analisis viskositas minyak

analisis viskositas minyak pelumasBy fr39

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Semakin pentingnya pengetahuan tentang minyak pelumas (oli) khususnya viskositas minyak

pelumas terhadap masyarakat umum dan terhadap mahasiswa Jurusan Fisika secara khusus,

yang mempunyai keahlian dan keterampilan dalam berbagai bidang, oleh karena itu diadakanlah

Praktek kerja lapangan (PKL) agar mahasiswa dapat mengamati dan mengaplikasikan langsung

teori – teori yang sudah dipelajari dalam perkuliahan dan praktikum. Salah satu aplikasi dari teori

yang dipelajari di bangku kuliah adalah tentang minyak pelumas. Dalam kehidupan sehari-hari

sering sekali digunakan minyak pelumas terutama pada mesin-mesin penggerak (mesin

bermotor). Namun untuk mengetahui viskositas miyak pelumas dibutuhkan uji laboratorium

berdasarkan instrumen yang mendukung pengujian sampel minyak pelumas. Karena viskositas

suatu minyak pelumas dapat diketahui dengan pasti melalui pengukuran berdasarkan instrumen

viskometer. Dengan mengingat arti pentingnya minyak pelumas sebagai pelumasan dan media

insulasi pada bagian mesin, dibutuh kualitas pelumas yang berkualitas baik sesuai kebutuhan

mesin.

Praktek Kerja Lapangan (PKL) merupakan mata kuliah pilihan pengganti Kuliah Kerja Nyata (KKN)

dari Jurusan Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam (FMIPA) Universitas Andalas.

Pada kesempatan ini penulis memilih PT INALUM sebagai tempat pelaksanaan paraktek kerja

lapangan, yang merupakan satu–satunya perusahaan aluminium batangan di Asia Tenggara yang

bergerak dalam bidang peleburan aluminium dan memiliki pembangkit listrik dalam kapasitas

tinggi yaitu (426 MW).

PT INALUM dalam proses pengolahan peleburan menggunakan teknologi yang canggih. Hal ini

mendorong para mahasiswa sains untuk melakukan eksperimen terhadap beberpa bidang sains.

Analisis minyak pelumas hanya dapat dilakukan diperusahaan-perusahaan tertentu saja. Salah

satu perusahaan yang mempunyai laboratorium minyak adalah PT INALUM.

1.2. Tujuan

Setelah mengikuti perkuliahan ini diharapkan mampu menjelaskan penerapan teori–teori yang

diperoleh di PT INALUM khususnya proses Fisika dan operasi industri, pengendalian mutu, dan

dampak terhadap lingkungan sekitar. Selain itu diharapkan mampu menyelesaikan masalah–

masalah yang dijumpai di PT INALUM. mahasiswa yang PKL diharapkan mampu dalam proses

pengukuran viskositas minyak pelumas dan proses analisis data yang diperoleh.

1.3. Manfaat

1.3.1. Bagi Mahasiswa

Praktek kerja lapangan (PKL) ini diharapkan sebagai sarana bagi mahasiswa dalam

mengaplikasikan ilmu yang didapat di bangku perkuliahan, serta diharapkan mahasiswa dapat

menambah pengetahuan dan wawasannya.

1.3.2. Bagi Perguruan Tinggi

Praktek kerja lapangan (PKL) ini diharapkan terjalinnya kerjasama dalam bidang pendidikan

antara perguruan tinggi dengan perusahaan yang terkait.

1.3.3. Bagi Perusahaan

Melalui PKL ini, perusahaan bisa menerima ide – ide dari mahasiswa yang dapat dimanfaatkan

untuk perbaikan teknis di lapangan.

1.4. Batasan Masalah

Pada laporan praktek kerja lapangan (PKL) ini saya membatasi masalah pada Instrumen dan

analisis viskositas (kekentalan) minyak pelumas di PT INALUM. Laporan ini memuat data-data

yang diperoleh dari instrumen viskosimeter (viscometer) dan kemudian dilanjutkan dengan

analisis data untuk memperoleh viskositas dan viskositas indeks.

1.5. Waktu dan Tempat

Praktek kerja lapangan (PKL) ini dilaksanakan selama empat puluh lima (45) hari, mulai dari

tanggal 4 Agustus – 19 September 2008 bertempat di seksi SQA (Smelter Quality Assurance) PT

INALUM Kuala Tanjung.

1.6. Metode Pengumpulan Data

Metode pengumpulan data yang digunakan dalam Praktek kerja lapangan (PKL) di PT INALUM

adalah :

1. Pengamatan secara langsung pada kegiatan – kegiatan di PT INALUM yakni hal–hal yang

berhubungan dengan Analisis minyak pelumas (oil) baru dan setelah digunakan di PT INALUM.

Analisis kekentalan minyak ini digunakan instrumen viskosimeter (viskometer).

2. Diskusi / tanya jawab dengan pembimbing, team leader dan operator yang bertugas di

lapangan.

3. Tinjauan Pustaka (Studi Literatur) dan sertifikat yang dikeluarkan oleh PERTAMINA terhadap

sampel minyak yang akan di analisis.

1.7. Sistematika Penulisan

Dalam penulisan laporan kerja praktik ini, penulis menggunakan sistematika penulisan sebagai

berikut :

BAB I. Pendahuluan.

Pada bagian ini dijelaskan latar belakang, tujuan praktek kerja lapangan, batasan masalah, waktu

dan tempat kerja praktek, dan sistematika penulisan laporan.

BAB II. PT INALUM

Bab ini mencakup beberapa hal penting antara lain:

1. Gambaran Umum Perusahaan

Pada bagian ini dijelaskan mengenai Visi, Misi dan Nilai PT INALUM, sejarah umum PT INALUM,

lingkungan kerja perusahaan, kegiatan operasi (terdiri dari PLTA dan produksi), sarana

penunjang, sumber daya manusia, manfaat perusahaan, dan fasilitas perusahaan.

2. Struktur Organisasi Perusahaan

Pada bagian ini dijelaskan mengenai bentuk organisasi, struktur organisasi, pembagian tugas dan

tanggung jawab.

3. Semelter Quality Assurance (SQA)

Pada bagian ini dijelaskan mengenai jaminan mutu/kualitas bahan baku dan produk serta minyak

yang digunakan di PT INALUM

BAB III. Instrumen dan Analisis Viskositas Minyak Pelumas di PT INALUM

Pada bagian ini diperlihatkan gambar Instrumen dan data-data yang diperoleh dari Instrumen

viskometer serta analisis data. Pada bagian ini juga memuat hasil perhitungan Viskositas indeks

dari beberapa sampel minyak pelumas.

BAB IV. Metoda Kerja

Pada bagian ini dijelaskan mengenai instruktur kerja dari alat viskometer dan pipa kapiler serta

langkah kerja pengukuran viskositas minyak pelumas.

BAB V. Perhitungan dan Analisis data

Pada bagian ini dilakukan perhitungan dan pembahasan serta analisis data yang didapat dari

pengukuran.

BAB IV. Kesimpulan dan Saran

Berisikan kesimpulan dan saran

BAB II

PT INALUM

PT INALUM adalah singkatan dari Perseroan Terbatas Indonesia Asahan Alumunium. Perusahaan

ini memproduksi alumunium dalam bentuk batangan (ingot) dengan bahan baku di impor dari

luar negeri. Industri peleburan alumunium ini tidak mempunyai penambangan sendiri seperti

beberapa industri lainnya.

PT INALUM memiliki fasilitas pembangkit tenaga listrik sendiri yaitu PLTA Sungai Asahan di

Paritohan, Kecamatan Pintu Pohan Meranti Kabupaten Toba Samosir dan pabrik peleburan

aluminium di Kuala Tanjung Kecamatan Sei Suka, Kabupaten Asahan beserta seluruh prasarana

yang diperlukan untuk kedua proyek seperti : pelabuhan, jalan, perumahan karyawan, sekolah

dan lain – lain, dengan investasi yang keseluruhannya berjumlah ± 411 milyar Yen.

Pada tanggal 6 Januari 1976, PT Indonesia Asahan Aluminium (INALUM), sebuah perusahaan

patungan antara pemerintah Indonesia dan Nippon Asahan Aluminium Co., Ltd., didirikan di

Jakarta. INALUM adalah perusahaan yang membangun dan mengoperasikan proyek Asahan,

sesuai dengan perjanjian induk. Perbandingan saham antara Pemerintah Indonesia dan Nippon

Asahan Aluminium Co., Ltd. pada waktu perusahaan didirikan adalah 10% dan 90%. Pada tanggal

20 Juli 1979, perbandingan tersebut menjadi 25% dan 75%, dan sejak 29 Juni 1987 menjadi

41,13% dan 58,87%. Kemudian perbandingan saham antara pemerintah Indonesia dan NAA Co.,

Ltd. kembali mengalami perubahan pada tanggal 10 Februari 1997, yaitu menjadi 41,12% dan

58,88%.

Tanggal 14 Oktober 1982 dilakukan ekspor perdana produksi PT INALUM ke Jepang dan

Indonesiapun menjadi salah satu pengekspor aluminium batangan di dunia.

2.1 Visi dan Misi

Dalam menjalankan dan mengembangkan perusahaan, PT INALUM memiliki beberapa acuan

yang dikenal dengan Visi dan Misi

2.1.1 Visi

Sebagai dasar dari gerak langkah PT INALUM untuk berkiprah dalam pembangunan nasional di

Indonesia, perusahaan ini memiliki Visi yang merupakan pedoman dan arah perusahaan,

tertuang sebagai berikut :

“INALUM adalah Perusahaan Kelas Dunia Dalam Bidang Aluminium dan Industri Terkait”

Dalam visi ini disebutkan bahwa PT INALUM dalam pengoperasiannya mempunyai pandangan

yang menjadi landasan yaitu untuk selalu menampilkan citra sebagai perusahaan seminimal

mungkin untuk hasil yang terbaik. Hal tersebut sesuai dengan posisi dan status PT INALUM

sebagai perusahaan multinasional.

2.1.2 Misi

Untuk mencapai Visi, maka diperlukan Misi yang merupakan pendukung dari Visi tersebut. Misi

PT INALUM adalah sebagai berikut :

1. Menciptakan manfaat bagi semua pihak berkepentingan (stakeholder) melalui produksi

aluminium ingot yang berkualitas tinggi dan produk – produk terkait serta mampu bersaing di

Pasar Global.

2. Mendukung operasi pabrik peleburan aluminium yang menguntungkan dan berkelanjutan

melalui pengoperasian Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA) yang efektif dan efisien.

3. Mendukung pengembangan kelompok industri Aluminium nasional yang pada akhirnya

mendukung pengembangan ekonomi nasional.

