Paper Tugas Material Selection

7/23/2019 Paper Tugas Material Selection

http://slidepdf.com/reader/full/paper-tugas-material-selection 1/17

Pemilihan Material Tangki Compressed Natural Gas dengan Menggunakan

Metode Weighted Property Index

Dedi Hermawan (2012/1206311193)Mahasiswa Program Pascasarjana Teknik Metalurgi dan Material - Universitas Indonesia

Kampus UI Depok 16424, email : [email protected]

ABSTRAK. PEMILIHAN MATERIAL COMPRESSED NATURAL GAS DENGAN MENGGUNAKAN

METODE WEIGHTED PROPERTY INDEX . Penggunaan Compressed Natural Gas (CNG) dalam

kendaraan sebagai alternatif pengganti bahan bakar minyak telah meningkat setiap

tahunnya. Hal ini dapat dijelaskan karena secara umum karakteristik CNG lebih baik

daripada penggunaan bahan bakar minyak terutama dari isu emisi terhadap lingkungan.

Penggunaan gas alam sebagai CNG memerlukan suatu perlakukan khusus yaitu ditekan

dengan tekanan sekitar 200 bar sehingga membutuhkan desain tangki dan material yang

khusus. Berdasarkan ISO 11439:2000, terdapat empat tipe tangki CNG yang diklasifikasikan

berdasarkan material penyusunnya. Penggunaan material tangki CNG yang berbeda akanmenghasilkan sifat dan karakterisitik yang berbeda pula terutama dari sifat kekuatan

mekanik, biaya produksi serta bobot tangki CNG. Pada makalah ini akan dilakukan

pemilihan material tangki CNG berdasarkan metode weighted property index. Material yang

dipilih terdiri dari berbagai logam seperti AA 2014-T6, AA 5052-O, SS 310-3/4 hard, Ti-6Al-4V

serta 70 Cu-30Zn dengan sifat pembandingnya terdiri dari Fracture Toughness, Yield

strength, Modulus Elastisitas, Densitas, Ekspansi Thermal, Kondukstivitas Thermal , Spesifik

Heat, serta faktor biaya. Dengan menggunakan metode weighted property index, diperoleh

hasil bahwa SS 310-3/4 hard memiliki index property yang lebih baik dan dipilih sebagai

material tangki CNG diantara kandidat material lainnya.

Kata Kunci : Material, Tangki, CNG, Weighted Property Index

1. Pendahuluan

Seiring dengan pesatnya perkembangan di dunia sekarang ini, kebutuhan energi juga

mengalami pertumbuhan yang sangat pesat juga. Salah satu hal yang menjadi topik

pemikiran adalah terkait dengan penggunaan bahan bakar minyak bumi yang semakin besar

yang mengakibatkan cadangan minyak yang ada semakin kecil dan menyebabkan

meningkatnya polusi atau pencemaran lingkungan. Sekarang ini, penggunaan bahan bakar

TUGAS MATA KULIAH DESAIN DAN PEMILIHAN MATERIAL

(TAHUN 2013)

mailto:[email protected]






minyak telah dicoba untuk dikurangi dengan berbagai macam cara. Salah satu alternatif

pengganti dari bahan bakar minyak adalah dengan menggunakan gas alam atau yang lebih

dikenal dengan Compressed Natural Gas (CNG).

Untuk dapat digunakan dalam kendaraan, gas alam harus dikompresi dengan

tekanan sekitar 200 bar sehingga menyebabkan CNG harus disimpan dalam suatu tangki

atau bejana tekan khusus. Sekarang ini terdapat 4 jenis tipe tangki yang digunakan untuk

penyimpanan CNG. Kinerja Tangki CNG dipengaruhi oleh berbagai macam faktor

diantaranya adalah material tangki yang digunakan. Contohnya adalah penggunaan

Alumunium atau Baja sebagai bahan tangki CNG memberikan nilai lebih dari sisi kekuatan

mekanik dan biaya pembuatannya tetapi memberikan efek bobot yang lebih berat apabila

dibandingkan dengan jenis material lainnya seperti komposit. Sebaliknya penggunaan logam

yang dilapisi komposit ataupun komposit seluruhnya akan meningkatkan performa tangki

tetapi memiliki kelemahan yang sangat besar dalam hal biaya produksi. Oleh sebab itu,

pemilihan material tangki CNG merupakan suatu hal yang perlu dilakukan secara hati-hati

dan pada akhirnya terdapat kemungkinan untuk mengorbankan salah satu sifat yaitu kinerja

atau biaya produksi atau bahkan kompromi diantara keduanya.

