut akan selalu diiringi proses perpindahan panas yang melibatkan bahan bakar, udara, material wadah air, serta air itu sendiri.
Proses perpindahan panas ini mencakup tiga jenis perpindahan panas yang sudah sangat kita kenal yakni konduksi, konveksi, dan radiasi
7
Gambar 2.2 Ilustrasi sederhana boiler
Sumber panas didapatkan dari pembakaran bahan bakar di dalam furnace.
Energi panas ini sebagian akan terpancar secara radiasi ke pipa-pipa evaporator sehingga memanaskan pipa-pipa tersebut. Panas yang terserap oleh permukaan pipa akan secara konduksi berpindah ke sisi permukaan dalam pipa. Di dalam pipa, mengalir air yang terus-menerus menyerap panas tersebut.
Proses penyebaran panas antar molekul air di dalam aliran ini terjadi secara konveksi. Perpindahan panas konveksi antar molekul air, seakan-akan menciptakan aliran fluida tersendiri terlepas dengan aliran air di dalam pipa- pipa boiler. Hal ini berhubungan dengan hukum termodinamika yang menyatakan bahwa energi dari suatu proses dapat bertambah atau bwerkurang oleh pertukaran dengan lingkungan dan diubah dari bentuk satu ke bentuk yang lain didalam sistem itu.
Gas hasil pembakaran yang mengandung energi panas akan terus mengalir mengikuti bentuk boiler hingga ke sisi keluaran. Di sepanjang perjalanan, panas yang terkandung di dalam gas buang akan diserap oleh permukaan tubingboiler dan diteruskan secara konduksi ke air di dalam pipa. Secara bertahap, air akan berubah fase menjadi uap basah (saturated steam) dan dapat berlanjut hingga menjadi uap kering (superheated steam) (Artikel- Teknologi).
8 2.2.1. Klasifikasi boiler
Berbagai – bagai orang mengklasifikasikan ketel uap tergantung pada sudut pandang masing – masing. Dalam buku ini ketel uap diklasifikasikan dalam klas yaitu :
1. Berdasarkan fluida yang mengalir dalam pipa, maka ketel uap uap diklasifikasikan sebagai :
a. Ketel Pipa Api (Fire tube boiler).
b. Ketel Pipa Air (water tube boiler).
Pada ketel api, fluida yang mengalir dalam pipa adalah gas nyala (hasil pembakaran), yang membawa energi panas (thermal energi), yang segera menstransfer ke air ketel melalui bidang pemanas (heating surface). Tujuan pipa - pipa api ini adalah untuk memudahkan distribusi panas (kalori) kepada air ketel. Pada pipa air, fluida yang mengalir dalam pipa adalah air, energi panas ditransfer dari luar pipa (yaitu ruang dapur) ke air ketel.
1. Berdasarkan pemakaiannya, ketel uap diklasifikasikan sebagai : a. Stasioner (Stationary boiler) atau ketel tetap.
b. Modal (Mobile boiler) ketel pipa atau portable boiler.
Yang termasuk stasioner adalah ketel - ketel yang didudukkan diatas fundasi yang tetap, seperti boiler untuk pembangkit tenaga, untuk indutri dan lain - lain yang sepertinya. Yang termasuk ketel mobil, adalah ketel yang dipasang pada fundasi ysng berpindah – pindah (mobil), seperti boiler lokomotif, loko mobil dan ketel panjang serta lain yang sepertinya termasuk ketel kapal (marine boiler).
1.Berdasarkan letak dapur (Furnace positition), ketel uap diklasifikasikan sebagai berikut :
a. Ketel dengan pembakaran didalam (internally fired steam boiler), dalam hal ini dapur berada (pembakaran terjadi) di bagian dalam ketel. Kebanyakan ketel pipa api memakai sistem ini.
9
b. Ketel dengan pembakaran diluar (ourtenally fired steam boiler), dalam hal ini dapur berada (pembakaran terjadi dibagian luar ketel, kebanyakan ketel pipa air memakai sistem ini
2. Menurut jumlah lorong (Boiler tube), ketel diklasifikasikan sebagai berikut:
a. Ketel dengan lorong tunggal (Single tube steam boiler).
b. Ketel dengan lorong ganda (Multi tubuler steam boiler).
