17 BAB III TINJAUAN PUSTAKA 3.1 PENDAHULUAN Minyak pelumas (oli) merupakan salah satu substansi pendukung operasional mesin yang sangat vital. Pemilihan, penggunaan dan penggantian mnyak pelumas menentukan kelangsungan operasional mesin. Oleh karena itu pengetahuan tentang minyak pelumas harus benar - benar diperhatikan dan diperdalam terutama oleh mahasiswa teknik yang dalam bidangnya tentu akan berhubungan dengan mesin yang menggunakan minyak pelumas. Dengan latar belakang inilah makalah ini disusun sebagai tugas mata kuliah Teknik Reparasi Permesinan. Tujuannya agar mahasiswa lebih mengerti tentang tenologi minyak pelumas, meliputi: Jenis-jenis minyak pelumas, zat apa saja yang terkandung di dalamnya, pemilihan dan penggunaan minyak pelumas serta waktu berkala penggantian minyak pelumas (Bird, 1993). 3.1.1 Sistem Pelumasan Sistem pelumasan merupakan salah satu sistem utama pada mesin, yaitu suatu rangkaian alat-alat mulai dari tempat penyimpanan minyak pelumas, pompa oli (oil pump), pipa-pipa saluran minyak, dan pengaturan tekanan minyak pelumas agar sampai kepada bagian-bagian yang memerlukan pelumasan. Sistem pelumasan ini memiliki beberapa fungsi dan tujuan, antara lain: 1. Mengurangi gesekan serta mencegah keausan dan panas, dengan cara yaitu oli membentuk suatu lapisan tipis (oil film) untuk mencegah kontak langsung permukaan logam dengan logam.
18 2. Sebagai media pendingin, yaitu dengan menyerap panas dari bagian-bagian yang mendapat pelumasan dan kemudian membawa serta memindahkannya pada sistem pendingin. 3. Sebagai bahan pembersih, yaitu dengan mengeluarkan kotoran pada bagianbagian mesin. 4. Mencegah karat pada bagian-bagian mesin. 5. Mencegah terjadinya kebocoran gas hasil pembakaran. 6. Sebagai perantara oksidasi. 3.1.2 Komponen Pelumasan Berikut adalah komponen komponen utama pada pelumasanyang sangat penting. Pompa Oli Pompa oli berfungsi mengisap oli dan menyalurkannya kebagian-bagian sistem yang perlu dilumasi. Saringan Oli Saringan oli berfungsi menyaring kotoran yang terdapat dalam oli. Katup Pengatur Tekanan Oli Berfungsi mengatur tekanan oli yang disalurkan ke sistem pelumasan. Pada tekanan minyak yang tinggi (high pressure), katup akan membuka dan kelebihan oli akan disalurkan ke bak oii melalui lubang by pass sehingga tekanan oli yang masuk ke sistem pelumasan dapat dibatasi besarnya. Indikator Tekanan Adalah suatu sakelar tekanan atau unit sender/pengukur dipasang pada saluran utama oli, menutup ke saluran pengeluaran (outlet) pompa yang dioperasikan dengan sebuah lampu peringatan pada panel instrumen jika ada tekanan oli. Tanki Oli Berupa tangki untuk menyimpan oli yang diperlukan pada sistem pelumasan dan diletakkan pada dasar mesin. Untuk memompanya diperlukan suatu pompa oli yang dipasang pada panic oli.
