PERAWATAN MESIN

Di susun oleh :

1.M. Summa Adam (03101005006)2.Hendri Ide Dinata (03101005024)3.M. Albar Suwadi Nugraha

(03101005031)4.Vincentcius Jeffrianto (03101005047)5.Iman Edi Kuswari (03101005060)6.Yessi Ana Siska (03101005072)

Jurusan Teknik Mesin

Fakultas Teknik

Universitas Sriwijaya

2013

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Penerapan prinsip-prinsip perpindahan kalor untuk merancang (design)

alat-alat guna mencapai suatu tujuan sangatlah penting, karena dalam

menerapkan prinsip ke dalam rancanganlah orang bekerja kearah pencapaian

tujuan untuk mengembangkan barang hasil yang memberikan manfaat ekonomi.

Pembahasan kita tentang penukar kalor akan berbentuk analisis teknik, dimana

metode untuk meramalkan dayaguna (performance) penukar kalor akan

dijelaskan, disertai pembahasan tentang metode-metode yang dapat digunkan

untuk menaksir ukuran dan jenis penukar kalor yang diperlukan untuk

melakukan sesuatu tugas tertentu.

Dalam hal ini, pembahsan akan kita batasi pada alat-alat penukar kalor

yang terutama menggunkan ragam perpindaha kalor konduksi (hantaran) dan

konveksi (ilian). Hal ini bukanlah berarti bahwa radiasi (sinaran) tidak penting

dalam rangcang penukar kalor, karena dalam berbagai penerapan diangkasa luar,

ragam itulah yang merupakan cara yang paling tersedia untuk melakukan

perpindahan kalor.

1.2 Alat penukar panas atau Heat Exchanger (HE)

Alat penukar panas atau Heat Exchanger (HE) adalah alat yang

digunakan untuk memindahkan panas dari sistem ke sistem lain tanpa

perpindahan massa dan bisa berfungsi sebagai pemanas maupun sebagai

pendingin. Biasanya, medium pemanas dipakai adalah air yang dipanaskan

sebagai fluida panas dan air biasa sebagai air pendingin (cooling water).

Penukar panas dirancang sebisa mungkin agar perpindahan panas antar fluida

dapat berlangsung secara efisien. Pertukaran panas terjadi karena adanya kontak,

baik antara fluida terdapat dinding yang memisahkannya maupun keduanya

bercampur langsung (direct contact). Penukar panas sangat luas dipakai dalam

industri seperti kilang minyak, pabrik kimia maupun petrokimia, industri gas

alam, refrigerasi, pembangkit listrik. Salah satu contoh sederhana dari alat

PERAWATAN MESIN 2

penukar panas adalah radiator mobil di mana cairan pendingin memindahkan

panas mesin ke udara sekitar.

A. Tipe Aliran pada Alat Penukar Panas

Tipe aliran di dalam alat penukar panas ini ada 4 macam aliran yaitu :

1. Counter current flow (aliran berlawanan arah)

2. Paralel flow/co current flow (aliran searah)

3. Cross flow (aliran silang)

4. Cross counter flow (aliran silang berlawanan)

B. Jenis-jenis penukar panas

Jenis-jenis penukar panas antara lain :

1. Double Pipe Heat Exchanger

2. Plate and Frame Heat Exchanger

3. Shell and Tube Heat Exchanger

4. Adiabatic wheel heat exchanger

5. Pillow plate heat exchanger

6. Dynamic scraped surface heat exchanger

7. Phase – change heat exchanger

PERAWATAN MESIN 3

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Prinsip Kerja dan Jenis Heat Exchanger

A. Prinsip dan Teori Dasar Perpindahan Panas

Panas adalah salah satu bentuk energi yang dapat dipindahkan dari

suatu tempat ke tempat lain, tetapi tidak dapat diciptakan atau dimusnahkan

sama sekali. Dalam suatu proses, panas dapat mengakibatkan terjadinya

kenaikan  suhu suatu zat dan atau perubahan tekanan, reaksi kimia dan

kelistrikan.

