2.1. PROSES PRETREATMENT - lontar.ui.ac.id pre : sebelum, dan treatment: ... dan akan bertambah pada...

- 6 -

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1. PROSES PRETREATMENT

Berdasarkan susunan kata, maka pretreatment dapat diartikan sebagai,

pre : sebelum, dan treatment : proses atau perlakuan. Pengertian umum

pretreatment adalah suatu proses yang dijalankan sebelum melakukan proses inti.

Pengertian khusus pretreatment pengecatan adalah proses pendahuluan terhadap

bahan sebelum dilakukan pengecatan.

Tujuan pretreatment painting ialah :

a. Menambah daya rekat (adhesi) antara cat dengan bahan dasar (part)

b. Menambah ketahanan terhadap karat pada hasil pengecatan

Pada prinsipnya, aliran proses pretreatment dapat dilihat pada

Gambar 2.1 berikut ini :

Gambar 2.1. Tahap proses Pretreatment

2.2. SIRKULASI FLUIDA ( SYSTEM PLUMBING )

Definisi alat plumbing ialah semua peralatan yang dipasang didalam

maupun diluar gedung , untuk menyediakan (memasukkan) air panas atau air

dingin, dan untuk menerima (mengeluarkan) air buangan.

Loading Masking Hot Water Degreasing 1 Degreasing 2 Water Rinse 1

Water Rinse 2 Surface

Conditioning Phosphating Water Rinse 3

Water Rinse 4 Di Water Rinse

Unmasking 1 Dry Oven Unmasking 2

Checkman

Pengecatan

Unloading

Baking Oven

Proses Pretreatment

Konvervasi energi pada proses..., Kevin Fendy, FT UI, 2008

- 7 -

atau secara ringkas dapat dikatakan semua peralatan yang dipasang pada :

• Ujung Akhir pipa , untuk memasukan air

• Ujung Awal pipa , untuk membuang air buangan.

Sistem plumbing merupakan bagian yang tidak dapat dipisahkan dalam

pembangunan gedung. Oleh karena itu, perencanaan dan perancangan sistem plumbing

haruslah dilakukan bersamaan dan sesuai dengan tahapan-tahapan perencanaan

dan perancangan gedung itu sendiri, dengan memperhatikan secara seksama

hubungannya dengan bagian-bagian konstruksi gedung serta dengan peralatan lainnya

yang ada dalam gedung tersebut (seperti, pendingin udara, listnk, dan lain-lain).

2.2.1. Kualitas Air Panas

Mengingat sifat anomali air, volumenya akan mencapai minimum pada

temperatur 4° C, dan akan bertambah pada temperatur yang lebih rendah maupun

lebih tinggi dari angka tersebut. Kalau kerapatan (density) air pada temperatur 4°C

dianggap sama dengan satu, kerapatannya pada temperatur lain dinyatakan dalam

Tabel 2.1 di bawah ini.

Tabel 2.1 Berat spesifik dan volume spesifik air pada berbagai temperatur, pada

tekanan atmosfir standar.

Temperatur

(°C)

Berat

Spesifik

(kg/l )

Volume

Spesifik

(l/kg)

Temperatur

(°C)

Berat

spesifik

(kg/l )

Volume

spesifik

(l/kg)

0 0,99 1,00 80 0.97 1.02900

4 1,00 1,00 85 0,96 1.03240

6 0,99 1,00 90 0,96 1.03590

46 0,98 1,01 100 0,95 1,04340

70 0,97 1.02 110 0,95 1.05150

75 0,97 1.02 120 0,94 1.06000

77 0,97 1.02 130 0,93 1.06940

Sumber : Noerbambang , 1993

Dapat dilihat dalam Tabel 2.1 bahwa apabila air dipanaskan dari

temperatur 4 sampai 100oC, volumenya akan bertambah sekitar 0,0434 l/kg,

Jelaslah bahwa dalam perancangan maupun pemasangan instalasi air panas aspek

ini harus diperhatikan. Pada suatu bejana tertutup harus dipasangkan pipa atau

katup ekspansi untuk "melepaskan" tekanan yang timbul akibat pertambahan

volume tersebut.


- 8 -

Tabel 2.2 Tekanan relatif dan temperatur didih air.

