Bahan Kontruksi Teknik Kimia [PDF]

Citation preview

TUGAS MAKALAH KONSEP DASAR BAHAN KONSTRUKSI TEKNIK KIMIA



Disusun oleh : Kelompok 11



1. 2. 3. 4.



Irmadiah Agnes Febrianti Fadila Ardiani Adarson Wasborn Hutagaol



(2015041007) (2015041093) (2055041009) (2015041041)



Dosen Pengampu: Panca Nugrahini F, ST., M.T.



JURUSAN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS LAMPUNG 2020/2021



KATA PENGANTAR



Puji syukur atas kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena berkat rahmat dan hidayah dan rahmat-Nya yang diberikan kepada kami sehingga kami dapat menyelesaikan makalah dengan judul “KONSEP DASAR BAHAN KONSTRUKSI TEKNIK KIMIA” ini dengan baik. Penyelesaian makalah ini dapat diselesaikan berkat bantuan dari berbagai pihak, baik bantuan moril maupun materil yang diberikan kepada kami. Untuk itu dengan segala kerendahan hati yang tulus dan ikhlas kami menghaturkan terima kasih yang sebesarbesarnya kepada: 1. Panca Nugrahini F, S.T., M.T. selaku dosen pembimbing dalam penyusunan makalah ini 2. Kedua orang tua yang memberi semangat dan doa 3. Rekan-rekan yang terlibat dalam pembuatan makalah ini. Kami menyadari bahwa makalah ini masih jauh dari kesempurnaan, Oleh karena itu untuk memperbaiki makalah ini kami mengharapkan kritik dan saran yang membangun. Semoga makalah ini bermanfaat bagi kami khususnya dan para pembaca pada umumnya. Atas perhatiannya kami ucapkan terima kasih.



Bandar Lampung, 29 Maret 2021



Kelompok 11



ii



Daftar Isi KATA PENGANTAR...............................................................................................................................................ii Daftar Isi................................................................................................................................................................... iii BAB I.........................................................................................................................................................................iv 1.1 Latar Belakang.................................................................................................................................................iv 1.2 Perumusan Masalah..........................................................................................................................................iv 1.3 Tujuan Penulisan..............................................................................................................................................iv 1.4 Kompetensi Umum...........................................................................................................................................iv 1.5 Kompetensi Khusus..........................................................................................................................................iv BAB II........................................................................................................................................................................ 1 2.1 Peranan Bahan dan Teknologi Dalam Kehidupan Manusia...............................................................................1 2.2 Klasifikasi Bahan...............................................................................................................................................1 2.3 Aspek Biaya......................................................................................................................................................1 BAB III..................................................................................................................................................................... 10 3.1 Kesimpulan......................................................................................................................................................10 Daftar Pustaka.........................................................................................................................................................11



iii



BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Seorang teknik kimia adalah sosok yang harus bertanggung jawab terhadap suatu proses industri kimia termasuk juga dalam pemilihan material konstruksi pabrik. Pemilihan material konstruksi untuk peralatan Teknik Kimia bukan masalah mudah di pemilihan material mempengaruhi keselamatan kehandalan seumur hidup dan biaya peralatan titik Banyak kriteria yang harus dipertimbangkan dan ada beberapa jenis bahan yang sedikit jumlah ketersediaannya. Perancang pabrik untuk industri kimia tertentu harus memperhatikan berbagai macam pertimbangan hal semacam ini dilakukan untuk mengefektifkan dan mengefisienkan penggunaan bahan kimia tersebut. Seorang teknik kimia adalah sosok yang harus bertanggung jawab terhadap suatu proses industri kimia termasuk juga dalam pemilihan material konstruksi pabrik. pemilihan material konstruksi untuk peralatan Teknik Kimia bukan masalah mudah di pemilihan material mempengaruhi keselamatan kehandalan seumur hidup dan biaya peralatan titik Banyak kriteria yang harus dipertimbangkan dan ada beberapa jenis bahan yang sedikit jumlah ketersediaannya. perancang pabrik untuk industri kimia tertentu harus memperhatikan berbagai macam pertimbangan hal semacam ini dilakukan untuk mengefektifkan dan mengefisienkan penggunaan bahan kimia tersebut.



1.2 Perumusan Masalah 1.3 Tujuan Penulisan 1.4 Kompetensi Umum 1.5 Kompetensi Khusus B. Tujuan adapun tujuan dari pembuatan makalah ini adalah: 1. Sebagai bahan pembelajaran guna menambah pengetahuan terutama dalam pembahasan pemilihan bahan konstruksi kimia. 2. Memberikan informasi kepada pembaca makalah ini tentang tinjauan aspek-aspek pemilihan bahan konstruksi kimia dari segi biaya ketersediaan dan sifat-sifat bahan meliputi sifat mekanik dan sifat termal



