1
PERENCANAAN TANGKI RESERVOIR DISTRIBUSI AIR BERSIH PADA PERUSAHAAN AIR MINUM (PAM) KAPASITAS 57000 LITER (STUDI KASUS DESA LABURUNCI KEC. PASAR WAJO KAB. BUTON)
Herbianto1, Ir Salimin2, Budiman Sudia3 ¹Mahasiwa Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Halu Oleo
³Dosen Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Halu Oleo Jl. H.E.A Mokodompit, Kampus Hijau Bumi Tridarma Andounohu, Kendari 93232
Abstrak
Penelitian ini merencanakan tangki reservoir distribusi air bersih pada PAM Desa Laburunci. Dalam penelitian ini penulis menggunakan Microsoft Exel, Microsoft word, Auto Cad, Google Eart Geobasis, Sketchup, data-data awal, penelitian terdahulu dan buku-buku penuntun. Perencanaan tekanan tangki diperoleh 0,005 kg/mm2, Tegangan yang diizinkan 2,11 kg/mm2, ketebalanShell plat 8 mm,bottom plat 10 mm,roof plat 7 mm. Tegangan circumferensial 1,18 kg/mm2, Tegangan logitudinal 0,53 kg/mm2. Panjang kelengkungan 595 mm/600 mm, besar gayaroll1298,88 kg, kekuatanplat roll 20,09 kg/mm2. Pengelasan jenis las SMAW elektroda E7018 sambungan las temu tumpul dan las sudutconvace surface. Pengelasan dilakukan las ikat terdahulu panjang 60 mm dan jarak antar las ikat 200 mm. Perkiraan umur pakai diperoleh kurang lebih 30 tahun. Hasil proyeksi penduduk Desa Laburunci 10 tahun mendatang 3744 jiwa ditahun 2027, kebutuhan air desa Laburunci 10 tahun mendatang = 384600 liter/hari. Tangki rencana kapasitas 57000 liter diisi oleh pompa air PAM Desa Laburunci berkapasitas 25 m3/jam jika dilakukan 7 kali pengisian dalam sehari memerlukan 17 jam 16 menit telah mencapai 399000 liter. Volume air 399000 liter/hari dapat memenuhi kebutuhan air masyarakat Desa Laburunci pada 10 tahun mendatang yaitu 384600 liter/hari. Kata kunci: Perencanaan tangki, nilai parameter-parameter dan umur pakai.
Abstract
This study aims to planning reservoir tank distribusion water clean to PAM Laburunci Village. This study, researcher uses Microsoft Excel, Microsoft Word, Auto Cad, Geobasis Google Earth, Sketchup, initial data, the previous study and and guiding books. This planning the pressure of tank is obtained 0,005 kg/mm2, permissible voltage of 2.11 kg/mm2, the thickness of Shell plate is 8 mm, 10 mm off bottom plate, 7 mm of
roof plate. The voltage of circumferensial is 1.18 kg/mm2, the logitudinal voltage of 0.53 kg/mm2. The length of curvature of 595 mm/600 mm, a large of force roll 1298.88 kg, the strength of plate roll 20.09 kg/mm2. The welding type of welding electrodes SMAW E7018 in conection of blunt intersection welded and welding of corner conuace surface. The welding be done of bundle welded earlier with the length 60 mm and the distance between bunde weldeol of 200 mm. Thr Estimatig useful age is acquired more than 30 years. The projection result of Laburunci’s village society for the next 10 years in the year 3744 society in 2027, the water needs in Laburunci’s vilage for the next 10 years = 384600 liters/day. The tank of capacity plans 57000 liters. It is completed by the water pump in Laburunci’s of capacity of 25 m3/hour if it is done seven times a recharging in a day need 17 hours 16 minutes have reached 399000 liters. The water volume 399000 liters/day can fulfill the water need Laburunci’s vilage society in the next 10 years namely 384600 liter’s/day.
Keywords: Planning tank, the value of the parameters and lifespan.
1. Pendahuluan
Tangki merupakan tempat atau wadah menyimpan (menimbun) air, minyak dan sebagainya sebelum disalurkan pada suatu tempat atau konsumen. Dalam hal ini khususnya tangki reservoir pada dasarnya dipakai sebagai tempat penampungan sementara air bersih
pada Perusahaan Air Minum (PAM) sebelum disalurkan kepada masyarakat dimana tujuan dari penampungan tersebut agar penyaluran air pada konsumen tidak mesti harus pompa air bekerja.
