BAB II DASAR TEORI 2.1 Pengertian Umum Perencanaan pengangkatan adalah suatu perencanaan pengangkatan menggunakan perhitungan teknis secara detail untuk meminimalisir resiko kecelakaan kerja. Secara alami resiko dalam proses lifting dan rigging sangat besar. Oleh karena itu perlu dilakukan perencanaan yang baik dalam proses operasi lifting dan rigging. Tingkat perencanaan akan bervariasi sesuai dengan kompleksitas pekerjaan tetapi minimal harus mencakup penilaian risiko yang terlibat dalam operasi tertentu. Sebuah pernyataan metode untuk memastikan bahwa sistem bekerja untuk membuat operasi pengangkatan dilakukan dengan aman. Alat angkat bersertifikat dan aksesoris yang akan digunakan. Dan dilengkapi dengan gambar atau sketsa dari proses pengangkatan tersebut. 2.2 Alat Angkat Pada proses pengangkatan tentunya alat angat sangat berperan penting. Setiap jenis alat angkat memiliki karakter dan fungsi yang berbeda-beda. Dalam pemilihan alat angkat yang akan digunakan bisa berdasarkan jenis barang yang diangkat, berat barang, kondisi permukaan tanah di lokasi pengangkatan dan posisi barang. Untuk operasi pengangkatan di rig pemboran biasanya menggunakan Rough Terrain Crane atau menggunakan Crawler Lattice Boom Crane. Dua jenis crane tersebut memiliki keunggulan yang berbeda satu dengan yang lain. Penjelasan lebih detailnya sebagai berikut: Rough Terrain Crane Rough Terrain Crane di desain untuk penggunaan off road dan memerlukan manuver extreme. Rough Terrain idealnya untuk aplikasi pekerjaan ringan namun memerlukan kecepatan dan mobilitas yang tinggi. Sebelum menggunakan baca load chart dan mengerti semua catatan pada load chart. Telescopic boom chart memiliki panjang special dan batasan batasan, sesuai dengan karakteristik crane. 4

5 Pada load chart juga menampilkan pengurangan kapasitas pada crane, seperti halnya boom extension terpasang, tidak terpasang atau terlipat di samping boom, maka pastikan load chart telah di pahami sebelum menngunakan crane. Gambar 2.1 Rough Terrain Crane (ref; foto pribadi tgl 12-01-2015) Crawler Lattice boom Crane Crawler crane atau sering disebut crane beroda rantai, merupakan sebuah crane dengan crawler terdiri atas satu set track yang menempel pada link untuk bergerak /berpindah dengan merayap. Perpindahan dilakukan dengan cara tram motor memutar track pada sproketnya. Pada umumnya crane crawler mempunyai kapasitas pengangkatan yang besar dibandingkan jenis crane beroda ban. Namun karena berat mesin dan lambannya pergerakan crawler menjadi satu kekurangan bagi crane jenis ini. Untuk memindahkan dari satu tempat ke tempat yang lain diperlukan biaya ekstra dan peralatan yang banyak seperti trailer dan crane lain karena crane ini harus dibongkar. Kelebihannya, crane jenis ini terkenal sangat stabil dan lebih tangguh serta sanggup mengangkat beban sambil bergerak (moving) karena tidak memakai outrigger. Biasanya crane crawler menggunakan boom type lattice (kisi). Walaupun boom tipe ini sangat merepotkan saat pembongkaran dan pemasangan, namun crane dengan boom tipe ini sangat cocok digunakan untuk berbagai keperluan kerja berat (heavy duty crane) dan kerja-kerja berat lain termasuk di tempat-tempat yang

