PERALATAN INDUSTRI PROSES TRANSPORTASI FLUIDA CAIR

 PERALATAN INDUSTRI PROSES

TRANSPORTASI FLUIDA CAIR

 

 

DISUSUN OLEH :

NAMA                                         : Catur Akbar Tanjung         

                                                        Rahmat Akbar Muzata                     

KELAS                                         : 2 KA

DOSEN PEMBIMBING            : Ir. Irawan Rusnadi, M.T.

TEKNIK KIMIA

POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA

TAHUN AKADEMIK 2012/2013

  

BAB I

PENDAHULUAN

1.1             Latar Belakang

Fluida adalah zat yang tidak dapat menahan perubahan bentuk (distorsi) secara permanen. Bila kita mencoba mengubah bentuk suatu massa fluida, maka di dalam fluida tersebut akan terbentuk lapisan-lapisan di mana lapisan yang satu akan mengalir di atas lapisan yang lain, sehingga tercapai bentuk baru. Selama perubahan bentuk tersebut, terdapat tegangan geser (shear stress), yang besarnya bergantung pada viskositas fluida dan laju alir fluida relatif terhadap arah tertentu. Bila fluida telah mendapatkan bentuk akhirnya, semua tegangan geser tersebut akan hilang sehingga fluida berada dalam keadaan kesetimbangan. Pada temperatur dan tekanan tertentu, setiap fluida mempunyai densitas tertentu. Jika densitas hanya sedikit terpengaruh oleh perubahan yang suhu dan tekanan yang relatif besar, fluida tersebut bersifat incompressible. Tetapi jika densitasnya peka terhadap perubahan variabel temperatur dan tekanan, fluida tersebut digolongkan compresible. Zat cair biasanya dianggap zat yang incompresible, sedangkan gas umumnya dikenal sebagai zat yang compresible.

1.2             Rumusan Masalah

Apa sajakah peralatan atau instrumentasi yang digunakan untuk transportasi fluida cair ?

1.3             Tujuan

-          Mengenal peralatan atau instrumentasi yang digunakan untuk transportasi fluida cair.

-          Mengetahui bahan pembuat dan cara pengoperasian peralatan transportasi fluida cair.

-          Mengetahui prinsip kerja instrument transportasi fluida cair.

BAB II

PERALATAN TRANSPORTASI FLUIDA CAIR

1.     PIPA DAN TUBE

A.    Perbedaan Pipa dan Tube

            Dalam perencanaan conduit (piping system) harus diperhatikan factor-faktor sebagai berikut.

1.      Diusahakan tekanan seminimum mungkin untuk mengurangi energi pengaliran.

2.      Jangan kotor dan jangan sampai ada kebocoran pada pipa atau tube yang digunakan.

Perbedaan pipa dan tube adalah dalam hal ukuran panjangnya, ukuran tebal dindingnya, dan bahan konstruksi dari pipa tau tube tersebut. Fluida cair dapat dialirkan dalam pipa atau tube yang berpenampang bundar dan dijual dipasaran dengan berbagai ukuran, tebal dinding, dan bahan konstruksi. Pada umumnya pipa berdinding tebal, berdiameter relatif besar, dan tersedia dalam panjang antara 20-40 ft. Sedangkan tube berdinding tipis dan biasa tersedia dalam bentuk gulungan yang panjangnya sampai beberapa ratus kaki. Ujung pipa logam biasanya berulir. Dinding pipa umumnya kesat, sedangkan dinding tube licin. Potongan-potongan pipa disambung dengan menggunakan ulir (screw), flens (flange), atau las (weld), sedangkan tube disambung dengan sambungan kompresi (compression fitting), flare fitting, atau sambungan solder (soldered fitting). Tube biasanya dibuat dengan teknik ekstrusi atau cold drawn, sedangkan pipa logam biasanya dibuat dengan teknik las, cor (casting), dan piercing.

PIPA	TUBE
Paling panjang 20 – 40 ft	Bisa berates ft
Pada umumnya dindingnya tebal	Dindingnya tipis
Pipa apat dibuat ulir	Tidak dapat dibuat ulir
Disambung dengan screw, flange, dan las	Disambung dengan compression fitting, soldered, dan flare fitting
Dindingnya kasar	Dindingnya kasar
Cara pembuatannya : Las, Casting (Peleburan), dan Piercing (Penembusan).	Cara pembuatannya : extrusion (Cara membuat mie), dn Cold drawn.

B.     Bahan – Bahan Kontruksi Pipa

Dalam pemilihan bahan yang digunakan untuk pembuatan pipa harus diperhatikan hal-hal berikut : sifat ductulitnya (Mudah bengkok), brittleness (Mudah rapuh), sifat plastis, ketahanan terhadap korosi, kekuatan pipa, metode pembuatan, dan cara penyambungannya. Bahan  konstruksi pipa terdiri dari 3 macam :

1.      Ferrous Metal

Umumnya bahan yang digunakan untuk pipa ferrous metal adalah baja (campuran besi dan karbon), besi lunak (besi tempa), cast iron, dan pig iron. Contoh dari ferrous metal adalah : Baja, cast iron, whrought iron, SS (stainless steel), dan beberapa alloy lainnya.

2.      Non Ferrous Metal

Non ferrous metal umumnya digunakan dalam bentuk campuran (alloy) yaitu campuran antara :

-          Ni dan Cu (monel)

-          Du dan Al (durion)

-          Zn dan Cu (hastelloy)

-          Su dan Cu (bronze)

3.      Non Metal

Kelemahan dari non metal adalah tidak kuat seperti metal atau logam dan biasannya hanya digunakan sebagai pelapis (lining). Contoh Non metal : Plastik, Kaca, Semen, PVC, dll.

