TEKNIKA VOL.3 NO.2 OKTOBER_2016

Transkripsi

1 IDENTIFIKASI KERUSAKAN JALAN (STUDI KASUS RUAS JALAN BATAS KOTA PALEMBANG SIMPANG INDERALAYA) Sartika Nisumanti 1), Djaenudin Hadiyana 2) 1),2) Jurusan Teknik Sipil Universitas Indo Global Mandiri Jl Jend. Sudirman No. 629 KM. 4 Palembang nisumantisartika@gmail.com 1) ABSTRAK Jalan raya adalah salah satu prasarana yang memiliki peranan yang sangat penting dalam memfasilitasi kebutuhan pergerakan manusia dan barang, untuk menunjang pergerakan arus lalu lintas tersebut perlu dilakukan suatu usaha dengan menjaga kualitas layanan jalan. Salah satu usaha tersebut adalah mengevaluasi kondisi permukaan jalan. Kondisi arus lalu lintas pada ruas jalan Bts. Kota Palembang Simpang Inderalaya ini selain macet dan banyak terjadi kerusakan pada beberapa segmen, hal ini merupakan permasalahan yang sangat kompleks dan kerugian yang diderita sungguh besar terutama bagi pengguna jalan seperti terjadinya waktu tempuh yang lama, kemacetan, kecelakaan lalu lintas dan lainlain, sehingga dapat menghambat arus transportasi barang dan manusia dan juga biaya operasional kendaraan menjadi bertambah. Penelitian ini bertujuan memperoleh data kerusakan melalui pengukuran lapangan, menetapkan jenis penanganan yang sesuai dengan kerusakan jalan yang terjadi. Salah satu tahapan dalam mengevaluasi kondisi permukaan jalan adalah dengan melakukan penilaian terhadap kondisi eksisting jalan dengan metode PCI (Pavement Condition Index). Metode yang digunakan ini untuk menentukan tingkat kerusakan jalan setelah melakukan pengamatan di lapangan dan dibedakan menurut tingkat kerusakan. Dari hasil yang didapat maka nilai kondisi jalan dapat ditentukan berdasarkan kategori sempurna, sangat baik, baik, dan jelek sehingga dapat mengetahui jenis penanganan kerusakan yang terjadi agar pemeliharaan jalan tepat sasaran dan efisien. Hasil penelitian menunjukan bahwa luas total kerusakan jalan yang terjadi yaitu 748,615 m 2, kerusakan yang paling banyak terjadi adalah kerusakan pengelupasan dengan luas 288,41 m 2 atau 38,53 %, didapat nilai PCI rata-rata 85,58 dengan kondisi sangat baik. Tindakan perbaikan yang dapat dilakukan yaitu tindakan perbaikan per segmen, untuk mempertahankan kinerja perkerasan, maka diperlukan beberapa tindakan perbaikan kerusakan yaitu pemeliharaan rutin setiap tahun maupun pemeliharaan berkala. Kata kunci: Kerusakan Jalan, Pavement Condition Index (PCI), Pemeliharaan Jalan, Perkerasan Lentur. 1. Pendahuluan Jalan merupakan salah satu prasarana transportasi darat yang sangat penting dalam mendukung pergerakan manusia atau barang dari satu daerah ke daerah lain. Ruas jalan Bts. Kota Palembang Inderalaya merupakan ruas jalan dengan volume lalu lintas yang padat. Kerusakan-kerusakan yang terjadi tentu akan berpengaruh pada keamanan dan kenyamanan pemakai jalan. Oleh sebab itu penanganan konstruksi perkerasan baik yang bersifat pemeliharaan, peningkatan atau rehabilitasi akan dapat dilakukan secara optimal apabila faktorfaktor penyebab kerusakan pada ruas jalan tersebut telah diketahui. Secara umum penyebab kerusakan jalan dapat disebabkan karena umur rencana jalan yang telah dilewati, genangan air pada permukaan jalan yang tidak dapat mengalir akibat drainase yang kurang baik, beban lalu lintas yang berlebihan (overloaded) yang menyebabkan umur pakai jalan lebih pendek dari perencanaan. Sebagai jalan Nasional ruas jalan ini harus selalu dalam kondisi baik karena menghubungkan berbagai provinsi dan melancarkan roda perekonomian di wilayah Sumatera. Untuk mengkaji secara teliti pada ruas jalan Bts. Kota Palembang Simpang Indralaya perlu di coba untuk melakukan penelitian dengan mengidentifikasi jenis kerusakan jalan dan mengukur tingkat kerusakan yang diakibatkan oleh arus lalu lintas yang ada. Sehingga dari hasil 170

