Perancangan External Fire Fighting Pada Kapal UV ( Utility Vessel ) 48 M Khairul Akbar 1),Agoes Santoso 2),Edy Jatmiko 2), 1) Mahasiswa : Jurusan Teknik Sistem Perkapalan,FTK ITS 2) Staf Pengajar : Jurusan Teknik Sistem Perkapalan, FTK ITS Khairul.akbar17@gmail.com ABSTRAK Pada umumnya sistem pemadam kebakaran External Fire Figthing dikapal dicouple dengan main engine yang ada dikapal. Tetapi sesuai dengan berkembangnya kemajuan teknologi didunia maritim khususnya didunia perkapalan, sistem pemadam kebakaran external fire fighting telah menggunakan engine tersendiri,yang biasa disebut dengan independent drive, independent drive digunakan untuk lebih mengarah pada segi keselamatan.karena jika external fire fighting menggunakan main engine, kemudian jika main engine itu rusak maka external fire fighting tersebut tidak bisa digunakan. Sehingga pada saat ini, external fire fighting menggunakan independent drive atau dengan memiliki penggerak sendiri. Pompa sentrifugal type SSCXB300-250B yang akan digunakan sebagai external fire Figthing ini memiliki Head 150 m dan kapasitas 1200 m 3 /h, dengan menggunakan independent drive atau engine BAUDOUIN dengan type 12 M26 SRP P1. Diameter pipa yang akan digunakan pada sistem ini adalah pipa galvanis JIS 71 04 17.Dibutuhkan daya sebesar 600-732 (Kw) untuk proses pemetchingan engine dengan pompa pada putaran sebesar 1800 sesuai dengan persyaratan yang ada pada pompa. Kata Kunci : Independent Drive,External Fire Figthing,UV 48 M PENDAHULUAN Sistem Pemadam kebakaran atau Fire Fighting System pada kapal Utility Vessel ini adalah sepenuhnya memiliki peran dan fungsi yang sangat penting untuk memadamkan kebakaran baik itu pada kapal yang terbakar dan lain sebagainya. Kapal Utility vessel ini dioperasikan untuk memenuhi atau mengangkut segala sesuatu yang dibutuhkan dalam proses pengeboran lepas pantai atau offshore. Sehingga kapal ini harus mempunyai pengaman yang cukup baik dalam hal fire fighting. Dengan tujuan apabila terjadi kebakaran pada tempat pengeboran minyak, kapal Utility vessel ini dapat memadamkan kebakaran dengan segera. Berikut adalah gambar dari kapal UV ( Utility Vessels ) 48 M. Fungsi perencanaan ini digunakan pada kapal UV ( Utility Vessel ), jadi ketika ada kapal yang mengalami kecelakaan didaerah pengeboran atau sekitarnya kapal UV ini dapat digunakan untuk fire figthing, jika kapal tersebut mengalami Head pompa dapat diketahui dari jarak antara suction dan discharge instalasi tersebut. H = H Discharge + H Suction...(3) kebakaran. Maka kapal UV ini dapat digunkan sebagai alternatif untuk memadamkan api tersebut. Dengan memperhatikan aspek SAR ( Safe Ande Rescue ) dalam hal fire Figthing maka dalam tugas pokok ini merencanakan external fire figthing yang akan digukan pada kapal UV berikut, dengan dilakukannya pemilihan Nozzle yang akan digunakan,diameter pipa, dan pemilihan pompa yang akan digunakan untuk system pemadam kebakaran. TINJAUAN PUSTAKA Perhitungan Kapasitas pompa dapat ditentukan dengan rumusan Q = V x A... (1) Q = Kapaitas Pompa (m 3 ) V = Volume Air / Fluida yang akan di pindahkan (m 3 /s ) t = Waktu yang dibutuhkan Untuk Memindahkan Fluida (m 3 /s ) Perhitungan Diameter Pipa External Fifi dengan Rumus : Q = A x v...