19 Tutup Saringan Oli Dipasang untuk memungkinkan pengisian oli dari atas mesin. Terletak pada tube/pipa yang terdapat pada peti engkol atau tanki oli, umumnya pada bagian atas pengangkat katup. Pendingin Oli Pada beberapa kendaraan, menggunakan pendingin oli untuk mengedarkan udara yang mengalir melalui permukaan tanki oli ke penyerap panas sederhana yang berfungsi seperti radiator pendingin mesin. 3.1.3 Klasifikasi Oli Hidrolik Klasifikasi oli hidrolik itu ada dua macam yaitu oli mineral dan oli sintetik, berikut adalah penjelasan dari dua jenis oli tersebut. a. Oli Mineral Oli mineral terbuat dari oli dasar (base oil) yang diambil dari minyak bumi yang telah diolah dan disempurnakan dan ditambah dengan zat zat aditif untuk meningkatkan kemampuan dan fungsinya. Beberapa pakar mesin memberikan saran agar jika telah biasa menggunakan oli mineral selama bertahun-tahun maka jangan langsung menggantinya dengan oli sintetis dikarenakan oli sintetis umumnya mengikis deposit (sisa) yang ditinggalkan oli mineral sehingga deposit tadi terangkat dari tempatnya dan mengalir ke celah-celah mesin sehingga mengganggu pemakaian mesin. b. Oli Sintetis Oli Sintetis biasanya terdiri atas Polyalphaolifins yang datang dari bagian terbersih dari pemilahan dari oli mineral, yakni gas. Senyawa ini kemudian dicampur dengan oli mineral. Inilah mengapa oli sintetis bisa dicampur dengan oli mineral dan sebaliknya. Basis yang paling stabil adalah polyol-ester (bukan bahan baju polyester), yang paling sedikit bereaksi bila dicampur dengan bahan lain. Oli sintetis cenderung tidak mengandung bahan karbon reaktif, senyawa yang sangat tidak bagus untuk oli karena cenderung bergabung dengan oksigen sehingga menghasilkan acid (asam). Pada dasarnya, oli sintetis didesain untuk menghasilkan kinerja yang lebih efektif dibandingkan dengan oli mineral.
20 Berikut adalah klasifikasi tingkatan oli berdasarkan bahan: Mineral Base Oil Group I Solvent Refined Mineral base oil didapat melalui proses sederhana penyulingan minyak mentah berkualitas standar yang merupakan campuran dari beberapa rantai hidrokarbon yang tidak seragam. (Kuning keruh) Base Oil Group II mulai menggunakan hidrogen untuk menyeragamkan susunan molekul hidrokarbon dan untuk mengurangi pengotor seperti nitrogen, sulfur, oksigen dan logam berat lainnya. (bening agak keruh) Base Oil Hydrocracking hampir sama dengan Base Oil Group II tapi di sini dibarengi dengan penerapan temperatur dan tekanan yang ekstrim dan penggunaan katalis untuk mengubah molekul aromatik menjadi parafin yang seragam. Base Oil Group III adalah kelanjutan penyulingan dari base oil hydrocracking dengan meminimalisir kembali nitrogen, sulfur, oksigen, wax dan logam berat lainnya hingga menjadi isoparafin dan sering disebut parafnic base oil. (bening) Group III adalah mineral base oil terbaik dan sering disebut sebagai semisynthetic karena ada sedikit penambahan base oil synthetic untuk menguatkan beberapa karakteristik dari mineral base oil tersebut. Synthetic Base Oil Group IV adalah termasuk dalam synthetic base oil di mana base oil ini didapat dari hasil proses kimia sehingga menghasilkan base oil yg bebas dari sulfur, oksigen, logam-logam berat dan lain-lain. Yang paling terkenal dalam group ini adalah Poly Alpha Olefins (PAO). Jika ditambahkan additive maka akan menghasilkan oli dengan ikatan kimia yang sangat seragam dan penguatan sifat-sifat base oil yang optimal. (bening) Base Oil Group V adalah base oil tingkat tertinggi di mana sering orang menyebutnya fully synthetic yang sebenarnya hanya base oil ester yang fully synthetic karena semua base oil synthetic selain ester masih memerlukan base oil mineral walaupun hanya sedikit sebagai pelarut additive-nya. Base oil synthetic akan menggumpal jika langsung dicampur dengan additive. Biasanya
