ANALISA PENGUJIAN FILTER OLI TIPE SPIN-ON
DI PT. PANATA JAYA MANDIRI
DISUSUN OLEH
NAMA : SRI SUWADI
NO INDUK : 0130311-122
FAKULTAS : TEKNOLOGI INDUSTRI JURUSAN : TEKNIK MESIN
PROGRAM KULIAH SABTU MINGGU FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
JURUSAN TEKNIK MESIN UNIVERSITAS MERCU BUANA
JAKARTA 2007
ii
LEMBAR PENGESAHAN
TUGAS AKHIR
Judul Tugas Akhir : Analisa Pengujian Oil Filter Tipe Spin-On Di PT. Panata Jaya Mandiri.
Nama : Sri Suwadi
NIM : 0130311-122
Jurusan / Fakultas : Teknik Mesin / Teknologi Industri . Program : Program Kuliah Sabtu Minggu.
Telah Diperiksa Dan Disetujui Oleh Pembimbing
( Dr. Mardani Ali Sera )
LEMBAR PENGESAHAN
TUGAS AKHIR
Judul Tugas Akhir : Analisa Pengujian Oil Filter Tipe Spin-On Di PT Panata Jaya Mandiri.
Nama : Sri Suwadi
NIM : 0130311-122
Jurusan / Fakultas : Teknik Mesin / Teknologi Industri . Program : Program Kuliah Sabtu Minggu.
Telah Diperiksa Dan Disetujui Oleh Koordinator Tugas Akhir
( Ir. Ruli Nutranta , M.Eng )
iv
LEMBAR PERNYATAAN
Saya yang bertandatangan dibawah ini : Nama : Sri Suwadi
NIM : 0130311-122
Jurusan/ Fakultas : Teknik Mesin / Teknologi Industri
Judul Tugas Akhir : Analisa Pengujian Oil Filter Tipe Spin-On Di PT. Panata Jaya Mandiri .
Dengan ini menyatakan bahwa sesungguhnya Tugas Akhir ini adalah benar – benar hasil karya saya sendiri dan bukan merupakan kutipan dari hasil karya orang lain.
Hasil dan data yang menunjang Tugas Akhir ini adalah berdasarkan sumber langsung dan observasi yang dilakukan dilapangan , yaitu di lokasi PT. Panata Jaya Mandiri .
Jakarta , Maret 2007
LEMBAR MOTTO
“ Berusaha dan berani gagal untuk mencapai keberasilan dan berdoa untuk meraih kemuliaan “
vi ABSTRAK
Analisa dilakukan untuk mengetahui kualitas filter oli melalui pengujian dan mengetahui apakah rancangan dan proses yang telah dibuat telah sesuai sehingga filter digunakan dapat bekerja sebagai penyaring kotoran dari fluida supaya kotoran tidak terbawa masuk kedalam mesin karena dapat menimbulkan kerusakan.
Pengujian yang dilakukan meliputi pengujian pengujian impulse test, sampai pengujian selesai yaitu 50.000 cycle tidak terjadi kebocoran yang disebabkan karena kerusakan komponen penyusun filter. Pengujian anti drain back, hasil pengujian diketahui bahwa anti drain back valve dapat berfungsi dengan baik. Pengujian opening valve test pada by pass valve, hasil kedua tipe valve yang diuji telah sesuai dengan standart pengujian yang ditentukan. Pengujian pressure drop test, dari data pengujian kedua filter dapat diketahui bahwa semakin besar flow rate yang dialirkan maka pressure drop yang terjadi akan semakin besar pula. Pengujian media filter. Pengujian media meliputi pengujian tensile streng, hasil dari pengujian tensile strength terhadap media dari filter uji sebanyak tiga sampel adalah lebih dari 10 kgf. Pengujian bursting strength, hasil pengujian bursting strength yang dilakukan didapat nilai pengujian dari tiga sampel adalah 5.4 kg/cm2, 6.0 kg/cm2, dan 4.6 kg/cm2. Pengujian thickness, hasil pegukuran untuk sampel pertama adalah 0.85 mm, sampel kedua adalah 0.82 mm, dan sampel ketiga adalah 0.82 mm
KATA PENGANTAR
Syukur alhamdulilah penulis ucapkan kehadirat Allah SWT karena dengan rahmat dan hidayahnya sehingga penulis dapat meneyelesaikan penyusunan Tugas Akhir ini, yang berjudul “ANALISA PENGUJIAN OIL FILTER TIPE SPIN-ON DI PT PANATA JAYA MANDIRI “ sholawat serta salam semoga selalu tercurah pada junjungan kita Nabi Muhammad SAW. semoga kita termasuk dalam golongan umatnya diakhirat kelak. Amien.
Dalam penyusunan tugas akhir ini penulis menyadari sepenuhnyaa keterbatasan pengetahuan dan pengalaman penulis didalam menyelesaikan tugas akhir ini. Namun demikiaan penulis berusaha semaksimal mungkin untuk dapat menyelesaikaan tugas akhir ini dengan harapan penulisan ini dapat bermanfaat bagi semua pihak yang berkepentingan dengan judul tugas akhir ini.
Dalam menyelesaikan tugas akhirr ini tentunya tidak terlepas dari bantuan semua pihak, baik bantuan berupa arahan , koreksi ,dorongan , semangat ,dan doa. Oleh karena itu pada kesempatan kali ini izinkan penulis mengucapakan terima kasih yang sebesar – besarnya kepada semua pihak terutama :
1. Bapak Dr. Mardani Ali Sera sebagai Dosen Pembimbing tugas akhir , yang telah banyak membantu dan membimbing penulis dalam menyelesaikan penyusunan tugas akhir ini.
viii
2. Bapak Ir. Ruli Nutranta , M.Eng, sebagai Dosen Koordinator tugas akhir yang telah banyak membantu dan membimbing penulis dalam menyelesaikan penyusuan tugas akhir ini.
3. Bapak Ir. Ruli Nutranta, M.Eng, sebagai Ketua Jurusan Teknik Mesin Universitas Mercu Buana , Jakarta.
4. Seluruh Staf dan Dosen pengajar yang telah banyak memberikan materi pelajaran yang sangat berguan bagi penulis.
5. Teman – teman kerja di PT. Panata Jaya Mandiri, yang telah banyak membantu dalam menyelesaikan penyusunan laporan tugas akhir ini.
6. Bapak dan Ibu serta saudara – saudara tercinta yang telah banyak memberikan pengorbanan dan dorongan baik secara secara moril maupun materiil, sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini.
7. Nur Lia (tunanganku) yang selalu membantu dan memberi dorongan semangat. 8. Seluruh rekan – rekan seperjuangan program kuliah sabtu - minggu terutama
jurusan Teknik Mesin.
9. Dan semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu ,yang telah banyak membantu penulis baik secara langsung maupun tidak langsung dalam menyelesaikan tugas akhir ini.
Penulis menyadari sepenuhnya segala keterbatasan yang penulis miliki , oleh karena itu dengan penuh kerendahan hati penulis mohon maaf atas segala kesalahan dan kekurangan yang ada. Penulis sangat mengharapkan dan dengan senang hati menerima segala kritik dan saran yang bersifat membangun demi kesempurnaan tugas akhir kali ini.
Dan untuk yang terakhir , penulis sangat berharap semoga penyusunan tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi semua pihak yang membutuhkan.
