A. Ringkasan Tahapan Pelaksanaan.Program konversi minyak tanah ke LPG merupakan program pemerintah yang bertujuan untuk mengurangi subsidi BBM, dengan mengalihkan pemakaian minyak tanah ke LPG. Tujuan analisa untuk mengetahui proses pembuatan tabung gas, proses deep drawing dan metode pengelasan yang baik. Karena masih banyak orang yang takut memakai bahan bakar LPG tersebut karena takut meledak akibat kualitasnya yang kurang bagus. Sekilas tentang proses pembuatan tabung baja LPG Deep Drawing atau biasa disebut drawing adalah salah satu jenis proses pembentukan logam, dimana bentuk pada umumnya berupa silinder dan selalu mempunyai kedalaman tertentu. Pada proses pembuatan tabung gas elpiji untuk mendisain suatu proses pembentukan logam , seperti penarikan (drawing). Salah satu pekerjaan yang harus kita lakukan adalah menentukan atau memilih kapasitas mesin (energi, gaya, torsi) serta perkakas dan peralatan yang akan digunakan untuk proses tersebut. Pada proses deep drawing dengan kecepatan tekan yang telah ditentukan (sesuai tabel) daya tekan maksimal tidak boleh melebihi: 167,330 kg. Pada proses pengelasan circum, tegangan normal mencapai 61.16 kg/cm 2, karena masih diatas uji ketahanan hidrostastik, maka masih dalam batas aman.

B. Pendahuluan

1. Pengertian dan Fungsi.Tabung Baja LPG adalah tabung bertekanan yang dibuat dari plat baja karbon canai panas, digunakan untuk menyimpan gas LPG (liquefied petroleum gas) dengan kapasitas pengisian antara 3 kg (7,3 liter) sampai dengan 50 kg (108 liter) dan memiliki tekanan rancang bangun minimum 18.6 kg / cm2.

2. Tabung baja LPG diklasifikasikan menjadi:a) Konstruksi 2 bagian (two pieces) : 3 kg sampai dengan maksimal 15 kgb) Konstruksi 3 bagian (three pieces) : diatas 15 kg sampai dengan maksimal 50 kg3. Bahan baku Tabung Baja LPG :1. Badan Tabung sesuai dengan SNI 07-3018-2006, Baja lembaran pelat dan gulungan canal panas untuk tabung gas (Bj TG) atau JIS G 3116, kelas SG 26 (SG 255), SG 30 (SG 295).2. Cincin leher (neck ring) Bahan untuk cincin leher sesuai dengan JIS G 4051 kelas S17C sampai dengan S45C. 3 Cincin kaki (foot Ring) dan pegangan tangan (hand guard) Bahan untuk cincin kaki dan pegangan tangan sesuai dengan SNI 07-0722-1989, Baja canal panas untuk konstruksi umum, JIS G 3101 kelas SS400 atau sesuai dengan bahan untuk badan tabung yang bersangkutan.

4. Konstruksi umum :Tabung terdiri dari:a. Badan tabung terdiri dari bagian atas dan bawah (top & bottom) untuk konstruksi 2 (dua) bagian dan untuk konstruksi 3 (tiga) bagian terdiri dari bagian atas, tengah dan bawahb. Cincin leher (neck ring)c. Pegangan tangan (hand guara)d. Cincin kaki (foot ring)

5. Sketsa Gambar Tabung Baja LPG

Gambar 2.1 Skematis bagian-bagian tabung untuk bentuk dua bagian (two pieces).

Gambar 2.2 Skematis bagian-bagian tabung untuk bentuk Tiga bagian (three pieces).

C. Kualifikasi Primer Dari Setiap Kompenen.

1. Syarat mutu

1. Sifat tampakSetiap permukaan tabung baja LPG tidak boleh ada cacat atau kurang sempurna dalam pengerjaannya yang dapat mengurangi kekuatan dan keamanan dalam penggunaannya, seperti : luka gores, penyok dan perubahan bentuk.

2. Dimensi1.Lingkaran tabungPerbedaan diameter yang terjadi pada bagian bentuk silindris tabung antara diameter maksimal dan minimal adalah : 1% untuk tabung 2 bagian dan 1,5% untuk tabung 3 bagian.2. KelurusanDeviasi vertikal tabung tidak boleh melebihi 25 mm per meter.

3. Ketahanan hidrostatik. Setiap tabung harus tahan terhadap tekanan hidrostatik dengan tekanan sebesar 31 kg/cm2 dan pada tekanan tersebut tidak boleh ada rembasan air atau kebocoran dan tidak boleh terjadi perubahan bentuk. 4. Sifat kedap udaraTabung yang telah dilengkapi dengan katup harus kedap udara/tidak boleh bocor pada tekanan udara sebesar 18,6 kg/cm2.

5. Ketahanan pecah (uji bursting)Tabung ditekan secara hidrostatik sampai pecah. Tekanan saat pecah tidak boleh lebih kecil dari 110 kg/cm2 untuk tipe 3 kg sampai 15 kg, dan tidak boleh lebih kecil dari 80 kg/cm2 untuk tabung tipe diatas 15 kg sampai 50 kg. Tabung tidak boleh pecah dengan inisiasi pecahan berawal dari sambungan las.

