Menyatakan dengan jujur bahwa Tugas Akhir yang kami kirimkan adalah karya saya sendiri, tidak termasuk cuplikan abstrak yang telah kami jelaskan sumbernya. Jika klaim saya di kemudian hari ternyata tidak benar, saya bersedia menerima sanksi akademis yang setimpal. Diajukan untuk memenuhi persyaratan menyelesaikan Pendidikan Jenjang Diploma IV (STr) Program Studi Teknik Struktur Perkapalan. Program Studi Sarjana Terapan Teknologi Rekayasa Konstruksi Kelautan Jurusan Teknologi Industri Sekolah Vokasi Universitas Diponegoro.
Metode yang digunakan dalam penelitian ini untuk menganalisis hasil ketebalan adalah dengan melakukan uji non destruktif dengan menggunakan metode pengujian ultrasonik. Oleh karena itu, unit ketel uap ini masih dinyatakan dapat diterima dan masih layak digunakan operasional sesuai kebutuhan industri. Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah melimpahkan karunia dan rahmat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini sesuai dengan waktu yang telah ditentukan.
Tugas akhir yang bertajuk “Pengujian Ketebalan Ketel Uap Industri Dengan Metode Uji Ultrasonik” ini dilaksanakan dalam rangka memenuhi salah satu persyaratan untuk meraih gelar Sarjana Terapan Program Studi Teknik Konstruksi Perkapalan Sekolah Vokasi Universitas Diponegoro. Penulis menyadari masih banyak kekurangan dalam penulisan tugas akhir ini dikarenakan keterbatasan pengetahuan penulis sehingga jauh dari kesempurnaan. Oleh karena itu, dengan segala hormat penulis mengharapkan saran dan kritik demi kesempurnaan tugas ini.
Penulis berharap tugas akhir ini dapat dijadikan sebagai penambah wawasan keilmuan dan dapat dikembangkan untuk memudahkan penelitian lainnya.
- Latar belakang
- Perumusan masalah
- Tujuan
- Metodologi
- Sistematika
- Relevansi
Kedua unit ketel uap diatas dioperasikan tanpa memiliki surat ijin dari pemerintah, pekerja yang mengoperasikannya belum mendapat pelatihan, namun terbukti tidak memiliki sertifikat operator pesawat uap dari pemerintah, yang berarti penggunaannya tidak mematuhi peraturan perundang-undangan K3 yang berlaku. Mengingat akibat yang ditimbulkan dari meledaknya ketel uap begitu besar dan merugikan beberapa pihak, maka dalam penggunaan ketel uap apapun di Indonesia, pengguna dan operator ketel uap tersebut harus selalu mematuhi peraturan perundang-undangan K3 yang berlaku yaitu . Pada saat penulisan tugas akhir ini, objek pemeriksaan yang direncanakan adalah water tube boiler dengan kapasitas steam per jam sebesar 115000 kg/jam, tekanan kerja maksimal 55 kg/cm2, temperatur 380°C, bahan bakar gas dan bahan bakar minyak. .
Ketel uap adalah kombinasi kompleks antara evaporator, superheater, pemanas air, dan pemanas udara. Ketel uap merupakan suatu alat untuk menghasilkan uap yang terdiri dari dua bagian penting yaitu: tungku pemanas yang menghasilkan panas yang diperoleh dari pembakaran bahan bakar dan ketel uap yaitu suatu alat yang mengubah air menjadi uap. Ketel uap sendiri juga mempunyai komponen-komponen penunjang umur ketel uap, komponen-komponen tersebut terdiri dari komponen utama, peralatan keselamatan ketel (Lampiran) dan komponen pendukung (aksesoris).
Ketel atau bisa juga disebut ketel uap adalah suatu wadah tertutup yang dapat menghasilkan uap dengan tekanan lebih tinggi dari atmosfer dengan cara memanaskan air ketel di dalamnya dengan gas panas hasil pembakaran bahan bakar. Ketel atau ketel uap harus dilengkapi dengan peralatan yang membantu pengoperasiannya sedemikian rupa sehingga pengoperasian ketel uap berlangsung dengan aman. Ketel uap bekerja sedemikian rupa sehingga energi panas yang dihasilkan dalam sistem ketel memiliki nilai tekanan, suhu dan aliran, yang menentukan efisiensi uap yang digunakan.