C.    Cara Pembuatan Pipa

Metode yang paling umum digunakan dalam pembuatan pipa yaitu : Welding (las), Piercing (penembusan), Casting (cetak), dan Extrusion.

1.      Welding (Las)

Biasannya digunakan untuk material yang bersifat plastic, dan pipa yang digunakan kebanyakan berukuran 2”. Metode las ada 2 macam yaitu :

a.       Butt welding

Dilakukan dengan memanaskan kepingan pipa (plate) yang tidak lebar (skelp), hingga suhu 2600 ⁰F. Skelp dipanaskan pada suatu welding belt yang dibengkokkan menjadi bentuk sirkulair dan pinggirannya sekaligus dilas.

b.      Lap welding

Sama seperti butt welding, tetapi pada lap welding kedua tepi yang akan dilas dipotong miring. Cara ini akan memberikan sambungan yang lebih kuat daripada butt welding.

2.      Piercing (Penembusan)

Cara ini menghasilkan seamless pipe. Biasannya untuk pipa yang berukuran pendek. Seamless pipe adalah pipa yang tak memakai garis las. Pipa ini lebih kuat dibandingkam dengan pipa yang dibuat dengan car alas karena dindingnya yang homogeny dan dibuat dengan cara piercing. Cara piercing adalah sebagai berikut :

-       Suatu batang baja berbentuk sirkular atau billet, dimasukkan kedalam piercing mill pada suhu yang sangat tinggi.

-        Piercing mill terdiri dari 2 roll yang menekan billet secara radial yang dapat membuat lubang ditengah-tengahnya pada suhu yang sangat tinggi. Pada suhu ini baja akan bersifat plastis. Ukuran pipa dan posisi lubang diatur dengan mandrel, kemudian diameter dan tebal dinding pipa diatur dengan seamless pipe melalui dies.

Untuk pipa-pipa yang berukuran pendek seamless pipe dibentuk dengan cara forging atau cupping. Bukaan sentral dibentuk dengan pukulan terhadap billet sirkular yang panas.

3.      Casting (Cetak)

Casting dipakai untuk material yang rapuh karena material rapuh tidak dapat di roll atau di-piercing. Satu-satunya cara adalah logam harus dicairkan, kemudian di cetak didalam cetakan yang bernama centrifugal casting. Dengan cara ini dihasilkan pipa yang berdinding tebal, homogeny, dan tidak ada lubang pada dinding-dindingnya.

4.      Extrusion

Extrusion sering digunakan untuk pipa yang terbuat dari Pb (timbale). Cairan pipa dari materil yang bersifat sengat elatis ini dilakukan melalui extruder sehingga dihasilkan seamless pipe. Selai pipa, tube dari materil ini sangat plastis dan dapat dibuat dengan cara ini.

D.    Ukuran Pipa dan Tube

Ukuran pipa ini dispesifikasikan oleh diameter dan tebal dindingnya. Diameter pipa dan tube dinyatakan dengan Nominal Diameter. Untuk pipa baja standar besarnya berkisar antara 1/8 – 30 inch. Untuk pipa dengan diameter :

-          > 12” disebut juga dengan pipa besar, nominan diameternya sama dengan luas pipa.

-          3” – 12” nominan diameternya mendekati diameter dalam pipa.

-          <3” disebut juga pipa kecil, nominan diameternya tidak sama dengan diameter dalam dan diameter luar.

Selain pipa baja, pipa yang terbuat dari bahan lain ukuran standarnya sama seperti pipa baja yang dikenal sebagai IPS (Iron Pipe Size) atau NPS (Normal Pipe Size). Misalnya pipa nikel berukuran 2 inch IPS, artinya pipa nikel yang mempunyai diameter luar seperti pipa baja standar 2 inch.

Tebal dinding pipa dinyatakan dengan Schedule number dan untuk tube dinyatakan dengan Birminghams Wires Gauge (BWG). Schedule pipa dapat dikelompokkan sebagai berikut :

1.      Schedule 5, 10, 20, 30, 40, 60, 80, 100, 120, 160

2.      Schedule standard

3.      Schedule Extra Strong (XS)

4.      Schedule Double Extra Strong (XXS)

5.      Schedule special

Perbedaan schedule ini dibuat untuk menahan ternal pressure dari aliran, kekuatan dari material itu sendiri (Strength of Material), mengatasi karat, dan mengatasi kegetasan pipa.

Ukuran dari tube ditunjukan oleh diameter luarnya, nilai nominalnya adalah besarnya diameter bagian luarnya. Tebal dinding tube digunakan BWG (Birmingham Wire Gauge) dengan selang antara 24 untuk yang paling ringan dan 7 untuk yang paling berat.

E.     Pemilihan Ukuran Pipa

Hal-hal yang harus diperhatikan dalam pemilihan pipa untuk keperluan tertentu adalah sebagai berikut :

1.      Initial Cost ( Biaya awal )

2.      Maintenance Cost ( Biaya pemeliharaan )

3.      Stock ukuran yang ada

Faktor ekonomi sangat mempengaruhi dalam pemilihan pipa. Secara umun ukuran pipa baja yang ekonomis untuk aliran turbulen dinyatakan dengan persamaan Sarchet dan Colburn berikut :

De’ = Diameter pipa yang ekonomis

W’  = Laju aliran massa (lb/hr)

ρ     = Densitas fluida (lb/ft³)

F.     Penyambungan

Cara penyambungan umumnya ada 2 macam yaitu :

-      Joints         : merupakan cara penyambungan dimana hanya sebagian kecil dari material yang disambung dan tidak menggunakan material ketiga

-    Fitting       : merupakan cara penyambungan pipa dimana digunakan material ketiga sebagai penyambung.