6. Ketahanan expansi volume tetapTabung ditekan secara hidrostatik dengan tekanan sebesar 31 kg/cm2 selama 30 detik. Ekspansi volume tetap yang terjadi tidak boleh lebih besar dari 1/5000 volume awal. Tidak boleh terjadi kebocoran dan tampak perubahan bentuk.

7. Sambungan lasSambungan las harus mulus, rigi rigi las harus rata, tidak boleh terjadi cacat cacat pengelasan yang dapat mengurangi kekuatan dalam pemakaian. Pengujian mekanis berupa sifat sifat tank dari sambungan las nilainya harus sama atau lebih besar, dengan kekuatan tank bahan yang disambung dan patahan tidak boleh terjadi pada sambungan las. Persyaratan radiografi harus sesuai dengan SNI 05-3563-1994, Bejana tekan I-A, Bab BL Persyaratan bejana tekan yang difabrikasi dengan pengelasan, BL-51.b.

8. PengecatanLapisan cat harus mampu memenuhi pengujian lapisan cat2. Persyaratan Fungsional Bagian Bagian Tabung Baja LPG

Tabung.Badan tabung terdiri dari bagian atas dan bawah (top & bottom) untuk konstruksi 2 (dua) bagian dan untuk konstruksi 3 (tiga) bagian terdiri dari bagian atas, tengah dan bawah. Dapat menahan tekanan, tidak korosi, ringan, dan juga kuat.Cincin leher (neck ring)Cincin leher adalah bentuk flensa berfungsi untuk memasang katup.

Pegangan tangan (hand guard)Pegangan tangan harus dapat melindungi katup (valve) apabila terjadi benturan dan harus kuat menahan berat dan isi tabung saat diangkat.

Cincin kaki (foot ring)Cincin kaki harus mampu menopang tabung secara kokoh dan harus dapat berdiri dengan tegak, kemudian bentuk kaki tidak boleh menimbulkan genangan air.

Tinggi tabung.Tinggi tabung 2 bagian (two pieces) tidak boleh lebih dari 4 x diameter badan tabung.

3. Syarat Kandidat Bahan

Fungsi : Penyimpanan Liquefied Petrolium Gas (LPG)

Batasan batasan :-Tidak boleh terjadi transformasi ulet.-Kuat, Tangguh, Elastis, dan Mudah di Las.-Ringan.-Tahan Tekanan Hidrostatik.-Kedap Udara.-Tahan Pecah.-Tahan Expansi Volume Tetap.

Tujuan :-Ketangguhan, Tegangan Luluh, Modulus Elastisitas Maksimal.-Berat Minimal.-Koefisien Ekspansi Termal, Konduktifitas Panas, dan Panas Jenis Minimal.

Variabel bebas :-Biaya / Harga.

4. Syarat Kandidat Proses

Fungsi : Penyimpanan Liquefied Petrolium Gas (LPG)

Batasan batasan :-Ketebalan Dinding-Presisi.-Berat.-Produksi Masal.

Tujuan :-Dinding Tipis.-Berat Minimal.-Sangat Presisi.-Ekonomis.

Variabel bebas :-Biaya / Harga dan Jenis Bahan.

D. Analisis Terperinci Pemilihan Bahan Dan Proses.1. Pemilihan Bahan Untuk Kompenen-Kompenen.

1.1 Weighting factorsProperti1/21/31/41/5RatioWeight

Kekuatan12060608010,12

Berat Jenis2800,250,03

Korosi3401,50,18

Warna4401,50,18

Biaya52040,48

Total8,251,00

Tabel 4.1Weighting factors

1.2 Comparing And Ranking Alternatives I The Digital Logic MethodGoalsNumber of positive decision N = n(n-1)/nPositiverelative

12345678910DecisionEmphasis

1/21/31/41/52/32/42/53/43/54/5(m)Coefisient

1110130,3

2010120,2

3001010,1

4110020,2

5001120,2

Total number of positive decision (N)101,0

Tabel 4.2Comparing And Ranking Alternatives I The Digital Logic Method

PDecision Number

123456789101112131415161718192021

1111111

2010011

3000001

4011111

5011011

6001000

7000001

1.3. Application Of Digital Logic Method To LPG Tank Problem

Tabel 4.3Application Of Digital Logic Method To LPG Tank Problem

P = Property 1 = Kekerasan, 2 = Kekuatan luluh, 3 = Youngs Modulus, 4 =Berat Jenis, 5 =Ekspansi, 6 = Konduktivitas, 7 = Kalor spesifik

1.4 Weighting Factor For LPG TankPropertyPositive DecisionsWeighting Factor

1Kekerasan60,28

2Kekuatan luluh30,14

3Youngs Modulus10,05

4Berat Jenis50,24

5Ekspansi40,19

6Konduktivitas10,05

7Kalor spesifik10,05

Total211,00

Table 4.4Weighting Factor For LPG Tank

1.5 Cost, Figure Of Merit And Ranking Of Candidate MaterialsMaterialRelative Cost of unit Strength (x100)Performance IndexFigure Of MeritRank

Al 2014-T610,6742,269,222

Al 5052-01,053,0940,112,986

SS 301-FH1,40,8170,987,531

SS 301-3/4 FH1,51,0650,047,173

Ti-6Al-4V6,33,2059,818,894

Inconel 7185,03,5853,314,895

70Cu-30Zn2,18,9635,94,017

Table 4.5Cost, Figure Of Merit And Ranking Of Candidate Materials.

