pengukuran aliran dengan plate orifice

57
LAPORAN PRAKTEK KERJA INDUSTRI DI PT. RIAU ANDALAN PULP AND PAPER (PT.RAPP) JALAN LINTAS TIMUR PANGKALAN KERINCI KABUPATEN PELELAWAN, PEKANBARU RIAU INDONESIA FLOW MEASUREMENT DENGAN HEAD FLOW METER Diajukan untuk memenuhi salah satu syarat kelulusan di SMK Negeri 1 Cimahi OLEH NAMA : ALBERTH AGRIWIENTO WIBOWO NO. INDUK : 11008607 TINGKAT : IV (EMPAT) KOMPETENSI KEAHLIAN : KONTROL MEKANIK SEKOLAH MENEGAH KEJURUAN NEGERI 1 CIMAHI KOTA CIMAHI 2014

Upload: albert-agri

Post on 22-Jul-2015

979 views

Category:

Engineering


8 download

TRANSCRIPT

Page 1: PENGUKURAN ALIRAN DENGAN PLATE ORIFICE

LAPORAN

PRAKTEK KERJA INDUSTRI

DI

PT. RIAU ANDALAN PULP AND PAPER

(PT.RAPP)

JALAN LINTAS TIMUR PANGKALAN KERINCI KABUPATEN

PELELAWAN, PEKANBARU RIAU INDONESIA

FLOW MEASUREMENT DENGAN HEAD FLOW METER

Diajukan untuk memenuhi salah satu syarat kelulusan di SMK Negeri 1 Cimahi

OLEH

NAMA : ALBERTH AGRIWIENTO WIBOWO

NO. INDUK : 11008607

TINGKAT : IV (EMPAT)

KOMPETENSI KEAHLIAN : KONTROL MEKANIK

SEKOLAH MENEGAH KEJURUAN NEGERI 1 CIMAHI

KOTA CIMAHI

2014

Page 2: PENGUKURAN ALIRAN DENGAN PLATE ORIFICE

LEMBAR PENGESAHAN DARI PIHAK INDUSTRI

“FLOW MEASUREMENT (PENGUKURAN ALIRAN)”

Karya Tulis ini telah di setujui oleh :

Supervisior Maint. Instrument & Pembimbing,

R. Wahyu Noor

Superintendent Maint. Instrument

Ali Wardana

Page 3: PENGUKURAN ALIRAN DENGAN PLATE ORIFICE

LEMBAR PENGESAHAN DARI PIHAK SEKOLAH

“FLOW MEASUREMENT (PENGUKURAN ALIRAN)”

Karya Tulis ini telah di setujui oleh :

Ketua Kompetensi Keahlian, Pembimbing,

Edi Sadili, S.Pd Drs. Mulyono, M.Pd

NIP : 197808012008011004 NIP :

MENGETAHUI :

Kepala SMK Negeri 1 Cimahi,

Drs.H.Ermizul, M. Pd

NIP. 195701021982031024

SEKOLAH MENENGAH KEJURUAN NEGERI 1

CIMAHI

2014

Page 4: PENGUKURAN ALIRAN DENGAN PLATE ORIFICE

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT yang telah memberikan

rahmat dan karunia-Nya kepada penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan

kegiatan Praktek Kerja Industri (Prakerin) dan penyusunan karya tulis ini tepat

pada waktunya. Kegiatan Praktek Kerja Industri (Prakerin) ini penulis laksanakan

selama 2 bulan,yaitu mulai dari tanggal 3 Juli 2013 sampai 3 September 2013,

yang dilaksanakan oleh penulis di PT. RIAU PULP AND PAPER (RAPP) yang

beralamatkan JALAN LINTAS TIMUR PANGKALAN KERINCI

KABUPATEN PELELAWAN, PEKANBARU RIAU INDONESIA

Sudah merupakan kewajiban bagi setiap siswa-siswi tingkat IV (empat)

SMK Negeri 1 Cimahi setelah selesai melaksanakan kegiatan Praktek Kerja

Industri (Prakerin) diharuskan menyajikan sebuah karya tulis ,dimana karya tulis

ini merupakan salah satu syarat kelulusan. Pada kesempatan ini, Alhamdulillah

penulis telah menyelesaikan sebuah karya tulis dengan mengambil judul “FLOW

MEASUREMENT DENGAN HEAD FLOW METER”.

Pada saat yang baik ini penulis tidak lupa mengucapkan banyak terima kasih

dan penghargaan yang setinggi-tingginya pada semua pihak yang telah ikut

membantu baik secara moril maupun materil,langsung ataupun tidak langsung

,sehingga pelaksanaan Kegiatan Praktek kerja Industri (Prakerin) dan penulisan

karya tulis ini dapat diselesaikan dengan baik dan tepat pada waktunya.

Ucapan terima kasih ini penilus sampaikan pada:

1. Drs.H.ERMIZUL,M.Pd. selaku Kepala Sekolah SMKN 1 Cimahi.

2. EDI SADILI,S.Pd selaku Ketua Program Keahlian Kontrol Mekanik.

3. Drs. Mulyono, M.Pd selaku Pembimbing.

4. ALI WARDANA selaku Superintendent Maint. Instrument.

5. R. WAHYU NOOR selaku Supervisor Maint. Instrument sekaligus

pembimbing.

i

Page 5: PENGUKURAN ALIRAN DENGAN PLATE ORIFICE

Semoga Allah memberikan limpahan rahnat dan balasan yang berlipat atas

segala bantuan dan bimbingan yang telah diberikan kepada penulis.

Akhir kata penulis ucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah

berperan serta dalam penyusunan karya tulis ini ,dan penulis berharap semoga

karya tulis ini menjadi masukan yang berharga yang dapat menanbah wawasan

bagi penulis khususnya dan bagi pembaca pada umumnya.

Pangkalan Kerinci, 3 September 2013

Penulis,

Alberth Agriwiento Wibowo

NIS:

ii

Page 6: PENGUKURAN ALIRAN DENGAN PLATE ORIFICE

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR..............................................................................................i

DAFTAR ISI..........................................................................................................iii

DAFTAR GAMBAR..............................................................................................vi

BAB I.......................................................................................................................1

1.1. Latar belakang.........................................................................................................1

1.2. Tujuan......................................................................................................................2

1.3. Pembatasan Masalah..............................................................................................2

1.4. Sistematika Pembahasan.........................................................................................2

BAB II......................................................................................................................4

2.1. Sejarah Singkat........................................................................................................4

2.2 Lokasi Pabrik ............................................................................................................5

2.3. Visi dan Misi Perusahaan.........................................................................................5

2.4. Proses Produksi.......................................................................................................6

2.4.1. Produksi Pulp ...................................................................................................6

2.4.2. Produksi Paper..................................................................................................8

2.4.3. Produksi Air .....................................................................................................9

2.4.4. Produksi Demineralization Plant ......................................................................9

2.4.5. Produksi Steam ..............................................................................................10

2.5. Lingkup PT. RAPP...................................................................................................11

2.5.1. Riau Fiber .......................................................................................................11

2.5.2. Riau Pulp ........................................................................................................11

2.5.3. Riau Paper ......................................................................................................12

2.5.4. Riau Power .....................................................................................................12

2.6. Keselamatan Kerja ................................................................................................12

2.6.1. Pengertian Sistem dan Manajemen K3 ..........................................................12

2.6.2. Dasar Hukum K3 dan Sistem Manajemen K3 .................................................12

iii

Page 7: PENGUKURAN ALIRAN DENGAN PLATE ORIFICE

2.6.3. Jenis-jenis Kecelakaan Kerja ..........................................................................13

BAB III..................................................................................................................15

3.1. Pengertian Instrumentasi......................................................................................15

3.2. Mesurement (Alat ukur)........................................................................................16

3.2.1. Pengukuran....................................................................................................16

3.2.2. Pemilihan Alat Ukur........................................................................................17

3.2.3. Karakteristik Alat Ukur....................................................................................17

3.2.4. Fungsi Alat Ukur.............................................................................................18

3.2.5. Sistem pengaturan..........................................................................................18

3.3. Differential Pressure Flowmeters (Head Flow Meter)...........................................19

3.3.1. Orifice Plate....................................................................................................21

3.3.2. venturi tubes..................................................................................................22

3.3.3. flow nozzle......................................................................................................22

3.3.4. Pitot Tubes......................................................................................................24

3.4. Preasure (Tekanan)................................................................................................25

3.5. Flow Measurement (Pengukuran Aliran)...............................................................26

3.6. Transmiter.............................................................................................................27

3.6.1. Pneumatic Transmiter....................................................................................27

3.6.2. Elektronic Trasmiter.......................................................................................28

3.7. Kalibrasi.................................................................................................................30

3.7.1. Tujuan Kalibrasi..............................................................................................30

3.7.2. Manfaat Kalibrasi............................................................................................30

3.7.3. Prinsip Dasar Kalibrasi....................................................................................31

3.7.4. Hasil Kalibrasi..................................................................................................31

3.7.5. Persyaratan Kalibrasi......................................................................................31

3.7.6. Kalibrasi transmitter.......................................................................................32

3.8. Converting 4 to 20mA Linear Signal to Square Root..............................................34

iv

Page 8: PENGUKURAN ALIRAN DENGAN PLATE ORIFICE

3.8.1. Mengkonversi pengukuran linier untuk square ekstraksi sinyal 4 - 20mA......35

3.8.2. Mengkonversi square root ekstraksi sinyal 4 - 20mA untuk setiap pengukuran linear........................................................................................................................36

3.9. Control Valve.........................................................................................................36

4.1. Hukum Kontinuitas................................................................................................39

4.2. Hukum Bernoulli....................................................................................................39

4.3. Head Flow Meter...................................................................................................40

4.4. Cara pengukuran laju aliran...................................................................................40

BAB V....................................................................................................................44

5.1. Kesimpulan............................................................................................................44

5.2. Saran.....................................................................................................................45

DAFTAR PUSTAKA............................................................................................46

v

Page 9: PENGUKURAN ALIRAN DENGAN PLATE ORIFICE

DAFTAR GAMBAR

KATA PENGANTAR..............................................................................................i

DAFTAR ISI..........................................................................................................iii