iv



BAB II PENDAHULUAN 2.1 Peranan Bahan dan Teknologi Dalam Kehidupan Manusia Bahan-bahan yang terdapat di sekitar kita di alam dan bahan buatan telah menjadi bagian dari kehidupan manusia dan sering dianggap sebagai suatu hal yang wajar. Sumber daya yang mendasar bagi kehidupan manusia seperti bahan makanan, energi, perumahan dan informasi lainya sangat dibutuhkan untuk kelangsungan hidup. Bahan-bahan yang telah terjalin dalam kehidupan manusia, tidak saja merupakan bagian dari kehidupan kita namun sangat penting bagi kesejahteraan manusia, masyarakat dalam kehidupan bernegara. Berkembangnya ilmu dan teknologi, di suatu pihak menuntut tersedianya berbagai bahan dengan persyaratanpersyaratan yang semakin tinggi, di lain pihak pemakai menuntut pula persyaratan-persyaratan perilaku dan pola kehidupan masyarakat manusia. Antara manusia dan teknologi ada interaksi yang kuat .Manusia menciptakan teknologi, tetapi manusia sendiri harus menyesuaikan diri dengan teknologi hasil ciptaannya. Sementara ini persediaan bahan-bahan yang diperlukan manusia untuk mengembangkan kehidupannya melalui teknologi hasil ciptaannya semakin terasa keterbatasannya. Ini akan menuntut pemakai bahan menjadi lebih efektif dan efisien. Untuk pemakaian bahan yang efektif dan efisien maka perlu dikenali dengan baik segala macam sifat bahan, di samping itu perlu memiliki wawasan yang lebih luas mengenai bahan yang tersedia, tidak hanya mengandalkan pemakaian salah satu jenis bahan saja tetapi perlu juga melihat kemungkinan digunakannya jenis bahan yang lain. Manusia dituntut tidak fanatik terhadap salah satu bahan dan juga tidak apriori terhadap suatu bahan, bahkan juga dituntut untuk lebih kreatif dalam memilih dan menggunakan bahan. Bila kita ingin memusatkan perhatian dalam bidang ilmu bahan pada spektrum ini, maka kita harus mendalami mengenai sifat bahan, menghasilkan teori dan pengertian mengenai hubungan antara struktur dan komposisi, sifat dan kelakuan suatu bahan. Teknologi merupakan bagian dari spektrum yang berkaitan dengan sintesa dan memanfaatkan pengetahuan dasar maupun empiris untuk Pengetahuan Material Teknik. Unud - 4 mengembangkan, mempersiapkan, mengubah dan menggunakan bahan untuk tujuan tertentu.



2.2 Klasifikasi Bahan Bahan teknik adalah bahan-bahan yang memiliki sifat atau ciri-ciri khas yang dapat dimanfaatkan oleh para ahli teknik dalam memperlancar melaksanakan tugas dan rekayasa keteknikannya. Pada garis besarnya bahan dapat diklasifikasikan sebagai berikut: 1. Bahan Logam a. Logam Besi (Ferrous) b. Logam non besi (Non Ferrous) 2. Bahan Non Logam a. Plastik (Polimer) b. Keramik (Ceramic) c. Komposit (Composite) Pada perkembangan teknologi dewasa ini, teknik mesin pada umumnya lebih dominan memerlukan bahan yang terbuat dari logam dan paduannya terutama logam Feros yang memegang peranan sangat penting, tetapi bahan-bahan lainya juga tidak bisa diabaikan. Bahan-bahan non logam sering kali juga digunakan karena bahanbahan tersebut mempunyai ciri-ciri khas yang tidak dimiliki oleh bahan logam. Juga perkembangan teknologi menuntut adanya pengantian logam dengan bahan lain seperti plastik, yang sudah banyak digunakan dalam konstruksi mesin, bahan dari keramik misalnya digunakan mulai dari berbagai abrasive, pahat potong, batu tahan api, dan lainya. Perkembangan bahan Feros telah mencapai kemajuan yang sangat pesat, dengan terlihat banyaknya besi atau baja yang telah diproduksi dan dengan kualitas yang semakin tinggi. Tetapi perkembangan teknologi juga menuntut pula penggunaan berbagai jenis logam non Feros seperti tembaga, aluminium, seng nikel dan lainnya. Penggunaan bahan dalam perkembangan teknologi maju misalnya memerlukan sifat kekuatan yang tinggi seperti tambahan serat grafit, serat glass dan beberapa serat logam lainya. Dengan adanya penemuan beberapa serat maka dapat mendorong timbulnya berbagai macam bahan-bahan komposit, merupakan kombinasi dari dua Pengetahuan Material Teknik. Unud - 5 atau lebih bahan-bahan dengan sifat yang berbeda dan menghasilkan bahan yang memiliki sifat lebih baik dari sifat bahan induknya. Komposit bisa didapat dari kombinasi dari logam dengan keramik, logam dengan plastik, keramik dengan plastik dan lainya.



2.3 Aspek Biaya Aspek biaya menjadi salah satu yang dipertimbangkan dalam memilih bahan konstruksi. Karena seorang sarjana teknik kimia tidak lepas dengan yang namanya perhitungan ekonomi. Sehingga didapat bahan konstruksi yang bagus dan murah. Yang termasuk hal biaya dalam pemilihan bahan konstruksi adalah : a. Biaya banyaknya bahan mentah yang digunakan untuk menghasilkan produk atau biaya kuantitas. b. Biaya produksi, termasuk di antaranya biaya kemampuan di las, dibentuk dan diproses secara mesin maupun tradisional. c. Umur pelayanan yang diharapkan. 1