2 penelitian ini diharapkan dapat dijadikan sebagai bahan pertimbangan dari permasalahan yang ada pada ruas jalan ini. Salah satu solusi untuk menyelesaikan dan mencari cara perbaikan pada permasalahan kerusakan jalan adalah dengan menggunakan metode Pavement Condition Index (PCI). PCI ini merupakan sistem penilaian kondisi perkerasan jalan berdasarkan jenis, tingkat dan luas kerusakan yang terjadi dan dapat digunakan sebagai acuan dalam usaha pemeliharaan jalan. Permasalahan pada penelitian adalah jenis kerusakan apa yang terjadi pada ruas jalan ini? Bagaimana mengukur tingkat kerusakan dan jenis penanganan seperti apa dalam menangani kerusakan yang terjadi pada ruas jalan ini. Adapun Tujuan yang akan dicapai pada panelitian ini adalah memperoleh data kerusakan melalui pengukuran lapangan, menetapkan nilai kondisi perkerasan jalan dengan cara menghitung penilaian tingkat kerusakan jalan serta memberikan usulan tingkat penanganan jalan berdasarkan nilai kondisi perkerasan jalan. Pengertian Jalan adalah prasarana transportasi darat yang meliputi segala bagian jalan, termasuk bangunan pelengkap dan perlengkapannya yang diperuntukkan bagi lalu lintas, yang berada pada permukaan tanah, di atas permukaan tanah, di bawah permukaan tanah dan atau air, serta di atas permukaan air, kecuali jalan kereta api, jalan lori dan jalan kabel (UU RI No. 38 tahun 2004). Menurut Hardiyatmo (2007) Konstruksi perkerasan jalan dapat dibedakan berdasarkan bahan pengikatnya. Jenis perkerasan tersebut terdiri dari: - Konstruksi perkerasan lentur (flexsible pavement), yaitu perkerasan yang menggunakan aspal sebagai bahan pengikat. Lapisan-lapisan bersifat memikul dan menyebarkan beban lalu lintas ke tanah dasar. - Konstruksi perkerasan kaku (rigid pavement), yaitu perkerasan yang menggunakan semen (portland cement) sebagai bahan pengikat. Pelat beton dengan atau tanpa tulangan diletakkan di atas tanah dasar dengan atau tanpa lapisan pondasi bawah. Beban lalu lintas sebagian besar dipikul oleh pelat beton. - Konstruksi perkerasan komposit (composit pavement), yaitu perkerasan kaku yang dikombinasikan dengan perkerasan lentur dapat berupa perkerasan lentur diatas perkerasan kaku, atau perkerasan kaku diatas perkerasan lentur.. Perkerasan Lentur (Flexible Pavement) Perkerasan Lentur adalah struktur yang terdiri dari beberapa lapisan dengan kekerasan dan daya dukung yang berlainan ( Sukirman S, 1992). Kapasitas dukung perkerasan lentur bergantung pada karakteristik distribusi beban dari sistem lapisan pembentuknya.perkerasan lentur terdiri dari beberapa lapisan dengan material berkualitas tinggi. Gambar 1 Lapisan perkerasan lentur Menurut Departemen Pekerjaan Umum, 1995 tentang Petunjuk Pemeliharaan Jalan Provinsi. Pemeliharaan jalan mempunyai 3 tujuan utama, yaitu: - Melindungi permukaan dan struktur jalan dan mengurangi tingkat kerusakan jalan, jadi memperpanjang umur pakainya. - Memperkecil biaya pengoperasian kendaraan pada jalan dengan membuat permukaan jalan yang halus dan nyaman. 171

3 - Menjaga agar jalan tetap keadaan kokoh dan aman, sehingga memberikan keamanan bagi kendaraan dan memberikan kondisi pelayanan terhadap transportasi yang dapat diandalkan Jenis kerusakan jalan menurut Shahin (1994) dalam Nisumanti (2012) adalah kerusakan retak buaya ( alligator cracking), kegemukan (bleeding), retak kotak-kotak ( block cracking), keriting ( corrugation), amblas ( depression), retak memanjang dan melintang ( longitudinal cracks dan transverse cracking), tambalan ( patching and utility cut patching), pengausan (polished aggregate), pelepasan butir dan pelapukan (raveling and weathering), kerusakan alur (rutting), jembul dan sungkur ( shoving), kerusakan lubang ( potholes), pengelupasan (delamination). Menurut metode Pavement Condition Index (PCI ), tingkat kerusakan yang digunakan dalam perhitungan PCI adalah low (L), medium (M) dan high (H) Penilaian Kondisi Perkerasan 1. Menentukan desitas kerusakan Densitas atau kadar kerusakan didapat dari luas kerusakan dibagi dengan luas pekerjaan jalan (tiap segmen) kemudian dikali 100%. Nilai density diperoleh dari rumus 1 untuk suatu jenis kerusakan yang dibedakan menurut tingkat kerusakannya. Rumus mencari nilai density: Density = LuasKerusakan x100%...(1) LuasPer ker asan 2. Deduct Value (DV) Deduct Value (nilai pengurangan) adalah suatu nilai pengurang untuk setiap jenis kerusakan yang diperoleh dari kurva hubungan kerapatan (density) dan tingkat keparahan (severity level) kerusakan, sebagai contoh grafik menurut jenis kerusakan. 3. Total Deduct Value (TDV) Total Deduct Value (TDV) adalah nilai pengurang total dari individu nilai pengurang (individual deduct value) untuk tiap jenis kerusakan dan tingkat kerusakan yang ada pada suatu unit sampel (segmen jalan). 4. Mencari Corrected Deduct Value (CDV). Nilai Corrected Deduct Value (CDV) diperoleh dengan memasukan nilai DV ke grafik CDV dengan cara menarik garis vertikal pada nilai TDV sampai memotong garis q kemudian ditarik garis horizontal. Nilai q merupakan jumlah masukan dengan DV yang 172