DAFTAR GAMBAR..............................................................................................vi

BAB I.......................................................................................................................1

1.1. Latar belakang.........................................................................................................1

1.2. Tujuan......................................................................................................................2

1.3. Pembatasan Masalah..............................................................................................2

1.4. Sistematika Pembahasan.........................................................................................2

BAB II......................................................................................................................4

2.1. Sejarah Singkat........................................................................................................4

2.2 Lokasi Pabrik ............................................................................................................5

2.3. Visi dan Misi Perusahaan.........................................................................................5

2.4. Proses Produksi.......................................................................................................6

2.4.1. Produksi Pulp ...................................................................................................6

2.4.2. Produksi Paper..................................................................................................8

2.4.3. Produksi Air .....................................................................................................9

2.4.4. Produksi Demineralization Plant ......................................................................9

2.4.5. Produksi Steam ..............................................................................................10

2.5. Lingkup PT. RAPP...................................................................................................11

2.5.1. Riau Fiber .......................................................................................................11

2.5.2. Riau Pulp ........................................................................................................11

2.5.3. Riau Paper ......................................................................................................12

2.5.4. Riau Power .....................................................................................................12

2.6. Keselamatan Kerja ................................................................................................12

2.6.1. Pengertian Sistem dan Manajemen K3 ..........................................................12

2.6.2. Dasar Hukum K3 dan Sistem Manajemen K3 .................................................12

vi

Page 10: PENGUKURAN ALIRAN DENGAN PLATE ORIFICE

Gambar 2.1. Lambang K3.....................................................................................13

2.6.3. Jenis-jenis Kecelakaan Kerja ..........................................................................13

BAB III..................................................................................................................15

3.1. Pengertian Instrumentasi......................................................................................15

Gambar 3.1. Contoh Pengukuran dan Pengaturan secara manual .....................15

3.2. Mesurement (Alat ukur)........................................................................................16

3.2.1. Pengukuran....................................................................................................16

3.2.2. Pemilihan Alat Ukur........................................................................................17

3.2.3. Karakteristik Alat Ukur....................................................................................17

3.2.4. Fungsi Alat Ukur.............................................................................................18

3.2.5. Sistem pengaturan..........................................................................................18

3.3. Differential Pressure Flowmeters (Head Flow Meter)...........................................19

Gambar 3.2. Differential Pressure Flowmeters (DP Flowmeters).........................20

3.3.1. Orifice Plate....................................................................................................21

Gambar 3.3. Sensor Aliran Orifice Plate...............................................................21

3.3.2. venturi tubes..................................................................................................22

Gambar 3.4. Sensor Aliran Pipa Venturi...............................................................22

3.3.3. flow nozzle......................................................................................................22

Gambar 3.5. Flow Nozzles....................................................................................23

3.3.4. Pitot Tubes......................................................................................................24

Gambar 3.6. Pitot Tube........................................................................................24

Gambar 3.7. Averaging Pitot Tube........................................................................25

3.4. Preasure (Tekanan)................................................................................................25

3.5. Flow Measurement (Pengukuran Aliran)...............................................................26

3.6. Transmiter.............................................................................................................27

3.6.1. Pneumatic Transmiter....................................................................................27

Gambar 3.8. Blok Diagram Pneumatic Transmitter..............................................28

vii

Page 11: PENGUKURAN ALIRAN DENGAN PLATE ORIFICE

Gambar 3.9. DP type Flow Transmitter................................................................28

3.6.2. Elektronic Trasmiter.......................................................................................28

Gambar 3.10. Blok Diagram Electronic Transmitter.............................................29

Gambar 3.11. DP Type Flow Transmitter..............................................................29

3.7. Kalibrasi.................................................................................................................30

3.7.1. Tujuan Kalibrasi..............................................................................................30

3.7.2. Manfaat Kalibrasi............................................................................................30

3.7.3. Prinsip Dasar Kalibrasi....................................................................................31

3.7.4. Hasil Kalibrasi..................................................................................................31

3.7.5. Persyaratan Kalibrasi......................................................................................31

3.7.6. Kalibrasi transmitter.......................................................................................32

Gambar 3.12. Pemasangan kalibrasi transmitter.................................................33

3.8. Converting 4 to 20mA Linear Signal to Square Root..............................................34

3.8.1. Mengkonversi pengukuran linier untuk square ekstraksi sinyal 4 - 20mA......35

3.8.2. Mengkonversi square root ekstraksi sinyal 4 - 20mA untuk setiap pengukuran linear........................................................................................................................36

3.9. Control Valve.........................................................................................................36

4.1. Hukum Kontinuitas................................................................................................39

4.2. Hukum Bernoulli....................................................................................................39

4.3. Head Flow Meter...................................................................................................40

4.4. Cara pengukuran laju aliran...................................................................................40

Gambar 4.1. Sistem pengontrolan laju aliran.......................................................40

Gambar 4.2. Blok diagram pengontrolan laju aliran.............................................43

BAB V....................................................................................................................44

5.1. Kesimpulan............................................................................................................44

5.2. Saran.....................................................................................................................45

DAFTAR PUSTAKA............................................................................................46

viii

Page 12: PENGUKURAN ALIRAN DENGAN PLATE ORIFICE

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar belakang

Instrumentasi adalah bagian terpenting dalam sebuah proses di industri,

terdapat dua kegiatan yang merupakan prinsip dasar instrumentasi yaitu mengukur

dan mengatur suatu besaran proses. Dimana kualitas hasil pengukuran akan sangat

menentukan hasil dari pengendalian.

Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi membuat instrumentasi

semakin berkembang dan mempunyai ruang lingkup yang luas. Instrumentasi

diperlukan karena terbatasnya indera manusia sebagai alat ukur. Banyak sekali

parameter yang harus dikendalikan dalam suatu proses. Beberapa diantara nya

yaitu tekanan (pressure), aliran (flow), tinggi permukaan zat cair (level), dan suhu

(temperature).

Pengukuran suatu aliran adalah salah satu bagian terpenting dalam suatu

proses pengontrolan aliran (flow control) Pengukuran ini bertujuan untuk

mengetahui berapa kapasitas fluida yang dialirkan untuk mendapatkan harga

pengukurannya (measurement variable). Aliran pada umumnya diukur

berdasarkan besarnya kecepatan fluida yang melewati luas penampang tertentu.

Karena pengontrolan aliran yang tidak presisi akan mengakibatkan hasil

produksi yang tidak berkualitas, maka penulis dalam penulisan laporan praktek

kerja lapangan kali ini dengan judul FLOW MEASUREMENT DENGAN

HEAD FLOW METER yang dimana penulis akan membahas beberapa bagian

terpenting dalam suatu pengontrolan aliran dan bagaimana pengontrolan aliran

yang tidak presisi akan berpengaruh pada prose flow control (pengontrolan aliran)

dan akan berdampak pada kulitas suatu hasil produksi.

Page 13: PENGUKURAN ALIRAN DENGAN PLATE ORIFICE

2

1.2. Tujuan

Tujuan dari pengukuan aliran (flow measurement) ini sendiri adalah :

1. Mengetahui pengertian pengukuran laju aliran suatu fluida.

2. Mengetahui jenis-jenis pengukuran aliran.

3. Mengetahui persamaan yang digunakan dalam pengukuran laju aliran.

4. Mengetahui metode pengukuran laju aliran.

5. Mengetahui jenis-jenis alat ukur laju alir.

6. Mengetahui aplikasi dalam pengukuran laju aliran.

1.3. Pembatasan Masalah

Dalam penyusunan laporan ini penulis menyajikan judul FLOW

MEASUREMENT DENGAN HEAD FLOW METER, penulis akan membahas

tentang perbadaan tekanan antara dua sisi yang berbeda, karena keterbatasan

kemampuan dan pengetahuan penulis tentang pengukuran aliran, maka

pembahasan akan dibatasi sesuai dengan apa yang penulis ketahui dan di pelajari

di industri.

1.4. Sistematika Pembahasan

Dalam penyusunan laporan kali ini pembahasan akan di bagi menjadi

beberapa bab agar memudahkan dalam pembahasan, penyusunan, serta

memudahkan dalam membaca dan memahaminya. Penyusan laporan ini terdiri

dari 5 (Lima) bab, yaitu sebagai berikut :

BAB I : PENDAHULUAN

Bab ini membahas tentang latar belakang, tujuan, pembatasan masalah, dan

sistematika dari judul yang ditulis.

BAB II : TINJAUAN PERUSAHAAN

Bab ini akan membahas tentang sejarah PT. RAPP, proses produksi,

ketanagakerjaan, keselamatan kerja, dan lingkungan PT. RAPP.

Page 14: PENGUKURAN ALIRAN DENGAN PLATE ORIFICE

3

BAB III : LANDASAN TEORI

Bab ini akan membahas tentang pengertian instrumentasi, pengertian alat

ukur, pengukuran aliran (flow measurement), transmitter dan cara kalibrasinya,

control valve, tekanan (preasure).

BAB IV : PEMBAHASAN

Bab ini membahas tentang diferensial pressure dengan system plate orifice

dan cara kalibrasi transmitter.

BAB V : PENUTUP

Bab ini membahas tentang kesimpulan dan saran dari judul, dasar teori dan

pembahasan.

Page 15: PENGUKURAN ALIRAN DENGAN PLATE ORIFICE

4

BAB II

SEJARAH PERUSAHAAN

2.1. Sejarah Singkat

PT. Riau Andalan Pulp & Paper (PT. RAPP) merupakan perusahaan yang

bergerak dibidang pulp and paper. PT. RAPP didirikan oleh Bapak Sukanto

Tanoto. Yang bernaung dibawah PT. Royal Golden Eagle (PT.RGE). PT.RGE ini

berpusat di Jakarta, yang asetnya melibihi US $4,6 milyar. Group industry ini

pada tahun 1967. Selain berada pada naungan PT. RGE, PT. RAPP juga

tergabung dala Asia Pasific Resources international holding Ltd (APRIL Group).

PT. RGE merupakan salah satu pemegang saham utama APRIL Group yang

memiliki 80 buah anak perusahaan yang terbesar di seluruh mancanegara

termasuk Indonesia.