Tekanan

(kg/cm2)

Temperatur

(°C)

Tekanan

(kg/cm2)

Temperatur

(°C)

0 100 3 143

0,5 111 3,5 147

1 120 4 151

1.5 127 4,5 156

2 133 5 158

2,5 138 5,5 161

Sumber : Noerbambang , 1993

Kalau air dipanaskan terus, pada suatu temperatur akan mulai mendidih,

dan temperatur didih ini berubah bergantung pada besarnya tekanan dalam air

tersebut. Lihat Tabel 2.2.

2.2.2. Satuan Kalor

Banyaknya energi panas atau kalor yang diperlukan 1 kg air agar

temperaturnya naik sebesar 1°C pada kondisi atmosfir standar didefinisikan

sebagai 1 kilokalori (kcal). Nilai ini berubah sedikit pada temperatur lain tetapi

praktis dapat dianggap konstan.

Secara umum kalor yang diperlukan untuk pemanasan adalah:

Q = W.Cp. (T2 –T1)

Dimana :

Q = Banyaknya kalor (kcal)

W = Berat air yang dipanaskan (kg)

Cp= Spesifik Kalor (kcal/kg oC)

T2 = Temperatur awal (°C)

T1 = Temperatur akhir (air panas) (°C)

2.2.3. Pengaruh Kualitas Air dan Temperatur

Selain zat asam (oksigen), air biasanya juga mengandung garam-garaman

dan zat-zat yang dapat menimbulkan karat atau kerak pada logam untuk ketel,

tangki air panas, pipa, dan sebagainya. Makin sedikit kandungan zat-zat perusak

tersebut, dikatakan makin baik kualitas airnya.

Temperatur air ternyata juga berpengaruh pada intensitas proses

pengkaratan; makin tinggi temperaturnya, makin cepat prosesnya. Secara umum

dapat dikatakan bahwa dengan peningkatan temperatur setiap 10°C, kecepatan


- 9 -

proses pengkaratan berlipat dua kali. Oleh karena itu tidak diinginkan

memanaskan air secara berlebihan.

2.2.4. Sirkulasi Pemanasan Pada Instalasi Condensate Uap Panas

Gambar 2.2. Sirkulasi Panas pada sistem instalasi pipa condensate uap panas

Pada Gambar 2.2 diatas dapat dilihat bahwa ketel uap menghasilkan uap

panas hasil dari pembakaran air yang berasal dari air condensate uap panas dan

air PAM . Keluaran temperatur dari ketel uap sebesar T= 120oC kemudian

dialirkan ke proses pretreatment , temperatur masuk ke proses pretreatment

sebesar 110oC , dalam proses pretreatment terjadi pertukaran panas melalui coil

pipa dalam masing-masing tangki proses pretreatment. Air condensate uap panas

keluaran dari proses pretreatment ini kemudian ditampung pada tangki

condensate uap panas, temperatur pada keluaran proses pretreatment ialah

sebesar 90oC. Air condensate uap panas ini kemudian dikirim ke tangki

penyimpanan air melalui instalasi pipa condensate uap panas, temperatur air

condensate uap panas ketika sampai di tangki sebesar 75oC. Kemudian air

condensate uap panas ini digunakan kembali sebagai bahan untuk pembakaran di

ketel uap .

Burner

Ketel Uap

T=120oC

Tangki Air

T=75oC

Tangki Condensate Uap Panas

T=90oC

Hot Water

T = 50oC

Pre Degresing

T = 50oC Phospating

T = 41oC

Degresing

T = 50oC

Proses Pretreatment

T=90oC

T=110oC

Air PAM

T=30oC


- 10 -

2.3. PEMELIHARAAN SISTEM PLUMBING

2.3.1. Pengendalian Kualitas Air

Air didalam tangki penyimpan air panas biasanya dijaga pada temperatur

55°C sampai 60°C. Jelaslah, bahwa pada waktu pemeriksaan, perlu perhatian

khusus untuk diketahui apakah ada gejala berkarat pada bahan tangki dan pipa air

panas.

Dalam tangki penyimpan air panas kecil kemungkinan adanya pencemaran

oleh bakteri patogen, karena temperatur air yang cukup tinggi. Hal lain yang perlu

diperiksa adalah temperatur air, pH, kekeruhan, kromatisasi, rasa, dan bau.

Peralatan dan perlengkapan instalasi yang berhubungan dengan air panas

dan dibuat dari timah hitam, tembaga, besi atau baja, mangan dan seng, perlu

diberi perhatian khusus pada waktu pemeriksaan.

