Pembuangangas (exhaust) gas hasil pembakaran dikeluarkan lewat saluran pembuangan. Pada kenyataannya, tidak ada proses yang selalu ideal, tetap terjadi kerugian-kerugian yang dapat menyebabkan turunnya daya yang dihasilkan oleh turbin gas dan berakibat pada menurunnya performa turbin gas itu sendiri.
Hambatanpada saluran masuk dan saluran buang umumnya adalah : Kekasaran permukaan yang dilalui oleh bahan bakar dan udara atau gas buang Lengkungan atau belokan yang membuat aliran menjadi pusaran atau menghambat laju aliran pemasukan dan pembuangan Jarak saluran masuk dan buang yang lebih panjang, sehingga waktu aliran mennjadi lebih lama
Mekanismekatup pada mesin kendaraan berfungsi untuk mengatur pemasukan gas baru (campuran bahan bakar dan udara) secara optimal ke dalam silinder dan mengatur pembuangan gas bekas ke saluran buang.
Fast Money. Dalam bab ini dijelaskan tentang gambar umum objek penelitian, analisishasil penelitian dan pembahasan masalah. 7 BAB V SIMPULAN DAN SARAN Pada bab ini terdiri dari kesimpulan dan saran mengenai masalah. Kesimpulan adalah hasil pemikiran umum yang diuraikan menjadi contoh-contoh kongkrit atau disebut juga dengan metode deduktif. Pemaparan kesimpulan dilakukaan secara kronologis, jelas dan singkat, bukan merupakan pengulangan dari bagian pembahasan hasil pada bab IV. Saran merupakan sumbangan pemikiran penelitian sebagai alternatif terhadap upaya pemecahan masalah. DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN DAFTAR RIWAYAT HIDUP 8 BAB II LANDASAN TEORI Tinjauan Pustaka Tinjauan pustaka digunakan sebagai sumber teori yang dijadikan dasar dari penelitian. Sumber tersebut memberikan kerangka atau dasar untuk memahami latar belakang dari timbulnya permasalahan secara sistematis. Landasan teori juga penting untuk mengkaji dari penelitian-penelitian yang sudah ada mengenai masalah katup gas buang dan teori yang menerangkan katup gas buang sebagai mekanisme dalam sistem pembakaran dalam mesin induk. Pengertian Mesin Induk Mesin induk adalah termasuk pesawat kalor, yaitu pesawat yang merubah energi potensial berupa panas mejadi usaha mekanik, Pada mesin diesel bahan bakar diinjeksikan ke dalam silinder berisi udara bertekanan tinggi. Cylinder merupakan jantung mesin dan tempat bahan bakar dibakar dan daya ditimbulkan. Daya yang dihasilkan main engine diperoleh melalui pembakaran bahan bakar yang terjadi di dalam silinder. Mesin diesel mempunyai beberapa konstruksi utama diantaranya adalah cylinder liner, piston, piston rod, crank shaft, valve, fuel oil high pressure pump dan mekanisme penggerak lainnya. Exhaust valve memegang peran sangat penting di dalam mesin, karena exhaust valve adalah komponen mesin yang 9 dipasang pada cyinder head yang berfungsi sebagai valve untuk membuka jalan keluar dari gas sisa hasil dari pembakaran keluar dari dalam ruang kompresi ke exhaust manifold. Exhaust Valve Exhaust valve katub gas buang adalah salah satu jenis katub yang terdapat pada motor diesel baik itu empat langkah maupun dua langkah yang berfungsi sebagai pintu keluarnya gas hasil pembakaran di dalam silinder dan menjamin gas bekas hasil pembakaran keluar dengan sempurna. Katub ini memiliki kondisi kerja yang terstruktur secara mekanis yang tahan terhadap suhu gas buang yang tinggi dan benturan metal. Menurut Karyanto 2002 167”exhaust valve merupakan valve dipergunakan sebagai pintu pembukaan sisa-sisa gas pembakaran sebagai suatu saluran buang”. Menurut Yuswardi 2002 207”exhaust valve adalah salah satu bagian dari komponen mekanisme katub yang terdapat pada motor yang berfungsi untuk mengatur pemasukan bahan bakar dan udara ke dalam silinder dan mengatur pembuangan gas hasil pembakaran keluar dari dalam silinder”. Prinsip Kerja Prinsip kerja mesin diesel ada dua macam yang sangat populer disebut dengan mesin diesel 4 empat tak dan mesin diesel 2 dua tak. Pengertian “Tak” adalah langkah torak, jadi 4 tak sama dengan 4 langkah torak