BAB II Udara Tekan Dan Udara Instrumen

UDARA TEKAN DAN UDARA INSTRUMEN

DISUSUN OLEH : KELOMPOK 8 R.A. Sarah Noviatri (061130400330) Rangga Dwi Priyono (061130400330) KELAS 5 KB

Pembimbing: Ir. Sahrul Effendy, M.T

JURUSAN TEKNIK KIMIA POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA 2013

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa karena berkat rahmat dan karunia-Nya jualah kami dapat menyelesaikan makalah UTILITAS tentang Udara tekan dan Udara Instrumen. Dalam menyelesaikan makalah ini penulis banyak sekali mendapat bantuan dari berbagai pihak. Untuk itu Kami mengucapkan terima kasih atas bantuan yang telah diberikan terutama kepada Dosen Pengasuh mata kuliah ini yaitu Ir. Sahrul Effendy,MT. Dalam menyelesaikan makalah ini, penulis telah berusaha semaksimal mungkin namun kamipun menyadari bahwa makalah ini masih jauh dari kesempurnaan. Untuk itu kami mengucapkan mohon maaf apabila dalam penyelesaian tugas ini masih terdapat banyak kekurangan. Oleh karena itu kami sangat mengharapkan saran dan kritik dari para pembaca sekalian demi perbaikan di masa yang akan datang. Kami berharap semoga makalah ini dapat berguna bagi segenap mahasiswa/ mahasiswi Politeknik Negeri Sriwijaya Palembang pada umumnya.

Palembang,

Penyusun,

ii

Oktober 2013

DAFTAR ISI

Kata Pengantar ...................................................................................................... i Daftar Isi................................................................................................................ ii BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang .......................................................................................... 1 1.2 Rumusan Masalah ...................................................................................... 1 1.3 Tujuan ......................................................................................................... 2 BAB II ISI 2.1 Udara Tekan ............................................................................................... 4 a) Definisi ................................................................................................. 4 b) Sistem Udara tekan ................................................................................ 6 c) Komponen utama sistem udara tekan .................................................... 7 d) Aplikasi sistem udara tekan ................................................................... 9 2.2 Udara Instrumen ........................................................................................ 13 2.3 Aplikasi udara instrumen ........................................................................... 17 BAB III PENUTUP 3.1 Kesimpulan ................................................................................................. 18 Daftar Pustaka

iii

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Perkembangan sains dan teknologi yang begitu cepat seiring dengan tuntutan akan kebutuhan hidup manusia yang lebih baik. Kebutuhan manusia terhadap sumber daya alam sebagai sumber energi perlu dikelola dengan baik dan harus memperhatikan kondisi lingkungan dan kelestarian alam. Sumber energi tersebut disamping sebagai kebutuhan manusia secara langsung juga merupakan kebutuhan untuk kegiatan industri (pabrik), misalnya udara. Udara merupakan sumber kehidupan utama bagi manusia, disamping untuk kebutuhan dikomsumsi langsung, juga untuk: pengecatan, penggerak bor gigi, pompa lift udara dan kebutuhan lainnya. Udara dalam industri biasanya digunakan untuk udara tekan dan instrumen, dimana kedua udara ini digunakan tergantung dari karakteristik dan kegunaan masing-masing udara. Pemilihan jenis udara yang digunakan didasarkan pada alat yang digunakan. Seperti kompressor yang memakai udara tekan. Kompressor ini bertujuan sebagai alat mengalirkan udara, menaikkan dan menurunkan tekanan. Kompressor dalam pemanfaatannya memerlukan suatu bentuk yang sederhana dan sistem yang mudah dioperasikan dengan efisiensi yang lebih tinggi dan dapat menghasilkan kapasitas sebesar-besarnya. Banyaknya kendala yang biasa ditemukan dalam sistem pengoperasian kompressor, maka sangat bijaksana jika masalah tersebut jika kita mempelajari sistem udara tekan untuk mencegah kerusakan dan mengoptimalkan efesiensi alat.