Pemanas air biasanya diatur agar dapat menyediakan air panas masuk pipa

pada temperatur sekitar 55°C sampai 60°C. Secara umum dapat dikatakan kalau

temperatur air panas terlalu tinggi, kerugian yang timbul akibat kehilangan kalor

melalui dinding pipa dan tangki akan bertambah besar. Pertimbangan inilah yang

menyebabkan mengapa pengatur temperatur air panas perlu diperiksa baik-baik.

2.3.2. Pengetesan Pipa

Pengetesan yang dilakukan adalah terhadap kekuatan, kebocoran,

ketelitian dan kesempurnaan dalam pengelasan pipa.

Yang perlu diperhatikan dalam pengetesan :

1). Mechanical equipment, yaitu pump, exchangers, turbines, compressor dan

LNG loading arm

2). Control globe valve juga dipisahkan dari pengetesan pipa dengan cara

menggunakan spoll sementara yaitu setelah menutup dengan blind flange pada

bagian depan dan belakang dari globe valve, sehingga pengetesan akan melalui

spool atau bypass sebagai penghubung aliran dari bahan untuk pengetesan.

Untuk praktisnya pipa dites pada posisi terpasang, bila mungkin berikut

perlengkapannya. Untuk vessel dan perlengkapannya hanya dapat dites bila sistem

pipa sudah terpasang dimana pressure test untuk vessel tersebut adalah sama atau

lebih besar dari pressure test untuk pipa.


- 11 -

Bila pressure test untuk pipa lebih rendah dari sistem pipa, sedangkan

vessel tersebut tak dapat dipisahkan dari sistem pipanya, maka pengetesan pipa

dilakukan sebelum vessel terpasang.

2.4 PERPINDAHAN PANAS DAN ISOLASI

Penerapan hukum Fourier tentang konduksi termal untuk menghitung

aliran termal dalam sistem sederhana satu dimensi. Dalam kategori sistem satu

dimensi ini termasuk berbagai bentuk fisik yang berlainan : sistem-sistem silinder

dan bola adalah satu dimensi bilamana suhu benda hanya merupakan fungsi jarak

radial dan tidak tergantung dari sudut azimuth atau letak pada poros.

Contoh isolasi pipa dapat dilihat pada Gambar 2.3 dibawah ini.

Gambar 2.3. Isolasi pipa

Tugas dari isolasi adalah untuk membungkus bagian pipa atau tangki-

tangki yang tidak boleh mengalami perpindahan panas, baik dari dalam maupun

dari luar, serta mencegah erosi/karat.

2.4.1 Konduksi Keadan Tunak - Satu Dimensi

2.4.1.1 Bidang Datar

Suatu dinding datar, di mana kita akan menerapkan hukum Fourier

Persamaan (2-1). Jika persamaan ini diintegrasikan, maka akan didapatkan

persamaan (2-2) seperti dibawah ini :

x

TkAq

δ

δ= (2.1)

)( 12 TTx

kAq −

∆−= (2-2)

Bilamana konduktivitas termal = k (thermal conductivity) dianggap tetap,.


- 12 -

Tebal dinding adalah ∆x, sedang T1 dan T2 adalah suhu muka dinding,sedangkan

A adalah luasan permukaan.

Jika dalam sistem itu terdapat lebih dari satu macam bahan, seperti dalam

hal ini dinding lapis rangkap pada Gambar 2.4 a dibawah ini :

profil

suhu

q q q

RA RB RC

1 2 3 4 T1 T2 T3 T4

(a) (b)

Gambar 2.4. Perpindahan kalor satu-dimensi melalui dinding komposit dan

analogi listriknya.

Jika gradien suhu (temperature gradient) pada ketiga bahan ialah seperti

tergambar itu, aliran kalor dapat dituliskan sebagai berikut :

CB

B

A

A

x

TTkcA

x

TTAk

x

TTAkq

∆

−−=

∆

−−=

∆

−−=

342312

Aliran kalor pada setiap bagian itu mesti sama.Jika ketiga persamaan ini

dipecahkan serentak, maka aliran kalor itu dapat dituliskan sebagai berikut :

Akx

Akx

Akx

TTq

C

C

B

B

A

A ∆+∆+∆

−=

41 (2.3)

Laju perpindahan kalor dapat dipandang sebagai aliran; sedang gabungan

dari konduktivitas termal, tebal bahan, dan luas merupakan tahanan terhadap

aliran ini. Suhu merupakan fungsi potensial, atau pendorong, aliran itu; dan

persamaan Fourier dapat dituliskan sebagai berikut :

termaltahanan

potensialbedakalorAliran =

thR

Tq

∆= (2.4)

