teori dasar alat penukar kalor.doc

BAB II DASAR TEORI

2.1 2.1 Alat lat Pe Penukar ukar Kalo alor Alat penukar penukar kalor adalah adalah suatu suatu alat yang eungk!nkan perp!ndahan  panas dan "!sa "!sa "er#ungs! se"aga! se"aga! peanas aupun aupun se"aga! pend!ng!n. B!asanya$ B!asanya$ ed!u peanas peanas d!paka! uap le%at panas &super heated stea' dan a!r "!asa se"aga! a!r a!r pend!ng!n &(ool!ng %ater'. Penukar Penukar panas d!ran(ang se"!sa ungk!n ungk!n agar perp!ndahan panas antar #lu!da dapat "erlangsung se(ara e#!s!en. Pertukaran  panas ter)ad! karena karena adanya kontak$ kontak$ "a!k antara #lu!da terdapat terdapat d!nd!ng yang e!sahkannya e!sahkannya aupun keduanya "er(apur langsung "eg!tu sa)a. Perp!ndahan panas pada alat penukar kalor "!asanya el!"atkan kon*eks! as!ng+as!ng #lu!da dan dan konduks! konduks! sepan)ang d!nd!ng yang e!sahkan kedua #lu!da. ,a)u perp!ndahan panas panas antara kedua #lu!da pada alat alat penukar kalor  "ergantung pada "esarnya "esarnya per"edaan teperatur teperatur pada lokas! lokas! terse"ut$ d!ana  "er*ar!as! sepan)ang sepan)ang alat penukar penukar kalor. Berdasarkan kontak kontak dengan #lu!da$ alat penukar penukar kalor terse"ut dapat d!"edakan en)ad! dua a(a$ antara la!n a.

Alat Alat pen penuka ukarr kalor kalor kon kontak tak langsu langsung ng Pada Pada alat alat !n! #lu!da #lu!da yang yang pan panas as akan akan  "er(apur se(ara se(ara langsung dengan #lu!da d!ng!n d!ng!n &tanpa adanya adanya pe!sah' dala suatu "e)ana atau ruangan. Salah satu (ontohnya adalah deaerator.

 ".

Alat penukar kalor kalor kontak tak langsung Pada alat !n! #lu!da panas t!dak  t!dak   "erhu"ungan langsung &!nd!re(t (onta(t' (onta(t' dengan #lu!da d!ng!n. ad! proses proses  perp!ndahan panasnya panasnya !tu epunya! ed!a ed!a perantara$ sepert! sepert! p!pa$ plat$ atau peralatan )en!s la!nnya. l a!nnya. Salah satu (ontohnya adalah kondensor.

Berdasarkan t!pe al!ran d! dala alat penukar panas !n!$ ada / a(a al!ran ya!tu 1. 0oun 0ounter ter (urrent (urrent #lo% #lo% &al!ran &al!ran "erla%ana "erla%anann arah' arah' 2. Paralel #lo%(o (urrent #lo% &al!ran searah' . 0ross #lo% &al!ran s!lang' /. 0ross 0ross (ounte (ounterr #lo% &al!ran &al!ran s!lang s!lang "erla%ana "erla%anan' n' 5

3

Sela!n !tu$ alat penukar kalor !n! )uga e!l!k! / )en!s antara la!n 1. Tu"ul u"ular ar 4eat 4eat E(h E(han ange gerr 2. Plat Platee 4ea 4eatt E( E(ha hang nger er . Shell Shell and and Tu" Tu"ee 4eat 4eat E(h E(hang anger er 4.

a(keted 6essel 718

2.2 Kondensor Kondensor adalah suatu suatu alat yang eungk!nkan perp!ndahan panas dan dan  "!sa "er#ungs! se"aga! se"aga! peanas peanas aupun se"aga! se"aga! pend!ng!n. B!asanya$ B!asanya$ ed!u  peanas d!paka! d!paka! uap le%at panas &super &super heated stea' stea' dan a!r "!asa se"aga! se"aga! a!r  pend!ng!n &(ool!ng %ater'.

Penukar panas d!ran(ang se"!sa ungk!n agar

 perp!ndahan panas panas antar #lu!da dapat dapat "erlangsung se(ara se(ara e#!s!en. Pertukaran Pertukaran panas ter)ad! karena adanya kontak$ "a!k antara

#lu!da terdapat d!nd!ng yang

e!sahkannya e!sahkann ya aupun keduanya "er(apur langsung "eg!tu sa)a. Pada PT. S!eens Indones!a$ kondensor d!gunakan pada se"uah s!ste tertutup. S!ste tertutup !n! dapat d!l!hat pada 9a"ar 2.1.