4 mempunyai nilai lebih besar dari 2. Grafik nilai pengurang total ( Total Deduct Value, TDV). 5. Nilai kondisi perkerasan (PCI). Nilai kondisi perkerasan dengan mengurangi 100 dengan nilai CDV yang diperoleh, maka nilai PCI untuk tiap unit dapat diketahui dengan menggunakan rumus.2. PCI = (s) = 100 CDV... (2) Untuk nilai PCI secara keseluruhan mengunakan rumus 3. PCI = PCI( s) 6. Klasifikasi kualitas...(3) perkerasan Nilai PCI N memiliki rentang dengan kriteria sempurna ( Excellent), sangat baik (very good), baik (good), sedang (fair), jelek (poor), sangat jelek (very poor), dan gagal (failed). Berdasarkan metode Pavement Condition Index (PCI), penilaian kondisi kerusakan yang disarankan FAA (1982) dan Shahin (1994). Tabel 1. Nilai PCI dan kondisi klasifikasi kualitas perkerasan jalan (FAA, 1982) Nilai PCI Kondisi Gagal Sangat buruk Buruk Sedang Baik Sangat baik Sempurna Metode perbaikan yang digunakan harus disesuaikan dengan jenis kerusakannya sehingga diharapkan dapat meningkatkan kondisi perkerasan jalan tersebut (Bina Marga 1992 dan Dirjen Bina Marga No. 002/T/BT/1995). Usulan perbaikan tersebut sebagai berikut: a) Metode P1(Penebaran pasir): Kegemukan Penanganan dapat diatasi dengan menaburkan pasir atau agregat halus, kemudian dipadatkan dengan pemadat ringan sampai diperoleh permukaan yang rata dan mempunyai kepadatan optimal. b) Metode P2: Retak kulit buaya dengan lebar retak < 2 mm, Retak melintang, retak memanjang dengan lebar <2 mm, terkelupas, pelepasan butir. Penanganan: - Semprotkan aspal emulsi RS-1 atau RS-2 sebanyak 1,5 1/m 2 di daerah yang akan diperbaiki. Untuk cut back asphalt cukup sebanyak 1 l/m 2. - Beri aspal emulsi, tunggu sampai aspal mulai pecah sebelum penebaran pasir. 173

5 - Taburkan pasir kasar atau agregat halus 5 mm dan ratakan hingga menutup seluruh daerah yang diberi tanda. - Padatkan dengan pemadat ringan sampai permukaan rata sampai kepadatan optimal (minimal 3 lintasan). c) Metode P3: Retakan < 2 mm tepi retak lebih dari satu. Penanganan: - Buat campuran aspal emulsi dan pasir kasar dengan menggunakan concrete mixer dengan kompoisisi sebagai berikut: pasir 20 liter, aspal emulsi 6 liter. - Semprotkan tack coat dengan aspal emulsi jenis RC (0,2 liter/m 2 ) di daerah yang diperbaiki. - Tebar dan ratakan campuran aspal tersebut pada seluruh daerah yang sudah diberi tanda. d) Metode P4 (Pengisian Retak): Retak garis>2 mm, disini termasuk juga kerusakan retak diagonal, retak melintang. Penanganan: - Isi retak dengan aspal emulsi menggunakan aspal katlle - Taburkan kasar pada retakan yang telah diisi aspal (tebal 10 mm), padatkan pasir tersebut dengan baby roller (minimum 3 lintasan). e) Metode P5 (Penambalan l ubang), lubang kedalaman <50 mm, Keriting, kedalaman <30 mm,alur kedalaman <30 mm, Penurunan setempat kedalaman <30 mm Penanganan: - Isi galian dengan bahan pondasi agregat yaitu kelas A atau kelas B (tebal maksimum 15 cm), kemudian padatkan dalam keadaan kadar optimum air sampai kepadatan maksimum. - Semprotkan lapis Prime Coat jenis RS dengan takaran 0,5 l/m 2 untuk cut back jenis MC-30 atau 0,8 l/m 2 untuk aspal emulsi. - Aduk agregat untuk campuran dingan dalam concrete mixer perbandingan agregat kasar danhalus 1,5:1 - Kapasitas maksimum asphalt mixer kira-kira 0,1 m 3. untuk campuran dingin tambahkan semua agregat 0,1 m 3 sebelum aspal. - Tambahkan aspal dan aduk selama 4 menit siapkan campuran aspal dingin secukupnya untuk keseluruhan dari pekerjaan ini. - Tebarkan dan padatkan campuran aspal dingin dengan tebal maksimum 40 mm sampai diperoleh permukaan yang rata dengan menggunakan alat perata, padatkan dengan Baby Roller minimum 5 lintasan, tambahkan material jika diperlukan. f. Metode P6: Lubang, kedalaman < 50 mm, bergelombang kedalaman <30 mm, Alur kedalaman <30 mm, Penurunan setempat kedalaman <50 mm. Penanganan: - Semprotkan tack coat dari jenis RS pada daerah kerusakan 0,5 l/m 2 untuk aspal emulsi atau 0,2 l/m 2 untuk cut back dengan asphalt kettle/kaleng berlubang. - Aduk agregat untuk campuran dingin dengan perbandingan 1,5 agregat kasar : 1,0 agregat halus. - Kapasitas maksimum mixer kira-kira 0,1 m 3. Untuk campuran dinginkan tambahkan agregat 0,1 m 3 sebelum aspal. - Tambahkan material aspal dan aduk selama 4 menit siapkan campuran aspal dingin kelas A, kelas C, kelas E atau campuran aspal beton secukupnya, hamparkan campuran aspal dingin pada permukaan yang telah ditandai, sampai ketebalan diatas permukaan minimum 10 mm. - Padatkan dengan Baby Roller (minimum 5 lintasan) sampai diperoleh kepadatan optimum. Metode Pavement Condition Index (PCI) yang akan digunakan dalam menganalisis, sehingga diperoleh Usulan Penanganan Pemeliharaan. 174

6 Gambar 4. Diagram Alur Penelitian 2. Analisis data dan pembahasan Hasil analisis data pada ruas jalan Bts. Kota Palembang Simpang Inderalaya dengan menggunakan metode Pavement Condition Index (PCI) adalah sebagai berikut. a. Nilai PCI Berdasarkan hasil perhitungan nilai PCI rata-rata diperoleh 85,58 dengan kondisi sangat baik, akan tetapi walaupun nilai PCI rata-rata tinggi dan kondisi sangat baik, dibeberapa segmen (km) nilai PCI masih memiliki nilai selisih terlalu besar apabila dibandingkan dengan nilai PCI rata-rata, seperti pada nilai PCI segmen (km) yaitu sebesar 50 dengan kondisi sedang, sedangkan nilai PCI segmen (km) sebesar 95 dengan kondisi sempurna. Penentuan nilai kondisi dilakukan dengan menggunakan tabel 1 kondisi klasifikasi kualitas perkerasan jalan. 175