Cara penyambungan pipa tergantung dari sifat material pipa dan tebal dindingnya. Pipa dan tube yang memiliki dinding tebal biasannya disambung dengan jalan : Screw Fitting, Flange, atau Welding (las).

1.      Screw Fitting

Ujung pipa yang akan disambung diderat atau dibuat ulirnya pada bagian luat dengan menggunakan suatu alat. Pembuatan ulir ini harus tapered ( makin keujung mankin mengerucut ). Oleh karena itu dinding pipa dapat menjadi lemah dan sambungan yang terjadi tidak terlalu kuat.

Untuk itu dipakai sambungan dengan schedule number yang dua kali lebih besar. Screw fitting jarang digunakan untuk pipa yang besar dari 12” karena kesukaran dalam membuat ulir dan pipa nya terlalu berat. Biasannya screw fitting digunakan untuk pipa antara 3” – 12”.

Beberapa jenis screw fitting yaitu :

·         Close nipple

·         Short nipple

·         Long nipple

·         Coupling

·         Union

·         Elbow street

·         Elbow tee

·         Reducer

·         Plug

·         Cross

·         Cap

·         Busching

2.      Flange

Cara flange digunakan untuk menyambung pipa yang lebih panjang dari 2”. Selain dengan cara ini dapat pula digunakan cara welding. Penyambungan flange dilakukan dengan cara mempertemukan disk (cakram) atau cincin metal dan diikat bersama gasket diantara kedua flange yang diikat. Flange ini diikat ke pipa dengan cara screw atau welding.

Macam – macam tipe flange tergantung dari penggunaanya pada sambungan, yaitu : raised face, male and female, tongue and groove, ring joint, full face, dan knife eage. Keuntungan dari penggunaan flange dalam sambungan adalah sambungannya yang dapat dibuka, dan kerugiannya karena konstruksinya yang akan menjadi berat karena berat flange itu sendiri. Kekuatan sambungan menggunakan flange ini tergantung dari penggunaan gasket yang disisipkan diantara kedua flange.

Macam – macam tipe gasket :

a.          Untuk pemakaian yang mempunyai tekanan rendah digunakan gasket yang lunak seperti gabus atau karet.

b.         Untuk pemakaian yang mempunyai tekanan tinggi digunakan gasket yang keras seperti Pb, Cu, Al, dan Baja.

c.          Untuk pemakaian yang tekanannya sangat tinggi biasannya tidak menggunakan gasket tetapi sambungan antara flange diperkuat.

3.      Welding ( las )

a.       Las

digunakan untuk menyambung pipa yang diameternya lebih dari 2”, dan merupakan metode standar untuk menyambung pipa pada flange dengan tekanan tinggi. Macam – macam las yaitu Butt Welding dan Lap Welding. Keuntungan dari sambungan menggunakan metode las yaitu :

1.      Merupakan sambungan yang kuat dan tidak melemahkan dinding pipa.

2.      Murah dan tahan kebocoran.

3.      Lebih enteng dibandingkan tipe sambungan lain.

4.      Tidak mengganggu aliran dengan sambungan uliran.

Kerugiannya yaitu sambungan dengan las tidak dapat dilepas kecuali dengan memotong atau merusak sambungan tersebut.

b.      Soldering

Untuk pipa dan tube dengan permukaan yang sangat kecil biasannya disambung dengan cara solder. Seperti halnya dengan cara welding, maka sambungan ini tidak akan melemahkan dinding pipa. Sambungan dengan menggunakan solder ini dapat dibuka kembali dengan melebur bahan solder (remelting) tanpa merusak pipa. Biasannya bahan solder yang digunakan adalah timah.

c.       Brazing

               Digunakan untuk melekatkan flange ke pipa induknya. Begitu juga untuk menyambung flange dengan  tube nya. Bahan brazing yang biasannya digunakan adal tembaga atau perak.

2.     VALVE

Sistem instalasi pipa biasanya terdiri dari banyak sekali valve dengan ukuran dan bentuk yang beragam. Beberapa jenis valve sangat cocok untuk membuka dan menutup penuh aliran, ada valve yang cocok untuk mengurangi tekanan dan laju aliran fluida, ada pula valve yang berfungsi mengatur agar aliran fluida cair terjadi pada satu arah saja. Berikut beberapa jenis valve yang paling sering digunakan :

1.      Gate Valve

Gate Valve adalah valve yang paling sering dipakai pada sistem perpipaan. Fungsinya untuk membuka dan menutup aliran (on-off), tetapi tidak untuk mengatur besar kecil aliran (throttling). Kelebihan Gate Valve, minimnya halangan/ resistan saat valve ini dibuka penuh, sehingga aliran bisa maksimal. Gate Valve mengontrol aliran melalui badan valve yang berbentuk pipa, dengan sebuah lempengan atau baji vertikal (lihat gambar dibawah ini) yang bisa bergeser naik turun saat handel valve diputar. Valve ini didesain untuk posisi terbuka penuh, atau tertutup penuh. Jika valve ini dalam keadaan setengah terbuka, maka akan menyebabkan pengikisan pada badan valve, dan turbulensi aliran zat bisa menyebabkan getaran pada baji valve sehingga menghasilkan suara gemeretak.