Pada makalah ini akan dibahas pemilihan material untuk tangki CNG dengan

menggunakan metode weighted property index method . Metode studi yang dilakukan

adalah dengan melakukan studi pustaka dan perhitungan untuk menentukan material yang

cocok sebagai bahan tangki CNG.

2. Sekilas Compressed Natural Gas (CNG)

Penggunaan CNG sebagai alternatif pengganti dari bahan bakar gas sangatlah

dimungkinkan karena secara umum karateristik dari CNG sebagai bahan bakar kendaraan

lebih baik daripada bahan bakar minyak. Selain dari harga yang lebih murah, derajat oktan

dari CNG adalah sekitar 130 yang berarti bahwa mesin akan beroperasi pada rasio kompresi

sampai 16:1 tanpa adanya ketukan. Selain itu yang terpenting adalah isu lingkungan yang

ditawarkan oleh CNG yaitu mengurangi emisi CO2 sampai 25% dibandingkan dengan bahan

bakar minyak. Perbandingan karakteristik antara bahan bakar minyak dengan CNG terdapat

pada tabel 1 [1] dan Pengurangan emisi gas buang dari CNG dapat diihat pada gambar 1 [2].



Tabel 1. Perbandingan Karakteristik antara Bahan Bakar Minya dan CNG

PROPERTIES GASOLINE CNG

Vapour density 3.5 0.68

Ignition 430˚C 700˚C

Octane rating 96 130

Boiling point(Atm.Press)

27˚C -162˚C

Air-Fuel Ratio (Weight) 14.5 17.24

Chemical Reaction

With Rubber

Yes No

Storage PressureAtm.

Pressure

20.6Mpa

Fuel Air Mixture

Quality

Poor Good

Pollution CO-HC-Nox High Very Low

Flame Speed m per sec 0.83 0.63

Combust. ability with

air

1-16% 4-14%

Gambar 1. Pengurangan Emisi Gas Buang CNG dan Bahan Bakar Minyak

Secara umum CNG merupakan gas alam (natural gas) yang dipadatkan

(dimampatkan) dengan tekanan operasional sebesar 100 s/d 275 bar. Dengan tingginya

tekanan ini menyebabkan CNG tak dapat didistribusikan melalui sistem jaringan pipa

(tekanan pada sistem jaringan pipa adalah sebesar 11 bar) dan akhirnya disimpan dan

didistribusikan dalam pengemasan dalam tangki (bejana tekan atau pressure vessel ).

Seperti halnya bahan lainnya, penggunaan CNG juga memiliki kelebihan dan

kekurangan yaitu sebagai berikut [2]:

Kelebihan penggunaan CNG :

20-25 persen lebih rendah 20 - 25 kandungan CO2;

kandungan CO lebih rendah mencapai 90 persen;



75 sampai 90 persen lebih rendah kandugan non-methane hydrocarbons;

80 persen lebih rendah pengurang ozon;

Tanpa bau di saluran pembuangan;

Tak diperlukannya zat aditif untk meningkatkan nilai oktan;

tak adanya kehilangan akibat penguapan dari tangki atau ketika pengisian bahan

bakar;

tak adanya zat karsiogenik;

Kerugian penggunaan CNG

emisi Methane;

50 sampai 100 persen lebih banyak NO2 dibandingkan bahan bakar minyak;

10 sampai 20 persen lebih rendah keluaran mesin;

diperlukannya infrastruktur tambahan;

diperlukannya bobot dan ruang tambahan untuk tangki CNG;

Terbatasnya jenis kendaraan yang ada.

3. Penggunaan CNG di Dunia

Sekarang ini, sebagian besar CNG diaplikasikan sebagai bahan bakar kendaraan

bermotor baik itu kendaraan pribadi bis, truk ataupun lainnya. Dengan berbagai alasan

seperti yang telah dijelaskan pada bagian sebelumnya, kecenderungan penggunaan CNG

sebagai bahan bakar pengganti bahan bakar minyak mengalami peningkatan yang sangat

signifikan. Hal ini dapat dilhat pada gambar 2 berikut [3].