Saat melakukan inspeksi berkala terhadap Pabrik Boiler, inspeksi dan pengujian boiler dilakukan sesuai dengan Undang-undang Uap dan Peraturan Uap tahun 1930 dan Peraturan Kantor Personalia. Tujuan dari pemeriksaan ini adalah untuk mendapatkan nilai ketebalan tabung boiler dan tabung air yang menjamin tidak adanya kerusakan dengan menggunakan uji (NDT) pada 8 titik bagian boiler dengan menggunakan uji ultrasonik pada tabung boiler [7]. Seperti yang telah disebutkan, ASME dapat menjadi standar acuan untuk pengujian suatu material pada suatu produk seperti ketel uap.
Pengujian ini dilakukan untuk menjaga kualitas dan menjamin keamanan produk dalam laporan ini yaitu steam boiler. Dari hasil pemeriksaan dapat disimpulkan 1 (satu) buah ketel uap bernomor BM 180 – 97 dalam kondisi baik dan masih aman untuk digunakan operasional. Selain itu, dari pemeriksaan ketel uap diketahui nilainya masih di atas ketebalan minimum sehingga tidak diperlukan perbaikan pada komponen ketel uap.
Ketel Uap
Evaporator dan superheater mengekstrak panas langsung dari proses pembakaran bahan bakar, sedangkan economizer dan pemanas udara mengekstrak panas dari gas sisa pembakaran sebelum dilepaskan ke atmosfer. Energi panas dari uap air yang dikeluarkan oleh boiler kemudian dimanfaatkan untuk berbagai keperluan, misalnya untuk turbin uap, pemanas ruangan, mesin uap, dan lain-lain. Pada proses konversi energi, boiler mempunyai fungsi untuk mengubah energi kimia yang tersimpan pada bahan bakar menjadi energi panas yang kemudian ditransfer ke fluida kerja.
Dalam catatan sejarah, berbagai jenis bahan digunakan sebagai bahan pembuatan boiler, seperti tembaga, perunggu, dan besi tuang. Panas yang dialirkan ke cairan di dalam boiler berasal dari proses pembakaran dengan berbagai jenis bahan bakar yang dapat digunakan, seperti kayu, batu bara, minyak/solar, dan gas. Dalam waktu tertentu harus mampu menghasilkan uap dengan berat dan tekanan tertentu lebih besar dari 1 atmosfer.
Jika menggunakan superheater, suhu steam tidak akan banyak berubah bila menggunakan steam non-reguler dan harus mudah dikontrol. Pada saat gerak dimana penggunaan steam berubah, tekanan steam tidak boleh banyak berubah.
Komponen Ketel Uap
Bejana tekan pada boiler umumnya menggunakan material baja dengan spesifikasi tertentu yang ditentukan dalam standar ASME, terutama untuk penggunaan boiler pada industri besar. Pada bagian depan terdapat sembilan buah pembakar yang ditempatkan terdiri dari 3 tingkat yang disusun secara horizontal. Tungku atau pemanas adalah suatu peralatan proses yang digunakan untuk menaikkan suhu suatu zat cair dengan menggunakan panas hasil pembakaran bahan bakar cair atau bahan bakar gas yang dinyalakan di dalam burner.
Proses pembakaran pada tungku dilakukan berdasarkan prinsip segitiga api yaitu menggunakan bahan bakar, panas dan udara. Udara akan disuplai dari luar dan selanjutnya akan keluar dari cerobong asap bersama dengan gas hasil pembakaran. Alat ini terdiri dari pipa atau riser, steam drum dan water drum (drum air atau lumpur) serta downcomer.
Pada bagian ini terjadi proses perpindahan panas antara gas panas dari tungku dan air di dalam pipa, yang mengubah air menjadi uap. Sistem perpipaannya tergantung dari jenis boilernya, seperti pipa api untuk boiler api dan pipa air untuk boiler air. Superheater Uap yang berasal dari hasil evaporasi pada drum atas tidak dapat digunakan oleh turbin uap, sehingga pemanasan uap harus dilakukan melalui pipa superheater sampai uap benar-benar kering dengan suhu 360ºC -340ºC Pipa uap superheated dipasang di ruang bakar, menyebabkan uap basah yang mengalir melalui pipa semakin memanas.