21 pula, base oil group V ini tidak digunakan sebagai base oil tapi lebih sebagai additive untuk base oil lainnya. Yang termasuk group V ini antara lain alkylated Naphthalene, ester, poly-alkylene glycol, silicon, polybutane. Gambar 3.1 oli mineral dan oli synthetic (Sumber: https://www.scribd.com/doc/314466369/makalah-pelumas) Selain perbedaan metode pembuatan dan bahan dasarnya, satu-satunya perbedaan mendasar antara oli sintetik dan oli mineral adalah molekul dan struktur dari kedua jenis pelumas ini. Sebagai hasil inovasi lanjutan tidak heran oli sintetik memiliki molekul dan partikel yang seimbang. Di sisi lain, oli mineral memiliki molekul yang kurang seimbang jika dibandingkan dengan oli sintetik (Antoniuswijaya, 2008) 3.1.4 Keunggulan dan Kekurangan Berikut adalah keunggulan dari oli sintetik: Oli sintetik cenderung lebih stabil pada termperatur tinggi (less volatile) sehingga memiliki kadar penguapan yang rendah. Dapat mengendalikan atau mencegah terjadinya endapan karbon pada mesin Melumasi dan melapisi logam lebih baik sehingga mencegah terjadi gesekan antar logam yang berakibat kerusakan mesin Lebih awet (tahan terhadap oksidasi) Menjaga mesin lebih dingin (mengurangi gesekan) Dapat membersihkan mesin dari kerak oli mineral
22 Kekurangan dari oli sintetik: Harganya yang cukup mahal (2-4 kali lipat harga oli mineral) Keunggulan dari oli mineral: Harganya yang jauh lebih murah dibandingkan oli sintetik Kekurangan dari oli mineral: Stuktur molekul yang tidak seimbang Meninggalkan kerak pada komponen mesin 3.1.5 Karakteristik Oli Hidrolik 1. Viscocity Viscosity atau kekentalan adalah ukuran ketahanan (resistance) fluida untuk mengalir. Minyak bumi cenderung menjadi encer apabila terjadi kenaikan temperature (panas) dan cenderung mengental apabila temperature menurun.(dingin). Bila viscositas terlalu rendah ( terlalu encer) fluida akan bisa menerobos melewati seal atau sambungan sambungan (Connection). Apabila viscositas fluida terlalu tinggi (terlalu kental) maka akan mengakibatkan operasi tersendat - sendat. 2. Indeks Viscosity Indeks viscosity adalah ukuran untuk perubahan fluida dalam viscositas sehubungan dengan perubahan temperature. Bahan additive yang disebut Viscosity index improper ditambahkan kedalam fluida supaya viscositas yang sesuai selalu dipertahankan secara konstan pada segala kondisi temperature. 3. Tekanan Ekstrim Fluida/ oli hidrolik mengandung bahan additive tekanan ekstrim ( extrem pressure additive) yang berguna untuk menjamin terjadinya pelumasan komponen komponen secara baik pada saat mengalami tekanan dan temperature yang sangat tinggi, additive tersebut mengurangi efek gesekan dan melindungi alat dari kerusakan akibat penerimaan beban yang berlebihan (galling), lecet (scoring) kemacetan (seizure) dan keausan (wear). 4. Anti Oksidasi dan Keropos Pada tahap tertentu semua oli bercampur dengan oksigen dari udara. Oksigen yang berlebih akan mengubah komposisi kimia fluida dan membentuk asam dan
23 timbunan yang merugikan. Untuk mengatasi masalah ini, fluida/ oli di beri bahan tambahan (additive) yang di sebut additive anti oksidasi. 5. Anti Foaming Gerakan sistem hidrolik yang benar adalah berdasarkan fakta bahwa fluida/ oli pada dasarnya tidak bisa di pampatkan. Apabila fluida/oli bercampur dengan udara atau foam (buih) akan mengakibatkan oli hidrolik bisa terkompresi sehingga terjadi gangguan gelembung udara di dalam oil ( berbusa), hal demikian bisa mengakibatkan ganguan operasi dan kerusakan parah pada komponen karena kekurangan pelumasan. Bahan additive anti buih (anti foaming additive) di tambahkan kedalam fluida/ oli hidrolik untuk mencegah terjadinya gelembung gelembung udara dan untuk mengurangi proses foaming ( terjadinya oli berbusa). 3.2 ANALISA OLI HIDROLIK Analisa oli hidrolik sangat penting bagi power pack hidrolik itu sendiri karena kita dapat mengatahui kondisi oli tersebut apakah masih bisa dipakai atau diganti dengan oli yang baru. analisa oli ini juga sangat bermanfaat karena karna disamping kita mengetahui kondisi oli, kita juga dapat hemat biaya (cost saving). Ada berapa parameter utama analisa pelumas hidrolik: a. Kekentalan (viscosity) Pelumas hidrolik mengacu pada standar kekentalan ISO (ISO VG). Kekentalan pelumas mesin dapat berubah encer akibat kontaminasi bahan bakar ringan (destilasi), tanpa sengaja tercampur pelumas yang lebih encer, dan rusaknya aditif polymer. Kekentalan dapat berubah kental yang diakibatkan polutan jelaga (soot loading) atau diakibatkan kurang maksimalnya proses kerja filtrasi dan separasi. Proses penuaan pelumas (oil aging) sebagai akibat oksidasi dan pengaruh panas, juga menjadikan pelumas lebih kental. Kekentalan pelumas selalu di ukur dalam dua standar suhu, 40 C dan 100 C, biasanya analisa kekentalan oli ini menggunakan alat viscometer. b. Kontaminasi Air (Water Content) Kontaminasi air dapat menimbulkan banyak permasalahan di berbagai aplikasi pelumas, masalah korosi sangat erat kaitanya dengan polutan air, dalam aplikasi