4. Berpartisipasi dalam pengembangan ekonomi regional melalui pengelolaan operasi yang

optimum serta menguntungkan.

2.2 Ruang Lingkup PT INALUM

Adapun yang menjadi ruang lingkup PT INALUM, terdiri dari :

2.2.1 Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA)

PLTA terletak di sungai Asahan di Paritohan, kecamatan Pintu Pohan Meranti, kabupaten Toba

Samosir. PLTA PT INALUM yang terletak disepanjang sungai Asahan tediri dari :

a. Bendungan Pengatur (Regulating Dam),

b. Bendungan Penadah Air Siguragura (Siguragura Intake Dam)

PLTA di Siguragura dan Tangga berkapasitas total :

• Kapasitas terpasang : 603 MW

• Output tetap : 426 MW

• Output puncak : 513 MW

2.2.2 Pabrik Peleburan Aluminium (PPA)

PPA terletak di kuala Tanjung, kecamatan Sei Suka, kabupaten Batu Bara.

Pabrik peleburan PT INALUM terdiri dari 3 (tiga) pabrik utama yaitu :

1. Pabrik Karbon (Carbon Plant)

2. Pabrik Reduksi (Reduction Plant)

3. Pabrik Penuangan (Casting Plant)

2.2.3 Fasilitas Penunjang

Demi kelancaran proses produksi dikedua proyek, PT INALUM membangun fasilitas-fasilitas

antara lain: Silo Alumina, Silo Mokas, CTP yard, tangki minyak IDO, kantor pembersih gas, dan

pelabuhan.

Selain itu, PT INALUM juga membangun fasilitas-fasilitas yang dapat digunakan oleh

karyawannya, antara lain : perumahan, sarana olah raga, tempat Ibadah, rumah sakit, sekolah,

tempat berbelanja, kantor pos dan kantor telkom, sarana rekreasi.

2.3 Kinerja Perusahaan

Kinerja PT. INALUM dapat dilihat dari berbagai pencapaian yang telah dilakukan sejak berdirinya

perusahaan hingga saat ini. Diantara pencapaian itu dapat dilihat dari berbagai sertifikat

internasional dan penghargaan yang telah diterima PT INALUM, antara lain :

1. QMS – ISO 9002 : 1994 : 6 April 1998 dari UKAS (United Kingdom Accreditation Service) dan

pada tanggal 23 Februari 1998 dari JAS – ANZ (Joint Accreditation System of Australia and New

Zealand)

2. EMS – ISO 14001 : 1996 : 5 April 2002 tentang Environmental Management System dari SGS

International & UKAS

3. QMS – ISO 9001 : 2000 : 15 Desember 2003

4. EMS – ISO 14001 : 2004 : 5 April 2005

5. Syahwali Awards tentang Environmentally Friendly Businessman : 13 November 1992 dari

Indonesian Environmental Management and Information Center (IEMIC)

6. SMK3 (Bendera Emas) : 3 Januari 2005 dari Depnakertrans RI

7. PROPER tentang penilaian Kinerja Lingkungan Perusahaan (Bendera Biru) : Agustus 2005 dari

Kementerian Negara Lingkungan Hidup RI

8. ISPS (International Ship and Port Facility Security) Code : 3 Juni 2005 dari Departemen

Perhubungan RI.

2.4 Proses Produksi

Bahan – bahan untuk keperluan produksi Aluminium pertama kali didatangkan melalui

pelabuhan. Bahan – bahan tersebut adalah Alumina, Pitch, dan Kokas (coke). Alumina akan

dimasukkan ke dalam silo Alumina (Alumina Silo), kokas ke dalam Silo Kokas (coke silo) dan pitch

ke dalam Pitch Storage House. Bahan – bahan tersebut dimasukkan dengan menggunakan Belt

Coveyor.

Pada tungku reduksi akan terjadi proses elektrolisis almina menjadi aluminium. Pada proses ini

akan dihasilkan gas HF yang akan dialirkan ke Dry Scrubber System untuk bereaksi dengan

Alumina dan sebagian dibuang melalui cerobong Gas Cleaning System. Aluminium cair yang

dihasilkan pada tungku kemudian dibawa ke Casting Shop aluminium menggunakan Metal

Transport Car (MTC). Di Casting Shop aluminium cair dimasukkan ke Holding Furnace, setelah itu

aluminium cair dituangkan ke Casting Machine untuk dicetak menjadi aluminium batangan

(Aluminium Ingot) dengan berat masing – masing ingot 22,7 kg. Desain produksi PT INALUM

adalah 225.000 ton aluminium per tahun. Namun karena adanya perbaikan teknologi dan

semakin tingginya tingkat efisiensi penggunaan arus, maka kapasitas produksi PT INALUM lebih

tinggi dari desain produksinya.

2.5 Struktur Organisasi Perusahaan

Setiap orang tentu mempunyai tujuan dan berusaha untuk mencapainya. Tujuan itu akan

berbeda bagi setiap orang antara lain karena pengaruh pengetahuan dan pengalaman yang

berbeda. Namun demikian setiap orang akan sama dalam satu hal yaitu ingin mempertahankan

dan memenuhi kebutuhan hidupnya, antara lain kebutuhan akan sandang dan pangan,

kebutuhan akan rasa aman, kebutuhan untuk bergaul, kebutuhan untuk dihargai dan kebutuhan

diakui keberhasilannya.

Oleh karena itu manusia secara kodrat terbatas kemampuannya maka dia tidak dapat memenuhi

kebutuhannya secara sendiri. Dia harus bekerja sama dengan orang lain untuk mencapai

tujuannya, atau berorganisasi.

Bagan Struktur Organisasi di PT INALUM

Keterangan dari bagan di atas adalah:

1. GMS = General Meeting of Shareholders

2. MR = Management Refresentarive

3. IIC = Inalum Internal Control

4. DGM = Deputi General Manager

5. Dt = departemen

Bagan tersebut terurut yaitu mulai dari, Direksi, Presiden Direktur, Direktur, Divisi, Departemen,

Seksi, Auditor Internal.

2.6 Semelter Quality Assurance (SQA)

Seksi SQA (Smelter Quality Assurance) atau seksi jaminan mutu merupakan seksi yang menjamin

kualitas dan mutu bahan baku, bahan dalam proses dan produk yang dihasilkan oleh PT INALUM.

Karakteristik dari setiap material diinspeksi untuk memverifikasi spesifikasi material yang ada

dengan spesifikasi yang terdapat pada Certificate of analysis. Begitu pula dengan bahan dalam

proses dan produk ingot (finished product), inspeksi dan analisis dilakukan untuk memverifikasi

spesifikasi yang ada pada objek tersebut dengan standar yang telah ditetapkan.

Selain menjamin kualitas material, bahan dalam proses dan produk, seksi SQA juga melakukan

analisis dan inspeksi terhadap lingkungan sekitar smelter (environment). Hal ini sesuai dengan

ketentuan yang dimuat dalam ISO 9002 dan 14001. Gas buangan yang dihasilkan dari proses

produksi di bagian Reduction dan Carbon akan diinspeksi terlebih dahulu sebelum dibuang ke

udara bebas melalui stack. Kandungan gas beracun yaitu gas HF yang dibuang ke lingkungan

harus memenuhi spesifikasi yang telah ditetapkan dalam Master Agreement. Begitu pula dengan

air limbah yang dihasilkan dari smelter. Selain melakukan water treatment, analisis juga

dilakukan di setiap muara pembuangan air hingga sampel dari sumur- sumur penduduk di sekitar

pabrik, serta analisis minyak bahan bakar dan minyak pelumas yang digunakan.

2.6.1 Tugas SQA

Seksi SQA ini berhak untuk memverifikasi sertifikat analisis yang dikirim oleh supplier/buyer

kepada PT.INALUM, meliputi: :

1. Jaminan Mutu

1. Riset Teknik, studi dan pengembangan mengenai standar mutu dan spesifikasi

produk, produk setengah jadi dan bahan baku.

2. Bantuan teknik untuk menindak lanjuti keluhan pelanggan.

3. Verifikasi atas pemeriksaan dari Aluminium batangan (ingot) yang telah memenuhi standar

yang telah ditentukan.

2. Inspeksi

1. Koordinasi dan administrasi untuk merencanakan penetapan, penerbitan, perubahan dan

penghapusan inspeksi mengenai produk, produk setengah jadi dan bahan baku.

2. Perencanaan penetapan, perubahan, dan penghapusan standar inspeksi mengenai produk,

produk setengah jadi dan bahan baku.

3. Studi penelitian dan administrasi mengenai mutu produk, produk setengah jadi dan bahan

baku.

3. Analisis

1. Analisis produk, produk setengah jadi dan bahan baku.

2. Analisis gas buangan, pembuangan air limbah, lingkungan, dan sebagainya.

3. Pemeliharaan dan perlindungan mesin- mesin dan peralatan yang dibawah

pengawasan SQA.

4. Studi untuk peningkatan inspeksi dan metode analisis.

2.6.2 Struktur Organisasi SQA

Seksi jaminan mutu (SQA) mempunyai struktur organisasi yang berbentuk line organization.

Berbeda dengan seksi lainnya, SQA tidak dibawahi oleh Departemen, namun berada langsung

dibawah DGM (Deputy General Manager) divisi produksi. Seksi jaminan mutu ini dipimpin oleh

seorang manager. Dalam melaksanakan tugas, manager dibantu oleh dua orang junior manager

(JM) yang masing – masingnya ditempatkan pada sub-seksi QA & Administration dan Laboratory

Operation. Di sub-seksi QA & Administration, terdapat seorang Senior Staff (SS)

Posisi selanjutnya adalah staff/ foreman. Terdapat tiga orang staff dan tiga orang foreman. Satu

orang foreman di antaranya di sub-seksi QA & Administration dan lima lainnya merupakan staff/

foreman di laboratory operation. Kelima orang staff/ foreman ini masing – masing di tempatkan di

group/ bagian lingkungan, produk, X– Ray dan instrumentasi, material, dan analisis minyak.

Selanjutnya, terdapat 4 orang leader operator dan 29 orang senior operator yang bersama-sama

dengan staff / foreman menangani job description dari masing – masing group/ bagian.

2.6.3 Sampel/bahan dan parameter yang dapat dianalisis di SQA

Adapun sampel /bahan yang dianalisis di seksi SQA berdasarkan parameter-parameter tertentu

antara lain:

Bahan baku utama

Bahan baku utama bahan baku dasar yang akan diolah menjadi bahan produk (hasil). Bahan ini

meliputi :

1. Alumina

Parameter yang dianalisis dari bahan baku alumina ini adalah kelembaban, LOI 300 – 1000 oC

(Lost On Ignition), kandungan SiO2 , Fe2O3, TiO2, Na2O, CaO, SSA (Specifik Surface Area), total

H2O ukuran partikel titik didih total Al2O3 dalan alumina

2. Aluminium fluorida (AlF3)

Parameter yang dianalisis dari bahan baku Aluminium fluorida (AlF3) adalah kelembaban, LOI

500oC, kandungan SiO2, Fe2O3, dan P2O5 total AlF3 sifat-sifat fisikanya.

