PROPERTIES, TEST METHOD & QC LAB

Oleh :Saya sendiri

BIODATA

LABORATORIUM UJI

• Tersertifikasi oleh Lembaga yang kompeten seperti KAN

• Yang dimaksud laboratorium tersertifikasi adalah :– Memenuhi standar ISO 17025– Menggunakan peralatan dan metode uji

standar (baik menggunakan metode standar uji Nasional maupun Internasional)

Gasoline Refining

Bagian I : Motor Gasoline

• Secara umum boiling range dari motor gasoline berkisar antara 30 sampai dengan 225 oC ( di Indonesia umumnya antara 45 sampai dengan 210 oC) bila di lakukan uji pada ASTM Distillation Standard D 86.

• Sifat dari bahan bakar motor gasoline terdiri dari : – Sifat pembakaran, diuji dengan Antiknock quality– Sifat penguapan (volatility) diuji dengan Tekanan Uap dan

Distilasi– Sifat kestabilan oksidasi diuji dengan Eksisten Gum dan

Periode Induksi – Sifat korosifitas diuji dengan Sulfur content, Copperstrip

corrosion dan Doctor tes– Sifat kebersihan diuji dengan kandungan timbal

• Properti Anti Knock :– Knock terjadi karena adanya penyalaan spontan

atau detonasi (ketukan) yang terjadi sangat cepat dan tiba-tiba dari sebagian campuran bahan bakar-udara yang tidak dapat terbakar dengan sempurna

– Disebabkan karena adanya senyawa peroksida– Antiknock dari motor gasoline diukur dengan

menggunakan mesin bersilinder satu di laboratorium, mesin uji ini disebut dengan mesin CFR F1 (Cooperative Fuel Research).

• Mesin CFR F1• Digunakan untuk

menguji angka oktan bensin

• Metode uji yang digunakan adalah ASTM D 2699

• Ada dua cara uji yang digunakan yaitu :– Cara bracketting– Cara compressi rasio

• Biaya Uji angka oktan sangat mahal

• Pada uji angka oktan digunakan bahan bakar reference sebagai bahan bakar pembanding untuk mengukur antiknock quality dari bahan bakar uji.

• Bahan bakar reference ini adalah bahan bakar campuran dari pure hidrokarbon, yaitu campuran n-heptana dan iso oktana, yang mana oktan number dari iso oktana adalah 100 dan oktan number dari n heptan adalah 0.

• Bila diperlukan reference fuel dengan octane number dibawah 100, maka diperlukan campuran yang sesuai antara iso oktan dan n-heptan dalam persen volume.

RON dan MON

• RON (research octane number)– correlates best with low speed, mild-knocking conditions

• MON (motor octane number)– correlates best with highspeed– high-temperature knocking conditions and with part-throttle

operation• RON lebih besar dari MON• Perbedaan antara RON dan MON = sensitivity• RON dan MON tidak menggambarkan performa

pembakaran yang sebenarnya karena alat ujinya menggunakan satu silinder

• RON diuji dengan metode ASTM D 2699• MON diuji dengan metode ASTM D 2700

Road Octane Number (RdON)

• Ditentukan dengan Modified Uniontown Procedure, CRC Designation F-28

• RdON bisa di prediksi dari hasil uji RON dan MON, dg rumusan sbb :

• Pendekatan terbaik untuk RdON dengan menset harga :– a = b = 0,5– c = 0

Road Octane Number (RdON) (lanjutan)

• Sehingga korelasi tsb menjadi :

• Harga AKI di US :– Reguler grade = 87– Midgrade = 89– Premium Grade = 91 - 94

(RON + MON) / 2

Yang umumnya disebut dengan Anti Knock Index (AKI)

Deposit Akibat Pembakaran Tidak Sempurna

• Pembakaran tidak sempurna bisa disebabkan karena octane number yg kurang dari persyaratan (ONR = Octane Number Requirement)

• Karena tidak sempurnanya pembakaran maka akan terjadi deposit

• Deposit bisa saja terjadi pada ;– Fuel injector dan karburator– Intake valve dan port– Combustion chamber

VOLATILITY

• Vapor Pressure

• Distillation Profile

• Vapor-Liquid Ratio

• Vapor Lock Index

• Drivebility Index

• Volatility Specification

• Vapor Pressure– Cold-start– Warm up drivebility– Tekanan uap bervariasi bergantung

pada tempeartur ambient, ketinggian dan musim.

– Range vapor pressure umumnya adalah 48,2 kPa – 103 kPa

– Mesin dengan sistem karburasi akan mengalami masalah vapor presure bila dibandingkan dengan mesin yang menggunakan sistem injeksi

Sistem karburasi

Sistem injeksi

• Distillation Profile

– Gasoline merupakan campuran dari beberapa hidrokarbon dengan range boiling point yang berbeda-beda

– Hidrokarbon yang umumnya terdapat di gasoline antara lain :

• Parrafin• Olefin• Naften• Aromat

• ParafinParafin

• OlefinOlefin

• Naften (Cyclo parrafin)Naften (Cyclo parrafin)

• AromatikAromatik

Aspek-aspek yang berkaitan antara profil distilasi gasoline dan performa gasoline :

1. Front end volatility

1. Easy cold starting

2. Easy hot starting

3. Freedom from vapor lock

4. low evaporation and running-loss emissions

2. Midrange volatility :

1. rapid warm-up and smooth running

2. good short-trip fuel economy

3. good power and acceleration

4. protection against carburetor icing and hot stalling

Aspek-aspek yang berkaitan antara profil distilasi gasoline dan performa gasoline (lanjutan) :

3. Tail – end volatility

1. good fuel economy after engine warm-up

2. freedom from engine deposits

3. minimal fuel dilution of crankcase oil

4. minimal volatile organic compound (VOC) exhaust emissions

• Vapor - Liquid Ratio– Vapor Lock : dipengaruhi oleh temperatures front end dan

vapor pressure– Vapor-liquid ratio yg bisa menyebabkan vapor lock dan hot-

fuel handling problems (hard starting and no starting after a hot soak and poor throttle response) adalah V/L ratio = 20

– V/L rasio = 20 akan tercapai biasanya pada temperatur 35 oC – 60 oC dan pada tekanan atmosferik.