9a"ar 2.1 S!ste tertutup PT. S!eens Indones!a. Pada s!ste tertutup

d! 9a"ar

2.1$

kondensor "erguna untuk  

engkondensas! uap keluaran dar! tur"!n. 4al !n! ter)ad! karena uap

:

 "ersentuhan langsung langsung dengan p!pa+p!pa yang d! dalanya d!al!r! d!al!r! oleh a!r   pend!ng!n. A!r pend!ng!n yang d!gunakan d!gunakan "erasal dar! a!r ,aut ,aut a%a. A!r laut d!"ers!hkan dengan s!ste pe"ers!h a!r d!ng!n &2;' dan d!s!rkulas! oleh  popa+popa a!r d!ng!n d!ng!n &21' enu)u kondensor kondensor se"elu ke"al! lag! ke laut elalu! saluran a!r &2'. > g('

•

Ele(tr!(al Res!st!*!ty$ !(roh+!n &!(roh+(' 3=NJ &2;N0'  2>./ &:/'

•

Spe(!#!( 4eat$ BT;;+21;;NJ &1;=+11/>N0'$ then rap!dly Muen(h. Se"elu d!lakukan pengu)!an koros! dan !krogra#!$ telah d!lakukan u)!

kopos!s! k!!a d! ,a"orator!u ,oga Pol!tekn!k anu#aktur 0eper dengan enggunakan e!ss!on spe(troeter. Pengu)!an !n! "ertu)uan untuk engetahu! kopos!s! k!!a penyusun spes!en pengelasan yang terd!r! dar! p!pa dan plat. Berdasarkan Ta"el 2.1 dapat d!ketahu! plat e!l!k! kandungan Je se"esar  >$> dan kandungan 0 se"esar ;$:/. Dengan d!ketahu!nya kedua unsur  terse"ut$ aka plat dapat d!klas!#!kas!kan se"aga! "a)a kar"on sedang karena

2;

 "a)a kar"on sedang adalah "a)a yang e!l!k! kadar kar"on antara ;$25+ ;$3; 7:8. Sedangkan pada p!pa dapat terl!hat kandungan 0r se"esar 1: seh!ngga terasuk klas!#!kas! "a)a tahan karat austen!t!k. In! )uga d!perkuat dar! penaaan yang tertera d! p!pa "ah%a p!pa "er)en!s AST A 2/>$ t!pe 13. Ber!kut adalah has!l pengu)!an kopos!s! k!!a pada plat Ta"el 2.1 Kopos!s! ;$:/

Je 0

Kandungan 3>$/ ;$;5:/

1 2 

S!

;$2>;

S!

;$/:

/ 5

n P

1$1/  ;$125

n P

;$>5: U ;$;;5;

3

S

;$;3;

S

U ;$;;5;

:

0r

;$;/=2

0r

1:$;

= >

o C!

;$;:23 ;$2;1

o C!

1$; 1;$1

1;

Al

;$;/2

Al

;$;131

11 12

0o 0u

;$;:2; ;$1>

0o 0u

;$1/= ;$2=

1

C"

;$

C"

;$;3/=

1/

T!

 ;$5;;

T!

;$;2/1

15 13

6 L

;$;:// ;$1>3

6 L

;$;>5 U ;$;25;

1:

P"

U ;$;1;;

P"

;$;//

1= 1>

0a Vr

 ;$;;15 ;$;2=

21

2.= Pengert!an Koros! Koros! atau pengkaratan d!de#!n!s!kan se"aga! penghan(uran

pe"urukan

ater!al karena reaks! antara loga dengan l!ngkungannya. Adanya reaks! redoks antara suatu loga dengan "er"aga! ?at d! l!ngkungannya yang enghas!lkan senya%a+senya%a yang t!dak d!kehendak!.

Sela!n !tu$ koros! )uga dapat

d!de#!n!s!kan se"aga! perusakan ater!al tanpa perusakan ekan!s &Con destru(t!*e'. Koros! dapat ter)ad! dengan (epat atau

la"at$ tergantung dar!

 pengaruh l!ngkungan sekel!l!ngnya 7118. Koros! dapat )uga d!art!kan se"aga! serangan yang erusak loga karena loga "ereaks! se(ara k!!a atau elektrok!!a dengan l!ngkungan. De#!n!s! la!n dar! koros! ya!tu proses penge"al!an loga ke keadaan terod!na!ka ater!al. $ 12$ 15$ 1=$ 21$ 2/$ 2:$ dan ; har!. Spes!en d!t!"ang ke"al! setelah %aktu+%aktu spes!#!k pen(elupan ke ed!a koros!#. Pen!"angan d!lkaukan setelah spes!en d!"ers!hkan dengan alkohol dan d!ker!ngkan dengan kertas penger!ng. Proses !n! d!lakukan "erulang kal! untuk endapatkan has!l yang aks!al. 4as!l dar! pengukuran penyusutan "erat untuk ed!a koros!# 

