BAB II DASAR TEORI. 2.1 Konsep Dasar Perawatan

Transkripsi

1 BAB II DASAR TEORI 2.1 Konsep Dasar Perawatan Perawatan adalah suatu konsepsi dari semua aktivitas yang diperlukan untuk menjaga atau mempertahankan kualitas peralatan agar tetap dapat berfungsi dengan baik seperti dalam kondisi sebelumnya. Dari pengertian tersebut di atas dapat ditarik beberapa kesimpulan, sebagai berikut: 1. Fungsi perawatan sangat berhubungan erat dengan proses produksi. 2. Peralatan yang dapat digunakan terus untuk berproduksi adalah hasil adanya perawatan. 3. Aktivitas perawatan harus dikontrol berdasarkan kepada kondisi yang terjaga. Pekerjaan perawatan adalah untuk melakukan perbaikan yang bersifat kualitas, meningkatkan suatu kondisi kearah yang lebih baik. Banyaknya atau seringnya pekerjaan perawatan yang dilakukan tergantung pada: 1. Batas kualitas terendah yang diijinkan dari suatu komponen. Sedangkan batas kualitas yang lebih tinggi dapat dicapai oleh pekerjaan perawatan. 2. Waktu pemakaian atau lamanya operasi yang menyebabakan berkurangnya kualitas perlatan. Dalam hal ini komponen (peralatan) dapat menjadi sasaran untuk terkena tekanan tekanan, beban pakai, kondisi dan pengaruh pengaruh lain yang dapat mengakibatkan menurunnya atau kehilangan kualitas, sehingga kemampuan komponen berkurang ketahanannya. Tugas Akhir Teknik Refrigerasi dan Tata Udara 5

2 Dalam penerapannya, perawatan diperlukan teknik yang merupakan penerapan dari ilmu pengetahuan dan prinsip prinsip dasar perawatan yang bertujuan untuk menjaga kondisi suatu mesin dari peralatan dalam kondisi sempurna. Ada dua kebijakan perawatan yang umum dikenal di dunia industri, yaitu perawatan kerusakan (break down maintenance) dan perawatan pencegahan (preventive maintenance). 1. Perawatan Kerusakan Perawatan kerusakan dapat diartikan sebagai kebijakan perawatan dengan cara mesin atau peralatan dioperasikan hingga rusak, kemudian baru diperbaiki. Kebijakan ini merupakan strategi perawatan yang sangat kasar dan kurang baik karena dapat menimbulkan biaya perawatan tinggi, kehilangan kesempatan keuntungan karena terhentinya mesin, keselamatan kerja tidak terjamin, kondisi mesin tidak diketahui dan tidak dapat merencanakan waktu, tenaga kerja serta biaya. Metode ini disebut juga sebagai perawatan berdasarkan kerusakan (failure based maintenance). Strategi perawatan ini kurang sesuai untuk mesin mesin tingkat kritis yang sangat tinggi dan hanya sesuai untuk mesin mesin yang sederhana dimana tidak memerlukan perawatan secara intensif. 2. Perawatan Pencegahan Perawatan pencegahan terdiri atas: a. Perawatan Terjadwal (Schedule Maintenance) Perawatan terjadwal merupakan bagian dari perawatan pencegahan, perawatan ini bertujuan mencegah terjadinya kerusakan dan perawatannya dilakukan secara periodik dalam rentang waktu tertentu, strategi perawatan ini disebut juga sebagai perawatan berdasarkan waktu (time based maintenance). Strategi perawatan ini cukup baik dalam mencegah terhentinya mesin yang tidak direncanakan. Rentang waktu perawatan ditentukan berdasarkan Tugas Akhir Teknik Refrigerasi dan Tata Udara 6

3 pengalaman, data masa lalu atau rekomendasi dari pabrik pembuat mesin yang bersangkutan. Kekurangannya, jika rentang waktu perawatan terlalu pendek akan mengganggu aktivitas produksi dan dapat meningkatkan kesalahan yang timbul karena kekurangan cermatan teknisi dalam memasang kembali komponen yang diperbaiki serta kemungkinan adanya kontaminasi yang masuk ke dalam sistem. Jika rentang waktu perawatan terlalu panjang kemungkinan mesin akan mengalami kerusakan sebelum tiba waktu perawatan, selain itu jika kondisi mesin atau komponen mesin/peralatan masih baik dan menurut jadwal harus sudah diganti atau diperbaiki akan menimbulkan kerugian. b. Perawatan Prediktif ( Predictive Maintenance) Perawatan prediktif inipun merupakan bagian perawatan pencegahan. Perawatan prediktif ini dapat diartikan sebagai strategi perawatan dimana pelaksanaannya didasarkan kondisi mesin itu sendiri. Untuk menentukan kondisi mesin dilakukan tindakan pemeriksaan atau monitoring secara rutin, jika terdapat tanda atau gejala kerusakan segera diambil tindakan perbaikan untuk mencegah kerusakan lebih lanjut, jika tidak terdapat gejala kerusakan segera pula diketahui. Perawatan prediktif disebut juga perawatan berdasarkan kondisi (condition based maintenance) atau juga disebut monitoring kondisi mesin (machinery conditioning monitoring), yang artinya sebagai penentuan kondisi mesin dengan cara memeriksa mesin secara rutin sehingga dapat diketahui keandalan mesin serta keselamatan kerja terjamin. Tugas Akhir Teknik Refrigerasi dan Tata Udara 7

