BAB I PENDAHULUAN. I.1 Latar Belakang

(1)

DESAIN KAPAL IV

BAB I

PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang

Sistem instalasi perpipaan merupakan jalur pipa yang berfungsi untuk mengantarkan atau mengalirkan suatu fluida dari tempat yang lebih rendah ke tujuan yang diinginkan dengan bantuan mesin atau pompa. 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. Sistem 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.

Peletakan komponen yang akan disambungkan dengan pipa perlu diperhatikan untuk mengurangi hal-hal yang tidak diinginkan seperti : panjang pipa yang berlebih, susunan yang kompleks, menghindari pipa melalui daerah yang tidak boleh ditembus, menghindari penembusan terhadap struktur kapal, dan lain - lain.

Diagram pipa menggambarkan komponen sistem dan hubungannya satu sama lain dalam bentuk skematik. Kualitas dan kejelasan diagram pipa sangat penting karena gambar diagram memberikan informasi bermacam-macam fungsi selama perencanaan, pembangunan dan operasional kapal dan memberikan pengertian awal bagaimana sistem tersebut berjalan dan menerangkan hubungan dengan sistem lainnya.

I.2 Rumusan Masalah

Masalah yang akan dibahas yaitu bagaimana cara mendesain instalasi sistem perpipaan di kapal yang baik dan benar sesuai dengan kebutuhan dan persyaratan yang telah ditentukan oleh biro klasifikasi.

(2)

DESAIN KAPAL IV

I.3 Batasan Masalah

Agar pembahasan dalam laporan ini tidak meluas, maka perlu diberi batasan permasalahan antara lain sebagai berikut :

1. Tipekapal General Cargo.

2. Sistem instalasi yang direncanakan adalah sanitari air tawar.

I.4 Maksud dan Tujuan

Maksud dan tujuan pembuatan laporan adalah :

1. Sebagai syarat kelulusan mata kuliah ”Desain Kapal IV (424 D 333)”. 2. Untuk mengetahui sistem instalasi perpipaan mulai dari kamar mesin

sampai ke dek - dek yang membutuhkan

I.5 Sistematika Penulisan

BAB I PENDAHULUAN

Pendahuluan mencakup latar belakang, rumusan masalah, batasan masalah maksud dan tujuan serta sistematika penulisan laporan.

BAB II LANDASAN TEORI

Membahas tentang pengelompokan sistem instalasi perpipaan dikapal, klasifikas umum yang memberikan aturan - aturan tentang suatu instalasi pipa dan tenang sistem sanitari air tawar di kapal

BAB III PENYAJIAN DATA

Menyajikan ukuran utama dan koefisien utama kapal

BAB IV PEMBAHASAN

Meliputi perhitungan volume hidrofor, daya pompa dan perhitungan diameter pipa

BAB V PENUTUP

(3)

DESAIN KAPAL IV

BAB II

LANDASAN TEORI

Sistem instalasi perpipaan di kapal dapat dikelompokkan dalam beberapa kelompok layanan di atas kapal, antara lain :

1. Layanan Permesinan; yang termasuk disini adalah sistem-sistem yang akan melayani kebutuhan dari permesinan dikapal (main engine dan auxilliary engine) seperti sistem start, sistem bahan bakar, sistem pelumasan dan sistem pendingin.

2. Layanan penumpang & kru; adalah sistem yang akan melayani kebutuhan bagi seluruh penumpang dan kru dari kapal dalam hal untuk kebutuhan air tawar dan sistem sanitari/drainase.

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 kargo untuk kapal tanker.

Suatu sistem instalasi perpipaan yang terdiri dari peralatan – peralatan yang digunakan pada suatu sistem 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 sistem perpipaan yang disebabkan kenaikan suhu atau perubahan bentuk lambung, harus diimbangi sedapat mungkin dengan lengkungan-lengkungan pipa, pipa kompensator ekspansi, sambungan-sambungan yang menggunakan penahan packing dan cara yang sejenis.

(4)

DESAIN KAPAL IV

3. Pipa yang harus melalui sekat-sekat, atau dinding-dinding, harus dibuat secara kedap air atau kedap minyak. Lubang-lubang baut untuk sekrup atau baut-baut pengikat tidak boleh terletak pada dinding-dinding tangki.

