BAB IV PERENCANAAN DAN PERHITUNGAN

Transkripsi

1 BAB IV PERENCANAAN DAN PERHITUNGAN 4.1 Data Utama Kapal Tabel 4.1 Prinsiple Dimension No Principle Dimension 1 Nama Proyek Kapal KAL 28 M 3 Owner TNI AL 4 Class BKI 5 Designer PT. TESCO INDOMARITIM 6 Produksi PT. TESCO INDOMARITIM 7 Loa 28,00 M 8 Lpp 25.5 M 9 B 5.85 M 10 T 1,1 M 11 V 28 KNOTS Kapal patrol KAL28M TNI AL mempunyai panjang 28 meter dan lebar 5.85 meter. Kapal patroli ini dipesan oleh TNI AL dan dibangun di galangan PT. TESCO INDOMARITIM di daerah Bekasi. Kapal ini terbuat dari alumunium dengan penggerak waterjet. Kapal ini mempunyai fungsi mengamankan perairan Indonesia baik perairan laut maupun perairan sungai. 47

2 4.2 General Arrangement General Arrangement merupakan gambar bentuk kapal secara umum berupa lay out ruangan kapal, dimensi umum kapal, dimensi ruangan kapal, dan spesifikasi kapal secara umum. Gambar Detail : Lihat Lampiran Gambar 4.1 General Arrangement 48

3 4.3 Sistem Perpipaan Sistem Bilge System perpipaan bilga merupakan system perpipaan yang berfungsi mengalirkan sisa-sisa air dan minyak yang masuk ke dalam kapal yang kemudian akan dikeluarkan ke laut. System bilga terdiri pipa cabang dan pipa utama. Jumlah pipa cabang tergantung kompartmen tiap-tiap kapal. Kapal KAL28M TNI AL mempunyai 6 cabang pipaa yaitu 5 kompartmen dan 1 chain locker. Berikut gambar line pipa untuk system bilga, sebagai berikut: Gambar 4.2 Diagram Sistem Bilga Adapun pompa bilga diparalel dengan pompa general service atau pompa pemadam agar dapat digunakan untuk emergency dan menghemat pompa. 49

4 4.3.2 Routing Sistem Perpipaan Bilge Adapun lay out system perpipaan bilga akan direncanakan berdasarkan gambar rencana umum yang KAL28M TNI AL dengan menyesuaikan ruangan dan kondisi kapal. Berikut lay out system bilga pada kapal KAL28M TNI AL: Gambar 4.2 Lay Out Sistem Bilga Untuk gambar lebih detail dan lebih jelas dapat lihat lampiran. 50

5 4.3.3 Perhitungan Sistem Pipa a. Perhitungan Diameter Pipa Bilga Utama Minimum diameter dalam pipa bilga suction adalah minimum 6 mm dari dimensi yang ada di pasaran. Diameter pipa bilga utama mengikuti persamaan sebagai berikut: ( ABS 2013 Rules and Regulation, part 4, chapter 6, section 4/5.3.1(a) ) Dimana : L ABS 96 % LWL LPP 97 % LWL Then 96 % LWL 22,49 meter 97 % LWL 22,73 meter LPP 25,50 meter L ABS 22,73 meter Diketahui: Lwl 23,43 m Lpp 25,50 m B 5,85 m H 3,5 m T 1,1 m r 1025 Kg/m3 u 0, cst on 30 o C 51

6 Jadi, d 46,11 mm 1,82 Inch Pipa bilga utama menggunakan pipa carbon steel berdasar JIS Standard sebagai berikut: Diameter dalam 102 mm Tebal 6 mm Diameter luar 114 mm Nominal pipe size 100A mm schedule - 40 Jenis Material Carbon steel, galvanized b. Perhitungan Pipa Bilga Cabang Diameter pipa cabang untuk tiap-tiap kompartmen yaitu mengunakan rumus : ( ABS 2013 Rules and Regulation, part 4, chapter 6, section 4/5.3.1(d) ) dimana: c Panjang Kompartmen (m) 8 m B 5.85 m D 1.10 m 52

7 Jadi, db 41,11 mm 1,62 Inch Pipa bilga cabang menggunakan pipa carbon steel berdasar JIS Standard sebagai berikut: Diameter dalam 41 mm Tebal 4 mm Diameter luar 48 mm Nominal pipe size 40A mm schedule - 40 Material Carbon steel, galvanized c. Perhitungan Kapasitas Pompa Bilga Berdasarkan rule ABS, kapasitas debit pompa bilga tidak melebihi persamaan di bawah ini: Sumber: ABS 2013 Rules and Regulation, part 4, chapter 6, section 4/5.3.2 Dimana: dm Diameter dalam pipa utama biga 102,00 mm Q capacity m3/h Jadi, Q dm² 58,89 m 3 /h 0,016 m 3 /s 53