7 Tabel. 2.Langkah Perhitungan nilai PCI Dari hasil perhitungan maka di dapat perbandingan nilai Kondisi perkerasan (PCI) pada wilayah penelitian 76,62% berada dalam kondisi sempurna, 16,17% berada dalam kondisi sangat baik, 3,96% dalam kondisi baik, dan 3,25% dalam kondisi sedang. Hasil penelitian menunjukan bahwa luas total kerusakan jalan yang terjadi yaitu 748,615 m 2, kerusakan yang paling banyak terjadi adalah kerusakan pengelupasan dengan luas 288,41 m 2 atau 38,53 %. Sedangkan kerusakan lainnya yang cukup signifikan terjadi adalah kerusakan Amblas yang luas mencapai 26,81%, kerusakan terkecil adalah rusak retak pinggir 0,05%. Gambar 5. Perbandingan kondisi nilai PCI Gambar 6. Persentase Luas Kerusakan 176

8 Penentuan Prioritas penanganan kerusakan jalan dilaksanakan berdasarkan nilai PCI, dimana pada segmen penelitian yang memiliki nilai PCI terkecil memperoleh prioritas penanganan terlebih dahulu. Tabel. 3 Urutan prioritas pertama penanganan kerusakan jalan berdasarkan nilai PCI. Metode perbaikan yang digunakan harus disesuaikan dengan jenis kerusakannya, perbaikan dilakukan per segmen dan berdasarlam urutan prioritas penanganan kerusakan jalan. Tabel. 4 Usulan penanganan perbaikan Jenis Kerusakan Pengelupasan Amblas Pelepasan butir Lubang Tindakan perbaikan Pengelupasan merupakan kerusakan yang paling dominan dan perbaikannya dengan metode P2 dengan memberikan lapisan tambah di atas lapisan yang mengalami pengelupasan (overlay). Tindakan perbaikan dapat dilakukan dengan metode P5 yaitu dengan mengisi bagian jalan yang amblas dengan agregat, kemudian dengan pemadatan dengan campuran aspal. Untuk amblas < 5 cm, bagian yang rendah disi dengan bahan sesuai seperti lapen, lataston, laston. Untuk amblas yang > 5 cm, bagian yang amblas dibongkar dan dilapisi kembali dengan lapis yang sesuai. Tindakan perbaikan dapat dilakukan dengan metode P2, memberikan lapisan tambahan di atas lapisan yang mengalami pelepasan butir setelah lapisan tersebut dibersihkan, dan dikeringkan. Penanganan dengan metode P5 dengan melakukan penambalan lubang (patching) dan penambahan lapisan perkerasan (overlay). 3. Kesimpulan 1. Nilai Pavement Condition Index (PCI) rata-rata diperoleh 85,58 dengan kondisi sangat baik. 2. Luas total kerusakan yang terjadi yaitu 748,615 m 2, kerusakan yang paling banyak terjadi adalah kerusakan pengelupasan dengan luas 288,41 m 2 atau 38,53 %. Sedangkan kerusakan lainnya yang cukup signifikan terjadi adalah kerusakan Amblas yang luas mencapai 26,81 %. 177

9 3. Prioritas penanganan pertama dilakukan pada segmen (km) dengan nilai PCI terkecil, yaitu nilai PCI 50 (sedang). 4. Pada periode penelitian Pemerintah melakukan perbaikan ruas jalan tersebut, sehingga hasil analisa menemukan jalan dalam kondisi sangat baik. DAFTAR PUSTAKA Nisumanti S., 2012, Sistem Informasi Manajemen Pemeliharaan Jalan (Studi Kasus: Ruas Jalan Palembang Betung) Jurnal Bearing, Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Palembang Hardiyatmo, H.C., 2007, Pemeliharaan Jalan Raya, Gadjah Mada University Press, Yogyakarta. Departemen Pekerjaan Umum Direktorat Jenderal Bina Marga, Undang Undang Republik Indonesia Nomor 38 Tahun 2004 Tentang Jalan. Suryadharma,H., Rekayasa Jalan Raya, Universitas Atma Jaya Yogyakarta. Sukirman. S., 1992, Perkerasan Lentur Jalan Raya, Penerbit Nova, Bandung Direktorat Jenderal Bina Marga Direktorat Pembinaan Jalan Kota., 1995, Tata Cara Penyusunan Program Pemeliharaan Jalan Kota, Indonesia. 178