3. Coal tar Pitch

Parameter yang dianalisis dari bahan baku Coal Tar Pitch adalah kelembaban, kandungan abu,

fixed karbon, softeing point, toluene insoluble, quinolin insoluble, sifat-sifat fisikanya, kadar tar

(S, Na, Ca)

4. Oil/ petroleum coke dan pitch coke

Parameter yang dianalisis dari bahan baku Oil/petroleum coke dan pitch coke adalah kadar

minyak, kelembaban, volatiles matter (VM), abu, Kandungan S, Si, Fe, fixed carbón dan Sifat-sifat

fisikanya.

Material dalam proses, yaitu bahan baku yang dihasilkan selama proses peleburan aluminium,

diantaranya, cast iron, butt, baked block, RA (reacted alumina), RC (return crust), caustic soda

dan grafithe.

2.6.4 Ruang Analisis SQA

Seksi SQA mempunyai beberapa ruangan analisis yang berbeda fungsinya dan berbeda juga

instrumen analisisnya. Ruangan analisis di SQA antara lain:

1. Ruangan Sinar X

Ruang sinar-X meliputi:

a. Analisis bath dengan menggunakan XRD Cubix

XRD digunakan untuk menentukan kandungan (konsentrasi) dari free-AlF3,CaF2 dan Naf dalam

bath.

b. Analisis elemen-elemen yang terkandung dalam bahan menggunakan XRF

Alat XRF merupakan alat uji tak merusak yang mampu menentukan kandungan unsur dalam

suatu bahan padat maupun serbuk secara kualitaif dan kuantitatif dalam waktu yang relatif

singkat.

2. Ruangan Bubut

Ruangan Bubut meliputi

Analisis dengan menggunakan alat Optical Emission Spectrometer yang langsung dihubungkan

dengan perangkat lunak komputer.

Contoh Gambar analisis sampel diruangan ini:

3. Ruang analisis Lingkungan

Ruangan ini meliputi:

a. Analisis Gas

Berkecimpung dalam analisis gas buang pada sumber emisi dan pengendalian proses

berdasarkan jangka panjang dan jangka pendek. Data yang terkumpul pada kondisi nomal

digunkan untuk memudahkan serta mendayagunakan perkerjaan analisis. Operasi analisis

mencakup pengambilan dan penyiapan cuplikan,pengolahan data,pembahasan hasil

pemeriksaan, pelaporan, serta pengandalian dan perawatan alat.

b. Analisis Air

Limbah-limbah cair yang dihasilkan oleh pabrik selama proses peleburan, semuanya

dikumpulkan dalam suatu tempat penampungan yang berada dilingkungan pabrik. Kawasan ini

sangat tertutup dan diupayakan tidak terjadi rembesan air ke lingkungan penduduk. Dari tempat

penampungan itu air diproses dalam suatu tanur pengolahan air di WWTP ( Waste Water

Treatment Plant ).

4. Ruang Instrumen

Pada sub bagian instrumentasi melaksanakan kegiatan pemeriksaan komposisi terhadap logam

cair dari pereduksi dan ingot menggunakan peralatan spektrokimia emisi foto-elektris yang

bekerja secara rutin berdasarkan standard dan jadwal yang telah ditetapkan. Selain itu juga

bergerak dalam upaya penelitian ,pengujian dan pemeriksaan serta pengkajian terhadap proses

dan operasi tertentu seperti reduksi dan casting.

Sebagai tambahan,sub bagian ini berkepentingan dalam hal penentuan spesifikasi produk dan

evaluasi produk yang cacat berdasarkan laporan atau keluhan. Operasi-operasi tersebut

diselenggarakan secara khusus per kasus

Operasi analisis mencakup penerimaan cuplikan,penyiapan dan pelaksanaan analisis,penglahan

data,pembahasan atas penerimaan hasil analisis, pembahasan atas tingkat pengontrolan

peralatan/ instrumen

5. Ruang Analisis Minyak

Meliputi:

Flash Point (titik nyala) untuk menentukan titik nyala suatu unsur atau senyawa.

Selain analisa dengan menggunakan alat-alat diatas dengan tujuan tertentu,sub bagian

Instrumen juga melakukan analisa terhadap minyak. Yaitu penganalisaan jenis minyak (oil) yang

baik digunakan pada pabrik bagik berupa analisa bersifat Viskositas(kekentalan), warna, busa,

keasaman dan unsur-unsur pengotor (impurutis) dan lainnya.

BAB III

INSTRUMEN DAN ANALISIS VISKOSITAS MINYAK PELUMAS

DI PT INALUM

3.1 Minyak Pelumas

Merawat mesin maupun peralatan (equipment) harus dilakukan dnegan perawatan berkala

secara teratur salah satunya dengan memperhatikan penggunaan minyak pelumas yang tepat

dan berkualitas. Penggunaan minyak pelumas yang tepat merupakan syarat yang mutlak agar

kemampuan mesin ataupun peralatan yang digunakan tetap prima. Hal ini sesuai dengan fungsi

dari minyak pelumas antara lain:

1. Memberikan lapisan (film) untuk menghindari kontak langsung bagian-bagian mesin yang

saling bergesekan sehingga melindungi metal dari keausan.

2. Meminimalisasi kemacetan pada komponen yang bergerak dari panas yang diakibatkan oleh

gesekan.

3. Berfungsi sebagai perapat (kompresi) antara dinding piston dengan dinding silinder dan

mencegah mengalirnya gas hasil pembakaran (asam-asam organik kuat) mesin ke karter minyak.

4. Mencegah terjadinya korosi yang disebabkan oleh zat-zat asam yang terbentuk selama operasi

mesin berlangsung yang diakibatkan proses oksidasi dan polimerisasi minyak pelumas serta

karena pencampuran dengan gas-gas hasil pembakaran.

5. Sebagai insulator (sebagai media insulasi)

6. Sebagai media pendingin bagian-bagian mesin yang panas (over heating) yang dapat merusak

logam-logam mesin, yaitu dengan cara menyerap panas, kemudian membawanya pada sistem

pendingin yang tersedia secara terus-menerus dengan sirkulasi

7. Meminimalisir pemuaian pada saat perubahan temperatur yang besar.

Mengingat arti pentingnya minyak pelumas bagi daya tahan mesin, maka sebelum memilih

minyak pelumas ada baiknya lebih dulu mengetahui kualitas minyak pelumas tersebut sehingga

dapat mencegah penggunaan minyak pelumas yang tidak sesuai dengan spesifikasi mesin. Hal-

hal yang perlu diperhatikan, antara lain:

1. oli yang dibeli asli atau palsu

2. bagaimana dengan jangka waktu penggantian minyak pelumas.

Penentuan minyak pelumas yang tepat dapat ditentukan dengan melakukan pengujian pada

minyak pelumas tersebut berdasarkan parameter – parameter kontrol kualitas minyak pelumas.

3.2 Parameter Kontrol Minyak pelumas

Untuk dapat mengetahui kualitas minyak pelumas yang sesuai, ada beberapa parameter yang

diperlukan untuk mengontrol kualitas minyak pelumas berdasarkan laboratorium yaitu :

a. kadar debu (ash content)

b. viskositas kinematik (kineumatic viscosity)

c. angka asam/basa (total acid/base number)

d. kandungan air (water content)

e. Titik nyala (flash Point)

f. Titik Tuang (pour point)

g. Warna (colour)

h. Karatan tembaga (korosi)

i. Residu karbon (carbon residue)

j. Kadar sedimen (sediment content)

k. Kadar pengotor (impurities content)

l. Densitas

m. Kadar gas ( gas content)

Parameter-paramater analisis minyak pelumas dalam menentukan kualitas minyak pelumas

sangat bergantung pada jenis pemakaian atau kegunaan minyak pelumas tersebut. Berdasarkan

kenyataan (fakta) di lapangan, banyak permintaan analisis minyak di laboratorium semelter

quality assurance (SQA) dengan parameter-parameter analisis yang berbeda-beda. Dari seksi-

seksi (konsumen yang menggunakan minyak pelumas. Berdasarkan hal diatas, di SQA

dipersiapkan beberapa instrumen-instrumen analisis minyak pelumas, Dengan adanya bantuan

instrumen analisis minyak pelumas, parameter yang diinginkan konsumen dapat dianalisis.

Parameter-parameter analisis minyak pelumas yang sudah dapat dianalisis di laboratorium SQA

serta instrumen yang digunakan antara lain:

a) Kadar Abu (Ash Content)

Berdasarkan referensi dari ASTM (American Society Test of Material) D 482-95, Kadar abu adalah

sisa yang terbentuk dari minyak pelumas setelah mengalami penguapan dan degradasi panas.

Untuk menganalisis parameter ini digunakan Muffle Furnace.

Manfaat parameter ini yaitu :

• Memberikan indikasi pada minyak pelumas apakah mengandung kotoran, Karat atau metal

(logam), parameter analisis ini digunakan untuk kadar abu dengan range antara 0.001-0.180 %

dari hasil destilasi minyak bumi maupun sisa destilasi (residue fuel), bahan bakar turbin gas,

Crude Oil (minyak bumi mentah), minyak pelumas, waxes dan produk-produk minyak bumi

lainnya.

Minyak pelumas yang mempunyai kadar abu tinggi mengindikasikan adanya korosi pada

mesin/peralatan karena minyak pelumas sudah teroksidasi dan terpolimerisasi serta mempunyai

keasaman yang tinggi hingga minyak pelumas tersebut tidak bagus untuk dipergunakan.

Gambar 3.2a instrumen Muffle Furnace

b) Kinematik Viskositas (Kinematic Viscosity)

Berdasarkan referensi dari ASTM D 445-97

Kinematik Viskositas adalah ukuran tahanan (kekentalan) dari zat cair pada gaya gravitasi.

Manfaat parameter analisis minyak ini antara lain:

• Sangat penting dalam memberikan informasi penyimpanan minyak (minyak bahan bakar)

dengan jumlah optimum (di dalam tangki penyimpanan)

• Memberikan informasi kekentalan minyak karena kondinsi operasi peralatan yang benar

tergantung pada kekentalan minyak yang digunakan.

Parameter analisis ini biasanya digunakan untuk analisis produk minyak bumi yang berwujud cair

seperti minyak pelumas, minyak bahan bakar dll.