4 Perawatan pencegahan ini secara umu perlu dilakukan melalui tiga dasar kegiatan yang biasanya harus dipenuhi, yaitu: 1. Inspeksi atau langkah pemeriksaan, prosedur inspeksi sebaiknya direncanakan, sehingga dapat menghemat waktu, definisinya adalah pemeriksaan secara rutin terhadap kelengkapan mesin dan peralatan, diantaranya: Memastikan fasilitas dapat beroperasi sesuai rencana, Melakukan pemeriksaan terhadap kondisi fasilitas, Melakukan evaluasi potensi yang akan menimbulkan gangguan dan kerusakan, Melakukan penafsiran terjadinya kerusakan, Melakukan identifikasi komponen komponen pengganti, Membuat jadwal perbaikan berdasarkan kebutuhan, dan lain-lain. Ada beberapa pertimbangan dalam menentukan frekuensi untuk melakukan inspeksi, yaitu beban kerja, umur, pengalaman dan kritisnya fasilitas. 2. Perawatan, yang merupakan langkah pemeliharaan secara rutin yang didasarkan pada cara perawatan harian, mingguan, bulanan dan seterusnya. Atau dapat juga didasarkan pada jumlah jam pemakaian tertentu atau satuan output/produksi. 3. Perbaikan, yang dimaksud dengan perbaikan disini adalah perbaikan kecil yang mungkin timbul dari hasil pemeriksaan. Hubungan antara berbagai jenis perawatan dapat dilihat pada diagram berikut: Tugas Akhir Teknik Refrigerasi dan Tata Udara 8

5 Maintenance Planned Maintenance Unplanned Maintenance Preventive Corrective Maintenance Maintenace Running Shut Down Break - Down Emergency Maintenace Maintenace Maintenace Maintenance (Cliffton, 1984 ; 12) Gambar 2.1 Hubungan antara jenis jenis maintenance 2.2. Istilah Umum Dalam Perawatan Istilah perawatan pada kenyataan mengacu kepada fungsi pemeliharaan secara keseluruhan, yaitu: a. Perawatan (maintenance) adalah suatu kombinasi dari tindakan yang dilakukan untuk menjaga suatu barang atau untuk memperbaikinya sampai kondisi yang diterima. b. Perawatan darurat ( emergency maintenance ) adalah perawatan yang perlu segera dilakukan untuk mencegah akibat yang serius Tugas Akhir Teknik Refrigerasi dan Tata Udara 9

6 c. Perawatan terencana (planned maintenance) adalah perawatan yang diorganisasi dan dilakukan dengan pemikiran pemikiran ke masa depan, pengendalian dan pencatatan sesuai dengan rencana yang telah ditentukan sebelumnya. d. Rusak (break down) adalah kegagalan yang menghasilkan ketidaktersediaan suatu alat. e. Perawatan korektif (corrective maintenance) adalah perawatan yang dilakukan untuk memperbaiki suatu bagian (termasuk penyetelan dan reparasi) yang telah terhenti untuk memenuhi suatu kondisi yang dapat diterima. f. Perawatan pencegahan (preventive maintenance) adalah perawatan yang dilakukan pada selang waktu yang ditentukan sebelumnya, atau terhadap kriteria lain yang diuraikan, dan dimaksudkan untuk mengurangi kemungkinan bagian bagian lain tidak memenuhi kondisi yang dapat diterima. g. Perawatan jalan (running maintenance) adalah perawatan yang dapat dilakukan selama mesin dipakai. h. Perawatan berhenti (shut down maintenance) adalah perawatan yang hanya dapat dilakukan selama mesin berhenti. i. Daftar inventaris pabrik (plant inventory) adalah daftar seluruh barang, tempat kerja, bangunan dan isinya, untuk tujuan identifikasi, beserta informasi mengenai konstruksi dan rincian teknis masing masing. j. Program Perawatan (maintenance program) adalah daftar alokasi suatu jenis perawatan untuk suatu periode. k. Jadwal perawatan (maintenance schedule) adalah daftar komprehensif mengenai perawatan dan saatnya. l. Kartu riwayat (history card) adalah catatan penggunaan, kejadian dan tindakan yang bersangkut paut dengan suatu alat tertentu. Tugas Akhir Teknik Refrigerasi dan Tata Udara 10

7 m. Laporan kerja (job report) adalah pernyataan tertulis tentang kerja yang dilakukan dan kondisi suatu alat. n. Spesifikasi kerja (job specification) adalah dokumen yang menguraikan pekerjaan yang dilakukan. o. Perbaikan menyeluruh (overhaul) adalah pengujian dan perbaikan menyeluruh dari suatu alat, atau sebagaian besar bagiannya sampai sutau kondisi yang dapat diterima. p. Waktu menganggur (down time) adalah periode waktu dimana suatu alat tidak berada dalam kondisi mampu memberikan unjuk kerja yang diharapkan. q. Perencanaan perawatan (maintenance planning) adalah penentuan sebelumnya pekerjaan, metode, bahan, alat, mesin, pekerja, dan waktu yang diperlukan. 2.3 Pengertian Manajemen Perawatan Secara garis besar pengertian manajemen perawatan yaitu pengorganisasian operasi perawatan untuk memberikan performansi mengenai fasilitas industri. Gagasan yang timbul mengenai pokok-pokok pikiran dalam perencanaan program perawatan yang ditunjukan oleh tiga buah pertanyaan sebagai berikut: 1. Apa yang harus dirawat? 2. Bagaimana cara merawatanya? 3. Kapan melakukan perawatannya? Dasar pemikiran yang sehat dan logis adalah suatu persyaratan terbaik dalam mengorganisasikan perawatan. Pengorganisasian ini mencakup penerapan dari metode manajemen dan memerlukan perhatian yang sistematis. Hal ini merupakan pekerjaan yang harus dipertimbangkan secara sungguh sungguh dalam mengatur perlengkapan. Dimana perlengkapan itu merupakan peralatan, material, tenaga kerja, Tugas Akhir Teknik Refrigerasi dan Tata Udara 11