Di Kecamatan Pasarwajo memiliki PDAM yang mencakup pengaliran beberapa desa di Kecamatan Pasarwajo termaksud telah
dikonsumsi sebagian masyarakat Desa Laburunci. Desa Laburunci yang berpenduduk 3332 jiwa dan 688 KK juga memiliki PAM tersendiri yang dikelolah oleh desa dan telah dikonsumsi 332 kk, 1 Kantor Desa dan 1 Masjid, selebihnya penduduk Desa Laburunci dan fasilitas umum seperti Sekolah, Rumah Sakit dan Polres telah mengkonsumsi air dari PDAM di Pasarwajo. (sumber: Data-data Desa Laburunci). PAM Laburunci memiliki 2 unit pompa air dengan kapasitas pompa unit I 15 m3/jam, konsumsi listrik 5,5 kw (5500 watt), 5500 J/detik (475200000 J/hari/24 jam) dan kapasitas pompa unit II 10 m3/Jam, konsumsi listrik 2,20 kw (2200 watt = 2200 J/detik = 190080000 J/hari/24 jam.
PAM Laburunci dalam penyaluran air kemasyarakat masih menggunakan cara pemompaan langsung kepada masyarakat konsumen dimana cara tersebut banyak terdapat kekurangan dan kerugian seperti: a) Kebocoran pipa akibat tekanan tinggi, b) Mesin bekerja terus-menerus sehingga boros listrik, c) Kerusakan mesin pompa air ketika mengalami tekanan tinggi akibat mesin bekerja tapi konsumen tidak sedang membuka keran.
Dalam mendesain tangki reservoir, konsultan perencana harus merencanakan tangki dengan baik untuk menahan gaya-gaya yang terjadi. Jika tangki tidak direncanakan dengan baik, maka kerusakan pada tangki dapat mengakibatkan kerugian materi yang cukup besar.
Berdasarkan pertimbangan di atas maka penulis mengangkat judul “Perencanaan Tangki Reservoir Distribusi Air Bersih (PAM) kapasitas 57000 liter, (Studi kasus PAM Desa Laburunci Kec. Pasarwajo, Kab. Buton)” pada pembahasan tugas akhir ini, tangki yang dirancang adalah untuk penampungan air bersih sementara, kemudian didistribusikan kepada pengguna air masyarakat desa laburunci. Karena pentingnya tangki reservoir ini maka perlu dilakukan suatu
perencanaan untuk mencari kelebihan, keuntungan, kekurangan dan kelemahannya.
2. Tinjauan Pustaka
1. Persyaratan untuk elemen-elemen tangki Pelat dan profil baja yang digunakan dalam perencanaan didasarkan atas ketersediaan material dipasaran dan dalam ukuran panjang yang ditentukan oleh kemudahan pengangkutan. Ukuran pelat baja yang sering digunakan pada tangki penimbun adalah 20 feet x 6 feet. Sedangkan profil baja yang digunakan pada tangki penimbun adalah profil baja siku untuk top angle, profil baja WF (Wide Flange) untuk rafter dan girder, serta profil pipa untuk kolom. Material yang dipakai direkomendasikan oleh APIStd 650 yang secara kekuatan, dan komposisi kimia memenuhi persyaratan yang ditentukan oleh standar. American Society for Testing and Materials (ASTM) membagi baja dalam empatgrades.
2. Pelat atap
Merupakan pelat yang menyusun cone roof dengan ketebalan minimum pelat atap adalah 5 mm. Menurut APIStd 650, slope atap untuksupported cone roof tidak lebih dari ¾:12 inch atau lebih jika permintaan owner.
3. Rafter dan girder
Rafter dan girder terbuat dari profil baja yang merupakan rangka atap tangki. Rafterharus diatur sedemikian hingga pada outerring jarak rafter tidak lebih dari 2 meter, sedangkan jarak rafter pada innerringtidak lebih dari 1,65 meter. 4. Top angle
Kegunaan top angle adalah untuk memperkaku shell plates. Untuk tangki dengan atap tertutup, ukuran top angle tidak berdasarkan beban angin tetapi berdasarkan jenis atap yang direncanakan. Dimana atap diklasifikasikan menjadi dua kategori yaitu supported danself supported.