Proses terjadinya perpindahan panas dapat dilakukan secara

langsung, yaitu fluida yang panas akan bercampur secara langsung dengan

fluida dingin tanpa adanya pemisah dan secara tidak langsung, yaitu bila

diantara fluida panas dan fluida dingin tidak berhubungan langsung tetapi

dipisahkan oleh sekat-sekat pemisah.

B. Perpindahan Panas Secara Konduksi

Merupakan perpindahan panas antara molekul-molekul yang saling

berdekatan antar yang satu dengan yang lainnya dan tidak diikuti oleh

perpindahan molekul-molekul tersebut secara fisik. Molekul-molekul benda

yang panas bergetar lebih cepat dibandingkan molekul-molekul benda yang

berada dalam keadaan dingin. Getaran-getaran yang cepat ini, tenaganya

dilimpahkan kepada molekul di sekelilingnya sehingga menyebabkan

getaran yang lebih cepat maka akan memberikan panas.

C. Perpindahan Panas Secara Konveksi

Perpindahan panas dari suatu zat ke zat yang lain disertai dengan

gerakan partikel atau zat tersebut secara fisik.

PERAWATAN MESIN 4

D. Perpindahan Panas Secara Radiasi

Perpindahan panas  tanpa melalui media (tanpa melalui molekul).

Suatu energi dapat dihantarkan dari suatu tempat ke tempat lainnya (dari

benda panas ke benda yang dingin) dengan pancaran gelombang

elektromagnetik dimana tenaga elektromagnetik ini akan berubah menjadi

panas jika terserap oleh benda yang lain.

Gambar 1. Perpindahan Kalor pada Heat Exchanger

Pada Dasarnya prinsip kerja dari alat penukar kalor yaitu

memindahkan panas dari dua fluida pada temperatur berbeda di mana

transfer panas dapat dilakukan secara langsung ataupun tidak langsung.

a. Secara kontak langsung

Panas yang dipindahkan antara fluida panas dan dinginmelalui

permukaan kontak langsung berarti tidak ada dinding antara kedua

fluida.Transfer panas yang terjadi yaitu melalui interfase / penghubung

antara kedua fluida.Contoh : aliran steam pada kontak langsung yaitu 2 zat

cair yang immiscible (tidak dapat bercampur), gas-liquid, dan partikel padat-

kombinasi fluida.

b. Secara kontak tak langsung

Perpindahan panas terjadi antara fluida panas dan dingin melalui

dinding pemisah. Dalam sistem ini, kedua fluida akan mengalir.

PERAWATAN MESIN 5

2.2 Bagian-bagian Heat Exchanger

No Nama Komponen Fungsi

1 Connections

ukuran yang distandarkan untuk pemasangan yang mudah,

penambahan galur (thread) permukaan pelindung

untukmemudahkan pemasangan.berfungsi sebagai daerah

masuknya fluida yang akan ditransfer kalornya

2 Gasket

fiber berkualitas tinggi yang dikompres.berfungsi untuk

merapatkan 2 komponen part yang disatukan untuk

mencegah kebocoran

3 Head

berbahan standar cast iron atau steel head.berfungsi sebagai

ruang untuk menampung fluida yang akan masuk ke dalam

tube

4 Tubesheet

Ubend tubes diperluas terhadap tubesheet yang membiarkan

untuk perluasan dan penyusutan tabung karena fluktuasi

suhu.berfungsi sebagai tempat mengalirnya fluida yang akan

didinginkan atau dipanaskan.