Penambahan biaya mungkin baru bisa terasa efeknya pada saat pengadaan bahan tersebut yang meliputi biaya transportasi, penempatannya di lapangan dan biaya diluar dari biaya yang langsung tetap menjadi perhatian dalam aspek ekonominya. Penambahan bahan dalam sebuah campuran konstruksi kimia atau tidak mengubah komposisi yang besar dari bahan yang lainnya, karena penggunaan bahan tambah cenderung merupakan pengganti atau substitusi dari dalam campuran konstruksi itu sendiri. Karena tujuannya memperbaiki atau mengubah sifat dan karakteristik tertentu dari beton atau mortar yang akan dihasilkan, maka kecenderungan perubahan komposisi dalam berat – volume tidak terasa secara langsung dibandingkan dengan komposisi awal konstruksi tanpa bahan tambah. Peralatan dengan biaya fabrikasi rendah, dan dimana kegagalan prematur tidak akan menyebabkan serius bahaya. Misalnya, baja karbon dapat ditentukan untuk limbah cair baris di tempat stainless steel, menerima kebutuhan kemungkinan untuk penggantian. Pipa Tebal dinding akan dipantau in situ sering untuk menentukan kapan pengganti dibutuhkan. Lebih mahal tahan korosi, paduan sering digunakan sebagai cladding pada baja karbon. Jika piring tebal diperlukan untuk kekuatan struktural, penggunaan bahan berpakaian secara substansial dapat mengurangi biaya. A. Ketersediaan bahan Adapun Yang dimaksud ketersediaan bahan di sini adalah tersedianya peralatan untuk pabrikasi, dan tersedianya bahan baku dilingkungan sekitar yang cukup dekat, sehingga tidak perlu mendatangkan bahan dari tempat lain. B. Sifat umum bahan Yang dimaksud sifat-sifat umum bahan ialah : a. Sifat mekanik b. Sifat termal c. Sifat listrik 1. Sifat Mekanik Bahan Sifat mekanik adalah salah satu sifat yang terpenting, karena sifat mekanik menyatakan kemampuan suatu bahan (seperti komponen yang terbuat dari bahan tersebut) untuk menerima beban / gaya / energi tanpa menimbulkan kerusakan pada bahan / komponen tersebut. Sering kali bila suatu bahan mempunya sifat mekanik yang baik tetapi kurang baik pada sifat yang lain, maka diambil langkah untuk mengatasi kekurangan tersebut dengan berbagai cara yang diperlukan. Misalkan saja baja yang sering digunakan sebagai bahan dasar pemilihan bahan. Baja mempunyai sifat mekanik yang cukup baik, dimana baja memenuhi syarat untuk suatu pemakaian tetapi mempunyai sifat tahan terhadap korosi yang kurang baik. Untuk mengatasi hal itu sering kali dilakukan sifat yang kurang tahan terhadap korosi tersebut diperbaiki dengan cara pengecatan atau galvanising, dan cara lainnya. Jadi tidak harus mencari bahan lain seperti selain kuat juga harus tahan korosi, tetapi cukup mencari bahan yang syarat pada sifat mekaniknya sudah terpenuhi namun sifat kimianya kurang terpenuhi. Berikut adalah beberapa sifat mekanik yang penting untuk diketahui: 



Kekuatan (strength) Kekuatan menyatakan kemampuan bahan untuk menerima tegangan tanpa menyebabkan bahan menjadi patah. Kekuatan ini ada beberapa macam, tergantung pada jenis beban yang bekerja atau mengenainya. Contoh kekuatan tarik, kekuatan geser, kekuatan tekan, kekuatan torsi, dan kekuatan lengkung.







Kekerasan (hardness) Kekerasan dapat didefenisikan sebagai kemampuan suatu bahan untuk tahan terhadap penggoresan, pengikisan (abrasi), identasi atau penetrasi. Sifat ini berkaitan dengan sifat tahan aus (wear resistance). Kekerasan juga mempunya korelasi dengan kekuatan.







Kekenyalan (elasticity) Kekenyalan menyatakan kemampuan bahan untuk menerima tegangan tanpa mengakibatkan terjadinya perubahan bentuk yang permanen setelah tegangan dihilangkan. Bila suatu benda mengalami tegangan maka akan terjadi perubahan bentuk. Apabila tegangan yang bekerja besarnya tidak melewati batas tertentu maka perubahan bentuk yang terjadi hanya bersifat sementara, perubahan bentuk tersebut akan hilang bersama dengan hilangnya tegangan yang diberikan. Akan tetapi apabila tegangan yang bekerja telah melewati batas kemampuannya, maka sebagian dari perubahan bentuk tersebut akan tetap ada walaupun tegangan yang diberikan telah dihilangkan. Kekenyalan juga menyatakan seberapa banyak perubahan bentuk elastis yang dapat terjadi sebelum perubahan bentuk yang permanen mulai terjadi, atau dapat dikatakan dengan kata lain adalah kekenyalan menyatakan kemampuan bahan untuk kembali ke bentuk dan ukuran semula setelah menerima beban yang menimbulkan deformasi.