Gambar 2. Trend Kendaraan Pengguna CNG di Dunia (tahun 1991-2007)1



Pada gambar di atas dapat dilihat bahwa populasi kendaraan yang menggunakan

bahan bakar gas di dunia ini mencapai peningkatan sebesar 31% sejak tahun 2000 dan

mencapai jumlah 7.000.000 pada bulan juni 2007. DI Amerika Serikat terdapat sekitar

147.000 kendaraan yang menggunakan bahan bakar gas dengan pertumbuhan sekitar 4 %

setiap tahunnya. Contoh-contoh kendaraan yang menggunakan CNG dapat dilihat pada

beberapa gambar 3 berikut [3,4,5].

Gambar 3. Contoh Kendaraan Yang Menggunakan CNG

4. Tangki Penyimpanan CNG

Penggunaan CNG sebagai bahan bakar kendaraan memiliki beberapa macam kondisi

yang diantaranya adalah gas alam ditekan dengan tekanan sekitar 200 bar sehingga harus

disimpnan dalam bejana atau tangki dengan ketebalan yang mencukupi. Oleh sebab itu,



apabila dibandingkan dengan tangki LNG, tangki CNG memiliki ketebalan dinding yang lebih

tebal dan memiliki volume isi yang lebih kecil.

Berdasarkan ISO 11439:2000, bejana tekan untuk CNG diklasifikasikan menjadi 4 tipe

yang didasarkan pada material yang digunakan yaitu [1,3,6]:

Gambar 4. Tipe Tangki Penyimpanan CNG Berdasarkan ISO 11439:2000

1) Tabung CNG-1 (logam)

Tabung tipe 1 ini merupakan bejana tekan yang paling banyak digunakan sekarang

ini di dunia dan merupakan tangki CNG yang dibuat seluruhnya dengan material

logam. Jenis bejana tekan ini biasanya dibuat dari paduan baja karbon rendah yang

murah serta paduan alumunium yang ductile seperti AISI 4130 dan AA 6061-T6

aluminum alloy.

Gambar 5. Tangki Penyimpanan CNG Tipe 1



2) Tabung CNG-2 (Hoop-Wrapped )

Tabung tipe 2 ini merupakan tabung dengan liner logam yang dilapisi dengan

komposit pada arah hoop (circumferential ) sehingga sering disebut dengan hoop-

wrapped . Bejana tekan ini didesain sehingga liner, tanpa komposit dapat

menanggung tekanan maksimum pengisian (1.25 kali tekanan kerja). Liner logam

akan menanggung beban tekanan hingga 55 % dari tekanan gas internal dan

komposit sebesar 45 %. Liner logam biasanya terbuat dari AISI 4130 baja karbon

rendah atau AA 6061-T6 paduan alumunium, sedangkan komposit terbuat dari fiber

glass dalam epoksi atau resin polyester. Dengan digunakannya komposit maka

tabung ini akan memiliki bobot yang lebih ringan dibandingkan dengan tabung tipe

1.


3) Tabung CNG-3 (Full-Wrapped )

Tabung CNG tipe 3 ini terdiri dari liner logam dengan composite wrap yang

menyelimuti seluruh sisi tangki. Pada tangki ini, bagian komposit akan menanggung

sebagian besar kekuatan penahanan sekitar 80 % (menahan beban tekanan sekitar

80 %). Tujuan utama dari metal liner untuk mencegah adanya kontak CNG dengan

composite wrap. Tangki jenis ini lebih ringan dibanding tangki CNG tipe 1 dan 2

karena terbuat dari thin metal liner (AA 6061-T6 Aluminium alloy ) dan composite

wrap (glass / carbon fibers dalam epoksi atau resin polyester ). Bejana tekan ini

memiliki masa pakai yang lebih lama daripada tipe lainnya.




4)

Tabung CNG-4 ( All-Composite)

Tangki ini terdiri dari liner yang terbuat dari plastik yang diselimuti oleh komposit di

seluruh sisi tangki. Pada tangki jenis ini, seluruh beban tekanan CNG ditanggung oleh

komposit. Sedangkan plastic liner digunakan untuk penghalang gas (gas barrier ).