Jakarta , Maret 2007
x
DAFTAR ISI
JUDUL ……….. i
LEMBAR PENGESAHAN ………... ii
LEMBAR PENGESAHAN ……….. iii
LEMBAR PERNYATAAN ……….. iv
LEMBAR MOTTO……… v
ABSTRAK………. vi
KATA PENGANTAR………... vii
DAFTAR ISI………..x
DAFTAR GAMBAR ………xiii
DAFTAR TABEL ……… xv
NOMEN KLATUR ………...xvi
LEMBAR ASSISTENSI………...xvii
BAB I PENDAHULUAN ……… 1
1.1. Latar Belakang ………. 1
1.2. Tujuan Penulisan ………. 3
1.3. Ruang Lingkup Penelitian ………3
1.3.1. Komponen Pengujian ………... 3
1.3.2. Pembatasan Masalah ……… 4
BAB II LANDASAN TEORI ………. 6
2.1. Definisi Filter dan Filtrasi ……….. 6
2.2. Penyaringan Permukaan ……….8
2.2.1. Media Penyaringan Permukaan ………... 9
2.3. Penyaringan Dalam ……… 10
2.4. Fungsi dan Jenis Filter ………... 12
2.4.1. Jenis Filter dan Penggunaan ……….12
2.4.2. Jenis Filter Berdasarkan Bentuk ………...15
2.5. Pengelompokan Oil Filter ………. 18
2.6. Prinsip Kerja Oil Filter ……….. 21
2.7. Dampak Kerusakan Filter ……….. 23
2.8. Kekentalan (Viscosity) ………... 24
2.8.1. Macam-macam Aliran ………. 29
2.8.2. Bilangan Reynold (Re) ……… 31
BAB III PROSEDUR PENELITIAN ……… 33
3.1. Persiapan Komponen Uji ………...33
3.2. Pelaksanaan Pengujian ………... 40
3.2.1. Pengujian Impulse ……….41
3.2.2. Pengujian Anti Drain Back ……….. 42
3.2.3. Pengujian Opening Valve ……… 44
3.2.4. Pengujian Pressure Drop ……….. 45
xii
BAB IV HASIL PENGUJIAN DAN ANALISA ……….. 49
4.1. Hasil Pengujian Impulse ……… 49
4.2. Hasil Pengujian Anti Drain Back ……….. 50
4.3. Hasil Pengujian Opening Valve ………. 51
4.4. Hasil Pengujian Pressure Drop ……….. 53
4.5. Hasil Pengujian Media Penyaring ……….. 55
4.6. Anallisa Hasil Pengujian ……… 56
4.6.1. Analisa Hasil Pengujian Impulse ……… 56
4.6.2. Analisa Hasil Pengujian Anti Drain Back ………... 57
4.6.3. Analisa Hasil Pengujian Opening Valve ……….. 59
4.6.4. Analisa Hasil Pengujian Pressure Drop ………... 63
4.6.5. Analisa Hasil Pengujian Media Penyaring ……….. 65
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ……….. 67
5.1. Kesimpulan ………... 67
5.2. Saran……….. 70
DAFTAR PUSTAKA ………... 71 LAMPIRAN
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Filtrasi, Penyaringan Permukaan dan Dalam ...……… 7
Gambar 2.2. Cara Kerja Filter Menahan Kotoran ………. 10
Gambar 2.3. Skema Typical Fuel System ………. 13
Gambar 2.4. Macam Filter Udara ………. 14
Gambar 2.5. Bentuk Filter Spin-On ……….. 15
Gambar 2.6. Bentuk Filter Element ……….. 17
Gambar 2.7. Proses Aliran Filter Full Flow ……….. 18
Gambar 2.8. Proses Aliran By Pass Filter ………. 19
Gambar 2.9. Proses Aliran Filter Kombinasi ……… 20
Gambar 2.10. Depth Type Filter ………... 20
Gambar 2.11. Surface Type Filter ………... 21
Gambar 2.12. Prinsip Kerja Oil Filter Spin-On ……… 21
Gambar 2.13. arah Aliran Fluida ……….. 29
Gambar 2.14. Aliran Laminar ………... 30
Gambar 2.15. Aliran Turbulent ………. 30
Gambar 3.1. Filter Uji ………... 35
Gambar 3.2. Packing A ………. 36
Gambar 3.3. Spring Relief Valve ……….. 36
Gambar 3.4. Inner Tube ……… 36
xiv
Gambar 3.6. End Plate B Assy ……….. 37
Gambar 3.7. End Plate A ………. 37
Gambar 3.8. Element Cover ……….. 38
Gambar 3.9. Seat ………... 38
Gambar 3.10. Body Filter ………. 39
Gambar 3.11. Anti Drain Back Valve ………... 39
Gambar 3.12. Diagram Alir Pengujian ………. 40
Gambar 4.1. (a) Tempat Oli Menetes (b dan c) Lokasi Sambungan Spot Welding ……… 58
Gambar 4.2. Grafik Opening Valve Tipe A ………. 59
Gambar 4.3. Grafik Opening Valve Tipe B ……….. 60
Gambar 4.4. End Plate B Assy ……….. 62
Gambar 4.5. Posisi Valve Chamber pada Relief Valve ……… 63
Gambar 4.6. Grafik Pressure Drop Tipe A ………... 63
DAFTAR TABEL
Tabel 4.1.a. Hasil Pengujian Impulse Test Tipe A ………... 49
Tabel 4.1.b. Hasil Pengujian Impulse Test Tipe B ………... 50
Tabel 4.2.a. Hasil Pengujian Anti Drain Back Tipe A ………. 51
Tabel 4.2.b. Hasil Pengujian Anti Drain Back Tipe B ………. 51
Tabel 4.3.a. Hasil Pengujian Opening Valve Tipe A ……… 52
Tabel 4.3.b. Hasil Pengujian Opening Valve Tipe B ……… 53
Tabel 4.4.a. Hasil Pengujian Pressure Drop Tipe A ………. 54
Tabel 4.4.b. Hasil Pengujian Pressure Drop Tipe B ………. 54
xvi NOMEN KLATUR Simbol Satuan A : luas penampang m2 C : konstanta viskositas d : diameter pipa m dH : diameter hidraulik m ƒ : koefisien friksi
l : panjang pipa kapiler m p : tekanan N/m2 ∆P : beda tekanan antara ujung-ujung pipa kapiler N/m2 Q : debit aliran m3/s r : jari-jari tabung kapiler m S : jarak (panjang) m t : temperatur oC t : waktu alir s U : keliling m V : volume fluida yang mengalir m3 v : kecepatan m/s
η : kekentalan dinamis kg/m.s υ
:
kekentalan kinematism2/s
1 BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang Penelitian
Filter merupakan komponen yang sangat vital baik fungsi maupun keberadaannya dalam sebuah mesin. Filter digunakan untuk memisahkan kotoran dari oli, bahan bakar dan udara.
Filter oli digunakan untuk memisahkan kotoran atau contaminant dari oli yang akan dialirkan kedalam sistem komponen mesin. Banyak bentuk contaminant di dalam fluida hidraulik yang dapat menyebabkan kasus serius pada sistem hidraulik mesin, diantaranya :
Partikel yang berupa debu, kotoran, pasir, karat dan fiber Corrosive dari metal
Air (Water)
Acid dan bahan kimia lainnya Sealant
Sumber dari terjadinya contaminant juga bermacam-macam, baik dari luar maupun dari dalam sistem itu sendiri. Sumber dari contaminant tersebut antara lain:
Fluida oli atau hidraulik yang baru.
Contaminant yang ditimbulkan oleh komponen sistem hidraulik itu sendiri, seperti teflon tape , beram-beram halus yang timbul karena gesekan antar komponen dalam mesin.
Contaminant yang berasal dari luar sistem, seperti kotoran yang masuk ke sistem hidraulik mesin saat dilakukan perbaikan atau perawatan dimana contaminant masuk saat cup sistem hidraulik dibuka.
Kinerja dan kemampuan dari masing-masing komponen filter oli sangatlah menentukan kelancaran dari proses pelumasan pada mesin sehingga perlu dilakukan pengujian terhadap filter ini untuk mengetahui kemampuannya sebelum dipasang pada mesin.
Di PT. Panata Jaya Mandiri sebagai produsen filter yang telah mendapat lisensi dari Donaldson Company Inc. USA, pengujian dan penelitian tentang filter adalah hal yang penting untuk menjaga dan mengembangkan produk-produk filter yang berkualitas. PT. Panata Jaya Mandiri adalah salah satu perusahaan yang memproduksi filter untuk alat-alat berat. Kini PT. Panata Jaya Mandiri telah tumbuh menjadi salah satu perusahaan yang memproduksi alat-alat berat yang handal di Indonesia saat ini.
Dengan dukungan dan teknologi yang tinggi dari Donaldson Amerika yang merupakan salah satu perusahaan terkemuka dalam bidang filter dan sistem filtrasi, PT. Panata Jaya Mandiri memproduksi berbagai tipe dan jenis filter, baik untuk kebutuhan dalam negeri maupun luar negeri. Produk filter yang dihasilkan 60%
3 untuk kebutuhan lokal Indonesia (after market). Pada umumnya produk filter yang diproduksi terbagi menjadi 4 yaitu spin-on, air filter, wet filter dan filter toyota, sedangkan tipe filter yang diproduksi sangat beragam sesuai dengan jenis dan aplikasi pemakaiannya. Secara teknis, filter-filter tersebut dipergunakan untuk proses penyaringan bahan bakar, pelumas, hydraulic dan udara.
1.2. Tujuan Penelitian
Adapun tujuan dari penelitian ini adalah :
a. Mengetahui kualitas filter oli (oil filter) melalui pengujian.
b. Mengetahui apakah rancangan design dan proses pembuatan filter beserta komponen sudah sesuai.
c. Mempraktekan pengujian terhadap filter spin-on.
1.3. Ruang Lingkup Pengujian 1.3.1. Komponen Pengujian
Filter spin-on yang terdiri dari 2 tipe filter yang mana keduanya menggunakan media yang sama. Pebedaan dari kedua benda uji adalah pada tinggi body filter, luas area media (element paper) , dimensi pada spring valve komponen end plate B assy atau sering disebut by pass valve dan dimensi tinggi inner tube. Gambar filter uji dan parameter dimensi filter akan dibahas pada bab III.
1.3.2. Pembatasan Masalah
Jenis Pengujian yang akan dilakukan meliputi pengujian impulse test, pengujian anti drain back, pengujian opening valve test pada by pass valve, pengujian pressure drop test dan pengujian media filter.
1.4. Sistematika Penyusunan Makalah
Dalam penyusunan makalah ini diterapkan sistem pembahasan yang terbagi dalam beberapa bab yang saling berkaitan dan secara garis besar terdiri dari :
BAB I Pendahuluan
Bab ini berisikan mengenai latar belakang penelitian, tujuan penelitian, ruang lingkup penelitian, pembatasan masalah dan sistematika penyusunan makalah.
BAB II Landasan Teori
Bab ini menjelaskan tentang teori filtrasi, jenis fungsi filter dan jenis filter, cara kerja filter, komponen filter tipe spin-on beserta fungsinya dan teori viskositas.
BAB III Proses Penelitian
Bab ini membahas mengenai prosedur penelitian yang meliputi pengujian impulse test, anti drain back test, opening valve test dari by pass valve dan pengujian pressure drop serta
5 pengujian media yang digunakan pada filter yang diuji yang meliputi pengujian tensile strength, bursting strength dan thickness test.