10 PERENCANAAN PROSES FABRIKASI ALAT PENUKAR KALOR TYPE SHELL AND TUBE DI PT. ABC ABSTRAK Tarmizi Husni Dosen Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas IBA Dengan semakin berkembangnya industri manufaktur nasional, maka peralatan penunjang produksi di tanah air semakin berkembang, slah satunya adalah alat penukar kalor yang banyak digunakan oleh kalangan industri di tanah air. Alat Penukar Kalor (APK) merupakan suatu peralatan produksi yang dipakai dalam rangka proses perpindahan panas/kalor dari medium yang satu ke medium yang lain dengan menggunakan prinsif-prinsif thermodinamika atau secara paksa. Untuk menghasilkan sebuah APK maka diperlukan adanya rujukan-rujukan yang mengacu kepada standar atau kode-kode yang berlaku sehingga alat penukar kalor yang dihasilkan memenuhi persyaratan-persyaratan yang diperlukan. Dalam proses pabrikasi APK ini keterampilan dalam proses pengelasan memegang peranan penting karena alat penukar kalor merupakan peralatan yang identik dengan bejana bertekanan. Dalam penelitian ini dibahas proses produksi dengan alur produksi yang terjadi dalam menghasilkan sebuah alat penukar kalor secara standar, serta proses-proses yang terjadi dalam menghasilkan setiap momponenkomponen atau bagian-bagian dari alat penukar kalor tersebut. Penelitian ini, berusaha menyajikan gagasan spesifik dari teknik fabrikasi yang terpadu dan dapat diterapkan dalam berbagai kasus fabriksi, yang diharapkan dapat menjadi acuan para praktisi dilapangan serta dapat membantu teknik dan pemahaman yang praktis. Key-Words: Head Exchanger, Shall and Tube, Manufacturing; Production 1. PENDAHULUAN Pertumbuhan industri tanah air khususnya Sumatera Selatan, akan dapat menumbuhkan kegairahan berusaha. Keadaan ini dapat memberikan kontribusi yang sangat besar dalam rangka meningkatkan pendapatan asli daerah sekali gus secara nasional guna menunjang kesinambungan pembangunan. Permintaan alat penukar kalor sebagai alat penunjang industri cenderung mengalami peningkatan. Pada pemilihan yang tepat suatu alat penukar kalor akan dapat menurunkan tidak saja pada biaya pembuatan pabrik akan tetapi juga pada biaya operasional harian dan perawatan sehingga tujuan dari suatu proses manufaktur untuk menghasilkan suatu produk yang berfungsi sesuai dengan spesifikasinya atau dapat diterima oleh konsumen, juga akan memberikan nilai ekonomis bagi konsumen dan produsen. Unit penukar kalor adalah suatu aklatuntuk memindahkan panas dari suatu fluida ke fluida yang lain. Sebagian besar dari industri-industri yang berkaitan dengan pemrosesan selalu menggunakan alat ini sebagai penunjang operasionalisasi proses, sehingga alat penukar kalor ini mempunyai peran yang penting dalam suatu proses produksi atau operasi. Salah satu tipe dari alat penukar kalor adalah Shell and Tube sebagaimana yang diperlihatkan melalui gambar 1halaman 3 di bawah ini, alat ini terdiri dari sebuah shell slindris di bagian luar dan sebuah tube (tube bundle) di bagian dalam, dimana temperatur fluida didalam tube bundle berbeda dengan di luar tube atau di dalam shell, sehingga terjadi perpindahan panas antara aliran fluida didalam tube dan diluar tube. Dalam sistim proses manufaktur dimana input diolah melalui proses transformasi guna menghasilkan out put selalu dihadapkan pada persoalan pokok yang harus mendapatkan perhatian, seperti desain produk yang tepat, bahan baku, mesin, manusia dan kondisi sekitarnya, 170

11 sehingga alat penukar kalor yang dihasilkan mempunyai nilai kompetitif dipasar, selain itu waktu operasi yang digunakan untuk membuat alat penukar kalor itu harus se minimum mungkin. Untuk menjamin kelangsungan proses, alat penukar kalor yang dihasilkan haruslah memenuhi standar kualitas ttertentu dengan aturan-aturan khusus (ode) yang harus dipenuhi, misalnya ASME KODE yang berisi cara mengontrol kualitas atau material yang datang selama proses pabrikasi sampai produk siap dikirim, TEMA KODE yang merupakan standar yang mengatur desain unit penukar kalor. Ruang lingkup pekerjaan dalam penelitian ini merupakan pekerjaan desain yang meliputi desain ulang dari desain dasar (basic design) yang diberikan oleh pemesan, sehingga dapat dibuatkan gambar dan spesifikasi untuk proses pabrikasi, kemudian proses praduksi untuk melakukan pembuatan alat penukar kalor dan rangkaian assembling serta pelaksanaan proses pengelasan akan menjadi fokus dalam penelitian ini. Batasan penelitian meliputi; a. Penelitian dilakukan terhadap alat penukar kalor tipe shell and tube b. Kendala keterlambatan bahan baku dan permasalahan mesin diabaikan c. Penelitian ini mengacu pada proses produksi sesungguhnya yang telah dilakukan sebelumnya. d. Data material dan bahan baku berdasarkan data historis e. Penelitian ini merupakan rancangan perencanaan proses produksi yang meliputi elemen, head, shell, nozzle flange, saddle, tube bundle dan channel. Gambar 1. Standar Alat Penukar Kalor Type Shell and Tube dari TEMA 2. UJUAN PENELITIAN Adapun tujuan peneltian ini adalah: a. Mempelajari proses pembuatan produk alat penukar kalor. b. Mempelajari aliran proses pembuatan alat penukar kaalor c. Melakukan pendekatan untuk proses standarisasi pruksi alat penukar kalor 171