6 terlalu ekstrim namun memerlukan kestabilan tinggi seperti di atas barge (ponton) ataupun di lokasi tanah yang mudah amblas. Gambar 2.2 Crawler Lattice Boom Crane (ref; katalog crane sumitomo SCX-55) 2.3 Lifting Gear Pada proses operasi pengangkatan banyak menggunakan peralatan penunjang seperti wire rope, webbing sling, sackle, spreader beam. Peralatan penunjang tersebut digunakan menyesuaikan dengan karakter barang yang akan diangkat sehingga proses operasi pengangkatan berjalan dengan baik dan tidak merusak barang yang diangkat maupun peralatan penunjang tersebut. Penjelasan lebih detail dari peralatan penunjang tersebut adalah sebagai berikut: 2.3.1 Wire Rope 2.3.1.1 Konstruksi Wire Rope Wire rope mempunyai tiga komponen yaitu core, strand dan wire. Core adalah inti wire rope bisa dibuat dari serat ataupun wire rope yang lebih kecil. Strand adalah kumpulan wire (kawat) yang dirangkai menjadi satu jalinan tali. Dalam satu strand terdapat satu kawat yang berfungsi sebagai inti (center). Wire adalah satu kawat tunggal.

7 Gambar 2.3 Konstruksi wire rope sling ( ref; http://www.lift-all.com/wire Rope) Sebagian besar konstruksi dari wire rope dikelompokkan ke dalam 4 standard klasifikasi. Tabel 2. 1. Klasifikasi wire rope Klasifikasi Jumlah Strand Wire per strand 6 x 7 6 7 6 x 19 6 16 sampai 26 6 x 37 6 27 sampai 49 8 x 19 6 16 sampai 26 Karakteristik fisik, seperti ketahanan lelah (fatique) dan ketahanan aus (abrasion), langsung dipengaruhi oleh design (konstruksi) dari strand, secara umum strand dibuat dari beberapa kawat (wire) besar akan lebih tahan abrasion dan lebih kecil ketahanannya terhadap kelelahan dibanding dengan strand dengan ukuran sama tetapi yang dibuat dari kawat-kawat yang lebih kecil. 2.3.1.2 Arah Pintalan Wire Rope Arah pintalan strand pada wire rope dibagi menjadi dua yaitu left lay dan right lay. Apabila dilihat memanjang sebuah wire rope arah strand dari right lay wire rope akan spiral ke kanan sedangkan untuk left lay spiral akan ke kiri. Jenis pintalan pada wire rope dibagi menjadi dua jenis yaitu regular lay dan lang lay. Pada regular lay, wire berlawanan arah dengan arah strand di wire rope. Kawat-kawat (wire) sejajar dengan poros rope. Sedangkan pada lang lay, wire disusun dengan arah yang sama dengan strand lay, di rope dan wire akan tampak bersilang dengan sebuah sudut terhadap poros rope.

8 Left Regular Lay Right Regular Lay Gambar 2.4 Arah pintalan wire rope( ref; http://www.lift-all.com/wire Rope) 2.3.1.3 Inti / Core Core adalah bagian inti dari wire rope. Inti terletak di tengah wire rope mempunyai fungsi untuk bantalan untuk mendukung strand-strand dari rope, disamping itu berfungsi untuk menyimpan pelumas. Terdapat dua jenis core, yaitu: a. Fibre Core (FC) adalah core dari tali dengan bahan dari serat sisal/manila atau fiber buatan seperti polypropylene. Wire rope dengan core ini akan lebih lentur dan lebih murah, tetapi dari segi kekuatan /normal capacity dari wire rope ini lebih rendah. Tipe ini banyak dipakai pada swab line. b. Independent Wire Rope Core (IWRC), adalah core yang berupa wire rope. Tipe ini yang paling banyak di pakai di operasi perminyakan, ia mempunyai nominal strength lebih besar dibanding yang lainnya, tetapi harganya lebih mahal. Kurang lebih 7,5% dari nominal strength dari 6 strand IWRC adalah dimiliki atau dari core-nya. 2.3.1.4 Ukuran Diameter Ukuran diameter wire rope diukur dari puncak strand ke strand yang berseberangan atau merupakan diameter terbesar dan bukan diameter terkecil. Ukuran diameter diukur sampai bilangan terkecil 1/64 inch. Ukuran wire rope umumnya lebih besar sedikit dari ukuran nominalnya. Ini merupakan kondisi yang normal karena apabila dipakai pada operasi setelah beberapa saat maka wire rope tersebut akan berukuran sebesar ukuran nominal. Batas toleransi perbedaan diameter tersebut dapat dilihat pada tabel Tolerance on Rope Diameter-API 9A pada lembar lampiran. Pengukuran diameter rope dilakukan dengan memberi beban sebesar 10% 20% dari nominal breaking strength. Pengukuran dilakukan pada rope sepanjang satu meter di dua tempat yang berbeda. Batas toleransi