Plastic liner dapat terbuat dari termoplastik (PE atau nilon) sedangkan composite

wrap terbuat dari glass / carbon fiber dalam epoksi atau resin polyester. Tabung jenis

ini mulai digunakan pada tahun 1991 sebagai tabung pada kendaraan. Meskipun

memiliki keunggulan dari tipe lainnya dari sisi berat, ketahanan korosi dan fatik

namun tabung tipe4 ini sangatlah \mahal akibat penggunaan carbon fiber.


Karena terbuat dari material yang berbeda maka diantara keempat tabung CNG

tersebut di atas memiliki beberapa kelebihan dan kekurangan diantara yang satu dan yang



lainnya. Secara umum, perbedaan diantara keempat tipe tabung CNG tersebut terdapat

pada tabel 2 berikut [7]:

Tabel 2. Perbandingan berbagai tipe tabung CNG

Tipe

tabung

Tekanan Kerja

(bar)

Kapasitas

(liter)

Berat Kosong

(kg)

Biaya

Tipe 1 200 100 110 Paling Murah

Tipe 2 200 100 80 Sekitar 40% dari tipe3 dan tipe 4

Tipe 3 200 100 33 Sangat mahal

Tipe 4 200 100 33 Sangat mahal

Dari berbagai keunggulan dan kekurangan berbagai tipe tabung CNG, yang paling

banyak dijual dan digunakan di dunia sekarang ini adalah tabung CNG tipe 1. Hal ini

dimungkinkan karena harganya yang paling murah dibandingkan dengan tipe tabung CNG

yang lainnya. Selain itu, terdapat juga beberapa kendala apabila menggunakan tabung tipe

lainnya yang menggunakan komposit seperti yang dapat dilihat pada tabel 3 berikut [7].

Tabel 3. Perbandingan Penggunaan Logam Dan Komposit Dalam Tabung CNG

.

Dari tabel diatas dapat diambil kesimpulan bahwa secara umum, penggunaan logam

seperti baja dan alumunium dalam pembuatan tabung CNG tipe 1 masih memiliki berbagai

keunggulan apabila dibandingkan dengan tipe lainnya. Hal inilah yang menyebabkan

penggunaan tabung CNG tipe 1 paling banyak di dunia sekarang ini.

Dari sisi biaya, secara umum perbandingan untuk tabung CNG dapat dilihat pada

gambar 9 berikut [8].



Gambar 9. Berat dan Biaya dari berbagai Tipe Tangki NGV

Dari gambar di atas dapat dilihat bahwa tabung CNG tipe 1 memiliki sifat berbiaya rendah

tetapi memiliki bobot yang paling berat diantara semua tipe tangki CNG.

5.

Kriteria/Persyaratan Material Penyimpanan CNG5.1. Desain Tangki CNG

Secara umum pemakaian tabung CNG sekarang ini didominasi oleh tipe 1 terutama

dengan menggunakan material baja. Desain tangki yang diperkuat glass fiber mulai

diperkenalkan tahun 1982 sedangkan desain tangki yang diperkuat carbon fiber mulai

digunakan pada tahun 1992. Hal ini dikarenakan kinerja carbon fiber sangatlah jauh diatas

glass fiber sehingga sekarang ini terdapat puluhan ribu tangki berpenguat carbon fiber yang

digunakan terutama pada bus [9].

Desain tabung CNG harus dibuat sedemikian rupa untuk dapat menahan tekanan gas

200 bar atau lebih. Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam desain tabung CNG

berdasarkan standard internasional terkait penggunaan CNG dalam kendaraan adalah

sebagai berikut [6, 9, 10, 11]:

umur tangki harus diperkirakan minimal sesuaidengan umur kendaraan. Hal ini dapat

digunakan sebagai pengganti ktriteria desain yaitu tangki harus bertahan selamanya.



Tangki harus memiliki kriteria leak before break, yang artinya apabila tangki telah

melewati umur desainnya atau mengalami pengisian ulang yang berlebihan, maka

tangki hanya akan mengalami kegagalan berupa kebocoran.