23

d!lakukan untuk gara Ca0l$ K0l$ Ca SO2 $ 0a0O /

$

0a0l2$ CaCO $nSO $ /

P"&CO' 2$ KI$ KBr enggunakan &5gl!ter' untuk t!ap gara$ untuk enentukkan rata+rata kontr!"us! dar! as!ng+as!ng gara terhadap la)u koros!. A!r sul!ng d!gunakan untuk pers!apan seluruh larutan u)!. 4as!l dar! pengu)!an koros! untuk 13, untuk %aktu pen(elupan yang  "er"eda dala larutan gara yang "er"eda enghas!lkan n!la! la)u koros! yang  "er"eda$ yang )!ka d!urutkan en)ad! Ca0l K0l Ca SO/ 0a0l 2 CaCO  2 gSO/ 0a0O  nSO / KICa40O  P"&CO '  2KBr selaa ; har!. ,a)u koros! sta!nless steel pada Ca0l$ K0l$ Ca SO $ CaCO $ gSO $ dan/ KI 2 $ 0a0l / 2  en!ngkat se(ara terus enerus selaa per!ode pen(elupan seentara pada KBr$ P"&CO' 2$ Ca40O $ 0a0O $ dan nSO larutan u)!$ la)u koros! en!ngkat d!!kut! / dengan penurunan setelah "e"erapa %aktu. ,a)u koros! a%al yang t!ngg! untuk Ca0l dan K0l dan hu"ungan kena!kan dala la)u koros! le"!h sed!k!t sepert! proses reaks!$ karena as!h ada kontak t!dak langsung antara perukaan loga dan !on koros!# dengan produk koros! dan enye"a"kan kat!on dekat oleh perukaan loga. esk!pun klor!da d!kenal se"aga! perantara pr!er ter)ad!nya lu"ang &p!tt!ng atta(k'$ "ukan "erart! ungk!n untung enentukan se"uah "atas kr!t!s klor!da untuk as!ng+as!ng t!ngkatan. Konsentras! klor!da ungk!n en!ngkat ket!ka ter)ad! e*aporas! atau pen!"unan.

Karena dasar ter)ad!nya lu"ang$

 penetras! yang (epat dengan sed!k!t keh!langan "erat$ sangat )arang "ah%a adanya  )ulah lu"ang yang s!gn!#!kan dapat d!ter!a dala apl!kas! khusus.

2:

9a"ar 2. E#ek larutan Ca0l pada konsentras! &5gl!ter' dengan koros! lu"ang se"aga! karakter!st!k utaa pada perukaan loga$ t!dak ada koros! seraga yang un(ul pada perukaan loga 7228. Pada penel!t!an la!n engena! koros! yang d!lakukan oleh Parsapor$ Jath!$ Saleh! dkk yang "er)udul The E##e(t o# Sur#a(e Treatent on 0orros!on  "eha*!our o# Surg!(al 13, Sta!nless Steel Iplant yang e"ahas engena! e#ek dar!

perlakuan perukaan pada s!#at koros! untuk !plan

"edah

enggunakan sta!nless steel 13,$ enghas!lkan "ah%a dengan elap!s!  perukaan 13, enggunakan larutan 4 SO 2 enggunakan larutan 4CO



/  )auh

le"!h e#ekt!# d!"and!ngkan

untuk en!ngkatkan ketahanan koros!. 4as!l u)!

elektrok!!a enun)ukkan "ah%a perlakuan perukaan sta!nless steel 13, dengan 4 2SO /eperkaya konsentras! o pada perukaan dan en!ngkatkan ketahanan terhadap koros! lu"ang dala rekayasa dan solus! ps!kolog!kal 72/8. 2.1; en!s+)en!s Koros! Akan le"!h udah dala engklas!#!kas!kan koros! "erdasarkan )en!s+  )en!snya dengan el!hat "entuk koros! yang terl!hat atau ter)ad! pada loga. as!ng+as!ng )en!s dapat d!!dent!#!kas! dengan pengaatan *!sual$ yang pada  "e"erapa kasus dapat d!aat! dengan ata telan)ang$ tetap! terkadang eerlukan

"antuan per"esaran opt!kal. Be"erapa )en!s koros! yang yang

ter"entuk antara la!n -

2=

2.1;.1 . Erros!on 0orros!on 7118.