Pada single tube steam boiler, hanya terdapat satu lorong saja, apakah itu lorong api atau saluran air saja. Cornis boiler adalah single fire tube boiler dan simple vertical boiler adalah single water tube boiler. Multi fire tube boiler misalnya ketel scotch dan Multi water tube boiler misalnya ketel B & W dan lain – lain.
1. Tergantung kepada poros tutup drum (shell), ketel diklasifikasikan sebagai:
a. Ketel tegak (Vertical steam boiler), seperti ketel cochran, ketel Clarkson dan lain – lain sepertinya.
b. Ketel mendatar (horizontal steam boiler), seperti ketel Cornish, Lancashire, Scotch dan lain – lain.
2. Menurut bentuk dan letak pipa, ketel uap diklasifikasikan sebagai berikut :
a. Ketel dengan pipa lurus, bengkok dan belekak – lekuk (straight, bent and sinous tubuler heating surface).
b. Ketel dengan pipa miring – datar dan miring – tegak (horizontal, inclined or vertical tubuler heating surface).
3. Menurut sistem peredaran air ketel (water circulation), ketel uap diklasifikasikan sebagai berikut :
a. Ketel dengan peredaran alam (natural circulation steam boiler).
b. Ketel dengan peredaran paksa (forced circulation steam boiler).
10
Pada natural circulation boiler, peredaran air didalam ketel terjadi secara alami, yaitu air yang ringan naik sedang yang berat turun, sehingga terjadilah aliran conveksi alami. Umumnya ketel beroperasi secara aliran alami, seperti ketel lancarshire, Babcock & Wilcox dan lain – lain.
Pada ketel dengan aliran paksa (Forced circulation steam boiler), aliranpaksadiperoleh dari sebuah pompa centrifugal yang digerakkan dengan electric motor. misalnya sistem aliran paksa dipakai pada ketel – ketel yang bertekanan tinggiseperti La – Mont boiler, Benson Boiler, Loeffer Boiler dan Velcan Boiler.
4. Tergantung kepada sumber panasnya (heat source) untuk pembuatan uap, ketel uap dapat
5. diklasifikasikan sebagai berikut :
a. Ketel uap dengan bahan bakar alami.
b. Ketel uap dengan bahan bakar buatan.
c. Ketel uap dengan dapur listrik.
d. Ketel uap dengan energi nuklir. (Ir.Syamsir A.muin)
Pada umumnya ketel uap yang dipakai sebagai tenaga penggerak mempunyai ruang api dan ruang berbentuk silinder. Jenis – jenis dapat diklasifikasikan sebagai berikut :
1. Menurut penggunaanya a. Stationary boiler
Jenis ini banyak dijumpai di pabrik – pabrik dan digunakan menetap disuatu tempat. Contohnya : steam power plant dan penghasil uap untuk proses pemanasan / pemisahan di pabrik kelapa sawit dan pabrik gula.
b. Mobile boiler
Ketel uap yang diletakkan dalam body yang dapat berpindah – pindah. Ketel seperti ini di jumpai di kapal – kapal lokomotif dan sebagainya yang sifatnyta bergerak.
11 2. Menurut tekanan kerjanya
a. Low Pressure tekanan 2 – 16 atm.
b. Medium pressure tekanan 17 – 30 atm.
c. High pressure tekanan 31 – 140 atm.
d. Super high pressure tekanan 141 – 225 atm.
e. Super critical pressure tekanan 226 atau keatas.
3. Menurut kandungan pipanya
Yang dimaksud dengan kandungan pipa adalah bahan apa yang mengisis ruangan didalam pipa. Berdasarkan ini ketel uap dibedakan atas :
a. Fire Tube Boiler ( ketel pipa api )
Ketel jenis ini mempunyai pipa – pipa yang didalamnya di alliri oleh api atau gaas panas. Sedangkan bahagian luarnya dikelilingi oleh air didalam drum ketel.
b. Water tube Boiler ( ketel pipa air )
Ketel jenis ini memiliki pipa – pipa yang bahagian dalamnya berisi air yang dipanaskan sedangkan luarnya dikelilingi oleh api atau gas panas.