Perlindungan terhadap api disediakan dalam bentuk thermally activated pressure

relief device (PRD)

Menggunakan kriteria desain Safety factor > 2;

Untuk tipe 1, maka tangki CNG dibuat menggunakan pipa tanpa lasan;

Tekanan operasi adalah minimal 200 bar

Apabila digunakan material komposit, maka harus ditentukan ukuran cacat

maksimum yang diperbolehkan

Harus dapat menahan perubahan suhu yang ekstrem di jalanan (-40ºF to +185ºF di

kendaraan)

Harus dapat menahan vibrasi dari kendaraan serta tumbukam akibat tabrakan

Desain dapat melewati berbagai macam pengujian yang telah ditentukan seperti [9]:

a. Uji pengisian berulang

b. Uji lingkungan

c. Uji tekanan dan suhu ekstrem

d. Uji terbakar hidrostatic

e. Uji cacat komposis

f. Uji jatuh

g. Uji pecah akibat tress

h. Uji kebocoran

i. Uji tembakan

Gambar 10. Contoh Pengujian Tangki CNG



5.2. Sifat Material yang diperlukan

Untuk mendapatkan kinerja tangki CNG yang optimal diperlukan pemilihan material

penyusunnya. Hal ini dikarenakan material tangki akan menentukan karakteristik akhi tangki

CNG yang dihasilkan. Beberapa contoh sifat mekanik yang diperlukan sebagai material

tangki CNG adalah sebagai berikut :

1. Fracture Toughness

Sifat ini akan menunjukan kemampuan atau ketangguhan material dalam menahan

suatu beban. Sifat ini sangat penting sebagai sifat material tangki CNG dan

merupakan sifat terpenting dibandingkan dengan sifat material yang lainnya.

2. Yield Strength

Sifat ini menunjukan tingkay kekuatan dari suatu material. Semakian besar nilai yield

streght maka akan menghasilkan materialyang kuat dengan tebal yang relatif lebih

sedikit dibandingkan dengan material yang memiliki nilai yield streght kecil. Oleh

sebab itu nilai yield stregth dicari yang sebesar mungkin untuk mendapatkan tangki

CNG yang kuat dengan ketebalan yang minimal.

3. Modulus Elastisitas

Sifat ini menunjukan kemampuan material dalam menahan tegangan sebelummengalami deformasi plastis. Oleh sebab itu, sifat ini harus dimiliki sebesar mungkin

oleh material CNG

4. Densitas

Densitas merupakan ukuran dari berat suatu material. Untuk material tangki CNG

diperlukan densitas sekecil mungkin dengan tujuan berat tangki yang dihasilkan juga

paling kecil. Semakin besar densitas akan menyebabkan semakin beratnya tangki

CNG dan akan memberikan tambahan beban bagi kendaraan yang digunakan.

5. Ekspansi Thermal

Sifat ini menunjukan kemungkinan terjadinya perubahan volume material akibat

meningkatnya atau berubahnya temperatur. Oleh sebab itu diperlukan nilai ekspansi

thermal yang sekecil mungkin agar tangki CNG tidak berubah bentuk akibat

berubahnya temperatur.

6. Kondukstivitas Thermal

Sifat ini menunjukan kemmapuan suatu material dalam memindahkan panas.



7. Spesifik Heat

Sifat ini menunjukan ukuran panas yang da[at diserap oleh material. Oleh sebab itu,

untuk material tangki CNG diperlukan nilai spesifik heat yang sekecil mungkin.

5.3. Jenis Kegagalan Tangki CNG

Meskipun telah didesain sedemikian rupa, kecelakaan atau kerusakan pada tangki

CNG tetap dapat terjadi seperti yang terdapat pada gambar 11. Hal-hal yang dapat

menyebabkan kecelakaan tersebut terutama diakibatkan oleh [9] :

Kerusakan mekanik => abrasi eksternal dan/atau tumbukan

Kerusakan lingkungan => akibat pengaruh lingkungan seperti SCC

Tekanan lebih => kesalahan peralatan pengisian atau katup silinder CNG

Kebakaran kendaraan => kesalahan PRD atau kebakaran

Masalah liner plastik => kesalahan manusia seperti retak pada ujung permukaan

liner, cacat las

Masalah liner logam => kesalahan manusia, termasuk kebocoran laminasi,

lemahnya perlakuan panas

Gambar 11. Statistik Kerusakan Tangki CNG berdasarkan Penyebab dan Tipe Tangki

6. Studi Kasus Pemilihan Material CNG

6.1. Batasan Masalah

Berdasarkan paparan pada bagian sebelumnya maka terdapat beberapa tipe tangki

CNG yang dapat digunakan. Untuk studi kasus pada makalah ini digunakan beberapa

pertimbangan yaitu :