5. Intermediate wind girder
Wind Girderdiperlukan untuk menjaga bentuk dari tangki penimbun terutama pada saat menahan beban angin. Wind girder sangat diperlukan untuk jenis tangki penimbun dengan atap terbuka atau open top.
6. Shell plate(Pelat dinding)
Ketebalan pelat dinding yang digunakan sebaiknya lebih besar dari ketebalan pelat dinding rencana, termasuk penambahan korosi atau ketebalan berdasarkan test hidrostatis. Tetapi ketebalan dinding tidak boleh kurang dari yang disyaratkan pada APIStd 650.
7. Pelat dasar tangki
Ada dua jenis pelat dasar tangki yaitu annular platedanbottom plate.
a. Annular Plate
Annular plate memiliki lebar radial minimal 24 inch (61 centi meter) dan proyeksi dibagian luar dinding minimal 2 inch (5 centi meter).
b. Bottom Plate
Sesuai dengan APIStd 650, semua bottom plate memiliki ketebalan minimum yaitu ¼ inch (6,35 mm) dengan lebar minimum 72 inch (183 cm).
3. Metode Penelitian Waktu dan Tempat
Penelitian ini dilaksanakan pada tanggal 1 Januari 2016 hingga 30 Maret pada unit pelayanan PAM Desa Laburunci Kec. Pasarwajo Kab. Buton.
Alat dan Bahan.
Alat yang digunakan untuk membantu penelitian adalah program Sketchup, Auto Cad, Google Earth Geobasis, MS Office Exel, MS Office Word. Sedangkan bahan yang digunakan adalah data-data PAM Desa Laburunci dan Kantor Desa Laburunci.
Metode Pengambilan Data
Metode pengambilan data merupakan cara yang dipakai dalam kegiatan penelitian untuk mendapatkan data yang valid, sehingga pelaksanaan dan hasilnya dapat dipertanggung jawabkan secara kajian akademis dan ilmiah.
Metode Analisa
Metode analisa yang digunakan pada penelitian ini adalah menganalisa kondisi lingkup PAM desa laburunci kemudian merencanakan tangki reservoir kapasitas 57000 liter, kemudian menghitung analisa kekuatan pada tangki yang direncanakan. Data Awal
Data awal adalah data saat ini yang dihimpun peneliti sebelum melakukan penelitian, dimana data awal digunakan sebagai dasar perencanaan penelitian dan patokan penelitian agar hasil yang ditemukan dapat dipertanggungjawabkan secara kajian akademis dan ilmiah nantinya. Gambar spesifikasi tangki sebagai berikut: Tipe tangki : Tangki Reservoir Jenis Fluida : Air
Bahan Tangki : ASTM A36
Kapasitas : 57000 Liter (57 m3) Tinggi Tangki : 5000 mm (5 m) Diameter Tangki : 3800 mm (3,8 m)
Ketinggian Letak : 39 meter dari perumahan penduduk desa.
Pembuatan Badan Tangki Reservoir Berikut langkah-langkah perhitungan proses pengerjaan tangki.
Keliling tangki K = .d (1) Dimana: K = Keliling tangki (mm) d = Diameter tangki (mm) Tekanan
Tekanan adalah gaya yang terjadi dibagi dengan luas penampang, semakin besar gaya yang terjadi maka tekanannya semakin besar dan sebaliknya semakin besar luas penampang dari tangki maka tekanan yang terjadi akan kecil. Sebelum membuat tangki kita perhitungkan dulu gaya-gaya yang akan timbul pada tangki tersebut.
1. Volume badan tangki
V = . r . t (2)
Dimana:
V = Volume dalam tangki (mm3) r = Jari-jari tangki (mm)
t = Tinggi tangki (mm) 2. Tekanan dalam tangki
P = . g. h (3)
Dimana :
= Massa jenis air (kg/m3) g = Gravitasi (m/s2)
= Tinggi fluida (m)
3. Tegangan yang diizinkan pada tangki
ijin =sf1 . sf2 (4)y
Dimana :
y =yield strengh bahan tangki Sf1 =safety factor (2)
Sf2 =safrty factor (6) 4. Shell Plat (Plat Dinding)
Ketebalan plat dinding yang digunakan sebaiknya lebih besar dari
plat dinding rencana, termasuk penambahan korosi. Tetapi ketebalan tidak bolek kurang dari katentuan APIStd 650 tabel 1.