24 pelumasan apapun, polutan air dapat menggantikan atau mengurangi ketebalan lapisan pelumas, dan dapat pula menjadi katalis dari fasa penurunan pelumas. air adalah polutan paling berbahaya di berbagai aplikasi pelumasan, penyebab berbagai kerusakan serius dan mahal. Kontaminasi air pada tanki pelumas menimbulkan tumbuhnya microbiologi, timbulnya ragi, jamur serta bakteri yang akan menyumbat filter dan juga sangat korosif pada sistem hidrolik. Terdapat banyak sumber potential masuknya air dalam sistem pelumas: Kebocoran air dari sistem pendingin (air cooler, charge air cooler) dan pemanasan. Pencemaran saat proses penambahan pelumas. Kondensasi pada tanki. Kebocoran pada pada pipa pernapasan tanki. c. Total Nilai Asam Pelumas secara terus-menerus bereaksi dengan udara di atmosfir dengan membentuk oksidan organik yang bersifat asam. Dalam suhu ruangan, reaksi ini berjalan sangat lambat dan sedikit sekali berpengaruh pada pelumas. Pada suhu kerja yang lebih tinggi seperti di dalam mesin, laju reaksi berjalan sangat cepat. Pelumasan komponen mesin yang bergesekan adalah contoh nyata kondisi diatas, dimana suhu kerja (pelumas dan logam) sangat tinggi berbeda dengan bagian lain yang tidak bergesekan. Kondisi ini akan lebih buruk bila pelumas telah terkontaminasi dengan polutan padat, air, oksigen dan bahan bakar. Total nilai asam (total acid number TAN) adalah ukuran asam organik lemah dan kuat di dalam pelumas. TAN berlaku pada aplikasi pelumas hidrolik. Total nilai asam (TAN) tinggi mengakibatkan: Pembentukan lapisan kental yang terdiri dari varnish/resin. Meningkatkan kekentalan pelumas yang menurunkan efisisiensi aliran/pompa. Resiko korosi mesin, terutama bila terdapat polutan air. d. Particle Counting Pentingnya minyak bersih tidak bisa lebih ditekankan. Particle counting data merupakan bagian penting dari setiap program kondisi-monitoring proaktif, dari memastikan bahwa memakai bantalan abrasif diminimalkan, untuk menentukan apakah cairan hidrolik cukup bersih untuk operasi yang handal. menghitung
25 partikel dan standar terkait. Dianggap oleh banyak untuk menjadi tes yang paling penting untuk analisis minyak yang digunakan, tidak ada keraguan bahwa sejumlah masalah dapat dengan cepat dan mudah ditentukan dengan memantau jumlah dan ukuran-distribusi partikel dalam sampel minyak. Particle counting mengacu pada standar. 3.3 FUNGSI OLI HIDROLIK Fluida atau zat cair merupakan zat yang tidak dapat di tekan dan dapat mentransmisikan tenaga. Untuk itu oli yang merupakan fluida cair sangat cocok digunakan pada sistem hidrolik. Adapun fungsi utama dari oli hidrolik (hydraulic oil) adalah: 1. Sebagai Penerus Gaya aplikasi fluida sebagai penerus gatya, fluida harus mengalir dengan mudah melalui komponen-komponen saluranya. Terlalu banyak hambaan untuk mengalir, akan sangat besar hambatan yang hilang, fluida sedapat mungkin harus mempunyai sifat tidak kompresibel sehingga gerakan yang terjadi pada saat pompa dihidupkan atau katup dibuka dengan segera dapat dipindahkan. 2. Sebagai Pelumas Sebagian besar pada komponen hidrolik pelumasan bagian dalam disediakan oleh fluida cair. Elemen pompa dan komponen-komponen lain yang bergesekan saling meluncur satu dengan dengan lainnya, sehingga antara dua bidang yang melakukan gesekan itu perlu diberi lapisan film minyak, untuk menjaga agar dua bidang itu tidak terjadi kontak langsung atau bergesekan langsung. Untuk menjamin umur pemakian komponen hidrolik lebih lama, kandungan oli harus terdiri dari bahan-bahan tambah utama yang diinginkan untuk menjamin karakteristik anti keausan yang tinggi. 3. Pengisi (Sealing) Dalam hal tertentu, fluida adalah hanya sebagai pengisi (penutup) terhadap tekanan didalam suatu komponen hidrolik. 4. Pendingin Sirkulasi oli melalui pipa pipa penghantar dan seuruh dinding bak penampung (reservoir) akan menyerap panas yang di timbulkan dalam sistem hidrolik.