– Biasanya terjadi pada kendaraan yang menggunakan system saluran pembakaran suction-type fuel pumps and carburetors

– Mesin dengan sistem karburasi akan mengalami masalah vapor presure bila dibandingkan dengan mesin yang menggunakan sistem injeksi

• Vapor Lock Index (VLI)Vapor Lock Index (VLI)– Diluar U.S., Vapor Lock Index (VLI) digunakan Diluar U.S., Vapor Lock Index (VLI) digunakan

untuk mengkontrol vapor lock dan hot-fuel untuk mengkontrol vapor lock dan hot-fuel handling problemhandling problem

– VLI adalah calculated index dg menggunakan VLI adalah calculated index dg menggunakan parameter uji vapor pressure (VP) (kPa) dan uji parameter uji vapor pressure (VP) (kPa) dan uji distilasi D 86 (distillation profile percent) dengan distilasi D 86 (distillation profile percent) dengan data pada T70 (E70), dan dirumuskan sbb :data pada T70 (E70), dan dirumuskan sbb :

– VLI bergantung pada musimVLI bergantung pada musim– Range normal VLI = 800 – 1250Range normal VLI = 800 – 1250– Semakin rendah nilai VLI, maka vapor lock dpt Semakin rendah nilai VLI, maka vapor lock dpt

dihindari dan penanganannya lebih mudahdihindari dan penanganannya lebih mudah

• Drivebility Index (DI)Drivebility Index (DI)– Selain profil distilasi, kemampuan gasoline untuk Selain profil distilasi, kemampuan gasoline untuk

bisa terdistribusi sempurna di ruang bakar, bisa terdistribusi sempurna di ruang bakar, menguap dan terbakar adalah hal yg perlu menguap dan terbakar adalah hal yg perlu diperhatikan pula.diperhatikan pula.

– Drivebility index (DI) adalah suatu korelasi yang Drivebility index (DI) adalah suatu korelasi yang digunakan untuk memprediksi cold start dan digunakan untuk memprediksi cold start dan warm up drivebility.warm up drivebility.

– DI dihitung dengan memnggunakan data distilasi DI dihitung dengan memnggunakan data distilasi D 86 pada T10, T50 dan T90 yg dirumuskan sbb :D 86 pada T10, T50 dan T90 yg dirumuskan sbb :

– DI bergantung pada musimDI bergantung pada musim– Range DI :Range DI :

• Di US : 375 – 625 oCDi US : 375 – 625 oC

• Asia pacific : 460 – 580 oCAsia pacific : 460 – 580 oC

• Drivebility Index (DI) (lanjutan)Drivebility Index (DI) (lanjutan)– Semakin rendah harga DI umumnya Semakin rendah harga DI umumnya

gasoline memiliki better cold-start and gasoline memiliki better cold-start and warm-up performance (tetapi perlu juga warm-up performance (tetapi perlu juga diperhatikan terjadinya vapor lock)diperhatikan terjadinya vapor lock)

– DI ini diperoleh dari sistem fuel mesin DI ini diperoleh dari sistem fuel mesin berkaburasi.berkaburasi.

• Volatiltiy SpecificationVolatiltiy Specification– Spesifikasi volatility diperlukan untuk Spesifikasi volatility diperlukan untuk

mengontrol volatility gasoline dengan mengontrol volatility gasoline dengan mensetting :mensetting :•Vapor presureVapor presure

•Distilation profilDistilation profil

•Drivebility indexDrivebility index

•Vapor-liquid ratioVapor-liquid ratio

– Ada dua kelas spesifikasi, yaitu :Ada dua kelas spesifikasi, yaitu :•six vapor pressure/distillation profile classessix vapor pressure/distillation profile classes

•six vapor-liquid ratio classessix vapor-liquid ratio classes

– Spesifikasi ini seain berkaitan dengan Spesifikasi ini seain berkaitan dengan drivebility, juga memperhatikan emisi drivebility, juga memperhatikan emisi VOCVOC

• Spesifikasi Volatility Eropa

• Uji yang dilakukan untuk megetahui sifat volatility dari motor gasoline adalah :– Distilasi ASTM D 86– Tekanan Uap Reid ASTM D 323

• Uji ini bermanfaat untuk mengetahui kecurigaan kita bila Bensin tercampur dengan fraksi yang lebih berat dengan biaya uji yang murah

• PERLU DIKETAHUI :– Uji ini adalah bersifat fisik dan qualitatif– Tercampurnya bensin dengan fraksi yang

lebih berat (misal : kerosine) sebanyak 5 % bila diuji dengan alat uji Distilasi ASTM D 86 dan Tekanan uap masih masuk di batasan Spesifikasi Dirjend Migas meskipun hasilnya sangat mepet.