yang menghasilkan satu usaha potensial, 10 demikian juga mesin diesel 2 tak sama dengan 2 langkah torak menghasilkan satu usaha potensial. Pada kapal Penulis melaksanakan praktek laut prala mesin penggerak utama kapal menggunakan jenis mesin diesel 2 tak. Prinsip kerja mesin diesel 2 tak Menurut P. Van Maanen dalam bukunya yang berjudul Motor Diesel Kapal jilid 1 proses kerja 2 tak berlangsung selama satu putaran dari poros engkol dan dibagi dalam dua langkah torak. Langkah hisap & kompresi Langkah hisap adalah proses pemasukan udara kedalam silinder mesin, sementara langkah kompresi adalah proses pemampatan udara ke bentuk yang lebih bawah, saat piston ada di TMB udara akan masuk melalui lubang udara yang ada di sekitar dinding silinder. Udara ini dapat terdorong masuk karena pada saluran intake terdapat blower atau turbo yang mendorong udara kearah mesin. 11 Lalu piston akan bergerak naik, pergerakan ini akan membuat lubang udara tertutup oleh dinding piston. Akibatnya, ketika piston baru bergerak ¼ ke TMA kompresi udara akan dimulai. Ketika piston mencapai TMA, udara sudah berhasil dipampatkan sehingga suhunya naik dan siap untuk dilakukan pembakaran. Langkah usaha dan buang Langkah usaha adalah proses terjadinya pembakaran, sementara langkah buang adalah proses pembuangan gas sisa pembakaran dari mesin. Langkah usaha akan terjadi ketika piston bergerak menuju TMA. Pada saat piston mencapai ±8° engkol sebelum TMA, pompa bahan bakar akan memompakan bahan bakar ke injector dan langsung dikabutkan ke dalam silinder sehingga terjadi pembakaran dengan suhu mencapai ± Proses pembakaran ini berlanjut sampai piston melewati ±5° engkol setelah TMA. Hasil dari pembakaran itu akan menimbulkan daya ekspansi yang mendorong piston bergerak ke TMB. Sebelum piston mencapai TMB, katup buang akan terbuka. Dalam posisi ini, lubang udara juga akan terbuka karena posisi piston ada di bawah. Sehingga udara yang dihembuskan oleh blower akan mendorong gas sisa 12 pembakaran untuk keluar melewati katup buang. Katup buang akan tertutup saat piston akan kembali naik ke TMA. Proses ini akan terus berlanjut hingga suplai bahan bakar dihentikan. Komponen Mesin Diesel 2 tak Menurut Priambodo 1995 mesin diesel bervariasi dalam penampilan luar, ukuran, jumlah, dan pengaturan silinder, dan detil kontstruksi. Tetapi, mereka mempunyai bagian utama yang sama, yang meskipun kelihatannya berbeda, tetapi mereka melakukan fungsi yang sama. Setiap mesin disel hanya mempunyai sedikit bagian kerja utama, bagian bantu diperlukan untuk menyatukan bagian yang bekerja atau untuk membantu bagian bekerja utama dalam prestasinya. Bagian bekerja yang utama adalah a silinder, b kepala silinder, c torak, d batang engkol, e poros engkol, f bantalan poros engkol atau bantalan utama dan bantalan batang engkol, dan g pompa bahan bakar dan nosel bahan bakar. Dari banyaknya komponen mesin diesel, maka komponen tersebut dapat dikelompokan berdasarkan perawatan dan perbaikan menjadi top overhaul dan major overhaul. Menurut Handoyo 2015 komponen bagian atas mesin diesel adalah semua bagian-bagian atas mesin yang umumnya sering dilakukan pekerjaan perawatan dan perbaikan dengan istilah top overhaul. Komponen-komponen tersebut adalah 13 Kepala silinder cylinder head Cylinder head berfungsi untuk menahan tekanan dan ledakan hasil usaha dari setiap silinder dan sebagai tempat kelengkapan mekanisme katup. Katup gas buang lengkap exhaust valve Exhaust valve merupakan katup yang digunakan sebagai pintu pembuangan sisa-sisa gas pembakaran ke saluran buang. Saluran gas buang pembakaran exhaust gas outlet Exhaust gas outlet merupakan saluran yang digunakan untuk mengalirkan gas buang dari exhaust valve menuju cerobong. Katup petunjuk pembakaran indicator cock set Indicator cock dipasang pada cylinder head mempunyai fungsi yang sangat penting dan dari katup inilah para masinis di kapal mendapatkan sumber informasi yang lengkap tentang seluruh proses pembakaran yang terjadi di dalam silinder mesin. 