c. Combi boiler ( kombinasi ketel pipa api dan ketel pipa air )
Ketel jenis ini adalah kombinasi antara ketel pipa api dan pipa air, dimana bagian ruang dapur pipa – pipanya yang bagian dalamnya berisi air dan bagian badan ketel (Boiler proper)pipa – pipanya dialiri oleh api atau gas panas. (PT.Super Andalas Steel)
2.2.2. Konstruksi boiler pipa air
Pipa-pipa air diklasifikasikan kedalam pipa-pipa air boiler proper, pipa- pipa air combustion chamber dan pipa pipa air yang tidak dipanasi (pipa down comer) pipa pipa tersebut terhubung dari drum atas dan drum bawah dengan pembesaran (expanding)Kedua ujung pipa pipa air boiler proper yang di susun tegak lurus antara drum atas dan drum bawah itu di tekuk dan dihubung di kedua drum tersebut. Pipa pipa itu di susun
12
sedemikian untuk menambah perpindahan panas secara kontak langsung.
Pipa pipa air combustion chamber dibagi kedalam beberapa dinidng dinding pipa (tube walls).
Pipa pipa air tersebut adalah pada dinding atap , dinding bagian depan, dinding bagian samping , dinding bagian belakang dan dinding baffle (baffle wall) yang memisah combustion chamber dengan boiler proper.
Pipa pipa pada dinding samping, dinding belakang dan beberapa pipa di dinding depan di susun dengan jarak (pitch) yang sesuai, membangun satu dinding air yang sempurna sebagai satu penutupan / batasan dapur untuk menyerap secara efektif panas radiasi di dalam combustion chamber dan menghindari kehilangan panas. Berikut adalah konstruksi boiler pipa air yang biasa di gunakan di pabrik kelapa sawit
Gambar 2.2.2 konstruksi boiler pipa air
13 2.2.3. Komponen Utama Boiler Pipa Air
Gambar 2.2.3 Prinsip Kerja Steam Drum (Sumber : Thermopedia.com) a. SteamDrum
Steam Drum pada boiler berfungsi sebagai reservoir campuran air dan uap air, dan juga berfungsi untuk memisahkan uap air dengan air pada proses pembentukan uap superheater.
Steam drum memiliki beberapa saluran masuk dan dua saluran keluar.
Air yang masuk ke dalam steam drum memiliki fase campuran antara uap air dan cair. Di dalam steam drum terdapat cyclone separator, bagian ini berfungsi untuk memisahkan antara uap air saturated dengan air. Uap air akan keluar melalui pipa sebelah atas steam drum dan menuju ke boiler untuk dipanaskan lebih lanjut menjadi uap kering.
Sedangkan yang masih berfase cair akan menuju ke raiser tube untuk dipanaskan sehingga berubah fase menjadi uap.
Gambar 2.2.3.1 Prinsip Kerja Cyclone Separator
14
Cyclone separator menjadi bagian paling utama di dalam steam drum.
Di dalam cyclone separator terdapat semacam cakram miring yang dapat berputar terhadap porosnya. Campuran uap air dan air bertekanan terdorong masuk ke dalam sehingga menyebabkan cakram ini berputar.
Efek putaran dan benturan antara fluida dengan cakram tersebut secara alami akan memisahkan air dengan uap saturated, sehingga air akan jatuh ke bawah sedangkan uap air akan naik ke atas. Di bagian atas keluaran steam drum, terdapat plat-plat miring yang disebut eliminator / scrubber. Plat ini juga berfungsi untuk memisahkan air dengan uap sehingga hanya uap saja yang dapat melewati scrubber tersebut.
b. Boiler Water Circulating pump
Boiler Water Circulating Pump (BWCP) mensupply air feedwater dari steam drum ke water wall / raiser tube. Pada boiler sub-kritikal sebenarnya air dapat secara natural mengalir sesuai dengan desain boiler, asalkan saluran perpipaan didesain dengan hambatan yang sangat rendah. Keberadaan BWCP akan memastikan air mengisi seluruh bagian pipa boiler, yang hal ini tidak dijamin dapat dilakukan oleh boiler dengan sistem sirkulasi natural.
Sirkulasi air pada boiler sangat penting untuk diperhatikan, karena selain sebagai fluida kerja air juga berfungsi sebagai media pendingin pipa-pipa boiler. Sedikit saja bagian dari pipa boiler tidak terisi air akibat turunnya head keluaran BWCP, akan sangat fatal akibatnya.
Sebagai contoh mari kita perhatikan salah satu desain BWCP pada sebuah boiler PLTU di atas.
