FOWA Understanding [PDF]

Citation preview

FOWA Welcome to…



FOWA



FOWA



FOWA Refine Crude Oil



FOWA



FOWA Kerosene Kerosine adalah bahan bakar dengan rentang titik didih dari 170C sampai 250C,. Jika kerosene digunakan sebagai bahan bakar engine diesel, akan terjadi problemproblem sebagai berikut. 1. Fuel bekerja melumasi bagian-bagian dari system fuel yang bergesekan, seperti plunger dalam pompa injeksi atau injector nozzle. Akan tetapi, kerosene mempunyai viscosity rendah, sehinggai tidak dapat melumasi bagian-bagian bergersekan secara sempurna. Ini berarti bahwa film oil hilang dan terjadi keausan yang abnormal atau kerusakan. 2. Dibandingkan dengan minyak diesel/fuel (light/heavy), output power dengan menggunakan kerosene turun 5 ~ 10%. Injeksi fuel pada engine diesel, yang dikontrol adalah volume fuel. Kerosene mempunyai suatu pembangkit panas yang besar per satuan beratnya, tetapi berat persatuan volume (specific gravity/berat jenis) adalah rendah, sehingga sebagai akibatnya, jumlah energy panas persatuan volume menjadi turun.



FOWA Fuel FUEL (Light Diesel Oil) Fuel ini adalah bahan bakar dengan rentang titik didih dari 240 sampai 350C, dan didistilasi setelah kerosene. Dari semua jenis-jenis bahan bakar, minyak ini mempunyai sifat-sifat yang paling cocok untuk ignition, combustion, dan viscosity yang diperlukan oleh engine diesel high-speed yang kecil, sehingga hampir semua engine diesel high speed, termasuk engine-engine untuk mesin-mesin konstruksi, menggunakan fuel ( light diesel oil ).



FUEL ( Heavy Diesel Oil ) Fuel ini mengandung light diesel oil yang masih bercampur minyak residu ( residual oil ), dan rentang titik didihnya sama dengan light diesel oil. Minyak diesel berat ini digunakan sebagai bahan bakar boiler (mesin uap), heating furnace ( tungku pemanas ), atau engine diesel medium-speed ukuran besar atau medium.



FOWA Kriteria Seleksi Fuel Specific Gravity(berat jenis) Viscosity dan Density Destilation Final Boiling Point Kandungan Sulfur Pour Point Kandungan Karbon Residu Cetane Number Kandungan Abu Kandungan Air



FOWA Specific Gravity(berat jenis)



Perbandingan volume fuel dengan beratnya. Dimana jika specific gravity-nya ( Sp ) tinggi dikatakan heavy fuel, jika rendah adalah light fuel



FOWA Viscosity & Density Interval viscosity dan density yang dianjurkan adalah: • Viscosity(kekentalan) : 1.5cST(centi stoke) -- 4.5 cSt pada 40C • Density(masa jenis) : 810 -- 860 kg/m3 pada 15C



FOWA Destillation Boilling range (tingkatan didih) adalah suatu sifat yang penting yang menentukan kualitas fuel. Penentuan dari boiling range ditentukan dengan penggunaan ASTM Test Method D86 atau D2887 (Gas Chromotography Test Method). Meskipun banyak spesifikasi berisi hanya sebagian hasil-hasi distilasi (contoh temperatur distilasi pada 90% Recovered), ini tidak cukup untuk menentukan kualitas dan kecocokan dari fuel untuk penggunaan pada engine diesel. Hasil fuel-fuel yang dicampur dengan unsur-unsur yang mempunyai didih tinggi dapat mempengaruh pembakaran. Hanya fuel-fuel dengan minimum 99% perolehan dengan destilasi yang harus digunakan. ( 90% temperatur distillasi : Temperatur dimana 90% dari fuel test menguap)



FOWA Final Boiling Point Fuel dapat terbakar didalam suatu engine hanya setelah diuapkan secara sempurna. Temperatur dimana fuel teruapkan secara sempurna disebut sebagai “ End Point Temperature ” pada ASTM D86 Distillation Test Method. Temperatur titik didih dari fuel harus cukup rendah untuk mendapatkan penguapan sempurna pada temperatur ruang bakar.