8 biaya, teknik atau tata cara yang diterapkan dan waktu pelaksanaannya. Dengan mengetahui tujuan dan sistem manajemen yang diterapkan, maka akan dapat mengatasi masalah, mengambil tindakan serta mengerti dengan jelas problema yang dihadapi. Pelaksanaan pekerjaan perawatan perlu diorganisasikan secara umum dan wajar, dengan memperhatikan pula kondisi lapangan. 2.4 Tujuan Pemeliharaan Tujuan umum pemeliharaan adalah: Untuk menjamin ketersediaan, keandalan fasilitas (mesin dan peralatan) secara ekonomis maupun teknis, sehingga dalam penggunaannya dilaksanakan seoptimal mungkin. Memperpanjang usia kegunaan fasilitas. Menjamin kesiapan operasional seluruh fasilitas yang diperlukan dalam keadaan darurat. Menjamin keselamatan kerja, keamanan dan penggunaannya. 2.5 Ukuran Efektifitas Sistem Efektifitas sistem didefinisikan sebagai keberhasilan suatu sistem untuk dapat beroperasi dalam waktu yang diberikan dan menurut kondisi yang telah ditentukan. Efektifitas sistem dipengaruhi oleh cara bagaimana sistem tersebut dirancang, dibuat, digunakan dan dipelihara. Oleh karena itu, efektifitas suatu sistem merupakan suatu fungsi dari beberapa factor seperti design, performance, keandalan, kualitas dan perawatan. Tugas Akhir Teknik Refrigerasi dan Tata Udara 12

9 Ukuran ukurannya adalah: Keandalan Misi (Mission Reliability), probabilitas bahwa produk dan atau sistem dapat melaksanakan misinya secara sukses dengan operasi dan lama waktu dan kondisi tertentu. Keandalan (Realiability), probabilitas sistem akan mempunyai performance yang memuaskan bila dioperasikan pada waktu dan kondisi tertentu. Repairability, probabilitas suatu sistem yang rusak dapat diperbaiki kembali sehingga dapat dicapai operasi sistem yang memuaskan dalam suatu interval waktu perbaikan aktif tertentu. Serviceability, probabilitas design sistem yang direncanakan pada tahap design. Maintenanceability, probabilitas suatu sistem yang rusak dapat dioperasikan kembali secara efektif dalam suatu perioda waktu yang diberikan. Availability, probabilitas suatu sistem dapat beroperasi dengan memuaskan pada saat dan kondisi operasi tertentu. Operational Readness, probabilitas suatu sistem akan dapat beroperasi secara memuaskan menurut kondisi-kondisi yang ada. 2.6 Keandalan Keandalan merupakan ukuran dari tingkat suskes performance suatu objek, yaitu probabilitas suatu mesin atau alat yang tampil secara memuaskan dalam suatu periode waktu dan kondisi tertentu. Tugas Akhir Teknik Refrigerasi dan Tata Udara 13

10 2.6.1 Fungsi Keandalan Kemungkinan suatu mesin mengalami kerusakan dalam beroperasi merupakan fungsi dari waktu yang dapat dinyatakan dalam persamaan: P ( T t ) = F(t), untuk t 0 Dimana: P = Probabilitas t = variabel acak yang menyatakan saat terjadinya kerusakan f(t) = kemungkinan bahwa sistem akan rusak dalam waktu t (fungsi distribusi kerusakan) Jika keandalan didefinisikan sebagai kemungkinan berhasil atau kemungkinan bahwa mesin akan memenuhi fungsi yang diinginkan pada waktu t maka dapat persamaannya adalah: f(t), maka: R(t) = 1 F(t) = P (T > t) Dimana: R(t) adalah fungsi keandalan Jika waktu kerusakan dari variabel acak T memiliki fungsi kepadatan R(t) = 1 F(t) = 1 - f(t) Karena nilai waktu selalu besar dari nol (t 0), maka: R(t) = 1 - f(t) dt = f(t) dt dt Tugas Akhir Teknik Refrigerasi dan Tata Udara 14

11 Probabilitas Probabilitas dapat dijelaskan sebagai berikut: Jika : npo = jumlah peristiwa yang diamati ns = banyaknya peristiwa yang sukses nf = banyaknya peristiwa yang gagal Probabilitas terjadinya peristiwa gagal Pf adalah: P f = Fungsi Laju Kegagalan =, 0 P f 1 Kemungkinan kegagalan dari sistem dalam selang waktu (t1,t2) dapat dinyatakan dalam bentuk fungsi kegagalan, persamaannya adalah: f(t) dt = Atau dalam bentuk fungsi keandalan: f(t) dt - = F(t 2 ) F(t 1 ) f(t) dt f(t) dt = f(t) dt f(t) = R (t 1 ) R(t 2 ) Laju kegagalan dalam selang waktu tertentu (t1,t2) disebut sebagai laju kegagaln selama selang waktu tertentu. Bila kegagalan tidak terjadi pada saat t1, mulai dari selang waktu tersebut maka laju kegagalannya adalah: Tugas Akhir Teknik Refrigerasi dan Tata Udara 15