1.2 Rumusan Masalah 1. Sistem dan cara pembuatan 2. Aplikasi dan pemakaian 3. Peralatan yang mendukung

1

1.3 Tujuan 1. Mahasiswa diharapkan dapat memahami sistem udara tekan dan cara pembuatan udara instrumen 2. Mahasiwa diharapkan dapat mengetahui aplikasi dan pemakaian udara tekan dan udara instrumen 3. Mahasiswa

diharapkan

dapat

mengetahui

peralatan-peralatan

berhubungan dengan udara tekan dan udara instrumen

2

BAB II UDARA TEKAN DAN UDARA INSTRUMENT

II.1.

Udara Tekan

a.

Defenisi Udara Tekan Compressed air, dalam bahasa Indonesia yang menggunakan

terminologi: “udara tekan” atau bisa juga “udara bertekanan” dibandingkan istilah “angin”, adalah salah satu cara untuk mengkonversi energi dengan cara memampatkan udara sekitar untuk berbagai keperluan manusia. Paling sederhana dan mudah ditemui sehari-hari adalah digunakan untuk mengisi ban kendaraan.Selain itu, masih banyak aplikasi lainnya yang menggunakan udara tekan. Masih ingat aplikasi spray? Yaitu udara tekan digunakan untuk menyemprotkan anti serangga pun juga untuk pengecatan/airbrush. Contoh dalam kehidupan sehari-hari dapat dilihat dari gambar berikut, balon akan mengembang karena berisi udara tekan. Pada saat ujung balon dibuka, maka balon akan bergerak melawan arah keluarnya udara tekan ke udara bebas.

Konsep dasar compressed air.

3

Sebagai salah satu cara mengkonversi energi, aplikasi udara tekan ini banyak digunakan di industri. 90% industri menggunakan udara tekan untuk berbagai keperluan. Mulai dari udara proses, misalkan pada industri pemisahan gas (separation gases) serta industri fermentasi sebagaimana pada industri MSG. Udara tekan sebagian besar juga digunakan untuk udara instrumentasi yaitu pada industri yang sudah menerapkan otomatisasi dengan menggunakan peralatan pneumatik. Pada industri rokok misalnya, saat sebuah pabrik memutuskan berpindah dari industri sigaret kretek tangan (SKT) menjadi industri sigaret kretek mesin (SKM), maka kehadiran buruh-buruh trampil penggulung rokok digantikan dengan kehadiran mesin penggulung rokok yang menggunakan kompresor. Demikian halnya di industri packing, pengisian botol, percetakan, tekstil, pulp & paper, dan lain sebagainya. Udara tekan digunakan seiring terpinggirkannya kerja manual beratasnamakan produktivitas dan efisiensi. Sebagai udara instrumentasi, udara tekan juga digunakan untuk membuka katup pada daerah yang berbahaya jika dioperasikan langsung oleh manusia, misalkan karena berdekatan dengan panas, berkaitan dengan bahan kimia berbahaya dan tegangan listrik tinggi. Udara tekan juga digunakan untuk memindahkan partikel padat dari satu tempat ke tempat yang lain. Misalkan untuk memindahkan semen, tepung, batubara ataupun pasir. Dengan pemindahan cara ini, partikel yang dipindahkan bisa dalam jumlah besar dan waktu singkat, tetapi memerlukan saluran tersendiri agar partikel padat tersebut tidak kemana-mana. Pada penggunaan tools, misalnya impact, hammer, ratchet, winch, ada yang menggunakan udara tekan untuk memudahkan kerja manusia. Penggunaan udara tekan memungkinkan lebih kecilnya daya yang dikeluarkan manusia juga mempersingkat waktu pengerjaan. Misalkan saja pada balapan Formula 1, saat mengganti ban yang diperlukan secepat-cepatnya karena dihitung sebagai bagian balapan, tool yang digunakan bukan lagi manual, melainkan tool yang sudah digerakkan oleh listrik bersumber dari baterai. Sumber penggerak tool tersebut selain listrik dapat menggunakan udara tekan. Umumnya, sumber penggerak udara tekan, yang disebut juga dengan air tool, digunakan pada daerah operasi yang rawan percikan api. Alasan safety inilah yang menyebabkan air tool mempunyai nilai lebih dibandingkan dengan electrical tool. Alasan kedua adalah masalah efisiensi. Karena penggunaan air tool lebih murah

