BAB I PENDAHULUAN
Profil lulusan program studi Teknik Sistem Perkalanan adalah menghasilkan sumber daya manusia (SDM) berketuhanan Yang Maha Esa, berakhlak tinggi, berbudaya Indonesia bersemangat ilmiah serta memiliki kemampuan akademik dan profesionalisme di bidang ilmu dan teknologi kelautan dan Teknik Sistem Perkapalan pada khususnya. Kompetensi lulusan dibagi 3 kompetensi yaitu sebagai berikut :
1. Kompetensi Utama
a. Mampu merancang sistem penggerak dan permesinan serta kendali kapal secara efektif dan efisien.
b. Mampu dan terampil merancang sistem instalasi perpipaan dan instrumentasi di kapal dan bangunan kelautan lainnya yang ramah lingkungan.
c. Mampu merancang sistem pemeliharaan dan perawatan permesinan kapal dan sistem perlengkapan kapal serta bangunan kelautan lainnya.
2. Kompetensi Pendukung
a. Mampu merancang kapal dan bangunan kelautan lainnya yang ergonomis dan andal.
b. Mampu merancang sistem permesinan, kelistrikan dan perpipaan dalam pekerjaan teknik yang relevan.
c. Menjunjung tinggi norma, tata-nilai, moral, agama, etika dan tanggung jawab profesional dalam bidang pekerjaan teknik sistem perkapalan dan bangunan kelautan.
d. Mampu berkomunikasi secara efektif dengan orang lain baik dalam lingkungan pekerjaan maupun dengan masyarakat.
3. Kompetensi Lainnya
a. Mampu dan terampil menangani aplikasi statistik dalam pemecahan masalah analisis data dari suatu penelitian.
2 b. Mampu menangani rekayasa nilai suatu fungsi hasil produk/jasa dan
meningkatkannya semaksimal mungkin atas dasar efektifitas fungsi.
Tersedianya buku pedoman untuk mata kuliah Sistem Instalasi Perpipaan bagi mahasiswa jurusan Perkapalan sangat dibutuhkan untuk memperlancar proses belajar-mengajar. Untuk itu kami selaku tim penulis berusaha menyediakan buku pedoman tersebut walaupun buku ini masih merupakan kompilasi bahan ajar. Materi yang terdapat di dalam buku ini rnerupakan ilmu yang berkaitan langsung dengan instalasi perpipaan yang dapat menunjang dan relevan dalam bidang perkapalan khusus teknik sistem perkapalan. Materi dalam buku ini merupakan kompilasi bahan ajar yang tersusun sesuai dengan GBPP dari mata kuliah Sistem Instalasi Perpipaan dan tersaji sesuai dengan urutan dalam GBPP. Materi buku ini meliputi dasar-dasar ketentuan tentang sistem instalasi pipa diatas kapal, jenis dari material pipa secara umum dan yang diatur oleh pihak klasifikasi cara pemilihan ukuran pipa dan jenis-jenis sambungan instalasi pipa beserta simbol-simbol pipa dan komponen instalasi lainnya. Selain itu juga dijelaskan pompa dan karakteristiknya serta bagaimana menghitung daya dari pompa yang akan digunakan dikapal. Materi buku ini juga memuat tentang beberapa sistem instalasi perpipaan diatas kapal.
Analisa kebutuhan pembelajaran atau analisa instruksional dan GBRP mata kuliah dijelaskan pada diagram dan GBRP dibawah ini :
AN AL IS IS I NSTRUKSION AL
PLU
Menghitung kapasitas pompa sesuai dengan gambar instalasi dari system yang ada di
atas kapal. P L K 8 Membuat gambar diagram kerja system instalasi perpipaan layanan kapal sesuai dengan
komponen yang diperlukan
P L K 7 Membuat gambar diagram kerja system
instalasi perpipaan layanan penumpang
dan ABK sesuai dengan komponen yang diperlukan P L K 6 Membuat gambar diagram kerja system keselamatan sesuai dengan komponen yang diperlukan P L K 5 Membuat gambar diagram kerja system instalasi perpipaan layanan permesinan sesuai dengan komponen yang diperlukan P L K 4
Menjelaskan penggunaan jenis Pompa yang sesuai untuk suatu system instalasi pipa diatas
P L K 3
Menjelaskan fungsi komponen-komponen yang ada dalam suatu system instalasi perpipaan diatas kapal
P L K 2
Memilih Jenis-jenis material pipa yang digunakan berdasarkan material, dimensional pipa, dan
jenis fluida yang dialirkan P
L K 1
Menjelaskan persyaratan umum instalasi perpipaan di kapal, jenis-jenis material pipa dan cara menyambungnya serta dimensional pipa di kapal menurut ketentuan klasifikasi/rules
- - - - -- - - - Entry Behavior - - - - ---Untuk dapat mengikuti mata kuliah ini mahasiswa telah mengetahui karakteristik
berbagai jenis material, cara pembentukan material, hukum Berneulli, macam-macam pompa dan prinsip kerjanya, bentuk konstruksi melintang dan memanjang,
4 GARIS BESAR RENCANA PEMBELAJARAN
Nama Mata Kuliah : SISTEM INSTALASI PERPIPAAN Kode Mata Kuliah : 323D3303
Semester Penyajian : 5 (LIMA) Kompetensi Sasaran :
Kompetensi Utama : Mampu dan terampil merancang sistem instalasi perpipaan, kelistrikan dan instrumentasi di kapal dan bangunan kelautan lainnya yang ramah lingkungan.
Kompetensi Pendukung: Mampu merancang sistem permesinan, kelistrikan dan perpipaan dalam pekejaan teknik yang relevan. Kompetensi Lainnya : Mampu berkomunikasi secara efektif dengan orang lain baik dalam lingkungan pekerjaan
maupun dengan masyarakat
Sasaran Belajar : Mampu dan terampil menjelaskan jenis-jenis material pipa dan cara menyambungnya serta dimensional pipa komponen-komponen sistem instalasi pipa, portofolio tentang system instalasi pipa diatas kapal lengkap dengan komponen-komponen sistemnya
Pertemuan ke Sasaran Pembelajaran Materi Pembelajaran/ Topik Kajian Strategi / Metode Pembelajaran Indikator Penilaian Bobot Penilaian I - Memahami kontrak perkuliahan - Kontrak kuliah
- Penjelasan gambaran umum tentang matakuliah & kaitannya dengan mata kuliah lain
Pertemuan ke Sasaran Pembelajaran Materi Pembelajaran/ Topik Kajian Strategi / Metode Pembelajaran Indikator Penilaian Bobot Penilaian I - III Menjelaskan persyaratan umum instalasi perpipaan di kapal, jenis-jenis material pipa dan cara menyambungnya serta dimensional pipa menurut klasifikasi/rules.
Perpipaan
- Persyaratan umum instalasi perpipaan
- Material pipa - Dimensional pipa
- Sambungan dan jenis-jenis packing
- Kuliah interaktif - Kerjasama dalam tim work - Keaktifan saat diskusi - Penguasaan materi 15 IV – V Menjelaskan komponen-komponen sistem instalasi pipa
Komponen-komponen sistem instalasi pipa
- Macam-macam katup - Saringan dan sea chest - Alat ukur tekanan dan volume - Tangki-tangki - Simbol-simbol komponen instalasi pipa - Kuliah interaktif - Kerja kelompok + presentasi - Kerjasama dalam tim work - Keaktifan saat diskusi - Penguasaan materi 10 VI - VIII Membuat dan menjelaskan Porto folio tentang penggu-naan jenis dan menghitung daya pompa untuk suatu sistem-sistem instala-Pompa - Jenis-jenis pompa - Head pompa - Daya pompa - Pemiliihan pompa - Kuliah interaktif - Kerja kelompok &
Presentasi (small group discussion)
-- Kerjasama dalam tim work - Keaktifan saat
diskusi - Penguasaan
materi
6 si pipa diatas kapal
Pertemuan ke
Sasaran
Pembelajaran Materi Pembelajaran/Topik Kajian
Strategi / Metode Pembelajaran
Indikator
Penilaian PenilaianBobot
IX – X
Menjelaskan
Portofolio tentang system instalasi pipa layanan permesinan diatas kapal lengkap dengan komponen-komponen sistemnya
System instalasi layanan permesinan
- System udara start - System bahan bakar - System minyak peluman - System pendingin
- Kuliah interaktif - Kerja kelompok &
Presentasi (Collaborative Learning)
- Kerjasama dalam tim work - Keaktifan saat diskusi - Penguasaan materi 15 XI – XII Menjelaskan Portofolio tentang system instalasi pipa layanan keselamatan diatas kapal lengkap dengan komponen-komponen sistemnya
System instalasi layanan keselamatan
- System bilga
- System pemadam kebakaran
- Kuliah interaktif - Kerja kelompok + Presentasi (Collaborative Learning) - Kerjasama dalam tim work - Keaktifan saat diskusi - Penguasaan materi 15 XIII - XIV Menjelaskan Portofolio tentang system instalasi pipa layanan penumpang diatas kapal lengkap dengan komponen-komponen sistemnya
System instalasi layanan penumpang dan ABK
- System sanitary air tawar dan air laut
- Sistem sewage treatment
- Kuliah interaktif - Kerja kelompok + Presentasi (Collaborative Learning) - Kerjasama dalam tim work - Keaktifan saat
diskusi - Penguasaan
materi
Pertemuan
ke PembelajaranSasaran Materi Pembelajaran/Topik Kajian Strategi / MetodePembelajaran PenilaianIndikator PenilaianBobot
XV - XVI
Menjelaskan
Portofolio tentang system instalasi pipa layanan kapal diatas kapal lengkap dengan komponen-komponen sistemnya
System instalasi layanan kapal - System ballasts
- System bongkat muat kapal tanker
- System oil washing tank
- Kuliah interaktif - Kerja kelompok + Presentasi (Collaborative Learning) - Kerjasama dalam tim work - Keaktifan saat
diskusi - Penguasaan
materi
15
Nama dan Kode dosen (Pengampuh Mata Kuliah) 1. IR. H.ABDUL LATIEF HAD (00 050949 02) 2. BAHARUDDIN, ST., MT, (00 020272 01) 3. EKO HARYONO, ST., MT. (00 180573 01) Referensi :
1. Biro Klasifikasi Indonesia; [2006]; “Rules For Machinery Instalation”; Vol. III, BKI; Jakarta.
2. Germanischers Lloyd; [1998]; "Rules for Classification and Construction Ship Technologi"; Germanischer Lloyd; Hamburg. 3. Harington, Roy L.; [1992]; “Marine Engineering”; SNAME; New York.