12 R (t1) R (t2) (t2 t1 )R(t1) Dimana laju kegagalan merupakan fungsi dari waktu. Jika selang waktu adalah (t, t + t) maka: R(t) R(t + t) t R(t) Fungsi laju kegagalan didefinisikan sebagai limit dari laju kegagalan untuk selang yang mendekati nol. Dengan demikian fungsi laju kegagalan adalah laju kegagalan sesaat Distribusi Weibull Distribusi Weibull merupakan salah satu distribusi kegagalan yang paling sering digunakan pada awal pemilihan bentuk bentuk distribusi kerusakan mesin. Alasannya karena distribusi ini cenderung menghasilkan bentuk distribusi lain yang dapat diperluas tergantung dari parameter bentuk (β) 1. Fungsi kepadatan kemungkinan F(ti) = ( )β-1 exp [-( )β ] Dengan batasan : t 0, α 0, β 0 Dimana : β = parameter bentuk 2. Fungsi keandalan α = parameter skala t = parameter waktu R(t) = 1 F(t) = exp [-( )β ] 3. Fungsi laju kegagalan H (t) = () () = ( ) β-1 Tugas Akhir Teknik Refrigerasi dan Tata Udara 16

13 Perhitungan nilai parameter distribusi weibull pada dasarnya menggunakan prinsip regresi linier, yaitu membuat fungsi distribusi kumulatif menjadi bentuk linier. Sehingga diperoleh hasil akhir: Yi = a + b Xi Dimana : Yi = ln (ti) a = ln (α) b = Xi = ln {ln[1-f(ti)] -1 } Xi merupakan variabel bebas dan dapat dihitung dengan manaksir fungsi distribusi kumulatif [f(t)] dari persamaan berikut: F (ti) =.. Fungsi ini didapat dari pendekatan dengan metode harga tengah atau median. Metode ini cocok untuk percobaan dengan ukuran sampel yang kecil, data kurang lengkap atau distribusi kerusakan tidak simetris. b = a = Nilai konstanta a dan b dapat diperoleh dari persamaan: ( )( ) ( ) b Dengan diketahuinya nilai konstanta a dan b, maka parameter distribusi weibull dapat diperoleh dengan persamaan: β = Tugas Akhir Teknik Refrigerasi dan Tata Udara 17

14 α = exp a Excel. Perhitungan nilai parameter ini dilakukan dengan menggunakan program Availability Availability mesin yang dipakai dalam bahsan ini adalah instrinsic availability, dalam pemilihan metode ini karena terbatasnya data yang diperoleh, dan lebih mudah dipahami. Sedangkan tujuan pembahasan ini adalah diharapkan akan didapatkan tingkat keadaan mesin yang didasarkan pada perhitungan waktu berhenti karena rusak dan kurang baiknya perawatan, hal ini untuk membuktikan hipotesis awal seperti yang telah diuraikan terdahulu. Instrinsic availability ini didefinisikan sebagai probabilitas dalam memprediksi tingkat kesediaan mesin atau komponen dalam suatu sistem, dengan memperhitungkan waktu operasi dan downtime aktif. Ai = Dimana: Ai : Instrinsic availability Availability dan perkiraan waktu antar kerusakan rata-rata (mean life) dengan mempertimbangkan mesin sebagai komponen sistem, maka tingkat ketersediaan komponen sistem dari suatu sistem adalah merupakan probabilitas sistem tersebut untuk dapat beroperasi secara baik pada saat dimana penggunaannya di bawah kondisi yang telah ditetapkan. Tugas Akhir Teknik Refrigerasi dan Tata Udara 18

15 Waktu antar kerusakan rata-rata merupakan aritmatika waktu hidup dari sebuah mesin atau peralatan/komponen di bawah pertimbangan tertentu. Harga dari waktu antar kerusakan rata-rata (meanlife) didapat dengan : m = dimana: m: meanlife 2.7 Prinsip Kerja AC Mobil Sistem kerja AC mobil melibatkan beberapa komponen yang terbagi atas dua bagian, yaitu bagian yang berfungsi menaikkan dan menurunkan tekanan. Dengan adanya kedua komponen tersebut, proses penguapan dan penyerapan panas dapat berlangsung dengan sempurna. Saat AC mobil dinyalakan, udara dalam kabin mobil bergerak dan bersirkulasi secara terus menerus melewati evaporator dengan bantuan blower kabin. Agar suhu selalu dalam keadaan ideal, dipasanglah pengatur suhu (thermostat). Berdasarkan sistem kerjanya, proses pendinginan AC terbagi menjadi sistem sirkulasi udara dan sirkulasi refrigeran Gambar 2.2. AC Mobil (Sumber : Tugas Akhir Teknik Refrigerasi dan Tata Udara 19