4. Sistem 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 pelumas. Bilamana 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. Sistem pipa pengeringan dan ventilasi direncanakan sedemikian rupa sehingga dapat mengkosongkan, mengalirkan dan memberi ventilasi pada sistem tersebut. sistem pipa dimana ada cairannya dapat berkumpul dan mempengaruhi cara kerja mesin, harus dilengkapi dengan alat pengering khusus, seperti pipa uap dan pipa udara bertekanan.

7. 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.

8. 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

(5)

DESAIN KAPAL IV

dipasang sampai di atas geladak sekat. Juga dilengkapi dengan saringan air laut untuk mencegah masuknya kotoran yang akan menyumbat saluran.

9. Pipa-pipa uap atau udara bertekanan berfungsi sebagai pelepas uap di sea chest dan membersihkan saringan kotak air laut (Strainer). Pipa uap atau pipa udara bertekanan tersebut harus dilengkapi dengan katup-katup yang melekat langsung pada sea chest. Umumnya pipa udara pembersih (blow off) sea chest bertekanan 2 – 3 kg/cm2.

10.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 pengaturannya harus sedemikian rupa, sehingga pemutarannya 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.

11.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 pemutarannya 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.

12.Lubang saluran pembuangan dan pembuangan saniter tidak boleh dipasang di atas 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.

13.Pipa pembuangan yang keluar dari ruangan dibawah geladak lambung timbul dan dari bangunan atas dan rumah geladak yang tertutup kedap

(6)

DESAIN KAPAL IV

cuaca, harus dilengkapi dengan katup searah otomatis yang dapat dikunci dari tempat yang selalu dapat dikunci dari tempat yang selalu dapat dicapai di atas geladak lambung timbul. Alat penunjuk bahwa katup terbuka atau tertutup harus disediakan pada tempat penguncian.

Sementara dari rules BKI volume III 1996 tentang sistem sanitari pada pada kapal menjelaskan bahwa :

1. Pipa-pipa pembuangan air kotor harus dilengkapi dengan storm valve dan pada sisi lambung dengan gate valve.

2. Katup tak balik harus diatur pada bagian hisap atau bagian tekan dari pompa air kotoran.

3. Pipa-pipa pengering saniter harus dihubungkan dengan tangki pengumpul kotoran.

4. Bahan-bahan pipa harus tahan terhadap korosi baik bagian dalam maupun bagian luar.

II.1 Deskripsi Sistem Sanitary Air Tawar

Sesuai dengan peraturan pemerintah Republik Indonesia nomor 7 tahun 2000 tentang kepelautan (bagian III) pasal 24 ayat (3) bahwa “Air tawar harus tetap tersedia di kapal dengan jumlah yang cukup dan memenuhi standar kesehatan.” Oleh karena itu, layanan air tawar merupakan syarat mutlak yang harus dipenuhi sebelum pengoperasian suatu kapal. Sistem Sanitary atau bisa disebut domestic water system adalah system distribusi air bersih (fresh water) di dalam kapal yang digunakan oleh ABK dalam memenuhi kebutuhan akan air minum dan memasak, untuk mandi, mencuci dan lain-lain. Sedangkan untuk kebutuhan di WC (water closed) Berdasarkan buku machinery outfitting, konsumsi air tawar berkisar antara 300 liter/org/hari - 500 liter/org/hari. maka dengan perencanaan sistem yang sama digunakan sistem air laut (sea water) yang disuplai ke tiap deck yang memiliki kamar mandi. Kedua sistem pelayanan diatas memiliki dasar kerja yang sama menggunakan pompa otomatis untuk mensuplai fluida ke tangki yang sudah memiliki tekanan (hydropore) yang disuplai

(7)

DESAIN KAPAL IV

dari sistem udara tekan. Udara tekan ini direncanakan memiliki head dan tekanan yang memadai untuk dapat mensuplai air ketempat yang memerlukan, diantaranya kamar mandi, laundry room, galley, dan wash basin. Adapun hal yang perlu diperhatikan dan dipertimbangkan dalam mendesain sistem sanitari yaitu toilet dan kamar mandi pada tiap-tiap deck diusahakan satu jalur,untuk tujuan instalasi sederhana dan memudahkan dalam maintenance.