Kekakuan (stiffness) Kekakuan menyatakan kemampuan bahan untuk menerima tegangan/beban tanpa mengakibatkan terjadinya perubahan bentuk (deformasi) atau defleksi. Dalam beberapa hal kekakuan ini lebih penting daripada kekuatan. 2







Plastisitas (plasticity) / keuletan (ductility) Plastisitas menyatakan kemampuan bahan untuk mengalami sejumlah deformasi plastik (permanen) tanpa mengakibatkan terjadinya kerusakan. Sifat ini sangat diperlukan bagi bahan yang akan diproses dengan berbagai macam pembentukan seperti forging, rolling, extruding dan lain sebagainya. Sifat ini juga sering disebut sebagai keuletan (ductility). Bahan yang mampu mengalami deformasi plastik cukup besar dikatakan sebagai bahan yang memiliki keuletan tinggi, bahan yang ulet (ductile). Sebaliknya bahan yang tidak menunjukkan terjadinya deformasi plastik dikatakan sebagai bahan yang mempunyai keuletan rendah atau getas (brittle).







Ketangguhan (toughness) Ketangguhan menyatakan kemampuan bahan untuk menyerap sejumlah energi tanpa mengakibatkan terjadinya kerusakan. Juga dapat dikatakan sebagai ukuran banyaknya energi yang diperlukan untuk mematahkan suatu benda kerja, pada suatu kondisi tertentu. Sifat ini dipengaruhi oleh banyak faktor, sehingga sifat ini sulit diukur.







Kelelahan (fatigue) Kelelahan merupakan kecendrungan dari logam untuk patah bila menerima tegangan berulang – ulang (cyclic stress) yang besarnya masih jauh dibawah batas kekuatan elastiknya. Sebagian besar dari kerusakan yang terjadi pada komponen mesin disebabkan oleh kelelahan ini. Karenanya kelelahan merupakan sifat yang sangat penting, tetapi sifat ini juga sulit diukur karena sangat banyak faktor yang mempengaruhinya.







Creep Creep atau bahasa lainnya merambat atau merangkak, merupakan kecenderungan suatu logam untuk mengalami deformasi plastik yang besarnya berubah sesuai dengan fungsi waktu, pada saat bahan atau komponen tersebut tadi menerima beban yang besarnya relatif tetap.



Beberapa sifat mekanik diatas juga dapat dibedakan menurut cara pembebanannya, yaitu: : a. Sifat mekanik statis, yaitu sifat mekanik bahan terhadap beban statis yang besarnya tetap atau bebannya mengalami perubahan yang lambat. b. Sifat mekanik dinamis, yaitu sifat mekanik bahan terhadap beban dinamis yang besar berubah – ubah, atau dapat juga dikatakan mengejut. Ini perlu dibedakan karena tingkah laku bahan mungkin berbeda terhadap cara pembebanan yang berbeda. 



Sifat Termal Bahan Sifat termal bahan adalah perubahan sifat yang berkaitan dengan suhu. Sifat termal ini dipengaruhi beberapa faktor yaitu: 1. Kandungan Uap Air Apabila suatu benda berpori diisi air, maka akan berpengaruh terhadap konduktivitas termal. Konduktivitas termal yang rendah pada bahan insolasi adalah selaras dengan kandungan udara dalam bahan tersebut. 2. Suhu Pengaruh suhu terhadap konduktivitas termal suatu bahan adalah kecil, namun secara umum dapat dikatakan bahwa konduktivitas termal akan meningkat apabila suhu meningkat. 3. Kepadatan dan Porositas 4. Konduktivitas termal berbeda pengaruh terhadap kepadatan, apabila pori-pori bahan semakin banyak maka konduktivitas termal rendah. Perbedaan konduktivitas termal bahan dengan kepadatan yang sama akan tergantung pada perbedaan struktur yang meliputi ukuran, distribusi, hubungan pori dan lubang. Sifat termal bahan dikaitkan dengan perpindahan kalor. Perpindahan kalor ada 2 jenis, yaitu : 5. Keadaan tetap (steady heat flow) 6. Keadaan berubah (transien heat flow) Sifat Elektrik Bahan Berdasarkan sifat listriknya, material/bahan dikelompokkan menjadi 3 sebagai berikut : 



Konduktif – jika resistansinya < 105 ohm ; di sini elektron mudah bergerak atau mengalir, jadi netralisasi dapat dilakukan dengan mudah dengan cara grounding. Contoh : logam dan tubuh manusia.







Insulatif – jika resistansinya > 1011 ohm ; elektron bisa dikatakan tak dapat bergerak, jadi netralisasi hanya mungkin dilakukan dengan ionisasi. Contoh : plastik dan karet.







Dari pengukuran tribocharging, kita bisa menentukan apakah muatan listrik mudah ditimbulkan pada bahan tersebut – jika tidak mudah membangkitkan muatan (atau muatan yang dihasilkan cukup rendah), maka bahan itu dapat dikatakan sebagai anti-statik.