8 d. Perhitungan Kecepatan Ketika dua atau lebih pompa terhubung pada sistem bilga, susunan dan kapasitas tidak mengurangi kapasitas efektif. Q A/V Keterangan A Luas Permukaan Pipa V Kecepatan Alir dalam pipa A 8167,14 mm 2 0, m 2 Kecepatan Alir Q/A 2 m/s e. Perhitungan Head Pada Pompa Bilga - Perhitungan Instalasi di Ruang Mesin H : Hs + HP + HV + total Head-loss (Sumber : Pompa dan Kompresor Ir. Sularso, MSME hal 28) Dimana : Hs tinggi antara pompa ke overboard Pompa diletakkan di tangtop engine room sehingga tinggi 0 meter Shore connection Jadi, head statis 0 1,85 meter 54

9 Hp Perbedaan tekanan di sisi suction dan sisi discharge 0 Karena tekanan di suction dan discharge adalah sama Hv Perbedaan kecepatan alir di sisi suction dan sisi discharge 0 m a. Perhitungan Head Lose di Suction line Major losses : Re: ( D x V ) / υ ( Sumber : Pompa dan Kompresor Ir.Sularso,MSME hal 28) Dimana : dm Diameter dalam Pipa 102,00 mm 0,102 m V Kecepatan Aliran 2,00 m/s υ cst pd 30 C 0, m 2 /s Re if Re <2300,"laminer" (Vs x dm)/u turbulen if Re >2300,"turbulen" turbulen 55

10 1). Major losses : ( Sumber : Pompa dan Kompresor Ir.Sularso,MSME hal 28) Dimana : 0,02 + 0,0005/dm 0,025 L Panjang pipa suction 61,39 m V 2 m/s D diameter dalam pipa 0,102 m Major losses (hf) 3,07 m 2). Minor losses : Head Karena aksessoris pipa No. Type n k n x k 1 Filter 12 0, Butterfly v/v 2 0, Elbow , T Joint 6 0,5 3 5 Bellmouthed 10 0, Total

11 Minor Losses 2g 5.33 Meter b. Perhitungan Head Pompa pada discharge line 1). Mayor Losses Major losses hf ( Sumber : Pompa dan Kompresor Ir.Sularso,MSME hal 28) Catatan : L Panjang Pipa 6,29 M D Diameter Pipa 0,102 M v Kecepatan Aliran 2,00 m/s λ Friction Loss 0, hf 2 0,314 Meter 57

12 2). Minor Losses no. Type n k n x k 1 SDNRV 4 0,34 1,36 2 T Joint 1 0,5 0,5 Total 1,86 Minor losses 2g 0,38 Meter Head Total Hs + Hp + Hv + Σ head losses (suction and discharge) Meter f. Pemilihan Pompa Berdasarkan perhitungan, diketahui pompa yang akan dipilih dengan spesifikasi sebagai berikut: Head m Qapacity 58,89 m3/h 58

13 Tabel 4.2 Spesifikasi Pompa Bilga Maker EBARA Tipe 50x40 FSHA Kapasitas 200 liter/menit Head 16 Meter Putaran 2950 RPM Frequensy 50 HZ Power 1.5 KW/380 V/3 PHASE Tabel 4.3 Spesifikasi Pompa General Service Maker EBARA Tipe 65x50 FSHA Kapasitas 30 m3/hr Head 15 Meter Putaran 2950 RPM Frequensy 50 HZ Power 3.7 KW/380 V/3 PHASE Sistem Perpipaan Air Laut Sistem Perpipaan Air Laut Sistem pendingin berfungsi sebagai pendingin semua komponenkomponen mesin. Pendinginan mesin dibutuhkan karena untuk menghindari stress material pada saat mesin bekerja dan mencegah over heating. Mesin yang digunakan pada kapal KAL28 TNI AL adalah Caterpillar dengan daya mesin 1600 BHP dengan posisi kanan dan kiri. Sistem pendingin pada mesin mesin ini menggunakan sistem pendingin air laut. Selain main engine, sistem pendingin dibutuhkan pada generator. Kapal ini mempunyai dua generator menggunakan Westerbeke. 59

14 Proses sistem pendingin kapal KAPAL KAL28 TNI AL menggunakan air laut yang diambil langsung dari laut. Air laut yang masuk kemudian disaring dan akan didistribusikan oleh pompa pendingin air laut ke beberapa cabang yaitu main engine dan generator. Selain sebagai sistem pendingin engine dan generator, sistem air laut juga diparalel dengan sistem pemadam. Berikut skematik diagram sistem pendingin air laut,: Gambar deatil lihat lampiran: Gambar 4.3 Skematik Diagram Sistem Air Laut Berdasarkan skematik yang dibuat, sistem pendingin air laut ada beberapa bagian, meliputi sistem pendingin engine dan generator, sistem pemadam kebakaran, dan sistem sanitary. Sumber air laut diambil langsung dari laut melalui 60