II.2 Prinsip Kerja Sistem layanan air tawar

Sistem layanan air tawar di kapal umumnya dialirkan dari tangki induk (storage tank) dihisap dengan menggunakan pompa ke tangki-tangki dinas (service). Dan dari tangki ini kemudian air tawar didistribusikan ke pemakai, dalam hal ini biasanya tangki service ini terletak pada top deck dengan sistem gravitasi. Sistem ini digunakan pada kapal-kapal dengan ukuran kecil atau kapal yang tidak menggunakan sistem hydrophore. Kapasitas dari tangki service ini berkisar antara 1 s/d 3 m3. pada tangki ini dilengkapi dengan pipa udara, over flow pipe. Untuk kapal yang berlayar pada daerah beriklim dingin maka tangki ini harus dilengkapi dengan pemanas (heater) dan dilapisi dengan thermal insulation untuk mencegah terjadinya pembekuan air pada tangki. Pada sistem air tawar dengan sistem hydrophore apabila letak tangki air tawar berada di double bottom maka air tawar tersebut dipompa dengan pompa air tawar hydrophore menuju ke tangki hydrophore. Biasanya sebelum pompa terdapat filter (saringan) yang berfungsi untuk mencegah kotoran-kotoran masuk ke pompa dan instalasi pipa. Kemudian dari tangki hydrophore ini didistribusikan ke pemakaian seperti deck-deck akomodasi, dan deck lainnya, shower-shower dan pencucian-pencucian, tergantung dari lokasi pemakaian.

Secara umum dapat dikatakan bahwa sistem layanan air tawar harus terdapat komponen seperti tangki, pompa dan tangki hydrophore, dimana pompa tersebut distart dan distop pada saat pengisian hydrophore secara otomatis karena pendeteksian berkurangnya tekanan pada tangki. Adapun sistem air tawar ini terdiri sistem air minum, sistem air tawar, sistem pemanas

(8)

DESAIN KAPAL IV

air. Sistem ini menggunakan 2 buah pompa sentrifugal berpenggerak elektromotor dimana 1 (satu) stand-by.

Kapasitas tangki hydrophore dan tekanan untuk start dan stop bagi pompa dapat diketahui dengan perhitungan :

V = q_  _ P a P P 2 1 1

Dimana; V = kapasitas tangki (m3)

q = Jumlah air untuk supplai (m3)

P1 = Tekanan pompa untuk posisi stop (kg/cm2) P2 = Tekanan pompa untuk posisi start (kg/cm2)

a = 1,5 jumlah air yang tersedia di dalam tangki hydrophore

Pipa-pipa instalasi untuk pipa induk material pipa yang digunakan adalah pipa baja yang digalvanis dengan diameter kira-kira 30-40 mm dan diameter pipa cabang antara 13 s/d 38 mm. kecepatan aliran air pada pipa-pipa induk pengisapan berkisar 0,75 - 1,0 m/s dan 1,0 – 1,2 m/s untuk bagian discharge (semprotan). Sedangkan untuk aliran-aliran pada pipa-pipa cabangan discharge 1 – 2 m/s.

II.3 Fungsi sistem sanitari Air Tawar

Fungsi sistem sanitari air tawar yaitu untuk melayani ABK dalam kebutuhan untuk saniter.

II.4 Bagian-bagian dari sistem sanitari Air Tawar

Bagian – bagian dari sistem sanitari yaitu : • Pompa dan komponen piping installation. • Hydrophore.

• Filter/ Strainer • Tangki.

II.5 Prinsip Kerja Sistem Hydrophore

Peran air pressure system pada sistem Hydrophore berfungsi sebagai pemberi bantalan udara bertekanan pada tangki hydrophore. Bantalan udara memberi

(9)

DESAIN KAPAL IV

tekanan pada air didalam tangki hydrophore hingga mencapai tekanan

maksimum. Pada tekanan maksimum ini

pompa mulai tidak dapat bekerja. Sedangkan jika saluran air dibuka air akan mengalir sebagai akibat tekanan yang diberikan oleh bantalan udara, air yang keuar menyebabkan volume ruangan didalam tangki hydrophore bertambah maka akan mengurangi tekanan tangki hydrophore. Jika tekanan turun sampai pada tekanan 3 kg/cm2, maka pressure relay switcher akan bekerja otomatis menghidupkan Fresh Water Pump dan mengisi kembali tangki hydrophore hingga volume udara berkurang dan tekanannya meningkat. Selanjutnya jika tekanan mencapai 4.5 kg/cm2, maka pompa akan diberhentikan secara

otomatis melalui pressure relay switcher.

Hydropore digunakan untuk melayani sistem air tawar atau air laut yang diperlukan untuk sanitari, air minum, dan air tawar.