4. Raswari;[1987];”Perencanaan dan Penggambaran Sistem Perpipaan”; Universitas Indonesia Press; Jakarta 5. Sularto dan Tahara, Haruo; [1987]; „Pompa dan Kompressor”; Padnya Paramitha; Jakarta
6. The Marine Engineering Society In Japan; [1982]; Machinery Outfitting Design Manual, Vol. 1. Piping System for Diesel Engine”; The Marine Engineering Society In Japan; Jepang
7. Victory, G; [1974]; “Marine Engineering Practice Vol. 1 Part 5 :Fire Fighting Equipment And Its Use In Ship”; The Institute of Marine Engineering; Inggris.
8 BAB II SISTEM
PERPIPAAN PENDAHULUAN
Pada bab ini kita akan mempelajari persyaratan umum instalasi perpipaan di kapal berdasarkan peraturan klasifikasi dalam hal Biro Klasifikasi Indonesia yang berlaku untuk kapal-kapal yang berlayar di wilayah perairan Indonesia maupun kapal lain yang diklaskan klasifikasi lainnya. Selain itu kita akan mempelajari pipa yang digunakan berdasarkan material, cara pembuatannya, dimensional pipa, dan jenis fluida yang dialirkan serta cara menyambungnya. Setelah mengikuti perkuliahan ini mahasiswa dapat menjelaskan persyaratan umum instalasi perpipaan, jenis-jenis material pipa dan cara menyambungnya serta dimensional pipa di kapal.
URAIAN BAHAN PEMBELAJARAN
A. SISTEM INSTALASI
Sistem perpipaan berfungsi untuk mengantarkan atau mengalirkan suatu fluida dari tempat yang lebih rendah ke tujuan yang diinginkan dengan bantuan mesin atau pompa. Misarnya pipa yang dipakai untuk memindahkan minyak dari tangki ke mesin, memindahkan minyak pada bantalan-bantalan dan juga mentransfer air untuk keperluan pendinginan mesin ataupun untuk kebutuhan sehari-hari diatas kapal serta masih banyak lagi fungsi lainnya. sistem perpipaan harus dilaksanakan sepraktis mungkin dengan minimum bengkokan dan sambungan las atau brazing, sedapat mungkin dengan flens atau sambungan yang dapat dilepaskan dan dipisahkan bila perlu. Semua pipa harus dilindungi dari kerusakan mekanis. System perpipaan ini harus ditumpu atau dijepit sedemikian rupa untuk menghindari getaran. Sambungan pipa melalui sekat yang diisolasi harus merupakan sambungan flens yang diijinkan dengan panjang yang cukup tanpa merusak isolasi. Pada perancangan sistem instalasi diharapkan menghasilkan suatu jaringan instalasi pipa yang efisien di mana aplikasinya baik dari segi peletakan maupun segi keamanan dalam pengoperasian
harus diperhatikan sesuai peraturan-peraturan klasifikasi maupun dari spesifikasi installation guide dari sistem pendukung permesinan.
Sistem perpipaan merupakan sistem yang kompleks di kapal untuk perencanaan dan pembangunannya. sistem perpipaan mempunyai hubungan yang sangat erat dengan prinsip-prinsip analisa static dan dinamic stress, thermodinamic, teori a1iran fluida untuk merencanakan keamanan dan efisiensi jaringan pipa (network piping). Peletakan komponen yang akan disambungkan dengan pipa perlu diperhatikan untuk mengurangi, hal-hal yang tidak diinginkan seperti : panjang perpipaan, susunan yang kompleks, menghindari- pipa melalui daerah yang tidak boleh ditembus, menghindari penembusan terhadap struktur kapal, dll. Jalur instalasi pipa sedapat mungkin direncanakan untuk mengindari stress yang terlalu tinggi pada struktur. Oleh karena itu sebagai langkah awal maka dibuatlah suatu gambar diagram yang akan menjelaskan keterkaitan antar komponen dalam suatu instalasi. Gambar diagram sistem dibuat guna memastikan sistem akan memenuhi kebutuhan spesifikasi dan seluruh elemen dari sistem saling compatible dengan yang lainnya. Diagram pipa merupakan point awal untuk mengembangkan seluruh gambar-gambar perpipaan. Diagram pipa menggambarkan komponen sistem dan hubungannya satu sama lain dalam bentuk skematik.
Diagram ini terdiri dari : 1. Simbol-simbol komponen 2. Schedule material
3. Komponen performance rating dan kurve pompa 4. Valve description
5. Identifikasi komponen
6. Tekanan, suhu, aliran, kecepatan, penurunan tekanan sistem 7. Ukuran pipa
8. Arah aliran
9. Identifikasi kompartemen dan bul-khead 10. Karakteristik dari instrument
1 0 Kualitas dan kejelasan diagram pipa sangat penting karena gambar diagram memberikan informasi bermacam-macam fungsi selama perencanaan, pembangunan dan operrasional- kapal dan membrikan pengertian awal bagaimana sistem tersebut berjalan dan menerangkan hubungan dengan sistem lainnya. Hubungan fungsi harus sama-sama ditonjolkan. Gambar perencenaan system pipa biasanya dibuat hanya untuk satu sistem atau sistem yang berhubungan pada satu gambar untuk menyederhanakan penggambaran. Sistem instalasi perpipaan di kapal dapat dikelompokkan dalam beberapa kelompok layanan diatas kapal antara lain : 1. Layanan Permesinan; yang termasuk disini adalah sistem-sistem yang akan
melayani kebutuhan dari permesinan dikapal (main engine dan auxu1liary engine) seperti sistem start, sistem bahan bakar, sistem pelumasan dan sistem pendingin.
2. Layanan penumpang & crew; adalah sistem yang akan melayani kebutuhan bagi seluruh penumpang dan crew dari kapal dalam hal untuk kebutuhan air tawar dan system sanitary/drainage .
3. Layanan keamanan; adalah sistem instalasi yang akan menjamin keselamatan kapal selama pelayaran meliputi : sistem bilga dan sistem pemadam kebakaran. 4. Layanan keperluan kapal; adalah sistem instalasi yang akan menyuplai
kebutuhan untuk menjamin stabilitas dan keperluan kapal meliputi sistem ballast dan sistem pipa cargo (untuk kapal tanker) .
B. PERSYARATAN UMUM INSTALASI PIPA DI KAPAL
Suatu system instalasi perpipaan yang terdiri dari peralatan-peralatan yang digunakan pada suatu system di kapal, klasifikasi umumnya memberikan ketentuan-ketentuan yang harus dipenuhi sebagai berikut :
1. Sambungan-sambungan pipa berupa sambungan flens harus digunakan untuk sambungan pipa yang dapat dilepas. Ikatan ulir hanya dapat dipergunakan untuk diameter luar sampai dengan 2 inchi.
2. Ekspansi dari system perpipaan yang disebabkan kenaikan suhu atau perubahan bentuk lambung, harus diimbangi seda[at mungkin dengan lengkungan-lengkungan pipa, pipa kompensator ekspansi, sambungan-sambungan yang menggunakan penahan packing dan cara yang sejenis.
3. Pipa yang harus melalui sekat-sekat, atau dinding-dinding, harus dibuat secara kedap air atau kedap minyak. Lobang-lobang baut untuk sekrup atau baut-baut pengikat tidak boleh terletak pada dinding-dinding tangki.
4. System pipa di sekitar papan penghubung, harus terletak sedemikian rupa agar dapat menghindari kemungkinan kerusakan pada instalasi listrik, apabila terjadi kebocoran pada pipa.
5. Pipa udara, duga limpah maupun pipa yang berisikan zat cair yang berlainan tidak boleh melalui tangki-tangki air minum, air pengisi ketel dan minyak peluma. Bilaman hal tersebut tidak dapat dihindarkan, pengaturan penembusan pipa-pipa tersebut pada tangki harus ditentukan bersama dengan pihak klasifikasi. Semua pipa yang melalui ruang muat/bak rantai harus dilindungi terhadap benturan dan kerusakan dengan diselubungi.\
6. system pipa pengeringan dan ventilasl direncanakan sedemikian rupa sehingga dapat mengkosongkan, mengalirkan dan memberi ventilasi pada system tersebut. system pipa dimana ada cairannya dapat berkumpul dan mempengaruhi cara kerja mesin, harus dilengkapi dengan alat pengering khusus, seperti pi-pa uap dan pipa udara bertekanan'.