Untuk menganalisis parameter ini diperlukan instrumen Viskosimeter.

Jika dari hasil analisis nilai viskositas ataupun dari perhitungan viskositas indeksnya tidak sesuai

dengan spesifikasi (range yang diperbolehkan/reasonable range) maka minyak tersebut tidak

layak untuk dipergunakan.

Gambar 3.2b instrumen Viskometer

c) Angka Asam Total (TAN) dan Angka Basa Total (TBN)

Berdasarkan referensi dari ASTM D 974-97, ASTM D 664-95, dan ASTM D 2896-96

Angka asam adalah jumlah basa yang dinyatakan dalam miligram KOH pergram sampel yang

dibutuhkan untuk meniter hingga untuk mencapai titik akhir.

Angka basa adalah jumlah asam yang dinyatakan dalam miligram KOH per gram sampel yang

dibutuhkan untuk meniter sampel hingga mencapai titik akhir.

Manfaat parameter ini yaitu:

• Memberikan indikasi perubahan kualitas pada minyak pelumas selama penggunaan (terjadinya

oksidasi pada minyak pelumas)

• Memberikan ramalan terjadinya korosi

• Sebagai panduan dalam membuat formula untuk pembuatan minyak (penambahan zat aditif)

Parameter analisis ini biasanya digunakan untuk analisis: produk minyak bumi yang larut atau

hampir larut dalam campuran toluen dengan isopropil alcohol.

Contoh : minyak pelumas, dll

Untuk menganalisis parameter ini digunakan peralatan titrasi atau instrumen Potensiometer.

Minyak yang telah mengandung asam (angka asam tinggi) tidak dapat digunakan karena dapat

menyebabkan adanya korosi pada mesin/peralatan.

Gambar 3.2c instrumen potensiometer

d) Kandungan Air (Water Content)

Berdasrkan referensi dari ASTM D 95-83

Kandungan air adalah jumlah air yang terkandung pada sampel/material


• Sangat penting dalam informasi kemurnian dari material/minyak

• Sebagai koreksi jumlah materia/minyak dalam pembelian maupun penjualan (misalnya minyak

yang ingin kita beli 100 liter tapi kadar airnya sebanyak 10 liter maka minyak yang kita beli

hanya 90 liter saja).

Parameter analisis ini biasanya digunakan untuk analisis : produk minyak bumi (pelumas, bahan

bakar, kokas dan lainnya), Tar dan produk hasil destilasi batubara.

Untuk menganalisa parameter ini diperlukan destilasi

Minyak yang mempunyai kandungan air tinggi tidak dapat dipergunakan karena dapat

menyebabkan korosi pada mesin/peralatan.

e) Titik Nyala (Flash Point)


Titik nyala adalah temperatur terendah yang dapat menimbulkan nyala api pada minyak.

Manfaat parameter ini adalah:

• Memberikan indikasi kontaminasi dari material yang tidak mudah terbakar ke material yang

mudah terbakar.

• Membantu memberikan indikasi dalam mendefinisikan material yang flammable maupun

combustion.

Parameter analisis ini biasanya digunakan untuk analisis: produk minyak bumi yang berwujud

cair dengan suhu 40 – 360 0C. (minyak pelumas, bahan bakar diesel dan lain-lain).

Untuk menganalisa para meter ini menggunakan instrumen Flash Point Tester.

Tujuan dari pengukuran titik nyala adalah untuk safety precautions minyak, dengan mengetahui

titik nyala, dapat diketahui banyak sedikitnya komponen yang menguap sehingga mempengaruhi

jumlah pemakaian minyak serta dapat mendeteksi minyak itu palsu atau tidak.

Gambar 3.2e instrument Flash Point Tester

f) Titik Tuang (Pour Point)

Berdasarkan referensi dari ASTM D-97-96a

Titik tuang adalah temperatur terendah ketika sampel masih dapat bergerak.


• Memberikan informasi suhu minyak mulai beku

• Memberikan informasi dalam penyimpanan maupun pemakaian minyak

Parameter analisis ini biasanya digunakan untuk analisis : beberapa produk minyak bumi yang

tidak mudah menguap seperti minyak pelumas insulating, minyak hitam/black oil (minyak yang

mengandung bahan asphaltik), pelumas mesin, minyak bumi sisa destilasi/residue fuel (heavy

fuel oil).

Untuk menganalisis parameter ini menggunakan instrument Pour Point Tester.

Nilai titik tuang berhubungan dengan daerah pemakaian atau kondisi kerja pemakaian minyak.

g) Warna (colour)


Angka warna adalah defenisi empiris dari warna suatu cairan produk minyak bumi.


• Sebagai kontrol dalam pembuatan minyak bumi

• Sebagai indikasi dari derajat pemurnian produk minyak bumi

• Sebagai indikasi adanya kontaminasi dengan produk-produk lain.

Parameter analisis ini menggunakan instrumen Saybolt Cromometer

Warna minyak diukur untuk mengetahui sifat visual minyak, sehingga dapat diinterpretasikan

sifat fisiknya secara cepat untuk dianalisa. Makin terjadi perubahan pada minyak (warna minyak

makin besar/pekat maka minyak dapat diinterpretasikan sudah terjadi oksidasi dan polimerisasi).

Gambar 3.2g Instrumen Saybolt Cromometer

h) Karatan Tembaga (Copper Corosion)


Karatan tembaga adalah angka yang menunjukkan pengkar atan terhadap tembaga yang

disebabkan unsur (zat-zat aditif) yang terdapat didalam minyak.


• Dapat mengetahui relatif tingkat karatan dari produk minyak bumi.

Pengkaratan terhadap logam ini disebabkan oleh sisa kandungan sulfur pada produk minyak

bumi.

Parameter analisis ini biasanya digunakan untuk analisis : minyak pelumas, bahan bakar kereta

api, bahan bakar pesawat, bahan bakar diesel, minyak tanah, bensin murni, larutan pembersih

serta produk minyak bumi lainnya yang mempunyai tekanan uap lebih kecil dari 18 Psi

Untuk menganalisis parameter ini menggunakan instrumen Copper Strip Tarnish. Makin besar

nilai korosi tembaga maka minyak tidak dapat dipergunakan.

Gambar 3.2h instrumen Copper Strip Tarnish

i) Residu Carbon (Carbon Residue)


Carbon Residu adalah sisa yang terbentuk dari material yang mengandung Carbon setelah

megalami penguapan dan degradasi panas.

Manfaat parameter ini yaitu: dengan mengetahui nilai Residu Carbon setelah mengalami

penguapan dan degradasi panas.


• dengan mengetahui nilai residu carbon akan mendapatkan indikasi terbentuknya deposit pada

pot pembakar ataupun combustion chamber.

• Dengan mengetahui nilai residu carbon juga dapat mengetahui indikasi kehadiran banyaknya

zat aditif pada minyak.

Parameter analisis ini biasanya digunakan untuk analisis : produk minyak bumi yang tidak mudah

menguap seperti minyak pelumas, minyak ringan, minyak berat.

Makin banyak nilai residu carbon maka kecenderungan minyak terbentuknya deposit

(pengurangan).

Gambar 3.2i instrumen Carbon Residu Tester (CRT)

j) Nilai Sedimen (Sediment Content)


Nilai sedimen adalah sisa yang tertinggal setelah sampel diekstraksi dengan Toluene panas.


• Sebagai informasi kemurnian dari sampel/minyak

• Sebagai indikasi adanya kontaminasi dengan zat lain

Parameter analisis ini biasanya digunakan untuk analisis : minyak bumi mentah, bahan bakar

minyak.

Untuk menganalisa parameter ini menggunakan peralatan Ekstraksi (pemisahan).

jika minyak menpunyai kadar sedimen yang besar maka kemurnian dari minyak tersebut sangat

jelek.

k) Kadar Logam (Metal content)


Kadar logam adalah banyaknya jumlah logam yang terkandung di dalam minyak pelumas.


• Memberikan indikasi jumlah zat aditif yang terkandung didalam minyak.

Parameter analisis ini biasanya digunakan untuk analisis : minyak pelumas.

Untuk menganalisis parameter ini menggunakan instrumen Atomic Absorption Spectrometer.

Analisa logam ini sangat membantu dalam membuat formula dalam penambahan zat aditif.

Gambar 3.2k instrumen Atomic Absorption Spectrometer.

l) Spesific Gravity/Densitas


Specific gravity adalah perbandingan massa dari zat cair per volume pada suhu 15oC dengan

massa dari air murni per volume pada suhu 15oC.


• Mengetahui kondisi fisik kekentalan sampel

• Memberikan informasi penyimpanan dengan jumlah optimum

• Parameter analisis ini biasanya digunakan untuk analisis: minyak bumi mentah, produk minyak

bumi yang berwujud cair serta campuran antara produk minyak bumi dengan produk lain (bukan

produk minyak bumi)

Untuk menganalisa parameter ini digunakan peralatan Hidrometer

Gambar 3.2l instrumen Hidrometer

m) Kadar Gas (O2, CO, N2, CO2, H2, CH4, C2H2, C2H4, C2H6, C3H6, C4H8, I- C4H10)



• Untuk mengetahui komposisi dari hidrokarbon ringan yang terkandung di dalam sampel

sehingga bermanfaat dalam memberikan indikasi teroksidasinya minyak parameter analisis ini

biasanya digunakan untuk analisis : minyak pelumas dan bahan bakar minyak.

Untuk menganalisa parameter ini diperlukan instrumen Gas Chromathography.

Gambar 3.2m instrumen Gas Chromathography.

Tabel 3.2 parameter analisis minyak pelumas yang dapat dilakukan di SQA

NO Jenis Minyak Parameter analisis

1 Pelumas engine (Agip SAE 15W-40) (Meditran S40)

(mempunyai nilai viskositas yang baik serta tidak mempunyai keasaman yang sangat rendah)

1. Kadar abu

2. Kinematik Viskositas

3. Index Viskositas

4. Kitik nyala

5. Titik tuang

6. Warna

7. Residu Karbon

8. Densitas

9. Korosi Tembaga

10. Angka Asam/Basa Total

2 Pelumas kotak roda gigi (lubricating oil gear)

Misal: DTE Oil Extra Heavy, DTE Oil Heavy medium

(kemampuan menahan tekanan tinggi) 1. Kadar Abu

2. Kinematik Viskositas

3. Index Viskositas

4. Titik Nyala

5. Titik Tuang

6. Warna

7. Densitas

8. Angka Asam/Basa Total

3.3 Pengukuran Viskositas Minyak Pelumas

Mengingat arti pentingnya minyak pelumas (oli) dalam menjaga kondisi ketahanan mesin dan

motor-motor penggerak di PT INALUM maka perlu dianalisis berbagai parameter penting dari

minyak pelumas. Viskositas (kekentalan) minyak pelumas adalah salah satu parameter penting

dalam penentuan kualitas minyak pelumas. Untuk itu viskositas minyak pelumas dianalisis

dengan instrumen viskosimeter (viscometer) dalam pengambilan data.