4

dibandingkan listrik yang terpakai untuk electrical tool. Di Indonesia, penggunaan udara tekan sebagai air tool masih sebatas industri-industri tertentu. Sedangkan di bengkel-bengkel, masih banyak yang menggunakan handtool. Kehadiran compressor di bengkel-bengkel tersebut baru sebatas untuk mengisi ban dan bersih-bersih (general services). Alasan safety dan ekonomis sebagaimana disampaikan di atas, juga menyebabkan udara tekan juga digunakan pada diaghpram pump dan air motor. Kedua peralatan tersebut sering digunakan pada area yang rawan percikan api. Di dunia konstruksi baja, baik gedung-gedung, industri manufakturing, serta galangan kapal, umumnya juga menggunakan aplikasi udara tekan. Ada dua pekerjaan utama yang menggunakan udara tekan: sandblasting dan pengecatan. Meski berbeda tujuan, udara tekan mempunyai fungsi yang hampir mirip. Pada sandblasting, udara tekan meniup butiran pasir untuk mengelupas pengotor dan karat pada permukaan baja. Proses ini dimaksudkan agar proses pengecatan berlangsung dengan baik. Sedangkan pada pengecatan, udara tekan digunakan untuk meniup cairan cat. Udara tekan juga digunakan untuk meniup plastik ataupun alumunium agar mengikuti bentuk cetakannya. Misalnya pada industri botol plastik. Pada aplikasi ini, udara tekan yang digunakan berkategori tekanan tinggi. Selain itu, udara tekan juga dimanfaatkan untuk starting engine. Baik untuk diesel yang digunakan di kapalkapal ataupun yang digunakan di power plant. Ada yang menggunakan udara bertekanan tinggi (kurang lebih 35 bar) dan ada juga yang menggunakan udara bertekanan sekitar 7 bar, sebagaimana umumnya penggunaan udara tekan lainnya. Hal ini tergantung desain dari pihak pembuat engine.Udara tekanan tinggi juga dimanfaatkan sebagai bagian dari peralatan perang.

5

b.

Sistem Udara Tekan

Untuk digunakanlah

mendapatkan

udara

yang

diinginkan

pada

pabrik

maka

alat yaitu Kompresor. Kompresor merupakan suatu alat yang

digunakan untuk mengatur besar kecilnya tekanan yang dihasilkan. Plant industri menggunakan udara tekan untuk seluruh operasi produksinya, yang dihasilkan oleh unit udara tekan yang berkisar dari 5 horsepower (hp) sampai lebih dari 50.000 hp. Departemen energi Amerika Serikat (2003) melaporkan bahwa 70 sampai 90 persen udara tekan hilang dalam bentuk panas yang tidak dapat digunakan, gesekan, salah penggunaan dan kebisingan. Sehingga kompresor dan sistem udara tekan menjadi area penting untuk meningkatkan efisiensi energi pada plant industri. Merupakan catatan yang berharga bahwa biaya untuk menjalankan sistem udara tekan jauh lebih tinggi dari pada harga kompresor itu sendiri. Penghematan energi dari perbaikan sistem dapat berkisar antara 20 sampai 50 persen atau lebih dari pemakaian listrik, menghasilkan ribuan bahkan ratusan ribu dolar. Sistem udara tekan yang dikelola dengan benar dapat menghemat energi, mengurangi perawatan, menurunkan waktu penghentian operasi, meningkatkan produksi dan meningkatkan kualitas.

6

Sistem udara tekan terdiri dari bagian pemasokan, yang terdiri dari kompresor dan perlakuan udara, dan bagian permintaan, yang terdiri dari sistem distribusi & penyimpanan dan peralatan pemakaian akhir. Bagian pemasokan yang dikelola dengan benar akan menghasilkan udara bersih, kering, stabil yang dikirimkan pada tekanan yang dibutuhkan dengan biaya yang efektif. Bagian permintaan yang dikelola dengan benar akan meminimalkan udara terbuang dan penggunaan udara tekan untuk penerapan yang tepat. Perbaikan dan pencapaian puncak kinerja sistem udara tekan memerlukan bagian sistem pemasokan dan permintaan dan interaksi diantara keduanya. c.