FOWA Kandungan Sulfur



Reaksi (1) S + O2 ------- > SO2 Reaksi (2) 2SO2+ O2 ---- > 2SO3 Reaksi (3) SO3 + H2O ----- > H2SO4



FOWA



Hubungan antara dew point dan kandungan SO3 didalam gas pembakaran



FOWA Kandungan Sulfur di Fuel Oil



FOWA Pour Point



FOWA Kandungan Karbon Residu



FOWA Cetane Number



FOWA



FOWA Kandungan Ash



FOWA Kandungan Air



FOWA Spesifikasi Fuel



Rekomendasi Komatsu



FOWA Efek pada Engine karena Produk Pembakaran



FOWA



FOWA



Bahan Oli Pelumas • Base Stocks • Mineral Oil • Syntetic Oil



FOWA Fungsi Oli Pelumas Pelumas/ Lapisan film Pendingin Pencegah Korosi Penyekat Pembersih



Fungsi lain : • Pemindah tenaga • Isolasi



FOWA Lubricating System



FOWA Komposisi Dasar Oli Pelumas



Hidrocarbon Paraffinic



Hidrocarbon Naphthenic



Hidrocarbon Aromatic



FOWA Kriteria Seleksi Oli Additive Flashing Point Pour Point Viskositas TAN TBN n-Pentane Insoluble Moisture - Demulsibility Kandungan Ash



FOWA Komposisi Additive



FOWA Additive Oli Pelumas



FOWA Standard Viskositas Oli Pelumas Klasifikasi Viskositas Klasifikasi terlihat dalam tabel. Huruf “W” artinya “winter” dan menjamin oil pada temperature rendah, mudah mengalir. Sebagai contoh : Dalam Multigrade SAE 15W40, oil ini mempunyai mempunyai kemampuan pelumasan yang baik sampai 150C, dan memiliki viskositas sama seperti oli SAE 40 pada temperatu 1000C.



FOWA Kategori Kualitas Oli Pelumas Oli diklasifikasikan kedalam C Series (klas CA sampai CE) untuk engine diesel, dan S series (klas SA sampai SG) untuk engine gasolin. Oli engine klas CD telah memewati test charger (pembebanan) pada engine diesel turbocharger silinder tunggal. Uji engine ini ialah untuk mengevaluasi kemampuan pencegahan terhadap melekatnya (stuck) ring piston . Oli klas CE baru-baru ini terlihat dipasaran, juga boleh digunakan. Oli CE ini telah diuji pada engine Cummins dan truck Mack disamping klas CD.



FOWA Klasifikasi Oli



FOWA Batas Deteriorasi Oli Engine



* Pada engine Komatsu



FOWA Flashing Point Titik nyala minyak diesel (fuel) kira-kira 70C., dan untuk oli engine adalah 180C270C. Jadi, jika fuel masuk bercampur dengan oli engine, titik nyala akan turun. Oleh karena itu, kita dapat mendeteksi pencairan bahan bakar (fuel dilution) dengan pengukuran flash point. Jika jumlah fuel didalam oli 4%, titik nyala turun kiri-kira 15%, dan viskositas juga turun kira-kira 20%. Fuel bisa masuk bercampur dengan oli disebabkan karena injection timing kurang tepat, kebocoran saluran fuel, atau kegagalan yang berulang-ulang saat engine start. Jika kandungan fuel menjadi tinggi akan menyebabkan piston scuffing dan juga akan mengakibatkan keausan bearing atau macet



FOWA Viskositas Visckositas adalah kemampuan fluida untuk dapat mengalir dilihat dari tingkat kestabilannya/ hambatan untuk mengalir. Viscosity dinyatakan sebagai Absolut Viscosity (P: Poise atau cP:centi-Poise) dan Kinematic Viscosity (cSt: Centistoke) Hubungannya adalah: 1cP = 0.01 P 1cSt = 1 cP/100 Penurunan viscosity disebabkan karena pengenceran fuel (fuel dilution) atau karena pencampuran dengan oli lain. Kenaikan viscosity disebabkan karena oksidasi oli, atau karena kontaminasi jelaga (soot), pasir, atau karena pencampuran dengan viscosity oli yang lain. Viscosity oli terlalu tinggi atau terlalu rendah, keduanya sama-sama mempunyai effect yang merugikan pada engine.