Burner adalah suatu alat yang menginjeksikan bahan bakar ke dalam ruang bakar dan menghasilkan api. Merupakan alat pembakaran dimana bahan bakarnya dibagi menjadi bagian-bagian kecil untuk memudahkan proses pembakaran dengan udara. Sistem manajemen burner (BMS) mendistribusikan konfigurasi pengapian burner selama start-up atau shutdown dan dengan perubahan beban.
Nyala atau matinya burner tergantung pada beban generator yang sebanding dengan kapasitas bahan bakar untuk menghasilkan uap di dalam boiler.
Cara Kerja Ketel Uap
Riksa uji boiler
Sumber Data
Teknik Pengambilan Data
Bagian Alir Penelitian
- Inspeksi
- Kalibrasi Alat
- Kondisi Permukaan Produk Pada Saat pemeriksan
- Prosedur Inspeksi Ultrasonic Testing
Keadaan atau kondisi suatu produk yang akan diperiksa perlu diketahui agar dapat disesuaikan dengan pengujian yang ada. Pemeriksaan yang digunakan untuk memperoleh hasil ketebalan material pada steam boiler atau pressure vessel ini adalah dengan metode pengujian ultrasonik. Dimana dalam langkah persiapan ini dilakukan kepada seluruh pihak yang terlibat untuk melakukan pemeriksaan tersebut seperti dari divisi yang terlibat.
Tahap persiapan ini meliputi penyiapan segala perlengkapan yang diperlukan, melakukan safety induction bagi pemeriksa dan penyiapan barang atau produk yang akan diperiksa, yang dalam hal ini adalah sistem boiler. Dimana langkah pemeriksaan ini dilakukan dengan metode pengujian ultrasonik yang seluruh prosedurnya harus sesuai dengan SOP (Standard Operating Procedure) yang dimiliki oleh lembaga pemeriksa. Dimana permukaan benda yang akan diperiksa harus bebas dari benda atau kotoran sisa permesinan, kikir las, cat atau benda lain yang dapat mengganggu pengujian ultrasonik.
Fungsi bidang cawan ini adalah sebagai media penyaluran gelombang secukupnya dari probe ke benda uji [9]. Cuplan harus benar-benar membasahi permukaan sampel untuk mendapatkan hasil yang sesuai dan pengujian dapat dilakukan secara efisien. Dimana yang diperiksa adalah bagian kepala kapal (head) dan dinding (shell).
Merupakan benda yang digunakan sebagai pemeriksaan dengan metode pengujian ultrasonik, dijelaskan pada Gambar 4.5 bahwa pemeriksaan dengan alat uji ultrasonik mempunyai 10 bagian, yaitu 4 bagian kepala dan 6 bagian dinding. Pemeriksaan ini dilakukan pada suatu bagian yang mempunyai 8 titik acuan berbentuk lingkaran dengan jarak 0,5 m setiap titiknya. Pada bagian yang ditunjukkan pada Gambar 4.6, bagian yang akan diperiksa adalah kepala dan dinding.
Dimana bagian tersebut merupakan bagian berbentuk tabung yang pada bagian tersebut langsung menempel pada badan kapal [10]. Dimana hasil yang diperoleh pada 8 titik pengujian menunjukkan tidak ada diskontinuitas atau diterima semua. Hal ini dapat diartikan bahwa permukaan steam drum yang ada konsisten dengan tidak adanya diskontinuitas tersebut.
Hasil Inspeksi Menggunakan Ultrasonic Test
Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui nilai ketebalan material suatu ketel uap dengan ketebalan minimum yang ditentukan sesuai kaidah kelas yaitu ketebalan minimum untuk body adalah 45,69 mm, sedangkan untuk jacket adalah 65,12 mm. Hasil pengujiannya ditunjukkan pada Tabel 5.2 di bawah ini.
Kesimpulan
Saran
