Modul 9 - Proses Inclining Test [PDF]

Citation preview

MODUL 9. PROSES INCLINING TEST



BAB IX PROSES INCLINING TEST 9.1. Sub Kompetensi Kemampuan yang akan dimiliki oleh mahasiswa setelah memahami isi modul ini adalah sebagai berikut : -



Mahasiswa mampu menentukan titik berat kapal dari keadaan sebenarnya



sesudah



dibangun



atau



setelah



ada



perombakan/perubahan konstruksi dengan melakukan percobaan inclining test. 9.2. Uraian Materi Perhitungan stabilitas dilakukan pada kapal disebabkan karena, sebuah benda yang mengapung di air tidak selalu mempunyai kedudukan yang tegak, tetapi ada kalanya miring kekanan atau kekiri. Hal ini biasanya disebabkan adanya pengaruh dari luar seperti ombak atau arus air yang terjadi atau akibat benda tersebut akan berbelok, sehingga memungkinkan benda tersebut akan miring bahkan sampai terbalik.



Pada dasarnya, keseimbangan yang terjadi pada kapal selama diair ini dapat dibedakan dalam tiga kondisi (Benford, 1991) yang mungkin, yaitu : •



Keseimbangan stabil, jika kapal mendapat kemiringan sedikit dari kedudukannya, kapal dapat kembali pada kedudukan semula / tegak. Kondisi ini bisa dicapai apabila titik metacenter (M) terletak diatas titik berat kapal (G), dengan kata lain harga MG adalah positif.



•



Keseimbangan indeferent, jika kapal mendapat kemiringan sedikit dari kedudukannya,



kapal



akan



tetap



pada



kedudukan



yang



baru



bagaimanapun dia berubah kedudukannya (tetap miring). Kondisi ini akan tercapai apabila titik metacenter (M) berimpit dengan titik berat kapal (G), atau harga MG adalah nol. •



Keseimbangan labil, jika kapal mendapat kemiringan sedikit dari kedudukannya, kapal akan berubah lebih banyak dari kedudukan semula



MODUL AJAR PRAKTEK TBK



IX-1



MODUL 9. PROSES INCLINING TEST



(tidak kembali kekedudukan semula), sehingga mengakibatkan kapal akan terbalik didalam air. Kondisi ini akan tercapai apabila titik metacenter (M) terletak dibawah titik berat sepeda (G), dengan kata lain harga MG adalah positif.



Pada peninjauan stabilitas model kapal ini, kita harus memperhatikan tiga buah titik yang mempunyai peranan penting dalam menentukan harga MG ini, yaitu : Titik G (gravity), yaitu titik berat kapal, titik B (bouyancy), yaitu titik pusat tekan keatas dari volume air yang dipindahkan badan kapal yang tercelup didalam air serta titik M (metacenter), yaitu titik potong vektor gaya tekan keatas pada suatu keadaan tertentu dengan vektor gaya tekan keatas pada keadaan tersebut dengan penambahan sudut oleng yang kecil ( ϕ ).



M G



MG Bϕ



Bϕ



S



G M Bϕ



S



Gambar 1. Kedudukan M terhadap kedudukan G.



Untuk suatu benda yang mengalami kemiringan / oleng (lihat gambar), titik B akan berpindah menjadi Bϕ. Sedang titik G tetap (selama tidak ada prubahan atau pergeseran muatan), sehingga titik G dan B tidak satu garis vertikal lagi



MODUL AJAR PRAKTEK TBK



IX-2



MODUL 9. PROSES INCLINING TEST



terhadap garis air yang baru W’L’, maka vektor gaya berat dan vektor gaya tekan akan menimbulkan momen kopel (S) yang besarnya Pxh.



M



L’



W



L



W’



h γV



G



Bϕ B P



S



K



Gambar 2. Kapal mengalami kemiringan / oleng.