Gambar 1 : Sketsa tangki hydrophore ( Machinery Outfitting Design )

II.6 Komponen Instalasi Perpipaan II.6.1 Pipa

Pipa adalah suatu batang silindar berongga yang dapat berfungsi untuk dilalui atau mengalirkan zat cair. Jenis pipa yang terdapat dikapal memiliki beragam senis ditinjau dari material pipa sesuai dengan kegunaannya. Material pipa dikapal pada umumnya terbuat dari baja galvanis, baja hitam, baja campuran, stainless steel, kuningan, tembaga ataupun alumunium. Pada kegunaan tertentu terdapat pula pipa yang terbuat dari bahan non metal seperti rubber hose , gelas

(10)

DESAIN KAPAL IV

dan PVC . Diameter pipa yang digunakan beragam sesuai dengan kebutuhan di tiap tiap geladak.

II.6.2 Pipe Fitting

Untuk instalasi pipa dikapal tentu pipa-pipa tersebut tidak hanya pipa lurus melainkan terdapat belokan , cabang, mengecil, naik dan turun. Panjang dari pipa pun beraneka ragam ada yang penjang ataupun pendek. Berkaitan dengan hal ini maka kita akan mengenal beberpa jenis sambungan pipa seperti sambungan ulir, sambungan shock , sambungan dengan las (butt welded) dan sambungan dengan menggunakan flange. Selain itu dikenal juga istilah belokan atau ellbow, cabang T atau tee, cabang “Y” dan ada juga pipa yang diameternya mengecil disebut reducer. Pada perencanaan ini,digunakan :

a. Elbow

Elbow adalah pipe fitting yang berbentuk siku yang berfungsi untuk membelokkan aliran fluida.

b. Branch Connection/ Cross pipe

Branch connection berfungsi untuk membagi aliran fluida.

c. Tee

Membagi Aliran pipa sedemikan rupa membentuk huruf T

d. Flange

Alat penyambung pipa dengan menggunakan baut atau metode mooring. Flens mampu menerima gaya yang besar tanpa menyebabkan sambungan bocor.

II.6.3 Katup dan Flens

Pada perencanaan Fresh water sanitary, digunakan 3 buah katup, yaitu ball valve 2 buah dan Check valve 1 buah. Ball valve adalah katup berfungsi untuk membuka & menutup dan mangatur aliran fluida secara lebih cepat sedangkan check valve Mempunyai fungsi untuk mengalirkan fluida hanya ke satu arah dan mencegah aliran ke arah sebaliknya.

II.6.4 Strainer

Strainer merupakan alat sejenis penyaring yang terdapat pada bagian ujung selang hisap. Fungsi strainer ini adalah, agar pada saat pompa menghisap air,

(11)

DESAIN KAPAL IV

kotoran atau material yang lain tidak ikut terhisap ke dalam pompa yang dapat mengakibatkan kerusakan impeler pompa.

(12)

DESAIN KAPAL IV

BAB III

METODOLOGI DAN DATA RANCANGAN

III. 1 Metodologi

Berdasarkan hasil uraian diatas, maka sebagai kerangka pikir dari penulisan laporan ini adalah sebagai berikut :

Bagan Aliran Air Tawar

Tangki induk air tawar Saringan / filter Pompa suplai air tawar Pressure tank Hydrophore Pelayanan tiap deck

(13)

DESAIN KAPAL IV Input data

Proses Pengolahan data

Tangki induk air tawar - Jarak Pelayaran - Lama Pelayaran - Kebutuhan air tiap ABK Kapasitas / Kebutuhan Total

Air Tawar Ton

Penentuan Ukuran / volume tangki 1. Lines Plane 2. General Arrangemen Peletakan Tangki Air Tawar 1. Lines Plane 2. General Arrangemen

(14)

DESAIN KAPAL IV Tangki

Hydrophore

Penentuan Posisi dan Letak Tangki

Hydrophore

Penentuan Daya dan Kapasitas Tangki

Hydrophore Perencanaan Diameter Pipa

Diagram Aliran Pipa Tiap Deck

(15)

DESAIN KAPAL IV Hasil Pelayanan Tiap Deck - Jumlah Kamar Mandi - Jumlah WC - Jumlah Washtavel - Jumlah Shower - Jumlah keran air - Jumlah mesin cuci

Merencanakan Diagram Aliran Pada masing-masing Deck Aliran Diagram Pipa di Deck 1. General Arrangemen 2. Jumlah ABK 1. General Arrangemen Perencanaan Diameter Pipa

(16)

DESAIN KAPAL IV

Gambar 2 : Brochure hydrophore

III. 2 Deskripsi rancangan

Sebagai langkah awal dalam perencanaan instalasi pipa sanitari air tawar ini maka dibuatlah suatu gambar diagram dan deskripsinya yang akan menjelaskan keterkaitan antar komponen dalam suatu sistem instalasi.