16 Gambar 2.3 Prinsip Kerja AC Mobil (Sumber : Merawat dan Memperbaiki AC Mobil.Juni Handoko.2008) Sistem Sirkulasi Udara Sirkulasi udara pada AC mobil terbagi menjadi 2 bagian, yaitu sirkulasi di dalam kabin dan sirkulasi di luar kabin. Kedua bagian sirkulasi tersebut menggunakan blower atau kipas untuk mensirkulasikan udaranya Sirkulasi Di Dalam Kabin Sirkulasi di dalam kabin melibatkan satu set unit pendingin yang terdiri atas blower, katup ekspansi, dan evaporator (biasanya terletak di bagian belakang dashboard). Evaporator merupakan alat yang berfungsi menyerap panas udara di sekitarnya. Terbuat dari bahan alumunium yang berongga dan bersirip., sehingga mampu menghasilkan udara dingin, yaitu di bawah 5 o C. Di dalam evaporator berisi gas refrigeran dengan temperatur yang cukup rendah, hasil penurunan tekanan yang dilepaskan oleh katup ekspansi. Tugas Akhir Teknik Refrigerasi dan Tata Udara 20

17 Selain evaporator, komponen lain yang bekerja mengatur sirkulasi udara dalam kabin adalah blower. Udara dalam kabin dihisap oleh blower sebelum melewati evaporator sehingga temperatur udara yang dihasilkan dalam kabin mobil menjadi lebih dingin sesuai dengan pengaturannya (low-medium-high). Seperti telah disebutkan sebelumnya, sirkulasi udara dalam kabin memungkinkan adanya debu dan kotoran. Bagian inilah (evaporator) perlu dibersihkan secara berkala. Namun, untuk mobil di atas tahun 2007 sudah menggunakan filter untuk menyaring kotoran dan debu, sehingga udara yang keluar dari evaporator selalu dalam keadaan bersih Sirkulasi Di Luar Kabin. Sirkulasi udara di luar kabin melibatkan beberapa komponen, diantaranya kondensor, kompresor, kipas, dan filter dryer. Selain sebagai tempat sirkulasi udara di luar kabin, kondensor juga berfungsi melepaskan panas refrigeran. Panas pada kondensor terjadi akibat tekanan refrigeran oleh kompresor. Alat untuk mensirkulasikan udara pada kondensor adalah kipas (extra fan). Biasanya kondensor terletak dibagian depan radiator (pendingin mesin). Gambar 2.4 Komponen Sirkulasi Udara Di Luar Kabin (Sumber : Merawat dan Memperbaiki AC Mobil.Juni Handoko.2008) Tugas Akhir Teknik Refrigerasi dan Tata Udara 21

18 Sirkulasi Refrigeran Refrigeran merupakan bahan pendingin yang bersirkulasi melewati kondensor, filter dryer, katup ekspansi, evaporator dan kompresor. Sirkulasi refrigeran yang melewati bagian bagian AC terjadi akibat adanya tekanan kompresor. Refrigeran tidak akan berkurang jika tidak terjadi kebocoran, seperti pada pipa-pipa, seal, atau komponen-komponen lain yang dilewatinya. Saat melewati komponen-komponen AC tersebut, refrigeran akan mengalami perubahan fasa, temperatur, dan tekanannya. Sirkulasi refrigeran biasa disebut sirkulasi kompresi uap. Berdasarkan skema kerja refrigerant, maka proses kerja sirkulasi refrigeran dapat dibagi menjadi 4 tahapan Proses Kompresi Refrigeran masuk ke dalam kompresor, sebelum masuk ke dalam kompresor, refrigeran masih berfasa gas, bertemperatur rendah dan bertekanan rendah. Di kompresor, refrigeran yang berfasa gas dikompresi sehingga tekanannya menjadi tinggi dan temperaturnya pun tinggi. Gambar 2.5 Proses Kompresi (Sumber : Merawat dan Memperbaiki AC Mobil.Juni Handoko.2008) Tugas Akhir Teknik Refrigerasi dan Tata Udara 22

19 Proses Kondensasi Proses kondensasi dimulai ketika refrigeran meninggalkan kompresor. Refrigeran berwujud gas, bertekanan dan bertempatur tinggi dialirkan menuju kondensor. Di dalam kondensor, refrigeran berubah wujud dari gas menjadi cair. Panas yang dihasilkan oleh refrigeran dipindahkan ke udara di luar pipa kondensor. Agar proses kondensasi lebih efektif, digunakan kipas (extra fan), sehingga udara luar dapat dihembuskan tepat di permukaan pipa kondensor. Dengan demikian, panas pada refrigeran dapat dengan mudah dipindahkan ke udara luar. Setelah melewati proses kondensasi, refrigeran berubah fasa menjadi cair dengan temeperatur lebih rendah, tetapi tekanannya masih tinggi. Setelah itu, refrigeran masuk ke filter dryer, sehingga kotoran dapat disaring sebelum masuk ke alat ekspansi. Proses selanjutnya adalah refrigeran mengalir menuju katup ekspansi Proses Penurunan Tekanan Proses penurunan tekanan refrigeran dimulai ketika refrigeran meninggalkan kondensor dan filter dryer. Di dalam katup ekspansi, terjadi proses penurunan tekanan, sehingga refrigeran yang keluar memiliki tekanan rendah. Selain itu, katup ekspansi juga berfungsi mengontrol aliran refrigeran di kedua sisi, yaitu sisi tekanan tinggi dan sisi tekanan rendah. Tugas Akhir Teknik Refrigerasi dan Tata Udara 23