FOWA TAN ( Total Acid Number ) Total Acid Number menunjukan kondisi oksidasi oli. Jika nilai TAN meningkat, menunjukan kerusakan (deterioration) oli dan penurunan performance oli. Nilai Total Acid Number menunjukan berat potassium (KOH) dalam mg yang diperlukan untuk menetralkan asam yang terkandung dalam 1 gram oli pengujian, dan dinyatakan sebagai mgKOH/g. Karena beberapa additive memiliki ke-asaman yang lemah, umumnya nilai TAN oli baru adalah 2-4 mg KOH/g. Penyebab oksidasi : - Air dan udara - Partikel Metal - Temperatur



FOWA TBN ( Total Base Number ) Nilai TBN menunjukan sifat alkali dari additive didalam oli. Angka TBN menyatakan jumlah basa yang diperlukan untuk menetralisir acid yang dimasukan dalam 1 gram oli, dan mengkonversikannya ke mg potassium hydroxide (KOH). Nilai ini dinyatakan dalam satuan mg.KOH/g. Nilai untuk oli baru pada umumnya adalah 6.0-13.0 mg.KOH/g. Bila angka TBN menjadi dibawah 2.0 kinerja penetral asam dari oli hilang dan dengan cepat meningkatkan korosif dan terjadi keausan.



FOWA n – Pentane Insoluble Nilai n-pentane insoluble terutama berhubungan dengan jumlah jelaga (soot) didalam oil engine. Jika dengan meningkatnya jelaga dalam oli, kondsi oli memburuk,dan nilai TAN naik. Jika nilai n-pentane insoluble melebihi batas, akan timbul kerusakan bearing-bearing, piston dan liner rusak(aus) atau filter buntu. Banyaknya jelaga diakibatkan karena kualitas fuel yang rendah, atau pembakaran tidak sempurna karena kerusakan pompa injeksi dan nozle/injector, atau karena air system buntu.



FOWA Moisture - Demulsibility Air masuk kedalam oli dengan berbagai cara: • Bila temperatur didalam crankcase turun, maka uap air yang ada didalam crankcase akan menjadi embun (moisture) / butiran air dan mengkontaminasi oli didalam crankcase. Uap air berasal dari kelembaban (hummidity) udara dan dari gas hasil pembakaran yang masuk kecrankcase lewat ring piston (blow-by) • Kebocoran seal silinder liner, dari cooling system. Batas kandungan air didalam oli engine didalam crank case harus dibawah 2% Demulsibility adalah kemampuan oli untuk dapat memisahkan dengan air.



FOWA Kontaminasi - Deteriorasi • Kontaminasi peristiwa rusaknya oli karena pengaruh dari luar. - Internal Kontaminasi ( keausan part, soot, fuel ) - Eksternal Kontaminasi ( air, debu ) • Deteriorasi peristiwa rusaknya oli karena pengaruh dalam oli itu sendiri ( oksidasi, additive, temperatur tinggi/ rendah, nitrasi )



DETERIORASI & KONTAMINASI



FOWA



FOWA



FOWA



Pengaruh Fuel terhadap Oli



FOWA Kandungan Sulfur – Nilai TBN Diagram disebelah kanan memperlihatkan hubungan antara kandungan sulfur yang terdapat didalam fuel dengan nilai basa/alkali (TBN). Nilai TBN sangat menurun bila kadar (%) sulfur dalam fuel semakin tinggi. Oleh karena itu, sangat penting untuk mengetahui kandungan sulfur dalam penseleksian fuel yang layak digunakan.