Pompa tersebut berjenis sentrifugal berposisi vertikal dengan satu inlet dan dua outlet. BWCP ini menggunakan sebuah motor listrik khusus yang seporos dengan pompa. Di antara pompa dengan motor tidak dipergunakan sistem sealing semacam gland packing atau mechanical seal, karena temperatur kerja air yang dipompa sudah terlalu tinggi.
15
Untuk mengatasi hal ini, rotor dari motor pompa didesain dapat terendam air dan digunakan pula heat exchanger untuk mendinginkan air di dalam motor.
c. Desuperheater Spray
Uap air superheater yang masuk turbin uap pada sebuah PLTU harus memiliki spesifikasi yang sesuai dengan ketentuan. Temperatur uap air harus dijaga pada angka tertentu sehingga sesuai dengan persyaratan untuk menggerakkan turbin uap. Desuperheater spray adalah sebuah bagian pada boiler yang berfungsi untuk mengontrol temperatur uap superheater maupun reheater keluaran boiler dengan jalan menyemprotkan air padanya. Jumlah air yang disemprotkan ke uap air tersebut dikontrol oleh control valve. Komponen inilah yang berfungsi untuk menjaga agar spesifikasi uap air selalu dalam parameter terbaik.
Gambar 2.2.3.2 Konsep Sistem Desuperheater Spray
Sistem desuperheater mendapatkan input sinyal berupa temperatur uap air keluaran sistem. Sinyal ini diproses sehingga sistem kontrol dapat mengatur besar bukaan control valve yang mensupply air ke sistem. Air yang digunakan haruslah memiliki tekanan yang lebih besar daripada tekanan uap air. Maka digunakanlah air feedwater yang berasal dari outlet Boiler Feedwater Pump.
16 d. Boiler Relief Valve
Boiler relief valve adalah sebuah safety valve yang berfungsi untuk membuang uap boiler pada saat tekanan terlalu berlebihan di atas ketentuan produksi boiler. Hal ini untuk mencegah terjadinya ledakan yang lebih besar yang mungkin diakibatkan oleh tekanan uap superheater yang besar. Boiler relief valve memiliki tekanan kerja tertentu yang sesuai dengan setting yang telah ditentukan sebelum boiler beroperasi. Jika tekanan uap boiler lebih besar daripada tekanan kerja relief valve ini, maka ia akan membuka dan membuang uap air ke atmosfer.
Gambar 2.2.3.3 .Bagian-bagian Boiler Relief Valve f. Gelas Penduga
Gelas penduga berfungsi untuk membaca level air didalam upper drum.
2.3. Perpindahan panas
Perpindahan Kalor adalah bentuk kalor yang dapat berpindah dari benda yang bersuhu tinggi ke benda yang bersuhu rendah. Sedangkan kalor ini merupakan suatu bentuk energi atau dapat juga didefinisikan sebagai jumlah panas yang ada dalam suatu benda.
17 a.Konduksi ( Hantaran)
Perpindahan kalor secara konduksi adalah proses perpindahan kalor dimana kalor mengalir dari daerah yang bertemperatur tinggi ke daerah yang bertemperatur rendah dalam suatu medium (padat, cair, atau gas) atau antara medium –medium yang berlainan yang bersinggungan secara langsung sehingga terjadi pertukaran energi dan momentum. Perpindahan Panas Konduksi pada dinding dapat dilihat pada gambar
\
Gambar 2.3.1 Perpindahan Panas Konduksi pada Dinding (Sumber : J.P. Holman, hal :33)
b.Konveksi (aliran)
Konveksi adalah perpindahan panas karena adanya gerakan/aliran/
pencampuran dari bagian panas ke bagian yang dingin. Menurut cara menggerakkan alirannya, perpindahan panas konveksi diklasifikasikan menjadi dua, yakni konveksi bebas (free convection) dan konveksi paksa (forced convection). Bila gerakan fluida disebabkan karena adanya perbedaan kerapatan karena suhu, maka perpindahan panasnya disebut sebagai konveksi bebas (free/ natural convection). Bila gerakan fluida disebabkan oleh gaya pemaksa/ eksitasi dari luar, misalkan dengan pompa atau kipas yang menggerakkan fluida sehingga fluida mengalir di atas permukaan, maka perpindahan panasnya disebut sebagai konveksi paksa (forced convection). Berikut gambar perpindahan panas konveksi dapat dilihat pada gambar 8.