14 Katup udara penjalan air starting valve Air starting valve berfungsi sebagai katup suplai udara untuk menggerakan piston ke bawah pada saat start mesin. Pompa bahan bakar dan pengabut bahan bakar Pompa bahan bakar berfungsi untuk mengkompresi bahan bakar menjadi bertekanan tinggi. Sedangakan pengabut injector valve berfungsi sebagai pengabut bahan bakar dalam silinder mesin. Thermometer Thermometer merupakan alat untuk mengukur suhu. Manometer Manometer digunakan untuk mengukur tekanan udara pada ruang tertutup. Perawatan Menurut Dwi Prasetyo, dalam bukunya yang berjudul system perawatan dan perbaikan permesinan kapal 2017 76 pencegahan prevention merupakan salah satu bentuk dari system perawatan terencana, yang dilaksanakan untuk mencegah terjadinya kerusakan yang lebih berat. Sesuai dengan Instruction Manual Book, maka pemeriksaan ktaub gas buang harus dilaksanakan secara berkala untuk mendaptakan kerja katub yang selalu optimal, yaitu 15 500 jam kerja setelah dilakukan penggantian pemeriksaan kondisi kerja. 6000 jam kerja setelah dilakukan penggantian overhaul. Akan tetapi pada kondisi tertentu pemeriksaan dapat dilakukan tidak sesui dengan Instruction Manual Book, tetapi berdasarkan beban dan jarak yang ditempuh kapal. Pengaturan Celah Katub Clearence Pengaturan celah katub clearance sesui standart adalah 0,60 mm yang diukur pada saat mesin dalam kondisi dingin. Pemeriksaan ini dapat dilakukan setiap satu voyage atau setiap selesai melakukan perjalanan yang cukup jau guna mempertahankan ketetapan celah katubnya. Suhu Gas Buang Pemeriksaan suhu gas buang dapat dilaksanakan dengan melihat thermometer yang terdapat pada exhaust gas manifold, suhu gas buang mesin Mitsui B&W yang bekerja normal 3900C-4200C. Pemeriksaan ini dapat digunakan sebagai salah satu cara untuk mengetahui kondisi dari katub buang dan suhu gas buang biasanya di sebabkan oleh rusaknya katub buang dan suhu di dalam silinder sama dengan suhu gas yang melewati saluran gas buang exhaust manifold. 16 Suara Katub Suara berisik dari katub adalah merupakan salah satu tanda adanya ketidak semurnaan kerja katub buang, misalnya pelumasan yang kurang dan clearance yang berubah. Tekanan Air Pendingin Tekanan air pendingin dapat diperiksa dengan melihat manometer air tawar pendingin yang terdapat pada blok manometer di bagian depan mesin. Hal ini untuk mengetahui kelancaran sistem pendingin katub buang, baik cooling water chambernya ataupun pompa air tawar pendinginnya. Suhu Air Pendingin Suhu air tawar pendingin dapat dilihat pada thermometer yang terdapat pada bagian saluran masuk air tawar pendingin kedalam katub buang. Hal ini di maksudkan untuk mengetahui suhu aira tawar yang masuk kedalam sistem katub buang sehingga proses pendinginan katub buang dapat berlangsung dengan baik sesuai dengan fungsinya. 17 Pendingin Katub Menurut Tim penyusun PIP Semarang, 200154. Untuk mendapatkan hasil kerja yang maksimal pada permesinan diatas kapal, sistem pendinginan yang baik diperlukan. Menurut LRC Lily 2004 15/3 dalam bukunya diesel engine reference book, bahwa pengertian cooling system untuk mesin diesel adalah disipasi panas ke lingkungan, baik air atau udara atmosfer. Sistem Air Pendingin Exhaust valve dalam proses kerjanya secara langsung berhubungan dengan panas hasil pembakaran, sehingga material dari katub harus baik dan tahan terhadap pemuaian oleh adanya suhu yang tinggi. Prinsip pendingin adalah memindahkan semua panas hasil pembakaran keluar dari dalam mesin ke atmosfer, sistem pendingin tidak langsung pendingin tertutup, dengan air tawar pendingin dengan suhu 640C masuk ke dalam sistim pendingin katub buang cooling water chamber untuk mendinginkan katub buang kemudian menuju ke kepala silinder dan selanjutnya mendinginkan silinder jaket mesin induk, dari sini air tawar mencapai 720C. Kemudian mengalir menuju pendingin air 18 tawar fresh