Komponen Utama Sistem Udara Tekan

Sistem udara tekan terdiri dari komponen utama berikut : Penyaring udara masuk, pendingin antar tahap, after-coolers, pengering udara, traps pengeluaran kadar air, penerima, jaringan pemipaan, penyaring, pengatur dan pelumasan. kompresor reciprocating paling banyak digunakan untuk mengkompresi baik udara maupun refrigerant. Prinsip kerjanya seperti pompa sepeda dengan karakteristik dimana aliran keluar tetap hampir konstan pada kisaran tekanan pengeluaran tertentu. Juga kapasitas kompresor proporsionallangsung terhadap kecepatan. Keluarannya seperti denyutan. Kompresor reciprocating tersedia dalam berbagai konfigurasi; terdapat empat jenis yang paling banyak digunakan yaitu horizontal, vertikal, horizontal balance-opposed dan tandem.

7



Filter Udara Masuk: Mencegah debu masuk kompresor. Debu menyebabkan lengketnya katup/kran, merusak silinder dan pemakaian berlebihan.



Pendingin Antar Tahap: penurunan suhu udara sebelum masuk ke tahap berikutnyauntuk mengurangi kerja kompresi dan meningkatkan efisiensi. Biasanya digunakan pendingin air.



After-Coolers: Tujuannya adalah membuang kadar air dalam udara dengan penurunan suhu dalam penukar panas berpendingin air.



Pengering Udara: Sisa-sisa kadar air setelah after-coolers dihilangkan dengan menggunakan pengering udara, karena udara tekan untuk keperluan instrumen dan peralatan pneumatic harus bebas dari kadar air. Kadar air dihilangkan dengan menggunakan adsorben seperti gel silika/karbon aktif atau pengering refrigeran atau panas dari pengering kompresor itu sendiri.



Traps Pengeluaran Kadar Air: Trap pengeluaran kadar air digunakan untuk membuang kadar air dalam udara tekan. Trap tersebut menyerupai steam trap. Berbagai jenis trap yang digunakan adalah kran pengeluaran manual, klep pengeluaran otomatis atau yang berdasarkan waktu, dll.



Penerima: Penerima udara disediakan sebagai penyimpan dan penghalus denyut keluaran udara mengurangi variasi tekanan dari Komputer

8

d.

Aplikasi udara tekan Udara tekan mempunyai penggunaan yang luas sebagai sumber tenaga.

Jadi dapat dipersamakan dengan tenaga listrik, tenaga air, dan tenaga hidrolik, yang banyak dipergunakan dalam industry modern. Beberapa pemakaian yang kita kenal dalam kehidupan sehari-hari di antaranya adalah : 1. Rem pada bis dan kereta api, serta pembuka/penutup pintunya. 2. Udara tekan untuk pengecatan 3. Penggerak bor gigi pada peralatan dokter gigi 4. Pemberi udara pada akuarium 5. Pompa air panas pada sumber air panas 6. Pembotolan minuman Udara tekan dipakai hampir di semua industri termasuk industri pembuatan, tambang, keramik, kimia, makanan, perikanan, pekerjaan sipil dan pembangunan gedung. Udara tekan yang dihasilkan dengan kompresor mempunyai kelebihan dibandingkan dengan listrik dan tenaga hidrolik dalam hal-hal berikut ini. 1. Konstruksi dan operasi mesin serta fasilitasnya adalah sangat sederhana 2. Pemeliharaan dan pemeriksaan mesin dan peralatan dapat dilakukan dengan mudah. 3. Energi dapat disimpan 4. Kerja dapat dilakukan dengan cepat 5. Harga mesin dan peralatan relative murah 6. Kebocoran udara yang dapat terjadi tidak membahayakan dan tidak menimbulkan pencemaran. Pemakaian-pemakaian udara tekan menurut gaya dan akibat yang ditimbulkannya: 1.

Gaya Injeksi a. Untuk meniupkan, terbagi menjadi dua : -

Penyemprot zat cair 

Pengecetan



Penyemprotan bahan kimia dan disinfektan



Penyemprotan minyak pelumas

9

 -

b.