(2) Q = Kapasitas Pompa (m 3 ) A = Luasan Pipa (m 3 ) V = Kecepatan aliran (m 3 /s ) Mendesain System external Fifi dengan head dan Kapasitas sebesar ( 150 m, dan 1200 m 3 /h ). 1. Head statis pompa Head pompa adalah energi persatuan berat yang harus di sediakan untuk mengalirkan sejumlah zat cair yang direncanakan sesuai dengan kondisi instalasi pompa atau tekanan untuk mengalirkan sejumlah zat cair, yang umumnya dinyatakan dalam satuan panjang H = Head statis Total H d = Head statis pada sisi discharge H s = Head statis pada sisi suction
2. Head Pressure ( Tekanan ) Head tekanan adalah perbedaan head tekanan yang bekerja pada permukaan zat cair pada sisi tekanan dengan head tekanan yang bekerja pada permukaan zat cair pada sisi isap. Rumus yang digunakan untuk head pressure :...(4) = Head tekanan = Head tekanan pada sisi discharge (Tekanan) = Head tekanan padad sisi suction (Hisap) 3. Head Kecepatan Head kecepatan adalah perbedaan antara head kecepatan zat cair pada saluran tekanan dengan head kecepatan zat cair pada saluran isap. Head kecepatan dapat dirumuskan dengan : Hv = Δv / 2g...(5) Hv = Head kecepatan. Δv = Perbedaan kecepatan antara sisi suction dan Discharge. g = Kecepatan grafitasi Perhitungan Head Di pompa External Fifi 1. Reynold Number Reynol Number adalah angka / nilai yang menyatakan jenis aliran tersebut termasuk aliran laminer,transsisi atau aliran turbulen Dengan rumusan : Re = V d /υ...(6) Re = Reynold Number V = Kecepatan aliran Fluida ( m/s) D = Diameter Pipa yng digunakan ( m ) υ = Visikositas dinamis Fluida ( m 2 /s) 2. Perhitugan Mayor Losses Hf Mayor = f x ( L /D )x(v 2 /2g)...(8) Hf Mayor = Mayor Losses L = Panjang Pipa ( m ) D = Diameter yang di gunakan (m) v = Kecepatan aliran Fluida ( m /s ) f = Faktor gesekan pipa = 64 / R e ( Untuk aliran Laminer ) = f(re/d) 3. Perhitungan Minor Losses Hi = K x v 2 /2g...(9) Hi = Minor losses K = koefisien gesekan v = Kecepatan aliran g = Gaya grafitasi H P = Head Pressure ( Tekanan ) H Fs = Mayor Losses Suction H Ls = Minor Losses Suction H Fd = Mayor Losses Discharge = Minor Losses Discharge H Ld 5. Perhitungan Shaft Perhitungan Daya dari Mesin Pd = Fc x P...(11) Pd Fc = Daya yang di rencanakan (Kw) = Daya yang ditransmisikan = Daya Rata Rata yang di perlukan = 1,2 2,0. = Daya Maksimum yang di perlukan = 0,8 1,2. = Daya Normal = 1,0 1,5 1. Torsi ( T ) T = 9,74 x 10 5 x ( Pd / N )...(12) Pd = Daya yang di rencanakan (Kw) N = Putaran Pompa / Mesin ( RPM ) 2. Tegangan yang di ijinkan (σa) σa = σb/(s f1 x S f2 )...(13) σb = Material Poros yang akan digunakan ( Kg/mm 2 ). S f1 = Material Baja Karbon ( 6 ) S f2 = 1,3 3 Kt = Untuk Beban Tumbukan Antara 1,5 3 Cb = Beban Lentur diperkirakan ada beban lentur Nilai Cb Antara 1,2 3. T = Moment Torsi Sehingga Diameter Poros yang akan digunakan : Ds = [ 5,1 / σa ] x Kt x Cb x T ] 1/3...(14) Mesin Yang Digunakan Mesin yang digunakan untuk sistem ini menggunakan Mesin BAUDOUIN Tipe 12 M26 SRP P1 dengan RPM 1900 dan mempunyai daya 1000 Hp. Gambar dari Mesin yang digunakan : 4. Perhitungan Head Total H Losses = H s + H P + H FS + H Ls + H Fd + H Ld...(10) H s = Head Statis