9 perbedaan hasil pengukuran diameter di kedua tempat tersebut dapat dilihat pada tabel Permissible Difference on Two Measurement of Rope Diameter-API 9A pada lembar lampiran. Kesalahan pengukuran wire rope sering terjadi seperti pada gambar dibawah. benar salah Gambar 2. 5 Cara pengukuran diameter ( ref; http://www.lift-all.com/wire Rope) 3.1.5 Identifikasi Wire rope diidentifikasikan dengan angka dan singkatan-singkatan, yang hal ini penting untuk dipahami. Berikut ini adalah contoh spesifikasi wire rope : 1,12 x 4921 6 x 19 S PRF RRL IPS IWRC Diameter line Independent wire rope core Length of line Number of strands per line Number of wire per strand Improved plow steel Right regular Lay Preformed Strands Seale Pattern 2.3.1.6 Kapasitas Wire Rope Sling Pada proses operasi pengangkatan kapasitas wire rope sling harus sangat diperhatikan agar tidak terjadi kecelakaan kerja. Kapasitas wire rope sling di tentukan oleh: a. Size (diameter sling)

10 Diameter sling sangat berpengaruh terhadap kapasitas angkat dari sling tersebut. Semakan berat beban yang akan diangkat maka diameter sling yang digunakan juga semakin besar. b. Sudut Sling Sudut yang terbentuk saat pemasangan sling juga berpengaruh terhadap peningkatan gaya yang akan diterima oleh beban. Semakin kecil sudut yang terbentuk antara seling dengan beban maka semakin besar tegangan yang diderita oleh sling. Ketika menentukan SWL sling yang di pengaruhi oleh sudut maka tegangan sling (T) di pengaruhi oleh efisiensi sudut (f) : Tabel 2.2Pengaruh sudut terhadap tegangan sling (ref; ref; Lifting and rigging handbook opito) Sudut T f 0 0 1% 1 60 0 15% 1.14 90 0 40% 1.4 120 0 100% 2

11 Gambar 2.6 Pengikatan multiple leg vertical dan sudut 60 ( ref; Lifting and rigging handbook opito) Gambar 2.7 Pengikatan multiple leg sudut 45 dan 30 ( ref; Lifting and rigging handbook opito)

12 Single Leg Vertical : Pada penggunaan sling seperti ini keseluruhan total berat beban ditanggung oleh sling. Sehingga minimum SWL yang di perlukan oleh sling = berat total beban c. Konfigurasi Sling. Four Leg sling Pada beban yang rigid (kaku), distribusi beban tidak merata sehingga pada penggunaan empat kaki sling hanya dua atau tiga buah kaki sling yang di anggap menanggung beban kaki yang lain sebagai penyeimbang. Tetapi pada beban yang elastis semua kaki sling di menanggung beban. Gambar 2.8 Pengikatan four leg sling ( ref; Lifting and rigging handbook opito) Single Basket Pengikatan basket merupakan metode pengikatan yang menguntungkan. Jika beban yang di ikat adalah beban yang bundar atau melingkar maka keuntungan pengikatan sebesar 2 kali SWL sling. Contoh menentukan SWL