• Alat uji Distilasi ASTM D 86

Alat uji ini terdiri dari :

- Labu distilasi kapasitas 125 ml dan 10 ml

- Gelas ukur 100 ml

- Thermometer

- Heater yang bisa diatur pemanasannya

• Peralatan

• Prinsip kerjanya adalah mendidihkan contoh uji hingga menguap

• Kemudian uapnya didinginkan di kondensor sehingga mengembun

• Uap yang mengembun (condensat) ditampung di gelas ukur

• Condensat yang tertampung digelas ukur dicatat temperaturnya setiap 10 ml

• Pencatatan temperatur dilakukan hingga mencapai end point

• Tetesan pertama condensat yang tertampung di gelas ukur kita catat temperaturnya, dan kita sebut IBP (Initial Boiling Point)

• Sedangkan temperatur maksimal yang dicapai oleh contoh uji disebut dengan End Point

• Diakhir pengujian catat pula tekanan barometernya

• Bagaimana bila contoh tersebut tidak diketahui jenisnya ?

• Pertanyaan :– Bagaimana kita mengetahui adanya

Kerosine yang tercampur di Bensin dengan menggunakan alat uji Distilasi D 86 ini ?

– Bagaimana dengan properti Distilasi Bensin yang ada di Spesifikasi Dirjend Migas ?

• Alat Uji Tekanan Uap Reid ASTM D 323

• Prinsip kerja uji ini adalah– Bersihkan Air Chamber dan

Gasoline Chamber– Panaskan water bath sampai suhu

100oF (37,8 oC) konstant– Rendam Air Chamber pada water

bath suhu 100oF paling sedikit 10 menit

– Dinginkan contoh dan Gasoline chamber dalam keadaan tertutup hingga suhu 32 – 40oF

– Isikan contoh kedalam gasoline chamber hingga penuh luber

– Hubungkan gasoline chamber dan air chamber

– Rendam kedalam water bath pada suhu 100oF selama 20 – 30 menit setiap 5 menit diangkat lalu dikocok selama 2 menit

– Apabila penunjukan manometer sudah stabil laporkan sebagai RVP contoh

Cara menuang contoh uji dari wadah sample ke dalam liquid chamber

• Alat uji tekanan uap Reid ini dilakukan pada suhu 100 oF (37,8 oC)

• Hasil uji ini dilaporkan dalam satuan kPa

• Bagaimana bila bensin yang kita curigai tercampur fraksi yang lebih berat ? misal kerosine, bisakah di deteksi dengan alat uji ini ?

• Keterulangan sendiri (repeatability)

• Keterulangan antar laboratorium (reproducibility)

• SIFAT KESTABILAN BAHAN BAKAR BENSIN– Uji adanya GUM (getah purwa) ASTM D 381– Induction Period ASTM D 525

• Sifat kestabilan bahan bakar diperlukan karena berkaitan dengan penyimpanan BBM, deposit pada permukaan karburator, fuel injector, intake manifold, valve, stem, dan beberapa peralatan penyimpanan lainnya

• Alat uji adanya GUM sesuai dengan metode uji ASTM D 381

Alat uji ini terdiri dari :

- Bath evaporasi + Kompresor

- Gelas ukur 100 ml & Thermometer

- Steam Boiler

- Timbangan elektrik

- Reagen N Heptan

Evaporation Bath equipped with compressor and steam generator

• Prinsip kerja uji ini :– Timbang berat kosong gelas beaker– Tuang 50 ml contoh uji– Masukkan ke dalam penangas

yang telah disetting pada temperatur ujinya

– Pasang conical jet dan nyalakan kompressor atur kecepatan aliran udara 600 ml/menit

– Setelah 30 menit ambil dan dinginkan di desikator, kmdan timbang dan hitung berat gum dg rumusan existent gum

– Timbanglah. Bila residu gum terhitung <0,5mg/100ml, maka residu gum ga perlu dicuci, tetapi bila >0,5mg/100ml, maka residu gum di cuci dg N Heptan. Setelah dicuci panaskan dipengas lagi sampai kering kemudian timbang lagi sampai berat konstan

– Laporkan Existent gum dalam mg/100ml

Tabel pengkondisian suhu penangas

• Sifat Korosifitas Bahan Bakar diuji dengan :– Copperstrip

Corrosion ASTM D 130

– X – Ray ASTM D 2622• Uji sulfur diperlukan selain

mengakibatkan korosi, juga mengurangi nilai bakar serta mempengaruhi performa bahan bakar

• Jika sekarang kendaraan bermotor atau mobil menggunakan pembakaran sistem injeksi, maka kandungan sulfur dalam bahan bakar haruslah sekecil mungkin

Injector Clogging

Gambar alat uji X – Ray untuk mengetahui banyaknya sulfur dalam bahan bakar

Proses terjadinya korosi akibat high sulfur, water & particulate

• Alat Uji Copperstrip corrosion ASTM D 130

Alat uji ini terdiri dari :

- Penangas

- Tube glass

- Lempeng tembaga kemurnian 99 %

- Kertas gosok paling halus, carburandum dan isooktan

• Prinsip kerja uji ini adalah sbb :– Lempeng tembaga digosok

searah ke 6 sisinya dengan kertas gosok yang paling halus (standard ASTM D 130)

– Kemudian dengan bantuan kapas, lempeng tembaga digosok lagi dengan carburandum ukuran mesh sesuai standard ASTM D 130

– Simpan/celupkan ke dalam iso oktan agar lempeng tembaga tidak mengalami oksidasi

– Tuang 30 ml contoh uji kedalam tube glass, kemudian masukkan lempeng tembaga tersebut.