Flow Chart Diagram Pengerjaan Skripsi sebelumnya dan untuk mewujudkan tujuan yang dimaksudkan. Studi pustaka ini termasuk mencari referensi atas teori teori terkait atau hasil penelitian yang pernah dilakukan sebelumnya. Studi literatur dapat diperoleh dari beberapa sumber, seperti buku, jurnal, paper dan internet. 3. Pengumpulan Data Selama penulisan tugas akhir ini, penulis melakukan pengumpulan data untuk mengerjakan skripsi. Data yang didapat utnuk menunjang pengerjaan skripsi ini didapat baik dari internet maupun pengambilan data secara langsung. Data yang di ambil dari pengerjaan skripsi ini sebatas pada data kapal yang akan di analisa seperti gambar rencana umum,pompa yang akan digunakan pada kapal tersebut. 4. Perencanaan External Fire Fighting Pada perencanaan tugas akhir external fire fighting dan water canopy ini telah di dapatkan,data bagai mana mendesain sebuah instalasi external Fire dapat menyalurkan air dengan kapasitas ( Q = 1200 m³/h ) dan memiliki Head ( H = 150 m ). 5. Menggunakan System Conventional Pada penggunaan system external fire fighting yang conventional dengan menggunakan independen Drive sebagai persyaratan yang sesuai dengan regulasi yang telah berlaku. 6. Menggunakan System Independen Drive Sesuai dengan regulasi yang telah berlaku, bahwa External fire fighting harus mempunyai Independen Drive sendiri. Sehingga pada skripsi kali ini, perancangan External Fire Fighting menggunakan Independen Drive sendiri. PEMBAHASAN Perhitungan Diameter Pipa Q = 1200 m 3 / h Harus di jadikan m 3 /s dengan dibagi 1/3600. Q = 1200 / 3600 Q = 0,333 m/s. Diameter utama pipa External Fifi ditentukan dengan menggunakan Rumus : Q = A x V...(2) Q = Kapasitas Pompa (m 3 ) A = Luasan Pipa (m 3 ) V = Kecepatan aliran (m 3 /s ) 1. Identifikasi dan Perumusan Permasalahan Merupakan hasil dari identifikasi terhadap permasalahan yang diangkat dalam pengerjaan skripsi. Dari hasil identifikasi masalah dapat ditentukan langkah langkah yang harus dilakukan dalam pengerjaan skripsi beserta metode yang diterapkan dalam menyelesaikan masalah yang ada. 2. Studi Literatur Pada tahapan ini dilakukan studi literature terhadap berbagai referensi terkait dengan topic penelitian. Studi pustaka ini dimaksudkan untuk mencari konsep dan metode yang tepat untuk menyelesaikan masalah yang telah dirumuskan pada tahap Sehingga Diperoleh : Q = A x v...(2) Q = (π x D b 2 /4) x v D b = = = = 0,209 m. Jadi Ukuran diameter yang akan di gunakan mempunyai Diameter sebesar : Menggunakan Pipa Galvanis JIS 71 04 17. Out side Diameter = 216,3 mm = 0,216 m Thickness = 5,8 mm = 0,006 m. Inside Diameter (D m ) = 204,7 mm = 0,204 m