20 Gambar 2.6 Sisi Tekanan Tinggi dan Sisi Tekanan Rendah Sistem (Sumber : Proses Evaporasi Proses evaporasi terjadi ketika refrigeran yang masuk ke dalam evaporator. Di awal proses ini, refrigeran masih dalam keadaan uap jenuh bertemperatur dan bertekanan rendah. Kondisi refrigeran ini dimanfaatkan untuk mendinginkan udara luar yang melewati permukaan evaporator. Agar lebih efektif, digunakan blower, sehingga sirkulasi udara panas pada kabin dapat melewati evaporator. 2.8 Komponen Utama Komponen utama pada sistem AC mobil, sama seperti pada komponen sistem refrigerasi uap. Yaitu terdapat kompresor, kondensor, evaporator dan alat ekspansi Kompresor Kompresor merupakan komponen yang bekerja memompa refrigeran agar dapat bersirkulasi ke seluruh unit AC mobil, sehingga terdapat perbedaan tekanan, baik sebelum maupun sesudah masuk ke dalam kompresor. Prinsip kerja kompresor mirip dengan jantung pada tubuh manusia dan refrigerant sebagai darahnya. Pada Tugas Akhir Teknik Refrigerasi dan Tata Udara 24

21 bagian masuk kompresor disebut sebagai daerah tekanan rendah dan bagian keluar kompresor disebut sebagai daerah tekanan tinggi. Tenaga penggerak kompresor untuk mensirkulasikan refrigeran berasal dari tenaga mesin. Dengan perantaraan belt, pully dan magnetic clutch, kompresor dapat berputar seirama dengan putaran mesin. Dengan adanya pembagian tenaga mesin untuk menggerakan kompresor, maka beban mesin akan bertambah, sehingga secara otomatis konsumsi bahan bakar pun akan meningkat. Begitu pentingnya fungsi kompresor dalam sistem AC mobil, sehingga perlu diperhatikan kondisi maupun perawatannya. Jangan sampai karena kurangnya perawatan menyebabkan AC mobil tidak bekerja. Biasanya kompresor yang digunakan pada AC mobil ini, kompresor tipe swash plate. Pada kompresor jenis ini, gerakkan piston diatur oleh swash plate pada jarak tertentu dengan 6 atau 10 jumlah silinder. Ketika salah satu sisi pada piston melakukan langkah tekan, maka sisi yang lainnya melakukan langkah hisap Kondensor Kondensor adalah alat penukar panas, lebih tepatnya pembuang panas dari refrigeran setelah dikompresi oleh kompresor. Sebelum masuk kondensor, temperatur refrigeran masih tinggi, tetapi di dalam kondensor temperatur refrigeran didinginkan oleh udara dengan bantuan kipas (extra fan). Setelah keluar dari kondensor, temperatur refrigeran menjadi lebih dingin. Fungsi kondensor sama dengan fungsi radiator yang mendinginkan air pada mesin mobil. Refrigeran merupakan zat yang mudah berubah wujud. Melalui kondensor, refrigeran yang berbentuk gas, bertekanan dan bertemperatur tinggi diubah bentuknya menjadi cair dengan tekanan yang stabil dan memiliki temperatur yang lebih rendah. Kondensor berbentuk pipa panjang yang berlekuk-lekuk sebagai tempat mengalirnya refrigeran. Lancar atau tidaknya aliran udara pendingin yang Tugas Akhir Teknik Refrigerasi dan Tata Udara 25

22 melalui motor kipas, akan berpengaruh terhadap kinerja unit AC mobil secara keseluruhan. Tersumbatnya kondensor karena kotoran misalnya, akan berpengaruh terhadap refrigeran, sehingga AC mobil akan terasa kurang dingin. Oleh sebab itu, membersihkan sirip-sirip kondensor sangatlah penting dan harus dilakukan secara rutin. Selain itu, kerusakan kondensor juga bisa terjadi karena adanya kebocoran, kotoran, debu dan lumpur. Gambar 2.7 Kondensor AC Mobil (Sumber : Katup Ekspansi Komponen ini berfungsi menurunkan tekanan dan temperatur refrigeran, sehingga menimbulkan efek dingin pada evaporator sebelum dihembuskan ke ruang kabin. Proses membuka dan menutupnya katup ekspansi berdasarkan temperatur yang terbaca oleh sensing bulb. Ketika suhu dalam kabin tinggi (panas), maka katup ekspansi akan terbuka lebar, sehingga aliran refrigeran lebih banyak digunakan untuk mendinginkan suhu kabin yang tinggi. Sebaliknya saat suhu dalam kabin rendah (dingin), katup ekspansi akan terbuka sedikit, sehingga aliran refrigeran lebih sedikit. Tugas Akhir Teknik Refrigerasi dan Tata Udara 26

23 Katup ekspansi yang digunakan untuk menurunkan tekanan dan suhu refrigeran ternyata lebih sering digunakan dibandingkan dengan pipa kapiler. Hal ini disebabkan kondisi operasi kendaraan yang berubah-ubah, salah satunya adalah variasi putaran mesin. Penyebabnya adalah kompresor yang digerakan langsung oleh mesin melalui kopling magnetic (magnetic clutch). Dengan adanya perubahan putaran mesin, putaran kompresor pun akan berubah. Jika menggunakan pipa kapiler, perubahan laju aliran refrigeran akibat perubahan putaran kompresor tersebut tidak dapat dikontrol. Namun, jika menggunakan katup ekspansi yang dilengkapi dengan sensing bulb (thermostat) laju aliran refrigeran dapat dikontrol, sehingga aliran refrigeran selalu dalam keadaan optimal. Selain menurunkan suhu dan tekanan refrigeran, katup ekspansi juga berfungsi mengatur banyaknya refrigeran yang mengalir ke dalam sistem AC mobil. Banyaknya alairan refrigeran disesuaikan dengan beban panas pada evaporator. Pengaturan aliran ini dilakukan dengan cara mengatur bukaan celah katup ekspansi, sesuai dengan temperatur refrigeran yang keluar dari evaporator. Gambar 2.8 Alat Ekspansi (Sumber : Tugas Akhir Teknik Refrigerasi dan Tata Udara 27