– Masukkan tube glass ke dalam penangas yang suhunya telah disetting

– Stlh pemanasan , lempengan dikeluarkan dan dibandingkan dengan Warna ASTM D 130

• Yang perlu diperhatikan adalah lamanya pemanasan dan temperatur pemanasan untuk masing-masing contoh uji – untuk gasoline dan nafta : 40 + 1 oC selama 3

jam + 5 menit– untuk solar dan Kerosine : 50 + 1 oC selama 3

jam + 5 menit– Untuk avgas dan avtur : 100 + 1 oC selama 2

jam– Untuk pelumas suhu awal dimulai suhu 150 oC

selama 3 jam, kemudian temperatur uji ditingkatkan setiap kenaikan 5 oC setiap 1 jam.

• Alat uji X – Ray untuk mengetahui kandungan sulfur ASTM D 2622

• Alat uji AAS untuk mengetahui kandungan Logam

Properti Density• Properti ini berfungsi untuk mengetahui berat jenis

minyak• Dengan properti ini biasanya kita bisa membedakan

fraksi-fraksi dari minyak, tetapi sekali lagi sifatnya adalah fisis saja, artinya secara qulitatif saja.

• Berdasarkan pengalaman, bensin yang tercampur kerosine sampai dengan 10% sulit sekali dideteksi dengan alat uji ini, artinya masih masuk spesifikasi Dirjend Migas meskipun mepet

• Ada dua metode yang digunakan sesuai Dirjend Migas :– ASTM D 4052– ASTM D 1298

• Alat uji Density ASTM D 1298 Termometer

Hidrometer SG 60/60 oF atau Density 15 oC

Alat uji ini terdiri dari :Alat uji ini terdiri dari :

-Termometer 12 c atau 12 F

-Hidrometer

-Gelas ukur ungraduated 1 liter

-Tabel 53 B atau 23 B

• Prinsip Kerja Alat uji ini adalah :– Tuangkan contoh kedalam

gelas ukur 100ml dan hindari adanya gelembung

– Masukkan termometer yang sesuai

– Pilih range hidrometer yang sesuai dengan contoh uji

– Catat temperatur dan SG/Density yang kita amati sebagai temp. dan Density/SG observe

– Konversikan ke tabel 23 B (untuk mendapatkan SG 60/60oF) atau tabel 53 B (untuk mendapatkan Density 15 oC

– Untuk koreksi volume gunakan tabel 54 B atau 24 B

• Tabel Konversi Density observe ke Density 15oC (Tabel 53 B)

• Density ASTM D 4052

APA SIH PERBEDAAN ANTARA ASTM D 1298 DAN D 4052

PERBEDAAN ASTM D 1298 DAN 4052

• ASTM D 1298– Hasil uji dipengaruhi oleh suhu lingkungan– Murah dan cepat– Mudah ketersediannya– Memerlukan Tabel ASTM D 1250 (53B/53A)

• ASTM D 4052– Tidak dipengaruhi oleh suhu lingkungan– Pengujiannya lama– Biaya uji dan perawatan alat mahal– Harga alat selangit– Tidak memerlukan Tabel ASTM D 1250

• Properti Aromatic saat ini telah di jadikan spesifikasi Bensin, yaitu di Spesifikasi Bensin 91, tetapi batasannya adalah maksimum. Mengapa?

• Bensin yang beredar dengan angka oktan tinggi saat ini adalah tanpa penambahan TEL, tetapi merupakan hasil blending dengan HOMC.

• Alat uji Aromatic Content ASTM D 1319

Yang bisa diuji di alat ini hanya minyak yang transparant, untuk minyak yang Opaq tidak bisa diuji di alat ini.

• Prinsip kerja alat uji Aromatic content ASTM D1319

• Yang perlu diperhatikan pada uji aromatic content adalah tekanan udara untuk tiap-tiap produk uji, yaitu :– Untuk contoh uji Bensin digunakan

tekanan udara 4 – 10 Psi– Untuk contoh uji Avtur digunakan tekanan

udara 10 – 15 Psi

Oxigenate Gasoline

• Merupakan campuran antara gasoline konvensional dengan dengan satu atau lebih jenis oksigenat

• Oksigenat adalah cairan yang mudah terbakar, yang komponennya terdiri dari carbon, hidrogen dan oksigen

• Oksigenat yang ada terdapat dua kelas, yaitu : alkohol dan ether

Beberapa Oksigenat yang ada

Gasoline + Methanol

• Ethanol berbeda dengan Methanol• Sifat gasoline yang ditambahkan methanol :

– Lebih korosive terhadap logam-logam fuel sistem– Mempercepat rusaknya elastomer– Penambahan methanol ke gasoline masih belum

dibuktikan oleh beberapa OEM– Penambahan methanol ke gasoline

menyebabkan meningkatnya RVP– Methanol lebih beracun

Standard eropa terhadap penambahan oksigenat

BAGIAN II : KEROSINE

• Kerosin didefinisikan sebagai petroleum distillate yang memiliki flash point minimum 45 oC (di USA minimum flash point yang dipersyaratkan adalah 115 oF (46 oC)) dan sesuai untuk penggunaan penerangan yang menggunakan sumbu.