12 3. LANDASAN TEORI Operasi merupakan suatu proses untuk merubah bahan baku menjadi kompenen yang diinginkan. Dengan demikian dapat dikatakan sebagai suatu sistem produktif untuk mengubah sumber daya sebagai masukan menjadi barang atau jasa sebagai keluaran. Masukan ini dapat berupa bahan baku, tenaga kerja modal, energi atau informasi yang semuanya diubah menjadi barang/jasa oleh teknologi proses yang merupakan metode atau cara yang digunakan untuk proses transformasi, seperti proses pembentukan pola (marking) pemotongan (cutting), forming dan welding. Proses engineering akan berkaitan dengan aktivitas-aktivitas perancangan proses yang meliputi pemilihan proses manufacturing yang tepat (efektif dan efisien) diaplikasikan serta penetapan fasilitas produksi lainnya. Terdapat berbagai macam proses manufacturing yang bisa dijumpai, akan tetapi untuk proses pengolahan logam (metal working) secara umum dapat dibedakan dalam, metallurgical transformation, pengecoran, pembentukan dan pemotongan logam, pengelasan penyambungan, perakitan dan penyelesaian akhir (finishing) ALAT PENUKAR KALOR Alat penukar kalor merupakan suatu alat untuk memindahkan energithermal dari suatu panas ke sumber yang lebih dingin, atau alat yang memungkinkan terjadinya perpindahan energi dalam bentuk kalor antara dua fluida atau lebih yang mempunyai temperatur berbeda. Apabila aliran fluida yang melintasi penukar kalor hanya satu kali, maka susunan ini disebut penukar kalor satu lintas, dan jika aliran fluida tersebut mengalir dalam arah yang sama maka penukar kalor ini mempunyai tipe aliran searah (parallel flow), dan jika aliran fluida tersebut mengalir dalam arah yang berlawanan maka disebut dengan dengan aliran lawan (counter flow). A. KLASIFIKASI Alat penukar kalor dikalasifikasikan dalam kriteria fisik dan konstruksinya. a. Kriteria Fisik; Proses perpindahan panas Cara perpindahan panas/konveksi (bebas/paksa), konduksi atau radiasi. Jumlah fluida yang bekerja (2, 3 atau lebih) Bentuk aliran (searah, berlawanan atau silang). b. Kriteria konstruksi; Kekompakan Komponen Bahan/material Tipe alat penukar kalor yang berhubungan dengan masalah; 1). teknologi yang digunakan 2). perpindahan panan Adapun parameter kerja suatu alat penukar kalor merupakan gabungan dari beberapa kriteria tersebut diatas. Untuk menyusun konsep dasar proses dan perancangan alat dari suatu alat penukar kalor, terlebih dahulu harus mengetahui proses dan utility stream yang mencakup temperatur, perubahan enthalpy, koefisien perpindahan panas dan biaya. Dasar pertimbangan ini mengacu kepada aspek; a. operasional b. Ekonomi c. Maintenance d. sapety 172

13 Sesuai dengan standar TEMA tipe alat penukar kalor ini dapat dibagi menjadi tiga bagian, yaitu; head, shell and tube. B. CODE DAN STANDAR Shell and tube head exchanger adalah salah satu tipe dari alat penukar kalor, yang terdiri dari sebuah shell silindris dibagian luar dan sejumlah tube (tube bundle) dibagian dalam. Dimna temperatur fluida didalam tube bundle berbeda dengan di luar tube (di dalam shell) sehingga terjadi perpindahan panas antara aliran fluida didalam tube dan di luar tube. Untuk selanjutnya daerah yang berada didalam tube atau berhubungan dengan bagian dalam tube disebut dengan tube side dan yang diluar dari tube atau bagian dalam shell disebut dengan shell side. Semua shell dan tube head exchanger pada saat bekerja akan dikenai tekanan dari dalam (internal pressure) oleh karena itu bisa di identikkan dengan bejana bertekanan pressure vettel. Sehingga dalam mendesain alat penukar kalor akan diatur oleh suatu internasional code yaitu ASME dan TEMA (tubular exchangermanufacturers association) dan HEI (head exchange institut). C. METODOLOGI PROSES Pengumpulan Data dilakukan dengan jalam melakukan proses produksi sesuai dengan alur proses dari setiap elemen/komponen alat penukar kalor n sebagaimana yang diperlihatkan melalui gambar 2, halaman 175 berikut, kemudian dilakukan perhitungan terhadap komponenkomponen tersebut dengan kondisi desain sebagai berikut; Tabel 3.1. Data Desain Shell Side dan Tube Side Desain pressure PSIG Desain temperatur 0 F Corrosion Allowance. W Perhitungan terhadap komponen Shell and Channel Thickness dilakukan dengan menggunakan rumus sebagai berikut; Shell Cylinder; Item Shell side Tube side 113, , , T scyl = + CA (base on inside dimension), P = 113,78 PSIG (shell side) Channel Cover (2 : 1 Elliphead) Tc cov = ( ), Channel Cyliner + CA Tc cyl =, + 173

14 Tube Sheet Thickness T Ts =. ca + Shell side Corrosion Allowance 4. HASIL DAN PEMBAHASAN PROSES FABRIKASI Untuk melakukan proses fabrikasi elemen-elemen alat penukar kalor maka perlu diketahui terlebih dahulu aliran proses setiap komponen yang akan dilalui, aliran proses ini sebagaimana yang diperlihatkan dalam gambar 2 halaman 6. Dengan bagan aliraan proses ini akan dapat ditentukan berbagai macam kebutuhan yang menyangkut material, material pembantu, tenaga kerja, mesin dan peralatan pembantu yang berhubungan dengan proses produksi setiap elemen alat penukar kalor yang akan dibuat FABRIKASI ELEMEN SHELL Shell merupakan bagian tengah alat penukar kalor dan merupakan rumah untuk tube bundle. Antara shell dan tube bundle terdapat fluida yang menerima dan melepaskan panas sesuai dengan proses yang terjadi. Antara sekat (buffle) harus terdapat ruang bebas untuk memudahkan dalam memasukkan buffle kedalam shell. Dalam melakukan fabrikasi elemen shell ini terdapat alur proses sebagai berikut; marking, cutting, rolling, fit-up, long and crc. Welding dan grinding FABRIKASI ELEMEN HEAD Elemen head terdiri dari dua bagian yaitu head stationer dan rear end head. Head Stationer merupakan salah satu bagian ujung dari alat penukar kalor. Pada bagian ini terdapat saluran masuk fluida yang akan mengalir kedalam tube. Head Stationer terdiri dari dua jenis; channel dan bonnet (topi). Rear and head merupakan head bagian belakang yang terletak pada ujung lain alat penukar kalor. Rangkaian proses produksi elemen head ini antara lain meliputi; marking, cutting, pre-bending, rolling, grinding, fit-up long and circ. Weld., cutting hols flange and nozzle, fit-up, nozzle and welding. Salah satu bentuk dari elemen head ini sebagaimana yang diperlihatkan melalui gbr