5 Mounting saddles yang diganbungkan dengan unit standar untuk

PERAWATAN MESIN 6

mounting yang cepat dan mudah.berfungsi untuk tumpuan

atau fondasi heat exchanger

6 Shell

welded shell dilindungi dengan cat berkualitas tinggi untuk

menghambat korosi.berfungsi untuk melindungi tube-tube

dan komponen di dalam heat exchanger

7 Tube bundles

berbahan stainless steal, tampilan tube bundle yang unik

meminimalisasi permasalahan yang muncul dan

mengoptimumkan media aliran dalam unit.berfungsi untuk

menopang pipa atau tube

8 Baffles

adanya celah baffles dengan jarak minimum antara tabung

untuk menjamin aliran fluida yang benar dan meminimalisasi

bypass.berfungsi sebagai sekat-sekat agar fluida yang

mengalir dapat menahan lajunya sehingga kalor yang akan

ditransfer ke tube akan efektif,dan untuk mengarahkan aliran

fluida di dalam heat exchanger

2.2 Metode inspeksi Heat Excharger

A.  On Stream Inspection

On Stream inspection adalah pemeriksaan yang dilakukan pada

kondisi peralatan sedang beroperasi. pemeriksaan ini sangat terbatas hanya

pemeriksaan pada bagian luar saja. Pada umurnnya kerusakan pada heat

exchanger tidak catastrophic.Hal hal yang dapat diperiksa pada kondisi on

stream adalah: Pondasi dan support, tangga, struktur, Piping system,

grounding, isolasi, gasket , nozzle, electrical system. 

Teknik pemeriksaan dapat dilakukan dengan cara visual. Apabila

memungkinkan dapat juga dilakukan pengukuran ketebalan pada pressure

part dengan menggunakan alat ukur tebal. Pemeriksaan dengan bantuan

peralatan scanning infra red dapat juga dilakukan guna mengetahui kondisi

isolasi dengan endeteksi adanya kebocoran panas.Hasil pemeriksaan on

stream tersebut adalah berupa rekomendasi dimana rekomendasi tersebut

PERAWATAN MESIN 7

dapat berupa perbaikan yang bisa dilakukan saat on stream misalnya,

proteksi korosi pada struktur, atau perbaikan yang harus dilakukan pada saat

stop.

B. Off Stream Inspection

Off stream inspection adalah pemeriksaan yang dapat dilakukan pada

saat peralatan yang akan diperiksa di stop dari operasinya, pada

pemeriksaan off stream diperlukan kondisi tertentu agar pemeriksaan dapat

berjalan dengan akurat.Hal yang umum menjadi pertentangan adalah bahwa

tingkat kebersihan yang dibutuhkan oleh inspeksi lebih tinggi dari

kebutuhan operasi. Tingkat kebersihan yang dibutuhkan oleh inspeksi

adalah lebih tinggi karena bila ditemukan adanya indikasi kerusakan  maka

untuk memastikannya akan digunakan teknik NDT sesuai dengan

keperluannya yang mana pada metode NDT tersebut membutukan tingkat

kebersihan tertentu pada metal yang akan diperiksa.Bila diperlukan untuk

memenuhi aspek kebersihan tersebut dapat dilakukan sand blasting, water

jet blasting, power brush, maupun chemical cleaning.Penggunaan scrapper

ataupun wire brush dapat dilakukan pada peralatan yang tidak

membutuhkan pemeriksaan detail.

BAB III

PERMASALAHAN

Pada pembahasan makalah ini akan membahas mengenai perawatan shell dan

tube Heat Excharger. Ada pun langkah-langkah perawatanya terdiri dari :

1. Inspeksi

Adalah suatu metode perawatan dengan cara melihat dan mendengar keadaan

performansi suatu mesin. Inspeksi biasanya dilakukan secara rutin oleh operator

pabrik. Pada shell dan tube Heat Excharger terdapat 2 metode inspeksi yaitu :

Inspeksi bagian luar

Pada umumnya pemeriksaan bacian luar dari Heat Exchanger

dapat dilakukan sewaktu alat sedang beroperasi. Perlengkapannya yaitu

tangga, platform, pondasi, pipe connection, alat perlengkapan, cat, isolasi

PERAWATAN MESIN 8

dan sebagainya dengan mudah dapat diperiksa sewaktu beroperasi. Dapat

juga dilakukan pengukuran tebal dengan cara Non Destructive Examination

(NDE) terhadap komponen-komponen dari peralatan itu.  Data-data yang

diperoleh dapat digunakan sebagai petunjuk untuk pemeriksaan lebih

seksama diwaktu alat shutdown.