6. Semua jaringan pipa harus ditunjang pada beberapa tempat untuk mencegah pergeseran dan lenturan, jarak antara penunjang pipa ditentukan oleh diameter dan massa jenis media yang mengalir. Jika system jaringan pipa dilalui oleh fluida yang panas, maka penunjang pipa diusahakan sedemikian rupa sehingga tidak menghalangi thermal ekspansion.
7. Sea chest pada lambung kapal harus diatur pada kedua sisi kapal dan dipasang serendah mungkin, dan dilengkapi dengan pipa-pipa uap atau pipa udara dengan diameter disesuaikan dengan besarnya sea chest dan paling kecil 30 mm, yang dapat ditutup dengan katup dan dipasang sampai diatas geladak sekat. Juga dilengkapi dengan saringan air laut untuk mencegah masuknya kotoran yang akan menyumbat saluran dari bottom valve.
Pipa-pipa uap atau udara bertekanan berfungsi sebagai pelepas uap di sea chest dan membersihkan saringan kotak air laut (grating). Pipa uap atau pipa udara bertekanan tersebut harus dilengkapi dengan katup-katup yang melekat
1 2 lasngsung pada sea chest. Umumnya pipa udara pembersih (blow off) sea chest bertekanan 2 - 3 kq/cm’’.
8. Katup-katup lambung kapal harus mudah dicapai, katup-katup pemasukan dan pengeluaran air laut harus mudah dilayani dari pelat lantai. Kran-kran pada lambung kapal penmgaturannya harus sedemikian rupa, sehingga pemrtarannya hanya dapat dibuka, ketika kran-kran tersebut dalam keadaan tertutup. Pada pemasangan hubungan-hubungan pipa dengan lambung dan katup-katup, dipasang sedemikian rupa sehingga tidak terjadi perembesan/ air yang mengalir. 9. Lubang saluran pembuangan dan pembuangan saniter tidak boleh dipasang
diatas garis muat kosong (empty load water line) di daerah tempat perluncuran sekoci penolong atau harus ada alat pencegah pembuangan air ke dalam sekoci penolong. Lokasi lubang harus diperhitungkan juga dalam pengaturan letak tangga kapal dan tangga pandu.
10. Pipa pembuangan yang keluar dari ruangan dibawah geladak lambung timbul dan dari bangunan atas dan rumah geladak yang tertutup kedap cuaca, harus dilengkapi dengan katup searah otomatis yang dapat dikunci dari tempat yang selalu dapat dikunci dari tempat yang sela1u dapat dicapai diatas geladak lambung timbul. Alat penunjuk bahwa katup terbuka atau tertutup harus disediakan pada tempat penguncian.
Dalam sistem perpipaan, komponen pendukung antara lain : a. Sumber (source) yang berasal dari tangki-tangki.
b. Pompa sebagai sumber tenaga untuk memindahkan/mengalirkan fluida.
c. Pengaturan aliran (debit dan arah), tekanin, temperatur, viscositas dan lainnya dapat berupa : katup, fitting, heat exchanger dan Iainnya.
d. Discharge (sink) dapat langsung ke overboard, tangki dan lainnya.
Dan untuk pemasangannya/instalasinya maka penyangga pipa sangat perlu guna mencegah yang diakibatkan oleh :
Berat pipa
Beban inersia akibat getaran dan gerak kapal
Beban inersia akibat getaran dan gerakan pada instalasi pipa Soal latihan :
1. Instalasi pipa dikelompokkan dalam 4 kelompok, jelaskan !
2. Sebutkan syarat-syarat umum instalasi pipa dikapal (minimal 5 syarat) ? 3. Bagaimana cara sambungan pipa yang melalui sekat kedap, jelaskan
dengan gambar !
4. Untuk lubang pembuangan dan pembuangan saniter harus dihindarkan dari apa ?
C. JENIS PIPA
a. Jenis menurut proses pembuatannya
Menurut proses pembuatannya pipa terdiri dari :
Pipa tanpa sambungan; pipa jenis ini dihasilkan dengan proses pemutaran/rolI
Gambar 1 : Pipa tanpa sambungan
Pipa dengan pengelasan; pipa jenis ini dihasilkan dari baja yang dibentuk silinder kemudian dilas mendatar tersambung oleh tekanan listrik busur
1 4 pipa pengeluaran. Pipa jenis ini tidak diijinkan untuk digunakan dalam sistem tertentu di mana tekanan kerja melampaui 350 Psi atau pada temperatur di mana sistem yang dibutuhkan pipa tekanan tanpa sambungan.
Gambar 2 : Pipa dengan pengelasan b. Jenis menurut materialnya
Bahan/material yang biasa digunakan untuk instalasi pipa uap, air, minyak, dan lain-lain dikamar mesin tidak hanya oleh pihak klasifikasi/rules tetapi juga diatur berdasarkan aturan dan standard yang ada. Oleh karena itu tekanan kerja maksimum dan suhu patut dijadikan dasar dalam pemilihannya. Jenis pipa menurut material yang biasa digunakan terdiri dari :
Tabel 1 : Jenis Material pipa dan tekanan kerja Material Tekanan Kerja
Temperatur (°C) Tekanan Kerja (Bar) ØNominal (DN) Besi Tuang (Cast Steel) > 300 Dn > 32 mm Besi Tuang Modular
(Composite cast iron)
< 300 Pb x DN > 2500 Atau DN > 250 Campuran Tembaga
(composite copper
< 225 Pb x Dn > 2500
Pipa baja biasanya pipa baja galvanis; pipa jenis ini banyak digunakan untuk instalasi yang dialiri oleh fluida air dan minyak. Pipa jenis ini digunakan untuk supplai air laut (sistem Ballast dan Bilga).
Gambar 3 : Pipa Galvanis
Pipa tembaga; pipa jenis ini digunakan untuk pipa yang berdiameter kecil. Pipa tembaga umumnya mudah dibengkokkan dan tahan terhadap karat.
Pipa kuningan; pipa jenis ini digunakan pada instalasi atau alat penukar panas (kalor) dan lain-lain. Pipa jenis ini digunakan untuk semua pipa bahan bakar minyak lumas
Pipa dari Timah Hitam; Pipa ini dilindungi terhadap kerusakan mekanis maka dapat digunakan untuk supply air laut, dapat juga untuk saluran sistem bilga, kecuali dalam ruangan yang kemungkinan mudah terkena api sehingga dapat melebar dan merusak sistem bilga
1 6
Pipa Plastik; pipa jenis ini mengandung bahan Vynil Chlorida dan biasanya untuk instalasi yang dialiri oleh fluida air bertekanan rendah bagian kelompok kelas pipa menurut rules dapat dilihat tabel berikut ini :
Tabel 1 : Kelas material Pipa (Classification of pipes into “pipes clas”)
Medium/type of pipeline Design pressure PR [bar]
Design temperature t [°C] Toxic and corrosic media
Imflammable media with service temperature above the flash point
Imflammable media with a flash point bellow 60 °C
Liquefied gases (LG)
all
Steam, thermal oil
PR > 16 or t >300 PR < 16 or t < 300 PR < 7 or t < 170 Air, gas
Lubrication oil, hydraulic oil Boiler feedwater, condensate Seawater and fresh water for cooling Brine in refrigerating plant
PR > 40 or t > 300 PR < 40 or t < 300 PR < 16 or t < 200 Liquid fuels PR > 16 or t > 150 PR < 16 or t < 150 PR < 7 or t < 60
Cargo pipe lines all
Cargo and venting lines for gas and chemical
tankers all
Refrigerants all
Open ended pipelines (without shutoff), c. g. drais, ventig pipes, overflow lines and boiler blowdown lines
all
Pipe class I II III
Classification in Pipe Class II is possible it special safety arrangement are available and structural safety precautions are arranged
Dalam bidang perkapalan untuk pipa baja biasanya berupa baja campuran yang disebut baja carbon dikenal beberapa jenis sesuai dengan fungsinya atau fluida yang dialirkan yaitu :
Pipa baja carbon untuk instalasi umum yang dikenal dengan istilah SGP
Pipa baja carbon untuk instalasi bertekanan yang dikenal dengan istilah STGP
Pipa baja carbon untuk instalasi bertekanan tinggi yang dikenal dengan istilah STP
Pipa baja carbon untuk instalasi bersuhu tinggi yang dikenal dengan istilah STPT
Pipa baja carbon dengan pengelasan las busur listrik yang dikenal dengan istilah STPY
Diameter luar suatu pipa sama ukurannya dengan diameter nominal. Sedangkan tebal dari pipa, untuk pipa baja carbon yang digunakan untuk instalasi umum (SGP) hanya memiliki l ketebalan untuk tiap diameter nominal, tetapi untuk pipa yang lainnya masing-masing memiliki beberapa menurut nomor schedule (SCH). Mengenai pipa tembaga, pipa tembaga tanpa kelim dengan tingkat tahan korosi yang bagus, penghantar panas yang baik dan memiliki kemampuan kerja yang baik adalah yang umum digunakan. Salah satu jenisnya adalah pipa tembaga phosphorous-dioxided tanpa kelim dan bentuk tabung (CIZ2LT) yang digunakan untuk alat pemindah kalor (Heat Exchanger) dan pipa tembaga tanpa kelim TCUT yang digunakan untuk instalasi pipa control.