26 3.4 PEMELIHARAAN OLI HIDROLIK Fluida hidrolik temasuk barang mahal. Perlakuan yang kurang atau bahkan tidak baik terhadap cairan hidrolik atau semakin menambah mahalnya harga sistem hidrolik sedangkan apabila kita mentaati peraturan-peraturan tentang perlakuan atau cairan hidrolik maka kerusakan cairan maupun kerusakan komponen sistem akan terhindar dan fluida hidrolik maupun sistem akan lebih awet. Panduan pemeliharaan fluida hidrolik: Simpanlah cairan hydrolik (drum) pada tempat yang kering, dingin dan terlindungi (dari hujan, panas dan angin). Pastikan menggunakan cairan hidrolik yang benar-benar bersih untuk menambah atau mengganti cairan hidrolik kedalam sistem. Gunakan juga peralatan yang bersih untuk memasukkannya. Pompakanlah cairan hidrolik dari drum ke tangki hidrolik melalui saringan (prefilter). Pantaulah (monitor) dan periksalah secara berkala dan berkesinambungan kondisi fluida hidrolik. Aturlah sedemikian rupa bahwa hanya titik pengisi tangki yang rapat-sambung sendiri yang ada pada saluran balik. Buatlah interval penggantian cairan hidrolik sedemikian rupa sehingga oksidasi dan kerusakan cairan dapat terhindar. (periksa dengan pemasok cairan hidrolik). Cegah jangan sampai terjadi kontamisnasi gunakan filter udara dan filter oli yang baik. Cegah terjadinya panas/pemanasan yang berlebihan, bila perlu pasang pendingin (cooling) atau bila terjadi periksalah penyebab terjadinya gangguan, atau pasang unloading pump atau excessive resistence. Perbaikilah dengan segera bila terjadi kebocoran dan tugaskan seorang maitenanceman yang terlatih. Bila akan mengganti cairan hidrolik (apa lagi bila cairan hidrolik yang berbeda), pastikan bahwa komponen dan seal-sealnya cocok dengan cairan yang baru, demikian pula seluruh sistem harus dibilas (flushed) secara baik dan benar-benar bersih.
27 3.5 VISKOSITAS Viskositas adalah suatu cara untuk menyatakan berapa daya tahan dari aliran yang diberkan oleh suatu cairan. Kebanyakan viscometer mengukur kecepatan dari suatu cairan mengalir melalui pipa gelas (gelas kapiler). Definisi lain dari viskositas adalah ukuran yang menyatakan kekentalan suatu cairan atau fluida. Kekentalan merupakan sifat cairan yang berhubungan erat dengan hambatan untuk mengalir. Viskositas cairan akan menimbulkan gesekan antar bagian atau lapisan cairan yang bergerak satu terhadap yang lain. Hambatan atau gesekan yang terjadi ditimbulkan oleh gaya kohesi di dalam zat cair. Setiap zat cair memiliki viskositas (kekentalan) yang berbeda-beda. Hal ini menyebabkan daya alir setiap zat cair pun berbeda-beda. Bila suatu cairan dalam viscometer mengalir dengan cepat, maka berarti viskositas dari cairan tersebut rendah (misalnya air) dan bila suatu cairan mengalir dengan lambat, maka cairan tersebut viskositasnya tinggi (misalnya madu). Viskositas dapat diukur dengan mengukur laju cairan yang melalui tabung berbentuk silinder. Cara ini merupakan salah satu cara yang paling mudah dan dapat digunakan baik untuk cairan maupun gas. Nilai viscositas menentukan kecepatan mengalirnya suatu cairan. Di dalam zat cair, viskositas dihasilkan oleh gaya kohesi antara molekul zat cair. Sedangkan dalam gas, viskositas timbul sebagai akibat tumbukan antara molekul gas (Bird, 1993).lndeks viskositas adalah suatu tanda perubahan dari perubahan ratarata viskositas fluida sesuai dengan perubahan pada suhu tertentu. Suatu fluida yang