• Properti dari distilat ini antara lain :

Distilasi, warna, sulfur content, kualitas pembakaran (burning quality), flash point dan Smoke Point

• Sifat Voaltility Kerosine diuji dengan menggunakan Distilasi ASTM D 86

• Ada sedikit perbedaan prinsip kerja ketika menguji kerosine bila dibandingkan dengan saat menguji sifat volatility Bensin

Perbedaan kondisi uji Distilasi ASTM D 86 antara produk Bensin dan Kerosine adalah sbb

BENSIN KEROSINE

Air Dingin 0 – 3 oCAir biasa

Direndam Air Dingin 0 – 3 oC

Tidak perlu direndam air dingin

Termometer range 0 – 400 oC

Termometer range 0 – 300 oC

Contoh uji didinginkan dulu suhu 0 – 3 oC Contoh uji tdk perlu

didinginkan dulu

• Perbedaan kondisi uji lainnya adalah :– Untuk Bensin :

• IBP antara 5 – 10 menit• Ukuran board 1 inch

– Untuk Kerosine :• IBP antara 5 – 15 menit• Ukuran board 2 inch

• Yang perlu diperhatikan dari keduanya adalah kecepatan tetesan, yaitu 4 – 5 ml per menit

• End Point dipantau saat telah memperoleh 95% recovery

• End Point harus terjadi maksimal 5 menit

• Properti Warna Kerosine

– Sebenarnya warna tidak mempengaruhi performa pembakaran dari kerosine, tetapi dimaksudkan agar menarik perhatian bagi customer

– Tetapi untuk refinery dan sistem distribusi, uji warna diperlukan sebagai indikasi lamanya penyimpanan Kerosin di tangki storage dan adanya kontaminasi selama distribusi

– Untuk bahan bakar motor gasoline, pewarnaan juga memiliki signifikansi yang kecil pula terhadap performa gasoline, tetapi tujuan pemberian warna pada gasoline adalah selain mengetahui adanya kontaminasi dan long storage periode (jika disimpan terlalu lama warnanya bertambah kuning karena telah mengalami oksidasi, utamanya oksidasi dari N dan S) juga diperlukan sebagai pengingat bahwa bahan bakar tersebut mengandung additive berbahaya (TEL).

– Di Indonesia, pewarnaan BBM dimaksudkan untuk menbedakan jenis BBM satu dengan yang lainnya, sehingga mudah dikenali bila terdapat oplosan.

• Uji warna dari Kerosine menggunakan metode ASTM D 156 by Color Saybolt

• Yang perlu diperhatikan untuk uji warna kerosine adalah sbb :

• Properti lainnya untuk Kerosine adalah Smoke Point ASTM D 1322

• Properti smoke point diperlukan karena digunakan untuk mengetahui tinggi api maksimum tanpa mengeluarkan asap

• Properti smoke point merupakan salah satu properti performa pembakaran kerosine

• Alat uji Smoke Point ASTM D 1322 sbb :

Prinsip kerja uji ini adalah sbb :

• Pasang sumbu yang sudah bersih dengan panjang tidak kurang dari 125 mm kedalam lubang sumbu.

• Potong ujung sumbu kira-kira 6 mm dari lubang sumbu

• Rendam tabung sumbu dan sumbunya kedalam contoh sampai seluruh sumbu basah oleh contoh.

• Masukkan 20 ml contoh kedalam tempat contoh dan pasang tabung sumbu pada alat

• Nyalakan dan atur tinggi nyala api + 10 mm, lalu biarkan menyala + 5 menit, naikkan nyala api sampai keluar asap kemudian turunkan kembali sampai asapnya hilang. Baca ketinggian nyala api.

• Catat tinggi nyala api tepat pada waktu tidak mengeluarkan asap sebagai titik nyala sampai ketelitian 0,5 mm.

• Untuk mencegah kesalahan mata dari pembacaan pada skala, maka ulangi pekerjaan ini sampai tiga kali bila perbedaannya lebih dari 1,0 mm.

• Performa pembakaran yang lainnya selain smoke point adalah Burning Test (Char Value) IP 10

• Prinsip kerja uji ini sbb :– Masukkan sumbu dalam oven temperatur 105 oC selama 1

jam. Dinginkan dalam eksikator, dan pasang sumbu yang telah dibasahi / direndam dalam contoh.

– Pasang sumbu pada tempatnya dan ratakan dengan gunting.– Tuang contoh dalam lampu, pasang tempat sumbu pada lampu

dan timbang (W1) dalam kg.– Pasang cerobong, nyalakan lampu dengan tinggi api ± 13 mm

dan biarkan api menyala selama 1 jam. Lanjutkan selama 24 jam.

– Matikan api dan timbang lampu tanpa cerobong (W2) dalam kg.

– Naikkan sumbu. Potong kira – kira 0,5 inchi pada sumbu yang terdapat arang.

– Masukkan ke dalam beaker glass bersama arang yang jatuh di sekitar sumbu dan tempat sumbu. Cuci dengan petroleum spirit.

– Masukkan dalam oven 105 oC selama 30 menit. Dinginkan, pindahkan ke dalam gelas arloji dan timbang (W3) dalam gram

• Properti lainnya untuk kerosine yang menyangkut masalah keamanan adalah Flash Point Abel

• Alat uji ini adalah sbb :

• Bagian-bagian dari alat uji Flash Point Abel IP 170 adalah sebagai berikut :

• Ada 2 metode Prinsip kerja uji Flash Point Abel sbb :– Metode A yaitu

untuk minyak yang memiliki Flash point - 30 – 18,5 oC

– Metode B yaitu untuk minyak yang memiliki Flash point 19 – 70 oC

• Untuk Metode B (Untuk Contoh Kerosine) :– Isi water bath dengan air.– Dinginkan water bath sampai 10 oC atau 9 oC dibawah

perkiraan flash pointnya. – Dinginkan contoh dan wadahnya sampai 2 oC atau 17

oC dibawah flash point perkiraannya.– Sambil diaduk dengan kecepatan + 30 rpm, panasi alat

bagian luarnya sehingga kenaikan temperatur 1oC per menit.

– Apabila temperatur contoh mencapai 10 oC atau 9 oC dibawah perkiraan Flash Point-nya, mulailah lakukan test.

– Penyalaan api secara pelan-pelan dan teruskan test setiap kenaikan 0,5 oC.