Material pipa lainnya seperti tembaga campuran [copper alloy), seperti Zinc dengan bahan dasar aluminium-brass (istilah pabriknya albrac atau Yorcalbro, kualitas keduanya sama) dan pipa nickel dengan bahan utama nickel tembaga. Kedua mat.erial tersebut memiliki kemampuan kerja yang bagus dan tahan korosi khususnya nickel mempunyai kualitas yang sangat bagus pada kondisi kerja dengan suhu dan tekanan tinggi. Pipa aluminium-brass dan cupronickel utamanya digunakan untuk instalasi air laut system pendingin. Pipa plastik secara umum dibuat dari bahan
1 8 polyvinyl chloride (PVC) yang biasa digunakan untuk instalasi sanitary pada deck akomodasi.
Beberapa pengelompokan material pipa dan komponen lain Instalasi dapat dilihat pada tabel- berikut (lihat table 11.2 GL haI. 11-4)
D. PEMILIHAN UKURAN PIPA
Ukuran diameter dalam sebuah Pipa ditentukan berdasarkan :
Jenis fluida yang mengalir didalam pipa.
Jumlah volume fluida yang akandipindahkan.
Kecepatan aliran dari fluida yang akan dipindahkan' memperhatikan adanya tekanan akibat gesekan.
dimana perlu juga
Harga pipa, dimanasemakin berat pipa harganya makin mahal. Dengan demikian dapatlah disimpulkan bahwa ;
makin besar penampang pipa makin tinggi harganya
makin kecil penampang pipa, makin banyak pipa yang dibutuhkan, makin banyak pula tempat yang dibutuhkan, tetapi hal- ini memberikan keuntungan karena pada penginstalasian pipa mudah diselipkan ditempat-tempat yang tidak terpakai
makin kecil kec. Aliran fluida dalam makin kecil Pipa, tahanannya. Dan dapat memberikan aliran yang laminar
Besarnya diameter dari pipa dapat dihitung dengan formula sebagai berikut :
d = (m) (1.1)
atau
dimana; d = diameter pipa
Q = debit fluida yang mengalir (m3/s) v = kecepatan aliran di dalam pipa (m/s) kecepatan aliran biasanya diasumsikan sebagai berikut :
0,5 - 1 m/s; untuk suction line
1 - 2 m/s; untuk normal pressure
3 m/s atau lebih; untuk tekanan tinggi (higher pressure)
Spesifikasi umum dapat dilihat pada ASTM (American Society of Testing Material). Dimana disitu diterangkan mengenai diameter, ketebalan serta schedule pipa. Diameter luar (out side diameter), ditetapkan sama, walaupun ketebalan (thickness) berbeda-beda untuk setiap schedule. Diameter dalam (inside diameter), ditetapkan berbeda berbeda untuk setiap schedule. Diameter nominal adalah diameter pipa yang dipilih untuk pemasangan ataupun perdagangan (commodity). Ketebalan dan schedule sangatlah berhubungan hal ini karena ketebalan pipa tergantungan dari pada schedule pipa itu sendiri.
Schedule pipa dapat dikelompokkan sebagai berikut : 1. Schedule : 5, 10, 20, 30, 40, 60, 80, 100, 120, 160. 2. Schedule standart
3. Schedule extra strong (XS)
4. Schedule double extra strong (XXS) 5. Schedule special
Perbedaan-perbedaan schedule ini dibuat karena : 1. Menahan internal pressure dari aliran.
2. Kekuatan dari material itu sendiri (strength of material) 3. Mengatasi karat
4. Mengatasi kegetasan pipa
Di kapal biasa kita mendengar istilah schedule dalam perpipaan, misalkan : Schedule 40, 80, 120, dll.
2 0 - Pipa Schedule 40
Pipa ini dilindungi terhadap kerusakan mekanis yaitu perlindungan menyeluruh dengan sistem galvanis. Dengan sistem perlindungan tersebut maka pipa dapat digunakan untuk suplai air laut, dapat juga untuk saluran sistem bilga, kecuali dalam ruangan yang kemungkinan mudah terkena api sehingga dapat melebar dan merusak sistem bilga.
Gambar 4 : Pipa Schedule 40
- Pipa Schedule 80 - 120
Pipa jenis ini diisyaratkan mempunyai ketebalan yang lebih tebal dibandingkan dengan jenis pipa yang lain. Dalam penggunaan pipa schedule 80 – 120 dapat difungsikan sebagai pipa hidrolis yaitu pipa dengan aliran fluida bertekanan tinggi.
Sedangkan di kapal umumnya kecepatan aliran 122 m/menit. Tekanan yang hilang akibat gesekan disebabkan oleh panjang bentangan pipa, getaran di dalam pipa, percabangan pipa, katup (valve), dan sambungan akibat pengelasan dan sifat-sifat aliran. Dalam perencanaan sedapat mungkin membuat sedemikian rupa
sehingga aliran fluida di dalam pipa adalah laminar (arus dimana garis arus sejajar dengan dinding pipa). Kecepatan aliran fluida untuk setiap sistem instalasi tidak sama, hal ini dapat kita lihat pada tabel berikut ini :
Tabel 2: Disain kec Fluida pada sistem Perpipaaan
Instalasi
Kec. Fluida (fps)Nominal Limit
Condensate pump suction 3
Condensate pump discharge 3 8
Condensate drains 0,3 1
Hot - water suction 3
Hot - water discharge 3 8
Feedwater suction 1,3 4
Feedwater discharge 4 10
Cold freshwater suction 3 15
Cold freshwater discharge 5 20
Lube-oil service Pump suction 4
Lube-oil discharge 2 6
Heavy-fuel service suction 4
Heavy-fuel service discharge 1,5 6
2 2 Heavy-fuel- transfer discharge 2 15
Tabel 2 (lanjutan)
Instalasi
Kec. Fluida (fps)Nominal Limit Distillate-fuel suction 2 7 Distillate-fuel discharge 5 12 Hydraulic-oi1 suction 1,5 8 Hydraulic-oi1 discharge 8 20 Seawater suction 3 12b, c Seawater discharge 5 12 b, c
Steam, high pressure 50 200
Steam exhaust, 2I5 Psig 75 250
Steam exhaust, haigh vacuum 75 330
a. d adalah diameter dalam pipa dalam satuan inci b. 9 fps untuk pipa baia galvanis
c. kec. Air laut pada pipa titanium dan GRP sumber : Marine Engineering' Books II
Ukuran Pipa Berdasarkan Kapasitas Tangki (BKI 2006 Sec 11 N 31) Seperti yang terdapat pada table 3. Sedangkan Ukuran Pipa baja berdasarkan JIS (Japan International Standart) terdapat tabel 4.
2 4 Tabel 4 : Standart Ukuran Pipa Baja menurut “JIS” tahun 2002
E. PEMUAIAN PIPA
Pengaruh panas baik yang berasal dari dalam pipa ataupun pengaruh lingkungan sekitar pipa dapat menyebabkan pipa mengarami pemuaian. pemuaian ini dapat menyebabkan diameter pipa bertambah besar dan ataupun pertambahan panjang pipa.
F. SAMBUNGAN PIPA
Dalam suatu instarasi pipa, banyak ditemukan sambungan-sambungan, baik sambungan antara pipa dengan .pipa maupun sambungan pipa dengan peralatan/komponen yang diperlukan seperti katup (varve), alat instrumentasi-, nozel (nozzle) peralatan ataupun sambungan untuk merubah arah aliran. System instalasi diatas kapal harus mampu mempertahankan terhadap getaran dan kel-enturan.
sehingga sambungan yang memillki dayatahan yang tinggilah yang dipersyaratkan. Beberapa type sambungan tidak memil-lki kekuatan dan daya tahan untuk digunakan pada lingkungan diatas kapal untuk waktu yang lama tanpa mengalami kerusakan/kebocoran. Beberapa sambungan yang sangat bagus meliputi : bolted flens, buttwelded, socket weld, brazed socket, reinforced branch connection, threaded, union, coupri-ng, mechanically attached fitting dan bounded socket untut bahan plastik dan bahan komposit. pemilihan jenis sambungan yang akan digunakan pada sistem pipa didasarkan pada beberapa faktor meliputi :
Tekanan
Suhu
Harga
Keselamatan/keamanan
Kondisi 1ingkungan sekitar
Ukuran pipa
Bahan pipa
Kemudahan dalam pemeriksaaan
Jaminan kualitas
Ketersediaan komponen tersebut dipasar dan kecocokan pada ujung pipa
Tingkat kemahiran dari installer
Batasan yang diberikan oleh badan regulasi pihak klasifikasi dan persyaratan pemilik kapal sendiri.