Salah satu parameter yang penting dalam analisis pelumas adalah pengukuran viskositas

kinematik. Pengukuran viskositas kinematik dilakukan pada temperature 40˚ C dan 100˚C. Dari

pengukuran viskositas dapat ditentukan indeks viskositas suatu pelumas. Nilai viskositas suatu

pelumas akan menunjukkan seberapa besar hambatan suatu fluida (pelumas) untuk dapat

mengalir. Makin besar nilai viskositas suatu pelumas (makin kental) berarti makin besar

hambatannya untuk mengalir. Idealnya viskositas atau hambatan suatu pelumas harus kecil

namun harus menghasilkan lapisan tipis yang kuat untuk memisahkan dua permukaan yang

saling bergesekan pada temperature tertentu. Viskositas kinematik diperoleh dengan mengukur

aliran fluida (pelumas) yang melalui suatu pipa kapiler dengan diameter tertentu. Viskositas

kinematik suatu fluida dihitung dengan rumus sebagai berikut :

K = AxB x t ……………persamaan (1)

Dimana : K = viskositas kinematik (cSt)

AxB = konstanta kapiler dalam (cSt/s)

t = waktu pengukuran aliran (s)

Untuk memperoleh hasil pengukuran viskositas yang akurat dari suatu sampel, maka perlu

diperhatikan faktor-faktor berikut ini :

1. Kondisi sampel, yang meliputi warna sampel dan kandungan endapan (kontaminan)

2. Pemilihan tabung kapiler, dalam hal ini disesuaikan dengan kekentalan yang akan diukur.

3. Pemilihan cairan water bath, bisa diisi dengan silicon oil atau air.

4. Pemakaian stopwatch yang terkalibrasi

5. Pengamatan proses pengukuran sampel

Faktor-faktor yang perlu diperhatikan

1. Kondisi Sampel Apabila yang akan kita ukur adalah fresh oil (pelumas baru), hal ini tidak akan

menjadi masalah karena kondisi pelumas masih transparan, bersih dari kontaminan. Akan tetapi

apabila yang akan diukur adalah pelumas bekas maka pelumas perlu disaring terlebih dahulu.

Jangan sampai endapan atau partikel hasil keausan menyumbat pipa kapiler.

2. Pemilihan Tabung kapiler (ubbelohde viscometer glass) yang digunakan harus disesuaikan

dengan kekentalan pelumas yang akan kita ukur, Semakin kental suatu pelumas maka kita pilih

tabung kapiler yang berkonstanta besar. Hal ini dimaksudkan agar waktu pengukuran tidak

terlalu lama sekali.

3. Pemilihan cairan water bath (cairan insulasi) Cairan pengisi water bath yang ideal adalah

silicon oil, karena silicon oil mempunyai titik didih yang sangat tinggi. Sehingga pada saat

dioperasikan pada temperature 100˚ C tidak terjadi suatu masalah, akan tetapi harga dari silicon

oil sangatlah mahal. Untuk itu bisa digunakan tap water (air kran) sebagai penggantinya,

kelemahan dari tapwater adalah pada temperature 100˚C telah mendidih. Sehingga gelembung-

gelembungnya akan mengganggu pengukuran. Namun hal ini bisa disiasati dengan melakukan

beberapa pengukuran pada temperature 30, 40, 50, 60, 70, 80 dan 90˚ C. Untuk data pada

100˚C diperoleh dengan ekstrapolasi data menggunakan program excel.

4. Pemakaian stopwatch yang terkalibrasi Alat yang digunakan untuk pengukuran viskositas di

laboratorium adalah viscometer measuring unit AVS 310. Sebenarnya alat ini telah dilengkapi

dengan counter otomotis yang akan mengukur waktu dari sensor atas ke sensor bawah. Akan

tetapi kelemahannya adalah apabila ada gelembung atau kotoran pada tap water yang lewat

pada sensor akan langsung dibaca sensor, sehingga pengukuran langsung terhenti padahal

sampel belum selesai mengalir. Untuk menyiasatinya kita juga perlu mengukur secara manual

dengan menggunakan stopwatch yang telah terkalibrasi sebagai data cadangan. Sehingga kita

tidak akan membuang waktu yang lama untuk pengukuran ini.

5. Pengamatan proses pengukuran sampel Meskipun alat ini otomatis, akan tetapi kendala

matinya sensor sering terjadi. Mengingat posisi sensor yang tercelup pada water bath. Untuk itu

perlu dilakukan pengamatan selama pengukuran untuk meminimalisasi kesalahan pengukuran.

Terkadang sampel akan meluap membanjiri cairan water bath, apabila sensor bagian atas mati

sehingga pompa hisap akan berjalan terus. Apabila hal itu terjadi maka kita akan repot

mengganti seluruh isi waterbath. Untuk itu pengamatan sampel sangat diperlukan, agar kita

biasa langsung mematikan pompa saat ada indikasi sampel akan meluap ke waterbath.

Ada beberapa lembaga pemerintah yang berwenang untuk melakukan pengujian viskositas ini

seperti pertamina, Lemigas, LIPI, BPPT dll. Disamping itu juga ada Laboratorium lain yang telah

terakreditasi seperti Sucofindo, Prolab, Petrolab dll.

Ada batasan viskositas untuk menyatakan bahwa pelumas tersebut masih layak untuk digunakan

yaitu ± 20% dari nilai viskositas pelumas barunya. Akan tetapi perlu diperhatikan juga parameter

yang lain pak seperti TBN, TAN, keausan logam apakah menyatakan suatu nilai dalam batasan

yang aman atau tidak. Viskositas suatu pelumas adalah suatu ukuran dari besar tahanan yang

diberikan oleh pelumas untuk mengalir atau dengan perkataan lain adalah suatu ukuran

kekentalan dari pelumas tersebut. Makin besar viskositas (makin kental) berarti makin besar

tahanannya untuk mengalir. Metode pengukuran standar untuk viskositas adalah ASTM D-445.

Pengukuran pelumas dilakukan pada temperature 40 deg C (derajat celsius) dan 100 deg C

(derajat celsius), hal ini dimaksudkan untuk menghitung Indeks Viskositas. Indeks viskositas

adalah suatu ukuran dari perubahan viskositas terhadap temperatur. Viskositas pelumas akan

turun jika temperatur naik, sebaliknya viskositas akan naik jika temperatur turun. Perubahan ini

tidak akan sama untuk semua pelumas. Untuk menunjukkan perubahan ini dengan suatu

bilangan maka digunakan indeks viskositas yang dapat diukur melalui perbandingan angka

viskositas yang ditentukan pada dua temperatur yaitu 40˚C dan 100˚C. Metode standar untuk

penentuan VI adalah ASTM D-2270.

BAB IV

METODA KERJA

4.1 Peralatan dan Bahan

A. Alat pelindung diri (APD)

1. Jas Laboratorium

2. Sarung tangan katun

3. safety shoes

B. Peralatan analisis

1. viskosimeter

2. tabung kapiler

3. aspirator

4. Thermometer

5. stop watch

6. Beaker glass

7. sand bath/hot plate

8. jerigen plastik/botol limbah B-3

9. Thermocouple

C. Bahan kimia

1. Toluene/Aseton

2. Marlotherm oil\

Gambar 4.2.1 Instrumen Viskometer

4.2 Cara kerja

4.2.1 Persiapan alat viskosimeter (gambar 4.2.1)

1. pakai jas laboratorium, safety shoes dan sarung tangan katun bila perlu

2. masukkan minyak pelumas sebanyak 200 ml kedalam beaker gelas 250 ml

3. celupkan thermocouple kedalam beaker gelas tersebut diatas lalu panaskan di atas sand

bath/hot plate hingga mercuri didalam thermocouple menyatu sempurna.

4. pasangkan thermocouple ke dalam viskometer dan pastikan sudah terpasang dengan baik

5. Hidupkan power swicth transformer

6. hidupkan power switch viskometer

7. alirkan air pendingin melalui kondeser ke viskometer jika mengukur kekentalan sampel pada

suhu 40 oC

8. putarlah tombol viskometer ke posisi ”M” (medium) untuk kekentalan pada suhu 40 oC dan

posisi ”H” (high) untuk kekentalan pada suhu 100 oC.

9. panaskan viskometer sampai pada suhu 40 oC atau 100 oC, kemudian lepaskan thermocouple

dari viskometer lalu pisahkan mercuri di dalam thermocouple hingga menjadi dua bagian dengan

cara memutar balik Thermocouple secara perlahan-lahan.

10. pasangkan kembali thermocouple tersebut ke viskometer dengan baik.

11. putar knop thermocouple ke kanan untuk menaikkan temperatur atau putar ke kiri untuk

menurunkan temperatur.

4.2.2 Pengukuran Sampel

Gambar 4.2.2a tabung kapiler Rutin (Minyak Baru)

Pengukuran kekentalan dengan tabung kapiler rutin (gambar 4.2.2a)

a. Balikkan tabung kapiler lalu dipasangkan aspirator ke posisi F, dan celupkan posisi A ke

sampel minyak

b. Hisap sampel dengan memainkan aspirator hingga batas E

c. Balikkan tabung kapiler hingga posisi normal, bersihkan tabung pada posisi A

d. Masukkan tabung ke dalam viskometer

e. Biarkan setelah 10 menit untuk pengukuran kekentalan pada suhu 40 oC dan 15 menit untuk

pengukuran 100 oC

f. Pasangkan aspirator pada posisi A, dan hisap sampel sampai batas C.

g. Catat waktu alir sampel dari batas C hingga tanda batas E dengan menggunakan stop watch

h. Lepaskan tabung kapiler dari viskometer, lalu buang sampel bekas ke dalam jirigen plastik

yang telah diberi label dan simbol B-3

i. Matikan (offkan) viscometer dengan menekan power switchnya

j. Matikan (off kan) transformer dengan menekan power switchnya

k. Bersihkan tabung kapiler dengan menggunakan toluen atau aseton

l. Simpan peralatan pada tempat yang telah ditentukan

m. Buka jas laboratorium dan sarung tangan, lalu simpan pada tempatnya.