2.1;.: Stress 0orros!on 0ra(k!ng Stress 0orros!on 0ra(k!ng &S00' atau koros! retak tegang adalah  per!st!%a pe"entukan dan pera"atan retak dala loga yang ter)ad! se(ara s!ultan antara tegangan tar!k yang "eker)a pada "ahan terse"ut dengan l!ngkungan koros!#. Proses koros! retak tegang &S00' dapat ter)ad! dala  "e"erapa en!t )!ka "erada pada l!ngkungan koros!# atau "e"erapa tahun setelah peaka!annya. 4al !n! ter)ad! karena adanya serangan koros! terhadap  "ahan. Koros! retak tegang &S00'

erupakan kerusakan yang pal!ng

 "er"ahaya$ karena t!dak ada tanda+tanda se"elunya.



Dala kond!s! ko"!nas! antara tegangan &"a!k tens!le$ tors!on$ (opress!on$ aupun theral' dan l!ngkungan yang koros!# aka Sta!nless Steel (enderung le"!h (epat engala! koros!. Karat yang enye"a"kan  "erkurangnya penapang luas e#ekt!# perukaan Sta!nless Steel enye"a"kan tegangan ker)a &%ork!ng stress' pada Sta!nless Steel akan "erta"ah "esar. Koros! !n! en!ngkat )!ka "ag!an yang engala! tekanan &stress' "erada d! l!ngkungan dengan kadar klor!da t!ngg! 7158.

9a"ar 2.1; Stress 0orros!on 0ra(k!ng 72;8. 2.1;.= 4!gh Teperature 0orros!on Koros! teperatur t!ngg! adalah "entuk koros! yang t!dak eerlukan adanya elektrol!t (a!r. Terkadang t!pe kerusakan !n! d!se"ut dry (orros!on atau koros! ker!ng atau pengkaratan. en!s oks!das! a"!*alen karena "!sa enga(u kepada pe"entukan oks!da atau kepada ekan!se oks!das! loga. Oks!das! teperatur t!ngg! adalah satu+satunya )en!s koros! teperatur t!ngg!. Jaktanya$ oks!das! adalah reaks! koros! teperatur t!ngg! yang pal!ng pent!ng. Pada l!ngkungan "erteperatur pal!ng koros!#$ oks!das! "erperan le"!h dala reaks! oks!das!$ tanpa eperhat!kan )en!s koros! yang endo!nas!. Paduan ser!ngkal! "ergantung pada reaks! oks!das! untuk en!ngkatkan ketahanan terhadap kerak$ kar*ur!sas! dan "entuk la!nnya

dar! serangan

teperatur t!ngg!. Se(ara uu ekan!se koros! d!tentukan oleh do!nas!  produk koros! yang "erl!pah+l!pah. ekan!se koros! yang terdapat d!dala tur"!n gas$ es!n d!esel atau es!n la!nnya yang d!al!r! dengan gas panas serta "ahan konta!nas! la!nnya.

/

Kandungan "ahan "akar$ yang terkadang "erupa *anad!u atau sul#at dapat e"entuk senya%a selaa pe"akaran e!l!k! t!t!k leleh yang rendah. 9ara+gara leleh (a!r !n! sangat koros!# untuk "a)a tahan karat dan paduan la!nnya "!asanya t!dak "erdaya terhadap koros! dan teperatur t!ngg!. Pada koros! suhu t!ngg! la!n$ terasuk oks!das! suhu t!ngg!$ sul#!das! dan kar"on!sas! 7218.

9a"ar 2.11 Koros! "a)a ak!"at teperatur t!ngg! 7228.

2.1;.> Jat!gue 0orros!on Koros! lelah adalah keretakan loga atau paduan ak!"at adanya ko"!nas! antara l!ngkungan yang koros!# dan tekanan #luktuat!# yang  "erulang+ulang. Kegagalan loga dan paduan oleh keretakan ket!ka engala! tegangan yang "erulang+ulang$ esk!pun t!dak el!"atkan ed!a koros!#. 4al !n! d!kenal se"aga! kegagalan lelah. Seak!n "esar tegangan yang d!apl!kas!kan$ seak!n sed!k!t )uah perulangan yang d!perlukan dan seak!n  pendek %aktu untuk gagal. Pada ed!a koros!#$ kegagalan ter)ad! pada tegangan apapun yang d!apl!kas!kan )!ka )ulah perulangan (ukup "esar. Koros! lelah dapat )uga

5

d!de#!n!s!kan se"aga! pengurangan dala %aktu kelelahan loga dala l!ngkungan koros!#. T!dak sepert! stress (orros!on (ra(k!ng$ koros! lelah (ukup erata pada loga urn! dan paduannya$ dan t!dak se"atas pada l!ngkungan spes!#!k sa)a. ,!ngkungan apapun yang enye"a"kan serangan koros! erata  pada loga dan paduan$ dapat )uga enye"a"kan koros! lelah.