Sebagian besar sistem menggunakan beberapa jenis sambungan berbeda. Penyambungan pipa dapat dilakukan dengan las beberapa cara antara lain :
P en g e las a n ( W e l d ed ) ; jenis penyambungan dengan las dipengaruhi oleh material- pipa yang akan disambung dan penggunaannya, misalnya pengelasan untuk bahan stainless steel menggunakan las busur gas wolfram, dan untuk pipa baja carbon digunakan las metal-. Pada instalasi bersuhu dan bertekanan tinggi seperti pada instalasi uap utama pada kapal turbin, instalasi tanpa flens adalah lazim digunakan tetapi saat lni instalasi tanpa flens selalu
2 6 digunakan pada instalasi tekanan rendah dengan maksud untuk mendapatkan instalasi tanpa flens yang layak atau pantas. Sambungan yang umum digunakan untuk instalasi tanpa flens antara lain :
a. Sambungan Buttwelding (gambar 1) ; buttwelding joint adalah salah satu metode yang digunakan pada sambungan tanpa flens. Bagian yang disambung dari pipa yaitu pada masing-masing ujungnya dilas sebagai ganti dari f1ens. Tapi metode ini sama sekali tidak dipakai/diterapkan karena dapat merusak pipa galvanis, instalasi pipa yang dilapisi. Kemiringan bagian pipa yang akan dilas dapat dilihat pada gambar dibawah ini :
Gambar 1: Sambungan dengan cara pengelasan
Sumber : Machinery outfitting design manual- Vol. 1 Piping System For Diesel Ships
b. Sleeve Joint (sambungan sleeve); sambungan sleeve dapat dilihat pada gambar 1.5, cara ini digunakan pada bagian dimana flens yang digunakan adalah bentuk konvensional-. Ketebalan sleeve T bervariasi seperti berikut; setara dengan SGP, SCH#40, SCH#80, dan lain lain sesuai dengan ketebal-an pipa SCH#80 padanan ketebalan lmenyangkutl lengan baju biasanya digunakan dalam rangka memperkecil macam lengan baju.
Gambar 2 : Sambungan Sleeve Sumber : Marine Engineering c. Coupling Joint
Ada banyak macam sambungan coupling, kebanyakan kekedapan terhadap fluida dengan mengencangkan suatu packing karet elastis dengan suatu "nut" dan di sana adalah beberapa tindakan balasan melawan terhadap pipa yang jatuh
Gambar 3 : sambungan coupling Sumber : Marine Engineering
d. Union Joint.
Sambungan union sebagian besar digunakan untuk ukuran pipa yang kecil. Ada dua jenis sambungan jenis ini sebagaimana yang
2 8 ditunjukkan pada gambar 1.6 dan gambar L.l . Salah satu darri jenis ini, untuk menjamin kekencangan sambungan dengan memasukkan packing antara badan sambungan dan ujungnya ( gambar 1 . 6 ) . Sedangkan jenis yang lain untuk menjamin kekencangan tanpa menggunakan packings antara badan sambungan dan ujungnya yang berhubungan berbentuk kerucut dengan sudut masing-masing 37 atau 90 derajat ( gambar I,'7). Isatu/ orang] yang terdahulu biasanya digunakan untuk 10 kg/cm7 dan di atas penilaian/beban maksimum. Bahan sambungan Union, baja digunakan untuk pipa baja dan campuran rogam tembaga untuk pengikatan ke pipa, pengelasan di-buat untuk pipa baja, tembaga dlbuat untuk pipa tembaga. Materlal sambungan union ditetapkan di (dalam) JIS F7436, 7455
Gambar 4: sambungan union
Sumber : Machinery outfitting design manual)
Sambungan las seperti gambar 8a dan 8b (Mar. Eng. ) adalah yang cocok untuk semua tekanan dan suhu diatas kapal. Sambungan braze seperti gambar 8c mempunyai batas suhu yang tertinggi tergantung pada meterial pipa dan brazlng metal yang digunakan. Hubungan reinforced branch seperti gambar 8d perlu ada metode dalam pemasangan cabang tanpa menggunakan komponen lain, sehingga pengurangan jumlah sambungan tiap cabang dari menjadi 3 menjadi 2 , dan memudahkan dalam penginstalasian cabang baru pada pipa yang ada. Sambungan ini didisaln untuk mengurangi konsentrasi tegangan yang ada pada cabang dari kedua pipa untuk hubungan yang tidak diperkuat (unreinforced connection) .
Gambar 5 : Jenis-jenis sambungan Sumber : Marine Engineering
Sambungan pipa dengan cara pengelasan dapat dilakukan dengan :
a. Sambungan langsung (tanpa penguat) b. Sambunqan dengan penguatan
c. Sambungan menggunakan alat penyambung
d. Sambungan pipa cabang dengan menggunakan o’let. Sambungan langsung (stub in)
Sistem sambungan ini dimana hubungan pipa dengan pipa dilas secara langsung. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar dibawah ini (buku buku raswari Gb. 1.1 & I.2 hlm. 2).
Sambungan dengan penguatan
Pada sambungan ini, antara pipa dengan yang menggunakan penguatan yang berupa pelana kuda (saddle). Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar dibawah ini (buku buku raswari cb. 1.3 & 1.4 hlm. 2)
3 0 Sambungan menggunakan alat penyambung (fitting)
Yang dimaksud dengan penyambungan .ini adalah penyambungan pipa dengan pipa menggunakan alat penyambung, untuk mengubah arah aliran atau memperkecil jalur pipa seperti : siku (ellbow), Te (tee), pemerkecil (reducer), kap (cap) dan silang (cross). Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada gamba dibawah ini (buku buku raswari cb. 1.5 s/d L.I2 hlm. 3-5).
Sambungan pipa cabang dengan menggrunakan o'let
Dari segi kekuatan dan teknis, sambungan pipa cabang yang menggunakan o'let lebih kuat dan lebih baik dari sambungan yang menggunakan penguat seperti pelana (saddle), dan reinforcement, tetapi dari segi ekonomi sambungan o'let lebih mahal. Untuk lebih jelasnya model dari sambungan ini dapat dilihat pada gambar dibawah ini (buku buku raswari Gb. 1.13 & 1.17 hlm. 6-7).
U l ir (thr eaded ) ; penyambungan ini digunakan pada pipa yang bertekanan tidak terlalu tinggi. Sambungan pipa secara ulir terdiri dari type straight (ulir rata) dan tapered (ulir tirus/meruncing) seperti pada gambar 5 (Fiq. 8e dan 8f) sangat bagus karena dapat dipasang dan dilepas.
Bagaimanapun dibandingkan dengan jenis sambungan. Lain sambungan ulir cenderung lebih mudah mengalami karat pada celah ulir dan kebocoran pada daerah ulir dan berkurangnya kekuatan mekaniknya. Sehingga AL AS untuk sambungan type ini hanya digunakan untuk ukuran pipa yang kecil dan tidak vital serta bukan flulda yang berbahaya. Umumnya penyambungan pipa dengan sambungan ulir dlgunakan pada pipa dengan diameter dibawah 2 inchi. Hal ini juga berlaku untuk kapal-kapaI niaga. Kebocoran pada sambungan inl dapat dicegah dengan menggunakan gasket tape pipe. Selain itu, sambungan union (union joint) seperti pada gambar 8 g didisain untuk mengatasi kelemahan pada sambungan ulir dengan memberikan kekuatan mekanik yang lebih besar dan membuatkan cincin O ring, jika diperlukan untuk mengisolasi ulir dari system fluida, yang mana tetap memberikan kemudahan dalam pemasangannya dan pelepasannya. Sambungan yang lainnya adalah dengan sambungan kopling (coupling). Sambungan kopling dibuat dalam banyak macam dan gambar 8 h adalah salah satu contohnya, harganya tidak terlalu maha1, mudah dalam pemasangan/perakitan tanpa dilakukan pengerjaan panas terlebih dahulu. Beberapa bentuk kopling yang tidak dipasang secara langsung kepada pipa tidak mempertimbangkan perlindungan terhadap separasi dalam kaitan dengan getaran, pergerakan yang berkenaan dengan panas, dan lenturan kapa1. Beberapa bentuk
memerlukan suatu gland packing atau segel fain untuk mencegah kebocoran. Sambungan Kopling diijinkan pada kapal komersil untuk penggunaan yang spesifik tunduk kepada prosedur instalasi khusus untuk memastikan sambungan tersebut tidak akan lepas. Sambungan ini biasanya tidak diijinkan pada kapat angkatan laut AS.
Flens (flange); Pipa sesuai dengan panjangnya dihubungkan dengan flens untuk pipa baja. Frens baja dibentuk dengan ras bubut, ulir atau menambah pipa. Dimana kedua ujung pipa yang akan disambung dipasang flens kemudian diikat dengan baut (bolt), Flens pipa dikelompokkan menurut besarnya tekanan yang disesuaikan dengan tekanan kerja maksimum ataupun diatasnya. Tetapi tekanan kerja maksimum pada uap udara kompresi, udara/gas, air, minyak dan lain-lain, instalasi pipa disesuaikan dengan besarnya tekanan dan kondisi fluida. Batas maksimum tekanan kerja untuk material flens, kondisi dari fluida secara khusus dapat dilihat pada JIS B 2201 atau juga BS 10. Flens pipa secara umum dikelompok menjadi beberapa macam menurut cara penyambungan dan type dari permukaan flens. Berikut ini diperlihatkan flens yang umum digunakan :
a. Welded neck f1ange
Welded neck flange adalah flens yang ujungnya dilas pada pipa dan berbentuk kerucut tipis untuk penguatan. Typef lens seperti ini memiliki keamanan konstruksi yang lebih baik dan cocok untuk tekanan tinggi, suhu tinggi dan suhu yang rendah. Adapun gambar flens ini dapat dilihat pada gambar 6.
b. Slip-on welded flanges
Pada slip-on welded flens, pipa dimasukkan ke plate flens dan dilas tipis pada kedua sisi dari flens dan cocok untuk instal-asi dengan tekanan dari rendah sampai dengan tekanan sedang
3 2
Gambar 6 : Jenis-jenis sambungan Flens Sumber : Marine Engineering .
c. Composite Flens
Flens composite yang digunakan pada instalasi pipa copper atau paduan copper dengan diameter atau lebih sesuai ketentuan yang ada. (lihat gambar 7). Sebagai contoh misalnya bagian dalam flens menggunakan cast branze sedangkan bagian luar flens menggunakan baja lunak.