13 Gambar 2.9 Pengikatan single basket ( ref; Lifting and rigging handbook opito) Pengikatan basket untuk beban yang memiliki sudut tajam, harus di pasang ganjal pada sling untuk melindungi sling agar tidak rusak. Namun perlu di tegaskan, pengikatan basket baik pada beban bulat maupun bersudut tajam, kapasitas pengikatan basket juga di pengaruhi oleh sudut sling. Berikut formula untuk menentukan SWL sling pengikatan basket yang di pengaruhi sudut. Double Basket Hitch Pengikatan double basket terdiri dari dua single basket hitch yang melewati bagian bawah beban. Gambar 2.10 Pengikatan Double Basket ( ref; Lifting and rigging handbook opito) Poin yang perlu di perhatikan saat menggunakan double basket adalah : Di pasang di bawah beban dan pastikan posisi seimbang.

14 Letak pengikatan (lifting poin) harus di jaga jaraknya, agar tidak terlalu jauh sehingga membentuk sudut yang besar atau tertarik mendekati center gravity, sehingga mempengaruhi keseimbangan. Double Wrap Basket Pada double wrap basket, sling di lilitkan dua kali mengelilingi beban, sehingga sling akan menekan beban dan mencengkeram dengan erat, karena sling contact 360 0 dengan beban. Biasanya pengikatan seperti ini di gunakan untuk pipa dan loose material. Gambar 2.11 Double wrap basket hitch ( ref; Lifting and rigging handbook opito) 2.3.2 Webbing Sling Webbing sling tersedia dalam dua material, nylon dan polyester (Dacron). Nylon tahan terhadap alkali sedangkan polyester tahan terhadap acids. Webbing sling tidak di ijinkan di gunakan apabila : - Tidak ada identitas dan sertifikat - Terkena zat asam atau terpapar reaksi kimia - Terbakar. - Seabagian dari sling meleleh / terbakar - Berlubang, terkoyak, putus, robek. - Terlalu banyak bagian yang terkikis - Warna pudar dan rapuh - Rusak atau lepas jahitan pada load bearing splice.

15 Gambar 2.12 Webbing sling ( ref; Lifting and rigging handbook opito) 2.3.3 Shackle Kapasitas pada shackle harus mengikuti rekomendasi dari manufacture. Aplikasi shackle juga mempengaruhi kapasitas dan keamanan pada saat menggunakannya. Istilah Working Load Limit atau WLL adalah istilah yang umum digunakan untuk menyatakan kapasitas shackle. Di bawah merupakan safety recommended practice untuk penggunaan shackle : a. Di larang mengganti pin shackle dengan bolt, pin di desain oleh manufacture sesuai dengan kapasitas shackle (Gambar 2.14 ) b. Gunakan shackle sesuai dengan tipe shackle (Gambar 2.13) Gambar 2.13 Tipe shackle ( ref; Lifting and rigging handbook opito)

16 c. Tidak di ijinkan menggunakan shackle untuk di beban bersudut atau beban, karena akan mengakibatkan pengurangan kapasitas. Jika penggunaan dengan beban samping tidak bisa di hindari, kurangi kapasitas sesuai dengan gambar di bawah ini. Gambar 2.15 Sudut Beban shackle ( ref; Lifting and rigging handbook opito) d. Shackle mempunyai karakteristik yang sesuai dengan tipe sling, beban, pengikatan dan lingkungan, pemilihan shackle harus sesuai dengan petunjuk dari manufacture. e. Gambar di bawah merupakan best practice aplikasi dari screw pin shackle, jika di gunakan sebagai pengait sling dengan hook Gambar 2.16 Pemasangan screw pin pada shackle ( ref; Lifting and rigging handbook opito)

