bkkk
Post on 05-Jan-2016
216 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
I.2. TUJUANPembuatan makalah ini adalah tidak lain bertujuan untuk :1. Menjadikan bahan acuan informasi yang berkaitan dengan Bahan Konstruksi Teknik Kimia2. Memenuhi tugas terstruktur mata kuliah Bahan Konstruksi Teknik Kimia
II. TINJAUAN PUSTAKA
1. Dasar – dasar pemilihan Bahan Konstruksi Teknik 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:a. Material propertiesb. Thermal propertiesc. Corrosion resistanced. Thermal conductivity and e;ectrical resistancee. Ease of fabricationf. Availability in standard sizeg. Costh. Contaminationi. RecycleFaktor kemudahan untuk merecycle bahan yang digunakan juga merupakan faktor pertimbangan yang penting.a. Material propertiesClassPropertyPhysical
Dimension, shape Density or specific gravity Porosity Moisture content Macrostructure
MicrostructureChemicalOxide or compound composition Acidity or alkalinity Resistance to corrosion or weatheringPhysico-chemicalWater - absorptive or water -repellant action, Shrinkage and swell due to moisture changesAcousticalSound transmission Sound reflectionMechanicalStrength, tension, compression, shear and flezure (under static, impact or fatigue condition) Stiffness, Thoughness, Elasticity, Plasticity, Ductility, Brittleness, Hardness, Wear resistanceThermalSpecific heat Expansion ConductivityElectrical and magnetic opticalConductivity Magnetic parmeability Galvanic action Colour Light transmission Light reflection
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 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.
Seringkali 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 seringkali 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), 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), 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.4
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 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, 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 :
Sifat mekanik statis, yaitu sifat mekanik bahan terhadap beban statis yang besarnya tetap atau
bebannya mengalami perubahan yang lambat.
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.
4. Sifat Thermal BahanSifat termal bahan adalah perubahan sifat yang berkaitan dengan suhu. Sifat termal ini dipengaruhi oleh beberapa factor, yaitu :
1. Kandungan uap airApabila suatu benda berpori diisi air, maka akan berpengaruh terhadap konduktifitas termal. Konduktifitas termal yang rendah pada bahan insulasi adalah selaras dengan kandungan udara dalam bahan tersebutHubungan antara konduktifitas termal dan kandungan uap air dituangkan dalam persamaan sebagai berikut :pers (1)Dimana Kh = konduktifitas termal pada kandungan uap air hKd = konduktifitas termal dalam keadaan keringh = kandungan uap air ( % berat )
2. SuhuPengaruh suhu terhadap konduktifitas termal suatu bahan adalah kecil, namun secara umum dapat dikatakan bahwa konduktifitas termal akan meningkat apabila suhu meningkat.
3. Kepadatan dan porositasKonduktifitas termal berbeda pengaruh terhadap kepadatan, apabila pori-pori bahan semakin banyak maka konduktifitas termal rendah. Perbedaan konduktifitas 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, yaitu1. Keadaan tetap (steady heat flow)2. Keadaan berubah (transien heat flow)
Berikut adalah beberapa sifat konduktifitas termal bahan dan sifat lainnya.
5. Sifat Elektrik BahanBerdasarkan sifat listriknya, material/bahan dikelompokkan menjadi 3 sebagai berikut : Konduktif – jika resistansinya < 105 ohmDisini elektron mudah bergerak atau mengalir, jadi netralisasi dapat dilakukan dengan mudah dengan cara grounding.Contoh : logam dan tubuh manusia Insulatif – jika resistansinya > 1011 ohmElektron bisa dikatakan tak dapat bergerak, jadi netralisasi hanya mungkin dilakukan dengan ionisasi.Contoh : plastik dan karetDari 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 ohmDisini, 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 MegaOhmmeter (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 (IPA).
top related