Pemeriksaan bagian luar dilakukan terhadap :

a. Tangga dan platform

Pemeriksaan terhadap tangga dan platform untuk mencari bagian

yang longgar, lepas, retak atau patah. Ini dapat dilakukan dengan

pemeriksaan visual, dengan hammer test atau mengeriknya dengan alat

yang tajam dan runcing (scraper). Bila diperlukan, ketebalan dari

platform dan struktur dapat diukur dengan kaliper.

b. Pemeriksaan pondasi dan support.

Pondasi exchanger biasanya terdiri dari support baja duduk diatas

beton,ada juga yang seluruh supportnya dari baja. Pondasi beton harus

diperiksa terhadap kemungkinan retak, spalling dan settling. Bagian-

bagian baja dari pondasi diperiksa secara visual dan dengan hammer test.

Ketebalan dari pelat t support diperiksa dengran kaliper. Baut pondasi

diperiksa dengan hammer test.

c.  Nozzle/Pipa Connection

Bagian luar dari pipe connection diperiksa secara visual terhadap

korosi, retak pada lasan dan kebocoran sewaktu alat beroperasi, lebih-

lebih pada tempat yang mengalami atau bagi pengilangan yang terletak

didaerah gempa, angin topan atau yang tanahnya masih belum stabil

pada sambungan pipa dengan Exchanqer merupakan tempat yang kritis.

Support tambahan perlu dipertimbangkan ditempat yang tinggi

getarannya.  Apabila ditemukan tanda-tanda retak  pada nozzle, pada

waktu unit stop tempat ini supaya disandblast atau dibersihkan dengan

sikat kawat untuk pemeriksaan yang lebih teliti dan seksama.

d. Alat pelengkap

PERAWATAN MESIN 9

Alat-alat pelengkap seperti gage, gelas penduga dan katup

pengaman supaya diperiksa secara visual sewaktu unit sedang beroperasi

untuk melihat kondisinya.

e. Bagian luar lainnya

Kondisi dari cat sewaktu-waktu harus diperiksa. Tempat yang

berkarat, spalling atau lapisan cat yang terkupas menandakan ada

kerusakan pada cat. Ini akan mudah terlihat pada waktu diadakan

pemeriksaan ditempat. Tempat-tempat yang sering mengalami kerusakan

cat adalah pada celan-celah, bagian yang tajam dan pada kantong-

kantong.

Bila alat diisolasi, isolasinya juga harus diperiksa secara visual

untuk meyakinkan bahwa isolasinya masih dalam keadaan baik, utuh dan

rapat melekatnya ke shell atau channel.  Daerah nozzle adalah tempat

dimana sering ditemukan  kerusakan isolasi. Isolasi yang terbuka

didaerah nozzle akan dimasuki oleh air hujan dan ini dapat

menyebabkan korosi dibawah isolasi (corrosion under insulation) pada

shell exchanger.

Inspeksi Bagian Dalam

Persiapan :

Pemeriksaan, bagian-bagian dari permukaan yang akan diperiksa

supaya dibersihkan dengan baik sebelum pemeriksaan dimulai. Tempat

yang diperkirakan-terdapat retak atau tempat yang akan diperiksa dengan

cara magnetic particle atau dengan dye-penetrant atau NDE lainnya haruslah

dibersihkan dengan seksama.  Bila perlu dibersihkan dengan sand blast,

sikat kawat atau chemical cleaning.

a. Pemeriksaan shell, channel dan shell cover

Tindakan pertama untuk memeriksa shell, channel dan shell cover

adalah pemeriksaan urnum secara visual.

Alat yang diperlukan untuk memeriksa adalah sebuah scraper dan

hammer.  Scraper yang runcing dapat digunakan untuk mengerik-ngerik

PERAWATAN MESIN 10

tempat-tempat yang mungkin terjadi pits, cracks ataupun grooves. Dalam

pitting pada metal dapat diukur dengan pit depth gage.