Penyemprotan cairan pembersih

Penyemprotan bubuk dan butiran 

Penyemprotan pasir (sand blasting)



Penyemprotan bubuk untuk percetakan



Penyemprotan aduk (mortar)



Menghias kaca

Untuk menggerakan -

-

Turbin udara 

Penggerak bor gigi



Penggerak perkakas (bor,gerinda)



Penggerak mesin-mesin berkecepatan sangat tinggi

Tiupan 

Pembersih debu dan tatal



Peniup latal logam las



Peniup potongan hasil mesin pres



Membersihkan zat cair dari permukaan

2. Gaya ekspansi a. Untuk memberi gaya dorong 

Penggerak perkakas numatik (mesin bor, mesin keling)



Penggetar (cetakan cor, beton)



Mesin las titik



Rem udara tekan



Pembuka pintu dan hopper



Alat pengangkat



Mesin press



Pembentukan kaca dan resin sintetik

b. Untuk memberi tekanan 

Pengisi ban, perahu karet, bola, pegas udara untuk kendaraan

10



Lift mobil untuk bengkel



Member tekanan pada tangki minyak



Pengujian terhadap kebocoran dan kekuatan terhadap tekanan

c. Transportasi dan mengaduk zat cair 

Pompa lift udara



Transportasi zat cair dengan tekanan, dan pencsmpursn zat cair



Menghilangkan gas dari zat cair

d. Pemberian oksigen 

Pemberian oksigen pada pembakar, kolam ikan, penyelam, dan pekerja di ruang tambang

e. Penerusan panas -

Pemanasan 

-

Penyambungan vinil dan nilon dengan udara panas

Pendinginan 

Pencegahan pemanasan yang berlebihan pada logam dan mesin

f. Pengubah aliran 

Mikrometer udara



Pengendali otomatik

g. Penurunan kelembaban 

Menghilangkan kelembaban dengan kompresi

11

d.

Kompresor Kompresor adalah alat mekanik yang berfungsi untuk meningkatkan

tekanan fluida mampu mampat, yaitu gas atau udara.tujuan meningkatkan tekanan dapat untuk mengalirkan atau kebutuhan proses dalam suatu system proses yang lebih besar (dapat system fisika maupun kimia contohnya pada pabrik-pabrik kimia untuk kebutuhan reaksi). Secara umum kompresor dibagi menjadi dua jenis yaitu dinamik dan perpindahan positif.

1.

Prinsip Kerja Kompresor

Mesin kompresor udara memiliki prinsip kerja yang sudah terorganisir dengan baik. Prinsip kerja kompresor merupakan satu kesatuan yang saling mendukung, sehingga kompresor dapat bekerja dengan maksimal. Prinsip kerja dari sebuah kompresor biasanya terbagi menjadi empat prinsip utama, yaitu:

Staging Selama proses kerja kompresor, suhu dari mesin kompresor menjadi tinggi dan meningkat sesuai dengan tekanan yang terdapat dalam kompresor tersebut. Sistim ini lebih dikenal dengan nama polytopic compression. Jumlah tekanan yang terdapat pada kompresor juga meningkat seiring dengan peningkatan dari suhu kompresor itu sendiri.Kompresor mempunyai kemampuan untuk menurunkan suhu tekanan udara dan meningkatkan efisiensi tekanan udara. Tekanan udara yang dihasilkan oleh kompresor mampu mengendalikan suhu dari kompresor untuk melanjutkan proses berikutnya.

Intercooling Pengendali panas, atau yang lebih dikenal dengan intercooler merupakan salah satu langkah penting dalam proses kompresi udara. Intercooler mempunyai fungsi untuk mendinginkan tekanan udara yang terdapat dalam tabung kompresor, sehingga mampu digunakan untuk keperluan lainya. Suhu yang dimiliki oleh tekanan udara dalam kompresor ini biasanya lebih tinggi jika dibandingkan dengan suhu ruangan, dengan perbedaan suhu berkisar antara 10°Fahrenheit (sekitar -12°Celcius) sampai dengan 15°Fahrenheit (sekitar -9°Celcius).

12

Compressor Displacement and Volumetric Efficiency Secara teori, kapasitas kompresor adalah sama dengan jumlah tekanan udara yang dapat ditampung oleh tabung penyimpanan kompresor. Kapasitas sesungguhnya dari kompresor dapat mengalamipenurunan kapasitas. Penurunan ini dapat diakibatkan oleh penurunan tekanan pada intake, pemanasan dini pada udara yang masuk ke kompresor, kebocoran, dan ekspansi volume udara. Sedangkan yang dimaksud dengan volumetric efficiency adalah rasio antara kapasitas kompresor dengan compressor displacement.