1. Terdapat berbagai macam tipe tabung CNG dengan berbagai macam material yang

dapat digunakan



2. Terbatasnya referensi material tangki CNG, terutama dalam sifat-sifat mekanik

tangki CNG tipe 2 dan 3. Hal ini disebabkan untuk tipe tersebut, tangki terbuat dari

dua jenis material atau lebih (liner logam dilapis komposit) sehingga sifat mekanik

dari tipe tangki tersebut sangatlah spesifik dan tidak dapat diwakili oleh liner logam

saja atau selubung komposit saja.

3. Sangat terbatasnya data terkait komponen biaya sebagai bahan pembobotan dalam

metode yang digunakan. Komponen biaya ini merupakan suatu komponen yang

terdiri dari komponen material, manufaktur dan biaya lainnya sehingga sangat

spesifik untuk setiap material yang digunakan. Komponen biaya ini tak dapat hanya

diambil komponen biaya material saja karena untuk tangki yang sama, kebutuhan

jumlah setiap material dan juga proses manufakturnya juga akan saling terkait.

Dengan berbagai pertimbangan tersebut, maka diambil keputusan yaitu bahwa

material yang akan dipilih berasal dari tipe 1 dengan alasan :

1. Data mekanik yang ada relatif lengkap karena material yang digunakan merupakan

logam 100%.

2. Komponen biaya akan diasumsikan sama dengan pembuatan tangki Cyrogenik tank

yang diperoleh referensi [12,13].

6.2. Material Yang dipilih

Dari paparan sebelumnya, diambil kesimpulan bahwa material yang digunakan

dalam studi ini adalah material logam sebagai material pembuat tangki CNG. Material yang

diguanakn beserta sifat mekaniknya adalah seperti terdapat pada tabel 4. berikut [12,13] :

Tabel 4. Beberapa Pilihan Material Tangki CNG tipe 1

No. Material

Fracture

Toughness

(Mpa m-1/2

)

Yield

strength

(Mpa)

Modulus

Elastisitas

(Gpa)

Densitas

(g/cm3)

Ekspansi

Thermal (10-

6/C)

Kondukstivitas

Thermal (W/m-

C)

Spesifik

Heat

(J/gK)

1 AA 2014-T6 75,5 420 74,2 2,8 21,4 0,37 0,16

2 AA 5052-O 95 91 70 2,68 22,1 0,33 0,16

3 SS 310, 3/4 hard 187 1120 210 7,9 14,4 0,03 0,08

4 Ti-6Al-4V 179 875 112 4,43 9,4 0,016 0,09

5 70Cu-30Zn 273 200 112 8,53 19,9 0,29 0,06



6.3. Pemilihan Material CNG

6.3.1. Pairwise Comparison

Tabel 5. Pairwise Comparison Diantara Property Material

No. Property

Decision Number

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

1 Toughness 1 1 1 1 1 1

2 Yield strength 0 1 1 1 1 1

3

Youngs

Modulus 0 0 1 1 1 1

4 Density 0 0 0 1 1 1

5ThermalExpansion 0 0 0 0 1 1

6

Thermal

Conductivity 0 0 0 0 0 0

7 Specific heat 0 0 0 0 0 1

6.3.2. Weighing Factors untuk material CNG

Tabel 6. Weighing Factors untuk material CNG

No. Property Positive Decision Weightening Factor

1 Toughness 6 0,29

2 Yield strength 5 0,24

3 Youngs Modulus 4 0,19

4 Density 3 0,14

5 Thermal Expansion 2 0,10

6 Thermal Conductivity 0 0,00

7 Specific heat 1 0,05

Total 21 1



6.3.3. Scaled Property and Weighted Property (WP) Index

Tabel 7. Scaled Property and Weighted Property (WP) Index

No. Material

Fracture

Toughness

(Mpa m-1/2

)