– Catat temperatur pada saat api menyambar uap minyak sebagai Flash Point-nya. Catat pula tekanan barometernya

BAGIAN III : DIESEL FUEL

• Diesel Fuel merupakan suatu fraksi crude oil dengan boiling range sekitar 275 – 375 oC dengan warna kecoklat-coklatan dan mempunyai viskositas yang lebih tinggi dari pada kerosine tetapi lebih kecil dari residu.

• Sedangkan minyak solar yang kita kenal saat ini masuk kategori Diesel Fuel, karena range distilasi dan densitinya berada di range Diesel Fuel.

• Spesifikasi Diesel Fuel dan propertinya di tuliskan di ASTM D 975

• Mesin diesel, dimana solar digunakan sebagai bahan bakar merupakan internal combustion engine yang terbagi atas 3 kelas menurut kecepatannya.– High Speed Diesel dengan rpm = 800 rpm keatas– Medium Speed Diesel dengan rpm 300 – 800

rpm– Low Speed Diesel dengan rpm = 300 rpm

kebawah.

• Tetapi beberapa literatur (ASTM) mengklasifikasikan diesel engine berdasarkan kecepatan putaran mesin adalah sebagai berikut :

Classifications Speed Range

(rpm) Conditions Typical Aplications

Low Speed ....... - 300 Sustained Heavy load, constant speed

Marine main propulsion; electric power generation

Medium Speed

300 – 1000 Fairly high load and relatively constant speed

Marine auxiliaries; stationary power generation; pumping units

High Speed 1000 - ...... Frequent and wide variation in load and speed

Road transport vehicles; diesel locomotives; constructionequipment

• Secara umum sifat dan karakteristik dari diesel fuel dapat dibagi menjadi 2 bagian, yaitu :– Sifat yang berhubungan dengan pembakarannya

dalam mesin– Sifat yang berhubungan dengan feeding,

transportation dan storing.• Sifat dan karakteristik tersebut adalah :

– ignition quality (sifat pembakaran)– Volatility (sifat penguapan)– Corrosivity (sifat pengkaratan)– Fluidity (sifat alir)– Cleanliness (sifat kebersihan)– Stability

• Sifat pembakaran minyak solar diuji dengan mesin CFR F5 yang disebut dengan Cetane Number ASTM D 613

• Mesin CFR F5 sangat mahal dan biaya ujinya sangat mahal pula

• Ada uji alternatif yang digunakan yaitu dengan menggunakan metode ASTM D 4737 Calculated Cetane Index by Four Variable (spec dirjend dulu pakai ASTM D 976)

• ASTM D 4737 merupakan metode yang sangat sederhana, hanya memerlukan data dari Distilasi D86 dan Density 15 oC ASTM D 4052 (atau D 1298) dari minyak solar

• Data hasil uji dari Distilasi D86 dan Density 15 oC kita masukkan rumus korelasi yang terdapat di ASTM D 4737 sehingga hasil ujinya di tulis CCI (Calculated Cetane Index), bukan Cetane Number

• Formula ASTM D 4737 sbb :

• Dimana :

• Sifat Volatility minyak solar, diuji dengan metode Distilasi ASTM D 86

• Secara prinsip metode uji Distilasi ASTM D 86 untuk minyak solar sama dengan Gasoline atau kerosine, tetapi tentu saja seperti halnya kerosine dan gasoline, untuk minyak solar ada beberapa sedikit perbedaan

Susunan alat uji Distilasi ASTM D 86

VOLATILITY MINYAK SOLAR

Perbedaan kondisi uji Distilasi ASTM D 86 antara produk Bensin dan Minyak Solar adalah sbb :

BENSIN MINYAK SOLAR

Air Dingin 0 – 3 oCAir hangat

Direndam Air Dingin 0 – 3 oC

Tidak perlu direndam air dingin

Termometer range 0 – 400 oC

Termometer range 0 – 300 oC

Contoh uji didinginkan dulu suhu 0 – 3 oC Contoh uji tdk perlu

didinginkan dulu

• Perbedaan kondisi uji lainnya adalah :– Untuk Bensin :

• IBP antara 5 – 10 menit• Ukuran board 1 inch

– Untuk Minyak Solar :• IBP antara 5 – 15 menit• Ukuran board 2 inch

• Yang perlu diperhatikan dari keduanya adalah – kecepatan tetesan, yaitu 4 – 5 ml per menit – end point terjadi maksimal 5 menit setelah

mendapatkan 95% recovery

• Properti lainnya yang diuji adalah flash point

• Metode yang digunakan adalah Flash point PMCC (Pensky Martens Closed Cup) ASTM D 93

• Uji ini juga berfungsi untuk mengetahui adanya kontaminasi minyak solar dengan fraksi yang lebih ringan, seperti kerosine ataupun gasoline.

Faktor Keselamatan Minyak Solar

• Alat uji Flash Point PMCC ASTM D 93 adalah sbb :

Prinsip kerja uji flash point PMCC adalah :• Isikan contoh kedalam mangkok sampai tanda batas• Tutup mangkok dan pasang pada alat pemanas, yakinkan bahwa

mangkok telah terkunci dengan benar• Pasang termometer pada tempatnya• Nyalakan api test dan atur diameternya 3,2 – 4,8 mm (0,126 –

0,189 in)• Hidupkan pemanas listrik dan atur sesuai dengan instruksi alat• Atur kecepatan pemanas dengan kenaikan suhu 5 – 6 o C (9 – 11

o F) permenit• Hidupkan pengaduk dengan kecepatan 90 – 120 Rpm

– a. Jika contoh diperkirakan flash pointnya 110 oC(230 oF) atau dibawahnya, maka tes dimulai pada 23 + 5 o C (41 + 9 oF) dibawah perkiraan flash pointnya. Tes dilakukan setiap kenaikan suhu 1oC (2 oF). Hentikan pengaduk pada saat tes.