mempunyai viskositas secara relatif stabil pada perbedaan suhu yang besar, fluida tersebut mempunyai indeks viskositas yang tinggi. Oli hidrolik harus mempunyai indeks viskositas sekitar 100. Dan hampir semua jenis oli mempunyai bahan-bahan tambah yang disebut penambah indeks viskositas untuk meningkatkan angka indeks viskositas lebih dari 100. Akhir-akhir ini, pemberian bahan tambahan secara kimia melalui penyulingan telah terbukti meningkatkan indeks viskositas berjenis-jenis oli hingga mencapai di atas angka 100. lndeks viskositas sangatlah diperlukan apabila perangkat hidrolik beroperasi pada suhu-suhu yang sangat ekstrim. Sehingga suatu mesin yang bekerja pada suhu yang relatif konstan indeks viskositas fluidanya kurang begitu kritis. Sedangkan fluida (oli) dikatakan mempunyai indek
28 viskositas rendah apabila oli tersebut pada suhu rendah cepat membeku atau bertambah besar viskositasnya, dan cepat menjadi encer apabila berada pada suhu tinggi. Oli jenis ini tidaklah baik apabila dipakai pada sistem hidrolik, apalagi untuk lingkungan sekitarnya terjadi perubahan suhu yang sangat ekstrim. Dalam lingkungan yang mempunyai suhu sangat bervariasi dan ekstrim, sehingga praktis perlu menggunakan pendingin dan pemanas untuk menjaga variasi suhu oli minimum, dan viskositas tetap stabil tidak mengalami perubahan yang sangat berarti. Untuk indeks viskositas dan karakteristik suhu bervariasi, akan didapat viskositas kinematik yang dicapai sehubungan dengan perubahan suhu yang mengelilinginya (Bird, 1993). Faktor- faktor yang mempengaruhi viskositas adalah sebagai berikut : Tekanan Viskositas cairan naik dengan naiknya tekanan, sedangkan viskositas gas tidak dipengaruhi oleh tekanan. Temperatur Viskositas akan turun dengan naiknya suhu karena molekul-molekul cairan bergerak sehingga gaya interaksi antar molekul melemah, sedangkan viskositas gas naik dengan naiknya suhu. Dengan demikian viskositas cairan akan turun dengan kenaikan temperatur. Ukuran dan Berat Molekul Viskositas naik dengan naiknya berat molekul serta adanya ikatan rangkap semakin banyak. Misalnya laju aliran alkohol cepat, larutan minyak laju alirannya lambat dan kekentalannya tinggi serta laju aliran lambat sehingga viskositas juga tinggi Kekuatan Antar Molekul Viskositas air naik denghan adanya ikatan hidrogen, viskositas CPO dengan gugus OH pada trigliseridanya naik pada keadaan yang sama. 3.6 VISKOSITAS KINEMATIK (KINEMATIC VISCOSITY) Pengukuran Viskositas Minyak Pelumas mengingat arti pentingnya minyak pelumas (oli) dalam menjaga kondisi ketahanan hidrolik dan motor-motor penggerak di PT Krakatau Posco maka perlu dianalisis berbagai parameter penting dari minyak pelumas.viskositas (kekentalan) minyak pelumas adalah salah satu parameter penting
29 dalam penentuan kualitas minyak pelumas. Untuk itu viskositas minyak pelumas dianalisis dengan instrumen viskosimeter (viscometer) dalam pengambilan data. Salah satu parameter yang penting dalam analisis pelumas adalah pengukuran viskositas kinematik. Pengukuran viskositas kinematik dilakukan pada temperature 40 C dan 100 C. Dari pengukuran viskositas dapat ditentukan indeks viskositas suatu pelumas. Nilai viskositas suatu pelumas akan menunjukkan seberapa besar hambatan suatu fluida (pelumas) untuk dapat mengalir. Makin besar nilai viskositas suatu pelumas (makin kental) berarti makin besar hambatannya untuk mengalir. Idealnya