(17)

DESAIN KAPAL IV

Gambar 3 : Deskripsi Rancangan Pipa

Keterangan Gambar :

1. Tangki air tawar 6. Shower 2. Pompa transfer 7. Mesin cuci 3. Pressure tank hidrophore 8. Keran wudhu 4. Water closet

(18)

DESAIN KAPAL IV

III. 3. Data Spesifik dan Ukuran Pokok Kapal

Adapun data spesifik dan ukuran pokok kapal yang digunakan adalah sebagai berikut :

Tipe Kapal = General Cargo

Rute Pelayaran = Jakarta – Pontianak – Batam Jarak Pelayaran = 749 Mil laut

LBP = 111.517 m LWL = 114.31 m B = 17.72 m T = 6.78 m H = 8.79 m v = 13.5 knot DispLacement = 10774.31 ton DWT = 7815 ton BHP = 2125 kW = 2850.09 Hp

III. 4. Penentuan Lama Pelayaran

Adapun langkah-langkah penentuan lama pelayaran sebagai berikut :

Sehingga :

= 749 mil laut / 13.5 knot = 55.5 jam

= 55.5 jam / 24 = 2.31 Hari = 2.5 Hari

(19)

DESAIN KAPAL IV

III. 4. Penentuan Kebutuhan Air Tawar Dan Volume Tangki

Berdasarkan buku machinery outfitting konsumsi air tawar berkisar antara 300 liter/org/hari -500 liter/org/hari (dipilih konsumsi air tawar = 400 liter/org/hari) sedangkan Jumlah Crew 18 org, sehingga kebutuhan air tawar tiap hari adalah 400 x 18 org = 7200 liter = 7.2 m3.

Sedangkan volume tangki yang dibutuhkan adalah

Sehingga ;

= 7.2 x 2.5 = 18 ton/m3

(20)

DESAIN KAPAL IV

BAB IV

PERENCANAAN PIPA SANITARY

IV.1 Umum

IV. 1. 1 Deskripsi Sistem Sanitary Air Tawar

Sesuai dengan peraturan pemerintah Republik Indonesia nomor 7 tahun 2000 tentang kepelautan (bagian III) pasal 24 ayat (3) bahwa “Air tawar harus tetap tersedia di kapal dengan jumlah yang cukup dan memenuhi standar kesehatan.” Oleh karena itu, layanan air tawar merupakan syarat mutlak yang harus dipenuhi sebelum pengoperasian suatu kapal. Sistem Sanitary atau bisa disebut domestic water system adalah system distribusi air bersih (fresh water) di dalam kapal yang digunakan oleh ABK dalam memenuhi kebutuhan akan air minum dan memasak, untuk mandi, mencuci dan lain-lain. Sedangkan untuk kebutuhan di WC (water closed) maka dengan perencanaan sistem yang sama digunakan sistem air laut (sea water) yang disuplai ke tiap deck yang memiliki kamar mandi. Kedua sistem pelayanan diatas memiliki dasar kerja yang sama menggunakan pompa otomatis untuk mensuplai fluida ke tangki yang sudah memiliki tekanan (hydropore) yang disuplai dari sistem udara tekan. Udara tekan ini direncanakan memiliki head dan tekanan yang memadai untuk dapat mensuplai air ketempat yang memerlukan, diantaranya kamar mandi, laundry room, galley, dan wash basin. Adapun hal yang perlu diperhatikan dan dipertimbangkan dalam mendesain sistem sanitari yaitu toilet dan kamar mandi pada tiap-tiap deck diusahakan satu jalur,untuk tujuan instalasi sederhana dan memudahkan dalam maintenance.