– b. Jika contoh diperkirakan flash pointnya diatas 110 oC(230 oF, maka tes dimulai pada 23 + 5 o C (41 + 9 oF) dibawah perkiraan flash pointnya. Tes dilakukan setiap kenaikan suhu 2 oC (5 oF). Hentikan pengaduk pada saat tes

• Catat suhu sebagai flash pointnya, pada waktu ada penyambaran yang jelas (terang) saat dilakukan tes. Catat pula tekanan barometer saat itu

Faktor Kebersihan Minyak Solar• Uji Properti Ash Content,

adalah uji untuk mengetahui adanya logam-logaman yang ada di dalam bahan bakar

• Uji ini tidak menentukan jenis logam dan kuantiti dari logam tertentu tsb, tetapi menentukan adanya logam secara BULK dalam bentuk abu . Artinya logam-logaman tersebut yang tidak habis terbakar membentuk abu.

• Uji ini sekarang menjadi penting mengingat kendaraan sekarang menggunakan sistem injeksi bahan bakar yang sangat presisi, sehingga dikhawatirkan logam-logaman ini akan menjadi deposit di ujung injektor, yang berakibat clogging

Injector Clogging

• Uji Ash Content ASTM D 482 :

-Porselin crucible-Bunsen-Timbangan elektrik-Furnace kapasitas 1000 oC

Prinsip kerja uji Ash Content sbb :• Panaskan Crusible pada suhu 700 - 800oC,

selama 10 menit, selanjutnya diangkat dan didinginkan pada suhu kamar, kemudian ditimbang dengan keteliltian 0,1 mg.

• Timbang contoh maksimum 100 g, kemudian dibakar hingga menyala sendiri sampai tinggal residu (Bila contoh sulit terbakar, tambahkan 1 - 2 ml iso propyl alkohol 99%, sebelum dibakar).

• Panaskan residu dalam furnace pada suhu 775 + 25oC, sampai menjadi abu.

• Dinginkan crusible dalam desikator pada temperatur kamar selama 1 - 2 jam dan ditimbang dengan ketelitian 0,1 mg.

• Ulangi pemanasan dan pendinginan, sampai selisih beratnya tidak lebih dari 0,5 mg.

Properti Sediment dan Particulate• Properti ini juga berkaitan dengan faktor kebersihan

dari bahan bakar solar• Terbentuknya sludge di tangki juga diakibatkan dari

adanya sediment yang ada di bahan bakar• Bahkan saat ini uji adanya kebersihan bahan bakar

bukan hanya diuji dengan Sediment content ASTM D 473 tetapi juga diuji dengan metode ASTM D 2276 (Uji adanya Particulate contaminant), hal ini berkaitan dengan design mesin kendaraan bermotor yang menggunakan sistem pembakaran injeksi ECU (electrical control unit)

• Perlu di ingat : semakin berat fraksi bahan bakar maka kecenderungan membentuk endapan (sediment) semakin besar. Bahkan saat ini bensin pun ada uji sediment (particulate)

• Alat uji kandungan sediment ASTM D 473 :

Alat uji ini terdiri dari :

-Timble berpori

-Erlenmeyer kapasitas 1 liter

-Timble holder

-Condensor

-Heater

• Secara umum uji ini menggunakan proses ekstraksi dengan menggunakan Toluen sebagai solvent ekstraktornya

• Ekstraksi ini dilakukan berkali-kali hingga filtrat dari proses ekstraksi ini menjadi jernih, sehingga yang tertinggal di timbel berpori tersebut adalah endapan yang nantinya kita timbang beratnya.

Prinsip kerja uji sediment content ASTM D 473 ini sbb :• Timbang contoh 10 + 0,01 dalam thimble• Pasang thimble berisi contoh dalam alat ekstraksi• Ekstraksi dengan toluene selama 30 menit sejak

solvent yang menetes jernih• Atur kecepatan ekstraksi dimana permukaan cairan

dalam thimble tidak naik lebih tinggi dari ¾ inchi dari bibir atas.

• Apabila contoh mengandung air, pasang water cup• Apabila cup tersebut penuh dengan air, dinginkan

peralatan dan kosongkan isi cup• Setelah solvent yang menetes dari thimble tidak

berwarna, maka ekstraksi telah selesai dan keringkan thimble selama 1 jam dengan oven pada suhu 115 – 120oC.

• Kemudian dinginkan dalam desikator selama 1 jam dam ditimbang dengan ketelitian 0,2 mg.

• ulangi ekstraksi paling sedikit 1 – 1 ¼ jam, keringkan lalu dinginkan dan timbang dengan ketelitian 0,2 mg.

Timble

Kemampuan Alir Minyak Solar

Properti Titik Tuang • definisi : temperatur terendah dimana

minyak masih mampu mengalir, yaitu sebelum bahan bakar dibakar di ruang bakar, bahan bakar harus dipompakan dari tangki bahan bakar menuju ke ruang bakar

• Properti Pour Point ini lebih banyak digunakan untuk waxy fuel

• Metode uji yang digunakan untuk menguji titik tuang minyak adalah ASTM D 97

• Alat uji Titik Tuang ASTM D 97 sbb :

Alat uji ini terdiri dari :

- Glass jar

- Termometer

- Refrigerator

Prinsip Kerja uji ini sbb :– Panaskan contoh uji pada

suhu 45 oC– Kmdan pindahkan ke

penangas yang temperaturnya dijaga 24 oC

– Amati penurunan suhunya setiap 3 oC

– Jika pada suhu 27 oC contoh belum membeku, teruskan pendinginan di lubang refrigerator lainnya sampai contoh membeku

– Stlh membeku catat temperatur solid pointnya, kemudian tambahkan 3 derajad dan laporkan sebagai pour point

Pendinginan Contoh uji di refrigerator

Waktu yang digunakan untuk mengamati Cuma 3 detik

Properti Viskositas • Diperlukan berkaitan dengan sistem injeksi

bahan bakar. Dimana saat injeksi bahan bakar diperlukan viskositas yang sesuai agar terjadi atomisasi yang baik, sehingga pencampuran udara-bahan bakar lebih sempurna

• Apa yang terjadi bila viskositasnya lebih kecil? Apa yang terjadi pula bila viskositasnya lebih besar?