2.      Globe Valve

 Globe Valve biasanya digunakan pada situasi dimana pengaturan besar kecil aliran (throttling) diperlukan. Dengan mudah memutar handel valve, besarnya aliran zat yang melewati valve bisa diatur. Dudukan valve yang sejajar dengan aliran, membuat globe valve efisien ketika mengatur besar kecilnya aliran dengan minimum erosi piringan dan dudukan. Namun demikian tahanan didalam valve cukup besar. Desain Globe Valve yang sedemikian rupa, memaksa adanya perubahan arah aliran zat didalam valve, sehingga tekanan menurun drastis dan menyebabkan turbulensi di dalam valve itu sendiri. Dengan demikian, Globe Valve tidak disarankan diinstal pada sistem yang menghindari penurunan tekanan, dan sistem yang menghindari tahanan pada aliran.

3.      Angle Valve

Sama seperti globe valve, angle valve juga digunakan pada situasi dimana pengaturan besar kecil aliran diperlukan (throttling). Namun angle valve di buat dengan sudut 90°, hal ini untuk mengurangi pemakaian elbow 90° dan fitting tambahan.

4.      Ball Valve

Ball Valve adalah alternatif murah dari jenis valve-valve yang lain. Ball valve menggunakan bola logam yang tengahnya ada lubang tembus, diapit oleh dudukan valve untuk mengontrol aliran. Sering dipakai pada proses hydrocarbon, ball valve mampu mengatur besar kecil aliran gas dan uap terutama untuk tekanan rendah. Valve ini dapat dengan cepat ditutup dan cukup kedap untuk menahan fluida/ zat cair. Ball valve tidak menggunakan handwheel, tetapi menggunakan ankle untuk membuka atau menutup valve dengan sudut 90°. Disainnya yang simpel, meminimalkan turunnya tekanan pada saat valve dibuka penuh.

5.      Butterfly Valve

Butterfly Valve memiliki bentuk yang unik jika dibandingkan dengan valve-valve yang lain. Butterfly menggunakan plat bundar atau wafer yang dioperasikan dengan ankel untuk posisi membuka penuh atau menutup penuh dengan sudut 90°. Wafer ini tetap berada ditengah aliran, dan dihubungkan ke ankel melalui shaft. Saat valve dalam keadaan tertutup, wafer tersebut tegak lurus dengan arah aliran, sehingga aliran terbendung, dan saat valve terbuka wafer sejajar/ segaris dengan aliran, sehingga zat dapat mengalir melalui valve.

Butterfly valve memiliki turbulensi dan penurunan tekanan (pressure drop) yang minimal. Valve ini bagus untuk pengoperasian on-off ataupun throttling, dan bagus untuk mengontrol aliran zat cair atau gas dalam jumlah yang besar. Namun demikian valve ini biasanya tidak memiliki kekedapan yang bagus, dan harus digunakan pada situasi/ sistem yang memiliki tekanan rendah (low-pressure).

6.      Relief Valve

Relief valve memiliki fungsi yang sangat berbeda dari valve-valve yang lain. Valve ini didesain khusus untuk melepas tekanan berlebih yang ada di equipment dan sistem perpipaan. Untuk mencegah kerusakan pada equipment, dan lebih penting lagi cedera pada pekerja, relief valve dapat melepas kenaikan tekanan sebelum menjadi lebih ekstrim. Relief valve menggunakan pegas baja yang secara otomatis akan terbuka jika tekanan mencapai level yang tidak aman. Level tekanan pada valve ini bisa diatur, sehingga bisa ditentukan pada level tekanan berapa valve ini akan terbuka. Ketika tekanan kembali normal, relief valve secara otomatis akan tertutup kembali.

7.      Check Valve

Check Valve memiliki perbedaan yang signifikan dari Gate Valve dan Globe Valve. Valve ini di desain untuk mencegah aliran balik. Ada beberapa jenis check valve, tapi ada 2 jenis yang paling umum yaitu Swing Check dan Lift Check. Swing Check Valve biasanya dipasangkan dengan Gate Valve, sedangkan Lift Check Valve oleh beberapa pabrikan digunakan untuk menggantikan fungsi Ball Valve sebagai Ball Check Valve. Check Valve tidak menggunakan handel untuk mengatur aliran, tapi menggunakan gravitasi dan tekanan dari aliran fluida itu sendiri. Karena fungsinya yang dapat mencegah aliran balik (backflow) Check Valve sering digunakan sebagai pengaman dari sebuah equipment dalam sistem perpipaan.

Beberapa rule of thumb yang penting dalam penyusunan aliran pipa, antara lain:

1.      Pipa-pipa harus sejajar dengan belokan-belokan tegak lurus pipa-pipa disusun

sedemikian sehingga dapat dibuka bila perlu untuk mengganti pipa yang rusak

atau membersihkannya.

2.      Dalam sistem aliran gravitasi, pipa harus dibuat lebih besar daripada seharusnya

dan belokan dirancang sesedikit mungkin. Pengotoran saluran sangat

mengganggu bila aliran berlangsung dengan gravitasi saja, karena tinggi tekan

fluida tidak dapat ditambah untuk meningkatkan laju aliran saat pipa mengecil

karena fouling.

3.      Kebocoran valve harus selalu diperhtungkan. Valve harus dipasang vertikal

dengan batangnya ke atas. Valve harus mudah dicapai, dan didukung tanpa

mengalami regangan, dan diberi allowance untuk menampung ekspansi termal pipa di sebelahnya.