15 Gambar 2 Aliran Proses Produksi Alat Penukar Kalor Type Shall and Tube Gambar 3. Bentuk dari Elemen Shall 175

16 Gambar 4. Head Eliptical 2 : FABRIKASI ELEMEN NOZZLE Nozzle merupakan keluar dan masuknya fluida (in let atau out let). Pada alat penukar kalor minimal harus terdapat empat buah nozzle yaitu dua untuk fluida dalam tube dan dua untuk fluida luar tube. Dalam proses fabrikasi elemen nozzle ini terdapat beberapa proses antara lain; maeking, cutting, grinding, mach drill and winding. Adapun bentuk dari elemen nozzle dapat diperlihatkan melalui gambar 4 dibawah ini. Gambar 5. Elemen Nozzle 4.4. FABRIKASI ELEMEN SADDLE FABRIKASI ELEMEN TUBE BUNDDLE Tube dalam alat penukar kalor merupakan urat nadi, karena didalam dan diluar tube mengalir fluida. Fluida yang mengalir tersebut mempunyai kapasitas, temperatur, tekanan, density serta jenis yang berbeda. Kedua ujung dari tube diikat pada tube sheet yang bertujuan untuk mencegah kebocoran fluida yang dapat mengakibatkan terjadinya kontaminasi. Dalam proses fabrikasi elemen tube sheet ini terdiri dari proses sebagai berikut; fit-upchampering holes, and insert tubes Bentuk dari elemen elemen tube sheet ini dapat diperlihatkan melalui gambar 7. Saddle merupakan tempat dudukan atau kaki dari alat penukar kalor. Dalam proses fabrikasi elemen saddle ini terdapat rangkaian proses sebagai berikut; marking, cutting, welding dan grinding. Sedangkan bentuk dari elemen saddle sebagaimana yang diperlihatkan dalam gambar 6 halaman dibawah ini. 176

17 Gambar 6. Bentuk dari Elemen Saddle Gambar 7. Bentuk dari Tube Sheet Gambar 8. Bentuk dari elemen Baffle Dalam pabrikasi alat penukar kalor diperlukan adanya standar yang dipergunakan. Adapun standar yang umum dipakai adalah standar dari TEMA yang menitik beratkan dalam perencanaan (desain), operasi dan pabrikasi. Selain itu juga dipergunakan standar ASME yang menitik beratkan dalam standar kualitas dari material konstruksi. Standar ini merupakan penekanan terhadap keselamatan operasi dan tenaga kerja sebagai bahan acuan secara umum yang dijadikan patokan untuk dipergunakan dalam merancang, pabrikasi serta pemeliharaan dan operasi dari alat penukar kalor. Dengan demikian standar ini telah mencakup masalah-masalah, perancangan, pembuatan, pemeliharaan material, konstruksi serta pengujian-pengujian. 177

18 4.5. PROSES PRODUKSI Diatas telah dikemukakan bahwa, dalam proses pembuatan elemen alat penukar kalor ini dilakukan dengan rangkaian tahapan proses, tahapan-tahapan proses ini meliputi; 1. Proses Marking (penandaan); Proses ini merupakan proses menggambar dan memberikan tanda yang dilakukan terhadap material atau bahan baku yang berupa lembaran plat dan digunakan untuk membuat komponen-komponen alat penukar kalor. Dalam perencanaan proses marking haruslah ditambahkan untuk mencapai ketebalan bahan yang sesuai dengan spesifikasi, karena sesudah proses forming ini, material akan mengalami penyusutan. Proses ini akan dimenentukan, baik terhadap dimensi maupun kinerja produk yang dihasilkan. 2. Proses Cutting (pemotongan); Proses pemotongan dilakukan dengan menggunakan mesin potong (beaver). Pemotongan ini dimuai dari pemotongan material sesuai dengan penandaan yang telah dilakukan pada proses marking. Dalam proses pemotongan material ini terdapat dua macam permukaan yang dipotong, pertama permukaan rata, yang digunakan untuk material yang tidak mengalami proses pengelasan; dan yang kedua permukaan dengan kampuh, digunakan untuk material yang akan mengalami proses pengelasan. 3. Proses Forming (pembentukan); Pembentukan material dilakukan dengan menggunakan proses forming. Dalam proses terjadi proses-proses pengerolan, pengeboran, pembentukan dan press material. 4. Proses Welding (pengelasan); Pengelasan merupakan proses terpenting dan menentukan dalam pembuatan alat penukar kalor Proses pengelasan merupakan proses penyambungan baik dilakukan terhadap komponen itu sendiri atau komponen lainnya yang disebut dengan assembling. Selain itu frekuensi proses pengelasan merupakan pekerjaan tertinggi dalam proses pabrikasi, sehingga untuk mencapai hasil pengelasan yang baik dilakukan klasifikasi prosedur yang harus teridentifikasi dan mengacu kepada semua gambar dan dokumen kerja yang berlaku. pemotongan material sesuai dengan penandaan yang telah dilakukan pada proses marking PENGUJIAN ALAT PENUKAR KALOR Setelah proses pabrikasi komponen alat penukar kalor selesai dilakukan, maka selanjutnya dilakukan pengujian atau inspeksi terhadap hasil pekerjaan, hal ini dilakukan dalam rangka menjamin kualitas sesuai dengan spesifikasi yang telah ditentukan, baik terhadap dimensi maupun kinerja produk yang dihasilkan. A. PENGUJIAN PENGELASAN; Kualifikasi proses yang menjadi titik berat dalam proses produksi adalah proses pengelasan dan kualifikasi tenaga las. Kualifikasi prosedur pengelasan ini merupakan semua variabel pengelasan esensial yang meliputi; jenis material induk (base metal), posisi pengelasan, jenis material pengisi (kawat las) dan merek dagangnya serta perlakuan panas pasca pengelasan. Dengan demikian diperlukan adanya pengujian terhadap kualifikasi yang berupa; uji mekanik (tarik dan inpact), kekerasan dan HDE, sedangkan untuk material-material khusus misalnya material paduan perlu pengujian tambahan terhadap kekerasan dan microskopis, dengan tujuan untuk meyakinkan bahwa prosedur yang telah dibuat bisa dipergunakan untuk pengerjaan proses yang sebenarnya. Kualifikasi tukang las dan operator mesin las menjadi penting untuk dikualifikasi dan diuji sesuai dengan standar (code) yang telah ditentukan yang mana proses pengujian biasanya disaksikan oleh pihak pemesan produk sehingga pengesahannya dapat di-record dengan baik. Dalam proses pengelasan untuk setiap sambungan las harus dilakukan sesuai dengan prosedur 178