18
Gambar 2.3.2 Perpindahan Panas Konveksi Sumber : (J.P. Holman, hal: 252) 2.4 . Dasar Thermodinamika
Thermodinamika adalah ilmu tentang energi, yang secara spesific membahas tentang hubungan anatara energi panas dengan kerja.
1. Hukum Thermodinamika I
Hukum thermodinamika pertama menyatakan bahwa energi tidak dapat diciptakan dan dimusnakan tetapi hanya dapat di ubah dari suatu bentuk ke bentuk yang lain. Prinsip tersebut juga dikenal sebagai konversi energi. Hukum pertama dapat dinyatakan secara sederhana : selama interaksi antara sistem harus sama dengan energi yang dilepaskan oleh lingkungan dapat melintas dari suatu sistem tertutup dalam dua bentuk yang berbeda yaitu panas (heat) dan kerja (work).
2. Hukum Thermodinamika II
Menurut pernyataan Kelvin – Plank melihat karakteristik dari sebuah mesin kalor, maka tidak ada sebuah mesin kalor yang dapat mengubahnaya semua menjadi kerja. Keterbatasan tersebut kemudian dibuat sebauh pernyataan oleh kelvin – plank yang berbunyi adalah tidak mungkin untuk sebuah alat dan mesin yang beroperasi dalam sebuah siklus menerima panas dari sebuah reservoir tunggal dan memproduksi sejumlah kerja bensin. Pernyataan kelvi – Plank (hanya diperuntukkan untuk mesin kalor ) diatas dapat juga diartikan sebagai tidak ada sebuah
19
mesin/alat yang berkerja dalam sebuah siklus menerima panas dari reservoir bertemperatur tinggi dan mengubah panas tetrsebut selluruh menjadi kerja bersih atau dengan kata lain tidak ada sebuah mesin kalor yang mempunyai efesiensi 100 %.
Menurut pernyataan Clausius dapat diungkapkan sebagai berikut :
Adalah tidak mungkin membuat sebuah alat yang beroperasi dalam sebuah siklus tanpa adanya efek dari luar untuk menstransfer panas dari media bertemperatur tinggi.
Telah diketahui bahwa panas akan berpindah dari temperatur tinggi ke temperatur rendah. Pernyataan Clausius tidak mengimplikasikakn bahwa membuat sebuah alat siklus yang bertemperatur tinggi adalah tidak mungkin dibuat.
2.5 Maintenance
Produk yang dihasilkan oleh manusia, tidak ada yang tidak mungkinrusak, tetapi usia penggunaannya dapat diperpanjang dengan melakukan perbaikan yang dikenaldengan pemeliharaan. (Anthony, 1992). Oleh karena itu, sangat dibutuhkan kegiatanpemeliharaan yang meliputi kegiatan pemeliharaan dan perawatan mesin yang digunakan dalam proses produksi. Kata pemeliharaan diambil dari bahasa yunani terein artinya merawat, menjaga, dan memelihara.
Pemeliharaan adalah suatu kombinasi dari berbagai tindakan yang dilakukanuntuk menjaga suatu barang dalam, atau memperbaikinya sampai suatu kondisi yang bisaditerima. (Anthony, 1992). Untuk Pengertian Pemeliharaan lebih jelas adalah tindakan merawatmesin atau peralatan pabrik dengan memperbaharui umur masa pakai dan kegagalan atau kerusakan mesin.\
20 a. Tujuan Maintenance
Dengan adanya kegiatan pemeliharaan ini maka fasilitas atau peralatan perusahaan dapat dipergunakan untuk kegiatan produksi sesuai dengan rencana, dan tidak mengalami kerusakan selama fasilitas atau peralatan perusahaan tersebut dipergunakan selama proses produksi. Oleh karena itu, suatu kalimat yang perlu diketahui oleh orang pemeliharaan dan bagian lainnya bagisuatu pabrik adalah pemeliharaan (maintenance) murah sedangkan perbaikan (repair) mahal (Setiawan, 2008).