IV.2 Khusus

IV. 2. 1 Prinsip Kerja Sistem layanan air tawar

Sistem layanan air tawar di kapal umumnya dialirkan dari tangki induk (storage tank) dihisap dengan menggunakan pompa ke tangki-tangki dinas (service). Dan dari tangki ini kemudian air tawar didistribusikan ke pemakai,

(21)

DESAIN KAPAL IV

dalam hal ini biasanya tangki service ini terletak pada top deck dengan sistem gravitasi. Sistem ini digunakan pada kapal-kapal dengan ukuran kecil atau kapal yang tidak menggunakan sistem hydrophore. Kapasitas dari tangki service ini berkisar antara 1 s/d 3 m3. pada tangki ini dilengkapi dengan pipa udara, over flow pipe. Untuk kapal yang berlayar pada daerah beriklim dingin maka tangki ini harus dilengkapi dengan pemanas (heater) dan dilapisi dengan thermal insulation untuk mencegah terjadinya pembekuan air pada tangki. Pada sistem air tawar dengan sistem hydrophore apabila letak tangki air tawar berada di double bottom maka air tawar tersebut dipompa dengan pompa air tawar hydrophore menuju ke tangki hydrophore. Biasanya sebelum pompa terdapat filter (saringan) yang berfungsi untuk mencegah kotoran-kotoran masuk ke pompa dan instalasi pipa. Kemudian dari tangki hydrophore ini didistribusikan ke pemakaian seperti deck-deck akomodasi, dan deck lainnya, shower-shower dan pencucian-pencucian, tergantung dari lokasi pemakaian.

IV. 2. 2 Penentuan Laju Aliran Pompa

Dalam perancangan diketahui volume air tawar untuk konsumsi 18 ton, sedangkan lama pelayaran 2.5 hari. Maka jumlah air tawar yang harus disuplai ketangki harian dalam hal ini hydrophore yaitu 7.2 ton per hari. Karena hydrophore diisi setiap 8 jam, maka volume air yang dipindahkan 2.16 ton dengan lama pemompaan yaitu 60 menit. Dari data tersebut maka diperoleh laju aliran pompa yaitu 2.16 m3/jam.

Dalam buku "Machinery Outfitting Design Manual" hal 61, volume tangki hydrophore dapat dihitung dengan menggunakan formula :

(

)

(22)

DESAIN KAPAL IV

P1 = tekanan pompa untuk posisi stop ( 4.5 kg/cm2 )

P2 = tekanan pompa untuk posisi star ( 3 kg/cm2 )

a = jumlah air yang tetap dalam tangki hydrophore ( 1.5 )

q = (Q x 60)x 2 Q = = = 0.001 m3/s Q = (0.001 x 60)x 2 = 0.072 m3 ( ) sehingga : V = 0.32 m3

Dengan demikian volume tangki hydrophore yang digunakan yaitu 400 liter. Dari brosur didapatan spesifikasi hyorophore/presure tank yaitu : Merk : TAIKO

Model : VPT 400 N

Tabel 1 : Type dan Volume tangki Hidrophore yang digunakan

(23)

DESAIN KAPAL IV

IV. 2. 3 Penentuan Daya Pompa

Dalam buku “Marine power plan” oleh P. Akimov hal 514diberikan formula untuk menghitung daya pompa sebagai berikut :

N =   x x QxHx 75 3600 dimana :

Q = kapasitas pompa = 2.16 m3/jam ρ = massa jenis air laut = 1025 kg/m3 η = efisiensi pompa = (0,6 – 0.9) = 0.9 H = Head total pompa (m)

Perhitungan Head Total Pompa

Pada buku “Pompa dan Kompresor” Oleh Ir.Sularso, MSME &

Prof. Dr. Haruo Tahara pada hal 26 diformulakan : H = ha + Δhp + hl+ (V2/2g)

Dimana :

ha = Perbedaan tinggi antara titik sembarang dipipa keluar dan sembarang titik dipipa isap (m) = ht + hi

untuk tinggi permukaan pipa buang minimal 30 cm diatas sarat. Jadi : ht = T – hdbkm + 0,3

Dimana : hdb = ( 350 + 45B ) = 1,1474 m hdbkm = 1,72 m (dari rencana umum)

ht = 5.3589 m

hi = hdbkm – 0,05 m (jarak pipa isap dari dasar tangki)

= 1,6711 m ha = 7.03 m

Δhp = Perbedaan tekanan statis yang bekerja pada kedua permukaan. = hp2 - hp1

Dimana:

hp1 = tekanan air statis pada tangki isap. = 0 (tidak ada tekanan tangki isap)

hp2 = tekanan air statis pada tangki tekan.= 0 (tidak ada tekanan tangki tekan)

(24)

DESAIN KAPAL IV

hl = kerugian head di pipa, katup, belokan & sambungan.