FOWA Kandungan Sulfur – n Pentane Insoluble Fuel dengan kadar sulfur tinggi dihasilkan banyak sekali jelaga (soot) dari hasil pembakarannya. Bila jumlah jelaga meningkat, viskositas-pun naik, akibatnya fungsi pelumas menurun. Hal ini menyebabkan problem-problem seperti keausan abnormal dan penyumbatan filter oli.



FOWA Proses Pembakaran Sempurna



FOWA Viskositas - Temperatur Kekuatan film oli berbeda untuk setiap tingkat viskositas. Bila oli berviskositas rendah digunakan pada temperatur tinggi akan pecah, dan menyebabkan kerusakan pada bearing. Gambar sebelah kanan menunjukan hubungan antara tingkat viscositas oli dengan temperatur kerusakan/kemacetan bearing. Adalah penting untuk memilih oli sesuai dengan temperatur ambientnya, dan harus diperhatikan terhadap perubahan viskositas yang disebabkan engine overheating atau pendingin oli (oil cooler) kurang sempurna.



FOWA Umur Oli - Temperatur Bila temperatur oli naik, mengakibatkan tidak hanya viskositasnya menurun, tetapi umur oli-pun akan berkurang. Seperti dapat dilihat dari gambar sebelah kanan, umur oli engine berkurang kira-kira 50% kalau oli digunakan pada temperatur 10 diatas temperaatur yang dispesifikasikan. Dengan alasan ini, perlu diperhatikan untuk mencegah naiknya temperatur oli yang disebabkan overheating karena kerusakan water pump, radiator tersumbat, atau air pendingin kurang. Jika temperatur oli engine naik, cari penyebabnya dan atasi.



FOWA Multi Grade Oil



FOWA



FOWA Memperpanjang Umur Engine • • • • • •



Menggunakan oli yang tepat Menghindari kontaminasi Menggunakan fuel yang tepat Preventive Maintenance secara periodik Menghindari overheat terus menerus Menghindari exhaust temperatur yang terlalu tinggi



FOWA



FOWA Cooling System



FOWA



FOWA



FOWA Karakteristik Air • Jenis dan kuantitas pengotor • Pengaruh asam karbonat • Daya larut dan Mutual reaction dari garam • Kekerasan ( hardness ) • Korosif pengaruh dari air • Titik didih



FOWA JENIS DAN KUANTITAS PENGOTORAN • Sodium chlorida (NaCl), garam-garam senyawa antara calcium (Ca), magesium (Mg), iron (Fe), mangan (Mn) dengan chlorida, sulphat, carbonat, nitrat, nitrit, dan zat-zat organik. PENGARUH ASAM CARBONAT • Asam carbonat dapat menguraikan senyawa-senyawa sulfida, menghasilkan hydrogen sulfida. Zat ini menjadikan suatu pencemaran dalam air bawah tanah. DAYA LARUT DAN MUTUAL REACTION DARI GARAM • Reaksi mutual dari garam-garam sangat mempengaruhi kemampuan air untuk melarutkan zat-zat. Oleh sebab itu, didalam air garam, zat-zat lebih mudah larut



FOWA Kekerasan ( Hardness ) Besi dan mangan pada umumnya terkandung dalam air hanya dalam kuantitas yang kecil. Kekerasan (hardness) terbentuk karena adanya kandungan limestone (CaCO3, calcium carbonat), dan magnesia (MgCO3, magnesium carbonat). Kekerasan dari air ditentukan dengan banyaknya zat-zat ini yang larut didalam air. Senyawa-senyawa kimia ini larut dan membentuk scale (kerak) dan endapaan. • Kekerasan (hardness) air dinyatakan dengan : 1. German Hardness 10, artinya jika 10 gram lime (CaO) larut dalam 1 m3 (1.000.000 ml) air. Suatu factor CaO/MgO = 1.4 (7.14 gram magnesium oxida (MgO) bila ada 10 gram Calcium ooxida (CAO)) digunakan untuk mengkoresikan ke limestone hardness. 2. French hardness 10, artinya jika 10 gram Calcium carbonat (CaCO3) larut dalam 1m3 air. Dalam German hardness sama dengan 0.56. 3. British hardness 10, artinya jika 10 gram Calcium carbonat (CaCO3) larut dalam 0.7 m3 air. Dalam German hardness sama dengan 0.8.