PT. RAPP mulai didirikan pada tahun 1991 dengan masa pengerjaan proyek

selama 2 tahun dengan investasi awal sebesar 1,3 M dan termasuk penanaman

Modal Asing (PMA). Lokasi pabrik PT.RAPP ini terletak di pangkalan kerinci,

kecamatan Langgam, kabupaten Pelelawan, provinsi Riau. Pada bulan Januari

hingga maret 1992 dilakukan starting-up running test pabrik. Pada tahun 1994

pulp pertama kali diproduksi dan pada tahun 1995 dimulailah masa

commissioning production. Pada tahun 1996 dilakukan survey untuk

pembangunan pabrik kertas yang berada sekitar pabrik pulp. Pada tahun 1996 ini

jumlah produksi pulp rata – rata perharinya 2.000 ton per tahun. Serta pada tahun

1998 PaperOne mulai diperkenalkan. Pada tahun 200, jumlah produksi pulp and

paper mengalami kenaikan mencapai 1.975.000 ton per tahun. Pada tahun 2004-

2006 target sebesar 2.000.000 ton pulp and paper per tahun atau sekitar 5.500 ton

per hari. Hal ini menjadikan PT.RAPP sebagai single line pabrik pulp terbesar di

Asia dan salah satu yang bebiaya terendah di dunia. PT. RAPP. Dalam

menjalankan produksinya memakai tekhnologi Element Clhorine Free (ECF)

pulp yang memnuhi standar mutu lingkungan internasional.

Page 16: PENGUKURAN ALIRAN DENGAN PLATE ORIFICE

5

2.2 Lokasi Pabrik

PT. Riau Andalan Pulp and Paper (PT. RAPP) berlokasi di pangkalan

Kerinci, kecamatan Langgam, kabupaten Pelelawan. Lokasi tersebut berjarak ± 75

km dari Pekanbaru yang merukan ibu kota provinsi Riau. Pabrik PT. RAPP ini

terletak ± 4 km dari sungai Kampar. Sungan Kampar merukan salah satu bagian

terpenting dari proses produksi pulp di PT. RAPP. Hal ini dikarenakan sungai

Kampar merupakan sumber air bagi kelancaran proses produksi, air sanitasi dan

tempat pembuangan limbah yang telahg melalui serangkaian penanganan khusus

sehingga tidak membahayakan bagi lingkungan.

2.3. Visi dan Misi Perusahaan

Setiap perusahaan tentu memiliki keinginan untuk menjadi lebih baik

kedepannya, hal itu tertuang kedalam visi perusahaan. PT. RAPP memiliki visi

sebagai berikut :

“To be one of largest, best managed and most profitable fiber, pulp and paper

companies in the world which is the preferred supplier to our costomer and the

preferred company to our people.”

Visi ini mencerminkan perusahaan yang ingin menjadi salah satu perusahaan

fiber, pulp and paper yang terbesar di dunia, yang memiliki menejemen yang baik

dan paling menguntungkan, selain itu juga dapat memuaskan para pelanggan dan

karyawannya.

Untuk mencapai tujuan tersebut, seluruh unit bisnis yang berada di bawah

PT.RGE memiliki khususnya PT. RAPP memuliki misi sebagai berikut.

1. Membangun dan mengembangkan suatu kelompok usaha regional yang di

kelola suatu international yang terdiri dari professional yang bermotifasi

tinggi dan memiliki komitmen.

2. Menghasilkan pertumbuhan yang bersinambungan dan selalu menjadi

yang terbaik di bidang industry maupun segmen pasar yang dimasuki.

Page 17: PENGUKURAN ALIRAN DENGAN PLATE ORIFICE

6

3. Memaksimalkan hasil perusahaan yang membawa manfaat bagi pihak

yang terkait dengan ikut berpatisipasi dan berkontrobusi pada

pembangunan social ekonomi nasional regional.

Selain visi dan misi diatas, PT. RAPP juga memiliki visi lingkungan grup

APRIL yang tercantum di dalam kebujakan lingkungan, yaitu :

“Menejemen APRIL Riau terpercaya bahwa mengelola potensi resiko

lingkungan yang merupakan bagian inheren dari industry pulp and paper,

memberi kontribusi positif pada kelangsungan usaha dan memberi manfaat bagi

karyawan, pembeli maupun pemangku kepentingan (stakeholders). Kami juga

terpercaya bahwa kebijakan lingkungan yang kuat akan mengurangi dampak

lingkungan yang kuat akan mengurangi dampak lingkungan sekaligus

memaksimalkan keuntungan social ekonomi. Kami percaya bahwa perinsip-

perinsip pencegahan pencemaran dan meminimalisasi limbah, dan melalui

program continual improvement sebagai tujuan perusahaan yang permanen.”

Salah satu penerapan visi ini adalah ketertiban seluruh karyawan, melalui

unitnya masing-masing dapat mengajukan gagasan-gagasan guna untuk

meningkatkan kinerja perusahaan (continual improvement). Gagasan tersebut

dilombakan, dipilih yang terbaik dan penegasannya diberi penghargaan, sehingga

continual improvement itu menjadi kanyataan.

2.4. Proses Produksi

2.4.1. Produksi Pulp

Kayu yang telah dipanen dimasukkan ke dalam Barking Drum untuk proses

pengupasan kuli kayu. Barking Drum merupakan tabung yang berputar, sehingga

kayu yang berada di dalamnya juga akan berputar. Putaran ini menyebabkan

kayu-kayu didalamnya bergesekan sehingga kulit kayu akan terkelupas. Kulit

kayu ini tidak baik baik untuk diolah menjadi pulp karena sulit untuk diputihkan.

Kulit kayu (bark) ini kemudian dikumpulkan di bark storage yang nantinya

digunakan sebagai bahan bakar power boiler.

Page 18: PENGUKURAN ALIRAN DENGAN PLATE ORIFICE

7

Kayu yang telah dibersihkan dari bark selanjutnya dimasukkan ke chipper, di

dalam chipper terdapat 12 mata pisau yang selalu dijaga ketajamannya. Pisau-

pisau ini akan mencincang kayu yang sebelumnya memiliki panjang sekitar 3-4 m

dan diameter sekitar 30 cm hingga menjadi chip. Chip-chip ini akan lebih cepat

masak daripada kayu gelondongan dalam proses pemasakan (cooking). Hal ini

disebabkan karena ukuran chip yang jauh lebih kecil, yaitu sekitar 45 x 8 mm.

sehingga bahan kimia yang dicampurkan akan mudah diserap oleh chip.

Chip-chip tersebut kemudian dimasak di digester dengan mencampurkan

bahan kimia white liquor dan sumber panas dari steam. Proses ini berlangsung

selama 4 jam. Selama proses pemasakan, lignin pada kayu akan terlepas dan

bercampur dengan white liquor, sehingga white liquor berubah menjadi black

liquor.

Proses pemasakan selesai, pulp masuk ke tahapan pencucian. Tujuan untuk

memisahkan pulp dengan black liquor. Dalam proses ini pulp dicuci sebanyak 3

tahap, dimana setiap tahap memiliki cara yang sama yaitu bilas dan press. Untuk

proses washing selanjutnya air yang digunakan pada bilasan tahap ketiga akan

digunakan pada tahapan ke dua. Air yang digunakan pada bilasan kedua akan

digunakan untuk bilasan tahap pertama. Air yang digunakan pada bilasan pertama

akan dialirkan ke evaporator untuk diolah kembali, karena cairan pada bilasan

pertama paling banyak mengandung black liquor. Black liquor ini nantinya

digunakan sebagai bahan bakar di recovery boiler. Proses evaporasi di evaporator

untuk meningkatkan kosentrasi black liquor.

Tahap selanjutnya pulp masuk ke proses screaning untuk memisahkan antara

pulp dan chip yang belum masak. Pada proses ini pulp disaring berdasarkan

ukuran dan berat. Chip yang belum masak akan dimasak kembali dengan chip-

chip yang baru. Chip yang sudah menjadi pulp akan diteruskan ke proses oxygen

delignification untuk menghilangkan lignin yang masih tersisa di dalam pulp.

Setelah itu, pulp dicuci kembali untuk membersihkan pulp dari bahan-bahan

kimia.

Page 19: PENGUKURAN ALIRAN DENGAN PLATE ORIFICE

8

Sampai di proses oxygen delignification pulp masih berwarna cokelat.

Sehingga bahan baku pembuatan kertas, pulp harus diputihkan. Untuk

meningkatkan derajat keputihan, pulp dimasukkan ke proses bleaching. Hingga

diperoleh 80% - 90% ISO bleaching.

Pulp yang sudah mencapai derajat keputihan yang telah ditentukan,

selanjutnya masuk ke pulp dryer. Ketika masuk ke proses ini pulp dalam kondisi

basah. Pulp basah ini dibentangkan pada sebuah karpet (proses forming).

Kemudian pulp di press hingga diperoleh ketebalan yang ditentukan, pulp tersebut

dikeringkan dengan cara memberikan steam pada permukaan pulp. Proses yang

terakhir adalah cutting. Pulp yang sudah kering dipotong dengan ukuran 837 x

800 mm. Tumpukan pulp yang telah dipotong tersebut kemudian di press agar

diperoleh ukuran yang memudahkan dalam proses pengangkutan. Selanjutnya

pulp-pulp tersebut siap untuk dijual atau diolah menjadi kertas.

2.4.2. Produksi Paper

Pulp yang telah dihasilkan merupakan bahan baku dalam pembuatan kertas.

Pada proses awal serat kayu yang terdapat pada pulp digiling agar serat-serat yang

terdapat pada pulp saling berkaitan. Serat yang dihasilkan dari dari kayu akasia

merupakan serat pendek. Untuk meningkatkan kualitas kertas, serat akasia

tersebut digabung dengan serat panjang yang diimpor. Gabungan serat-serat

tersebut masih terdapat rongga-rongga diantara serat yang membuat kertas tidak

padat. Oleh karena itu, pada rongga-rongga tersebut dimasukkan filler.

Perbandingan komposisi kertas adalah 80% serat (90% serat pendek dan 10%

serat panjang) dan 20% filler.

Proses kedua, permukaan kertas diberikan tepung tapioka agar permukaan

kertas menjadi mulus. Selain itu, lapisan tapioka juga akan menjaga tinta di dalam

kertas tidak menyebar.