19 yang dibuat dan didukung dokumen kerja yang berlaku. Kondisi lingkungan kerja harus dijaga sedemikian sehingga saat dilakukan pengujian kondisi tidak mengalami perubahan a. Material Penngisi; Material pengisi (iller material) harus benar disesuaikan dengan jenis material pokok yang akan di las, demikian juga dengan material pelindung (flux) karena semuanya akan menentukan kualitas akhir produk pengelasan. Sedangkan material penopang dan sisipan pada umumnya tidak direkomendasikan untuk terpasang permanen. b. Persiapan Sisi Sambungan; Pada persiapan sisi sambungan harus dibuat sesuai dengan detail sambungan las yang diminta, bebas keretakan, propocity, dan tempelan terak serta cacat permukaan yang lain. Proses persiapan sisi (baveling) dengan potong api, tergantung persyaratan yang diminta dan karakteristik dari material induknya. Semua permukaan sambungan las harus bebas dari material seperti, minyak, cat, debu, sisik logam, (terak) oxida dan semua bentuk kontaminasi yang lain sebelum pelaksanaan pengelasan, sedangkan sesudah proses pengelasan permukaan las harus bebas dari puntung las, flux, terak dan material asing lainnya. Kondisi penyetelan sebelum dimulai pengelasan harus diyakini mempunyai jarak yang sesuai serta posisi geometri yang benar, hal ini dalam rangka menjamin kualitas akhir pengelasan khususnya penetrasi sambungan las dan dimensi akhirsetelah pengelasan. B. PERLAKUAN PANAS; Pemanasan awal untuk proses potong panas arc. Air gouging dan pengelasan harus dilakukan sesuai prosedur yang berlaku atau menurut standar. Sedangkan suhu udara juga bervariasi sesuai jenis materialnya. Perlakuan panas pasca pengelasan dimaksudkan untuk menghilangkan tegangan sisa yang terjadi karena proses pengelasan, serta mengeluarkan gasgas asing yang terjebak selama proses pengelasan, sehingga akan memperbaiki kualitas pengelasan. C. PEMERIKSAAN DAN PENGUJIAN; Cara-cara pemeriksaan dan pengujian harus sesuai dengan code/spesifikasi yang diminta, meliputi; 1). Pemeriksaan visual 2). Pengujian tidak merusak (radiografhic Examination, Liquit Penetrant Exsamination, Ultrasonic Exsamination). 3). Pengujian merusak; Untuk alasan praktis pengujian merusak yang biasa dilakukan adalah uji mekanik berupa pengujian kekerasan dan pengujian mekanik production test. 5. KESIMPULAN 1. Sebelum proses fabrikasi elemen-elemen alat penukar kalor dilakukan, maka bagan aliran proses produksi perlu ditentukan terlebih dahulu, hal ini dilakukan untuk menentukan kebutuhan material, material pembantu, tenaga kerja, mesin dan peralatan pembantu. 2. Dalam proses fabrikasi proses pengelasan merupakan faktor sangat penting untuk diperhatikan, karena kualitas hasil pengelasan secara langsung mempengaruhi kualitas alat penukar kalor yang dihasilkan. 3. Alat penukar alor yang diproduksi perlu dilakukan pengujian guna menjamin kualitas hasil febrikasi agar sesuai dengan spesifikasi yang telah ditentukan baik terhadap dimensi maupun terhadap kinerja produk hasil fabrikasi. 179

20 4. Untuk mendapatkan tingkat kemanan yang baik, maka kualitas hasil fabrikasi harus memenuhi standar yang berlaku secara umum. DAFTAR PUSTAKA Asyhab, Alat Penukar Kalor (Unfired heater), Makalah, Heat Exchanger Cource, HAPKI HTFS, Jakarta, Gede Suryadharma, Nyoman, Analisa Waktu Operasi Dalam Proses Manufaktur Untuk Menentukan Biaya Produksi Pressure Vessel Thesi, Program Pasca Sarjana, Teknik Mesin, UI, Kreith, Frank, Principle of Head transfer, Third Edition, dalam, Perpindahan Panas, Alih Bahasa Arko Priono, Edisi III, Erlangga, Jakarta, Peters Max. S and Klaus D. Timmerhaus, Plant Design and Economic for Chemical Engeneers,Mc-Graw-Hill, Inc, Singapura, Iswoyo Haryono, Manajemen Produksi dan Operasi, Penerbit LPBM, Jakarta, Sunarno dan Sulistianto, DP. Agus, Fabrikasi Alat Penukar Kalor, Makalah Head Exchanger Cource, HAPKI-HTFS, Jakarta, Tarmizi Husni, Estimasi Biaya Produksi dan Penentuan Harga Alat Penukar kalor di PT. B, Thesis, Program Pasca Sarjana UI, Jakarta, 1996 Wignyosoebroto, Sritomo, Pengantar Teknik dan Manajemen Industri, Edisi Pertama, Penerbit Guna Widya, Surabaya,