viskositas atau hambatan suatu pelumas harus kecil namun harus menghasilkan lapisan tipis yang kuat untuk memisahkan dua permukaan yang saling bergesekan pada temperature tertentu. Viskositas kinematik diperoleh dengan mengukur aliran fluida (pelumas) yang melalui suatu pipa kapiler dengan diameter tertentu (while,1998) Viskositas kinematik suatu fluida dihitung dengan rumus sebagai berikut: v = K x t Dimana : v = viskositas kinematik (cst) K = konstanta kapiler dalam (cst/s) t = waktu pengukuran aliran (s) Untuk memperoleh hasil pengukuran viskositas yang akurat dari suatu sampel Sukirno (1988). maka perlu diperhatikan faktor-faktor berikut ini : Kondisi sampel, yang meliputi warna sampel dan kandungan endapan (kontaminan). Pemilihan tube, dalam hal ini disesuaikan dengan kekentalan yang akan diukur. Pemilihan cairan water bath, bisa diisi dengan silicon oil atau air. Pemakaian stopwatch. Pengamatan proses pengukuran sampel. 3.7 VISKOMETER Viskometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur besarnya viskositas suatu larutan untuk cairan dengan viskositas yang berbeda dengan kondisi aliran, prinsip kerja viskometer yaitu semakin kental suatu cairan maka semakin besar gaya yang dibutuhkan untuk membuatnya mengalir pada kecepatan tertentu.
30 Ada beberapa viscometer yang sering digunakan untuk menentukan viskositas suatu larutan, yaitu : 1. Viskometer Ostwald Viskometer Ostwald yaitu dengan cara mengukur waktu yang dibutuhkan bagi cairan dalam melewati 2 tanda ketika mengalir karena gravitasi melalui viskometer Ostwald (Respati, 1981) Untuk mengkalibrasi viskometer Ostwald adalah dengan air yang sudah diketahui tingkat viskositasnya. Cara penggunaannya adalah : pergunakan viskometer yang sudah bersih. Pipetkan cairan ke dalam viskometer dengan menggunakan pipet. Lalu hisap cairan dengan menggunakan pushball sampai melewati 2 batas. Siapkan stopwatch, kendurkan cairan sampai batas pertama lalu mulai penghitungan. Catat hasil, Dan lakukan penghitungan dengan rumus. Usahakan saat melakukan penghitungan kita menggenggam di lengan yang tidak berisi cairan. Gambar 3.2 Tube Ostwald (Sumber: http://dokumen.tips/documents/makalah-viskometer.html) 2. Viscometer Hoppler
31 Viskositas dapat juga ditentukan dengan cara hoppler, berdasarkan hukum stokes (berdasarkan jatuhnya benda melalui medium zat cair) (Bird, 1993). Prosedur Kerja Dengan Viskosimeter Hoppler Ukur diameter bola Timbang massa bola Ukur panjang tabung viscometer dari batas atas - batas bawah Tentukan massa jenis masing- masing cairan Ukur temperature alat viskositas Hoppler Isi tabung dengan aquades dan dimasukkan bola Pada saat bola diatas, stopwatch dihidupkan Pada saat bola dibawah, stopwatch dimatikan Catat waktu bola jatuh dari batas atas sampai batas bawah Tabung dibalik Ulangi prosedur 3-6 sebanyak 3 kali berturut-turut pada temperature lain dan cairan yang lain Gambar 3.3 Viskometer Hoppler (Sumber: http://dokumen.tips/documents/makalah-viskometer.html) 3. Viscometer Cup and Bo Dalam viskometer ini sampel dimasukkan dalam ruang antara dinding luar bob/rotor dan dinding dalam mangkuk (cup) yang pas dengan rotor tersebut. Berbagai alat yang tersedia berbeda dalam hal bagian yang berputar, ada alat dimana yang berputar adalah rotornya, ada juga bagian mangkuknya yang berputar. Alat viscotester adalah contoh viskometer dimana yang berputar adalah bagian rotor.