BAB IV Hasil Pengujian dan Analisa
Bab ini membahas tentang hasil-hasil dari pengujian yang telah dilakukan beserta dengan analisa dari pengujian.
BAB V Kesimpulan dan Saran
Bab ini mengetengahkan kesimpulan dari semua analisa pada pengujian yang sudah dilakukan dan saran-saran.
BAB II
LANDASAN TEORI
2.1. Definisi Filter dan Filtrasi
Menurut penjelasan dalam buku Filter and Filtration Hands Book, filter adalah alat yang digunakan untuk memisahkan atau menyaring kotoran dari oli, bahan bakar dan udara. Oleh karena itu syarat utama dari sebuah filter adalah filter tersebut harus bersih. Jenis, bentuk dan macam dari filter mempunyai karakteristik dan spesifikasi yang berbeda-beda tergantung dari jenis penggunaan, jenis kotoran yang akan disaring, kondisi lingkungan dimana mesin ditempatkan, kondisi mesin, macam dudukan dan housing dari masing-masing filter tersebut.
Filtrasi adalah suatu proses penyaringan yang dilakukan untuk mendapatkan suatu kondisi yang lebih bersih atau lebih baik dari sebelumnya. Untuk oil filter, media yang disaring adalah oli, dimana proses filtrasi meliputi :
o Penahanan langsung (direct interception)
yaitu filtrasi dimana diameter dari partikel yang disaring lebih besar dari pada diameter pori-pori media.
7 Fiber Brownian fusion Direct interception Adsorption Body force Inertial impaction o Adsorpsi
yaitu proses filtrasi yang dipengaruhi oleh adanya gaya elektrostatis antara partikel kotoran dengan permukaan kertas.
o Gerakan Brownian (Brownian fusion)
yaitu proses filtrasi dimana partikel kotoran yang disaring sangat kecil dan gerakan partikel tidak mengikuti arah aliran dari fluida yang disaring (random). o Body forces
yaitu proses filtrasi yang dipengaruhi oleh gaya gravitasi pengendapan (settling) dan gaya magnetik tarik menarik.
o Inertial impaction
yaitu proses filtrasi dimana densitas partikel tidak sama dengan densitas fluida yang disaring dan gerakan partikel tidak mengikuti arah aliran sehingga partikel tertahan pada kertas filter. Untuk lebih jelasnya proses-proses penyaringan di atas dapat dilihat pada gambar di bawah ini:
Gambar 2.1. Filtrasi, Penyaringan Permukaan dan Dalam
2.2. Penyaringan Permukaan
Penyaringan permukanan kebanyakan terjadi karena mekanisme direct interception. Ukuran partikel yang lebih besar dari ukuran pori secara langsung dihentikan oleh kertas penyaring. Kertas penyaring ini mempunyai permukaan yang kurang halus dan bentuk pori yang tidak seragam.
2 efek yang sering terjadi pada saat penyaringan permukaan yaitu :
1. Ukuran pori yang berangsur-angsur mengecil, hal ini diakibatkan karena sebagian pori diblok oleh partikel dan mengakibatkan hasil penyaringan lebih halus. Dalam menyaring partikel yang halus efek ini akan menaikkan efisiensi penyaringan. Efek ini juga disebabkan karena kemampuan kertas menyimpan partikel yang berlebihan oleh adanya gaya absorbtive.
2. Ampas (cake), merupakan tumpukan-tumpukan partikel yang terbentuk pada permukaan media penyaring. Efek ini berfungsi melakukan proses penyaringan awal sebelum fluida masuk ke proses penyaringan oleh media penyaring. Dengan adanya efek ini hasil penyaringan juga lebih halus. Penumpukan yang berlebihan akan memperpendek umur pakai fiter karena filter akan cepat mampat. Proses untuk mengurangi ampas yang terbentuk ini disebut dengan metode cross-flow, disini fluida mengalir secara tangensial pada permukaan media penyaring sehingga ampas secara kontinu akan terkikis.
9 2.2.1. Media Penyaringan Permukaan
Secara garis besar ada 3 tipe media penyaringan permukaan, yaitu : 1. Screen Type Filter
Pada umumnya dibuat dari plastik atau logam , yang dibagi lagi antara lain : a. Woven fibre, merupakan anyaman serat yang mempunyai ukuran pori
rata-rata diatas 25 μm, bisa dibersihkan secara berkala. Karakteristik penting lainnya adalah kemampuan beroperasi untuk beban yang berat. b. Etched sheet, pori-pori dari media ini merupakan hasil dari proses kimia
atau proses elektrolit.
c. Cast membran, merupakan hasil casting dari polimer plastik dengan proses kimia seperti leaching dan photo-etching. Biasanya digunakan untuk penyaringan mikro dengan kapasitas kotoran rendah.
2. Edge Type Filter
Media penyaring tipe ini adalah susunan lembaran atau piringan dari kertas atau logam yang diclamp oleh suatu tekanan. Disini fluida mengalir melalui sisi atau tepi tumpukan masuk diantara celah atau lembaran. Konstruksi seperti ini mempunyai keuntungan yaitu contaminant yang tersaring di sisi susunan media penyaring dapat lebih mudah dibersihkan dari pada tipe lainnya. Seperti gambar, dimana saringan tersebut menggunakan lembaran kertas sebagai media penyaring dan menggunakan pegas untuk menekan susunan kertas.
3. Stacked Disc Filters
Filter ini menggunakan lembaran yang diletakkan di atas tabung berlubang. Konstruksi khusus tipe ini yaitu permukaan lembaran dilapisi kawat.
2.3. Penyaringan Dalam
Tipe penyaringan ini menggunakan media penyaring yang relatif tebal sehingga proses penyaringan terjadi di bagian dalam. Mekanisme penyaringan ini sangat komplek, lintasan penyaringan lebih pajang dan acak. Hal ini akan memberikan kemungkinan terjadinya direct interception dan direct retention atau penyimpanan kotoran.
Gambar 2.2. Cara Kertas Filter Menahan Kotoran
Keseluruhan performa penyaringan tidak hanya oleh direct interception. Sifat lembam partikel yang bersinggungan dengan media dapat mengakibatkan terjadinya inertial impaction.
Gerak Brown hanya terjadi pada partikel yang berukuran 1µm dan dibawahnya, partikel tersebut akan bergerak tidak mengikuti aliran fluida dan tertahan oleh adanya absorbsi. Kejadian ini sering terjadi pada proses penyaringan dengan fluida pembawa gas kering. Untuk jenis full flow dan by pass mempunyai
11 perbedaan kemampuan dalam penyaringan kotoran. Perbedaan tersebut adalah dalam
hal ukuran kotoran tersebut, dimana micron rating untuk - Full flow : 20μ
- By pass : 5μ
Sumber kotoran fluida secara umum :
Kotoran yang masuk pada saat pembuatan.
Kotoran yang terjadi karena sistem itu sendiri (diregenerasi).
Kotoran yang masuk ke dalam sistem selama operasi sedang berlangsung. Sedangkan bentuk dari contaminant ada beberapa macam diantaranya adalah:
Particle (debu, kotoran, pasir, rust, fiber, paint chip). Corrosive dari metal, silicon additive yang berlebihan. Sealant.
Sludge, oxidation, dan produk yang menimbulkan corrosive. Acid dan bahan kimia lainnya.
Biological, microbes (dalam fluida high water base).
Contaminant yang tersebut diatas merupakan kotoran yang secara umum bersumber dari dalam atau dari luar sistem itu sendiri. Sumber dari terjadinya contaminat adalah:
Fluida hidrolik yang baru.
Contaminat yang ditimbulkan oleh komponen sistem hidrolik itu sendiri, teflon tape, pasir, bram-bram halus dan sebagainya.
Contaminat dari luar sistem seperti: kotoran yang masuk ke sistem hidrolik.
Contaminant yang masuk dari breathercaps, proses kondensasi udara yang dapat menimbulkan air.
Pada waktu maintenance melakukan perbaikan atau perawatan, contaminant masuk saat cup system hidrolik terbuka.
2.4. Fungsi dan Jenis Filter
Menurut penjelasan dalam buku Filter Product Knowledge, filter mempunyai beberapa jenis. Secara garis besar filter dikelompokkan menjadi 2 macam, yaitu :
• Jenis filter berdasarkan penggunaan • Jenis filter berdasarkan bentuk 2.4.1. Jenis Filter Berdasarkan Penggunaan
Adalah pengelompokan jenis filter berdasarkan media yang disaring. Berdasarkan penggunaannya filter dibagi menjadi 3 macam, yaitu :
1. Filter Oli (Oil Filter)
Media yang disaring adalah kotoran pada minyak pelumas atau oli yang masuk ke mesin. Kotoran ini dapat timbul akibat :
a. Debu yang masuk melalui lubang pengisian maupun lubang pengukuran ketinggian pelumas.
b. Karena proses pembakaran pada mesin. 2. Filter Bahan Bakar (Fuel Filter)
Media yang disaring oleh fuel filter adalah kotoran atau contaminant yang berbahaya pada bahan bakar yang dapat mengganggu proses pembakaran atau menyebabkan komponen sistem bahan bakar terganggu atau
13 rusak. Kotoran ini dapat berasal dari kondisi tangki maupun bahan bakar itu
sendiri. Fuel filter dibedakan berdasarkan :
1. Jenis Fuel Filter berdasarkan bahan bakar yang disaring : a. Gasoline
b. Bahan bakar diesel atau solar 2. Jenis Fuel Filter berdasarkan penggunaan :
a. Primary b. Secondary
3. Jenis Fuel Filter berdasarkan tipenya : a. Depth Type
b. Spin On Type c. Fuel Filter Strainer
3. Filter Udara (Air Filter)
Secara umum fungsi dari air filter adalah menyaring udara yang masuk ke ruang pembakaran, sehingga udara yang masuk ke ruang pembakaran adalah udara yang bersih dari debu maupun kotoran lainnya.