FOWA Kategori Kekerasan Air ( German Hardness ) • Extremely soft water 0 ~ 4 Ppm • Soft water 4 ~ 8 Ppm • Medium water 8 ~ 12 Ppm • Slightly hard water 12 ~ 18 Ppm • Hard water 18 ~ 30 Ppm • Extremely hard water diatas 30 Ppm



FOWA Air yang baik sebagai Cooling • Mengandung tingkat pencemaran / kotoran yang rendah. • Air tawar tidak mengandung garam. • Air dengan tingkat kekerasan yang rendah. • Atau air yang memenuhi standard kualitas untuk: - City water (air ledeng) - Air suling - Air yang telah diolah dengan alat pelunak air (water treatment) atau alat pembersih ( purifying )



FOWA Standard Kualitas City Water • Nilai pH : 6.8 - 7.5 • Total hardness (CaO) : Max. 5 Ppm • Mengandung ion sulfat (SO42-) : Max. 5 Ppm • Mengandung ion chlorida (Cl-) : Max. 5 Ppm



FOWA Titik Didih Air



Tekanan Sistem pendingin/ Cooling system



FOWA Radiator Valve Pressure Valve



Vacuum Valve



FOWA Corrosion Resistor Inhibitor Paper Element



Membersihkan air pendingin dan inhibitor yang larut di dalam air pendingin



FOWA Inhibitor Zat kimia padat berwarna putih larut dalam air dan membentuk lapisan film pada permukaan luar silinder liner, dan juga membuat lebih sukar untuk scale melekat pada permukaan silider dan block. Zat kimia tsb dapat membuyarkan scale dan mencampurkan dalam air, dan membuangnya bersama air pendingin saat penggantian air. Jika zat kimia yang dilarutkan terlalu lama dan telah menjadi lebih rendah concentrate-nya atau encer karena sering penambahan air pada sistim pendingin, secara bertahap akan hilang efeknya.



FOWA Pemakaian Inhibitor



FOWA Jenis Inhibitor 1. BUFFER AGENT, berfungsi meningkatkan sifat alkali/basa pada air,sehingga dapat mencegah korosi pada cast iron, tidak berfungsi untuk aluminium. 2. IRON CORROSION INHIBITOR, membuat lapisan film pada permukaan (liner) cast iron, untuk mencegah corrosion. 3. CAVITATION PITTING INHIBITOR, mencegah timbulnya gelembung udara. 4. ALUMINIUM CORROSION INHIBITOR, mencegah korosi pada aluminium. 5. COPPER, COPPER ALLOY CORROSION INHIBITOR, mencegah korosi pada copper (tembaga) dan pada brass (kuningan). 6. ANTI-SCALE ADDITIVE, mencegah terbentuknya scale. 7. ANTI-FOAM AGENT, mencegah terjadi cavitation.



FOWA Grafik Alkali & Asam terhadap Korosi



FOWA



FOWA



Antifreeze Antifreeze digunakan untuk mencegah kerusakan engine yang disebabkan karena membekunya air pendingin pada daerah yang bertemperatur dingin (winter). Air membeku pada 0C, tetapi jika beberapa additive dilarutkan dalam air, titik beku (freezing point) akan menjadi lebih rendah. Air lautmengandung garam, sehingga air laut membeku sekitar –2.5C. Jika pada air concentrate garam dinaikan titik beku air akan menjadi rendah lagi. Akan tetapi,kita tidak dapat melakukan penambahan garam pada sistim pendingin, karena garam bersifat sangat korosif, yang akan merusak komponen engine. Oleh sebab itu, pada daerah dingin dimana temperatur udara luar dibawah 0C harus ditambahkan ANTIFREEZE untuk mencegah pembekuan. Perlu diketahui, jika air membeku volumenya akan bertambah 1.1 kali; enegy yang dihasilkan karena pembekuan air didalam saluran pendingin ini akan memecahkan cyllinder liner, water jacket, radiator bocor dll. yang berhubungan dengan air pendingin. Temperatur pembekuan berbeda tergantung jumlah (concentrate) antifreeze yang dicampurkan, juga tergantung jenis antifreeze dan manufacturenya