= kerugian pada pipa lurus + kerugian pada belokan pipa + kerugian pada katup-katup. = hf1 + hf2 + hf3

Dalam buku “Pompa dan Kompresor” Oleh Ir.Sularso, MSME & Prof. Dr.

Haruo Tahara pada hal 31 Hazen-William.s memberikan formula untuk menghitung kerugian gesek pada pipa lurus.

hf1 = ₁_,₈₅ ₄_,₈₅ 85 , 1 666 , 10 xD C xL xQ

Dimana : Q = laju aliran pompa = 0,0006 m3/s

L = panjang pipa lurus (sketsa) = 146.28 m

C = koef. Jenis pipa (tabel 2.14 hal 30) = 130 (pipa besi cor) D = diameter pipa = 0,032 m h_f1 = ₁_,₈₅ ₄_,₈₅ 85 , 1 032 , 0 130 28 , 146 0006 , 0 666 , 10 x x x = 3,732 m

Pada buku “Pompa dan Kompresor” Oleh Ir.Sularso, MSME & Prof. Dr.

Haruo Tahara pada hal 32 terdapat formula untuk menghitung kerugian head yang terdapat dalam jalur pipa :

hf2 = f

g V

2

( Rumus umum untuk kerugian head yang terdapat dalam

jalur pipa )

= Total kerugian head yang terdapat dalam jalur pipa. = hf21 + hf22 + hf23

Dimana :

f = koefisien kerugian pada ujung masuk pipa, koefisien kerugian pada belokan pipa dan koefisien kerugian pada ujung keluar pipa

= 1 = 90

V = kecepatan aliran dalam pipa = 2 m/s ( Gambar 2.4 pada buku yang sama) g = percepatan grafitasi (m/s2) = 9,81 m/s2

q

5 . 0 5 . 3 ) 90 ]( ) 2 ( 847 . 1 131 . 0 [ q R D  D R

(25)

DESAIN KAPAL IV

Dalam perencanaan, belokan 900 yang dipakai oleh desainer = 19 buah sehingga sehingga : f = f = 0.29 m hf2 = f g V 2 2 = 0.29 81 . 9 2 22 x hf2 = 0.899 m

Pada buku “Pompa dan Kompresor” Oleh Ir.Sularso, MSME & Prof. Dr.

Haruo Tahara pada hal 38 diberikan formula untuk menghitung kerugian head pada katup : Hf3 = fv g V 2 2 Dimana :

fv= koef. Kerugian pada katup yang terdiri atas :

Jenis katup Jumlah (n) koefisien (f) hasil kali (nxf)

Katup putar 33 0.07 2.31

Katup bundar 7 10 70

Close return bend 3 2.2 6.6

Sambungan T 23 1,80 41.4

Σ(nxf) = 120.31

Hf3 = 0.841 m

JADI hf = 29.16 m

hv = kerugian head akibat kecepatan keluar zat cair.

= g V 2 2

dimana : V = Kecepatan aliran zat cair = 2 m/s ( Gambar 2.4 pada buku yang sama) g = Percepatan gravitasi = 9,81 m/s2 hv = 81 . 9 2 22 x = 0,20 m 5 . 0 5 . 3 ) 90 90 ]( ) 2 1 ( 847 . 1 131 . 0 [ R 

(26)

DESAIN KAPAL IV

Sehingga head total pompa dapat diketahui : H = = ha + Δhp + hl+ (V2/2g)

= 36.39 m

Dengan demikian daya pompa dapat diketahui : N = 9 . 0 75 3600 1025 39 . 36 16 . 2 x x x x N = 0.33 (Hp) = 0.25 (Kw)

IV. 2. 4 Penentuan Diameter Pipa Cabang

Diameter pipa cabang dapat dihitung dengan menggunakan persamaan berikut :

Q = A . v

Berdasarkan brosur pressure tank, diameter pipa utama yaitu 32 mm dengan kecepatan aliran 1 m/s, maka didapat luas permukaan aliran yaitu :