17 f. Jika sling di desain menggunakan cotter pin, maka cotter pin harus selalu di pastikan ada. g. Gunakan wide body shackle untuk braided sling dan synthetic sling, Gambar 2.17 Bolt shackle dan Wide body shackle ( ref; Lifting and rigging handbook opito) h. Pemeriksaan shackle harus di lakukan secara periodic dan sebelum di pakai, di bawah merupakan item yang harus di periksa dan ketentuan maksimum dari kerusakan, jika melebihi dari ketentuan di bawah maka shackle harus di karantina atau dibuang. Gambar 2.18 Titik pemeriksaan pada shackle ( ref; Lifting and rigging handbook opito) - Identitas shackle, meliputi merk, pabrik pembuat, WLL, sertifikat. - Indikasi rusak karena panas, misalnya akibat pengelasan. - Karat yang berlebihan - Bengkok, melintir, perubahan bentuk, mulut meregang, retak, kerusakan pada load bearing component. - Goresan yang berlebihan, sampai melukai case hardening.

18 - Keausan mencapai 10% - Pin tidak bisa terpasang dengan sempurna - Kerusakan ulir - Perlakuan pengelasan 2.3.4 Spreader Beam Spreader beam biasanya digunakan untuk mendukung pengangkatan beban yang lebar atau panjang. Spreader beam mengurangi potensi beban tipping, sliding atau bengkok yang disebabkan karena sudut sling dan mengurangi kecenderungan sling merusak barang yang diangkat. Gambar 2.19 Spreader Beam & Equalizer Beam ( ref; Lifting and rigging handbook opito) Equalizer beam di gunakan untuk meratakan beban pada kaki sling dan menajaga kesamaan pembebanan pada dua hoist line ketika di lakukan pengangkatan dengan dua crane. Spreader dan equalizer beam, keduanya di buat sesuai dengan penggunaan yang spesifik. Jika beam di gunakan untuk pengangkatan, pastikan kesesuaian lebar, panjang, material dan WLL.

19 2.4 Titik Berat / Center Of Gravity (COG) Titik berat merupakan aspek yang sangat penting dalam operasi pengangkatan. COG harus tepat di bawah hook saat sling sudah di pasang sebelum beban diangkat. Gambar 2.20 Efek dari titik berat benda ( ref; Lifting and rigging handbook opito) Ketika mengangkat beban dalam keadaan tidak seimbang dan sling tidak terpasang dengan benar maka akan terjadi tegangan yang berlebihan pada salah satu sling, dalam arti pembebanan tidak merata pada setiap sling. Sehingga sling yang mendapat pembebanan lebih besar akan overload.

20 Benda yang simetris mempunyai titik berat center dan mudah di tentukan. Tetapi untuk benda yang tidak beraturan, letak titik berat lebih sulit untuk di ketahui. Sering rigger harus memperkirakan, dengan cara mencoba melakukan pengangkatan, dengan melihat beban saat di angkat, dan menetukan titik berat dengan lebih tepat, dan mereka merubah posisi hook, beban, dan sling agar lebih stabil dan seimbang. Titik berat harus satu garis lurus dengan hook dan ujung boom. Kemiringan pada beban maksimum 5 0, lebih dari itu maka beban harus di turunkan dan dan pengikatan di tata ulang, untuk mendapatkan keseimbangan beban. Jika di abaikan maka bisa berakhibat beban mengayun dan crane akan tumbang. Pembebanan yang merata sama pentingnya untuk meyakinkan kestabilan beban. Pada saat menggantung, titik berat suatu obyek akan selalu mencari bagian paling rendah dari titik penyangga. Pengetahuan ini special untuk pengangkatan menggunakan skid, pallet atau support object yang lain yang mempunyai kecenderungan terguling. Tetapi tipe beban seperti ini sesungguhnya stabil jika penempatan barang benar di bawah center of gravity. Gambar 2.21 Efek dari titik berat benda yang diangkat ( ref; Lifting and rigging handbook opito)