Gambar 4.2.2b tabung kapiler Opaque (minyak bekas)

Pengukuran kekentalan dengan tabung kapiler opaque (gambar 4.2.2b)

a. balikkan tabung kapiler lalu pasangakan aspirator ke posisi F, dan celupkan posisi E ke sampel

b. hisap sampel hingga batas G

c. balikkan tabung kapiler hingga posisi normal, bersihkan tabung pada posisi E

d. masukkan tabung kapiler kedalam viskometer

e. biarkan sampel mengalir kedalam bulb pada posisi B hinga terisi setengahnya

f. Pasang rubber stopper ketabung pada posisi E

g. Biarkan selama 10 menit untuk pengukuran kekentalan pada suhu 40 oC dan 15 menit untuk

pengukuran kekentalan pada suhu 100 oC

h. Lapaskan rubber stopper dan catat waktu alir sampel dari tanda batas K hingga tanda batas J

dan dari batas tanda batas J hingga tanda batas I dengan menggunakan stopwatch

i. Lepaskan tabung kapiler dari viskometer, lalu buang sampel bekas kedalam jirigen plastik yang

telah diberi label dan simbol B3

j. Matikan (off kan) viscometer dengan menekan power switchnya

k. Matikan (off kan) transformeter dengan menekan power switchnya

l. Bersihkan tabung kapiler dengan menggunakan toluen atau aseton

m. Simpan peralatan pada tempat yang telah ditentukan

n. Buka jas laboratorium dan sarung tangan, lalu simpan pada tempatnya

Nilai kekentalan didapat dari persamaan (1):

K = t x A x B

Dengan C adalah hasil kali konstanta A dan B,

…………………………………persamaan (2)

maka didapat bahwa: K = C x t …………………………..persamaan (3)

Dimana: K = Kekentalan (centistoke)

t = waktu alir cairan sampel (s)

A = konstanta tabung kapiler (mm/s)

B = faktor tabung kapiler (mm/s)

C = konstanta yang merupakan hasil kali dua bilangan yang nilainya telah ditetapkan (mm2/s2).

BAB V

PERHITUNGAN DAN ANALISIS DATA

5.1 Perhitungan data

Dengan menggunakan persamaan (1) dan persamaan (2) didapat nilai Viskositas (kekentalan)

minyak pelumas dengan rumus:

K = t x A x B

C= A x B

maka: K = C x t

Dimana: K = viskositas dalam satuan (centistoke)

t = waktu alir cairan sampel (s)

A = konstanta tabung kapiler (mm/s)

B = faktor tabung kapiler (mm/s)

C = konstanta yang merupakan hasil kali dua bilangan yang nilainya tetap (mm2/s2).

1 centistoke = 1mm2/s

5.2 Viskositas (K)

viskositas suatu minyak pelumas yang dilambangkan dengan K merupakan hasil dari pengolahan

data yang diperoleh dari hasil pengukuran.

Viskositas minyak pelumas (oil) dapat diperlihatkan dalam bentuk table 5.2 berikut:

Nama oil suhu (oC) waktu t dalam sekon Konstanta A dalam

(mm/s) Factor tabung B dalam

(mm/s) Viskositas K dalam

(mm2/s) Tipe kapiler

New (baru) Rarus

40 (1)

(2)

(3)

100

455.38

454.69

455.06

311.69

311,85

311.65 0.25

0.25

0.25

0.035

0.035

0.035 0.9290

0.9290

0.9290

1.0706

1.0706

1.0706 105.762

105.602

105.688

11.679

11.685

11.678 rutin 300/381

150/684

Oil Gear Box A-1 tap side (bekas) 40

100

1973,51

2847,91

128,42

313,32 0.2463

0.1712

0,2463

0,1712 1

1

1

1 483,115

483,575

31,630 31,655 300/1816

Dari table 5.2

Nama sample : -New Rarus

Tabung kapiler rutin 300/381

1. pada T = 40 oC

viskositas rata-rata

=

= 105.6838 mm2/s

2. pada T = 100 oC

pipa kapiler 150/684


=

= 11.68 mm2/s

Viskositas minyak pelumas bekas

nama sampel Oil Gear Box A-1 Tap Side ( use)

pipa kapiler= 300/1816

1. pada suhu 400C


=

= 483.3452 mm2/s\

2. pada suhu 1000C


= = 31.642 mm2/s

5.3 Viskositas Index (VI)

1. New Rarus 427

Vis 400C = 105.684 mm2/s

Vis 1000C = 11.681 mm2/s

=

X = 103.8524

X = H = 103.8524

Untuk L-nya

=

L = 192.743

VI = x 100% = 98.7548mm2/s

Viskositas indeks dari minyak pelumas New Rarus adalah (98.7548 mm2/s)

5.4 Analisa

Dari percobaan yang saya lakukan, saya mendapatkan viskositas rata-rata minyak pelumas

untuk jenis new rarus pada suhu 40 OC sebesar 105.684 mm2/s dan pada suhu 100 OC sebesar

11.68 mm2/s. sementara viskositas minyak pelumas bekas oil gear box pada suhu 40 oC sebesar

483.345 mm2/s dan pada suhu 100 OC sebesar 31.642 mm2/s. Kondisi suhu minyak pelumas

yang diukur menentukan perubahan besarnya viskositas, seperti minyak pelumas yang sama

diukur dalam suhu berbeda akan diperoleh viskositas yang berbeda pula.

Semakin tinggi temperatur minyak pelumas yang diukur akan mengakibatkan besarnya nilai

viskositas semakin menurun pula. Jika dilihat dari jenis minyak pelumas yang berbeda yaitu pada

suhu 40 oC antara new rarus dengan oil gear box bekas mempunyai selisih viskositas (483.345-

105.684) mm2/s. Selisih ini sangat besar bila dibandingkan viskositas masing-masing kedua

minyak pelumas tersebut. Sementara itu pada suhu 100 oC antara kedua minyak pelumas

tersebut adalah viskositas new rarus = 11.68 mm2/s dan oil gear box = 31.642 mm2/s.

Perbedaan ini cukup fatal jika kita meninjau dari tempo penggunaan minyak pelumas. Hanya saja

pada percobaan ini tidak mendapat informasi jangka waktu (tempo) pemakaian minyak pelumas

bekas yang diukur.

Viskositas indeks yang bergantung perubahan temperatur adalah senilai 98.755 mm2/s. Pelumas

hanya diukur pada minyak baru. Hasil perhitungan dan pengambilan data pada percobaan ini

setelah dibandingkan dengan sertifikat yang dikeluarkan oleh PERTAMINA adalah sesuai.

Kekurangan yang terjadi dari pengambilan data adalah tidak ada informasi jangka waktu minyak

pelumas yang digunakan saat pengukuran viskositasnya. hal ini susah memberikan informasi

perubahan viskositas terhadap jangka waktu pemakaian. Kekurangan informasi ini

mengakibatkan prediksi pemakaian pelumas dari minyak pelumas baru sampai minyak pelumas

bekas (tidak layak pakai) tidak dapat ditentukan. Adapun kekurangan-kekurangan dalam

penentuan kualitas viskositas minyak sesuai stantard yang dibutuhkan mesin pada pengkuran ini

adalah sebagai berikut:

1. Informasi jangka waktu pemakaian minyak bekas

2. jenis/nama minyak pelumas yang diukur berbeda, yaitu antara minyak pelumas baru dan

pelumas bekas.

3. Informasi lamanya sampel tersimpan tidak diketahui.

Disisi lain perubahan viskositas terhadap jangka waktu pemakaian juga dipengaruhi oleh standar

mesin yang menggunakan minyak pelumas. Makin besar gesekan antar mesin maka makin

banyak mengalami keausan yang mengakibatkan kekentalan (viskositas) minyak pelumas

bertambah akibat campuran logam yang aus terhadap lamanya gesekan (pemakaian).

Perubahan temperatur juga mengakibatkan logam akan memuai sesuai dengan koefisien muai

jenis logam tersebut. Jenis minyak pelumas ini akan berpengaruh penting untuk insulasi agar

pemuaian relatif kecil. Karena pemuaian logam akan mengakibatkan posisi logam yang bergerak

berpindah bukan saja memperbesar gesekan akan tetapi juga bertumbukan.

Tabung pipa kapiler yang dipakai akan mempengaruhi sedikit banyaknya informasi angka

viskositas, karena jeins pipa kapiler yang dipakai harus disesuaikan berdasarkan perkiraan

interval angka viskositas. Hal ini disebabkan perbedaan diameter pipa tersebut terhadap

kekentalan. Semakin kecil diameter pipa akan semakin lambat pula laju alir cairan yang

melaluinya. Sementara jiak terlalu lambat maka perhitungan akan semakin tidak pasti

(ketakpastian semakin besar) dan waktu pengukuran pun semakin lama (tidak efektif). Namun

sebaliknya jika semakin besar diameternya juga semakin tidak pasti juga angka viskositasnya

karenya waktunya terlalu singkat perubahan lintasan terhadap waktu semakin besar. Walau pun

pada dimeter tertentu selalu disesuaikan dengan faktor tabung (konstanta tabung) tersebut.

BAB VI

KESIMPULAN DAN SARAN

6.1. Kesimpulan

Dari kerja praktek yang telah dilaksanakan di PT INALUM dapat ditarik kesimpulan sebagai

berikut :

1. Untuk menjaga kondisi alat, seksi smelter quality assurance (SQA) selalu melakukan analisis

terhadap kekentalan dan analisis parameter minyak pelumas lainnya sebelum menggunakannya.

2. Pengukuran Viskositas minyak pelumas di PT INALUM sangat akurat walaupun menggunakan

instrumen masih manual.

3. semakin tinggi suhu (temperatur) yang di sett pada viskometer maka angka viskositas terukur

semakin rendah.

4. Besarnya viskositas minyak pelumas dipengaruhi oleh lamanya pemakaian makin lama minyak

pelumas dipakai makin besar viskositasnya.

5. Penentuan konstanta tabung kapiler pada pengukuran viskositas tergantung pada diameter

tabung pipa alir dengan gaya gravitasi.

6.2 Saran

1. Agar informasi yang diberikan minyak pelumas bekas lebih jelas sebaiknya setiap minyak

pelumas yang akan diinspeksi di SQA punya interval waktu (data waktu penggunaan).

2. Sebaiknya setiap mesin yang menggunakan minyak pelumas menggunakan merek oil yang

relatif konstan. Sebab hal ini mempermudah mengetahui kelebihan dan kekurangan mesin.

3. Agar tercapai efektifitas dan efisiensi kerja maka Working Instruction senantiasa diperbaharui

sesuai dengan kenyataan yang berkembang di lapangan.

4. Setiap karyawan harus memperhatikan betul kondisi alat dan instruksi keselamatan kerja.

5. Untuk bagian SQA, selain untuk analisis dan pembuatan sampel-sampel bahan juga sebaiknya

mengembangkan inovasi-inovasi baru dari pada menunggu sampel yang datang sekali sebulan.