Gambar 2.4. Macam Filter Udara (Air Filter)
Jenis-jenis fiter udara berdasarkan tipe dan karakteristiknya, yaitu sebagai berikut :
a Tipe Viscous
Adalah jenis filter udara yang menahan debu di atas permukaan, sehingga minyak dan debu membentuk lapisan di permukaan filter. Filter udara jenis ini tidak dapat dibersihkan. b Tipe Dry
Adalah jenis filter udara yang menahan debu di atas permukaan dan di dalam kertas. Filter udara jenis ini dapat dibersihkan secara berkala dengan udara bertekanan atau alat lain.
15 c. Tipe Cyclone
Adalah jenis air filter dimana udara yang masuk akan diputar oleh sleeve, debu yang melayang diberi gaya sentrifugal sehingga debu dijatuhkan. Filter udara jenis ini mempunyai umur yang lebih panjang dan biasa digunakan untuk kendaraan besar dan kendaraan di bidang kontruksi.
2.4.2. Jenis Filter Berdasarkan Bentuk
Berdasarkan bentuknya filter masih dikelompokkan menjadi 2 macam, yaitu sebagi berikut :
1. Spin On Filter
Pada model spin-on, komponen filter hanya dapat digunakan satu kali. Karena pada model ini semua komponennya dirakit menjadi satu dan tidak dapat diganti komponennya pada saat filter tidak dapat berfungsi lagi dengan baik.
Body Filter
Spin-on filter terbagi type media yang disaring menjadi 4 yaitu : a. Oil
Oli filter merupakan filter yang digunakan untuk menyaring oli. Filter ini banyak dialplikasikan pada genset dan truk.
b. Fuel
Fuel filter merupakan filter yang digunakan untuk menyaring bahan bakar. Filter bahan bakar dibedakan menjadi dua yaitu gasoline (bensin) dan solar.
c. Coolant
Coolant filter merupakan filter yang digunakan untuk menyaring cairan pendingin dipakai untuk menurunkan suhu mesin saat sedang beroperasi.
d. Hydraulic
Hydraulic filter merupakan filter yang digunakan untuk menyaring oli khususnya mesin-mesin hidraulik dengan tekanan lebih besar dari tekanan mesin normal.
2. Element
Filter model ini model hanya berbentuk element assy tidak menggunakan body. Komponennya hanya terdiri dari end plate A dan B, inner dan outer, serta element paper dan tidak memakai body filter seperti filter spin-on.
17
Tanpa Body Filter
Gambar 2.6 Bentuk Filter Element
Elemen berdasarkan media yang disaring dibagi menjadi 2 yaitu: a. Dry element
Dry element merupakan elemen yang digunakan untuk menyaring pada media yang kering misalnya udara. Berdasarkan bentuknya dry element dibagi menjadi 2 yaitu :
1. Filter udara merupakan filter yang digunakan untuk menyaring debu dan partikel udara yang masuk ke dalam ruang pembakaran. umumnya berbentuk silinder.
2. Panel filter merupakan filter udara yang digunakan untuk menyaring debu dan partikel udara yang masuk kedalam ruang bakar. Umumnya berbentuk persegi dan didalamnya terdapat lapisan plastik (spacer) yang digunakan untuk memberikan ruang antar kertas sehinga udara dapat mengalir secara lancar.
b. Wet element
Wet element merupakan elemen yang digunakan untuk menyaring pada media yang basah misalnya oli, bahan bakar dan hidrolik.
2.5. Pengelompokan Filter Oli (Oil Filter)
Filter oli dikelompokkan menjadi 2 macam yaitu : 1. Berdasarkan Penggunaan
Berdasarkan penggunaannya, filter oli dibagi menjadi 3 macam : a. Full Flow
Pada filter jenis ini oli dipompa menuju bearing melalui elemen yang terdapat di dalam spin-on filter. Bila elemen tersumbat, relief valve akan terbuka, sehingga oli akan mengalir melalui valve ini bukan melalui paper element lagi.
19 b. By Pass
Pada filter jenis ini oli dipompa langsung menuju ke filter untuk dilakukan proses penyaringan. Apabila elemen sudah tersumbat, maka oli langsung mengalir melalui pressure regulating valve.
Gambar 2.8 Proses Aliran By Pass Filter c. Kombinasi Full Flow dan By Pass Filter
Pada mesin yang menggunakan penyaringan oli dengan sistem kombinasi full flow dan by pass, oli dipompa menuju ke bearing melalui elemen pada full folw filter, sementara itu sebagian oli juga menuju ke by pass filter untuk dilakukan proses penyaringan. Kelebihan dari proses ini adalah oli lebih bersih karena terdapat dua proses penyaringan sehingga akan dihasilkan oli yang bersih.
Gambar 2.9 Proses Aliran Filter Kombinasi 2. Berdasarkan Media Penyaring
Berdasarkan media penyaringnya, oil filter dibedakan lagi menjadi 2 macam, yaitu :
a. Depth Type
Pada filter yang menggunakan jenis ini media penyaring yang digunakan berbentuk helaian – helaian benang yang dipadatkan.
Gambar 2.10 Filter Depth Type b. Surface Type
Pada filter jenis ini menggunakan jenis media penyaringan elemen kertas yang berbentuk lipatan-lipatan. Kelebihan dari filter ini ialah
21 media yang digunakan berupa kertas sedangkan pada depth type
menggunakan benang. Adapun kelemahan benang ialah helaian benang dapat terlepas dan terbawa oli masuk kedalam mesin.
Gambar 2.11 Filter Surface Type 2.6. Prinsip Kerja Oil Filter Spin-On
Pada dasarnya prinsip kerja filter adalah untuk menyaring kotoran yang masuk kedalamnya melalui suatu fluida ataupun udara, sehingga fluida ataupun udara yang keluar akan dari filter tersebut akan menjadi bersih karena sudah melalui penyaringan.
Untuk lebih mudah memahami prinsip kerja dari filter spin-on dapat dilihat dari gambar prinsip kerja filter, dibawah ini .
Gambar 2.12 Prinsip Kerja Oil Filter Spin-On
Oil filter adalah suatu jenis filter untuk menyaring oli, dimana, saat mesin melakukan usaha atau kerja oli juga melakukan pelumasan pada mesin, sehingga keausan pada mesin bisa diminimalisir. Misalkan fluida kerja yang akan kita saring adalah oli. Fluida pertama kali masuk ke filter melalui inlet dengan tekanan ± 4 -5 kgf / cm² . Setelah melalui inlet gate dan anti drain back valve, oli akan disaring ketika akan memasuki filtration area yang kemudian akan dikeluarkan melaui outletnya dalam bentuk fluida bersih. Anti drain back valve dalam hal ini berfungsi untuk mencegah keluarnya fluida atau oli yang sudah masuk kedalam filter. Hal ini berguna apabila mesin dalam keadaan berhenti sehingga fluida atau oli tidak turun semua. Sedangkan ruber seal dalam hal ini berfungsi untuk mencegah kebocoran.
Komponen dari filter yang memegang peranan penting adalah pada bagian filtration area, dimana pada filtration area terdapat kertas penyaring yang ditahan oleh inner tube. Apabila komponen penyaring telah mengalami kejenuhan atau sudah penuh dengan kotoran dan kemampuan menyaringnya berkurang maka fluida atau oli tidak akan melalui filtration area ini. Kemudian fluida atau oli akan mencari jalan keluar lain karena adanya tekanan yang semakin tinggi yaitu melewati by pass relief valve. Akhirnya fluida atau oli akan bergerak keatas dan akan menekan spring relief valve kebawah. Dengan adanya tekanan yang dimilikinya maka fluida akan keluar melalui outletnya. Dengan adanya peristiwa ini maka fluida atau oli yang keluar hasilnya tidak bersih karena tidak melewati bagian penyaring yaitu filtration area tapi proses pelumasan masih bisa terjadi sehingga kerusakan mesin yang lebih dapat dihindari. Apabila kondisi ini dibiarkan terus berlarut–larut maka akan dapat merusak mesin karena semakin banyaknya kotoran yang masuk ke dalam sistem
23 pelumasan mesin. Solusinya adalah dengan mengganti filter dengan yang baru karena
filter pada kondisi ini sudah tidak layak pakai lagi.
2.7. Dampak Kerusakan Filter
Dibawah ini adalah hal-hal yang ditimbulkan apabila sebuah filter tidak berfungsi dengan baik :
• Bila fuel filter tidak berfungsi dengan baik maka akan mengakibatkan nozzle menjadi rusak.