Statik disipatif – resistansi di antara 105 sampai 1011 ohm ; di sini, elektron dapat bergerak tetapi lambat, jadi perlu diketahui parameter decay time. Untuk mengetahui berapa cepat grounding dapat menetralisasi muatan. Pengukuran tribocharging juga perlu dilakukan untuk mengetahui apakah bahan tersebut anti-statik atau tidak. 3



Umumnya bahan yang masuk kategori statik disipatif adalah bahan buatan, artinya memang khusus dibuat untuk mempunyai resistansi tertentu, misalnya bahan dasarnya adalah insulatif tapi diberi tambahan karbon dalam kadar tertentu untuk membuatnya bersifat statik disipatif. Jika kadarnya berlebih, bahan juga bisa bersifat konduktif. Untuk mengukur nilai resistansi bahan, kita gunakan Mega Ohm meter (atau Surface Resistance Meter) – ini semacam multimeter biasa tetapi dengan jangkauan pengukuran sampai 100 G Ohm atau lebih. Kita juga dapat menggunakan electrometer (misalnya Electrostatic Voltmeter/ Fieldmeter) untuk mengukur muatan listrik dari proses tribocharging dan dengan bantuan stopwatch, kita pun dapat mengukur decay time secara kualitatif. Untuk hasil yang lebih akurat, kita perlu menggunakan Charged Plate Monitor. Jadi, jika adanya muatan listrik statik menimbulkan masalah, maka salah satu solusinya adalah dengan menetralkan mutan listrik bersangkutan. Cara efektif untuk menetralkan muatan listrik dilakukan berdasarkan sifat listrik material/bahan.Pada dasarnya netralisasi muatan dapat dilakukan dua cara, yaitu grounding dan ionisasi dengan ionizer. Grounding dilakukan jika elektron dapat bergerak atau mengalir dalam bahan bersangkutan, yaitu dengan menghubungkan bahan tersebut ke tanah/bumi atau bagian ground dari kabel listrik karena tanah/bumi adalah reservoar muatan (sumber muatan yang tak-terhingga). Sebaliknya, untuk bahan yang tak dapat mengalirkan muatan, maka tidak ada jalan lain untuk menetralkan muatan kecuali memberikan muatan yang berlawanan dari udara. Sebetulnya udara mengandung sejumlah molekul uap air yang dapat menetralkan permukaan suatu benda, tapi netralisasi secara alami ini akan berlangsung sangat lama. Untuk mempercepat proses netralisasi, maka digunakan alat/peralatan yang disebut Ionizer. Ionizer dirancang untuk menghasilkan sejumlah besar ion positif maupun negatif dan ion-ion tersebut diarahkan ke permukaan benda yang akan dinetralisasi. Selain itu, netralisasi juga dapat dilakukan dengan membasahi permukaan bahan bersangkutan dengan air biasa (bukan DI water) atau larutan yang mengandung air seperti IsoPropyl Alcohol (IPA). 1. Kriteria Pemilihan Bahan Konstruksi Kimia Untuk memilih material kita patut berpegang kepada most important characteristics dari suatu material, dan hal ini juga bergantung dengan keadaan geografis atau lingkungan suatu tempat. Pedoman ini dapat dijadikan penentuan skala prioritas untuk memilih suatu material, dan hal itu adalah Material properties, Thermal properties, Corrosion Thermal conductivity and electrical resistance, Ease of fabrication, Availability in standard size, Cost,  Contamination, Recycle. Pada pemilihan kriteria bahan konstruksinya dibagi menjadi 3 bagian: 



 



Biaya Yang termasuk dalam hal biaya adalah Biaya banyaknya bahan mentah yang digunakan untuk menghasilkan produk atau biaya kuantitas. Biaya produksi, termasuk diantaranya biaya kemampuan di las, dibentuk dan diproses secara mesin maupun tradisional, Umur pelayanan yang diharapkan dan Biaya yang tidak terduga. Ketersediaan Yang dimaksud ketersediaan adalah Tersedianya peralatan untuk fabrikasi, dan Tersedianya bahan baku di lingkungan sekitar yang cukup dekat, sehingga tidak perlu mendatangkan bahan dari tempat lain. Sifat-sifat umum bahan Faktor kemudahan untuk recycle bahan yang digunakan juga merupakan faktor pertimbangan yang penting. Berbagai macam sifat bahan pada tabel diatas yaitu berbagai macam sifat bahan secara teknik yang nantinya dapat dipertimbangkan dalam proses  pemilihan bahan. Sifat – sifat tersebut dikelompokkan berdasarkan beberapa kelas peninjauan, seperti secara fisik, mekanik, kimia dan lain sebagainya.



2. Sifat-Sifat Bahan Sifat-Sifat umum bahan dibagi menjadi 3 yaitu: a)      Sifat Mekanik Sifat mekanik adalah salah satu sifat yang terpenting, karena sifat mekanik menyatakan kemampuan suatu bahan (seperti komponen yang terbuat dari bahan tersebut) untuk menerima beban / gaya / energi tanpa menimbulkan kerusakan pada bahan / komponen tersebut. sering kali bila suatu bahan mempunya sifat mekanik yang baik tetapi kurang baik pada sifat yang lain, maka diambil langkah untuk mengatasi kekurangan tersebut dengan berbagai cara yang diperlukan. Misalkan saja baja yang sering digunakan sebagai bahan dasar pemilihan bahan. Baja mempunyai sifat mekanik yang cukup baik, dimana baja memenuhi syarat untuk suatu pemakaian tetapi mempunyai sifat tahan terhadap korosi yang kurang baik. Untuk mengatasi hal itu sering kali dilakukan sifat yang kurang tahan terhadap korosi tersebut diperbaiki dengan cara pengecatan atau galvanising, dan cara lainnya. Jadi tidak harus mencari bahan lain seperti selain kuat juga harus tahan korosi, tetapi cukup mencari bahan yang syarat pada sifat mekaniknya sudah terpenuhi namun sifat kimianya kurang terpenuhi. Berikut adalah beberapa sifat mekanik yang penting untuk diketahui, yaitu : 



Kekuatan (strength), menyatakan kemampuan bahan untuk menerima tegangan tanpa menyebabkan bahan menjadi patah. Kekuatan ini ada beberapa macam, tergantung pada jenis beban yang bekerja atau mengenainya. Contoh kekuatan tarik, kekuatan geser, kekuatan tekan, kekuatan torsi, dan kekuatan lengkung.