• Alat uji viskositas kinematik ASTM D 445

Alat uji ini terdiri dari :- Viskometer- Oil bath disetting suhu 40 oC- Stopwatch & Thermometer- Pompa vacuum

Prinsip kerja uji ini sbb :• Atur suhu penangas sesuai suhu

pengujian• Pilih tabung viskometer yang sesuai

dengan contoh yang diuji, tabung viskometer harus bersih dan kering.

• Istilah viskometer dengan contoh sampai tanda batas yang ditetapkan

• Masukkan viskometer yang telah diisi contoh dalam penangas sampai suhunya sama dengan suhu penangas, minimal direndam 30 menit.

• Mulai lakukan pengetesan dan lakukan tiga kali, ulangi pemeriksaan apabila waktu pengaliran kurang dari 200 detik, dengan cara pemilihan kapiler yang lebih kecil.

• Hitung viskositas Kinematik,

Posisi viskometer di oil bath

1 cSt = 1 mm2/det

C = mm2/det2

cSt x density = cP

V = C x t

Faktor Kebersihan Lainnya dari Minyak Solar

Properti Residu Karbon• Properti ini digunakan untuk mengetahui

kecenderungan bahan bakar membentuk residu karbon diruang bakar dan di ujung injector akibat gagalnya atomisasi yang dilakukan oleh injector . Hal ini juga berkaitan dengan viskositas bahan bakar yang terlalu tinggi melebihi spesifikasi yang dianjurkan

• Properti residu karbon dulu di spesifikasi Dirjend Migas di uji dengan metode uji ASTM D 189, tetapi sekarang diuji dengan metode ASTM D 4530.

• Untuk minyak solar yang telah mengalami penimbunan yang lama disarankan untuk uji ini bila digunakan lagi sebagai bahan bakar kendaraan keluaran terbaru. Karena dikhawatirkan adanya oksidasi berlebihan (bisa disebabkan salah handling) sehingga bisa menyebabkan banyaknya rantai karbon panjang yang mengakibatkan BM minyak menjadi tinggi

Uji residu karbon dengan menggunakan metode uji ASTM D 189

• Alat uji ASTM D 4530 sbb :

Alat uji ini terdiri dari :- Gelas vial- Vial holder- Furnace- Timbangan elektrik

• Untuk contoh uji minyak solar sebelum contoh uji tersebut diuji residu karbon, maka contoh uji solar di distilasi dulu untuk mendapatkan 10 % on bottom

• Pendistilasian contoh solar untuk mendapatkan 10% on bottom menggunakan metode ASTM D 86, tetapi menyisakan residu sebanyak 10 % (dihitung dari 90 % recovery)

Distilasi ASTM D86 diperlukan untuk memperoleh 10 % on bottom

• Yang perlu diperhatikan dari uji residu karbon dengan metode ASTM D 4530 adalah pemilihan gelas vial. Pemilihannya mengikuti tabel berikut :

Diskripsi Contoh

Perkiraan Karbon

Residu, (m/m)%

Rekomendasi Jumlah

Contoh, g

Black, viscous or solid

> 5 0,15 + 0,05

Brown, viscous 1 – 5 0, 5 + 0,1

Lube Oil Consistency and

Appearance, 10 % bottoms on Distillate material

0,1 - < 1 1,5 + 0, 5

Large Vials Only < 0,1 5,0 + 1,0

Small Vials Only < 0,1 1,5 + 0, 5

BAGIAN IV : PELUMAS

• Beberapa Pengujian yang umum digunakan di pelumas, al :– Viskositas suhu 40 dan 100 oC– Viskositas Indeks– Flash Point COC– Pour Point– Foaming Tendency– Copperstripcorrosion– Kandungan Logam

• Lain halnya dengan BBM PSO, spesifikasi Pelumas yang beredar saat ini di Indonesia di tetapkan berdasarkan SNI, al :– SNI 06-7069.1-2005– SNI 06-7069.2-2005– SNI 06-7069.3-2005– SNI 06-7069.4-2005– SNI 06-7069.5-2005– SNI 06-7069.6-2005– SNI 06-7069.7-2005– SNI 06-7069.8-2005– SNI 06-7069.9-2005– SNI 06-7069.10-2005

MONITORING KINERJA PELUMAS

• Pengujian Viskositas– Merupakan pengujian utama pelumas

karena menggambarkan performa dari pelumas

– Menggunakan metode ASTM D 445– Suhu pengujian dilakukan pada suhu 40

dan 100 oC

• Peralatan pengujian Viskositas Pelumas sama dengan peralatan untuk pengujian viskositas solar, yaitu :

Alat uji ini terdiri dari :- Viskometer- Oil bath disetting suhu 40 oC atau

100 oC- Stopwatch & Thermometer- Pompa vacuum

• Interpretasi hasil uji Viskositas D 445 pelumas, al :

TERIMA KASIH