Bila diketemukan pitting yang dalam, disarankan untuk membersihkan

permukaannya dengan sand blast supaya dapat dilakukan evaluasi yang

lebih teliti.

Tempat yang tipis dapat diketanui dengan hammer test atau NDT. Bila

diperkirakan ada keretakan, tempat itu harus diperiksa lebih teliti dengan

dye-penetrant atau magnetic particle.

Tempat-tempat yang perlu diperiksa :

1.  Coating, lining atau cladding bila shell cover, channel dan channel cover

diberi lapisan.

2.  Tempat dudukan gasket pada nozzle atau flange dari shell, shell cover

dan channel supaya diperiksa karena groove mungkin terdapat disini.

3.  Sambungan las pada shell harus selalu diperiksa dengan teliti bila

servisnya caustic atau bersuhu tinggi.  Dalam kedua hal retak mungkin

terdapat pada atau didekat sambungan las. Sangat disarankan untuk

melakukan pemeriksaan NDE dengan dye-penetrant atau magnetic

particle.

4.  Bagian dalam shell didekat baffle plate dari bundle dan didekat

impingement plate supaya diperiksa terhadap erosi dan korosi karena

adanya arus turbulensi dan bertambahnya kecepatan arus disekitar

tempat tersebut.

5.  Nozzle pada shell, bagian dalamnya diperiksa terhadap korosi, erosi,

retak dan distorsi.  Pengukuran diameter dalam dan ketebalan dapat

dilakukan dengan inside kaliper.  Bila nozzlenya tidak dibuka, bundle

tidak ditarik atau fixed tube exchanger, pengukuran ketebalan dilakukan

secara NDT.

6.  Semua pipa-pipa kecil yang melekat pada heat exchanger perlu diperiksa

terhadap korosi, erosi, retak atau penipisan. Pemeriksaan ini dapat

dilakukan dengan hammer test.

Tempat yang biasanya mengalami korosi.

Tempat dimana terjadi korosi tergantung pada servis dari peralatan itu,

namun demikian ada beberapa tempat yang selalu diawasi karena ditempat

itu sering terjadi korosi.

PERAWATAN MESIN 11

7. Bagian bawah dari shell.

Bila kondisi operasi sedemikian rupa sehingga meninggalkan endapan

atau deposit, endapan ini akan tertahan dan tertinggal dibagian bawah

dari shell.

Bila deposit ini mengandung zat yang bersifat korosi, akan terdapat

korosi disepanjang bagian bawah dari shell.

8. Channel tempat air keluar

Untuk servis air sungai ataupun air laut korosi yang terhebat terdapat

ditempat yang terpanas.

Bila air mengalir didalam tube, tempat yang tertinggi suhunya adalah

dichannel tempat air keluar.

Channel ini harus diperiksa dengan seksama.

Heat Exchanger atau cooler yang menggunakan air laut sebagai air

pendingin, channel dan shell covernya diberi protective coating yang

sesuai atau dicladding dengan metallic lining untuk melindungi carbon

steel dari serangan air laut.

9. Tempat yang tajam dan sambungan las

Retak kadang-kadang terjadi ditempat yang tajam atau didekat

sambungan las terutama bila ada tegangan yang tinggi.  Tempat yang

mengalami tegangan tinggi misalnya pada nozzle atau flange dari shell.

Tempat ini supaya diperiksa dengan seksama.

10. Shell didekat impingement plate dan baffle plate sering mengalami

erosi bila kecepatan fluidanya tinggi.

b.  Pemeriksaan bundle

Tindakan pertama, dilakukan pemeriksaan umum secara visual.  Dengan ini

kita mendapat kesan terhadap kondisi bundle dan pola kerusakannya. 