Proses terakhir adalah pemotongan kertas. Kertas yang telah jadi masih

berupa gulungan sebesar 8,6 m. kertas ini kemudian dipotong menjadi ukuran roll,

Page 20: PENGUKURAN ALIRAN DENGAN PLATE ORIFICE

9

folio, dan cut size. Perbandingan presentasi yang diproduksi adalah 50% ukuran

cut size, 25% roll, dan 25% folio. Selanjutnya kertas-kertas ini siap dipasarkan.

2.4.3. Produksi Air

Air dari sungai Kampar dipompakan menuju cascade aerator. Bagian ini

berfungsi agar terjadi proses pengendapan di Reactived Clarifier (RC) nantinya.

Namun proses ini tidak memiliki pengaruh yang besar. Sehingga air dari proses

ini hanya diteruskan ke RC 1 dan 2. Sedangkan RC 3 dan 4 berisi air yang

dipompakan langsung dari sungai Kampar.

Dalam reactivated control terjadi proses pengendapan lumpur yang dibawa

oleh air sungai. Untuk mengendapkan zat-zat tersebut dimasukkan bahan kimia ke

dalam reactivated control sehingga diperoleh air yang jernih, berkadar besi

rendah, dan kandungan organisme rendah. Air masuk ke Sand Filter Bed (SFB).

Pada proses ini disaring untuk menghilangkan partikel-partikel kotoran

menggunakan pasir. Setelah itu air ditampung di water basin dan siap untuk

didistribusikan ke town site, mill, dan hydrant.

2.4.4. Produksi Demineralization Plant

Air yang digunakan untuk menghasilkan steam harus diproses lagi di

Demineralization Plant (Demin Plant). Pada proses ini seluruh kandungan

mineral pada air dihilangkan. Tujuannya adalah agar mineral-mineral tersebut

tidak menempel pada dinding pipa dan sudu-sudu turbin.

Demin Plant air melewati 5 proses. Proses pertama air dari water basin

masuk ke “Activated Carbon Filtered” (ACF). Proses terjadi akibat proses

deklorinasi dari filtered water. Diperoleh air yang bebas klorin untuk unit penukar

ion (ion exchange). Klorin merupakan oksidan kuat yang dapat merusak resin

penukar ion yang mahal harganya.

Selanjutnya air masuk ke “Strong Acid Cation” (SAC). Proses ini bertujuan

untuk menukar seluruh ion positif (anion) yang terdapat dalam air seperti

Page 21: PENGUKURAN ALIRAN DENGAN PLATE ORIFICE

10

kalsium,magnesium, dan besi dengan ion hydrogen dan resin kation untuk

membentuk senyawa asam (acid).

Air dari SAC masih mengandung senyawa free mineral acid dan carbonic

acid yang berdisosiasi menjadi karbondioksida untuk melepas gas CO2 ke udara,

air masuk ke “Degasser Tower”, Tujuan pelepasan CO2 adalah untuk mereduksi

tugas resin anion dari Strong Base Anion (SBA) dan juga konsumsi caustic soda.

Kemudian air masuk ke SBA untuk menukar seluruh mineral acid dan silica yang

terdapat di dalam air dengan ion hidroksida.

Proses yang terakhir adalah Mix Bed Units (MB). Sesuai dengan namanya

MB merupakan tempat terjadinya pencampuran antara resin anion dan kation. Air

yang keluar dari MB merupakan air yang bebas mineral, kadar silica rendah dan

memiliki conductivity sehingga dapat digunakan sebagai umpan boiler.

2.4.5. Produksi Steam

Steam adalah uap air yang jenuh sehingga tidak mengandung air lagi atau

juga bisa disebut dengan uap kering. Di RPE ada 2 bagian penghasil steam yaitu

Power Boiler dan Recovery Boiler. Secara umum proses produksi steam pada

kedua boiler adalah sama. Namun power boiler dirancang hanya untuk

menghasilkan steam. Sedangkan recovery boiler dirancang untuk dapat

menghasilkan steam dan green liquor dari sisa pembakaran black liqour. Dari sisi

bahan bakar yang digunakan juga berbeda. Power boiler menggunakan kulit kayu

(bark) dan batu bara (coal) sebagai bahan bakar. Sedangkan recovery boiler

menggunakan black liquor sebagai bahan bakar.

Tahap awal proses produksi steam dimulai dari air mill condensate dan air

hasil olahan Demin Plant masuk ke Feed Water Tank (FWT) untuk dinaikkan pH

nya menjadi basa. Tujuannya untuk mencegah pipa-pipa yang dilalui oleh air dan

steam jadi korosi. Selain itu, kandungan oksigen di dalam air juga harus

dilepaskan ke udara untuk mencegah terjadinya korosi dan timbulnya gelembung-

gelembung yang menyebabkan terjadinya tumbukan antar gelembung sehingga

Page 22: PENGUKURAN ALIRAN DENGAN PLATE ORIFICE

11

dapt mengakibatkan pembengkokan pipa. Karena feed water (air umpan boiler)

dipompakan ke economizer dengan tekanan tinggi. Di FWT suhu air sudah mulai

dinaikkan menjadi sekitar 135 C.

Tahap selanjutnya dari feed water masuk ke economizer untuk menaikkan

suhu sebelum masuk ke steam drum. Tujuannya untuk mencegah terjadinya

pengeroposan pipa yang diakibatkan karena perbedaan suhu yang terlalu tinggi

anatara FWT dan steam drum. Di sini suhu feed water meningkat menjadi 150o C

Steam drum merupakan tempat penampungan feed water sementara di boiler

sebelum feed water dijadikan steam, dari steam drum, feed water dialirkan ke

dasar dan dinding-dinding ruang pembakaran (furnance) melalui pipa-pipa lalu

kembali lagi ke steam drum, sehingga feed water berubah menjadi steam. Pada

steam drum, steam berada pada bagian atas dan feed water berada pada bagian

bawah.

Tahapan dari steam drum, steam masuk ke tahapan pemanasan lanjutan yaitu

dari primary superheater 1 dilanjutkan ke primary superheater 2, kemudian ke

secondary superheater dan yang terakhir ke tertiery superheater, setelah dicapai

steam kering dengan suhu sekitar 400 C dan tekanan sekitar 84 bar, steam

dimasukkan ke steam header yang akan digunakkan untuk keperluan proses-

proses produksi.

2.5. Lingkup PT. RAPP

Bagian mill PT. RAPP terdiri dari 4 business unit, yaitu :

2.5.1. Riau Fiber

Riau Fiber merupakan business unit yang menangani asupan bahan baku

kayu ke pabrik. Mulai dari pembibitan akasia, perawatan, panen, pengupasan kulit

kayu (barking) hingga pencincangan kayu (chipping)

2.5.2. Riau Pulp

Business unit ini menangani proses produksi pulp. Mulai dari pemasakan

chip-chip di Digester, Washing, Screening, Oxygent Delignification, Bleaching,

Page 23: PENGUKURAN ALIRAN DENGAN PLATE ORIFICE

12

hingga Pulp Dryer dan pengolahan limbah. Selain itu, Riau Pulp juga

menghasilkan black liquor yang digunakan sebagai bahan bakar recovery boiler di

Riau Power.

2.5.3. Riau Paper

Riau Paper disebut juga dengan Riau Andalan Kertas (RAK) merupakan

business unit yang menangani proses produksi kertas. Mulai dari Stock

Preparation, Forming Section, Dryer Section, Sym-sizer Section, Calendar, Optic

Reel hingga Finishing.

2.5.4. Riau Power

Riau Power disebut juga dengan Riau Prima Energi (RPE) merupakan

business unit yang menangani air,steam,listrik dan pengolahan weak black liquor

(WBL) menjadi high black liquor (HBL). Selain itu, Riau Power juga

menghasilkan green liqour dari hasil pembakaran black liqour di recovery boiler,

green liquor ini akan diolah menjadi white liqour yang digunakan sebagai bahan

campuran untuk memasak chip.

2.6. Keselamatan Kerja

2.6.1. Pengertian Sistem dan Manajemen K3

Keselamatan kerja adalah segala kegiatan untuk menjamin dan melindungi

keselamatan dan kesehatan tenaga kerja melalui upaya pencegahan kecelakaan

kerja dan penyakit akibat kerja. Sedangkan sistem manajemen K3 adalah bagian

dari sistem manajemen perusahaan secara keseluruhan dalam rangka pengendalian

resiko yang berkaitan dengan kegiatan kerja guna terciptanya tempat kerja yang

aman, efisien, dan produktif.

2.6.2. Dasar Hukum K3 dan Sistem Manajemen K3

Dasar hukum K3 adalah UU No. 13 Tahun 2003 pasal 86-87, UU No. 1

Tahun 1970 (mencakup pembinaan pasal 9, kewajiban dan hak tenaga kerja pasal

12, kewajiban bila masuk kerja pasal 13, dan kewajiban pengurus pasal 14), UU

No.14 Tahun 1969 (mencakup perlindungan tenaga kerja pasal 9 dan norma

Page 24: PENGUKURAN ALIRAN DENGAN PLATE ORIFICE

13

perlindungan tenaga kerja pasal 10), dan UU No.3 Tahun 1992. Penerapan sistem

manajemen K3 diatur dalam Peraturan Pemerintah Nomor 50 Tahun 2012.

K3 memiliki lambang berbentuk palang dilingkari roda bergerigi sebelas

berwarna hijau di atas dasar putih seperti Gambar 1.

Gambar 2.1. Lambang K3

Arti dan makna lambang :

Palang : bebas dari kecelakaan dan sakit akibat kerja

Roda gigi : bekerja dengan kesegaran jasmani dan rohani

Warna putih : bersih,suci

Warna hijau : selamat, sehat, dan sejahtera

Sebelas gerigi roda : 11 Bab dalam UU No. 1 tahun 1970 tentang

Keselamatan Kerja

2.6.3. Jenis-jenis Kecelakaan Kerja

jenis-jenis kecelakaan kerja yang terjadi di area pabrik seperti:

a. Near-miss

Kecelakaan hampir nyaris celaka. Jenis kecelakaan yang sering terjadi akibat

dari kecelakaan near-miss tersebut adalah adanya terjepit, terpleset, terjatuh,

tersandung, dan tersengat arus listrik.