4







Kekerasan (hardness), dapat didefinisikan sebagai kemampuan suatu bahan untuk tahan terhadap penggoresan, pengikisan (abrasi), identasi atau penetrasi. Sifat ini berkaitan dengan sifat tahan aus (wear resistance). Kekerasan juga mempunya korelasi dengan kekuatan.







Kekenyalan (elasticity), menyatakan kemampuan bahan untuk menerima tegangan tanpa mengakibatkan terjadinya perubahan bentuk yang permanen setelah tegangan dihilangkan. Bila suatu benda mengalami tegangan maka akan terjadi perubahan bentuk. Apabila tegangan yang bekerja besarnya tidak melewati batas tertentu maka perubahan bentuk yang terjadi hanya bersifat sementara, perubahan bentuk tersebut akan hilang bersama dengan hilangnya tegangan yang diberikan. Akan tetapi apabila tegangan yang bekerja telah melewati batas kemampuannya, maka sebagian dari perubahan bentuk tersebut akan tetap ada walaupun tegangan yang diberikan telah dihilangkan. Kekenyalan juga menyatakan seberapa banyak perubahan bentuk elastis yang dapat terjadi sebelum perubahan bentuk yang permanen mulai terjadi, atau dapat dikatakan dengan kata lain adalah kekenyalan menyatakan kemampuan bahan untuk kembali ke bentuk dan ukuran semula setelah menerima bebang yang menimbulkan deformasi.







Kekakuan (stiffness), menyatakan kemampuan bahan untuk menerima tegangan/beban tanpa mengakibatkan terjadinya perubahan bentuk (deformasi) atau defleksi. Dalam beberapa hal kekakuan ini lebih penting daripada kekuatan.







Plastisitas (plasticity) menyatakan kemampuan bahan untuk mengalami sejumlah deformasi plastik (permanen) tanpa mengakibatkan terjadinya kerusakan. Sifat ini sangat diperlukan bagi bahan yang akan diproses dengan berbagai macam pembentukan seperti forging, rolling, extruding dan lain sebagainya. Sifat ini juga sering disebut sebagai keuletan (ductility). Bahan yang mampu mengalami deformasi plastik cukup besar dikatakan sebagai bahan yang memiliki keuletan tinggi, bahan yang ulet (ductile). Sebaliknya bahan yang tidak menunjukkan terjadinya deformasi plastik dikatakan sebagai bahan yang mempunyai keuletan rendah atau getas (brittle).







Ketangguhan (toughness), menyatakan kemampuan bahan untuk menyerap sejumlah energi tanpa mengakibatkan terjadinya kerusakan. Juga dapat dikatakan sebagai ukuran banyaknya energi yang diperlukan untuk mematahkan suatu benda kerja, pada suatu kondisi tertentu. Sifat ini dipengaruhi oleh banyak faktor, sehingga sifat ini sulit diukur.







Kelelahan (fatigue), merupakan kecenderungan dari logam untuk patah bila menerima tegangan berulang – ulang (cyclic stress) yang besarnya masih jauh di bawah batas kekuatan elastiknya. Sebagian besar dari kerusakan yang terjadi pada komponen mesin disebabkan oleh kelelahan ini. Karenanya kelelahan merupakan sifat yang sangat penting, tetapi sifat ini juga sulit diukur karena sangat banyak faktor yang mempengaruhinya.







Creep, atau bahasa lainnya merambat atau merangkak, merupakan kecenderungan suatu logam untuk mengalami deformasi plastik yang besarnya berubah sesuai dengan fungsi waktu, pada saat bahan atau komponen tersebut tadi menerima beban yang besarnya relatif tetap. Beberapa sifat mekanik diatas juga dapat dibedakan menurut cara pembebanannya, yaitu : a) Sifat mekanik statis, yaitu sifat mekanik bahan terhadap beban statis yang besarnya tetap atau bebannya mengalami perubahan yang lambat. b) Sifat mekanik dinamis, yaitu sifat mekanik bahan terhadap beban dinamis yang besar berubah – ubah, atau dapat juga dikatakan mengejut.



b) Sifat Termal Sifat termal bahan adalah perubahan sifat yang berkaitan dengan suhu. Sifat termal ini dipengaruhi oleh beberapa faktor, yaitu : a) Kandungan uap air Apabila suatu benda berpori diisi air, maka akan berpengaruh terhadap konduktivitas termal. Konduktivitas termal yang rendah pada bahan insulasi adalah selaras dengan kandungan udara dalam bahan tersebut. b) Suhu Pengaruh suhu terhadap konduktivitas termal suatu bahan adalah kecil, namun secara umum dapat dikatakan bahwa konduktivitas termal akan meningkat apabila suhu meningkat. c) Kepadatan dan porositas Konduktivitas termal berbeda pengaruh terhadap kepadatan, apabila pori-pori bahan semakin banyak maka konduktivitas termal rendah. Perbedaan konduktivitas termal bahan dengan kepadatan yang sama akan tergantung pada perbedaan struktur yang meliputi ukuran, distribusi, hubungan pori / lubang. Sifat termal bahan dikaitkan dengan perpindahan kalor. Perpindahan kalor ada 2 jenis, yaitu: 1) Keadaan tetap (steady heat flow) 2) Keadaan berubah (transien heat flow) c)      Sifat Listrik 5