Tabel 1 Ketebalansheel plat (API Std 650) Diameter Tangki Tebal Tangki (inch)
< 50 3/16
50-120 ¼
120-200 6/16
>200 3/8
Perhitungan Sheel Plate dapat dihitung dengan menggunakan tabel dan ditambahkan nilai korosionalowance. 5. Roof tank (atap tangki)
Untuk menghitung ketebalan plat yang digunakan pada atap tangki dapat dihitung dengan menggunakan tabel 3.1 dengan ditambahkan nilai korosi pada plat.
6. Bottom plat (plat dasar tangki)
Plat dasar tangki tidak boleh kurang dari ketebalan plat yang terdapat pada tabel ditambah dengancorrosion allowance.
Tabel 2. KetebalanBottom Plat(APIStd 650)
Tebal pelat padashell
(inch)
Tekanan hidrostatis padashell courseyang pertama (lb/inch2) 27.0 00 30.000 33.000 36.000 t 0,75 ¼ ¼ 9/32 11/32 0,75 t 1.00 ¼ 9/32 3/8 7/16 1,00 t 1,25 ¼ 11/32 15/32 9/16 1,25 t 1.50 5/16 7/16 9/16 11/16 7. TeganganCircuferensial ( c) c =P. D. T2. t. T = P. D2. t (5) Dimana:
P = Tekanan dalam tangki (kg/m2) D = Diameter tangki (m) T = Tebal plat (m)
5 8. TeganganLogitudinal ( i)
= P. D4. t (6)
Dimana:
P = Tekanan dalam tangki (kg/m2) D = Diameter Tangki (m)
t = Tebal plat (m) Proses Pengerolan
Proses pengerolan yang dapat dilihat pada gambar adalah proses lanjutan setelah dipotong sesuai dengan ukuran yang telah direncanakan, jadi proses ini memproses dimana plat yang datar dirubah menjadi lengkung. Kaerena roll berputar maka seluruh luasan plat mendapat gaya tekan secara merata dan sama besarnya sehingga didapatkan bentuk dan diameter yang sama.
Gambar 2. Prosesrolling
Untuk menghitung tahapan-tahapan dalam pengerolan digunakan persamaan sebagai berikut:
Dari segitiga ADE dapat dicari nilai sudutnya, yaitu : Cos a =ADAE (7) Panjang kelengkungan (L) L = 360+ 2 . .(IR + k. t) (8) Dimana:
IR = Jari-jaridalam tangki (R tangki– t)
k = Konstanta 0,5 bila IR>2.t dan 0,3 bila IR<2.t
t = Tebal Plat (mm)
Besar gaya pengerolan (F)
F =k. L. S. tI (9) Dimana: k = konstanta pengerolan L = panjang kelengkungan (mm) S = kekuatan tarik (53 kg/mm2) T = Tebal plat (mm)
I = Lebar daerah deformasi Kekuatan Bahan
=B. t (10)F. L
Dimana:
= Tegangan yang dialami plat (kg/mm2)
F = Gaya pengerolan (N)
L = Panjang kelengkungan (mm) B = Panjang awal plat yang di roll (mm) T = Tebal Plat ( mm)
Proses Pengelasan
Pengelasan memerlukan mutu dari hasil pengelasan. Pengelasan ini secara umum meliputi: a. Pemilihan jenis pengelasan
Pemilihan ini harus dengan fungsi sambungan las hingga diperoleh efisiensi yang tinggi, baik ditinjau dari segi waktu, tenaga dan penghematan energi. b. Pemilihan prosedur pengelasan
Las ikat (Las Bungkus Elektroda Terbungkus) dilakukan dengan maksud untuk mempermudah pengelasan bagian-bagian yang telahdisiapkan, dilakukan dengan las pendek pada tempat tertentu untuk memperluas penyetelan. Hal ini dimaksudkan supaya tidak terjadi penyetelan pada waktu pengelasan utama. Jarak antara las ikat yang satu dengan yang lain 200 mm dengan panjang pengelasan 60 mm. Bentuk alur dan geometri sambungan las.
Berdasarkan welding hand book, hal 268, untuk plat dengan ketebalan 4 mm dengan jenis pengelasan busur redam, bentuk alur yang dianjurkan yaitu: D A B F C E B B
P. sisa P. Utuh P.sisa
Gambar 3. Geometri dan sambungan las ikat
Dari gambar 3. di atas gambar dapat ditentukan : 1. Jarak antar las (10) = 200 mm
2. Panjang Las (11) = 60 mm 3. Jenis Las = SMAW 4. Elektroda = E7018
5. Jenis Sambungan = Concave survace dan las temubult jointed
Perhitungan Sambungan Antar Shell Jumblah las ikat yang dibutuhkan untuk meyambung antarshell yaitu :
Jumlah las ikat =pl ll (11)
a. Pengelasan inti
Pengelasan inti dibagi menjadi 2 pengelasan yaitu pengelasan luar dan pengelasan dalam.