FOWA Mekanisme Penghambatan Korosif



FOWA Mekanisme terjadinya Pitting



FOWA



FOWA Problem Air Cooling yang Jelek RUST



Efek : Korosi disemua tempat



SCALE



Efek : Efek pendinginan berkurang



FOWA Aeration Proses udara masuk ke dalam cooling sistem ketika terjadi kebocoran udara masuk kedalam cooling sistem. - Busa dan gelembung udara menyebabkan pitting komponen ( waterpump ) - Busa dan gelembung udara meningkat jika exhaust gas masuk ke cooling system



FOWA



FOWA



FOWA



FOWA



FOWA Air Intake System



FOWA Komposisi Udara



Pada engine, untuk mengasilkan power (expansion), sejumlah fuel yang diinjeksikan kedalam cylinder dibakar. Untuk proses pembakaran fuel ini diperlukan sejumlah oxygen (O2), yang diambil dari udara disekelilingnya. Oxigen yang terkandung didalam udara hanya 21% dari volume udara



FOWA Reaksi Pembakaran Bila fuel dan oxygen dimasukkan bersama didalam suatu ruangan dengan temperatur tinggi dan tekanan tinggi, molekul-molekul fuel terlepas dari gabungannya dan mengurai menjadi atom-atom carbon (C) dan atomatom hydrogen (H). Kemudian atom-atom dengan cepat bereaksi dengan atom-atom oxygen (O2) membentuk gas carbon dioksida (CO2) dan air H2O (uap air pada temperatur tinggi).



CnH2n + 3/2 nO2



nCO2 + nH2O



FOWA Excess Air Ratio Teoritical :



Fuel 1 gram



Air 14,5 gram (12 liter) Berat Udara Aktual



Excess Air Ratio = Berat Fuel yang Diinjeksikan X 14.5



Excess air tujuannya adalah: • Pembakaran fuel selama engine bekerja tetap sempurna, sehingga menghasilkan power yang optimum pada semua kondisi kerja engine. • Excess air menyerap panas hasil pembakaran juga,sehingga temperatur exhaust gas relative rendah(sebagai peredam).



FOWA



FOWA Reaksi Pembakaran • Pembakaran sempurna CnH2n + 3/2nO2 S + O2 SO2 2SO2 + O2 2SO3 SO3 + H2O H2SO4



nCO2 + nH2O Ini terjadi kalau fuel mengandung sulfur



• Pembakaran tidak sempurna (kurang oxygen) CnH2n + 9/8n O2 1/4nC+ 1/4nCO + 1/2nCO2 + nH2O #Pada kondisi reaksi pembakaran tidak sempurna juga terjadi Oxygen,menghasilkan asam sulfat yang korosif. #Atom bebas carbon (C) berupa partikel-partikel hitam (black smoke) #Gas carbon monoksida (CO) berbahaya



reaksi



sulfur



dengan



• Kalau temperatur pembakaran terlalu tinggi selain reaksi diatas, gas N2 yang tekandung didalam udara (±78%) bereaksi dengan oxygen membentuk gasgas NOx, NO dan NO2. Gas Nox dan NO juga berbahaya bagi kesehatan. • Untuk menghindari hal diatas udara yang disupply keruang bakar harus lebih besar dari berat udara teoritis. (Excess air ratio 1.5 – 2.0, pada full load), dengan menjaga restriction dari air cleaner maksimum 25 inch H2O (650 mm H2O).



FOWA Heat Balance & Emisi



FOWA



FOWA



FOWA



FOWA



FOWA



FOWA



FOWA



KEPEDULIAN KITA TERHADAP KUALITAS MAINTENANCE SANGAT MENENTUKAN UMUR DAN PERFORMANCE PERALATAN KITA