Menurut Asyari (2007), dalam bukunya manajemen pemeliharaan mesin tujuan pemeliharaan yang utama dapat didefenisikan sebagai berikut:
1. Untuk memperpanjang kegunaan asset
2. Untuk menjamin ketersediaan optimum peralatan yang dipasang untuk produksi dan mendapatkan laba investasi maksimum yang mungkin 3. Untuk menjamin kesiapan operasional dari seluruh peralatan yang
diperlukan dalamkeadaan darurat setiap waktu
4. Untuk menjamin keselamatan orang yang menggunakan sarana tersebut.
b. Pembagian Maintenance
Pemeliharaan menurut Asyari (2007), dalam bukunya Manajemen pemeliharaan mesin membagi pemeliharaan menjadi :
1. Pemeliharaan pencegahan (Preventive Maintenance)
Pemeliharaan pencegahan adalah pemeliharaan yang bertujuan untuk mencegah terjadinya kerusakan, atau cara pemeliharaan yang direncanakan untuk pencegahan. Ruang lingkup pekerjaan preventif termasuk inspeksi,perbaikan kecil, pelumasan dan penyetelan, sehingga peralatan atau mesin-mesin selamaberoperasi terhindar dari kerusakan.
21
2. Pemeliharaan korektif (Corrective Maintenance)
Pemeliharaan korektif adalah pekerjaanpemeliharaan yang dilakukan untuk memperbaiki dan meningkatkan kondisi fasilitas atauperalatan sehingga mencapai standar yang dapat di terima. Dalam perbaikan dapat dilakukanpeningkatan- peningkatan sedemikian rupa, seperti melakukan perubahan atau modifikasirancangan agar peralatan menjadi lebih baik.
3. Pemeliharaan berjalan (Running Maintenance)
Pemeliharaan ini dilakukan ketika fasilitas atau peralatan dalam keadaan bekerja. Pemeliharan berjalan diterapkan pada peralatan- peralatanyang harus beroperasi terus dalam melayani proses produksi.
4. Pemeliharaan prediktif (Predictive Maintenance)
Pemeliharaan prediktif ini dilakukan untukmengetahui terjadinya perubahan atau kelainan dalam kondisi fisik maupun fungsi dari sistemperalatan. Biasanya pemeliharaan prediktif dilakukan dengan bantuan panca indra atau alat-alatmonitor yang canggih.
5. Pemeliharaan setelah terjadi kerusakan (Breakdown Maintenance) Pekerjaan pemeliharaan ini dilakukan ketika terjadinya kerusakan pada peralatan, dan untuk memperbaikinya harusdisiapkan suku cadang, alat-alat dan tenaga kerjanya.
6. Pemeliharaan Darurat (Emergency Maintenance)
Pemeliharan ini adalah pekerjaan pemeliharaan yang harus segera dilakukan karena terjadi kemacetan atau kerusakan yang tidak terduga.
7. Pemeliharaan berhenti (shutdown maintenance)
Pemeliharaan berhenti adalah pemeliharaanyang hanya dilakukan selama mesin tersebut berhenti beroperasi.
8. Pemeliharaan rutin (routine maintenance)
Pemeliharaan rutin adalah pemeliharaan yangdilaksanakan secara rutin atau terus-menerus
22 9. Design out maintenance
Merancang ulang peralatan untuk menghilangkan sumber penyebab kegagalan dan menghasilkan model kegagalan yang tidak lagi atau lebih sedikit membutuhkan maintenance
2.5. Analisa Kegagalan
Kegagalan dapat didefinisikan sebagai kejadian sewaktu komponen tidak lagi mampu memenuhi fungsi pemakaiannya dengan baik dikarenakan patahan atau deformasi berlebih ataupun deteriorasi. Mekanisme kegagalan umumnya merupakan kegagalan bahan yang ditentukan oleh riwayat termomekanis bahan selama pemrosesan dan kondisi pemakaian.
Kegagalan merupakan semua perubahan dalam bagian mesin yang menyebabkannya tidak bisa melakukan fungsinya dengan baik. Tahap- tahap yang mendahului kegagalan akhir adalah kegagalan dini, kerusakan dini semua ini akan membuat bagian atau komponennya menjadi tidak aman untuk pemakaian berikutnya.
2.5.1 Penyebab kegagalan
Penyebab kegagalan biasanya ditentukan dengan mengkaitkannya pada satu atau lebih bentuk kegagalan yang spesifik dan dari sini akan menjadi gagasan utama dari kegiatan analisa kegagalan.
Penyebab kegagalan sering dimonitor dari perancangan, operasi dan pemeliharaan, pada bagian dalam operasi dan pemeliharaan secara tradisional ada penekanannya untuk analisa kegagalan dan pencegahan kegagalan. Pengurangan kegagalan jangka panjang dapat dicapai dengan spesifikasi dan modifikasi rancangan.