3.     POMPA

Pompa adalah alat untuk memindahkan zat cair. Istilsh pompa (pump), kipas (fan), blower (penghembus) dan kompressortidaklah mempunyai arti yang tepat. Misalnya pompa angin (air pump) dan pompa vakum (vacuum pump) adalah mesin-msin untuk memampatkan gas. Namun demikian, pompa adalah alat untuk memindahkan zat cair, sedangkan kipas, blower atau kompressor berfungsi untuk menambahkan energi pada gas. Kipas membuang gas (biasanya udara) dalam volume besar ke ruang terbuka atau talang besar, biasanya berupa mesin putar kecepatan rendah dan tekanan yang dibangkitkannya hanyalah beberapa inchi air saja.

Setiap pompa mempunyai karakteristik yang berbeda-beda tergantung pabrik yang membuatnya. Pompa dapat digolongkan m enjadi 2 golongan :

1.      Positive Displacement Pump (PDP)

a.      Reciprocating pump

b.      Rotary pump

2.      Variable Head Capacity Pump (VHCP)

a.       Pompa sentrifugal

b.      Pompa turbin

Perbedaan kedua golongan pompa itu antara lain :

1.      Pada VHCP, kapasitas dan head terbentuk karena adanya putaran kipas

2.      Pada PDP,  kapasitas dan head terbentuk karena adanya gerakan perpindahan

3.      Pada PDP, tidak memerlukan priming, sedangkan pada VHCP sangat diperlukan priming.

Priming

Priming atau pemula (pemancing) adalah cara yang dilakukan di pompa VHCP agar dapat terjadi aliran. Cara-cara priming :

1.      Dengan jalan pengisian : secara langsung atau secara tak langsung

2.      Dengan cara vakum : pengaliran berlangsung karena adanya vakum. Keadaan vakum ini diciptakan dengan melakukan penyedotan atau menggunakan jet ejektor.

Head

Head  merupakan besaran energi yang terdapat di dalam persamaan neraca energi dari sistem aliran fluida, yaitu persamaan Bernoulli. Satuan dari setiap head adalah energi per satuan berat fluida, misalnya ft-lb/lb atau cm-gr/gr. Secara umum satuan yang biasa dipakai adalah satuan panjang dari kolom fluida, ft atau cm.

Di dalam sistem aliran fluida terdapat dua macam head, yaitu :

1.      Static Head : energi yang diakibatkan adanya perbedaan tinggi antara permukaan liquid dengan pusat pompa (∆Z). Berdasarkan perbedaan dengan posisi pompa, maka static head dibedakan atas : static head dan  static discharge head.

2.      Dynamic Head ; terdiri dari :

-          Tekanan pada discharge yang diinginkan

-          Velocity discharge yang diinginkan

-          Hf pada sistem (friksi)

Dynamic Head adalah energi yang diakibatkan oleh adanya sifat air fluida, seperti velocity head, pressure head, dan friction head (energi yang diakibatkan oleh adanya kecepatan air fluida atau tekanan fluida atau energi yang hilang karena adanya friksi dari fluida).

Net Positive Suction Head (NPSH)

Definisi dari NPSH adalah selisih tekanan pada pompa inlet dengan tekanan uap likuid, yang dinyatakan dalam ft dari likuid. Ada dua harga NPSH yang dikenal, yaitu : NPSH available (NPSH_av) yaitu NPSH yang dibentuk karena sitem pengaliran fluida., dan NPSH required (NPSH_req) yaiutu NPSH yang tentukan oleh pabrik pembuatnya.

Dimana :

            P_B = tekanan pada pompa inlet

            P_B^, = tekana upa dari liquid

Harga NPSH_av harus lebih besar dari NPSH_req. Bila hal ini terjadi kebalikannya, maka akan terjadi pemutusan aliran ( aliran tidak ada ). Bila P_B > P_B^, maka harga NPSH_av positif.

Pada keadaan ini akan terjadi aliran. Bila P_B’ > P_B  maka harga  NPSH_av akan negatif sehingga cairan pada pompa casing akan menguap. Bila terjadi penguapan akan terjadi : pemutusan aliran atau kerusakan pada bagian pompa. Besarnya P_B dan P_B’ tergantung dari jenis dan rancangan pompa. 

WHP dan BHP

                                    WHP adalah likuid horse power, merupakan tenaga yang dibawa oleh fluida keluar dari suatu pompa, yang satuanya HP (horse power). Sedangkan BHP (brake horse power) adalah tenaga yang digunakan untuk mengerakan pompa, yang berasal dari steam atau power.

Kavitasi

Kavitasi adalah kondisi dari pompa dimana terjadi lokal pressure drop sehingga ruangan pompa menjadi terisi oleh uap air. Kavitasi ini terjadi karena harga NPSH_­ = 0. Hal ini terjadi karena :

1.      Static suction lift bertambah (Zb>>)

2.      Fraksi antara permukaan fluida yang akan dipompakan dengan pomnpa inlet (Hfs>>)

3.      Menurunnya tekanan atau karena ketingggian (Pa>>)

4.      Naiknya temperatur dari pompa likuid (Pv>>)

5.   Terjadinya penurunan tekanan absolut dari sistem fluida itu sendiri, misalnya : pemompaan dari vessel yang vakum.

Tanda-tanda kavitasi :

1.      Adanya noise dan vibrasi dari pompa.

2.      Terjadi penurunan kurva dari head capcity dan efisiensi sehingga karakteristik pompa akan lebih rendah dari semula (yang akan merugikan operasi).