Gambar 7 : Sambungan Flens material campuran Sumber : Marine Engineering
Untuk sambungan pipa dengan menggunakan flens, menurut pihak klasifikasi sambungan flens ini terbagi menjadi beberapa type sebagaimana pada gambar dibawah ini :
Gambar 8 : Type-type flens Sumber : Germanischers Lloyd
3 4
Gambar 8 : Type-type flens (lanjutan) Sumber : Germanischers Lloyd
PENUTUP Soal latihan :
1. Sebutkan jenis pipa menurut material yang biasa digunakan ! 2. Apa sajakah yang menentukan ukuran pipa ?
3. Dalam bidang perkapalan untuk pipa baja biasanya berupa baja campuran yang disebut baja carbon dikenal beberapa jenis, Sebutkan ?
4. Apa-apa sajakah cara penyambungan pipa yang biasa dilakukan ?
6. Misalkan ada sebuah pipa yang akan melewati sebuah sekat kedap bagaimana penyambungnya dan gambarkan !
7. Ada berapa type flens menurut BKI (Biro Klasifikasi Indonesia) ?
8. Untuk apa sajakah diperlukan penyangga pipa dalam pemasangan instalasi ? 9. Untuk lubang pembuangan dan pembuangan saniter harus dihindarkan
dari apa ?
10. Apa sajakah komponen pendukung dalam sistem perpipaan ?
11. Bentuk kelompok dan coba gambarkan bagaimana tentang apa yang menjadi ketentuan-ketentuan yang harus dipenuhi dalam instalasi perpipaan di kapal !
DAFTAR PUSTAKA :
1. Biro Klasifikasi Indonesia; [2006]; “Rules For Machinery Instalation”; Vol. III, BKI; Jakarta
2. Germanischers Lloyd; [1998]; "Rules for classification and construction ship Technoloqy"; Germanischer Lloyd; Hamburg.
3. Harrington, Roy L.; [1992] ; "Marine Engineering"; SNAME; New York. 4. Raswari ; [1987 ] ; " Perencanaan dan penggambaran Sistem
Perpipaan"; Universitas Indonesia Press; Jakarta
5. The Marine Engineering Society In Japan;[1982] ; "Machinery Outfitting Design Manual, Vol. 1. piping System for Diesel ships"; The Marine Engineering
3 6 BAB III
KOMPONEN SISTEM INSTALASI PIPA DAN SIMBOL-SIMBOL PERPIPAAN
PENDAHULUAN
Pada bab ini kita akan mempelajari komponen-komponen sistem instalasi pipa simbol-simbol komponen instalasi perpipaan. Setelah mempelajari bab ini mahasiswa dapat menggambarkan bagaimana diagram sistem instalasi pipa di kapal. Karena di galangan harus terlebih dahulu gambar diagram instalasinya baru gambar instalasi sebenarnya. Dan gambar diagramlah yang merupakan kelengkapan yang harus ada diatas kapal
URAIAN BAHAN
PEMBELAJARAN.
A. KOMPONEN-KOMPONEN INSTALASI
Sistem perpipaan berfungsi untuk mengantar fluida yang akan dipindah sampai ke tujuan pemakaian untuk mendukung kerja dari suatu peralatan. Agar fluida tersebut sampai ketujuan maka diperlukan suatu jaringan instal-asi yang terdiri dari beberapa komponen pendukung. Komponen-komponen tersebut terdiri dari :
1. Pipa dan sambungan sebagai jalan dari fluida.
2. Saringan sebagai alat untuk mencegah benda-benda asing masuk ke jaringan pipa yang dapat menggangu kerja dari sistem bersangkutan. Filter ini dapat. Berupa suatu komponen atau pun dalam bentuk alat. Yang termasuk dalam filter yaitu:
Filter/strainer baik berupa filter simpleks atau dupleks; yaitu berfungsi untuk menyaring kotoran-kotoran dalam bentuk partikel padat. Filter atau strainer tersusun atas pokit yang diberi lubang-lubang atau kasa penyaring.
Purifier; merupakan alat untuk menyaring partikel partikelyangtidak diinginkan dimana proses penyaringannya dengan cara memusing (memberikan gaya sentrifugal pada fluida yang bersangkutan sehingga partikel-partikel yang tidak kita inginkan melalui suatu instalasi.
Separator; alat ini merupakan alat filter yang berfungsi untuk memisahkan antara fluida air dan dan fluida minyak misalnya untuk fluida dari got-got (bilga), dan tangki-tangki penampungan lainnya dalam rangka mencegah terjadinya pencemaran air laut oleh akibat kegiatan diatas kapal
(a) Filter/strainer (b) Purifier
(c) Separator Gambar 1 : Alat Penyaring
3 8 3. Katup; sebagai alat untuk mengatur jumlah fluida yang akan dipindah,
penghentian dan pengaman aliran dan juga dapat mengatur arah aliran dari fluida. Dalam pemilihan katup yang akan digunakan dalam suatu sistem harus mempertimbangkan beberapa faktor antara lain :
Perbedaan tekanan
Kehilangan tekanan
Pengoperasian (terkait dengan arah aliran)
Ukuran (terkait dengan diameter pipa)
Biaya
Jenis material katup
Keamanan
Kemampuan untuk mengontrol aliran
Untuk bentuk dan ukuran material katup harus mempertimbangkan haI berikut ini :
Bentuk dan ukurannya harus memakai standar industry
Disertakan kemampuan tekanan dantemperatur kerja
Materialnya telah diapprove oleh pihak klasifikasi. Pada katup (valve) harus ada tanda :
1. Arah putar untuk buka/tutup pada hand wheel 2. Material
3. Diameter nominal 4. Tekanan nominal 5. Arah aliran
Jenis-jenis katup yang biasa digunakandl kapal antara lain :
a. Check valve; meliputi globe valve, gate valve, swing check valve, lift check valve, dll. Adapun gambar-gambar katup seperti keterangan diatas dapat dilihat pada gambar dibawah ini .
Gambar 2 : Katup Check Valve
b. Stop Valve; meliputi butterfly valve, ball valve, angle valve, dll. Adapun
gambar- gambar katup seperti keterangan diatas dilihat pada gambar dibawah ini :
Gambar 3 : Katup henti
c. Special valve; meliputi pressure reduding valve, relief valve, back pressure regulating valve, non-return valve, Safety va1ve, threeway valve,
4 0 deaerating valve, Thermostattic valve, dll. Adapun gambar-gambar katup seperti keterangan diatas dapat dilihat pada gambar dibawah ini :
Gambar 4 : Katup Khusus
4. Pompa adalah alat yang berfungsi memberikan tenaga pendorong terhadap fluida sehingga fluida dapat mengalir berpindah tempat dari tempat yang rendah ke tempat yang lebih tinggi (arah vertikal) aLau arah secara mendatar (horizontal). 5. Tangki-tangki yang merupakan tempat penampungan dari fluida. Pihak klasifikasi
mengisyaratkan bahwa untuk tangki yang besar biasanya memakai badan kapal dipergunakan sebagai tangki, dimana pembuatannya harus menyatu dengan struktur kapalnya. Sedangkan untuk tangki layanan sesuai persyaratan harus
dibuat sebagai tangki lepas. Dan untuk sistem tangki itu sendiri ada beberapa perlengkapan yang harus ada pada tangki antara lain :
Katup (angle or globe valve)
Pipa pengisian atau pengeluaran (fiilling pipe)
Pipa udara (air pipe)
Pipa penghubung (blow pipe)
Pipa duga (sounding pipe) jika dapat diletakkan ditengah garis centre line kapal dengan pertimbangan keolengan kapal.
Pipa limpah (overflow pipe)
Lubang masuk orang (man hole)
Drain pipe (letaknya dibagian bawah yang berfungsi untuk pengurasan/pengeringan tangki).
Drain pipe letaknya harus sejauh mungkin terhadap pipa hisap (suction). Apabila tangki besar letaknya harus dibagian atas maka diusahakan let.aknya menengah. Untuk tangki tangki yang berisi cairan panas sesuai klasifikasi tangki harus diisolasi. Jika tangki lebih dari 60o maka penempatan agak khusus guna kesel-amatan anak buah kapal. Menurut klasifikasi ada beberapa hal yang harus diperrhatikan berkaitan dengan tangki ini yaitu :
Tangki minyak tidak boleh ditempatkan diatas boiler untuk menghindari bahaya kebakaran.