• Bila filter udara (air filter) tidak berfungsi dengan baik akan
mengakibatkan partikel kotoran yang tersaring masuk kedalam ruang pembakaran sehimgga dapat merusak piston ring yang menyebabkan daya mesin menjadi berkurang dan pemakaian bahan bakar menjadi meningkat. • Bila filter oli (oil filter) tidak befungsi dengan baik akan mengakibatkan kerusakan pada mesin dan metal karena kotoran yang tersaring akan masuk terbawa ke dalam mesin sehingga dapat menyebabkan gesekan pada mesin yang akhirnya menyebabkan kerja mesin menjadi terganggu dan bila proses terjadi terus-menerus dapat menimbulkan kerusakan.
2.8. Kekentalan (Viscosity)
Viskositas atau kekentalan dapat dianggap sebagai gesekan internal benda cair atau setengah cair, atau ketahanan terhadap gerakan dalam partikel benda gas atau cair yang tumpang tindih. Zat cair dalam keadaan diam tidak menahan gaya geser akan bekerja diantara lapisan-lapisan cairan itu dan menyebabkan kecepatan yang berbeda-beda dari lapisan-lapisan cairan. Kekentalan atau viskositas dapat diartikan sifat cairan yang dapat menahan gaya-gaya geser.
Sedangkan menurut Ir. S Soedradjat, kekentalan ialah sifat cairan yang dapat menahan gaya-gaya geser. Benda atau zat cair yang dalam keadaan diam tidak menahan gaya geser akan tetapi bila benda cair itu mengalir maka gaya geser akan bekerja diantara lapisan-lapisan cairan itu dan menyebabkan kecepatan yang berbeda-beda dari lapisan-lapisan cairan. Bila viskositas terlalu tinggi, maka didapat kerugian yang diantaranya :
• Perlawanan terhadap sifat mengalir menjadi tinggi yang dapat menyebabkan kerja mesin menjadi berat sehingga tenaga yang dihasilkan akan berkurang.
• Konsumsi tenaga menjadi besar dalam kaitan dengan keruguian tentang gesekan.
• Tekanan keja yang dibutuhkan tinggi.
• Temperatur yang ditimbulkan akibat kerja mesin menjadi tinggi yang disebabkan oleh gesekan karena sebagian dari energi berubah dalam bentuk energi panas.
25 Tapi bila viskositas terlalu rendah dapat pula menimbulkan kerugian,
diantaranya :
• Kerugian terjadinya bocor karena sifat seal fluida sangat rendah, misalnya untuk bahan bakar yaitu dapat mengakibatkan kebocoran pada pompa injeksi.
• Dapat menyebabkan terjadinya keausan dini pada komponen yang saling bergesekan dalam kaitannya sebagai film atau pemisah antara kedua komponen tersebut.
• Pada kasus bahan bakar dapat mempengaruhi kerja cepat alat injeksi bahan bakar dan dapat mempersulit pengabutan bahan bakar minyak.
Viskositas dapat diukur dengan 3 alat ukur yang diakuai secara internasional : a. Viskometer kinematik, yang menentukan viskositas fluida pada
kecepatan geser yang rendah dimana kecepatan mengalir biasanya ditentukan pada 40°C dan 100°C.
b. Cold Cranking Simulator, menentukan sifat minyak dalam kondisi penyalaan di cuaca dingin. Kecepatan kerja motor yang memakai minyak pengujiadalah yang menentukan viskositasnya.
c. Viskositas Minirotary adalah alat yang dikembangkan untuk mengukur Borderline Pumping Temperature (BPT) minyak mesin antara 0°C dan 40°C. Alat ini mengukur suhu terendah saat minyak mesin disuplai ke saluran masuk pompa.
Menurut Ir. S Soedradjat, dalam teori viskositas dikenal 2 macam kekentalan (viscosity), yaitu kekentalan dinamis dan kekentalan kinematis.
1. Kekentalan dinamis adalah gaya gesek per satuan luas yang dibutuhkan untuk menggeser lapisan zat cair dengan satu-satuan kecepatan terhadap lapisan yang berleketan didalam zat cair itu atau suatu konstanta bahan yang merupakan fungsi tekanan dan suhu
η = ƒ (p,t)
(
2.1 ) dimana, η : kekentalan dinamis (kg/m.s)ƒ : koefisien friksi
p : tekanan (N/m2, kgf/cm2) t : temperatur (oC)
2. Kekentalan kenematis adalah kekentalan dinamis dibagi dengan kerapatan massa.
υ = η / ρ dimana, υ
:
kekentalan kinematis (m2/s)η : kekentan dinamis (kg/m.s) ρ : kerapatan massa (kg/m3)
Kekentalan berkurang apabila suhu dinaikkan, hal ini merupakan kebalikan dari sifat gas. Karenanya untuk setiap fluida biasanya ditentukan nilai temperaturnya.
Rumus Poiseville :
η= ηo (1 / 1 + at + bt2 )
( 2.2)
27 dimana, η : kekentalan pada t°C
ηo :kekentalan pada 0°C
Menurut A. Hadjono dalam bukunya teknologi minyak bumi, viskositas kinematis untuk minyak bumi dan produknya dapat diukur dengan menggunakan viskosimeter pipet yang bekerja berdasarkan hukum Poiseville yang berlaku untuk cairan yang mengalir secara laminer dalam sebuah pipa.
r : jari-jari tabung kapiler (m)
∆P : beda tekanan antara ujung-ujung pipa kapiler (N/m2, kgf/cm2) η : koefisien viskositas
t : waktu alir (s)
l : panjang pipa kapiler (m)
V : volume fluida yang mengalir (m3)
Untuk menjamin agar aliran dalam pipa kapiler viskosimeter laminar harus digunakan viskosimeter yang mempunyai ukuran pipa kapiler yang sedemikian rupa sehingga waktu alir lebih dari 200 detik. Pada dasarnya pengukuran viskositas kinematis adalah mengukur waktu alir fluida yang mempunyai volume tertentu melalui pipa kapiler viskosimeter pada suhu tertentu. Viskositas kenematis dapat dihitung dengan rumus persamaan berikut :
υ
= C . t V = πr4 t P 8ηl a dan b : konstanta ( 2.4 ) ( 2.5 )dimana,
υ
: viskositas kinematis (m2/s) t : waktu alir dalam detik (s) C : konstanta viskositasHukum Aliran Fluida
Menurut buku hydrolik trainer jika fluida mengalir dalam pipa yang diameternya berubah, volume yang sama akan mengalir dalam waktu yang sama tetapi kecepatan volume aliran berubah.
Rumus : Q : debit aliran (m3/s) V : volume (m3) t : waktu (s) A : luas penampang (m2) S : jarak (panjang) (m) Bila persamaan 2.4 dimasukkan, maka :
πr4 t P 8ηl πr4 P 8ηl Q = V / t V = A .S A .S t Q = ( 2.6 ) ( 2.8 ) ( 2.7 ) Q = : t Q =
29 Jarak S per satuan t = kecepatan (ν) dalam m3/dt
sehingga Q = A . ν
Gambar 2.13. Arah Aliran Fluida
Persamaan kontinuitas : A1 . v1 = A2 . v2 sehingga Q1 = Q2
Pada sebuah inti hidraulik energi tekanan (tekanan statis) adalah faktor yang paling penting karena tinggi zat cair dan kecepatan aliran sangat rendah.
2.8.1. Macam-macam aliran a) Aliran Laminar
Dalam aliran laminar masing-masing partikel fluida sampai kecepatan tertentu bergerak dalam lapisan yang seragam dan hampir tidak saling
ν = S / t ν2 A1 ν1 A2 ( 2.10 ) ( 2.11 ) ( 2.12 ) ( 2.9 )
menggangu.
Gambar 2.14 Aliran Laminar b) Aliran Turbulen
Jika kecepatan aliran bertambah sedangkan diameter pipa sama, maka pada kecepatan tertentu (kecepatan kritis) perilaku aliran berubah. Aliran menjadi berolak dan turbulen. Masing-masing partikel bergerak tidak teratur pada satu arah, tetapi saling mempengaruhi satu sama yang lain dan saling merintangi.
Akibat dari timbulnya aliran turbulen maka hambatan aliran hidraulik bertambah, karena itu aliran turbulen ini tidak diinginkan pada unit-unit hidraulik.
31 2.8.2. Bilangan Reynold (Re)
Menurut buku hidrolik trainer, aliran dapat ditentukan dengan bilangan Reynold.
Re
=V : kecepatan aliran (m/s) dH : diameter hidraulik (m)
dengan penampang lingkaran = diameter dalam pipa (jika tidak ada dihitung) dH = 4 x A : luas penampang (m2) U : keliling (m) ν : viskositas kinetik (m2/s)
Sedangkan penjelasan dari Ir. S Soedradjat, Osborne Reynolds berpendapat bahwa tipe aliran tergantung dari kecepatan, kerapatan dan kekentalan dari cairan dan ukuran dari tempat mengalirnya dan tergantung dari angka Reynoldsw.