24 2.8.4 Evaporator Komponen AC mobil ini berfungsi mengubah cairan refrigeran menjadi gas dingin. Pada evaporator terjadi proses evaporasi, yaitu penguapan refrigeran yang berfasa cair menjadi berfasa uap. Evaporator merupakan sebuah alat penukar panas, yaitu mengubah refrigeran yang semula berfasa cair berubah wujud menjadi gas. Panas udara disekitar kabin diserap oleh evaporator saat melewati sirip-sirip pipa nya, sehingga saat keluar, udara berubah menjadi dingin. Proses sirkulasi udara dingin tersebut dibantu oleh blower indoor. Bentuk evaporator mirip dengan kondensor, tetapi mempunyai prinsip kerja yang berbeda. Keduanya merupakan komponen yang sangat penting dan berpengaruh terhadap efesiensi kerja sistem pendingin secera keseluruhan. Kotoran yang menumpuk dapat menyebabkan evaporator mengalami pengeroposan (korosi), sehingga pipa-pipa evaporator perlu dibersihkan karena akan mempengaruhi laju perpindahan panas. Jika sirip-sirip evaporator tersumbat, penyerapan panas tidak akan berjalan dengan baik, sehingga AC akan terasa kurang dingin. Gambar 2.9 Evaporator AC Mobil (Sumber : Tugas Akhir Teknik Refrigerasi dan Tata Udara 28

25 2.9 Komponen Pendukung Receiver (Filter Dryer) Komponen receiver atau filter dryer digunakan pada AC mobil yang menggunakan alat ekspansi dalam sistem penurunan tekanan refrigeran. Bagian ini diletakkan di antara kondensor sebelum katup ekspansi. Di dalan receiver terdapat filter dan pengering (dryer) yang berfungsi menyerap kotoran dan air yang terbawa ketika bersirkulasi bersama refrigeran. Filter terpasang pada saluran keluar receiver bagian dalam. Filter ini terbuat dari tembaga kasa dan berfungsi menyaring kotoran yang tidak masuk ke alat ekspansi. Receiver merupakan tempat penyimpanan refrigeran sementara setelah dicairkan oleh kondensor sebelum katup ekspansi. Fungsi lainnya adalah sebagai penyaring kotoran dalam sistem sirkulasi AC. Kerusakan receiver sering kali disebabkan adanya timbunan kotoran yang terbawa oleh kondensor dan menyebabkan penyumbatan. Jika receiver (filter dryer) rusak, suhu AC menjadi tidak stabil dan seringkali berubah-ubah. Receiver (filter dryer) juga berfungsi memisahkan kadar air dan kotoran yang terbawa saat bersirkulasi bersama refrigeran. Bagian atas receiver (filter dryer) terdapat sight glass, berfungsi mengetahui kondisi refrigeran dalam sistem AC. Gambar 2.10 Receiver (Filter Dryer) (Sumber : Merawat dan Memperbaiki AC Mobil.Juni Handoko.2008) Tugas Akhir Teknik Refrigerasi dan Tata Udara 29

26 2.9.2 Shaft Seal Refrigeran dan minyak pelumas dalam kompresor sangat rentan terhadap kebocoran, baik saat kompresor sedang berjalan maupun berhenti. Komponen untuk mencegah kebocoran minyak pelumas dan refrigeran adalah shaft seal (penyekat refrigeran) pada poros. Komponen ini terdiri atas dua bagian, yaitu shaft seal dan plate seal. Shaft seal terdiri atas dua jenis, yaitu mechanical seal dan lip seal. Biasanya, kebocoran refrigeran terjadi melalui komponen ini, sehingga pemeriksaan rutin sangat diperlukan. Akibat kebocoran pada komponen ini, refrigeran perlu ditambah setiap satu atau dua tahun sekali. Shaft seal terdiri dari gelang penahan, 0- Ring, ring karbon, dan plate seal. Plat seal yang tertahan rapat oleh gelang penahan dengan ring karbon akan tertekan oleh pegas, sehingga mampu mencegah kebocoran refrigeran dan minyak pelumas. Gambar 2.11 Shaft Seal (Sumber : Merawat dan Memperbaiki AC Mobil.Juni Handoko.2008) Tugas Akhir Teknik Refrigerasi dan Tata Udara 30

27 2.9.3 Iddle Up Alat ini berfungsi menaikkan putaran mesin apabila AC mobil dihidupkan saat putaran mesin masih idling (stasioner), sehingga mesin mobil terhindar dari beban yang berlebihan (overload). Gambar 2.12 Iddle Up (Sumber : Merawat dan Memperbaiki AC Mobil.Juni Handoko.2008) Pulley dan Belt Pulley berfungsi sebagai rumah belt. Pulley dan belt merupakan komponen penerus tenaga, yaitu meneruskan tenaga putar dari mesin menuju ke kompresor AC mobil. Terdapat beberapa jenis belt yang dipakai pada AC mobil, diantaranya adalah v-belt dan ribbed belt. Perbedaan keduanya terletak pada bentuk dan kemampuan meneruskan tenaga ke pulley kompresor. Jenis ribbed belt memiliki kemampuan yang lebih baik dalam meneruskan tenaga dan tidak mudah slip Manajemen Spare Parts Suku cadang atau material merupakan bagian pokok yang perlu diperhitungkan dalam pengaruhnya terhadap biaya total perawatan. Keadaan ini tidak sama pada tiap-tiap industri, tergantung dari sistem pengelolaanya, umur peralatan dan faktor-faktor lain yang berkaitan dengan suku cadang. Biaya material Tugas Akhir Teknik Refrigerasi dan Tata Udara 31