3.      Terjadinya lobang-lobang pada impeller, karena adanya uap air.

4.      Korosi terhadap logam pompa, yang akan merusak pompa tersebut.

A.    Positive Displacement Pump ( PDP )

A.1. Reciprocating Pump

            Reciprocating Pump adalah suatu jenis dari PDP yang menggunakan aksi displacement. Pompa ini digunakan untuk :

a.       Proses yang memerlukan head yang tinggi.

b.      Kapasitas fluida yang rendah.

c.       Likuid yang kental (viskos) dan slurries (seperti lumpur)

d.      Likuid yang mudah menguap (high volatile)

Macam-macam tpe dari reciprocating pump antara lain adalah : pompa plugner dan pompa diafragma.

Material yang digunakan untuk konstruksi reciprocating pump  adalah material yang di standarisasi oleh SHI (Standard of the Hydraulic Institute), yaitu :

1.      Bronze Fitted (BF)

2.      Fully Bronze (FBF)

3.      Acid Recisting (AR)

4.      All Bronze (AB)

5.      All Iron (AI)

6.      Standard

Bagian-bagian dari reciprocating pump :

-          Silinder, ada dua macam, yaitu : liquid silinder dan steam silinder

-          Packing, yang materialnya terdiri dari : asbestos, grafit, karet, gabus, kulit, fiber atau metalic ring (untuk tekanan tinggi)

-          Kerangan : disc valve, wing valve, ball valve

-          Air Chamber : berisi suatu medium elastis agar aliran menjadi smooth

Kapasitas dari reciprocating pump dibedakan atas kapasitas teoritis dan kapasitas aktual, dimana kapasitas teoritis tersebut tergantung pada perpindahan dari likuid pistonnya. Kapasitas teoristis pompa ini tidak pernah tercapai karena adanya slip, yang dapat disebabkan oleh :

-          Tidak sempurnanya packing, kebocoran pada kerangan

-          Rusaknya kerangan sehingga tidak menutup sempurna pada saat piston bergerak kembali.

1.       POMPA TORAK

Pompa torak merupakan pompa yang banyak digunakan dalam kelompok pompa desak gerak bolak-balik. Menurut cara kerjanya pompa torak dapat dikelompokkan dalam kerja tunggal dan kerja ganda. Sedangkan menurut jumlah silinder yang digunakan, dapat dikelompokkan dalam pompa torak sinder tunggal dan pompa torak silinder banyak.

Cara kerja

Untuk pompa torak kerja tunggal dan silinder tunggal, aliran cairan terjadi sebagai berikut. Bila batang torak dan torak bergerak ke atas, zat cair akan terisap oleh katup isap di sebelah bawah dan pada saat yang sama cairan yang ada disebelah atas torak akan terkempakan ke luar. Jika torak bergerak ke bawah katup isap akan tertutup dan katup kempa terbuka sehingga cairan tertekan ke atas torak melalui katup kempa. Dengan gerakan ini maka akan terjadi kerja isap dan kerja kempa secara bergantian. Aliran cairan yang dihasilkan terputus-putus.

Cara kerja pompa torak kerja ganda pada prinsipnya sama dengan cara kerja pompa torak kerja tunggal, tetapi pada pompa torak kerja ganda terdapat dua katup isap dan dua katup kempa yang masing-masing bekerja secara bergantian. Sehingga pada saat yang sama terjadi kerja isap dan kerja kempa. Karena itu aliran zat cair menjadi relatif lebih teratur. Untuk memperoleh kecepatan aliran zat cair yang lebih konstan dapat digunakan pompa torak kerja ganda dengan silinder banyak.

Kegunaan

Pompa torak cocok digunakan untuk pekerjaan pemompaan dengan daya isap (suction head) yang tinggi disamping itu pompa torak dapat digunakan untuk memompa udara dalam kapasitas yang besar.

2. POMPA PLUNYER (PLUNGER PUMP)

Cara kerja

Prinsip kerja pompa plunyer sama dengan prinsip kerja pompa torak, tetapi torak diganti dengan plunyer.

           Kegunaan

Pompa plunyer pada umumnya digunakan untuk aliran volum (kapasitas) yang kecil tetapi tekanan yang dapat dicapai lebih tinggi dari pada yang dapat dicapai dengan pompa torak. Pompa plunyer banyak digunakan untuk pompa bahan bakar motor diesel.

3.      POMPA MEMBRAN

Cara kerja

Pada pompa ini, pembesaran dan pengecilan ruang dalam rumah pompa disebabkan oleh membran yang kenyal. Seperti halnya pompa torak, pompa membran dapat digunakan sebagai kerja tunggal dan kerja ganda, dan juga memberikan aliran cairan yang terputus-putus.

Kegunaan

Pompa membran sering digunakan untuk memompa air kotor (pompa kepala kucing) dan dapat digunakan untuk pompa bahan bakar.

            A.2. Rotary Pump

                                    Rotary Pump adalah suatu jenis dari PDP yang melakukan aksi rotasi. Fluida di trap dalam suatu expanding chamber di dekat inlet, lalu digerakkan ke outlet dan ditekan ke luar discharge line. Ciri dari pompa jenis ini adalah :

-          Tidak mempunyai check valve

-          Tidak terjadi kebocoran atau aliran balik

-          Cocok untuk fluida kental (minyak pelumas atau lilin)

-          Tekanan dischargenya sampai 3000 psia atau lebih.