1. Pengelasan luar
Panjang total lasan = panjang tangki +( .D)
Luas penampang las = Lebar celah las x tebal las
Volume pengelasan = panjang total lasan x luas penampang las 2. Pengelasan dalam
Pengelasan dalam adalah pengelasan inti yang dilakukan dari dalam yang bertujuan untuk menghaluskan permukaan bagian dalam.
Panjang total lasan = panjang tangki +( .D)
Luas penampang las = Lebar celah las x tebal las Volume pengelasan = panjang total
lasan x luas penampang las
Penyambungan Badan dan Tutup Tangki
Untuk proses penyambungan sama dengan proses penyambungan badan tangki. Perhitungan Jumlah las ikat badan dan tutup tangki:
Jumlah las ikat = . D l l
) (12) Panjang total lasan = Jumlah las ikat x
panjang lasan
Luas penampang las = Lebar celah las x tebal las
Volume pengelasan = panjang total lasan x luas penampang
Perhitungan Umur Pakai Tangki
Perhitungan umur pakai tangki dapat diasumsikan laju korosi plat/tahun dengan tebal plat minimum tangki yang diperlukan oleh tekanan dalam tangki, dengan pendekatan rumus : Rl = Tactual
Corrotion rate (13)
= = .
Tactual = Tebal plat awal (mm) Corrotion rate = Laju korosi
4. Analisa Data dan Pembahasan Data Perencanaan
Analisa Data Perencanaan
Tipe tangki : Tangki Reservoir Jenis Fluida : Air
Bahan Tangki : ASTM A36
Kapasitas : 57000 Liter (57 m3) Tinggi Tangki : 5000 mm (5 m) Diameter Tangki : 3800 mm (3,8 m) Ketinggian Letak : 39 meter dari
perumahan penduduk desa.
7 Gambar 4. Sketsa tangki rencana
Perhitungan Tekanan
Perhitungan tekanan terbagi atas 4 bagian ketinggian tangki yaitu: P1 5000 mm, P2 3725 mm, P3 2500 mm, P4 1250 mm.
1. Tekanan dalam tangki (P)
Dari hasil perhitungan diperoleh tekanan pada bagian-bagian tangki pada tabel 4.1 berikut:
Tabel 3. Tekanan dalam tangki Tekanan dalam tangki Presure Nilai Satuan
P1 0.005 Kg/mm2
P2 0,004 Kg/mm2
P3 0,0025 Kg/mm2 P4 0,0012 Kg/mm2 2. Ketebalan Plat tangki
Dari hasil perhitungan diperoleh tebal plat tangki rencana pada tabel 4.
Tabel 4. Ketebalan plat tangki rencana
No. Bagian tangki Tmin (mm) Taktual(mm)
1 Roof 4,76 7
2 Shell 5 8
3 Bottom 5,76 10
3. Tegangan
Tegangan dimana bahan dapat menerima beban maksimum pada perencanaan ini diperoleh nilai seperti pada tabel 5.
Tabel 5. Tegangan pada tangki Tegangan yang terjadi pada tangki Teg. Yang diizinkan 2,11 kg/mm2 Teg. Circuferensial 1,18 kg/mm2 Teg. Longitudinal 0,59 kg/mm2 Proses Pengerolan
Hasil perhitungan pengerolat dapat dilihat pada tabel 6 berikut ini.