Page 25: PENGUKURAN ALIRAN DENGAN PLATE ORIFICE

14

b. Property damage

Kejadian yang tidak diinginkan dan dapat menyebabkan kerusakan terhadap

bahan, mesin, atau alat. Kejadian yang menyebabkan kecelakaan tersebut adalah

penyimpanan material dan alat yang tidak sesuai dengan tempatnya.

c. First Aid Injury

Kecelakaan yang secara normal yang diperlakukan sebagai pertolongan

pertama dengan menggunakan bantuan di kotak P3K. sebagai pertimbangan

pertolongan dokter juga bisa diklasifikasikan sebagai first aid untuk luka-luka

ringan.

d. Medical treatment injury

Kecelakaan yang membutuhkan pertolongan oleh dokter yang spesifik.

Namun pekerja yang cedera dapat melanjutkan pekerjaan pada hari shift kerja

berikutnya. Jenis kecelakaan yang sering terjadi adalah terhirup atau tertelan zat

kimia.

e. Lost time injury

Kecelakaan kerja yang mengakibatkan karyawan yang cedera tidak mampu

untuk melakukan pekerjaan rutin setelah hari kecelakaan kerja terjadi.

f. Fatality

Kematian yang diakibatkan oleh kecelakaan kera.

Page 26: PENGUKURAN ALIRAN DENGAN PLATE ORIFICE

15

BAB III

DASAR TEORI

3.1. Pengertian Instrumentasi

Terdapat beberapa pendapat yang menyatakan tentang definisi Instrumentasi,

tetapi pada dasarnya mengarah pada pengertian yang sama.

“Instrumentation is the technology of using device to measure and control

variable process with the physical and chemical properties of material “

Secara bahasa, instrument adalah alat, sedangkan instrumentasi adalah

peralatan. Sementara intrumentasi industri yaitu peralatan yang berada di industri.

Secara therminologis definisi instrumentasi diatas dapat diartikan adalah Ilmu

yang mempelajari tentang pengunaan peralatan atau instrument untuk mengukur

dan mengatur suatu besaran baik kondisi fisis maupun kimianya

Dari definisi tersebut jelas bahwa dalam instrumentasi terdapat dua kegiatan

yang merupakan prinsip dasar instrumentasi yaitu mengukur dan mengatur suatu

besaran. Dimana kualitas hasil pengukuran akan sangat menentukan hasil dari

pengendalian.

Gambar 3.1. Contoh Pengukuran dan Pengaturan secara manual

Page 27: PENGUKURAN ALIRAN DENGAN PLATE ORIFICE

16

3.2. Mesurement (Alat ukur)

Di dalam pemilihan alat ukur aliran (flow measuring device), berikut kondisi-

kondisi yang sangat berpengaruh dan harus diketahui untuk perhitungan, antara

lain :

1. Ukuran pipa dimana laju aliran diukur (Line Size).

2. Daerah laju aliran (Range of flow rates) ; maximum, normal dan

minimum.

3. Karakteristik fluida (fluid properties) :

• Pressure

• Temperature

• Viscosity

• Specific gravity at standard and flowing conditions

• Compressibility

• Molecular weight (for gases and vapors)

• Steam quality (for steam)

4. Pengaruh korosif (untuk membantu didalam pemilihan material).

5. Apakah aliran yang diukur adalah aliran yang stabil atau aliran fluktuasi.

3.2.1. Pengukuran

Pengukuran adalah suatu tindakan untuk mengetahui atau menentukan harga

dari suatu keadaan benda dalam hal sifat maupun kimianya. Sedangkan sistem

pengukuran adalah sistem yang mengambil perubah yang diukur dari objek yang

diukur sebagai suatu sinyal dan mengubahnya kedalam bentuk yang mudah

dimengerti pengamat.

Yang perlu diperhatikan dalam kegiatan pengukuran ialah :

1. standar yang dipakai harus mempunyai ketelitian yang sesuai dengan

kebutuhan dan standar yang dapat diterima secara umum.

2. serta dalam tata cara pengukurannya, alat-alat yang digunakan harus

memenuhi persyaratan. Dengan demikian, hasil pengukuran akan

menentukan kualitas dari hasil pengaturan.

Page 28: PENGUKURAN ALIRAN DENGAN PLATE ORIFICE

17

3.2.2. Pemilihan Alat Ukur

Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam memilih alat ukur antara lain

adalah:

• Jenis besaran proses yang akan diukur.

• Daerah kerja dari besaran proses.

• Fungsi tambahan dari alat ukur.

• Ketelitian dan ketepatan dalam pengukuran.

• Kepekaan dari alat ukur.

• Kecepatan tanggap.

• Kemungkinan bahaya dari proses.

• Keandalan dan pemeliharaan alat ukur.

• Masalah instalasi, pemipaan, dan perangkaian.

3.2.3. Karakteristik Alat Ukur

Dalam pemilihan alat ukur perlu diperhatikan juga mengenai karakteristik

dari alat ukur, yaitu :

a. Karakteristik statis adalah hal-hal yang harus diperhatikan bila alat ukur

dipergunakan untuk mengukur suatu besaran yang tidak tergantung pada waktu.

Yang termasuk karakteristik statis adalah :

• Ketelitian (precition) adalah derajat dekat tidaknya hasil yang ditunjukan

terhadap harga sebenarnya.

• Ketepatan (accuracy) adalah derajat dekat tidaknya hasil pengukuran yang

satu dengan yang lainnya.

• Kepekaan (sensitivity) adalah menyatakan berapa besarnya harga

pengukuran untuk setiap satuan harga sinyal input. Sinyal input yang

paling kecil yang memberikan sinyal output dan dapat diukur dinamakan

sensitivitas alat ukur.

• Kesalahan (error) adalah penyimpangan variable yang diukur dari harga

sebenarnya.

Page 29: PENGUKURAN ALIRAN DENGAN PLATE ORIFICE

18

• Daerah ukur (range) adalah daerah dimana hasil pengukuran memenuhi

syarat.

• Span, yaitu selisih harga maksimum dan harga minimum.

b. Karakteristik dinamis adalah menyatakan bagaimana kecepatan mangadakan

perubahan dari suatu kedudukan ke kedudukan yang baru. Yang termasuk

karakteristik dinamis adalah:

• Sensitivity ( kepekaan/kecepatan tanggap ) adalah kecepatan alat ukur

mengikuti perubahan-perubahan dari harga besaran yang diukur.

• Responsibility adalah kecepatan dari suatu alat ukur untuk menunujukan

harga yang baru yang tepat pada saat terjadi perubahan.

3.2.4. Fungsi Alat Ukur

Maksud dari pengukuran adalah menentukan nilai atau harga suatu keadaan.

Alat ukur ini tidak hanya menujukkan tetapi dapat memberi sinyal atau mencatat

harga yang diukur. Menurut fungsinya alat ukur dapat digolongkan menjadi:

• Pemancar artinya alat ukur memberikan informasi dari besaran yang

diukur sampai titik yang dikehendaki.

• Pemberi sinyal artinya alat ukur ini hanya berfungsi untuk memberi tanda

atau sinyal jika suatu keadaan telah tercapai.

• Pencatat artinya alat ukur ini hanya memberikan suatu catatan hasil suatu

pengukuran.

• Perekam artinya alat ukur ini memberikan data yang tercatat dibandingkan

waktu.

• Penunjuk artinya alat ukur ini terdiri dari skala yang telah dikalibrasi dan

jarum penunjuk.

3.2.5. Sistem pengaturan

Pengaturan secara bahasa sama artinya dengan pengendalian atau

pengontrolan. Pengaturan dalam ilmu instrumentasi industri diartikan sebagai

Page 30: PENGUKURAN ALIRAN DENGAN PLATE ORIFICE

19

upaya untuk mengkondisikan suatu zat atau besaran agar sesuai dengan yang di

inginkan, baik secara fisika atau pun sevara kimia.

Pada dasarnya pengaturan dari suatu besaran baik yang mengatur sifat fisika

maupun kimia dapat dibagi kedalam dua bagian, yaitu :

• Pengaturan manual

• Pengaturan otomatis

Dalam sistem pengaturan terdapat beberapa istilah yang sering digunakan,

diantaranya :

1. Proses, adalah gabungan dari peristiwa yang terjadi pada suatu temoat dan

dikendalikan oleh suatu alat dimana suatu besaran di control.

2. Setpoint (SP), adalah referensi atau input yang diberikan dimana input ini

merupakan harga yang di inginkan dari Control Variable.

3. Control Variable (CV), adalah besaran keluaran proses yang harus di

kontrol.

4. Measured Variable / Control Point (CP), adalah harga yang terukur dari

Controled Variable.

5. Error (e), adalahn selisih atau perbedaan antara set point (SP) dengan

Control Point (CP), Persamaanya “e = SP – CP”.

6. Controller Output, adalah keluaran dari kontroler yang berfungsi untuk

mengatur Control Variable (CP) mendekati setpoint (SP).

7. Manipulated Variable, adalah besaran yang diatur oleh lemen pengatur

akhir final control elemen (FCE).

8. Final Control Elemen, adalah instrumen yang menggunakan sinyal output

kontroller untuk mengatur manipulated variable.

3.3. Differential Pressure Flowmeters (Head Flow Meter)

Prinsip operasi Differential Pressure Flowmeters (DP Flowmeters) di

dasarkan pada persamaan Bernoulli yang menguraikan hubungan antara tekanan

dan kecepatan pada suatu aliran fluida. Alat ini memandu aliran ke dalam suatu

Page 31: PENGUKURAN ALIRAN DENGAN PLATE ORIFICE

20

penghalang aliran (yang mempunyai lubang dengan diameter yang berbeda

dengan diameter pipa), sehingga menyebabkan perubahan kecepatan aliran (flow

velocity) dan tekanan (pressure) antara sisi upstream dan downstream dari

penghalang. Dengan mengukur perubahan tekanan tersebut, maka kecepatan

aliran dapat dihitung.