Macam-macam tipe dari rotary pump :

1.      Lobe Pump : seperti gear pump, tapi giginya lebih sedikit

2.      Gear Pump : tipe external dan internal gear pump

3.      Screw Pump : one screw dan double screw pump

4.      Vane Pump : sliding vane and bucke vanet pump

-          Sliding vane : untuk likuid sedikit volatil, dan untuk operasi vakum

-          Bucket vane : untuk non-volatil, sebanyak 1500 gpm fluida pada 500 psia 

1.      POMPA LOBE (LOBE PUMP)

Cara kerja

Cara kerja pompa lobe pada prinsipnya sama dengan cara kerja pompa roda gigi dengan penggigian luar. Pompa jenis ini ada yang mempunyai dua rotor lobe atau tiga rotor lobe.

Kegunaan

Pompa lobe dapat digunakan untuk memompa cairan yang kental (viskositasnya tinggi) dan mengandung padatan. Pemilihan dua rotor lobe atau tiga rotor lobe didasarkan atas ukuran padatan yang terkandung dalam cairan, kekentalan cairan, dan kontinyuitas aliran. Dua rotor lobe cocok digunakan untuk cairan kental, ukuran padatan yang relatif kasar dengan kontinyuitas kecepatan aliran yang tidak halus.

2.       POMPA RODA GIGI (GEAR PUMP)

Cara kerja

Ketika roda gigi berputar, terjadi penurunan tekanan pada rumah pompa sehingga cairan mengalir dan mengisi rongga gigi. Cairan yang terperangkap dalam rongga gigi terbawa berputar kemudian dikempakan dalam saluran pengeluaran, karena pada bagian ini terjadi pengecilan rongga gigi

Kegunaan

Saran umum untuk penggunaan gear pumps yaitu: Untuk mencegah terjadinya kemacetan dan aus saat pompa digunakan maka zat cair yang dipompa tidak boleh mengandung padatan dan tidak bersifat korosif.

Pompa dengan penggigian luar banyak digunakan untuk memompa minyak pelumas atau cairan lain yang mempunyai sifat pelumasan yang baik. Pompa dengan penggigian dalam dapat digunakan untuk memompa zat cair yang mempunyai kekentalan (viskositas) tinggi, seperti tetes, sirop, dan cat.

3.      POMPA ULIR (SCREW PUMP)

Cara kerja

Oleh gerak putar poros ulir zat cair mengalir dalam arah aksial. Pompa jenis ini hanya dapat digunakan untuk tekanan pada saluran kempa lebih rendah dari tekanan pada saluran isap dan bila zat cair yang dipompa mempunyai kekentalan tinggi. Pada keadaan kering pompa ini tidak dapat mengisap sendiri, sehingga sebelum digunakan pompa ini harus terisi cairan yang akan dipompa (dipancing).

Kegunaan

Sama halnya dengan pompa roda gigi, pompa ulir ini cocok untuk memompa zat cair yang bersih dan mempunyai sifat pelumasan yang baik.

 Secara umum pompa rotary mempunyai kecepatan aliran volum yang konstan asal kecepatan putarannya dapat dipertahankan tetap. Selain itu alirannya lebih teratur (tidak terlalu pulsatif). Hal ini sangat berbeda dengan pompa reprocating (bandingkanlah setelah pembahasan pompa reprocating). Pompa rotary cocok untuk operasi pada kisaran tekanan sedang dan untuk kisaran kapasitas dari kecil sampai sedang (lihat gambar pemilihan jenis pompa berdasarkan karakteristiknya).

4.      POMPA DINDING (SLIDING-VANE PUMP)

Cara kerja

Pompa berporos tunggal yang di dalam rumah pompa berisi sebuah rotor berbentuk silinder yang mempunyai alur-alur lurus pada kelilingnya. ke dalam alur-alur ini dimasukkan sudu-sudu lurus yang menempel pada dinding dalam rumah pompa dan dapat berputar secara radial dengan mudah. Rotor ini dipasang asimetri dalam rumah pompa.  Ketika rotor berputar tekanan dalam rumah pompa turun sehingga terjadi kerja isap dan pada saluran pemasukkan terjadi pembesaran ruang kosong, sehingga cairan dapat mengalir dari sumber dan mengisi rongga kosong dalam rumah pompa. Pada tempat pengeluaran terjadi pengecilan ruang kosong sehingga pada tempat ini terjadi kerja kempa. Dengan cara ini secara berturut-turut terjadi kerja isap dan kerja kempa.

Kegunaan

Pompa dinding vane dapat digunakan sebagai pompa vakum.

B.     Variable Head Capacity Pump (VHCP)

B.1. Centrifugal Pump

            Centrifugal Pump : Energi mekanis dari pompa sentrifugal naik karena adanya aksi sentrifugal (VHCP). Fluida masuk melalui bagian suction yang dihubungkan secara konsentris dengan suatu poros yang mempunyai elemen berputar secara cepat (berupa impeller) dengan baling-baling radial.

a.       ‘Klasifikasi’ pompa sentrifugal adalah sebagai berikut :

-         Ditinjau dari desain impellernya : volute pump, disfusser pump, propeller pump, turbine pump

-          Ditinjau dari shape impellernya : close, semi-open, open, mixed flow, axial flow

-          Ditinjau dari jumlah suctionnya : side suction dan double suction

-          Ditinjau dari jumlah stagenya : single dan multi stage

-      Ditinjau dari drivernya : direct motor, gear motor, belt driver, steam turbin, gasoline motor, diesel, water turbine, direct gas engine

b.      Bermacam ‘kehilangan’ (losses) pada pompa sentrifugal : Mechanical losses (berasal dari geseran antara impeller, dll), leakage losses (karena kebocoran pada ujung ataupun suction impeller), recirculation losses (akibat kecepatan fluida), hydraulic losses (akibat friksi atau geseran likuid).