Re = ρ v d / η dimana, v : kecepatan (m/s)
ρ : kerapatan massa (kg/m3)
d : diameter pipa (m)
η : kekentalan kinematik fluida (m2/s)
V dH
ν
( 2.14 ) ( 2.13 ) ( 2.15 ) A UDari hasil percobaan yang dilakukan Reynold, didapat kesimpulan sebagai berikut:
1. Jika Re kurang dari atau sama dengan 2000, maka aliran arus tersebut digolongkan aliran laminar atau < 2100.
2. Jika Re lebih besar dari 4000, maka aliran tersebut digolongkan aliran turbulen.
3. Jika Re antara 2000 dan 4000, maka aliran tersebut dalam keadaan transisi atau Re kritis.
Menurut buku hidroulik trainer Re kritis = 2300, dimana nilai ini berlaku untuk pipa bundar, halus (dari segi teknik) dan lurus. Karena aliran ini juga dipengarui oleh tingkat kekasaran permukaan yang dilaluinya maka diperkirakan range transisi dalam pipa 2000 < Re < 4000.
Pada Re kritis bentuk aliran berubah dari laminar ke turbulen dan sebaliknya. Dari penjelasan diatas didapat kesimpulan sebagai berikut :
• Aliran laminar Re < Re kritis • Aliran turbulen Re > Re kritis
33 BAB III
PROSEDUR PENELITIAN
Pada bab ini akan dibahas mengenai jalannya pengujian dan macam pengujian yang akan dilakukan guna mengetahui kemampuan dari filter oli tipe spin -on. Data dari hasil pengujian beserta analisa akan dibahas pada bab berikutnya.
3.1. Persiapan Komponen Uji
Persiapan komponen sangat penting dalam memenuhi suatu pengujian dan ini merupakan tahapan dari pelaksanaan pengujian. Pada tahap ini dipilih jenis filter dan komponen yang akan digunakan dalam sebagai obyek dari pengujian yang dibutuhkan guna mendukung pelaksanaan analisa dan peralatan-peralatan yang akan digunakan dalam pengumpulan data.
Gambar 3.1 Filter Uji
Gambar filter tipe A Gambar filter tipe B Keterangan :
1. Body filter 6. Element paper / media 2. Seat 7. Inner tube
3. Element cover 8. Spring 4. End plate A 9. Packing A
35 Parameter Komponen Filter Uji
Filter tipe A Filter tipe B
Gambar 3.2. Packing A
Gambar3.3. Spring Relief Valve
Gambar 3.5. Element Paper
Gambar3.6. End Plate B assy
37
Gambar 3.8. Element Cover
Gambar 3.10. Body filter
Gambar 3.11. Anti drain back valve
39 Gambar 3.12. Diagram Alir Pengujian
Mulai
Persiapan Bahan
Pengujian Impulse Test
Pengujian Anti Drain Back Test
Pengujian Pengujian Opening Valve Test Pengujian Pressure Drop Test
Pengujian Media Penyaring - Tensille Strenght - Bursting Strenght - Thickness Analisa Kesimpulan Selesai Filter Tipe A Filter Tipe B Studi Literatur
3.2. Pelaksanaan Pengujian
Sesuai dengan tujuan dari pengujian yang dilakukan, dimana akan diteliti tentang pengujian dari filter oli tipe spin-on yang dilakukan di PT. Panata Jaya Mandiri yang merupakan pemasok resmi filter untuk Donaldson Company Inc. USA. Standart pengujian yang akan dilakukan adalah menggunakan standart pengujian yang diterapkan di PT. Panata Jaya Mandiri yang mengadopsi standart pengujian dari Donaldson Company dan Nippon Donaldson, Jepang. Sebenarnya pengujian tersebut tidak jauh berbeda dengan standart pengujian JIS D 16111995. Sebagai acuan
pembanding akan disertakan pula standart pengujian JIS D 16111995 sehingga dapat
diketahui letak perbedaannya. Selain itu akan disertakan pula hasil pengujian dan analisa dari media penyaring yang digunakan pada filter yang akan akan diuji. Referensi pengujian yang akan dilakukan diambil dari Work Intruction (WI) laboratorium PT. Panata Jaya Mandiri.
Pengujian yang akan dilakukan meliputi : 1. Pengujian Impulse
2. Pengujian Anti Drain Back 3. Pengujian Opening Valve 4. Pengujian Pressure Drop 5. Pengujian Media Penyaring
41 3.2.1. Pengujian Impulse Test
Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui ketahanan / kekuatan filter akibat pemakaian yang berulang-ulang.
a. Prosedur Jalannya Pengujian Impulse
Proses pengujian JIS D 16111995 adalah dengan memberikan tekanan oli ISO
VG 22 secara berulang-ulang dengan besar tekanan sampai dengan 7.14 ± 0.204 kgf/cm2 (700 kPa ± 20). Temperatur oli yang digunakan pada pengujian ini yaitu mempunyai range antara 50°C – 90°C selama pengujian berlangsung dengan kecepatan pengujian 90 cycle / menit dan pengujian dilakukan sampai dengan 50.000 cycle.
Sedangkan untuk pengujian yang dilaksanakan di PT. Panata Jaya Mandiri menggunakan oli SAE 30 dengan temperatur kerja 100 C dengan tekanan dasar sekitar 2 kgf/cm2 ( ± 25 % tekanan standart) dan tekanan puncak 9 kgf/cm2. Sedangkan untuk kecepatan pengujian yang digunakan adalah 90 cycle / menit.
Pengujian yang dilakukan sampai dengan 50.000 cycle, dan selama pengujian dilakukan pemeriksaan keadaan dan pencatatan jumlah cycle, dilakukan tiap 1 jam sekali. Waktu yang dibutuhkan untuk pengujian ini adalah ϒ 9 jam 18 menit untuk setiap filter. Jumlah filter yang akan diuji masing-masing adalah 2 filter uji.
b. Urutan langkah pengujian Impulse 1. Pasang filter pada mounting mesin. 2. Set counter ke angka nol.
4. Tekan atau putar tombol heater pada posisi ‘ON’. 5. Tekan atau putar tombol motor pada posisi ‘ON’. 6. Putar / tekan tombol ‘Auto’.
7. Atur katup masuk oil (main valve) sampai tekanan 2 kgf/cm² (base pressure pada = 2 kgf/cm²) tekanan terendah.
8. Set peak pressure pada tekanan 9 kgf/cm² tekanan tertinggi. 9. Set putar tombol ‘Repeat valve’.
10. Set ‘Speed adjust’ pada 90 cycle per menit.
11. Mesin beroperasi sesuai standart impulse utuk filter automotive adalah 50.000 cycle.
12. Mencatat hasil pengujian yang telah dilakukan.
3.2.2. Pengujian Anti Drain Back Test
Drain Back Test adalah test kebocoran pada filter dengan tujuan untuk mengetahui apakah terjadi alir balik pada oil filter dan penyebab terjadinya aliran balik tersebut apakah berada pada celah antara seat dan elco yang terlalu besar atau mungkin pada anti drain back valve yang tidak dapat berfungsi atau tidak duduk dengan baik pada end plate atau pada seat assy.
a. Prosedur Jalannya Pengujian Anti Drain Back Test
Pengujian ini hanya dapat dilakukan pada filter yang dilengkapi dengan packing B atau anti drain back valve.
Peralatan yang digunakan sangat sederhana yaitu dudukan untuk filter, gelas ukur dan corong plastik. Proses pengujian dilakukan dengan cara melubangi body
43 bagian atas dengan diameter ± 3mm, kemudian pada lubang tersebut dipasangkan
penyumbat. Untuk standart pengujian JIS D 16111995, filter diisi penuh dengan oli
ISO VG 100 dengan temperatur 80 ± 3° C melalui lubang ulir hingga filter terisi penuh, sedangkan pengujian di PT. Panata Jaya Mandiri menggunakan oli SAE 30 dengan temperatur 80 ± 5° C, kemudian lubang ulir tersebut ditutup dengan baut yang telah diberi packing. Kemudian filter tersebut diletakkan pada dudukan filter yang dibawahnya telah terpasang gelas pengukur dan corong plastik. Kemudian penyumbat dibuka sehingga oli akan mengalir melalui celah maupun sekitar packing B. Standard dari pengujian ini adalah volume oli yang diijinkan bocor maksimal 100 ml / 6 jam. b. Urutan Langkah Pengujian
1. Beri lubang bagian atas body filter spin on dengan diameter lubang 3.0 mm.
2. Isi filter dengan oli dengan temperatur 80°C ± 5°C hingga penuh. 3. Tutup lubang out let filter dengan menggunakan nipple hingga tidak
bocor.
4. Letakkan filter pada meja berlubang. 5. Letakkan gelas ukur dibawah filter uji.
6. Mencatat isi gelas ukur setelah 6 jam, kebocoran yang diijinkan maksimal 100 ml selama 6 jam.
3.2.3. Pengujian Opening Valve Test
Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui pada tekanan berapa katup akan terbuka sehingga dapat diketahui apakah katup akan terbuka saat terjadi over load akibat pori-pori media telah tersumbat kotoran.
a. Prosedur Jalannya Pengujian Opening Valve
Proses pengujian dilakukan dengan cara memberikan tekanan oli kedalam end plate B assy yang sudah dipasangkan pada pada jig kemudian dipasangkan kepada mounting mesin penguji. Untuk standart pengujian JIS D 16111995, pada end plate B
assy tersebut diberikan tekanan oli SAE VG 100 dengan temperatur 75°C ± 3°C hingga relief valve terbuka yang ditunjukan dengan keluarnya oli melalui pipa pembuangan. Sedang pengujian yang dilakukan di PT. Panata Jaya Mandiri menggunakan oli SAE 30 dengan temperatur kerja 80°C ± 5°C. Oli yang keluar dari pipa pembuangan ditampung dalam gelas ukur. Kemudian dilakukan pencatatan untuk mengetahui besarnya aliran pada tiap-tiap tekanan yang diberikan.
b. Urutan langkah pengujian
1. Pasang end plate assy pada mounting. 2. Tekan tombol untuk menghidupkan pompa. 3. Putar regulator aliran oli maksimal.