Gambar 3.2. Differential Pressure Flowmeters (DP Flowmeters)

Kelebihan :

• Biaya pengadaannya awal : rendah ~ sedang

• Dapat digunakan di dalam cakupan luas (hampir semua phase fluida dan

kondisi aliran).

• Strukturnya kokoh dan sederhana

Kekurangan :

• Rugi tekanan (pressure drop) : sedang ~ tinggi.

Berbagai jenis primary element yang tersedia dipasaran untuk DP flowmeters

antara lain : orifice plates, venturi tube, flow nozzle, pitot tube, dll. Jenis yang

Page 32: PENGUKURAN ALIRAN DENGAN PLATE ORIFICE

21

paling banyak digunakan adalah orifice plate, namun element lain menawarkan

beberapa kelebihan untuk aplikasi tertentu.

3.3.1. Orifice Plate

Sensor aliran Orifice Plate merupakan salah satu jenis sensor yang digunakan

untuk mengukur aliran fluida dengan konsep pengukuran perbedaan tekanan. Alat

ukur dengan Sensor Aliran Orifice Plate terdiri dari pipa dimana dibagian

dalamnya diberi pelat berlubang lebih kecil dari ukuran diameter pipa.

Gambar 3.3. Sensor Aliran Orifice Plate

Kelebhan :

• Konstruksi sederhana

• Ukuran pipa dapat dibuat persis sama dengan ukuran pipa sambungan.

• Harga pembuatan alat cukup murah

• Output cukup besar

Kekurangan :

• Jika terdapat bagian padat dari aliran fluida, maka padat bagian tersebut

akan terkumpul pada bagian pelat disisi inlet.

• Jangkauan pengukuran sangat rendah

Page 33: PENGUKURAN ALIRAN DENGAN PLATE ORIFICE

22

• Dimungkinkan terjadinya aliran Turbulen sehingga menyebabkan

kesalahan pengukuran jadi besar karena tidak mengikuti prinsip aliran

Laminer.

• Tidak memungkinkan bila digunakan untuk mengukur aliran fluida yang

bertekanan rendah.

3.3.2. venturi tubes

Bentuk lain dari pengukuran aliran menggunakan metode pengukuran beda

tekanan adalah mengunakan pipa venture. Pada pipa venture, pemercepat aliran

fluida dilakukan dengan cara membentuk corong sehingga aliran masih dapat

dijaga agar tetap laminar.

Gambar 3.4. Sensor Aliran Pipa Venturi

Kelebihan :

• Partikel padatan masih melewati alat ukur

• Kapasitas aliran cukup besar

• Pengukuran tekana lebih baik dibandingkan orifice plate

• Tahan terhadapa gesakan fluida

Kekurangan :

• Ukuiran menjadi lebih besar

• Lebih mahal dari orifice plate

• Beda tekanan yang ditimbulkan menjadi lebih kecil dari orifice plat

3.3.3. flow nozzle

Page 34: PENGUKURAN ALIRAN DENGAN PLATE ORIFICE

23

Alat ini terdiri dari bagian yang berbentuk lonceng dengan profile ellips

diikuti dengan leher silindris dan diletakkan di dalam pipa untuk merubah bidang

aliran sehingga menghasilkan penurunan tekanan (pressure drop) untuk digunakan

menghitung flow velocity.

Gambar 3.5. Flow Nozzles

Page 35: PENGUKURAN ALIRAN DENGAN PLATE ORIFICE

24

Kelebihan :

• Pressure loss lebih rendah dibandingkan orifice plate.

• Dapat digunakan untuk fluida yang mengandung padatan (solids).

Kekurangan :

• Terbatas pada ukuran pipa di bawah 6 “.

• Harga lebih tinggi dibanding dengan orifice.

3.3.4. Pitot Tubes

Sebuah probe dengan open tip (pitot tube) dimasukkan ke dalam suatu bidang

aliran (flow), dimana tip tersebut sebagai titik stationary (zero velocity) dari flow.

Tekanan nya, dibandingkan dengan tekanan statis dan digunakan untuk

mengkalkulasi kecepatan aliran (flow velocity) Pitot tabung dapat mengukur flow

velocity pada titik pengukuran.

Gambar 3.6. Pitot Tube

Page 36: PENGUKURAN ALIRAN DENGAN PLATE ORIFICE

25

Gambar 3.7. Averaging Pitot Tube

Kelebihan :

• Tidak ada pressure loss.

Kekurangan :

• Akurasi kurang.

• Tidak direkomendasikan untuk fluida yang kotor dan lengket.

• Sensitif pada gangguan pada hulu (upstream)

3.4. Preasure (Tekanan)

Tekanan terjadi karena adanya gaya yang bekerja terhadap suatu bidang

luasan. Karena itu tekanan dinyatakan sebagai Gaya yang bekerja pada suatu

Satuan Luas. Pada bagian ini akan ditinjau beberapa prinsip pengukuran tekanan

yang biasa digunakan di industri proses.

Alat ukur tekanan disebut sebagai Manometer. Berbagai macam nama dan

tipe manometer yang terdapat di industri proses, bergantung pada prinsip kerja,

jenis fluida yang diukur serta kebutuhan penggunaannya. Pada umumnya tekanan

fluida yang diukur di industri proses adalah cairan dan gas.

Sesuai dengan definisi dari tekanan di atas, terdapat 4 terminologi penting

yang biasa digunakan tentang ukuran atau pengukuran tekanan, yaitu :

a. Absolute Pressure (Tekanan Absolut)

Page 37: PENGUKURAN ALIRAN DENGAN PLATE ORIFICE

26

Gaya yang bekerja pada satuan luas, tekanan ini dinyatakan dan diukur

terhadap tekanan NOL.

b. Gauge Pressure (Tekanan Relatif)

Tekanan yang dinyatakan dan diukur relatif terhadap tekanan atmosfer. Jadi

tekanan relatif adalah selisih antara tekanan absolut dengan tekanan atmosfer

(1 atmosfer = 760 mmHg = 14.7 psig).

c. Vacum Pressure (Tekanan Hampa)

Tekanan yang lebih rendah dari tekanan atmosfer.

d. Differential Pressure (Tekanan Differential)

Tekanan yang diukur terhadap tekanan yang lain.

3.5. Flow Measurement (Pengukuran Aliran)

Pengukuran laju aliran adalah salah satu yang terpenting dalam proses Flow

control. Pengukuran ini bertujuan untuk mengetahui berapa kapasitas fluida yang

dialirkan untuk mendapatkan harga pengukurannya (measurement variable).

Aliran pada umumnya diukur berdasarkan besarnya kecepatan fluida atau gas

yang melewati luas penampang tertentu, dengan rumus :

QV = A x V

dimana :

QV : laju aliran (m3 / det)

A : luas penampang dari pipa (m2)

V : kecepatan fluida (m / det)

Empat faktor penting dalam pengukuran aliran fluida dalam pipa adalah :

• Kecepatan fluida

• Friksi/gesekan fluida dengan pipa

• Viskositas/kekentalan fluida

• Densitas/kerapatan fluida

Page 38: PENGUKURAN ALIRAN DENGAN PLATE ORIFICE

27

Banyak alat-alat yang dapat digunakan untuk mengukur aliran fluida.

Flowmeter dapat dibagi dalam 4 grup umum, yaitu :

• positive displacement meters

• head meters

• velocity meters

• mass meters

3.6. Transmiter

Transmitter adalah suatu peralatan instrument yang dapat merubah sinyal

yang berasal dari instrument ukur (sensor atau detector) menjadi bentuk sinyal

yang dapat diterima oleh indicator, recorder dan controller.

3.6.1. Pneumatic Transmiter

Cara kerja adalah jika tekana input pada meter body naik, maka pada batang

torsi (torque rod) akan terjadi kenaikan torsi. Primary beam yang dihubungkan

langsung ke batang torsi mengakibatkan buffle (flapper) menutup nozzle. Pada

nozzle terjadi tekanan balik, tekanan balik dari nozzle ini diperkuat oleh amplifier

(pilot relay) dan relay output akan mengirimkan sinyal yang telah diperkuat ke

receiver (receiver bellows) ataupun instrument lainnya berupa optional external

devices. Dalam waktu yang sama, tekanan balik ini juga masuk ke feedback

capsul. Kenaikan tekanan output dalam feedback capsul memberikan gaya

feedback ke secondary beam, dan melalui span rider, gaya tersebut menekan

primary beam untuk menggerakkan buffle menjauhi nozzle. Dalam umpan balik

loop tertutup akan terjadi gaya perlawanan untuk menghambat / melawan gaya

akibat tekanan balik dari nozzle. Pada akhirnya tekanan sinyal output akan

sebanding dengan nilai proses variable yang diukur.

Page 39: PENGUKURAN ALIRAN DENGAN PLATE ORIFICE

28

Gambar 3.8. Blok Diagram Pneumatic Transmitter

(Foxboro Model 13A, 13H, 15A)

Gambar 3.9. DP type Flow Transmitter

3.6.2. Elektronic Trasmiter

Transmitter elektronik juga mempunyai mekanisme umpan balik pada

sistemkeseimbangan gaya untuk mendapatkan ketelitian dan stabilitas yang tinggi.

Sistem ini menjaga tetap suatu keseimbangan gaya antara input dan output. Input

sinyal atau variable proses dirubah kedalam suatu gaya melalui input transfer

element, output sinyal listrik juga suatu gaya akibat dari feedback transfer

element. Output akan berubah, yang disebabkan berubahnya beban, akibatnya

keseimbangan dari mekanisme transmitter akan berubah. Jika hal ini terjadi, maka

system akan menjadi seimbang kembali melalui mekanisme umpan balik

sebagaimana elemen detektor mendeteksi terjadinya kesalahan. Setiap transfer

Page 40: PENGUKURAN ALIRAN DENGAN PLATE ORIFICE

29

element mempunyai karakteristik yang linear dan oleh karena itu output juga

linear dan seimbang dengan sinyal input.

Gambar 3.10. Blok Diagram Electronic Transmitter

(Yokogawa Model EJA110A)

Gambar 3.11. DP Type Flow Transmitter

Page 41: PENGUKURAN ALIRAN DENGAN PLATE ORIFICE

30

3.7. Kalibrasi

Setiap instrumen ukur harus dianggap tidak cukup baik sampai terbukti

melalui kalibrasi dan atau pengujian bahwa instrumen ukur tersebut memang baik.