21 Gambar 2.22 Beban stabil ( ref; Lifting and rigging handbook opito) 2.5 Kesetimbangan Momen Gaya Momen gaya adalah hasil dari perkalian gaya dengan jari-jari yang tegak lurus terhadapnya. Besar dan arah efek gaya yang bekerja pada suatu benda tergantung pada letak garis kerja gaya yang dapat diperinci dengan menentukan jarak tegak lurus antara sebuah titik patokan dengan garis kerja tersebut. Karena ruang lingkup bahasan adalah benda yang berputar bebas terhadap sumbu dan gaya gaya sebidang yang bekerja tegak lurus sumbu, maka yang paling penting adalah menetukan titik tersebut yang dinamakan titik pusat koordinat, yaitu titik dimana sumbu memotong bidang gaya yang bekerja. Jarak tegak lurus antara titik koordinat ke garis kerja gaya dinamakan lengan gaya atau lengan momen dari gaya itu terhadap sumbu. Dari kedua pengertian diatas, kita dapat peroleh bahwa momen gaya terhadap suatu sumbu adalah hasil kali antara besarnya gaya dengan lengan momen atau disebut juga gaya putar (Torque). Gambaran tentang pengertian tersebut dapat dijelaskan dengan ilustrasi sebagai berikut:

22 Gambar 2.23 Ilustrasi gaya ( ref; Fisika Dasar. Pusat Pengembangan Bahan Ajar-UMB) Efek gaya F1: rotasi yang berlawanan dengan putaran jarum jam terhadap sumbu dan dianggap positif (+). Sehingga momen dari gaya F1 terhadap sumbu lewat O. Efek gaya F2: rotasi yang searah putaran jarum jam terhadap sumbu dan dianggap negatif (-). Sehingga momen dari gaya F2 terhadap sumbu lewat O. a. Syarat kesetimbangan Benda yang dalam kondisi setimbang, maka sejumlah gaya yang bekerja padanya harus memenuhi 2 syarat: 1. Sama besar dan berlawanan arahnya. 2. Harus mempunyai garis kerja yang sama. Syarat pertama dapat dipenuhi oleh syarat kesetimbangan I, yaitu: Σ Fx = 0, Σ Fy = 0 Syarat kedua dapat dipenuhi oleh syarat kesetimbangan II, yang dinyatakan berdasarkan momen gaya, yaitu: Σ momen = 0 (terhadap sembarang sumbu)

23 b. Rumus-Rumus Minimal 1. Momen gaya τ = F x d Keterangan : F = gaya (Newton) d = jarak (yang tegak lurus) gaya ke poros (meter) τ = momen gaya atau torsi (Nm) 2. Penguraian Gaya F x = F cos θ F y = F sin θ Keterangan : θ = sudut antara gaya F terhadap sumbu X 2.6 Rumus perhitungan Perencanaan Pengangkatan 1. Aplikasi tekanan Groung bearing: Luas permukaan landasan crane = P x L x 2 P = Panjang landasan (meter) L = Lebar landasan (meter) 2 = Jumlah landasan ada dua Tekanan Ground bearing= 2. Kalkulasi Beban Berat Total (Wo) = Berat Barang x Faktor pengali Ket: -1,20 jika di estimasi -1,10 jika dihitung -1,05 jika dari pabrikan -1,03 jika di timbang langsung

24 Wo = Berat total Wa = Berat Lifting accessory Wh = Berat Hook Wah = Berat Hook kecil Total Berat Beban (Wt) = (Wo + Wa) + Wh + Wah Yang diijinkan / Allowable ( Wt < Wm, OK ) 3. Menghitung Safety working load (SWL) wire sling SWL sling= d 2 x 8 d = Diameter wire sling ( inchi) 4. Working Load Limit (WLL)/ Batas Kerja Aman sling WLL Sling = SWL Sling x 3 x (Sin α) α = Sudut yang dibentuk oleh sling dengan benda yang diangkat