Tabel 6. Hasil dari perhitungan pengerolan Tahap Roll IR (mm) 1892 R (mm) 1900 Cos (0) 81,02 1 17,96 L (mm) 594 F (kg) 1298,88 (kg/mm2) 20,09 Perhitungan Pengelasan
Berdasarkan welding hand book, hal 268, plat dengan ketebalan 8 mm dengan jenis pengelasan busur redam, bentuk alur yang dianjurkan adalah 1 dengan goemetri sebagai berikut:
Jarak antar las (l0) = 200 mm Panjang lasan (l1) = 60 mm
Jenis las =SMAW
Elektroda = E 7018
Jenis sambungan = Las sudut concave surface dan last temu Butt Jointed
1. Perhitungan las ikat sambungan logitudinalpadashell
= 6 = 4
Jumlah las ikat untuk shell I dan II adalah 6 x 2 = 12 titik sehingga membentuk slinder dan untuk membentuk 4 buah slinder jumlah las ikat 12 x 4 = 48 titik las ikat. Begitu juga dengan jarak lasnya 4 x 2 x 4 = 32 buah. 2. Perhitungan las ikat sambungan antar
Karena tangki menggunakan 8 lembar plat berbentuk ½ belahan slinder yang dibentuk menjadi 4 slinder. Untuk menyambung slinder tersebut yaitu dengan rumus sebagai berikut:
= 59 = 31
Total las ikatshell = 12 + 12 + 12 + 12 = 48 titik
Total las ikat slinder = 59 + 59 + 59 = 177 titik Tabel 7. Pengelasan sambungan antar
slinder
Pengelasan sambungan antar slinder
Panjang total las Luas penampang las Volume pengelasan 141600 mm3 6 mm2 121320 mm3 Pengelasan inti luar
Panjang total las Luas penampang las Volume pengelasan 45796 mm 6 mm2 274776 mm3
Pengelasan inti dalam Panjang total las Luas penampang las Volume pengelasan 45796 mm 6 mm2 274776 mm3 Penyambungan Badan dan Tutup Tangki
= 59 titik = 41 buah
Jumlah las ikat untuk penyambungan badan tangki dengan tutup tangki adalah: 59 x 2 =118 titik, begitu juga sebaliknya jumlah jarak las adalah 41 x 2 =
82 buah
Tabel 8. Pengelasan badan dan tutup tangki Pengelasan badan dan tutup tangki Panjang total las Luas penampang las Volume pengelasan 23600 mm 6mm2 141600 mm3
Pengelasan inti luar Panjang total las Luas penampang Volume pengelasan las 23864 mm 6 mm2 143184 mm3 Pengelasan inti dalam
Panjang total las Luas penampang las Volume pengelasan 23864 mm 6 mm2 143184 mm3 Perhitungan Perkiraan Umur Pakai Tangki
Untuk skala perhitungan umur pakai tangki dapat dipengaruhi oleh laju korosi diasumsi mencapai nilai yang sama dengan tebal minimal yang diperlukan oleh tangki untuk plat 8 mm pada dinding tangki tersebut yaitu: 5 mm.
Laju korosi rata-rata plat baja A36 dengan kualitas baik adalah 0,02 - 0,1/yr, untuk keamanan diambil nilai tertinggi 0,1/yr.
Sehingga untuk mencapai Takhir = Tminimal yang di perlukan oleh plat dinding tangki adalah 0,1 mm/yr x 30 yr = 3 mm/30 yr dimana tebal plat 8 mm – 3 mm/30 yr = 5 mm. Jadi: = 8 3 /30 . 5 = . 5
Sehingga disimpulkan bahwa perkiraan umur pakai tangki kurang lebih 30 tahun. Efisiensi Penggunaan Tangki Pada Pam Desa Laburunci
Tangki Reservoir rencana kapasitas 57000 liter dapat diisi dengan 2 unit pompa milik PAM Desa Laburunci dengan kapasitas Debit (Q) 25 m3/jam dengan waktu 2 jam 28 menit atau 2,28 x 25 m3 = 57 m3 jika diisi 7 x pengisian/hari hanya membutuhkan 17 jam 16 menit/hari telah mencapai volume 399000 liter/hari.
Hasil proyeksi pertumbuhan penduduk Desa Laburunci 10 tahun mendatang yaitu 3744 jiwa ditahun 2027, kebutuhan air desa laburunci 10 tahun mendatang yaitu 3744 x 100 = 374400 + 200 kebutuhan
9 kantor desa + 10000 kebutuhan masjid = 384600 liter/hari.
Tangki kapasitas 57000 liter diisi oleh pompa air PAM Desa Laburunci berkapasitas 25 m3/jam membutuhkan waktu 2 jam 28 menit, jika dilakukan 7 kali pengisian dalam sehari memerlukan 17 jam 16 menit telah mencapai 399000 liter/7 kali pengisian/17 jam 16 menit. Volume air 399000 liter/hari dapat memenuhi kebutuhan air masyarakat Desa Laburunci pada 10 tahun mendatang yaitu 384600 liter/hari.