4. Perhatikan selang oli yang memberi aliran terhadap end plate assy jangan sampai ada gelembung udara pada selang.
5. Putar regulator ke posisi tutup (off). 6. Biarkan selama 1 menit.
45 7. Putar regulator untuk memberi tekanan secara bertahap dari mulai
0,00 – 0.1 – 0.2 kgf/cm2 – dst) hingga relief valve terbuka maksimal. 8. Tampung oli yang keluar pada setiap tekanan yang diberikan dengan
gelas ukur.
9. Mencatat hasil pengujian dari setiap tekanan yang telah diberikan. 10. Bila sudah mendapat hasil tes relief valve, matikan mesin dengan
cara menekan tombol ke posisi ’OFF’, dan regulator ditutup kembali.
3.2.4. Pengujian Pressure Drop Test
Pengujian ini untuk mengukur tahanan kertas filter terhadap aliran dengan mengamati beda tekanan antara tekanan yang masuk dan tekanan yang keluar dari filter sehingga dapat diketahui kerugian tekanan pada element assy.
a. Prosedur Jalannya Pengujian Pressure Drop
Proses dilakukan dengan cara mengalirkan oli ISO VG 100 pada temperatur 75°C ± 3° C untuk standart pengujian JIS D 16111995. Untuk standart pengujian di
PT. Panata Jaya Mandiri menggunakan oli SAE 30 dengan temperatur kerja 80°C ± 5° C. Setelah temperatur oli tercapai, maka oli dialirkan ke filter yang telah terpasang pada mounting mesin peguji. Kemudian dilakukan pengamatan pada kondisi 20%, 40%,60%, 80%, dan 100% dari flow rate yang digunakan dalam pengujian. Pada masing-masing kondisi dilakukan pencatatan tekanan masuk (P in) dan tekanan keluar (P out). Kemudian dilakukan penghitungan beda tekanan dengan rumus :
Standard pada pengujian ini adalah untuk filter A ΔP = ≤ 0.98 kgf/cm2
, filter B ΔP = ≤ 0.40 kgf/cm2
b. Urutan langkah pengujian 1. Isi tangki dengan oli bersih.
2. Pasang filter pada mounting mesin. 3. Naikkan main switch ke posisi ‘ON’.
4. Set temperatur control pada temperatur 80°C. 5. Buka handle by pass valve & handle main valve. 6. Tekan tombol pump.
7. Setelah temperatur oli stabil, buka main valve mulai 20%, 40%, 60%, 80%, & 100 % dari flow rate filter maksimum yang digunakan. 8. Mencatat tekanan masuk dan tekanan keluar setiap perubahan aliran. 9. Untuk mengetahui pressure drop yaitu pada flow maximum 100% tekanan masuk di kurangi tekanan keluar P1 – P2 = ΔP.
3.2.5. Pengujian Media Penyaring, meliputi : a. Tensile Strength Test
Untuk pengujian kekuatan tarik kertas.Ini sangat berpengaruh terhadap daya tahan kertas terutama pada proses pleating.
Urutan Langkah Pengujian
1. Potong kertas dengan ukuran 1” x 6” dengan memotong pada jalan cross direction.
47 2. Jepit kertas pada pengunci media atas dan bawah.
3. Buka baut pengunci samping dari penjepit kertas. 4. Buka pengunci otomatis diposisi kanan.
5. Tekan tombol ke posisi ‘ON’.
6. Tekan handle samping ke posisi atas. 7. Catat jarum penunjuk skala ukur. 8. Geser pengunci bandul ke posisi kiri. 9. Turunkan handle keposisi bawah. 10. Tekan tombol motor ke posisi ‘OFF’.
b. Bursting Strength Test
Pengujian ketahanan kertas terhadap tekanan maksimal. Burst strength berhubungan erat dengan tensile strength.
Urutan Langkah Pengujian
1. Jepit kertas pada mesin bursting strength test.
2. Putar pengencang ke arah kanan untuk mengunci / menjepit. 3. Posisi jarum pada skala 0.
4. Tekan tombol ‘ON-OFF’. 5. Putar handle ke posisi ‘ON’.
6. Perhatikan kertas filter pada tube hingga pecah atau robek.
7. Pada saat kertas filter pecah secepatnya handle kembalikan ke posisi ‘OFF’. 8. Catat hasil pada pressure gauge (dalam satuan kgf/cm²).
c. Thickness Test
Pengukuran untuk mengetahui ketebalan kertas atau media yang digunakan pada filter uji.
Urutan Langkah Pengujian
1. Potong specimen kertas dengan ukuran 1”x 6”. 2. Ukur ketebalan kertas menggunakan dial indicator. 3. Tekan pengungkit agar poros dial indicator terangkat. 4. Letakkan kertas pada landasan.
5. Turunkan poros dial indicator hingga menekan kertas. 6. Catat ukuran yang ditunjukkan oleh jarum dalam (mm).
49
BAB IV
HASIL PENGUJIAN DAN ANALISA
4.1. Hasil Pengujian Impulse Test
Dari kedua jenis filter uji diperoleh data sebagai berikut: * Jenis Oli : SAE 30
* Peak Pressure : 9.0 kgf/cm2 * Base Pressure : 2.0 kgf/cm2
* Temperatur : 100º C * Standart Pengujian : 50.000 cycle
Tabel 4.1.a. Hasil Pengujian Impulse Test Tipe A
Waktu Jumlah Cycle Kondisi Filter A1 KondisiFilter A2
1 jam 5386 Cycle ok ok 2 jam 10776 Cycle ok ok 3 jam 16164 Cycle ok ok 4 jam 21552 Cycle ok ok 5 jam 26940 Cycle ok ok 6 jam 32328 Cycle ok ok 7 jam 37716 Cycle ok ok 8 jam 43104 Cycle ok ok 9 jam 48492 Cycle ok ok
Tabel 4.1.b. Hasil Pengujian Impulse Test Tipe B
Waktu Jumlah Cycle Kondisi Filter B1 KondisiFilter B2
1 jam 5392 Cycle ok ok 2 jam 10783 Cycle ok ok 3 jam 16175 Cycle ok ok 4 jam 21562 Cycle ok ok 5 jam 26958 Cycle ok ok 6 jam 32343 Cycle ok ok 7 jam 37735 Cycle ok ok 8 jam 43129 Cycle ok ok 9 jam 48517 Cycle ok ok
9 jam 17 menit 50000 Cycle ok ok
4.2. Hasil Pengujian Anti Drain Back Test
Dari kedua jenis filter uji diperoleh data sebagai berikut: * Jenis Oli : SAE 30
* Lama Pengujian : 6 Jam * Temperatur kerja : 80º ± 3º C
51 Tabel 4.2.a. Anti Drain Back Tipe A
Tabel 4.2.b. Anti Drain Back Tipe B
4.3. Hasil Pengujian Opening Valve Test a. Tipe Valve A
* Jenis Oli : SAE 30 * Temperatur : 80º ± 5º C * Standart Pengujian : 1.6 ± 0.3 kgf/cm2
Waktu Jumlah Kebocoran
Filter A1 Filter A2 1 jam 4 ml 0 ml 2 jam 9 ml 0 ml 3 jam 11 ml 0 ml 4 jam 15 ml 0 ml 5 jam 20 ml 0 ml 6 jam 25 ml 0 ml
Waktu Jumlah Kebocoran
Filter B1 Filter B2 1 jam 3 ml 0 ml 2 jam 7 ml 0 ml 3 jam 10 ml 0 ml 4 jam 16 ml 0 ml 5 jam 21 ml 0 ml 6 jam 25 ml 0 ml
Tabel 4.3.a. Opening Valve Tipe A
Pressure Time Flow (ml/minute)
(kgf/cm2) Sampel A1 Sampel A2 Sampel A3
0 0 0 0 0.1 8 8 6 0.2 8 10 8 0.3 12 12 10 0.4 15 15 12 0.5 15 15 15 0.6 20 20 20 0.7 20 20 25 0.8 25 25 25 0.9 30 30 30 1.0 30 30 30 1.1 30 30 40 1.2 36 40 40 1.3 30 50 60 1.4 30 50 60 1.5 50 80 80 1.6 80 175 200 1.7 200 200 346 1.8 1008 2000 2500 1.9 2.0 b. Tipe Valve B
* Jenis Oli : SAE 30 * Temperatur : 80º ± 5º C
53 Tabel 4.3.b. Opening Valve Tipe B
Pressure Time Flow (ml/minute)
(kgf/cm2) Sampel B1 Sampel B2 Sampel B3
0 0 0 0 0.1 0 0 0 0.2 19 23 18 0.3 24 31 21 0.4 35 53 27 0.5 37 61 28 0.6 80 75 28 0.7 105 100 28 0.8 137 258 30 0.9 162 690 35 1.0 200 1064 137 1.1 229 407 1.2 1269 1084 1.3 1.4
4.4. Hasil Pengujian Pressure Drop Test
a. Filter tipe A diperoleh data sebagai berikut : * Jenis Oli : SAE 30
* Temperatur : 80º ± 5º C * Flow Rate : 55 l/menit
* Standart Pengujian : < 0.98 kgf/cm2 (Standart Customer Nipon
Tabel 4.4.a. Pressure Drop Tipe A FLOW RATE (l/min) Tekanan P in P out ∆P (kgf/cm2) (kgf/cm2) (kgf/cm2) 20% 11.0 0.12 0.04 0.08 40% 22.0 0.24 0.05 0.19 60% 33.0 0.39 0.09 0.30 80% 44.0 0.54 0.09 0.45 100% 55.0 0.67 0.09 0.58
b. Filter tipe B diperoleh data sebagai berikut : * Jenis Oli : SAE 30