Berdasarkan sifat listriknya, material/bahan dikelompokkan menjadi 3 sebagai berikut : 1) Konduktif – jika resistansinya < 105 ohm. Di sini elektron mudah bergerak atau mengalir, jadi netralisasi dapat dilakukan dengan mudah dengan cara grounding. Contoh : logam dan tubuh manusia. 2) Insulatif – jika resistansinya > 1011 ohm. Elektron bisa dikatakan tak dapat bergerak, jadi netralisasi hanya mungkin dilakukan dengan ionisasi. Contoh : plastik dan karet. Dari pengukuran tribocharging, kita bisa menentukan apakah muatan listrik mudah ditimbulkan pada bahan tersebut – jika tidak mudah membangkitkan muatan (atau muatan yang dihasilkan cukup rendah), maka bahan itu dapat dikatakan sebagai anti-statik. 3) Statik disipatif – resistansi di antara 105 sampai 1011 ohm. Disini, elektron dapat bergerak tetapi lambat, jadi perlu diketahui parameter decay time. Untuk mengetahui berapa cepat grounding dapat menetralisasi muatan. Pengukuran tribocharging juga perlu dilakukan untuk mengetahui apakah bahan tersebut anti-statik atau tidak. Umumnya bahan yang masuk kategori statik disipatif adalah bahan buatan, artinya memang khusus dibuat untuk mempunyai resistansi tertentu, misalnya bahan dasarnya adalah insulatif tapi diberi tambahan karbon dalam kadar tertentu untuk membuatnya bersifat statik disipatif. Jika kadarnya berlebih, bahan juga bisa bersifat konduktif. Untuk mengukur nilai resistansi bahan, kita gunakan Mega Ohmmeter (atau Surface Resistance Meter) – ini semacam multimeter biasa tetapi dengan jangkauan pengukuran sampai 100 G Ohm atau lebih. Kita juga dapat menggunakan electrometer (misalnya Electrostatic Voltmeter / Fieldmeter) untuk mengukur muatan listrik dari proses tribocharging dan dengan bantuan stopwatch, kita pun dapat mengukur decay time secara kualitatif. Untuk hasil yang lebih akurat, kita perlu menggunakan Charged Plate Monitor. Jadi, jika adanya muatan listrik statik menimbulkan masalah, maka salah satu solusinya adalah dengan menetralkan mutan listrik bersangkutan. Cara efektif untuk menetralkan muatan listrik dilakukan berdasarkan sifat listrik material/bahan.Pada dasarnya netralisasi muatan dapat dilakukan dua cara, yaitu grounding dan ionisasi dengan ionizer. Grounding dilakukan jika elektron dapat bergerak atau mengalir dalam bahan bersangkutan, yaitu dengan menghubungkan bahan tersebut ke tanah/bumi atau bagian ground dari kabel listrik karena tanah/bumi adalah reservoar muatan (sumber muatan yang tak-terhingga). Sebaliknya, untuk bahan yang tak dapat mengalirkan muatan, maka tidak ada jalan lain untuk menetralkan muatan kecuali, memberikan muatan yang berlawanan dari udara. Sebetulnya udara mengandung sejumlah molekual uap air yang dapat menetralkan permukaan suatu benda, tapi netralisasi secara alami ini akan berlangsung sangat lama. Untuk mempercepat proses netralisasi, maka digunakan alat/peralatan yang disebut Ionizer. Ionizer dirancang untuk menghasilkan sejumlah besar ion positif maupun negatif dan ion-ion tersebut diarahkan ke permukaan benda yang akan dinetralisasi. Selain itu, netralisasi juga dapat dilakukan dengan membasahi permukaan bahan bersangkutan dengan air biasa (bukan DI water) atau larutan yang mengandung air seperti IsoPropyl Alcohol. 3.        Juga tentang: a)    Material Teknik Material teknik adalah jenis material yang banyak dipakai dalam proses rekayasa dan industri. Material teknik dikelompokkan menjadi 6 golongan: 1)      Logam : baja, besi cor, titanium, logam paduan, dll



6



2)      Polimer : polietilan, polipropilen, polikarbonat, dll



3)      Karet : isopren, neopren, karet alam, dll



4)      Gelas : gelas soda, gelas silika, gelas borosilikat



5)      Keramik : alumina, karbida silikon, nitrida silikon dll



6)      Hibrida : komposit, sandwich, foam



b)      Sifat-Sifat  Bahan Berikut merupakan sifat-sifat dari bahan: 1)      Sifat Mekanik meliputi kekuatan tarik dan tekan, elastisitas, kekuatan kejut, dll. 2)      Sifat Termal meliputi konduktivitas panas, temperatur kerja maksimum, koefisien ekspansi termal, difusivitas termal, dll. 7