water cooler untuk di dinginkan dengan menggunakan air laut sebagai media pendingin. Menurut LRC Lily 2004 16 “Suatu pasang katub masuk dan katub buang dari sebuah motor 4-tak antara katub masuk dan katub buang yang di dinginkan rumah tersebut terdiri dari bagian yang dilas menjadi satu” Gambar sistem pendingin exhause valve Kualitas Air Pendingin Sesuai dengan mesin Mitsui B&W Instruction manual book , untuk mendapatkan air tawar pendingin yang standart digunakan sebagai media pendingin atau media pemindah panas dari mesin di kapal harus selalu diperiksa kualitasnya dengan cara pemeriksaan secara kimia yaitu 19 Tabel Kandungan pendingin PH 7-9 Kadar Kekerasan Max 75 ppmmg/I Chlorides as Cl Max. 80 ppmmg/I Sulphates as So42- Max 100 ppmmg/I Silca as SiO2 Max 60 ppmmg/I Residue after avaporation Max 400 ppmmg/I Jika tidak sesuai akan mengurangi fungsi dari anti corrosive Jika PH 9 dilakukan penambahan air tawar Larutan anti corrosive sebagai pengendali kualitas air tawar dengan cara mengurangi akibat yang di timbulkan oleh kualitas air tawar yang kurang baik. Hubungan Antara Suhu dan Logam Pengaruh Panas Pembakaran Menurut 2001398 dalam bukunya Diesel Engine Operating and Maintenance The Construction, Operation, bahwa panas pembakaran berpengaruh terhadap pemuaian logam, kelelahan bahan, kerusakan permukaan logam, dan menurunkan titik lembur logam. 20 Pengaruh Perubahan Suhu Terhadap Logam Ukuran semua benda akan bertambah besar jika suhunya naik. Pertambahan panjang L berbandung lurs dengan kenaikan suhu T, hal ini juga tergantung dengan koefisien muai logam tersebut. Proses Terjadinya Keretakan Bila suatu baha mengalami perubahan suhu, bahwa akan mengalami exspensi dan mengalami konstruksi jika suhu turun. Jika logam yang panas terkena air pendingin yang bocor dan suhu relative lebih rendah maka terjadi tegangan logam karena pada waktu logam berexpansi secara mendadak harus berkonstruksi sehingga mengakibatkan logam retak. Koefisien Linier Ekspansi Thermal Ekspansi termal adalah perubahan dimensi yang terjadi akibat adanya perubahan temperatur. Perhitungan untuk mendapatkan koefisien ekspansi termal dilakukan dengan mengamati perubahan panjang sampel akibat kenaikan temperatur yang terjadi. Besarnya koefisien ekspansi termal dipengaruhi oleh pori pada suatu material 21 iskandar, soetyono. 2014. Perpindahan panas. Yogyakarta Deepublish. Menurut Almond, Joshep F dan James H. pielert. 2006 di dalam bukunya mengatakan bahwa koefien ekspansi termal adalah fraksi peningkatan volume zat per derajat peningkatan suhu. Material Katub Buang Menurut Karyanto 2002 Katup dibuat dari bahan paduan besi baja dengan elemen - elemen lain, umpamanya dengan zat arang, silicon - chrom, nikel, wolfram, mangan. Syarat-syarat daripada katup adalah Harus ringan Harus kuat dan tahan getaran tinggi Tahan lama dalam pemakaian Bagian-bagian Exhaust Valve Di dalam instruction manual book dijelaskan bahwa katub gas buang mempunyai bagian-bagian yang dapat diuraikan menjadi beberapa komponen utama, yaitu Valve housing Valve housing rumah katub merupakan rumah bagi valve seat. Selain itu, rumah katub juga memiliki lubang untuk spindle valve yang dilengkapi dengan spindle guide. Rumah katub didinginkan menggunakan air tawar. 22 Air pendingin yang keluar dari cyilinder cover akan dialirkan ke rumah katub melalui transisi air dan akan dikeluarkan melalui bagian atas rumah katub. Valve seat Valve seat merupakan tempat untuk dudukan kepala katub yang terbuat dari baja dan berbentuk sudut kerucut pada kedudukannya di kepala silinder. Spindle valve Spindle valve yang terdapat pada kapal Penulis saat melaksanakan prala praktek laut terbuat dari metal jenis nimonic. Material itu sendiri memberikan kekerasan yang dibutuhkan pada area dudukan spindle valve. Spindle valve pada bagian bawah terdapat sebuah roda baling-baling dipasang agar spindle valve dapat berputar saat mesin bekerja. Exhaust valve bekerja