* Temperatur : 80º ± 5º C * Flow Rate : 17 l/menit
* Standart Pengujian : < 0.40 kgf/cm2 (Standart Customer Nipon Donaldson)
Tabel 4.4.b. Pressure Drop Tipe B
Flow Rate (l/min) Tekanan P in P out ∆P (kgf/cm2) (kgf/cm2) (kgf/cm2) 20% 3.4 0.13 0.01 0.06 40% 6.8 0.14 0.07 0.07 60% 10.2 0.17 0.08 0.09 80% 13.6 0.21 0.08 0.13 100% 17.0 0.24 0.08 0.16
55 4.5. Hasil Pengujian Test Media Filter Uji (Filter A dan B)
Tabel 4.5. Hasil Pengujian Media Penyaring
NO
ITEMS UNIT
TEST RESULT TYPE MEDIA Sampel
I Sampel II Sampel III
1 Basic Weight gr/m2 210 214 201
2 Tensile Strength ( kgf ) >10 >10 >10 3 Bursting Strength ( kgf/cm2 ) 5.4 6.0 4.6
4 Thickness mm 0.85 0.82 0.82
4.6. ANALISA HASIL PENGUJIAN 4.6.1. Analisa Impulse Test
Dari hasil pengujian ke 4 filter (dari 2 tipe dengan sample masing-masing 2 filter) diperoleh hasil yang sama yaitu sama-sama tidak terjadi kebocoran. Dari tabel 4.1.a dan tabel 4.1.b ditunjukkan bahwa sampai pengujian selesai yaitu 50.000 cycle tidak terjadi kebocoran yang disebabkan karena kerusakan komponen penyusun filter. Hasil yang didapat sudah sesuai dengan standart yang ditentukan dalam standart pengujian di PT. Panata Jaya Mandiri yaitu tidak terjadi kerusakan hingga pengujian yang disyaratkan selesai. Speed yang digunakan dalam pengujian ini adalah 90 Cpm (Cycle per minute). Dari ke 4 filter benda uji temperatur yang digunakan adalah 100º C dimana kondisi ini telah melampaui standart pengujian yang ditetapkan dalam standart pengujian JIS D 16111995 yaitu 90º C. Setelah
pengujian selesai tidak ditemukan kerusakan maupun kegagalan produk dari kedua jenis tipe filter yang diuji dan filter masih dalam kondisi baik. Hal ini membuktikan bahwa perencanaan rancangan dan pemilihan bahan komponen-komponen filter tersebut sangat dipertimbangkan dan diperhitungkan dengan baik sehingga pada saat filter digunakan tidak terjadi kerusakan atau kebocoran yang dapat menyebabkan terjadinya kerusakan pada mesin pemakai.
57 4.6.2. Analisa Anti Drain Back Test
Dalam waktu 6 jam (sesuai dengan standart pengujian di PT. Panata Jaya Mandiri), dari ke 4 filter yang diuji mengalami kebocoran yang besarnya bervariasi.
Untuk filter tipe A yang pertama mengalami kebocoran total sebanyak 25 ml sedangkan filter kedua tidak mengalami kebocoran sama sekali dalam waktu 6 jam. Sedangkan untuk filter tipe B kebocoran terjadi pada sampel pertama dengan total kebocoran sebesar 25 ml dan sampel kedua tidak mengalami kebocoran sama sekali. Dari pengamatan yang dilakukan selama pengujian yaitu setiap jam sekali, didapat hasil pengamatan bahwa kebocoran atau drain back terjadi melalui celah-celah pada sambungan antara seat dengan elco yang disatukan dengan las titik. Meskipun besarnya drain back pada tipe A dan B sama tapi jumlah kebocoran yang terjadi besarnya bervariasi dan total drain back yanmg terjadi masih dalam batas toleransi yang diizinkan dimana drain back maksimal yang diperbolehkan adalah 100 ml / 6 jam. Dari hasil pengujian drain back ini dapat diketahui bahwa anti drain back valve dapat berfungsi dengan baik dan dapat bekerja dengan semestinya dan ini merupakan tujuan dari pengujian ini yaitu mengetahui kemampuan kerja dari anti drain back valve. Perhatikan gambar 4.1.
Gambar 4.1. (a) Tempat Oli menetes,
59
Grafik Opening Valve A (Pressure 1.6 - 2 kgf/cm2) 0 1000 2000 3000 1.6 1.7 1.8 1.9 2 Pressure (kgf/cm2) Fl o w R a te (m l/ m inut e ) Sampel A1 Sampel A2 Sampel A3
Grafik Opening Valve A (Pressure 0 - 1.5 kgf/cm2) 0 20 40 60 80 100 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 Pressure (kgf/cm2) Fl o w R a te (m l/m in u te ) Sampel A1 Sampel A2 Sampel A3
4.6.3. Analisa Opening Valve Test
Gambar 4.2. Grafik Opening Valve Tipe B
Dari hasil pengujian dapat diketahui kapan valve mulai terbuka saat filter dioperasikan. Pada gambar 4.2 grafik opening valve tipe A dari sampel pertama, kedua, dan ketiga valve mulai terbuka pada tekanan 0.1 kgf/cm2 dengan time flow masing-masing sampel sebesar 8, 8, dan 6 ml/menit. Perbedaan time flow mulai besar terjadi dari tekanan 1.6 kgf/cm2 yaitu dengan besarnya aliran rata-rata sebesar 70 ml/menit menjadi 151.67 ml/menit. Pada tekanan 1.7 kgf/cm2 aliran rata-rata menjadi 248.67 ml/menit.
Grafik Opening Valve B (Pressure 0 - 0.7 kgf/cm2) 0 50 100 150 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 Pressure (kgf/cm2) Flo w R a te (m l/m inut e ) Sampel B1 Sampel B2 Sampel B3
Grafik Opening Valve B (Pressure 0.8 - 1.4 kgf/cm2) 0 500 1000 1500 0.8 0.9 1 1.1 1.2 1.3 1.4 Pressure (kgf/cm2) Flo w R a te (m l/m inut e ) Sampel B1 Sampel B2 Sampel B3
Aliran rata-rata naik drastis pada saat tekanan dinaikkan menjadi 1.8 kgf/cm2 yaitu menjadi 1836 ml/menit atau naik sekitar 1587.33 ml/menit. Tekanan 1.8 kgf/cm2 adalah tekanan maksimum dari valve tipe A karena spring telah tertekan maksimal.
Gambar 4.3. Grafik Opening Valve Tipe B
Pada gambar 4.3 ditunjukkan bahwa untuk valve dari tipe B mulai terbuka pada tekanan 0.2 kgf/cm2 dengan time flow sebesar 20 ml/menit. Pada valve tipe B ini perbedaan time flow mulai besar saat tekanan dinaikkan menjadi 0.8 kgf/cm2 dengan time flow 258 ml/menit untuk sampel kedua.
61 Pada saat tekanan dinaikkan menjadi 0.9 kgf/cm2 menjadi 690 ml/menit dan
saat tekanan yang diberikan mencapai 1.0 kgf/cm2 aliran menjadi 1064 ml/menit. Sedangkan untuk sampel pertama dan ketiga pada tekanan 0.9 kgf/cm2 masing-masing aliran menjadi 162 ml/menit dan 35 ml/menit. Pada tekanan 1.0 kgf/cm2 masing-masing menjadi 200 ml/menit dan 137 ml/menit. Tekanan maksimal dari sampel pertama dan ketiga adalah pada tekanan 1.2 kgf/cm2 yaitu masing-masing menjadi 1269 ml/menit dan 1084 ml/menit.
Dari hasil data yang diperoleh terlihat perbedaan besar aliran atau flow rate pada tekanan tertentu untuk kedua tipe valve. Bila ditelusur balik dari data kedua tipe valve, diperoleh hasil dari analisa kedua komponen valve bahwa relief valve dan valve chamber yang digunakan sama, perbedaan hasil flow rate disebabkan karena perbedaan tekanan yang diberikan masing-masing spring dimana hal ini disebabkan perbedaan dari jumlah lilitan spring, diameter spring dan tinggi spring dari masing-masing tipe valve. Dimana untuk valve tipe A mempunyai diameter kawat 1.0 mm, diameter spring 13.75 mm dan tinggi spring 60.0 mm. Sedangkan valve tipe B mempunyai diameter kawat 1.0 mm, diameter spring 11.5 mm dan tinggi spring 41.0 mm. Sedangkan lonjakan aliran yang saat drastis yang terjadi pada kedua tipe valve, diketahui setelah dilakukan pembongkaran end plate B assy yang berfungsi sebagai tempat valve atau sering disebut by pass valve ini diketahui bahwa hal ini disebabkan karena relief valve menempel pada dinding valve chamber yang disebabkan karena aliran listrik pada saat proses