32 Terdapat dua tipe yaitu viscotester VT-03 F dan VT- 04 F : VT -04 F digunakan untuk mengukur zat cair dengan viskositas tinggi. VT-03F untuk mengukur zat cair yang viskositasnya rendah. Prinsip pengukuran viskositas dengan alat ini adalah cairan uji dimasukkan kedalam mangkuk, rotor dipasang.kemudian alat dihidupkan. Viskositas zat cair dapat langsung dibaca pada skala (Bird, 1993). Gambar 3.4 Viskometer Cup and Bo (Sumber: http://dokumen.tips/documents/makalah-viskometer.html) 4. Viskometer Cone and Plate (Brookefield) Cara pemakaiannya adalah sampel ditempatkan ditengah-tengah papan, kemudian dinaikkan hingga posisi dibawah kerucut. Kerucut digerakkan oleh motor dengan bermacam kecapatan dan sampelnya digeser didalam ruang semit antara papan yang diam dan kemudian kerucut yang berputar. Viscometer Cone/ Plate adalah alat ukur kekentalan yang memberikan peneliti suatu instrumen yang canggih untuk menentukan secara rutin viskositas absolut cairan dalam volume sampel kecil. Cone dan plate memberikan presisi yang diperlukan untuk pengembangan data rheologi lengkap (Bird, 1993). Ada beberapa hal yang mempengaruhi akurasi dari alat ini, misalnya: Dipakai pada cone dan plate ukuran sample waktu yang dibutuhkan untuk memungkinkan sampel untuk menstabilkan pada pelat sebelum terbaca kebersihan kerucut dan plat jenis bahan, tinggi atau rendah viskositas, ukuran partikel
33 tipe cone, cone rentang yang lebih rendah memberikan akurasi yang lebih tinggi shear rate ditempatkan untuk sampel. Gambar 3.5 Viskometer Cone and Plate (Brookefield) (Sumber: http://dokumen.tips/documents/makalah-viskometer.html) 3.8 FAKTOR FAKTOR YANG HARUS DIPERHATIKAN DALAM ANALISA Faktor faktor yang perlu diperhatikan dalam menganalisa viskositas oli hidrolik yaitu: Kondisi Sampel Apabila yang akan kita ukur adalah fresh oil (pelumas baru), hal ini tidak akan menjadi masalah karena kondisi pelumas masih transparan, bersih dari kontaminan. Akan tetapi apabila yang akan diukur adalah pelumas bekas maka pelumas perlu disaring terlebih dahulu. Jangan sampai endapan atau partikel hasil keausan menyumbat pipa kapiler. Pemilihan tube yang digunakan harus disesuaikan dengan kekentalan pelumas yang akan kita ukur, Semakin kental suatu pelumas maka kita pilih tabung kapiler yang berkonstanta besar. Hal ini dimaksudkan agar waktu pengukuran tidak terlalu lama sekali.
34 Pemilihan cairan water bath (cairan insulasi) Cairan pengisi water bath yang ideal adalah base oil, karena base oil mempunyai titik didih yang sangat tinggi. Sehingga pada saat dioperasikan pada temperature 100 C tidak terjadi suatu masalah, akan tetapi harga dari silicon oil sangatlah mahal. Untuk itu bisa digunakan tap water (air kran) sebagai penggantinya, kelemahan dari tapwater adalah pada temperature 100 C telah mendidih. Sehingga gelembung gelembungnya akan mengganggu pengukuran. Namun hal ini bisa disiasati dengan melakukan beberapa pengukuran pada temperature 30, 40, 50, 60, 70, 80 dan 90 C. Untuk data pada 100 C diperoleh dengan ekstrapolasi data menggunakan program excel. Pemakaian stopwatch harus teliti saat memulai (start) dan mengakhiri (stop). Pengamatan proses pengukuran sampel karena alat viscometer ini masih manual oleh karena itu dianjurkan untuk sangat teliti dalam menganalisa sebab jika tidak teliti maka hasilnya pun tidak akan akurat. Manfaat parameter analisis oli ini antara lain: Sangat penting dalam memberikan informasi penyimpanan minyak (minyak bahan bakar) dengan jumlah optimum (di dalam tangki penyimpanan). Memberikan informasi kekentalan minyak karena kondinsi operasi peralatan yang benar tergantung pada kekentalan minyak yang digunakan. Parameter analisis ini biasanya digunakan untuk analisis produk minyak bumi yang berwujud cair seperti minyak pelumas, minyak bahan bakar dll. untuk menganalisis parameter ini diperlukan instrumen Viskosimeter. Jika dari hasil analisis nilai viskositas ataupun dari perhitungan viskositas indeksnya tidak sesuai dengan spesifikasi (range yang di perbolehkan/reasonable range) maka minyak tersebut tidak layak untuk dipergunakan. (Sukirno 1988).