Hubungan di atas sangat serupa dengan hukum Ohm dalam rangkaian

listrik. Dalam persamaan (2-2), tahanan termal (thermal resistance) ialah ∆x/kA,

dan dalam persamaan (2-3) tahanannya ialah jumlah ketiga suku dalam pembagi

A B C


- 13 -

(denominator). Hal ini memang sesuai dengan yang diharapkan dari persamaan

(2-3), karena ketiga dinding berjejer itu bertindak sebagai tahanan dalam susunan

seri. Rangkaian listrik yang sebanding seperti terlihat pada Gambar 2.4 b.

2.4.1.2 Sistem Radial - Silinder

Silinder panjang dengan jari-jari dalam rt, jari-jari luar ro, dan panjang L,

seperti pada Gambar 2.5. Silinder ini mengalami beda suhu Ti – To , Untuk

silinder yang panjangnya sangat besar dibandingkan dengan diameternya, dapat

kita andaikan bahwa aliran kalor berlangsung menurut arah radial, sehingga

koordinat ruang yang kita perlukan untuk menentukan sistem itu hanyalah r.

Hukum Fourier digunakan lagi dengan menyisipkan rumus luas yang sesuai. Luas

bidang aliran kalor dalam sistem silinder ini ialah ;

Ar = 2 πrL (2.5)

sehingga hukum Fourier menjadi :

dr

dTkAq rr −= (2.6)

atau

dr

dTkrLqr π2−= (2.7)

dengan kondisi batas

T = Ti pada r = ri (2.8)

T = To pada r = ro (2.9)

Penyelesaian persamaan (2-6) adalah:

)ln(

)(2

riro

ToTikLq

−=

π (2.10)

dan tahanan thermal dalam hal ini adalah :

kLri

roRth

π2

)ln(= (2.11)


- 14 -

q

Rth

q

r dr Ti To

ro ri L

(a) (b)

Gambar 2.5. Aliran karor satu-dimensi melalui silinder bolong dan analogi

listriknya.

Konsep tahanan termal dapat juga digunakan untuk dinding lapis rangkap

berbentuk silinder, seperti halnya dengan dinding datar. Untuk sistem tiga lapis

seperti pada Gambar 2.6 dibawah ini :

q

q

T3 r3 T2

r2 T1 T2 T3 T4

T1

A r1 RA RB Rc

T4 B

r4 C

(a) (b)

Gambar 2.6. Aliran kalor satu-dimensi melalui penampang silinder dan analogi

listriknya

Maka penyelesaiannya adalah :

CBA krrkrrkrr

TTLq

/)/ln(/)/ln(/)/ln(

)(2

342312

41

++

−=

π (2.12)

Untaian atau rangkaian termalnya (thermal circuit) diberikan pada Gambar 2.5b.


- 15 -

Sistem berbentuk bola dapat kita tangani sebagai satu dimensi apabila

suhu merupakan fungsi jari-jari saja. Aliran kalornya menjadi :

oi

oi

rlrl

TTkq

//

)(4

−

−=

π (2.13)

2.4.2 Isolasi

Isolasi di dalam suatu pengilangan dikenal tiga macam isolasi yaitu :

1). Isolasi panas (hot isolation)

2). Isolasi dingin (cold isolation)

3). Isolasi pelindung manusia (personal protection)

Perhitungan perencanaan isolasi adalah perhitungan perubahan panas

(heat- transfer). Pemakaian atau penggunaan, volume materialnya tergantung dari

macam isolasi dan tinggi rendahnya perubahan temperatur.

Dalam mengelompokkan keampuhan bahan isolasi, dalam industri

bangunan ada kebiasaan menggunakan nilai R, yang didefinisikan sebagai berikut:

Aq

TR

∆= (2.14)

Satuan R adalah W/m oC. Dalam hal ini digunakan aliran kalor per satuan

luas.

Bahan–bahan isolasi dikelompokkan menurut penerapan dan jangkauan

suhu penggunaannya, pengelompokan ini dapat dilihat pada Lampiran 1.


2.1. PROSES PRETREATMENT - lontar.ui.ac.id pre : sebelum, dan treatment: ... dan akan bertambah pada...

Documents

Transcript of 2.1. PROSES PRETREATMENT - lontar.ui.ac.id pre : sebelum, dan treatment: ... dan akan bertambah pada...