Specific Energy Consumption Yang dimaksud dengan specific energy consumption pada kompresor adalah tenaga yang digunakan oleh kompresor untuk melakukan kompresi udara dalam setiap unit kapasitas kompresor.Biasanya specific energy consumption pada kompresor ini dilambangkan dengan satuan bhp/100 cfm. 2.

Pengkajian Kompressor dan Sistem Udara Tekan

Kapasitas kompresor Kapasitas kompresor adalah debit penuh aliran gas yang ditekan dan dialirkan pada kondisi suhutotal, tekanan total, dan diatur pada saluran masuk kompresor. Debit aliran yang sebenarnya,bukan merupakan nilai volum aliran yang tercantum pada data alat, yang disebut jugapengiriman udara bebas/ free air delivery (FAD) yaitu udara pada kondisi atmosfir di lokasitertentu. FAD tidak sama untuk setiap lokasi sebab ketinggian, barometer, dan suhu dapatberbeda untuk lokasi dan waktu yang berbeda.

Pengkajian kapasitas kompresor Kompresor yang sudah tua, walupun perawatannya baik, komponen bagian dalamnya sudahtidak efisien dan FAD nya kemungkinan lebih kecil dari nilai rancangan. Kadangkala, faktor lainseperti perawatan yang buruk, alat penukar panas yang kotor dan pengaruh ketinggian jugacenderung mengurangi FAD nya. Untuk memenuhi kebutuhan udara, kompresor yang tidakefisien mungkin harus bekerja dengan waktu yang lebih lama, dengan begitu memakai daya yanglebih dari yang sebenarnya dibutuhkan.

13

Pemborosan daya tergantung pada persentase penyimpangan kapasitas FAD. Sebagai contoh,kran kompresor yang sudah rusak dapat menurunkan kapasitas kompresor sebanyak 20 persen.Pengkajian berkala terhadap kapasitas FAD untuk setiap kompresor harus dilakukan untukmemeriksa kapasitas yang sebenarnya. Jika penyimpangannya lebih dari 10 persen, harusdilakukan perbaikan. Metoda ideal pengkajian kapasitas kompresor adalah melalui uji nosel dimana nosel yang sudahdikalibrasi digunakan sebagai beban, untuk membuang udara tekan yang dihasilkan. Alirannyadikaji berdasarkan suhu udara, tekanan stabilisasi, konstanta orifice, dll.

II.2.

Udara Instrumen Instrumen Air (Udara Instrument) adalah udara bertekanan yang telah

dikeringkan atau dihilangkan kandungan airnya digunakan untuk mengerakan peralatan instrument. Banyak instrumen-instrumen penumatik yang dipakai pada hari ini mempunyai jalur jalannya udara dengan diameter yang sangat kecil seperti restriksi, orifice dan lain-lain, dan tanpa memenuhi kualitas standar udara instrumen untuk devais-devais tersebut, maka pasti akan ditemui kegagalan operasi.Oleh karena itu udara tekan tersebut perlu diproses untuk memenuhi syarat sebagai berikut: • Mengandung kandungan air maksimum yang diijinkan agar instrumen tersebut berfungsi secara memuaskan. • Ukuran partikel yang terperangkap maksimum sehingga terhindar adanya penyumbatan, terhindar dari goresan dan erosi pada jalur jalannya udara dan orifice-orifice yang ada disebelah dalam instrumen-intrumen yang digunakan tersebut. • Mengandung kandungan minyak maksimum yang diijinkan untuk menghindari malfungsi yang disebabkan adanya penyumbatan dan goresan-goresan pada komponen-komponen tersebut.