3)      Sifat Listrik dan Magnetik meliputi konduktivitas listrik, dielektrika, magnetisasi, dll. 4)      Sifat Optik , meliputi refraktivitas, reflektivitas, absostif, dll. 5)      Sifat Kimia, meliputi korosifitas, oksidasi, ketahanan terhadap sinar ultraviolet, dll c)      Beberapa Material Penting Berikut merupakan material penting meliputi: 1)    Logam (Baja, Aluminium, Tembaga) 2)    Polimer (karet, plastik) 3)    Keramik 4)    Gelas 5)    Semen portland 6)    Batu 7)   Tekstil (Sutra, Katun, Wol, Linen, Nilon, Polyester (Tetoron), Rayon, Spandeks 8)    Material berdasarkan-bio (Kulit, Tulang, Kertas, Lumber/kayu 9)    Biomaterial 10)    Komposit (Fiberglass, Concrete) 4.    Perhitungan Distribusi Fasa Menggunakan Hukum Lever a)      Diagram Fasa dalam Sistem Logam        Fasa (phase) dalam terminologi/istilah dalam mikrostrukturnya adalah suatu daerah (region) yang berbeda struktur atau komposisinya dari daerah lain. Diagram fasa (phase diagram) adalah suatu diagram yang menunjukkan fasa dalam suatu sistem material diberbagai suhu, tekanan dan komposisi.        Diagram ini banyak digunakan oleh para insinyur dan peneliti untuk memahami dan memperkirakan banyak aspek perilaku dari material. Informasi yang didapatkan dari diagram fasa, Menunjukkan fasa yang ada pada komposisi dan temperatur yang berbeda dalam kondisi pendinginan lambat, Menunjukkan kesetimbangan pemadatan dari suatu elemen (atau campuran/compound) dalam unsur lain, Menunjukkan temperatur dari suatu paduan yang didinginkan dalam kondisi kesetimbangan mulai membeku dan menginformasikan interval suhu saat pembekuan terjadi,  Menunjukkan suhu dari suatu fasa yang berbeda mulai mencair. b) Kaidah Tuas (The Lever Rule) Digunakan untuk mengetahui prosentasi berat dari fasa yang ada dalam daerah dua fasa pada diagram fasa kesetimbangan dua komponen. Misalnya ditanyakan berapa berat fraksi dari fasa pada suhu T dan fraksi berat B, wo berdasarkan kaidah tuas/timbangan/pengungkit pada diagram fasa.



8



BAB III PENUTUP 3.1 Kesimpulan Maka dapat disimpulkan bahwa dasar Ilmu Bahan Konstruksi Teknik Kimia adalah mencakup sebagai berikut: 1. Untuk merancang keperluan industri diperlukan pemahaman ilmu tentang bahan yang cukup, agar penggunaan alat dapat maksimal, efektif, dan berdaya tahan tinggi. 2. Sifat – sifat material dapat diketahui melalui uji material. Dan hasil pengujian dapat dijadikan landasan perancangan alat, berdasarkan sifat – sifatnya. 3. Beberapa material dapat berdeformasi, dan dapat kembali seperti semula (deformasi elastis) dan tidak dapat kembali (deformasi plastik). 4. Berdasarkan sifat keelektrikan bahan, maka bahan dibagi menjadi 3, yaitu konduktif, insulatif dan statik desipatif



9



Daftar Pustaka Mustazam. (2010). Diambil kembali dari https://mustazamaa.wordpress.com/2010/04/15/sifat-sifat-mekanik-bahan/ (Diakses pada tanggal 29 Maret 2021) Novirita. (2011). Diambil kembali dari http://novirita.blogspot.com/2011/01/deformasi-plastic-dan-delastic.html (Diakses pada tanggal 29 Maret 2021) Rudy. (2010). Diambil kembali dari https://rudydwi.wordpress.com/2010/03/28/mengetahui-sifat-mekanikmaterial-dengan-uji-tarik/ (Diakses pada tanggal 29 Maret 2021) Suarsana. (t.thn.). Diambil kembali dari https://simdos.unud.ac.id/uploads/file_pendidikan_1_dir/2258fb8a46902e19c68aae1fe8c0b826.pdf (Diakses pada tanggal 29 Maret 2021)



http://fakeplasticworlds.wordpress.com/2009/12/18/bahan-konstruksi-teknik-kimia-bahan-konstruksi-korosipengantar/ http://id.wikipedia.org/wiki/Bahan http://mustazamaa.wordpress.com/2010/04/15/sifat-sifat-mekanik-bahan/ http://novirita.blogspot.com/2011/01/deformasi-plastic-dan-delastic.html http://rudydwi.wordpress.com/2010/03/28/mengetahui-sifat-mekanik-material-dengan-uji-tarik/ http://www.fisika-ceria.com/sifat-listrik-bahan-semikonduktor.html Van Vlack H. Laurence. 1995. Ilmu dan teknologi Bahan Edisi ke 5. Jakarta : Erlangga https://simdos.unud.ac.id/uploads/file_pendidikan_1_dir/2258fb8a46902e19c68aae1fe8c0b826.pdf



http://belajartekim.blogspot.com/2016/10/bahan-konstruksi-kimia.html



10