Menurut ISO/IEC Guide 17025:2005 dan Vocabulary of International Metrology

(VIM) adalah serangkaian kegiatan yang membentuk hubungan antara nilai yang

ditunjukkan oleh instrumen ukur atau sistem pengukuran, atau nilai yang diwakili

oleh bahan ukur, dengan nilai-nilai yang sudah diketahui yang berkaitan dari

besaran yang diukur dalam kondisi tertentu.

Kalibrasi adalah kegiatan untuk menentukan kebenaran konvensional nilai

penunjukkan alat ukur dan bahan ukur dengan cara membandingkan terhadap

standar ukur yang mampu telusur (traceable) ke standar nasional maupun

internasional untuk satuan ukuran dan/atau internasional dan bahan-bahan acuan

tersertifikasi.

3.7.1. Tujuan Kalibrasi

1. Mencapai ketertelusuran pengukuran. Hasil pengukuran dapat

dikaitkan/ditelusur sampai ke standar yang lebih tinggi/teliti (standar

primer nasional dan / internasional), melalui rangkaian perbandingan yang

tak terputus.

2. Menentukan deviasi (penyimpangan) kebenaran nilai konvensional

penunjukan suatu instrument ukur.

3. Menjamin hasil-hsil pengukuran sesuai dengan standar Nasional maupun

Internasional.

3.7.2. Manfaat Kalibrasi

1. Menjaga kondisi instrumen ukur dan bahan ukur agar tetap sesuai dengan

spesefikasinya

2. Untuk mendukung sistem mutu yang diterapkan di berbagai industri pada

peralatan laboratorium dan produksi yang dimiliki.

3. Bisa mengetahui perbedaan (penyimpangan) antara harga benar dengan

harga yang ditunjukkan oleh alat ukur.

Page 42: PENGUKURAN ALIRAN DENGAN PLATE ORIFICE

31

3.7.3. Prinsip Dasar Kalibrasi

1. Obyek Ukur (Unit Under Test)

2. Standar Ukur(Alat standar kalibrasi, Prosedur/Metrode standar (Mengacu

ke standar kalibrasi internasional atau prosedur yg dikembangkan sendiri

oleh laboratorium yg sudah teruji (diverifikasi))

3. Operator / Teknisi ( Dipersyaratkan operator/teknisi yg mempunyai

kemampuan teknis kalibrasi (bersertifikat))

4. Lingkungan yg dikondisikan (Suhu dan kelembaban selalu dikontrol,

Gangguan faktor lingkungan luar selalu diminimalkan & sumber

ketidakpastian pengukuran)

3.7.4. Hasil Kalibrasi

1. Nilai Obyek Ukur

2. Nilai Koreksi/Penyimpangan

3. Nilai Ketidakpastian Pengukuran(Besarnya kesalahan yang mungkin

terjadi dalam pengukuran, dievaluasi setelah ada hasil pekerjaan yang

diukur & analisis ketidakpastian yang benar dengan memperhitungkan

semua sumber ketidakpastian yang ada di dalam metode perbandingan

yang digunakan serta besarnya kesalahan yang mungkin terjadi dalam

pengukuran)

4. Sifat metrologi lain seperti faktor kalibrasi, kurva kalibrasi.

3.7.5. Persyaratan Kalibrasi

1. Standar acuan yang mampu telusur ke standar Nasional / Internasional

2. Metoda kalibrasi yang diakui secara Nasional / Internasional

3. Personil kalibrasi yang terlatih, yang dibuktikan dengan sertifikasi dari

laboratorium yang terakreditasi

4. Ruangan / tempat kalibrasi yang terkondisi, seperti suhu, kelembaban,

tekanan udara, aliran udara, dan kedap getaran

5. Alat yang dikalibrasi dalam keadaan berfungsi baik / tidak rusak

Sistem manajemen kualitas memerlukan sistem pengukuran yang efektif,

termasuk di dalamnya kalibrasi formal, periodik dan terdokumentasi, untuk semua

Page 43: PENGUKURAN ALIRAN DENGAN PLATE ORIFICE

32

perangkat pengukuran. ISO 9000 dan ISO 17025 memerlukan sistem kalibrasi

yang efektif. Kalibrasi diperlukan untuk:

1. Perangkat baru

2. Suatu perangkat setiap waktu tertentu

3. Suatu perangkat setiap waktu penggunaan tertentu (jam operasi)

4. Ketika suatu perangkat mengalami tumbukan atau getaran yang berpotensi

mengubah kalibrasi

5. Ketika hasil pengamatan dipertanyakan

6. Kalibrasi, pada umumnya, merupakan proses untuk menyesuaikan

keluaran atau indikasi dari suatu perangkat pengukuran agar sesuai dengan

besaran dari standar yang digunakan dalam akurasi tertentu.

3.7.6. Kalibrasi transmitter

Pada umumnya pada saat melakukan kaliibrasi transmitter hanya melakukan

dua penganturan, yaitu Zero adjsment dan span adjustment sesuai dengan range

kalibrasi, atau ada juga yang harus dilakukan linearity adjustment pada kalibrasi

50%.

Final test kalibrasi setelah melakukan zero dan span adjustment, perlu check

linearity dengan memberikan sinyal 0%, 25 %, 50%, 75%, 100%. Untuk

mengetahui ouput transmitter dengan persamaan :

Langkah – langkah mengkalibrasi transmitter :

1. Hubungkan hand pump ke input hight transmitter dan low transmitter

dilepas tekanan atsmosfir.

2. Hubungkan juga output hand pump ke pressure gauge untuk mengetahui

tekanan.

3. Hubungkan juga kabel output dari transmitter dan mA meter sumber 24

vdc secara seri dan untuk hart communicator dihubungkan secara pararel.

Page 44: PENGUKURAN ALIRAN DENGAN PLATE ORIFICE

33

Gambar 3.12. Pemasangan kalibrasi transmitter

4. Pastikan input minimum (0%).

5. Atur zero setting pada transmitter agar output menunjukan 4 mA.

6. Kemudian berikan input tekanan maksimum (100%) sesuai dengan range

span kerja transmitter.

7. Atur span setting pada transmitter agar output menunjukan 20 mA.

8. Periksa secara berkala 0%, 25%, 50%, 75%, 100%.

9. Cata hasilya lembar kalibrasi pada kolom after (up).

10. Ulangi injeksi input 100%, 75%, 50%, 25%, 0%.

11. Catat hasilnya di lembar kalibrasi pada kolom after (down).

12. Bila ada kelainan berikan catatan pada lembar kalibrasi.

13. Untuk pernormalan lepaskan koneksi dari hand pump dan kabel mA

meter atau hart communicator dari terminal output transmitter.

14. Lakukan pemasangan transmitter kembali.

* Max Error (Toleransi) = 0,5

Contoh masalah :

Page 45: PENGUKURAN ALIRAN DENGAN PLATE ORIFICE

34

Pressure transmitter dengan range 0 – 10 bar, dengan output 4 – 20 mA,

transmitter mempunyai referent (input) pengukuran 5 bar, maka output (mA)

adalah :

3.8. Converting 4 to 20mA Linear Signal to Square Root

Beberapa pengukuran tekanan digunakan untuk secara tidak langsung

menurunkan jenis lain ukuran dan . Salah satunya adalah Tingkat Aliran gas atau

cairan . Laju aliran sepanjang pipa tertutup adalah berbanding lurus dengan akar

kuadrat dari penurunan tekanan atau perbedaan tekanan antara dua titik .

Karena hubungan yang non - linear , ada perubahan besar dalam aliran pada

tekanan rendah dibandingkan dengan yang lebih tinggi . Dalam rangka

mengoptimalkan resolusi pengukuran aliran , output pada beberapa pemancar

tekanan diferensial dapat diubah sehingga berbanding lurus dengan laju aliran

daripada tekanan diferensial .

Linear → Sq Rt 4 - 20mA Konversi

Rumus berikut dapat digunakan untuk mengkonversi linear 4 - 20mA sinyal

loop arus ke jenis ekstraksi akar kuadrat :

OutputSquareRoot = 4mA + ( 4 x √ ( OutputLinear - 4mA ) )

Tabel berikut menunjukkan nilai-nilai untuk linier untuk ekstraksi akar

kuadrat 4 sampai 20 milliamp sinyal loop arus .

Linear ( mA ) Square Root ( mA )

4 4.00

5 8.00

6 9.66

7 10.93

8 12.00

Page 46: PENGUKURAN ALIRAN DENGAN PLATE ORIFICE

35

9 12.94

10 13.80

11 4.58

12 15,31

13 16.00

14 16.65

15 17.27

16 17.86

17 18,42

18 18,97

19 19.49

20 20.00

3.8.1. Mengkonversi pengukuran linier untuk square ekstraksi sinyal 4 -

20mA

Suareq Root → Linear 4 - 20mA Konversi

Rumus untuk mengkonversi ekstraksi akar sinyal 4 - 20mA persegi untuk

satu linear adalah :

OutputLinear = 4mA + ( ( - 4mA ) ² / 16 )

Tabel berikut menunjukkan nilai-nilai untuk ekstraksi akar kuadrat linier 4

sampai 20 milliamp sinyal loop arus .

Square Root ( mA ) Linear ( mA )

4 4.00

5 4.06

6 4.25

7 4.56

8 5.00

9 5.56

Page 47: PENGUKURAN ALIRAN DENGAN PLATE ORIFICE

36

10 6.25

11 7.06

12 8.00

13 9.06

14 10,25

15 11.56

16 13.00

17 14.56

18 16.25

19 18.06

20 20.00

3.8.2. Mengkonversi square root ekstraksi sinyal 4 - 20mA untuk setiap

pengukuran linear

Persentase Arus % 0f kisaran DP diterapkan sinyal mA

0 0 4

10 1 4.1 6

20 4 4.64

30 9 5.44

40 16 6.56

50 25 8

60 36 9.76

70 49 11,84

80 64 14.24

90 81 16.96

100 100 20

3.9. Control Valve

Pada dasarnya Valve merupakan suatu device / alat yang digunakan untuk

membuka atau pun menutup suatu aliran fluida (liquid atau gas). Pada bentuk

Page 48: PENGUKURAN ALIRAN DENGAN PLATE ORIFICE

37

konvensional valve banyak kita temui digunakan di tengah – tengah kita yang

biasa kita sebut “kran” namun pada perkembangannya dalam dunia industri

terutama pada bagian instrumentasi valve menjadi salah satu device yang sering

digunakan, yang akan dijelakan pada tulisan ini.