dengan benar saat mesin sedang berjalan yang terdapat batang pengangkat dipasang di atas silinder hidrolik pada exhaust valve. Air cylinder Air cylinder silinder udara dipasang di atas rumah katub. Pada air cylinder, udara disuplai dari bawah piston udara melalui non-return valve untuk menutup katub buang. Dibagian bawah rumah silinder udara dipasang dua cincin penyegelan. Lubang pembuangan diantara cincin-23 cincin ini digunakan sebagai katub pengaman ketika penyegelan tidak memadai. Hydraulic cylinder Hydraulic cylinder silinder hidrolik dipasang di bagian atas rumah katub buang melalui baut dan mur. Katub buang dibuka oleh poros katub yang ditekan oleh piston hidrolik di silinder hidrolik. Sealing air Sealing air udara penyegelan dipasang di sekitar poros spindle valve di bagian bawah silinder udara. Udara penyegelan disuplai dari silinder udara melalui katub dan dimasukkan ke bawah cincin penyegelan. Udara penyegelan akan mencegah gas buang dan partikel menembus ke atas yang akan mengakibatkan permukaan menjadi aus dan mencemari sistem pneumatik dari gigi katub. Kerangka Pikir Untuk dapat mempermudah pembahasan dan pemahaman dalam skripsi ini, maka Penulis dapat menjabarkan penjelasan secara singkat dalam kerangka pemikiran yaitu mengenai latar belakang yang menjadi alasan dilakukannya penelitian serta pemilihan judul skripsi. Dari latar belakang tersebut, Penulis dapat mengetahui bagaimana keerusakan gas buang pada exhaust valve di kapal MV. Energy Midas. 24 Kerangka pikir dalam penelitian ini adalah sebagai berikut Gambar Kerangka Pikir Peneliti Berdasarkan kerangka pikir diatas, dapat dijelaskan dari topik yang dibahas yaitu katup gas buang pada motor diesel, yang mana dari topik tersebut akan mengahasilkan faktor penyebab dari topik masalahnya, dan Pengaruh terhadap main engine Kinerja mesin induk normal Kerusakan Pada Exhaust Valve 2. Pembakaran tidak sempurna 3. Tenaga mesin induk menurun 25 penulis ingin mengetahui faktor penyebab tersebut, dampak serta upaya ataupun usaha yang dilakukan untuk mengatasi masalah yang ada. Setelah diketahui upaya apa yang dilakukan, selanjutnya membuat landasan teori dari yang selanjutnya akan diketahui faktor-faktor apa dan kemungkinan masalah tersebut dapat berkembang melalui analisa gabungan dari metode Fishbone dan USG, dari faktor-faktor yang akan dibahas maka akan menghasilkan simpulan dan saran dari penulis untuk dapat mencegah timbulnya faktor-faktor penyebab kerusakan exhaust valve pada mesin induk. 80 Energy Midas, maka dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut Faktor penyebab terjadinya kerusakan exhaust valve pada mesin induk di MV. Energy Midas adalah perawatan tidak terlaksana sesuai PMS Planned Maintenance System, Jam kerja katup gas buang yang melebihi batas dan kurangnya pengetahuan dari crew mesin. Dampak yang ditimbulkan dari faktor penyebab kerusakan exhaust valve pada mesin induk di MV. Energy Midas adalah naiknya temperatur gas buang akibat adanya pengendapan kerak pada pinggiran katup dan dudukan katup, keausan dan kelelahan logam pada exhaust valve, kurangnya ketahanan katup gas buang dan penyetelan celah katup yang tidak tepat. Upaya yang dilakukan untuk mencegah timbulnya faktor penyebab kerusakan katup gas buang yang berpengaruh terhadap temperatur mesin induk di MV. Energy Midas adalah melaksanakan perawatan katup gas buang sesuai dengan PMS, melakukan penggantian 81 komponen exhaust valve, melakukan lapping skir exhaust valve dan penyetelan celah katup yang tepat. Saran Berdasarkan penelitian dan pembahasan masalah penyebab terjadinya kerusakan exhaust valve yang berpengaruh terhadap temperatur gas buang mesin induk, Maka Penulis memberikan saran sebagai masukan yang bermanfaat bagi pembaca. Adapun saran sebagai berikut Sebaiknya Perwira mesin melakukan pengecekan dan perawatan exhaust valve mesin induk sesuai dengan instruction manual book untuk men
saluran pembuangan gas pada motor