c.       ‘Keuntungan’ pompa sentrifugal dibanding reciprocating : konstruksinya sederhana dan murah, fluida yang keluar mempunyai tekanan yang seragam, dapat dihubungkan langsung dengan motor kendali, discharge line nya dapat ditutup sebagian tanpa merusak pompa, dapat menangani likuid yang mengandung solid banyak, ongkos perawatannya lebih rendah dibanding reciprocating, dan dapat dibuat dari bahan yang tahan korosi.

d.      ‘Keuntungan’ reciprocating pump dibanding pompa sentrifugal : Head yang tinggi, first cost lebih rendah, tidak terjadi air binding, operasinya lebih fleksibel, efisiensi operasi tetap, dapat menghandel fluida kental

e.       Susunan seri dan paralel pompa : untuk keadaan tertentu sering digunakan susunan seri dan paralel dari berbagai pompa. Pompa susunan seri digunakan untuk memperoleh head yang tinggi, yaitu bila untuk sejumlah kenaikan head tidak bisa dicapai oleh satu pompa saja. Kecepatan alirannya sama dengan pompa tunggal. Pompa susunan paralel digunakan untuk memperoleh kapasitas yang tinggi, yaitu apabila sejumlah kapasitas itu tidak bisa dicapai satu pompa saja, tetapi head yang dihasilkan susunan paralel sama seperti pada pompa tunggal.

B.2. Turbine Pump

            Turbine pump adalah salah satu jenis dari VHCP dengan menggunak aksi sentrifugal. Pompa jenis ini digunakan untuk keperluan yang tidak terus menerus dan untuk flushing (penyemprotan), misalnya pada pemadam kebakaran.

            Kelebihan pompa turbin adalah baik digunakan untuk flushing dengan kapasitas operasi sekitar 1 - 20 gpm. Sedangkan kekurangannya adalah tidak cocok untuk operasi yang terus-menerus; cairan yang dipompakan harus jernih, karena kalau tidak jernih akan merusak blade; cairan yang digunakan tidak boleh korosif; dan temperatur cairan tidak boleh > 350 ^oF.   

BAB III

PENUTUP

KESIMPULAN

-          Perbedaan pipa dan tube adalah dalam hal ukuran panjangnya, ukuran tebal dindingnya, dan bahan konstruksi dari pipa tau tube tersebut. Fluida cair dapat dialirkan dalam pipa atau tube yang berpenampang bundar dan dijual dipasaran dengan berbagai ukuran, tebal dinding, dan bahan konstruksi. Pada umumnya pipa berdinding tebal, berdiameter relatif besar, dan tersedia dalam panjang antara 20-40 ft. Sedangkan tube berdinding tipis dan biasa tersedia dalam bentuk gulungan yang panjangnya sampai beberapa ratus kaki. Ujung pipa logam biasanya berulir. Dinding pipa umumnya kesat, sedangkan dinding tube licin. Potongan-potongan pipa disambung dengan menggunakan ulir (screw), flens (flange), atau las (weld), sedangkan tube disambung dengan sambungan kompresi (compression fitting), flare fitting, atau sambungan solder (soldered fitting). Tube biasanya dibuat dengan teknik ekstrusi atau cold drawn, sedangkan pipa logam biasanya dibuat dengan teknik las, cor (casting), dan piercing.

-          Metode yang paling umum digunakan dalam pembuatan pipa yaitu : Welding (las), Piercing (penembusan), Casting (cetak), dan Extrusion.

-          Cara penyambungan umumnya ada 2 macam yaitu :

·         Joints         : merupakan cara penyambungan dimana hanya sebagian kecil dari material yang disambung dan tidak menggunakan material ketiga

·         Fitting       : merupakan cara penyambungan pipa dimana digunakan material ketiga sebagai penyambung.

-          Dua jenis valve yang paling dikenal adalah gate valve dan globe valve. Pada gate valve, bukaan tempat aliran fluida cair hampir sama besar dengan pipa sehingga aliran fluida tidak berubah. Akibatnya, gate valve yang terbuka penuh hanya menyebabkan penurunan tekanan sedikit. Dalam gate valve terdapat piringan tipis yang berada pada dudukan yang tipis pula. Bila gate valve dibuka, piring naik ke selongsong atas, sehingga seluruhnya berada di luar lintasan fluida cair. Valve ini tidak cocok digunakan sebagai pengendali aliran, dan biasanya dipakai dalam keadaan terbuka atau tertutup penuh.

Sebaliknya, globe valve banyak digunakan sebagai pengendali aliran. Bukaannya bertambah secara hampir linear menurut posisi batang valve, sehingga keausan di sekeliling piringan terdistribusi secara seragam. Fluida cair mengalir melalui bukaan yang terbatas dan berubah arah beberapa kali. Akibatnya, penurunan tekanan pada globe valve cukup besar.

-          Setiap pompa mempunyai karakteristik yang berbeda-beda tergantung pabrik yang membuatnya. Pompa dapat digolongkan m enjadi 2 golongan :

1.         Positive Displacement Pump (PDP)

c.       Reciprocating pump

d.      Rotary pump

2.         Variable Head Capacity Pump (VHCP)

c.       Pompa sentrifugal

d.      Pompa turbin

 DAFTAR PUSTAKA

Jaksen M. Amin .dkk. 2012. Peralatan Industri Proses I. Politeknik Negeri Sriwijaya: Palembang

McCabe, Warren. L. 1999. Operasi Teknik Kimia. Jilid ke-2. Erlangga: Jakarta

http://id.m.wikibooks.org/wiki/Moda_Transportasi/Transportasi_pipa#section_3