15 sea chest sebagai pipa utama untuk mengambil air laut kemudian didistribusikan ke beberapa sistem. Berikut gambar routing pipa sistem pendingin air laut,: Gambar Detail lihat lampiran.. Gambar 4.4 Sistem Pendingin Air Laut Perhitungan Sistem Pendingin Air Laut a. Diameter Pipa Sistem Pendingin Mesin Berdasarkan spesifikasi main engine Caterpillar, diameter pipa isap yang digunakan adalah sebagai berikut: Diameter dalam 78 mm Tebal 5 mm Diameter luar 89 mm 61

16 Nominal pipe size 80A mm schedule - 40 Material Carbon steel, galvanized Adapun diameter pipa exhaust dari engine ke overboard adalah sebagai berikuit: Diameter dalam 49 mm Tebal 4 mm Diameter luar 53 mm Nominal pipe size 50A mm schedule - 40 Material Carbon steel, galvanized b. Diameter Pipa Sistem Pendingin Generator Berdasarkan spesifikasi main engine Caterpillar, diameter pipa isap yang digunakan adalah sebagai berikut: Diameter dalam 78 mm Tebal 5 mm Diameter luar 89 mm Nominal pipe size 80A mm schedule - 40 Material Carbon steel, galvanized Adapun diameter pipa exhaust dari engine ke overboard adalah sebagai berikuit: Diameter dalam 35 mm Tebal 4 mm Diameter luar 42 mm Nominal pipe size 32A mm schedule - 40 Material Carbon steel, galvanized 62

17 c. Diameter Pipa Sistem Pemadam Kapasitas pompa pemadam diketahui : 30 m 3 /h Diameter pipa pemadam adalah: Q A/V Keterangan A Luas Permukaan Pipa V Kecepatan Alir dalam pipa D 2 0,0053 D Meter 73 mm Pipa pemadam menggunakan pipa carbon steel berdasar JIS Standard sebagai berikut: Diameter dalam 78 mm Tebal 5 mm Diameter luar 89 mm Nominal pipe size 80A mm schedule - 40 Material Carbon steel, galvanized 63

18 Perhitungan Head Pada Pompa Air Laut H : Hs + HP + HV + total Head-loss (Sumber : Pompa dan Kompresor Ir. Sularso, MSME hal 28) Dimana : Hs jarak antara bottom ke ruangan navigasi Pompa diletakkan di tangtop engine room sehingga tinggi 12 meter Hp Perbedaan tekanan di sisi suction dan sisi discharge According SOLAS Chapter II-2 regulation 10,2.1.6 part C, for cargo ships: 6,000 gross tonnage and upwards 0,27 N/mm2 5 Meter Hv Perbedaan kecepatan alir di sisi suction dan sisi discharge 0 m Perhitungan Head Lose di Suction line Major losses : Re: ( D x V ) / υ ( Sumber : Pompa dan Kompresor Ir.Sularso,MSME hal 28) Dimana : dm Diameter dalam Pipa 78 mm m V Kecepatan Aliran 2,00 m/s 64

19 υ cst pd 30 C 0, m 2 /s Re if Re <2300,"laminer" (Vs x dm)/u laminer if Re>2300,"turbulen" laminer Major losses : ( Sumber : Pompa dan Kompresor Ir.Sularso,MSME hal 28) Dimana : Λ 0,02 + 0,0005/dm 0,026 L Panjang pipa suction 5 m V 2 m/s D diameter dalam pipa m Major losses (hf) 0.35 m 65

20 2). Minor losses : Head Karena aksessoris pipa No. Accesoris n k n x k 1 T joint Butterfly valve SDNRV Gate Valve Elbow 90⁰ Filter Σ : 7.56 Minor Losses 2g 1.54 Meter Total Head Loss di suction line Major Head Loss + Minor Head Loss 1.89 Meter Perhitungan Head Pompa pada discharge line 1). Mayor Losses Major losses hf ( Sumber : Pompa dan Kompresor Ir.Sularso,MSME hal 28) Catatan : L Panjang Pipa 9 M D Diameter Pipa 0,053 M v Kecepatan Aliran 2,00 m/s 66

21 λ Friction Loss 0, hf Meter 2). Minor Losses No. Accesoris n k n x k 2 Butterfly valve SDNRV T Joint Elbow 90 o Σ : 9.83 Minor losses 2g 2,00 Meter Head Total Hs + Hp + Hv + Σ head losses (suction and discharge) 21.9 Meter g. Penentuan Kapasitas Pompa Air Laut / Pemadam Tabel 4.4 Spesifikasi Pompa Pemadam Maker EBARA Tipe 80x65 FSHA Kapasitas 60 m3/hr Head 30 Meter Putaran 2950 RPM Frequensy 50 HZ Power 4.5 KW/380 V/3 PHASE 67