14

Udara proses atau utilitis biasanya digunakan untuk mendayai suatu sistem atau alat dimana perlu udara tekan dengan volume yang besar dan tidak perlu syarat – syarat yang ketat seperti halnya instrumen pneumatik. Udara utilitis biasanya tidak perlu membersihkan partikel-partikel atau air seperti standar kualitas yang diperlukan oleh udara instrumen. Tipe udara instrumen untuk industri biasanya terdiri dari beberapa hal berikut: • Instrumen kompresor udara (bebas minyak) • Pengering dan penyaring udara • Pipa distribusi dengan pressure sefety valve • Stasiun penurun tekanan • Koneksi-koneksi instrumen lapangan Sistem udara instrument adalah suatu sistem yang menghasilkan udara bertekanan dengan pemakaian dan aplikasinya dalam industri, biasanya terdiri dari beberapa hal, sebagai berikut: · Kompresor udara, pengering dan penyaring udara · Pipa distribusi dengan pressure sefety valve · Stasiun penurun tekanan, koneksi-koneksi instrumen lapangan

15

Gambar 1 dibawah ini. menunjukkan sistem pneumatik instrumen sederhana

Gambar 1: Sistem dan Ekuipmen Udara Instrumen

a. Kompresor Udara Kapasitas kompresor ditentukan oleh keperluan aliran udara plan. Pemakaian udara pada plan ditentukan oleh jumlah maksimum pemakaian udara (kira-kira 0,02 m3/menit) untuk setiap devais dan adanya kebocoran. Unit kompresor tersebut bisa berupa tipe reciprocating atau rotari, tunggal atau multistage, dan biasanya digerakkan oleh motor listrik, turbin gas atau mesin disel.

16

b. Tangki Penampung Tangki penampung udara dirancang berdasar jumlah kapasitas penyimpanan pada sistem dan juga adanya tambahan untuk menghindari fluktuasi tekanan. Fungsi lainya juga sebagai penguat dan pemisah antara udara dan air yang terkondensasi dalam proses pembuatan udara bertekanan.

c. Penyaring dan Pengering Udara Udara tekan yang baru saja keluar dari kompresor biasanya relatip basah, dan mengandung kotoran-kotoran dan minyak, karena udara tersebut harus bersih dan kering, maka perlu menghilangkan kandungan air dan kotoran-kotoran tersebut. Filter atau penyaring berfungsi untuk menghilangkan partikel-partikel kotoran dan kerak-kerak, dan juga untuk memperangkap air dan minyak. Dalam beberapa hal ada gabungan antara filter dan regulator yang dapat digunakan sebagai catu udara langsung pada transmiter atau valve tunggal.

d. Pipa Distribusi dan Pressure Safety Valve ( PSV ) Pipa utama yang digunakan untuk mengirim udara instrumen keseluruh plan biasanya mempunyai diameter 50,8 mm (2 inch) skedul 40 dengan bahan dari carbon steel. Pipa cabang catu udara yang menghubungkan header isntrumen individu biasanya berdiameter 25,4 mm ( 1 inch) dengan bahan dari pipa galvanis, sedang PSV berfungsi untuk membuang tekanan lebih.

e. Tekanan Catu Udara Stasiun penurun tekanan dalam aplikasinya adalah sebuah pengatur tekanan dengan berbagai ukuran dan tipe. Stasiun penurun tekanan berfungsi menurunkan tekanan udara dari 700 kPa (102 psi) menjadi level yang dapat digunakan yaitu 140 kPa (20 psi). Untuk instrumen-instrumen biasanya menggunakan tekanan 20 – 100 kPa (3 – 15 psi), standar ISA S7.4 mengijinkan tekanan catu maksimum 140 kPa (20 psi). Tekanan catu ini harus cukup untuk mengirim volume udara yang cukup, karen bila terlalu tinggi akan menyebabkan rusaknya instrumentasi

17

f. Koneksi Instrumen Tubing catu udara dari pipa valve menuju ke regulator ukuran minimum harus 9,5 mm (3/8 inch) dengan bahan tubing berasal dari pvc jacketed cooper, plated carbon steel atau stainless steel untuk menghindari tekanan drop yang berarti, terutama untuk control valve. Untuk menghindari masalah vibrasi dapat menggunakan koneksi tubing flexible air hose dengan pertimbangan terjadinya preesure droop. Koneksi tubing hampir selalu bertipe fitting. Fitting dengan tipe flare lama jarang digunakan meskipun masih dipakai pada generator disel. Mur tubing harus tidak boleh longgar; pabrik seperti Swagelock menyediakan gauge untuk mengecek kekencangan mur tersebut.