1.6 Ashbys Materials selection

Gambar 4.1Perbandingan Antara Fracture Toughnes - Strength

Gambar 4.2Perbandingan Antara Strength Dengan Density.

Gambar 4.3Perbandingan T- Expansion Dengan T- Conducitivity

2. Pemilihan Proses untuk Kompenen Kompenen.

2.1. Process Shapes Matrix with the dot indicating a compability between the shape and corresponding manufacturing pro

Tabel 4.6Process Shapes Matrix with the dot indicating a compability between the shape and corresponding manufacturing pro

2.2. Proses Section thickness bar chart indicating compatibility between the manufacturing process and the range of section thickness that each process can produce

Tabel 4.7Proses Section thickness bar chart indicating compatibility between the manufacturing process and the range of section thickness that each process can produce

2.3. Process Mass bar chart indicating compatibility between the requisite mass of a part and the corresponding manufacturing process

Table 4.8Process Mass bar chart indicating compatibility between the requisite mass of a part and the corresponding manufacturing process

2.4. Process Tolerance limit bar chart indicating compatibility between the manufacturing process and tolerance limit

Table 4.9Process Tolerance limit bar chart indicating compatibility between the manufacturing process and tolerance limit

2.5. Schematic Process vis--vis economic batch size (in units) of various manufacturing processes

Table 4.10Schematic Process vis--vis economic batch size (in units) of various manufacturing processes

E. Kesimpulan

Dari pembahasan diatas maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut :

1. Bahan baku pembuat tabung baja LPG :

1. Badan Tabung sesuai dengan SNI 07-3018-2006, Baja lembaran pelat dan gulungan canal panas untuk tabung gas (Bj TG) atau JIS G 3116, kelas SG 26 (SG 255), SG 30 (SG 295).

2. Cincin leher (neck ring) Bahan untuk cincin leher sesuai dengan JIS G 4051 kelas S17C sampai dengan S45C.

3 Cincin kaki (foot Ring) dan pegangan tangan (hand guard) Bahan untuk cincin kaki dan pegangan tangan sesuai dengan SNI 07-0722-1989, Baja canal panas untuk konstruksi umum, JIS G 3101 kelas SS400 atau sesuai dengan bahan untuk badan tabung yang bersangkutan.

2. Cara pembuatan tabung baja LPG

1 Bahan baja canai panas dipotong sesuai dengan ukuran dan diberikan pelumas sebelum masuk kedalam proses pembentukan.

2 Pembentukan dilakukan dengan cara dipress (deep drawing) dan hasilnya merupakan komponen dari badan tabung pada bagian atas dan bawah (top and bottom). 3 Komponen badan tabung bagian atas (top) kemudian dilubangi untuk pemasangan cincin leher.

4 Pemasangan cincin leher (neck ring) dilakukan dengan cara pengelasan menggunakan las busur logam gas (gas metal arc welding ).

5 Penyambungan melingkar kedua bagian badan (top and bottom) dan penyambungan memanjang badan bagian tengah untuk tipe diatas 15 kg sampai dengan 50 kg dilaksanakan dengan cara pengelasan busur rendam (submerged arc welding). Sedangkan sambungan las, antara top dan bottom terhadap badan silinder berbentuk sambungan las tumpang.

6 Penyambungan pegangan tangan dan cincin kaki dengan badan tabung, dilakukan dengan cara pengelasan busur listrik (shielded metal arc welding) dengan bentuk las sudut (fillet).

7 Pengelasan pada butir 7.4 butir 7.5 dan butir 7.6 harus dilakukan oleh juru las atau operator las yang memenuhi standar kompetensi juru las.

8 Setiap tabung harus mendapatkan perlakuan panas untuk pembebasan tegangan sisa (annealing), yaitu pada suhu 630 C 25 C sekurang kurangnya 20 menit.

9 Untuk mencegah timbulnya karat pada permukaan luar tabung harus dilakukan perlindungan dengan menggunakan pelapisan cat. Sebelum dilakukan pengecatan harus didahului dengan proses pembersihan dengan cara shot blasting di seluruh permukaan tabung. Pengecatan pertama menggunakan cat dasar (primer coat) dengan tebal 25 mikron sampai 30 mikron selanjutnya menggunakan cat akhir (top coat) dengan tebal 25 mikron sampai 30 mikron.

Daftar Pustaka.

G Dieter, Engineering Design a materials and processing approach, McGraw Hill, NY, 2000.

M F Ashby, Material Selection in Mechanical Design, Butterworth-Heinemann, 1999.

SNI 1452:2007, Tabung Baja LPG, ICS 23.020.30, Badan Standarisasi Nasional.1