Dimana : S



= Momen stabilitet kapal atau besarnya momen yang digunakan untuk mengembalikan kapal pada kedudukan semula. P



= Berat kapal (ton)



γV = Displacement kapal (ton) h



= lengan kopel = MG sin ϕ untuk oleng sudut kecil (m)



MG disebut sebagai tinggi metasenter dapat diuraikan menjadi : MG = MB + KB – KG



2.9



= MK – KG KB = tinggi pusat titik tekan keatas terhadap lunas MK = tinggi metasenter terhadap lunas KG = tinggi pusat gaya berat kapal terhadap lunas



Percobaan inclining test digunakan untuk menentukan/memeriksa titik berat kapal terutama untuk kapal yang baru selesai dibangun atau untuk kapal yang mengalami perubahan konstruksi yang cukup besar.Rumus dasar yang digunakan dalam percobaan ini adalah :



MODUL AJAR PRAKTEK TBK



IX-3



MODUL 9. PROSES INCLINING TEST



tg ϕ =



atau



p.b



MT .G =



(P + p)MT .G dimana :



p.b (P + p).tg ϕ



P = berat kapal



p = berat beban percobaan b = jarak antara titik berat beban tg Δϕ = sudut olengan akibat percobaan ini MT b/2



p W



b/2



p



G Gϕ



L’



L Δϕ



W’



h



K



Gambar 3. Model Percobaan Inclining Test.



Berat benda p untuk percobaan ini harus sedemikian rupa sehingga sudut oleng yang disebabkan tidak lebih dari 20. Untuk kapal-kapal kecil diperbolehkan antara 30 ~ 40. Oleh karenanya berat p terletak antara (0,2 ~ 0,5) % dari P (berat kapal pada waktu percobaan). Untuk melaksanakan percobaan kemiringan ini ½ p dari beban tersebut kita letakkan pada geladak dekat sisi lambung kiri dan kanan, serta sedapat mungkin dalam satu bidang melintang dengan titik berat kapal. Untuk memindah/menggeser beban ini dari kiri kekanan atau sebaliknya dapat dipakai kran dari darat atau dapat juga digunakan kereta diatas rel yang dipasang melintang. Syarat-syarat yang harus diperhatikan pada percobaan inclining test : •



Kapal harus berada diperairan yang tenang dan tanpa adanya arus air.



MODUL AJAR PRAKTEK TBK



IX-4



MODUL 9. PROSES INCLINING TEST



•



Sedapat mungkin kapal harus dihadapkan kearah angin (jangan sampai ada angin dari samping) dan kapal diikat secara memanjang agar tali-tali pengikatnya tidak dapat mempengaruhi olengan kapal yang terjadi selama percobaan.



•



Benda-benda didalam kapal, yang kemungkinannya bergeser harus diikat atau dikeluarkan dari dalam kapal.



•



Tangki-tangki zat cair harus diisi penuh atau dikosongkan sama sekali, karena permukaan zat cair yang bebas dapat mempengaruhi olengan.



•



Benda yang tidak termasuk perlengkapan kapal sedapat mungkin dikeluarkan dari dalam kapal, tetapi sebaliknya benda-benda yang termasuk perlengkapan, sedapat mungkin ditempatkan ditempat yang sebenarnya seperti pada waktu berlayar.



Dalam percobaan ini tinggi titik berat dari beban terhadap lunas (h) harus diukur seteliti mungkin. Oleh karena itu pada pergeseran beban dari kiri ke kanan atau sebaliknya tidak boleh ditumpuk diatas benda yang lain, tetapi diletakkan disampingnya, dengan demikian tinggi h pada setiap pemindahan akan selalu tetap.



Alat yang dipakai untuk besarnya tg Δϕ yang terdapat dalam percobaan ini disebut clinometer. Dalam percobaan ini akan



digunakan



alat



yang



cukup



sederhana seperti tampak pada gambar sebelah. Alat ini terdiri dari bak yang berisi air atau minyak, mistar ukur, tongkat ayng diletakkan tegak lurus dengan mistar, tali dengan pemberat yang digantungkan pada titik gantung. Setelah beban dipindahkan pada salah satu sisi, maka tali penggantung ini akan membuat simpangan sebesar tg Δϕ = x/l dimana x = panjang simpangan yang Gambar 4. Percobaan inclining test MODUL AJAR PRAKTEK TBK



IX-5



MODUL 9. PROSES INCLINING TEST



diukur pada mistar dan l = panjang tali dari titik gantung sampai mistar. Untuk mendapatkan harga tg Δϕ yang dapat dipercaya sebaiknya : •



Pergeseran benda-benda dilakukan secara berulang-ulang dan tiap kali pergeseran besarnya tg Δϕ dicatat.