Kegagalan pada komponen teknik dapat dikelompokan menjadi tiga bagian :
1) Kegagalan yang disebabkan oleh desain yang salah atau pemilihan bahan yang tidak tepat
23 .
2) Kegagalan akibat pemrosesan yang salah.
3) Kegagalan akibat keausan selama pemakaian.
Disamping tiga cara pembagian penyebab kegagalan seperti disebutkan diatas ada cara pembagian lain yaitu :
a) Kegagalan pada tegangan di atas level desain.
Kegagalan jenis ini paling mudah diperbaiki dan terutama terjadi karena kesalahan, seperti desain yang salah atau penggunaan bahan yang salah , atau karena beban yang lebih.
b) Kegagalan pada tegangan dibawah level desain
Kegagalan ini terjadi karena adanya cacat dianggap sebagai kegagalan beban lebih setempat, karena kondisi tegangan setempat melebihi tegangan desain. Ini terjadi akibat adanya konsentrasi tegangan berkurang sehingga berada dibawah tegangan desain.
2.5.2 Klasifikasi kegagalan material
Pengertian dari analisa kegagalan yaitu merupakan suatu prosedur yang dilakukan untuk mencari dan mengungkapkan mengapa dan bagaimana suatu alat atau komponen mengalami kegagalan dengan mengacu kepada bagian atau komponen yang mengalami kegagalan tersebut, khususnya pada bagian permukaan patah. Sangatlah penting untuk merencanakan analisa kegagalan sebelum melakukan penelitian.
Tahapan-tahapan utama dari analisis kegagalan metalurgi :
a) Pengumpulan data tentang latar belakang dan pemilihan sampel.
b) Pemeriksaan awal dari bagian yang gagal.
c) Pengujian tidak merusak.
d) Pengujian mekanik.
e) Pengujian makroskopi dan analisisnya.
24
f) Pengujian mikroskopi dan analisisnya.
g) Pengujian metalografis.
h) Menentukan mekanisme kegagalan.
i) Analisis tetang mekanik patahan.
Dalam memecahkan masalah kegagalan maka perlu untuk mendaftar dan mendokumentasikan kegagalan guna memperoleh gambaran tentang faktor-faktor yang menyebabkan kegagalan.
2.5.3 Material.
Spesifikasi Boiler Takuma N 900 R
Merk : TAKUMA
Model :N-900 R
Max working pressure : 24 kg/cm2 Max steam evaroration : 30.000 kg/h Steam temperature : 260o C.
Serial nomor/sisi operasi : 1149/kanan.
Years built : 2002.
2.5.4 Standart Pipa header
Material pipa header Takuma N 900 R menggunakan standart Japanese Industrial Standard (JIS) G3456 STPT 480
Tabel 2.1. Komposisi kimia No.
Kode Sampel
Komposisi Kimia (%) Carbon
( C )
Silikon ( Si )
Mangan (Mn )
Posfor ( P )
Sulfur ( S ) 1
Grade STB35, Jis G3456
max 0,25
Max 0,35
Max 1,00
Max 0,035
Max 0,035
2.5.5 Uji Komposisi Kimia
Pengujian komposisi kimia bertujuan untuk mengetahui kandungan unsur – unsur kimia yang terkandung didalam material. Pengujian komposisi menggunakan Spektrometer. Setiap unsur yang terkandung dalam suatu material akan memberikan pengaruh pada material tersebut, baik dari
25
kekerasan (Hardness), kekuatan (Strength), keuletan (Ductility), kelelahan (Fatique) maupun ketangguhan (Toughness). Dengan mengetahui komposisi kimia dari suatu material maka dapat diketahui sifat atau karakteristik dari material tersebut (Luthfi kurniawan,2006).
1. Spectro Max 127203, LMM14
Pengujian komposisi kimia dilakukan dengan alat spectro max dengan Prinfsip kerja material sampel menjadi menguap oleh pelepasan percikan di dalam unit tersebut. Diproses ini pelepasan atom dan ion menjadi berhamburan dan melepaskan cahaya, kemudian cahaya tersebut langsung masuk kedalam sistem optik dan diukur memakai teknologi CCD. Teknologi CCD adalah pendeteksi elektronik yang sensitif cahaya yang mengkonversi cahaya menjadi muatan listrik.