A = π/4 . D2

= 3.14 / 4 x ((32 / 1000)2) = 0.0008 m2

sehingga debit aliran yang keluar dari pressure tank yaitu : Q = A. V

= 0.0008 / 1 = 0.0008 m3/s = 2.89 m3/jam

Debit aliran pipa cabang untuk tiap deck (main deck - Poop deck – Boat Deck) yaitu :

Q = Q1 + Q2 + Q3+ Q4

(27)

DESAIN KAPAL IV Q = 4Q1

= 2.89 / 4

Q1 = 0.72 m3/jam

Sehingga diameter pipa cabang untuk tiap deck yaitu : Q1 = A . v A = Q1 / v = 0.72 / 1 = 2 x 10-4 m2 D2 = A / π/4 = (2 x 10-4 / (3.14/4))0.5 D = 0.016 m = 20 mm

Selain pipa cabang untuk tiap deck, ada juga pipa yang digunakan untuk menyuplai air ke ruangan-ruangan sesuai perancangan di setiap deck.

1. Main Deck

(28)

DESAIN KAPAL IV

Diameter pipa yang akan dipakai untuk menyuplai air ke kamar-kamar mandi di main deck :

Q1 = Q1a+Q1b+Q1c+Q1d+Q1e+Q1f+Q1g+Q1h+Q1i+Q1j+Q1k+Q1l

dimana : Q1a = Q1b = Q1c = Q1d = Q1e = Q1f = Q1g = Q1h = Q1i = Q1j = Q1k

= Q1l

Q1 = 13 Q1a

Q1a = 0.087 m3/jam

Sehingga diameter pipa : Q1a = A . v A = Q1a / v = 2.4 x 10-5 m2 D2 = A / π/4 D = 0.006 m = 6 mm 2. Poop Deck

Gambar 5 : Sketsa Aliran Pipa di Poop Deck

Diameter pipa yang akan dipakai untuk menyuplai air ke kamar-kamar mandi di poop deck :

(29)

DESAIN KAPAL IV

dimana : Q2a = Q2b = Q2c = Q2d = Q2e = Q2f = Q2g

Q2 = 7 Q2a

Q2a = 0.161 m3/jam

Sehingga diameter pipa : Q2a = A . v A = Q2a / v = 4.5 x 10-5 m2 D2 = A / π/4 D = 0.008 m = 8 mm 3. Boat Deck

Gambar 6 : Sketsa Aliran Pipa di Boat Deck

Diameter pipa yang akan dipakai untuk menyuplai air ke kamar-kamar mandi di boat deck :

(30)

DESAIN KAPAL IV

dimana : Q3a = Q3b = Q3c = Q3d = Q3e = Q3f = Q3g

Q3 = 7 Q3a

Q3a = 0.161 m3/jam

Sehingga diameter pipa : Q3a = A . v A = Q3a / v = 4 x 10-5 m2 D2 = A / π/4 D = 0.008 m = 8 mm 4. Bridge Deck

Gambar 7 : Sketsa Aliran Pipa di Bridge Deck

Diameter pipa yang akan dipakai untuk menyuplai air ke kamar-kamar mandi di bridge deck :

Q3 = Q4a+Q4b+Q4c+Q4d+Q4e+Q4f

dimana : Q4a = Q4b = Q4c = Q4d = Q4e = Q4f

Q4 = 6 Q4a

(31)

DESAIN KAPAL IV Sehingga diameter pipa :

Q4a = A . v A = Q4a / v = 5 x 10-5 m2 D2 = A / π/4 D = 0.008 m = 8 mm

Berdasaran hasil perhitungan di atas, diperoleh tabulasi komponen dan pipa yang digunakan yaitu :

Tabel 2 . Tabulasi Komponen pada sistem sanitari

No Komponen

Sanitari Air Tawar Q (m3/jam) V (liter) ` Hp 1 Pompa 2.16 0.25 0.33 2 Hydrophore 4.52 400

Tabel 3 . Tabulasi diameter pipa

No Deck

Sanitari Air Tawar Pipa Utama (mm) Pipa Cabang (mm) Pipa Suplai (mm) 1 Main Deck 40 20 13 2 Poop Deck 40 20 7 3 Boat Deck 40 20 7 4 Bridge Deck 40 20 6

Tabel 4. Tabulasi Jumlah Belokan

No Deck Sanitari Air Tawar Sambungan T Belokan 90o

1 Main Deck 12 3

2 Poop Deck 7 2

3 Boat Deck 8 3

(32)

DESAIN KAPAL IV