•



Menggunakan beberapa alat pengukur, sedikit-dikitnya dua buah di muka dan dibelakang.



•



Harga tg Δϕ ini diambil dari harga rata-ratanya.



Sebelum diadakan percobaan kita harus mengetahui apakah kapal yang bersangkutan dalam keadaan tegak atau trim, karena itu perlu dicatat sarat depan (Td) dan sarat belakang (Tb). Untuk kapal dalam keadaan tegak, cukup dengan menggunakan kurva hidrostatik dan dengan sarat Td = Tb kita dapat mengetahui besarnya M TK untuk harga P. Harga M TG dapat diketahui dari rumus : MT .G =



p.b (P + p).tg ϕ



dan selanjutnya harga KG dapat ditentukan dari KG = M TK - MTG Harga KG yang didapat ini masih termasuk beban percobaan seberat p dan jarak titik beratnya terhadap lunas (h). Jadi titik berat kapal sebenarnya pada percobaan ini tanpa pemberat (beban percobaan) adalah sebagai berikut :



K.Go = (P + p).KG.p.h P



9.3. PERALATAN DAN BAHAN : Model Kapal



: 10 buah / kelas



Mistar baja



: 10 buah / kelas



Busur Derajat



: 10 buah / kelas



Pendulum



: 10 buah / kelas



Bak berisi air



: 1-2 buah / kelas



Pemberat 1, 2, 5 dan 10 kg



MODUL AJAR PRAKTEK TBK



: 10 set / kelas



IX-6



MODUL 9. PROSES INCLINING TEST



9.4. PROSEDUR PERCOBAAN : 1. Menentukan beban (p) Berat beban diperkirakan (2 ~ 5)% dari displacement kapal pada waktu inclining test, 2% dapat dipakai untuk kapal dengan penampang melintang berbentuk V, sedang 5% untuk kapal dengan penampang melintang berbentuk U. Penentuan berat beban ini supaya simpangan (x) yang terjadi tidak terlalu kecil (hasil tidak akurat) dan jangan terlalu besar sehingga bandul akan menabrak ke ujung bak air dan bahaya terhadap kemiringan kapal. Beban yang dipakai, harus diketahui dengan tepat yaitu dengan melakukan pengukuran, jangan dikira-kira. Usahakan posisi berat beban awal pada lambung kiri dan kanan seimbang. Berat beban harus tetap selama pengetesan (misalnya, berat air dalam drum, dsb). 2. Jarak pemindahan beban (b) Letak beban sebaiknya ditempatkan ditempat yang mudah untuk memindahkannya dari lambung kiri ke lambung kanan dan sebaliknya, misalnya pada geladak utama dan lebih kurang di tengah kapal. Besarnya penyimpangan (x) yang dibaca dari masing-masing mistar ukur pada waktu awal dan pada setiap pemindahan beban. Pembacaan / pengukuran pada alat pengukur supaya betul-betul teliti (jangan tergesa-gesa). 3. Alat ukur inclining test Terdiri dari bak air, tempat penggantung, benang nylon, bandul, air dan mistar ukur. Bak dengan ukuran panjang ± 60 cm, lebar ± 25 cm dan tinggi ± 30 cm. Tempat penggantung bandul harus berupa titik yang sangat kecil. Benang nylon (senar) yang kuat dan tidak putus terhadap bandul. Bandul dibuat dengan berat yang cukup dan bersirip untuk memberikan tahanan yang besar pada waktu mengayun didalam air.



MODUL AJAR PRAKTEK TBK



IX-7



MODUL 9. PROSES INCLINING TEST



Pemasangan alat ukur. Tempat penggantung di letakkan tepat diatas dan di tengah-tengah bak yang diisi air (panjang bak dipasang melintang kapal), bandul dipasang di ujung dan setelah digantung bandul berada dalam bak air dengan seluruh bandul tercelup dalam air dan tidak menggeser alas maupun sisi-sisi bak air bila diayunkan. Mistar ukur diletakkan di atas bak air dalam posisi melintang kapal (sesuai arah ayunan) dan dekat dengan benang dari bandul. Mistar harus di ikat dengan bak air, sehingga tidak bergerak selama pengetesan. Semua alatalat ukur ini selama pengetesan tidak boleh berubah sama sekali. Penempatan alat ukur. Jumlah alat ukur minimal 2 set, dimana hasilnya diambil rata-rata dari dua alat ukur tersebut dengan tujuan untuk mendapatkan hasil yang lebih akurat, penempatan alat ukur sebaiknya 1 buah agak kebelakang dan 1 buah agak ke depan dari midship kapal. Untuk kapal barang dapat dipakai dalam ruang muat belakang dan ruang muat depan. Letakkan alat ukur ini di center line kapal dan tidak terkena tiupan angin, supaya bandul tidak berayun, sehingga memudahkan membaca besarnya simpangan pada mistar ukur. Yang harus dicatat dari alat ukur.. Panjang pendulum (b), yaitu panjang benang plastik dari titik penggantung sampai mistar ukur dari masing-masing alat ukur