Untuk memudahkan penanganan asesori, harus diusahakan kemudahan untuk mencapai bagian depan tangki.
Antara tangki air tawar dan minyak atau yang fluidanya berbeda jenisnya harus dlbatasi dengan cofferdam. Tangki harus dilengkapi dengan oil tray atau coaming untuk menghindari percikan akibat kebocoran.
Jenis-jenis tangki yang ada di kapal berkaitan dengan sistem distribusi suatu sistem instalasi perpipaan antara lain :
a. Tangki induk (storage tank)
b. Tangki harian (daiIy tank) atau tangki service (service tank). Tangki harian ini dapat berupa tangki gravitasi ataupun tangki harian dengan sistem hydrophore.
4 2
(a) (b)
Gambar 5 : Tangki harian dan tangki service (a) dan tangki hydropore (b) c. Tangki pengendapan (settling tank)
d. Tangki sump (sump tank) e. Drain tank
f. Sludge tank
6. Komponen-komponen khusus,sesuai dengan sistem instalasi seperti : heater, cooler,incenerator, calorifier, dll.
(a) Cooler (b) Incenerator Gambar 6 : Komponen-komponen khusus
B. SIMBOL-SIMBOL DALAM INSTALASI PERPIPAANl
Gambar-gambar dari simbol komponen suatu instalasi yang digunakan pada instalasi diatas kapal biasanya sesuai dengan standar. Berikut ini beberapa contoh simbol-simbol komponen sesuai dengan standar Jepang (JIS F 7006) dapat dilihat pada tabel-tabel berikut :
1. Pipa dan sambungannya dapat dilihat pada tabel 4.1
4 4
Tabel 4.1 : Gambar symbol Pipa dan Sambungan (lanjutan)
2. Komponen danpengaturan dapat dilihat Pada Pengendali tabel 4.2 Table 4.2 Control and regulation parts
4 6 3. Katup dan keran dapat dilihat pada tabel 4.3
4 8 4. Perlengkapan pipa dapat dilihat pada tabel 4.4
5 0 Table 4.4 (lanjutan)
5. Kontrol dan instrumentasi dapat dilihat pada tabel 4.5 Table 4.5 Control and instrumentation
5 2 Table 4.5 (lanjutan)
PENUTUP Soal latihan :
1. Apakah yang dimaksud saringan atau filter ? Dan berapa macam saringan di kapal , Jelaskan !
3. Apa fungsi katup dibawah ini : - Ball Valve
- Reducing pressure valve - Non-return valve
- Safety va1ve
4. Alat-alat atau komponen apa saja yang harus ada di tangki ! 5. Apa nama-nama tangki yang ada di kapal ?
6. Gambar symbol dari komponen berikut ini : - Screwed joint
- Flange
- Air motor driven - Life check valve - Duplex strainer - Air pipe
- Sea Chest - Thermometer - Pressure gauge
7. Cari gambar diagram pipa kapal yang lain dan sebutkan symbol-simbol gambar diagram pipa tersebut ! Kerjakan secara berkelompok dan tidak boleh ada yang sama system pipanya.
DAFTAR PUSTAKA :
1. Germanischers Lloyd; [1998]; "Rules for Classification and Construction Ship Technologi"; Germanischer Lloyd; Hamburg.
2. Harrington, Roy L; U9921;"Marine Engineering"; SNAME; New York'
3. The Marine Engineering Society In Japan; "Machinery Outfitting Design Manual Vol. Piping Systemfor Diesel Ships"; The Marine Engineering Society In Japan; Jepang
5 4
BAB IV POMPA
PENDAHULUAN
Pada bab ini mempelajari tentang penggunaan jenis pompa, pemilihan pompa, perhitungan head atau tahanan yang diatasi untuk sebuah pompa dalam suatu system instalasi pipa diatas kapal dan perhitungan daya pompa. Setelah mengikuti perkuliahan ini mahasiswa dapat menjelaskan dan membuat portofolio tentang penggunaan jenis dan menghitung daya pompa untuk suatu sistem-sistem instalasi pipa diatas kapal.
URAIAN BAHAN
PEMBELAJARAN.
Pemilihan suatu pompa untuk suatu maksud tertentu, terlebih dahulu harus diketahui kapasitas aliran serta head yang diperlukan untuk mengalirkan zat cair yang akan dipompa. Agar pompa dapat bekerja dengan baik tanpa mengalami kavitasi, perlu direncanakan besarnya tekanan minimum yang tersedia pada inlet pompa yang terpasang pada instalasinya. Dengan dasar tersebut maka putaran pompa dapat ditentukan. Kapasitas aliran, head, dan putaran pompa dapat diketahui seperti diatas. Tetapi apabila perubahan kondisi operasi sangat besar (khususnya perubahan kapasitas dan head) maka putaran dan Ukuran pompa yang akan dipilih harus ditentukan denqan memperhitungkan hal tersebut. Hal-hal yang harus diperhatikan Dalam pemilihan pompa dapat dilihat pada tabel- berikut ini :
Table 5.1 : Data yang diperlukan untuk pemilihan pompa NO. Data Yang
Diperlukan Keterangan
1. Kapasitas Diperlukan juga keterangan mengenai kapasitas maksimum dan minimum
2. Kondisi Isap (suction)
Tinggi isap dari permukaan air isap ke level pompa. Tinggi fluktuasi permukaan air isap. Tekanan yang bekerja pada permukaan air isap. Kondisi pipa isap.
3. Kondisi luar (discharge)
Tinggi permukaan air keluar ke level pompa. Tinggi fluktuasi permukaan air keluar Besarnya tekanan pada permukaan air keluar. Kondisi pipa keluar.
4. Head total pompa
Harus ditentukan berdasarkan kondis-kondisi diatas
5. Jenis zat cair Air tawar, air laut, minyak, zat cair khusus (zat kimia), temperature, berat jenis, viskositas, kandungan zat padat. 6. Jumlah pompa
7. Kondisi Kerja Keraja terus-menerus. Terputus-putus, jumlah jam kerja seluruhnya dalam setahun.
8. Penggerak Motor listrik, motor bakar torak, turbun uap. 9. Poros tegak atau
mendatar
Hal ini kadang ditentukan oleh pabrik pompa yang bersangkutan berdasarkan instalasinya.
10. Tempat instalasi Pembatasan-pembatasan pada ruang instalasi, ketinggian diatas permukaan air, diluar atau di dalam gedung, fluktuasi suhu.
Sumber : Pompa dan compressor; pemilihan, pemakaian dan pemeliharaan
(a) Pompa poros vertical (b) Pompa poros horizontal Gambar 1 : Type poros pompa
5 6 Pompa poros tegak biasanya untuk instalasi yang tangkinya jauh dari pompa sedangkan poros horizontal biasanya antara pompa dan tangkinya berada dekat sekali. Tipe pompa di kapal sebagian besar tipe sentrifugal. Karena sentrifugal daya pancarnya besar. Walau pun ada juga tipe yang lain tergantung jenis fluida yang akan dipindahkan seperti minyak biasanya tipe screw pump dan udara dengan tipe pompa torak.
Jumlah Pompa
Jika laju aliran keseluruhan telah ditentukan maka kapasitas pompa dapat dihitung dengan membagi laju aliran total tersebut dengan jumlah pompa yang akan digunaka. Dalam penentuan jumlah pompa yang akan digunakan, harus memperhatikan beberapa hal antara lain:
1. Pertimbangan ekonomis ;
Pertimbangan ini menyangkut masalah biaya, baik biaya instalasi investasi awal pembangunan (Capitol cost) maupun biaya operasional dan perawatan (maintenance).
Biaya awal instalasi; umumnya untuk laju aliran total fasilitas yang sama, biaya keseluruhan untuk pembangunan fasilitas mekanis kurang lebih tetap sama meskipun menggunakan jumlah pompa yang berbeda. Atau dengan kata lain biaya untuk fasilitas mekanis kurang lebih proposional terhadap laju aliran asalkan head, NPSH tersedia, model dan jenis pompa tetap sama. Tetapi jika jumlah pompa yang digunakan sedemikian rupa hingga memungkinkan dipakainya pompa standar yang murah, maka biaya keseluruhan untuk fasilitas mekanis kadang-kadang dapat lebih rendah.
Biaya operasional dan perawatan; komponen biaya terbesar adalah untuk daya listrik. Tapi biaya ini dapat ditekan dengan beberapa cara :
a. Apabila kebutuhan berubah-ubah, maka beberapa pompa dengan kapasitas sama yaitu sebesar atau hamper sebesar konsumsi minimum harus dipakai. Atau dapat juga menqgunakan pompa dengan kapasitas berbeda.
b. Jika kapasitas pompa menjadi besar, efisiensi pompa juga menjadi lebih tinggi, sehingga penggunaan daya menjadi lebih ekonomis.
Agar biaya operasional dan perawatan dapat ditekan' jumlah pompa yang digunakan tidak boleh terlalu banyak. Selain itu sedapat mungkin pompa yang dipakai sama agar dalam hal suku cadangnya dapat saling dipertukarkan. HaI ini mempermudah dalam Perawatan.
2. Batas Kapasitas Pompa; batas atas kapasitas suatu pompa tergantung beberapa hal :
Berat dan ukuran terbesar yang dapat diangkut dari pabrik ke tempat pemasangan.