28 dan suku cadang untuk perawatan biasanya berkisar anatara 40 sampai 50 persen dari total investasi, termasuk adanya kerugian-kerugian karena kerusakan. Dengan demikian, rata-rata perusahaan mengeluarkan sekira 15 sampai 25 persen dari total biaya perawatan untuk suku cadang dan material. Oleh karena itu, pemakaian material atau suku cadang direalisasikan sehemat mungkin dan perlu pengontrolan dalam pengelolaannya. Pada dasarnya pengontrolan material atau suku cadang dapat ditentukan sesuai dengan kebutuhan usaha dan kondisi pengoperasiannya. Namum demikian, perubahan dapat saja terjadi dan memerlukan pengaturan setiap waktu. Jadi, setiap bagian perawatan perlu mengorganisasikan sistem penyimpanan suku cadang dan mengembangkan suatu program pengontrolan yang dibutuhkan secara khusus. Dalam kaitan ini, penting adanya perhatian manajemen untuk pengontrolan material suku cadang yang dibutuhkan pada pekerjaan perawatan. Usaha-usaha yang perlu ditangani dalam mengelola dan mengontrol suku cadang mencakup sistem order, rencana teknik untuk mengganti atau memperbaiki, penanggulangan masalah produk yang berubah karena pengaruh material atau suku cadang, persediaan suku cadang sesuai dengan kebutuhan fasilitas yang akan mengggunakannya. Fungsi kontrol suku cadang: a. Mengelola penyimpanan barang secara efektif. Termasuk tata letak, sarana untuk penyimpanan, pemanfaatan ruang gudang, prosedur penerimaan dan pengeluaran barang, suku cadang dan lain-lain. b. Tanggung jawab teknis untuk keberadaan suku cadang. Termasuk metoda penyimpanan, prosedur perawatan untuk mencegah kerusakan, pencegahan kehilangan. c. Sistem pengontrolan stok (persediaan suku cadang). Catatan investarisasi, prosedur pemesanan, pengadaan barang. Tugas Akhir Teknik Refrigerasi dan Tata Udara 32

29 d. Perawatan untuk bahan-bahan khusus, dalam pengiriman barang, dalam proses pemakaian, kesiapan suku cadang dalam jumlah dan dalam spesifikasi yang sesuai menurut kebutuhannya. e. Melindungi suku cadang dari kerugian atau kehilangan karena penyimpanan yang kurang terkontrol, dan mencegah adanya pemindahan barang tanpa diketahui Ongkos Persediaan Suku Cadang Model Economic Order Quantity Terdapat 3 kategori ongkos penggantian, yaitu: Ongkos tetap, meliputi ongkos-ongkos pengadaan awal, ongkos instalasi, penelitian dan pengembangan, ongkos kerusakan awal dan lainnya yang merupakan ongkos yang dikatagorikan tidak terjadi pengulangan. Ongkos operasi, meliputi ongkos perawatan, perbaikan dan ongkos operasi. Ongkos ini umumnya dihitung untuk setiap satuan umur penggunaan alat. Ongkos penghapusan, suatu harga dari peralatan yang diganti tetapi masih memberikan keuntungan. Ukuran pemesanan minimum: qo dimana: qo = Pesanan minimum, produk Cr = Ongkos pesanan P 2 Cr P qo = Ch = Kebutuhan suku cadang, produk/tahun Ch = Ongkos suku cadang per produk Ongkos Persediaan minimum, C Io C Io = 2 Ch Cr P Tugas Akhir Teknik Refrigerasi dan Tata Udara 33

30 Menentukan suku cadang berdasarkan pembuatan komponen. N maks = n.t.a k.s N min = Nmaks 4 Dimana: n = jumlah mesin sejenis t = waktu pembuatan komponen a = jumlah komponen yang sama dalam satu mesin s = umur pakai komponen k = koefisien Penentuan Ongkos-ongkos Perawatan 1. Ongkos Pemeriksaan (Ci) Ongkos pemeriksaan melibatkan ongkos dari pekerjaan perawatan yang melakukan tugas pada perawatan mesin. Besarnya ongkos pemeriksaan tergantung dari upah yang diberikan perusahaan kepada karyawan yang melakukan pemriksaan, dengan kata lain besarnya variatif. 2. Ongkos akibat kerusakan (Cr) Ongkos akibat kerusakan adalah ongkos yang timbul akibat perbaikan dan ongkos menganggur yang dapat mengakibatkan hilangnya kesempatan dalam memperoleh keuntungan bagi perusahaan. Tugas Akhir Teknik Refrigerasi dan Tata Udara 34

31 3. Ongkos Total (TC(ti)) Model aktivitas perawatan pemeriksaan yang menghasilkan total ongkos kegiatan pemeriksaan per siklus secara matematis dapat dinyatakan sebagai berikut : TC(ti) =.() [()] [()] Tugas Akhir Teknik Refrigerasi dan Tata Udara 35