Head Statis H s = H Discharge + H Suction...(3) H s = 8,8 + 1,8 H s = 10,6 m Head Pressure Jika Aliran tersebut Turbulen maka menggunakan rumusan / Formula Sesuai denagn peraturan SOLAS Untuk kapal pemadam sebesar 0,27 Nm/mm 2 Mayor suction dan discharge Re = 13 x 0,209 / 8,2 x 10-7 Re = 3237,3 Persamaan Jika Rn > 4000,Turbulen Panjang Pipa ( L ) Sisi Hisap = Hf Mayor = f x ( L /D )x(v 2 /2g)...(8) = 15 m = Hf Mayor = 0,067 x ( 0,5/0,209)x(13 2 /2x9,8) = Hf Mayor = f x ( L /D )x(v 2 /2g)...(8) = 5,54 m. = Hf Mayor = 0,067 x ( 13 / 0,209)x( 13 2 / 2 x 9,8 ) Panjang Pipa ( L ) Sisi Buang =37,16m Minor losses Suction dan discharge Hi = K x v 2 /2g...(9) Minor Losses di suction Hi = K x v 2 /2g...(9) Hi = K x v 2 /2g...(9) Hi = 6,7 x 13 2 / 2 x 9,8 Hi = 4,31 x 13 2 /2 x 9,8 = 58,37 m = 37,16 m H Losses = H s + H P + H FS + H Ls + H Fd + H Ld...(10) H s = Head Statis = 10,6 m H P = Head Pressure ( Tekanan ) = 27 m H Fs = Mayor Losses Suction = 5,54 m H Ls = Minor Losses Suction = 58,37 m H Fd = Mayor Losses Discharge = 39,9 m H Ld = Minor Losses Discharge. = 37,16 m Perhitungan untuk maching mesin utama dan pompa Jadi dengan Head sebesar 150 m dan kapasitas 1200 m 3 /h.dibutuhkan sisyem perpipaan yang telah diperhitungkan diatas. Dari perencanaan yang telah direncanakan di atas Head total diketahui sebesar 177,5m. Tabel 2 Curve Torque Pompa
Percentase Daya dan Rpm Grafik 3 Maching Pompa dan Mesin Grafik 4. Persentase Maching Biaya yang dibutuhkan untuk membangun external fifi Setelah melakukan pemacingan antara engine dengan pompa,maka langkah selanjutnya yang dilakukan dalam skripsi ini adalah menghitung biaya yang dibutuhkan dalam membangun external fire fighting : KESIMPULAN Dari skripsi ini dapat ditarik beberapa kesimpulan yakni : 1. Dengan sistem yang dirancang pada kapal UV 48 ini didapatkan head sebesar 170 m dan kapasitas 1200 m 3 /h.sehingga menggunakan pompa sentrigugal dengan type SSCXB300-250B.Menurut karakteristik dari pompa yang di inginkan bahwa pompa tersebut dapat di machingan dengan engine yang memiliki daya 600-732 kw dengan rpm 1800 dan torsi sebesar 3884 (Nm). 2. Dengan independent drive atau engine yang digunakan adalah engine merk BAUDOUIN dengan engine series 12 M26 SRP P1 dengan RPM 1900 dan memiliki daya sebesar 1000 Hp/ 736 Kw. Tabel 4.Perhitungan biaya pembangunan 3. Dengan prosentase daya 85% dan Putaran engine sebesar 95% sehingga pompa ini dapat bekerja secara maksimal, dengan hasil pemachingan dengan daya sebesar 625 kw pada rpm 1800 sesuai dengan karakteristik atau persyaratan pemachingan yang tertera pada pompa.
4. Dari perhitungan yang telah dilakukan, sehingga water monitor atau watergun yang digunakan adalah type SS200EL dengan merk Shun Shing. Dengan kapasitas 1200 m 3 /h. 5. Biaya yang diperlukan untuk membangun atau merancang external fire fighting pada kapal UV 48 M adalah sebesar Rp 2.288.384.760,- DAFTAR PUSTAKA 1. Soelarso ( 1996 ),Dasar Perencanaan Dan Pemilihan Elemen Dasar Mesin,PT PRADNYA PARAMITA,Jakarta. 2. TIM LABORATORIUM MESIN FLUIDA DAN SiSTEM(2011),Modul Praktikum Mesin Fluida,Laboratorium Mesin Fluida And Sistem,Surabaya. 3. JASON ENGINEERING AS,Marine Fire Fighting & Dispersant System. 4. http://www.fifisystems.com/fifisystem s.html 5. http://www.sea-plus.co.kr 6. http://www.baudouin-engine.com