Pembahasan
Untuk mencapai faktor keamanan dan efisiensi penggunaan tangki rencana, ada beberapa analisis perhitungan yang perlu diketahui yaitu:
1. Tekanan
Dalam perencanaan ini tekanan tangki Diperoleh tekanan terbesar pada ketinggian 5 meter yaitu 0,005 kg/mm2 dan tekanan terkecil pada ketinggian 1,25 meter yaitu 0,0012 kg/mm.
2. Tegangan yang diizinkan pada tangki Tegangan yang diizinkan diperoleh nilai 2,11 kg/mm2 > dari tekanan maksimal pada plat yaitu: 0,005 kg/mm2, sehingga tangki rencana aman.
3. Shell plat, bottom plat, roof plat
Hasil perhitungan ketebalan plat tangki rencana dalam memperpanjan umur tangki yang disebabkan oleh korosi diperoleh tebal shell plat 8 mm, bottom plat 10 mm danroof plat 7 mm.
4. Tegangan circumferensial
Tegangan circumferensial diperoleh nilai 1,18 kg/mm2 < dari tegangan yang diizinkan 2,11 kg/mm2 sehingga tangki rencana aman.
5. Tegangan logitudinal
Tegangan logitudinal diperoleh nilai 0,53 kg/mm2 < dari tegangan yang diizinkan 2,11 kg/mm2 sehingga tangki rencana aman.
6. Pengerolan plat
1. Panjang kelengkungan diperoleh nilai panjang kelengkungan 595 mm/600 mm pengerolan.
2. Besar gaya pengerolan diperoleh nilai 1298,88 kg untuk dapat meroll plat. 3. Kekuatan plat roll diperoleh nilai
20,09 kg/mm2 > dari tegangan yang diizinkan 2,11 kg/mm2 sehingga tangki aman.
7. Pengelasan
Bentuk alur yang dianjurkan adalah dengan goemetri Jarak antar las = 200 mm, Panjang lasan = 60 mm, Jenis las = SMAW, Elektroda E7018, Jenis sambungan Las sudut concave surface dan last temu Butt Jointed.
8. Perkiraan umur pakai tangki
Perkiraan umur pakai tangki diperoleh umur tangki rencana kurang lebih 30 tahun.
9. Efisiensi penggunaan tangki pada PAM Desa Laburunci
Hasil proyeksi pertumbuhan penduduk Desa Laburunci pada 10 tahun mendatang yaitu 3744 jiwa ditahun 2027 sehingga kebutuhan air desa laburunci pada 10 tahun mendatang yaitu 3744 x 100 = 374400 + 200 kebutuhan kantor desa + 10000 kebutuhan masjid = 384600 liter/hari
Tangki rencana kapasitas 57000 liter diisi oleh pompa air PAM Desa Laburunci berkapasitas 25 m3/jam membutuhkan waktu 2 jam 28 menit, jika dilakukan 7 kali pengisian dalam sehari hanya memerlukan 17 jam 16 menit telah mencapai volume air 399000 liter/7 kali pengisian/17 jam 16 menit. Volume air 399000 liter/hari telah dapat memenuhi kebutuhan air penduduk Desa Laburunci pada 10 tahun mendatang yaitu 384600 liter/hari.
Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian dan perhitungan perencanaan, tangki rencana berkapasitas 57000 liter di Desa Laburunci dengan material ASTM A36 maka dapat disimpulkan antara lain
1. Dalam perencanaan ini tekanan tangki diperoleh 0,005 kg/mm2, tegangan yang diizinkan 2,11 kg/mm2, ketebalan sehell plat 8 mm, bottom plat 10 mm, roof plat 7 mm, tegangan circuferensial 1,18 kg/mm2, tegangan logitudinal 0,53 kg/mm2.
2. Pengerolan plat diperoleh panjang kelengkungan 595 mm/600 mm pengerolan, besar gaya pengerolan 1298,88 kg, kekuatan plat roll 20,09 kg/mm2.
3. Pengelasan menggunakan jenis las SMAW elektroda E7018 dengan tipe sambungan las temu tumpul dan las sudut convace surface, las ikat 60 mm dan jarak antar las 200 mm.
4. Perkiraan umur tangki diperoleh umur penggunaan tangki kurang lebih 30 tahun.
5. Efisiensi penggunaan tangki rencana yaitu volume air 3990000 liter/hari dapat memenuhi kebutuhan masyarakat Desa Laburunci pada 20 tahun mendatang yaitu 384600 liter/hari.