6. Di bagian SQA, agar setiap mahasiswa dapat magang setiap ruangan. Bukan hanya satu

ruangan selama PKL berlangsung

Viskositas Tuesday Mar 3,2009 07:52 PM

By san

In Fluida Statis

Pengantar

Pernah lihat minyak pelumas-kah ? oli motor… yang cowok pasti tahu, soalnya tiap hari kebut2an di

jalan. He2…. Coba bandingkan oli dengan air. Manakah yang lebih kental ? Ah, gurumuda ini. Cuma

gitu kok nanya… oli lebih kental dunk. Ich, pinter… sekarang giliran cewe. Kalau yang cewe khan dekat

dengan ibu, jadi pasti tahu minyak goreng. Wah, kalau anak mami, pasti cuma bisa rebus mi sedap…

piss…. Mana yang lebih cair, minyak goreng lebih kental atau es teh ? es teh-lah… anak sd juga bisa

jawab. Ich, pinter2 ya, pelajar jaman sekarang… Hehe… btw, pada kesempatan ini kita akan

mempelajari kekentalan suatu fluida, baik zat gas maupun zat cair. Istilah kerennya viskositas.

Viskositas = ukuran kekentalan fluida. Met belajar ya… semoga tiba dengan selamat di tempat

tujuan

Konsep Viskositas

Fluida, baik zat cair maupun zat gas yang jenisnya berbeda memiliki tingkat kekentalan yang berbeda.

Pernah lihat air khan ? air apa dulu gurumuda air sumur, air leding, air minum, air tawar, air

http://www.gurumuda.com/viskositas/

http://www.gurumuda.com/category/fisika-sma/fluida-statis

putih… he2… ini mah jenisnya sama, cuma nama panggilannya berbeda… maksud gurumuda adalah

zat cair yang jenisnya berbeda… misalnya sirup dan air. Sirup biasanya lebih kental dari air. Atau air

susu, minyak goreng, oli, darah, dkk…. Tambahin sendiri Tingkat kekentalan setiap zat cair

tersebut berbeda-beda. Btw, pada umumnya, zat cair tuh lebih kental dari zat gas.

Viskositas alias kekentalan sebenarnya merupakan gaya gesekan antara molekul-molekul yang

menyusun suatu fluida (fluida tuh zat yang dapat mengalir, dalam hal ini zat cair dan zat gas… jangan

pake lupa ya). Istilah gaulnya, viskositas tuh gaya gesekan internal fluida (internal = dalam). Jadi

molekul-molekul yang membentuk suatu fluida saling gesek-menggesek ketika fluida tersebut

mengalir. Pada zat cair, viskositas disebabkan karena adanya gaya kohesi (gaya tarik menarik antara

molekul sejenis). Sedangkan dalam zat gas, viskositas disebabkan oleh tumbukan antara molekul.

Fluida yang lebih cair biasanya lebih mudah mengalir, contohnya air. Sebaliknya, fluida yang lebih

kental lebih sulit mengalir, contohnya minyak goreng, oli, madu dkk. Dirimu bisa membuktikan dengan

menuangkan air dan minyak goreng di atas lantai yang permukaannya miring. Pasti air ngalir lebih

cepat daripada minyak goreng atau oli. Tingkat kekentalan suatu fluida juga bergantung pada suhu.

Semakin tinggi suhu zat cair, semakin kurang kental zat cair tersebut. Misalnya ketika ibu menggoreng

paha ikan di dapur, minyak goreng yang awalnya kental menjadi lebih cair ketika dipanaskan.

Sebaliknya, semakin tinggi suhu suatu zat gas, semakin kental zat gas tersebut.

Oya, perlu diketahui bahwa viskositas alias kekentalan cuma ada pada fluida riil (rill = nyata). Fluida

riil/nyata tuh fluida yang kita temui dalam kehidupan sehari-hari, seperti air, sirup, oli, asap knalpot,

dkk…. Fluida riil berbeda dengan fluida ideal. Fluida ideal sebenarnya tidak ada dalam kehidupan

sehari-hari. Fluida ideal hanya model yang digunakan untuk membantu kita dalam menganalisis aliran

fluida (fluida ideal ini yang kita pakai dalam pokok bahasanFluida Dinamis). Mirip seperti kita

menganggap benda sebagai benda tegar, padahal dalam kehidupan sehari-hari sebenarnya tidak ada

benda yang benar-benar tegar/kaku. Tujuannya sama, biar analisis kita menjadi lebih sederhana alias

tidak beribet. Ok, kembali ke laptop….

Koofisien Viskositas

Viskositas fluida dilambangkan dengan simbol (baca : eta). Ini hurufnya orang yunani. Hurufnya

orang yunani aneh2, kakinya sebelah panjang, sebelahnya pendek… = koofisien

viskositas. Jadi tingkat kekentalan suatu fluida dinyatakan oleh koofisien viskositas fluida tersebut.

Secara matematis, koofisien viskositas bisa dinyatakan dengan persamaan. Sekarang, siapkan amunisi

secukupnya… kita akan menurunkan persamaan si koofisien viskositas. Untuk membantu menurunkan

persamaan, kita meninjau gerakan suatu lapisan tipis fluida yang ditempatkan di antara dua pelat

sejajar. Ok, tancap gas… Tataplah gambar di bawah dengan penuh kelembutan

http://www.gurumuda.com/fluida-dinamis/

http://www.gurumuda.com/tumbukan/

Lapisan fluida tipis ditempatkan di antara 2 pelat. Gurumuda sengaja memberi warna biru pada

lapisan fluida yang berada di bagian tengah, biar dirimu mudah paham dengan penjelasan gurumuda.

Masih ingat si kohesi dan adhesi tidak ? kohesi tuh gaya tarik menarik antara molekul sejenis,

sedangkan si adhesi tuh gaya tarik menarik antara molekul yang tak sejenis. Gaya adhesi bekerja

antara pelat dan lapisan fluida yang nempel dengan pelat (molekul fluida dan molekul pelat saling

tarik menarik). Sedangkan gaya kohesi bekerja di antara selaput fluida (molekul fluida saling tarik

menarik).

Mula-mula pelat dan lapisan fluida diam (gambar 1). Setelah itu pelat yang ada di sebelah atas ditarik

ke kanan (gambar 2). Pelat yang ada di sebelah bawah tidak ditarik (pelat sebelah bawah diam). Besar

gaya tarik diatur sedemikian rupa sehingga pelat yang ada di sebelah atas bergeser ke kanan dengan

laju tetap (v tetap). Karena ada gaya adhesi yang bekerja antara pinggir pelat dengan bagian fluida

yang nempel dengan pelat, maka fluida yang ada di sebelah bawah pelat juga ikut2an bergeser ke

kanan. Karena ada gaya kohesi antara molekul fluida, maka si fluida yang bergeser ke kanan tadi narik

temannya yang ada di sebelah bawah. Temannya yang ada di sebelah bawah juga ikut2an bergeser ke

kanan. Temannya tadi narik lagi temannya yang ada di sebelah bawah. begitu seterusnya…

Ingat ya, pelat yang ada di sebelah bawah diam. Karena si pelat diam, maka bagian fluida yang

nempel dengan pelat tersebut juga ikut2an diam (ada gaya adhesi.. jangan pake lupa). Si fluida yang

nempel dengan pelat nahan temannya yang ada di sebelah atas. Temannya yang ada di sebelah atas

juga nahan temannya yang ada di sebelah atas… demikian seterusnya.

Karena bagian fluida yang berada di sebelah atas menarik temannya yang berada di sebelah bawah

untuk bergeser ke kanan, sebaliknya bagian fluida yang ada di sebelah bawah menahan temannya

yang ada di sebelah atas, maka laju fluida tersebut bervariasi. Bagian fluida yang berada di sebelah

atas bergerak dengan laju (v) yang lebih besar, temannya yang berada di sebelah bawah bergerak

dengan v yang lebih kecil, demikian seterusnya. Jadi makin ke bawah v makin kecil. Dengan kata lain,

kecepatan lapisan fluida mengalami perubahan secara teratur dari atas ke bawah sejauh l (lihat

gambar 2)

Perubahan kecepatan lapisan fluida (v) dibagi jarak terjadinya perubahan (l) = v / l. v / l dikenal

dengan julukan gradien kecepatan. Nah, pelat yang berada di sebelah atas bisa bergerak karena ada

gaya tarik (F). Untuk fluida tertentu, besarnya Gaya tarik yang dibutuhkan berbanding lurus dengan

luas fluida yang nempel dengan pelat (A), laju fluida (v) dan berbanding terbalik dengan jarak l. Secara

matematis, bisa ditulis sebagai berikut :

Sebelumnya, gurumuda sudah menjelaskan bahwa Fluida yang

lebih cair biasanya lebih mudah mengalir, sebaliknya fluida yang lebih kental lebih sulit mengalir.

Tingkat kekentalan fluida dinyatakan dengan koofisien viskositas. Nah, jika fluida makin kental maka

gaya tarik yang dibutuhkan juga makin besar. Dalam hal ini, gaya tarik berbanding lurus dengan

koofisien kekentalan. Secara matematis bisa ditulis sebagai berikut :

Keterangan :

Satuan Sistem Internasional (SI) untuk koofisien viskositas adalah Ns/m2 = Pa.s (pascal sekon). Satuan

CGS (centimeter gram sekon) untuk si koofisien viskositas adalah dyn.s/cm2 = poise (P). Viskositas

juga sering dinyatakan dalam sentipoise (cP). 1 cP = 1/100 P. Satuan poise digunakan untuk

mengenang seorang Ilmuwan Perancis, almahrum Jean Louis Marie Poiseuille (baca : pwa-zoo-yuh).

1 poise = 1 dyn . s/cm2 = 10-1 N.s/m2

Fluida Temperatur (o C) Koofisien Viskositas

Air 0 1,8 x 10-3

20 1,0 x 10-3

60 0,65 x 10-3

100 0,3 x 10-3

Darah (keseluruhan) 37 4,0 x 10-3

Plasma Darah 37 1,5 x 10-3

Ethyl alkohol 20 1,2 x 10-3

Oli mesin (SAE 10) 30 200 x 10-3

Gliserin 0 10.000 x 10-3

20 1500 x 10-3

60 81 x 10-3

Udara 20 0,018 x 10-3

Hidrogen 0 0,009 x 10-3

Uap air 100 0,013 x 10-3

Persamaan Poiseuille

Sebelumnya kita sudah mempelajari konsep2 viskositas dan menurunkan persamaan koofisien

viskositas. Pada kesempatan ini akan berkenalan dengan persamaan Poiseuille. Disebut persamaan

Poiseuille, karena persamaan ini ditemukan oleh almahrum Jean Louis Marie Poiseuille (1799-1869).