Yield

strength

(Mpa)

Modulus

Elastisitas

(Gpa)

Densitas

(g/cm3)

Ekspansi

Thermal

(10-6/C)

Kondukstivitas

Thermal

(W/m-C)

Spesifik

Heat (J/gK)

Weighted

Property

Index

1 AA 2014-T6 27,66 37,50 35,33 95,71 43,93 4,32 37,50 43,40

2 AA 5052-O 34,80 8,13 33,33 100,00 42,53 4,85 37,50 38,50

3 SS 310, 3/4 hard 68,50 100,00 100,00 33,92 65,28 53,33 75,00 77,89

4 Ti-6Al-4V 65,57 78,13 53,33 60,50 100,00 100,00 66,67 69,70

5 70Cu-30Zn 100,00 17,86 53,33 31,42 47,24 5,52 100,00 57,54

6.3.4. Ranking of Materials

Tabel 8. Ranking of Materials

No. Material Relative Cost

Cost of

Unit

strength x

100

Weighted

property

index

Figure of

MeritRank

1 AA 2014-T6 1 0,67 43,40 64,78 2

2 AA 5052-O 1,05 3,09 38,50 12,46 4

3 SS 310, 3/4 hard 1,5 1,09 77,89 71,46 1

4 Ti-6Al-4V 6,3 3,2 69,70 21,78 3

5 70Cu-30Zn 2,1 8,96 57,54 6,42 5

7. Kesimpulan

Dari proses pemilihan material berdasarkan metode weighted property index untuk

material tanki CNG diperoleh hasil pada tabel 8. Dari tabel tersebut dapat dilihat bahwa

material yang paling baik untuk digunakan sebagai material tangki CNG diantara kelima

pilihan material adalah material SS 310, 3/4 hard. Hal ini disebabkan dari kelima pilihan yang

ada sifat SS310,3/4 hard memiliki keunggulan dibandingan dengan material lainnya.

Meskipun memiliki densitas yang lebih berat, namun material ini memiliki sifat-sifat yang

lebih baik dari pilihan lainnya sehingga material SS310,3/4 hard terpilih untuk digunakan

sebagai bahan tangki CNG tipe 1.



Daftar Referensi

[1] Rosli A. Bakar et. al., The Compressed Natural Gas (CNG) Cylinder Pressure Storage

Technology in Natural Gas Vehicles (NGV) Research Trends, Faculty of Mechanical

Engineering, University Malaysia Pahang

[2] Anonim, General Approach To The Substitution Of Diesel Fuel By Compressed

Natural Gas In Road Transport

[3] Türker Güdü et. al., Fuel Storage System Developments for Natural Gas Vehicles,

TOFAŞ R&D Engine, Transmission and Control Systems

[4] Jinyang Zheng, Safety and Regulatory Structure for CNG、CNG-H2, H2Vehicles and

Fuels in China, Workshop: Compressed Natural Gas and Hydrogen Fuels: Lessons

Learned for the Safe Development of Vehicles, Washington, 2009

[5] MCS International GmbH, CNG Cylinders High-Tech for Storage, Transportation and

Power, Brochure, Germany

[6] Mark Trudgeon, An Overview Of NGV Cylinder Safety Standards, Production And In-

Service Requirements, 2005

[7] Metal Mate Co. Ltd., Metal Mate High Pressure Composite Cylinder

[8]

National Metal and Materials Technology Center (MTEC) , CNG Cylinders Type I:

Material & Production, 2009

[9] Joe Wong, CNG & Hydrogen Tank Safety, R&D, and Testing, Powertech Labs Inc.,

Workshop Materials

[10] Livio Gambone, CNG Cylinders 101, NG Transit Users Group Meeting, Lawrenceville,

2005

[11] Railroad Commission of Texas, Regulations for Compressed Natural Gas and

Liquefied Natural Gas, Texas, 2013

[12] George E. Dieter, Overview of the Materials Selection Process, University of

Maryland

[13] Mahmoud Farag, Materials and Process Selection for Engineering Design Chapter 9,

The American University in Cairo, Cairo, Egypt

Paper Tugas Material Selection

Documents

Transcript of Paper Tugas Material Selection