Lokasi pemasangan pompa dan cara pengangkatannya
Jenis penggerak dan cara mentransmisikan daya dari penggerak ke pompa.
Pembatasan pada besarnya mesin perkakas yang digunakan untuk pengerjaan bagian-bagian pompa
Pembatasan pada performansi pompa( seperti kavitasi, dll).
3. Resiko; penggunaan pembagian hanya satu pompa untuk melayani laju aliran keseluruhan dalam suatu instalasi yang penting adalah besarnya resiko. Instalasi tidak akan berfungsi jika satu-satunya pompa yang ada rusak. Jadi untuk mengurangi resiko, perlu dipakai 2 pompa atau lebih' tergantung pentingnya suatu instalasi. Selain itu, untuk meningkatkan keandalan instalas perlu disediakan sedikitnya satu pompa cadangan, tergantung pada kondisi kerja dan pentingnya instalasi.
HEAD
Head adalah Head total pompa yang harus disediakan untuk mengalirkan jumlah air seperti yang diinginkan, dapat ditentukan berdasarkan kondisi instalasi yang akan dilayani pompa. Head total dapat dirumuskan sebagai berikut :
5 8 H =ha + Hp + h1 + (1)
Dimana : H = head total pompa (m)
ha = head statis total (m); yaitu perbedaan tinggi antara muka air di sisi keluar dan sisi isap; tanda positif (+) dipakai jika muka air disisi luar lebih tinggi dari sisi isap
hp = perbedaan head tekanan yang terjadi pada kedua permukaan air (m)
ho = hp2 – hp1
h1 = berbagai kerugian head di pipa, katup, belokan sambungan, dll.
= h1d + h1s
V2 /2g = head kecepatan keluar (m) g = percepatan gravitasi (= 9,8 m/s2 )
Head Kerugian
Head kerugian yaitu head untuk mengatasi kerugian-kerugian yang terdiri atas head kerugian gesek di dalam pipa, dan head kerugian pada belokan-belokan, reduser, katup-katup, dsb. Dibawah ini akan diberikan cara menghitungnya, satu per satu. a) Head kerugian gesek dalam pipa
Untuk menghitung kerugian gesek di dalam pipa dapat dipakai rumus berikut : hf =
(2) dimana; v = kec. rata-rata aliran di dalam (m/s)
hf = kerugian gesek dalam Pipa (m) = koeofisien kerugian gesek g = percepatan gravitasi (9,8 m/s2) L = panjang pipa (m)
D = diameter dalam pipa Nilai dapat dinyatakan dengan :
= (untuk aliran laminer) (3)
= 0,020 + (untuk aliran turbulen) (4) dimana Re adalah bilangan Reynolds yang besarnya :
Re = (5) Dimana; v = kec. Rata-rata aliran didalam pipa (m/s)
= viskositas kinematis zat cair (m/s2) D = diameter dalam pipa (m)
Nilai Re < 2300, aliran bersifat laminar Nilai Re > 4000, aliran bersifat turbulen
Nilai Re = 2300 - 4000, terdapat daerah transisi dimana aliran dapat bersifat laminer atau turbulen tergantung pada kondisi pipa dan aliran.
b) Kerugian head dalam jalur pipa
Aliran yang melalui jalur pipa, kerugian juga akan terjadi apabila ukuran pipa, bentuk penampang, atau arah aliran berubah. Kerugian head di tempat-tempat transisi yang demikian ini dapat dinyatakan dengan rumus :
hf = f
(6)
dimana; v= kec. Rata-rata didalam pipa (m/s ) f= koef. Kerugian
g = percepatan gravitasi(m/s2 ) hf = kerugian head (m)
Cara menentukan harga f untuk berbagai bentuk transisi pipa akan dirinci sebagai berikut :
6 0
Ujung masuk pipa
Jika v merupakan kecepatan aliran setelah masuk pipa, maka harga koefisien kerugian f dari rumus (6) untuk berbagai bentuk ujung masuk pipa seperti diperlihatkan dalam gambar 1 menurut Weisbach adalah sebagai berikut : (i) f = 0,5
(ii) f = 0,25
(iii) f = 0,06 (r kecil) sampai 0,005 (r besar) (iv) f = 0,56
(v) f = 3,0 (sudut tajam) sampar 1,3 (sudut 54o) (vi) f = f1 + 0,3 Cos + 0,2 Cos2
Dimana fr adalah koefisien bentuk dari ujung masuk dan mengambil harga (i)
sampai (v) sesuai dengari bentuk yang dipakai.
Bila ulung pipa isap memakai mulut lonceng yang tercelup dibawah permukaan air maka harga f adalah seperti yang diperhatikan dalam gambar dibawah ini :
Gambar 2 : Bentuk Ujung masuk Pipa
Koefisian kerugian pada belokan pipa
Ada dua macam belokan, yaitu belokan lengkung dan belokan patah (miter atau multipiece bend) . Untuk belokan lengkung sering dipakai rumus Fuller dimana f
dari persamaan (6) dinyatakan sebagai berikut :
dimana; D = diameter dalam pip3 (m)
R = jari-jari lengkung sumbu belokan (m)
= sudut belokan (derajat) f = koefisien kerugian
Hubungan diatas digambarkan dalam diagram seperti diperlihatkan dalam gambar berikut ini :
Daripercobaan Weisbach dihasilkan rumusyang umum dipakai untuk belokan patah sebagai berikut :
f = 0,946 sin2 + 2,047 sin4 (8)
dimana; = sudut belokan f = koefisien kerugian
Hubungan antara sudut dan koefisien kerugian dapat dilihat pada table berikut :
Table 5.2 : Kerugian belokan pipa
Kerugian karena pembesaran penampang secara gradual Kerugian head ini dirumuskan sebagai berikut :
hf = f (9)
Dimana; V1 = Kec. rata-rata padapenampang kecil (m/s)
V2 = kec. rata-rata padapenampang besar (m/s )
dimana; harga f ≈ l
Pengecilan penampang secara mendadak
Kerugian head akibat Pengecilanmendadak dapat dirumuskan berikut : sebagai 6 2 g = percepatan gravitasi(9, B m/s2) hf = kerugian head (m)
Koefisien kerugian untuk pembesaran penampang secara gradual pada penampang berbentuk lingkaran, dari hasil percobaan menunjukkan bahwa harga minimum sebesar 0,135 terjadi apabila adalah sebesar 5° sampai 6°30'. Juga untuk penampang bujur sangkar, harga minimum sebesar kira-kira 0 , L45 terjadi pada : 6°. Harga minimum untuk penampang segi empat sebesar 0,17 sampai 0,18 terjadi pada = 11°
Pembesaran Penampang pipa secara mendadak. Kerugian head jenisini diformulasikan sebagai berikut :
Gambar 3 : Penampang pipa yang membesar mendadak
hf = f (10)
D1 : diameter pipa kecil D2 : diameter pipa besar
v1 : kecepatan aliran pada pipa kecil
Dimana harga f diberikan sesuaitabel-dibawah ini :
Table 5.3 : Koefisien kerugian bagian pipa dengan pengecilan penampang secara tiba-tiba
Orifis dalam pipa
Kerugian head untuk orifis dirumuskan sebagai berikut :
Hf = f
(12)
Gambar 4 : Penampang pipa orifis
Dimana v adalah kecepatan rata-rata pada penampang pipa. Harga f dapat dilihat pada tabel berikut ini :
Table 5.4 : Koefisien kerugian pada orifis dalam pipa
(Dc/D)2 0 0,1 O,2 0,3 0,4 0,5 O,6 0,7 0,8 0,9 1,0
6 4
Percabangan dan Pertemuan pipa
Pada percabangan dan pertemuan antara 2 buah pipa, tidak ada hasil percobaan yang dapat diterima secara umum. Kerugian head untuk percabangan seperti gambar dibawah ini dapat diketahui dengan formula berikut :
Gambar 5 : Percabangan danpertemuan pipa
Gambar (a) :
hf 1 – 3 = f1 dan hf 1 – 2 = f2 (13)
Dimana; hf 1 – 3 = kerugian cabang 1 ke 3 (m)
hf 1 – 2 = kerugian cabang 1 ke 2 (m)
v1 = kecepatan di 1 sebelum percabangan f1, f2 = koefisien kerugian
sedangkan untuk pertemuan (gambar b) :
Dimana; hf 1 – 3 = kerugian head temu 1 ke 2 (m)
hf 2 – 3 = kerugian head temu 2 ke 3 (m)
V3 = kecepatan di 3 setelah percabangan f1, f2 = koefisien kerugian
Ujung keluar pipa
Kerugian head kel-uar pada ujung pipa dirumuskan sebagai berikut : hf = f (15)
Dimana; f = 1,0 dan v adalah kecepatan rata-rata di pipa keluar. c) Kerugian head akibat katup
Kerugian head akibat katup adalah :
hv = fv
(16)
dimana; v = kecepatan rata-rata dipenampang masuk katup (m/s ) fv = koefisien kerugian katup
hv = kerugian head akibat katup (m)
harga fv pada berbagai jenis katup dalam keadaan terbuka penuh dapat dilihat pada tabel berikut ini :
6 6 Tabel 5.5 : Koefisien kerugian dari berbagai katup
Sedangkan hubungan antara derajat pembukaandan koefisien gesekan katup- katup utama dapat dilihat pada gambar grafik dibawah ini :