Seperti yang sudah gurumuda jelaskan di awal tulisan ini, setiap fluida bisa kita anggap sebagai fluida

ideal. Fluida ideal tidak mempunyai viskositas alias kekentalan. Jika kita mengandaikan suatu fluida

ideal mengalir dalam sebuah pipa, setiap bagian fluida tersebut bergerak dengan laju (v) yang sama.

Berbeda dengan fluida ideal, fluida riil alias fluida yang kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari

mempunyai viskositas. Karena mempunyai viskositas, maka ketika mengalir dalam sebuah pipa,

misalnya, laju setiap bagian fluida berbeda-beda. Lapisan fluida yang berada tengah-tengah bergerak

lebih cepat (v besar), sebaliknya lapisan fluida yang nempel dengan pipa tidak bergerak alias diam (v

= 0). Jadi dari tengah ke pinggir pipa, setiap bagian fluida tersebut bergerak dengan laju yang

berbeda-beda. Untuk memudahkan pemahamanmu, amati gambar di bawah….

Keterangan :

R = jari-jari pipa/tabung

v1 = laju aliran fluida yang berada di tengah/sumbu tabung

v2 = laju aliran fluida yang berjarak r2 dari pinggir tabung



r = jarak

Gambar ini cuma ilustrasi saja. Oya, lupa… laju setiap bagian fluida berbeda-beda karena adanya

kohesi dan adhesi (mirip seperti penjelasan sebelumnya, ketika kita menurunkan persamaan koofisien

viskositas). Si viskositas bikin fluida sebel… Fluida terseok-seok dalam pipa (tabung).

Hehe….

Agar laju aliran setiap bagian fluida sama, maka perlu ada perbedaan tekanan pada kedua ujung pipa

atau tabung apapun yang dilalui fluida. Yang dimaksudkan dengan fluida di sini adalah fluida riil/nyata,

jangan lupa ya. Contohnya air atau minyak yang ngalir melalui pipa, darah yang mengalir dalam

pembuluh darah dkk… Selain membantu suatu fluida riil mengalir dengan lancar, perbedaan tekanan

juga bisa membuat si sluida bisa mengalir pada pipa yang ketinggiannya berbeda.

Almahrum Jean Louis Marie Poiseuille, mantan ilmuwan perancis yang tertarik pada aspek-

aspek fisika dari peredaraan darah manusia, melakukan penelitian untuk menyelidiki bagiamana

faktor-faktor, seperti perbedaan tekanan, luas penampang tabung dan ukuran tabung mempengaruhi

laju fluida riil. (sstt.. pembuluh darah kita juga bentuknya mirip pipa, cuma ukurannya kecil sekali).

Hasil yang diperoleh Almahrum Jean Louis Marie Poiseuille, dikenal dengan julukan persamaan

Poiseuille.

Sekarang mari kita oprek persamaan almahrum Poiseuille. Persamaan Poiseuille ini bisa kita turunkan

menggunakan bantuan persamaan koofisien viskositas yang telah kita turunkan sebelumnya. Kita

gunakan persamaan viskositas karena kasusnya mirip walau tak sama…. Ketika menurunkan

persamaan koofisien viskositas, kita meninjau aliran lapisan fluida riil antara 2 pelat sejajar dan fluida

tersebut bisa bergerak karena adanya gaya tarik (F). Bedanya, persamaan Poiseuille yang akan kita

turunkan sebenarnya menyatakan faktor-faktor yang mempengaruhi aliran fluida riil dalam

pipa/tabung dan fluida mengalir akibat adanya perbedaan tekanan. Karenanya, persamaan koofisien

viskositas perlu dioprek dan disesuaikan lagi. Kita tulis persamaannya dulu ya…

Karena fluida bisa mengalir akibat adanya perbedaan tekanan (fluida

mengalir dari tempat yang tekanannya tinggi ke tempat yang tekanannya rendah), maka F kita ganti

dengan p1-p2 (p1 > p2).

Ketika menurunkan persamaan koofisien viskositas, kita

meninjau aliran lapisan fluida riil antara 2 pelat sejajar. Setiap bagian fluida tersebut mengalami

perubahan kecepatan teratur sejauh l. Untuk kasus ini, laju aliran fluida mengalami perubahan secara

teratur dari sumbu tabung sampai ke tepi tabung. Fluida yang berada di sumbu tabung mengalir

dengan laju (v) yang lebih besar. Semakin ke pinggir, laju fluida semakin kecil. Jari-jari tabung = jarak

antara sumbu tabung dengan tepi tabung = R. Jarak antara setiap bagian fluida dengan tepi tabung =

r. Karena jumlah setiap bagian fluida itu sangat banyak dan jaraknya dari tepi tabung juga berbeda-

beda, maka kita cukup menulis seperti ini :

v1 = laju fluida yang berada pada jarak r1 dari tepi tabung (r1 = R)

v2 = laju fluida yang berada pada jarak r2 dari tepi tabung (r2 < r1)

v3 = laju fluida yang berada pada jarak r3 dari tepi tabung (r3 < r2 < r1)

v4 = laju fluida yang berada pada jarak r4 dari tepi tabung (r4 <r3 < r2 < r1)

………………………………………..

vn = laju fluida yang berada pada jarak rn dari tepi tabung (rn < …… < r4 < r3 < r2 < r1)

Jumlah setiap bagian fluida sangat banyak dan kita juga tidak tahu secara pasti berapa jumlahnya

yang sebenarnya, maka cukup ditulis dengan simbol n. Setiap bagian fluida mengalami perubahan laju

(v) secara teratur, dari sumbu tabung (r1 = R) sampai tepi tabung (rn). Dari sumbu tabung (r1 = R) ke

tepi tabung (rn), laju setiap bagian fluida makin kecil (v1 > v2 > v3 > v4 > …. > vn). Cara praktis untuk

menentukan jarak terjadinya perubahan laju aliran fluida riil dalam tabung adalah menggunakan

kalkulus. Tapi kalau pakai kalkulus malah gak nyambung alias beribet….. Dari penjelasan di atas, kita

bisa punya gambaran bahwa dari R ke rn, laju fluida semakin kecil. Ingat ya, panjang pipa = L. Jika

dioprek dengan kalkulus, akan diperoleh persamaan :

Wuh, bahasa apa ini. he2…. Ini adalah persamaan

laju aliran fluida pada jarak r dari pipa yang berjari-jari R. Kalau bingung sambil lihat gambar di atas….

Perlu diketahui bahwa fluida mengalir dalam pipa alias tabung, sehingga kita perlu meninjau laju aliran

volume fluida tersebut. Cara praktis untuk menghitung laju aliran volume fluida juga menggunakan

kalkulus. Gurumuda jelaskan pengantarnya saja…

Di dalam tabung ada fluida. Misalnya kita membagi fluida menjadi potongan-potongan yang sangat

kecil, di mana setiap potongan tersebut mempunyai satuan luas dA, berjarak dr dari sumbu tabung

dan mempunyai laju aliran v. Secara matematis bisa ditulis sebagai berikut :

dA1 = potongan fluida 1, yang berjarak dr1 dari sumbu tabung



…………………………….

dAn = potongan fluida n, yang berjarak drn dari sumbu tabung

Potongan2 fluida sangat banyak, sehingga cukup ditulis dengan simbol n saja, biar lebih praktis (n =

terakhir). Laju aliran volume setiap potongan fluida tersebut, secara matematis bisa ditulis sebagai

berikut :

Setiap potongan fluida tersebut

berada pada jarak r = 0 sampai r = R (R = jari-jari tabung). Dengan kata lain, jarak setiap potongan

fluida tersebut berbeda-beda jika diukur dari sumbu tabung. Jika kita oprek dengan kalkulus

(diintegralkan), maka akan diperoleh persamaan laju aliran volume fluida dalam tabung :

Keterangan :

Berdasarkan persamaan Poiseuille di atas, tampak bahwa laju aliran volume fluida alias debit (Q)

sebanding dengan pangkat empat jari-jari tabung (R4), gradien tekanan (p2-p1/L) dan berbanding

terbalik dengan viskositas. Jika jari-jari tabung ditambahkan (koofisien viskositas dan gradien tekanan

tetap), maka laju aliran fluida meningkat sebesar faktor 16. Kalau dirimu mau kuliah di bagian teknik

perledingan atau teknik pertubuhan, pahami persamaan almahrum Poiseuille ini dengan baik. Konsep

dasar perancangan pipa, jarum suntik dkk menggunakan persamaan ini. Debit fluida sebanding

dengan R4 (R = jari-jari tabung). Karenanya, jari-jari jarum suntik atau jari-jari pipa perlu

diperhitungkan secara saksama. Misalnya, jika kita menggandakan jari-jari dalam jarum (r x 2), maka

debit cairan yang nyemprot = menaikan gaya tekan ibu jari sebesar 16 kali. Salah hitung bisa

overdosis… he2…..

Persamaan almahrum Poiseuille juga menunjukkan bahwa pangkat empat jari-jari (r4), berbanding

terbalik dengan perbedaan tekanan antara kedua ujung pipa. Misalnya mula-mula darah mengalir

dalam pembuluh darah yang mempunyai jari-jari dalam sebesar r. Kalau terdapat penyempitan

pembuluh darah (misalnya r/2 = jari-jari dalam pembuluh darah berkurang 2 kali), maka diperlukan

perbedaan tekanan sebesar 16 kali untuk membuat darah mengalir seperti semula (biar debit alias

laju aliran volume darah tetap). Coba bayangkan… apa jantung gak copot gitu, kalau harus kerja keras

untuk memompa biar darahnya bisa ngalir dengan debit yang sama… makanya kalau orang yang

mengalami penyempitan pembuluh darah bisa kena tekanan darah tinggi, bahkan stroke karena

jantung dipaksa untuk memompa lebih keras. Demikian juga orang yang gemuk, punya banyak

kolesterol yang mempersempit pembuluh darah. Pembuluh darah nyempit dikit aja, jantung harus

lembur… mending langsing saja, biar pembuluh darah normal, jantung pun ikut2an senang. Kalau si

jantung gak lembur khan dirimu ikut2an senang, pacaran jalan terus… he2….

Referensi

Giancoli, Douglas C., 2001, Fisika Jilid I (terjemahan), Jakarta : Penerbit Erlangga

Halliday dan Resnick, 1991, Fisika Jilid I, Terjemahan, Jakarta : Penerbit Erlangga

Tipler, P.A.,1998, Fisika untuk Sains dan Teknik-Jilid I (terjemahan), Jakarta : Penebit Erlangga

Young, Hugh D. & Freedman, Roger A., 2002, Fisika Universitas (terjemahan), Jakarta : Penerbit

Erlangga

analisis viskositas minyak

Documents

Transcript of analisis viskositas minyak