9.5. DAFTAR PUSTAKA 1. B. Baxter, Naval Architecture (example and theory), The Garden City Press Limited, Letchworth, Hertfordshire SG6 1JS, 1977 2. Harry Benford, Naval Architecture for Non-Naval Architects, The Society of Naval Architects and Marine Engineers 601 Pavonia Avenue, Jersey City, NJ, 1991 3. R. Munro – Smith, Elemen of Ship Design, The Institute of Marine Engineers, London, 1979



MODUL AJAR PRAKTEK TBK



IX-8



MODUL 9. PROSES INCLINING TEST



4. R. Munro – Smith, Ship and Naval Architecture, The Institute of Marine Engineers, London, 1978 5. Schneekluth H., and Bertram, Ship Design for Economy, Butterworth Heinemann, Oxford, 1998



9.6. LATIHAN SOAL 1. Diketahui data ukuran kapal dengan Lpp : 90,00 m ; B : 17,50 m dan H : 7,50 m. Jika dilakukan percobaan inclining test dengan berat beban (wA dan wB) masing-masing diletakkan pada sisi kiri dan kanan kapal = 7,5 kg dengan panjang pendulum = 1 m. Berapakah besarnya KG kapal, jika beban wA (pada sisi kiri kapal) dipindah kesisi kanan kapal sejauh 10 m terjadi penyimpangan pembacaan pada garis ukur sebesar 20 mm ? (dari grafik hidrostatik diketahui : ∆ = 2.400 ton, TBM = 8 m dan KB = 1,3 m) 2. Pada soal no 1, apabila letak titik berat beban w A dan wB adalah 7,55 m dari base line, berapakah letak titik berat sesungguhnya dari kapal tersebut ?



3. Pada soal no 2, berapakah total titik berat kapal jika diberi muatan sebesar 2.500 ton dengan titik berat sebesar 5,50 m dari base line ?



MODUL AJAR PRAKTEK TBK



IX-9



MODUL 9. PROSES INCLINING TEST



Lembar Kerja ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ...........................................................................................................................



MODUL AJAR PRAKTEK TBK



IX-10



MODUL 9. PROSES INCLINING TEST



........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ........................................................................................................................... ...........................................................................................................................



MODUL AJAR PRAKTEK TBK



IX-11



MODUL 9. PROSES INCLINING TEST



JOBSHEET 9 PROSES INCLINING TEST Tanggal Percobaan Kondisi cuaca



: :



Tempat percobaan Kecepatan angin



: :



m/s (.............beaufort) (1 m/s = 0,75 beaufort)



Data Kapal : Panjang kapal (Lpp / Lwl)



:



Lebar kapal (B)



:



Tinggi Kapal (H)



:



Sarat Kapal (T)



:



Data Percobaan :



No



Sarat depan



:



Sarat belakang



:



Sarat pada midship



:



Displacement



:



TKM



:



Panjang pendulum (L)



:



Berat beban kiri (A)



:



Berat beban kanan (B)



:



Jarak pemindahan beban



:



Besarnya penyimpangan



:



Beban kiri



Beban kanan



1



A



2



0



3



A



B



4



A+B



0



5



A



B



Pembacaan alat ukur



B



A+B



Total =



MODUL AJAR PRAKTEK TBK



IX-12



Selisih pembacaan (X) cm



MODUL 9. PROSES INCLINING TEST



X rata-rata = Total (X) / 4 Tangent rata-rata = X / L



: :



MG = (w x d) / (Dipls x tangent)



:



KG = TKM – MG



:



MODUL AJAR PRAKTEK TBK



IX-13