Saran
Penulis menyarankan bagi penelitian yang serupa nantinya untuk membuat perencanaan dengan lebih spesifik lagi dan menggunakan sofware untuk membantu dalam menganalisa data dan menghitung hasil agar dapat diperoleh hasil yang lebih baik dan dapat diaplikasikan secara nyata tanpa adanya kesalahan.
Daftar Pustaka
Achmad R.H., 2009, Tugas Perencanaan Elemen Mesin 1.
Aditya P., 2012, Studi Pengukuran Umur Sisa (Remaining Life Assessment) Mesin Pada Industry.
Asyari D.Y., 2010, Mekanika Kekuatan Material.
Badan standarisasi nasional (SNI) 12-6728.1-2002)
Badriana dan Kasmudin, 2003, Desain Tangki Reaktor Temperatur Tinggi Menggunakan Sofware Ansys.
Benny Y.S.,2012. Prediksi Tegangan Sisa Pada Pengelasan Beda Logam Dengan Menggunakan Analisa Metode Elemen Hingga.
Dewin P dan Yorgie., 2014, Inspeksi Sambungan Las Pada H Beam Roof Structure Tangki Amoniak Menggunakan Metode Magnetic Particle Inpection (MPC).
Djoko S., 2014, Analisis Kerusakan Dan Kekuatan Tangki GFRP Sludge Tank Pada Kilang Minyak Sawit.
Cambridge University Engineering Departement., 2003, Materials Data Book.
G. Nieman, 1982, Elemen Mesin Jilid I. Jakarta: Erlangga.
Indar N.F., 2011, Studi Perilaku Tangki Minyak Pelat Baja Terhadap Beban Internal dan Beban Sismik.
Inyoman S., 2012, Ketahanan Korosi Sambungan Las Dissimilar SS304 dan CS A36 Yang Dipengaruhi Oleh Posisi Pengelasan dan Ketebalan Plat.
Ismoyo., dkk, 2014 Analisi Pengaruh Pengerolan dan Penempaan Panas Pada Sifat Mekanik dan Struktur Mikro Paduan ZrNbMoGe.
1 1 James M.G., dan Stephen P.T. 1972.
Mekanika Bahan Jilid I. Jakarta: Erlangga.
John A. 2008. Matematika Sekolah Dasar dan Menengah Jilid 2. Erlangga Ciracas Jakarta.
La Ode Abdurrahman. 2013. Perencanaan Sistem Distribusi Air Bersih PDAM Kota Kendari Untuk 10 Tahun Mendatang (Kecamatan Kadia Sebagai Studi Kasus).
Maman S. 2001. Teknik Mengelas Asitelin, Brazing, dan Las Busur Listrik. Bandung: Pustaka Grafika.
Mikel P. 2002. Fundamentals of Modern Manufacturing Material, Proses and Sistem.
Munson dkk,. 2009, Fundamental of Fluid Mechanics.
Naharuddin dkk. 2015.Kekuatan Tarik dan Bending Sambungan Las Pada Material Baja SM 490 dengan Metode Pengelasan SMAW dan SAW.
Padoha A. 2010. Perencanaan Tangki Minyak Mentah Dengan Kapasitas 350 Barrel di Bakau Field, Selat Panjang. Parikin A.H dkk. 2010. Pengaruh Proses
Rol Pada Kekuatan Tarik Plat Paduan ZrNbMoGe.
Perusahaan Air Minum (PAM) Desa Laburunci.
Phytra A., dkk. Studi Laju Korosi Weld Joint Material A36 Pada Underwater Welding.
Priyantoro dkk, 2012. Analisa Pengaruh Luasan Scratch Permukaan Terhadap Laju Korosi Pada Pelat Baja A36 Dengan Variasi Sistem Pengelasan. George T. 2005.Roll Forming Handbook.
Setyo A., 2012, Perancangan Tangki Penyedia Air Kapasitas 1000 Liter. Sumarji., 2012. Evaluasi Korosi Baja
Karbon Rendah ASTM A36 Pada Ligkungan Atmosferik di Kabupaten Jember.
Syerli dan Baharudin., 2012. Perencanaan Isolasi Tangki Selting Dan Tangki Harian Bahan Bakar Marine Fuel Oil (MFO) PLTD Lopana Sektor Minahasa.