Jenis valve yang menjadi pokok bahasan pada tulisan ini adalah control vale,

control valve sendiri adalah valve yang digunakan untuk mengatur aliran (flow)

yang akan dilewati sesuai dengan set point yang di tugaskan padanya, sebagai

salah satu paramenetr pengendali control valve ini bisa berupa preasure (tekanan),

flow (aliran), temperature (suhu), Level (ketinggian), dll sesuai dengan sensor

elemen yang terdapat pada control valve tersebut.

Control valve ini dapat bekerja secara mekanis dan elektris. Pada cara kerja

mekanis, posisi buka tutup vale didasarkan dari gerak mekanis dari elemen –

elemen yang menyusunnya, pada jenis ini control valve nya biasanya berukuran

besar. Dan yang kedua, cara kerja elektris, posisi buka tutup valve bekerja

berdasarkan sinyal listrik yang diberikan oleh elemen sensor yang terdapat

padanya, biasanya pada jenis ini ignakan controller bisa berupa PLC, DCS, atau

mikrokontroler sebagai unit pengolah datanya. sebelumnya kita bahas bagian-

bagian dari control valve tersebut.

Control Valve merupakan Final control elemen yang banyak digunakan di

industri. Control valve biasanya digunakan untuk memanipulasi laju aliran seperti

steam, gas, air, senyawa kimia dan lain sebagainya. Dalam meregulasi laju aliran

rata-rata fluida dalam Control Valve sebanding dengan posisi bukaan valve yang

berubah akibat gaya dari aktuator. Dalam menjalankan fungsinya Control valve

harus memenuhi kriteria di bawah ini.

a. Terhubung dengan jalur pipa proses.

b. Tahan terhadap erosi, korosi, temperatur dan tekanan yang

mempengaruhi proses.

c. Memilki kapasitas yang memadai untuk proses yang dimaksud.

d. Mengandung fluida tanpa adanya kebocoran.

Page 49: PENGUKURAN ALIRAN DENGAN PLATE ORIFICE

38

Gambar 3.12. Struktur Control Valve

2 bagian utama control valve :

1. Aktuator

Bagian yang mengerjakan buka tutup valve, sesuai dengan sinyal yang

diterima dari controller (letaknya dibagian atas valve).

2. Body Valve

Komponen mekanis yang menentukan besarnya flow yang mengalir ke

proses.

Page 50: PENGUKURAN ALIRAN DENGAN PLATE ORIFICE

39

BAB IV

PENGUKURAN ALIRAN DENGAN HEAD FLOW METER

4.1. Hukum Kontinuitas

Pengukuran aliran suatu fluida dapat dilakukan demgan menggunakan dengan

mengukur tekanan statis yang terjadi pada aliran tersebut. Hubungan antara aliran

dan tekanan statis secara teoritis dinyatakan oleh persamaan kontinuita dan

persamaan Bernoulli.

Bila suatu aliran fluida melalui pipa saluran dengan luas penampang di bagian

masukan lebih besar dari pada bagian keluarannya, dan misalkan pada bagian

masukan tadi kecepatan rata – ratanya adalah v1, luas penampang bagian dalam

pipa A1. Swdangkan di bagian keluaran kecepatan rata – ratanya v2, luas

penampang bagian dalam pipa A2. Jadi volume pada bagian masukan adalah A1.v1

dan volume pada bagian keluaran adalah A2.v2. Dalam prinsip kerja Head Flow

Meter berlaku hukum Kontinuitas.

4.2. Hukum Bernoulli

Prinsip Bernoulli adalah sebuah istilah di dalam mekanika fluida yang

menyatakan bahwa pada suatu aliran fluida, peningkatan pada kecepatan fluida

akan menimbulkan penurunan tekanan pada aliran tersebut. Prinsip ini sebenarnya

merupakan penyederhanaan dari persamaan Bernoulli yang menyatakan bahwa

jumlah energi pada suatu titik di dalam suatu aliran tertutup sama dengan

besarnya dengan jumlah energi di tititk lain pada jalur aliran yang sama. Dalam

prinsip kerja Head Flow Meter berlaku hukum Bernoulli

Page 51: PENGUKURAN ALIRAN DENGAN PLATE ORIFICE

40

4.3. Head Flow Meter

Prinsip kerja alat ini adlah dialirkannya fluida melallui penghalang atau

hambatan yang dipasang sedemikian rupa sehingga menghasilkan beda tekanan

antara daerah di depan dan belakang penghalang. Penghalang ini disebut sebagai

elemen primer (primary element), yang terdiri dari beberapa jenis, diantaranya

venturi, flow-nozzle dan plate orifice. Aliran melalui penghalang akan

menimbulkan perbedaan tekanan yang besarnya mempunyai perbandingan

tertentu dengan laju aliran. Sebagai pengukur tekanan ini digunakan berbagai alat

pengukur beda tekanan (differensial pressure), yang disebut juga sebagai elemen

sekunder (secondary element). Laju aliran yang diukur mempunyai perbandingan

kwadratis dengan perbedaan tekanan.

4.4. Cara pengukuran laju aliran

Gambar 4.1. Sistem pengontrolan laju aliran

Aliran dengan diameter pipa pertama 15cm dengan velocity 2 m/s diameter

pipa kedua 8cm dengan tekanan pipa yang besar sebesar 1 kg/cm2 dan koefisien

discharge 0,988.

Page 52: PENGUKURAN ALIRAN DENGAN PLATE ORIFICE

41

Page 53: PENGUKURAN ALIRAN DENGAN PLATE ORIFICE

42

Jadi kecepatan pada pipa yang berdiameter 15cm adalah 0,0176625 m2 dan

pada diameter 10cm adalah 0,00785 m2, dengan volume yang akan sama sebesar

0,035335 m2/s atau 35,325 l/s.

Perbedaan tekanan akan diukur oleh transmitter menjadi standart instrument

untuk sinyal electric 4 – 20 mA, hasilnya akan di square root agar menjadi linier,

Square root di tempatkan antara transmitter dan controller. Nilai yang di dapat

selajutnya diberikan pada FIC (Flow Indicator Control), controller akan

Page 54: PENGUKURAN ALIRAN DENGAN PLATE ORIFICE

43

memperoses kembali nilai yang dengan dibandingkan dengan set point, setelah

mendapatkan nilainya controller akan memberikan sinyal terakhir pada proses

akhir (Control Valve) yang akan mengutuskan proses.

Gambar 4.2. Blok diagram pengontrolan laju aliran

Set point 50% atau 17,6625 l/s

Maka pada set point 50% dengan aliran 50% control valve akan membuka sebesar

50 %, control valve akan terus bergerak sampai set point tercapai.

Page 55: PENGUKURAN ALIRAN DENGAN PLATE ORIFICE

44

BAB V

PENUTUP

5.1. Kesimpulan

• Instrumentasi adalah sistem pengukuran dan pengontrolan untuk

mengendalikan sifat-sifat dan besaran proses sehingga berada pada nilai

yang diinginkan.

• Flow Measurement (Pengukuran Aliran) adalah pengukuran laju suatu

fluida mengunakan media tertentu yang akan menghasilkan nilai untuk

proses flow control (pengontrolan aliran). Penentuan suatu kuantitas fluida

(likuid, gas, atau steam) akan memmpengaruhi dalam proses pengukuran

dan jenis alat ukur yang digunakan.

• Diferensial pressure adalah menguraikan hubungan antara tekanan dan

kecepatan pada suatu aliran fluida. Alat ini memandu aliran ke dalam

suatu penghalang aliran (yang mempunyai lubang dengan diameter yang

berbeda dengan diameter pipa), sehingga menyebabkan perubahan

kecepatan aliran (flow velocity) dan tekanan (pressure) antara sisi

upstream dan downstream dari penghalang. Dengan mengukur perubahan

tekanan tersebut, maka kecepatan aliran dapat dihitung.

• Transmitter suatu alat pengirim sinyal kepada controller yang didapat dari

hasil perbandingan antara nilai flow rate dan set point transmitter. Setelah

perbandingan didapat trasmitter akan mengiriman sinyal pada controller

berupa sinyal 4 – 20 mA sinyal electric, 3 – 15 psig (0.1 – 1 kg/cm2)

sinyal paneumatic.

Page 56: PENGUKURAN ALIRAN DENGAN PLATE ORIFICE

45

5.2. Saran

• Dalam pengukuran aliran sebainya selalu memperhatikan jenis fluida apa

apa yang akan di ukur, agar dalam pemilahan alat akur sesuai dengan

kemapuan alat ukur, dimana alat ukur akan menjadi presisi dalam

pengukurannya.

• Pemeriksaan peralatan instrumentasi haruslah dilakukan secara rutin dan

diberikan tanggal pemeriksaan agar memudahkan dalam pengecekan

ulang.

• Dengan adanya program kerja praktek ini diharapkan terjadi hubungan

kerja sama yang baik antara pihak sekolah SMKN 1 cimahi dengan

perusahaan atau instansi tempat pelaksanaan kerja praktek.

Page 57: PENGUKURAN ALIRAN DENGAN PLATE ORIFICE

46

DAFTAR PUSTAKA

Gunterus, Frans. Falsafah dasar : sistem pengendalian proses. Elex Media

Komputindo

Andrew W.G & Willams H.B,”Applied Instrumentation In The Process

Industries”, Volume II Practical Guideines, 2nd Edition,

Gulfpublishing Company

Smith, Carlos A & Carripio, Armando B. “Principles And Practice Of Automatic

Process Control”, 2nd Edition, John Wiley & Sons, Inc.

Bimbingan Profesi Sarjana Teknik (BPST) Dasar Instrumentation dan Proses

Kontrol Direktorat Pengolahan Angkatan XVII – Balongan. 2007.

https://www.google.com/flowmeasurement