2.6. Proses Pembuatan Udara Instrumen Pada proses pembuatan udara instrumen, udara pabrik yang berasal kompressor masuk ke Instrument Air Receiver untuk dipisahkan kandungan airnya dan sebagai penampung udara sementara pada tekanan 8.0 kg/cm2. Dari Receiver ini, udara masuk ke filter inlet yang berfungsi untuk menyaring kotorankotoran dan minyak yang terbawa dan kemudian udara masuk melalui 4-way valve ke salah satu Dryer (A atau B) yang berisi Silica Gel atau Activated Alumina. Kandungan air di udara (moisture) akan diserap oleh Silica Gel atau Activated Alumina yang bersifat higroskopis. Setelah keluar dari Dryer, udara yang telah kering disaring kembali di filter outlet. Udara Instrumen yang keluar dari Dryer mempunyai tekanan 7.0 kg/cm2 dan titik embun (dew point): -40 oC II.3.

Aplikasi Udara Instrumen Contoh aplikasi udara instrumen pada industri adalah : 1. Menggerakkan pneumatic control valve 2. Purging pada boiler 3. Flushing pada turbin

18

BAB III PENUTUP

Udara dengan tekanan tertentu yang dibutuhkan sebagai tenaga penggerak umumnya dapat diperoleh dari suatu mesin atau pesawat kompressor. Besarnya tekanan udara yang disuplai dari suatu pesawat atau instalasi kompressor pada umumnya konstan, karena kompressor dilengkapi dengan suatu sistem pengaturan untuk mendapatkan tekanan akhir yang konstan. Mesin penggerak dari sebuah kompressor yang dilengkapi dengan elektro-motor, dapat menghasilkan putaran konstan atau dengan perubahan yang relatif kecil. Prinsip kerja timbulnya tekanan gas (udara) yang menempati suatu bejana tertutup adalah bahwa pada dinding bejana tersebut akan bekerja suatu gaya. Besarnya gaya ini per satuan luas penampang dinding disebut sebagai tekanan. Telah diketahui bahwa gas terdiri dari molekul-molekul yang bergerak terusmenerus secara sembarang. Akibat dari gerakan tersebut, dinding bejana yang ditempati akan mendapat tumbukan terus-menerus pula dari banyak molekul. Tumbukan antar melekul yang terjadi akan menghasilkan suatu tekanan pada dinding bejana, dan jika temperatur gas dinaikkan, maka gerakan molekulmolekul akan menjadi semakin cepat. Pada kondisi tersebut, tumbuhan pada dinding akan menjadi semakin sering dan tenaga impuls semakin besar, maka tekanan pada dinding akan menjadi lebih besar, walaupun volume bejana tetap. Jika volume menjadi lebih kecil (luas dinding berkurang) dan jumlah molekul tetap, maka tumbukan yang terjadi persatuan luas dinding akan semakin besar hingga tekanannya juga akan naik. Dengan pemberian atau pengaliran udara yang lebih banyak, maka tenaga dorongnya akan lebih besar. Sedangkan Instrumen Air (Udara Instrument) adalah udara bertekanan yang telah dikeringkan atau dihilangkan kandungan airnya digunakan untuk mengerakan peralatan instrument. Banyak instrumen-instrumen penumatik yang dipakai pada hari ini mempunyai jalur jalannya udara dengan diameter yang sangat kecil seperti restriksi, orifice dan lain-lain, dan tanpa memenuhi kualitas standar udara instrumen untuk alata-alat tersebut, maka pasti akan ditemui kegagalan operasi.

19

Daftar Pustaka http://www.energyefficiencyasia.org/docs/ee_modules/indo/Chapter%20%20Compressors%20and%20Compressed%20Air%20Systems%20%28Bahasa% 20Ind.pdf http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/kimia-industri/utilitas-pabrik/sistemutilitas-udara-tekan/ http://adiet-sanyojayacomponentsindonesia.blogspot.com/2011/05/compressordan-sistim-udara-tekan.html http://www.scribd.com/doc/105382904/materi-kompresor Sularso, Haruo Tahara. 2006. Pompa & Kompressor. Jakarta : PT Pradnya Paramita http://kakap.wordpress.com/2011/03/31/udara-tekan-dan-penggunaannya/ http://abdisatu.blogspot.com/2011/02/air-instrument-system.html

20

21