Bundle sudah mulai diperiksa sewaktu dia ditarik dari shell sebab warna,

tipe, banyaknya dan tempat dari scale (kerak) dan endapan akan menolong

untuk menentukan atau mengarahkan masalah korosinya.  Scale atau

endapan yang berwarna hijau pada copper base tube menunjukkan bahwa

PERAWATAN MESIN 12

tube mengalami korosi.  Bila sedikil diketemukan scale atau endapan

didekat tempat arus masuk kedalam shell, ini menunjukkan masalah erosi.

Tempat-tempat yang perlu diperiksa :

1. Daerah bundle didekat tube-sheet dan baffle plate.

Didaerah ini sering diketernukan groove pada tube karena tempat ini

sukar dibersihkan. Pemeriksaan dilakukan dengan menggunakan scraper

yang runcing untuk mengerik-ngerik.  Sering diketemukan lubang untuk

tube pada baffle plate meluas karena getaran tube dan fempat ini sukar

dibersihkan. Juga tube didaerah ini serinq diketemukan menipis.

2. Ujung tube sebelah dalam, ini diperiksa dengan visual. Lebih kedalam

dapat diperiksa dengan cara Eddy Current untuk mencari pitting pada

dinding tube sebelah dalam.

3. Bagian luar tube atau bundle, hanya tube yang terpasang dibagian luar

dari bundle yang dapat diperiksa dengan seksama.  Pemeriksaan visual

dapat dibantu dengan kaca pembesar untuk mencari retak dan/atau pitting

yang halus.

4. Baffle plate, tie-rod, supaya diperiksa secara visual untuk mencari korosi

dan distorsi.  Baffle plate atau tie-rod yang sudah korosi atau tipis harus

diganti pada waktu bundle di-retube.  Scraper dapat digunakan waktu

pemeriksaan.

5. Tube sheet.

Tube sheet dan tempat dudukan gasket diperiksa secara visual untuk

melihat korosi dan distorsi.

Untuk memeriksa tube sheet masih rata atau tidak dapat digunakan siku-

siku.  Distorsi pada tube sheet dapat disebabkan oleh overolling, cara

pengerolan yang tidak baik, ekspansi panas, ledakan, handling yang kasar

dan over pressure selama hydrotest.

Ketebalan tube sheet diukur  dengan kaliper.

Untuk memeriksa gejala dezincification dari brass tube, goresan-goresan

halus atau retak-retak halus, sample dari tube yang rusak harus diambil

dan dibelah untuk pemeriksaan metallurgi atau pemeriksaan cara kimia.

PERAWATAN MESIN 13

Tempat yang biasanya mengalami korosi.

6. Permukaan luar dari tube yang berhadapan dengan inlet nozzle. Tempat

ini sering mengalami erosi atau korosi karena tertumbur arus fluida yang

masuk (impingement corrosion).  Korosi yang maximum pada bundle

terdapat didaerah inlet ini. Karena itu tempat ini harus diperiksa pada

waktu pemeriksaan.  Untuk menghindarkan erosi dan korosi pada bundle,

ditempat ini dipasang impingement plate.

7. Ujung tube sebelah dalam tempat fluida masuk

Tempat ini juga sering diserang olen korosi dan erosi karena disini

tempat masuknya aliran secara turbulensi, terutama bila aliran masuk

dengan kecepatan tinggi. Untuk melindungi ujung tube didaerah inlet

dapat dipasang pelindung tube yang terbuat dari bahan sejenis plastik

(ferrules), atau diflare.

8. Tempat belokan

Tempat belokan sering mengalami erosi bila fluida mengalir dengan

kecepatan tinggi, karena disini arah arus dirubah.  Ini misalnya diujung

tube ditempat arus masuk.

11. Pengujian

Setelah heat exchanger berhenti dari operasi, sebelum dibuka sebaiknya

diadakan terhadap shell side atau tube side terlebih dahulu untuk mengetahui

exchange dalam keadaan bocor atau tidak. Bila ternyata bocor exchanger perlu

dibuka dan diuji kembali untuk mencari tempat yang bocor.

2.1.    Standard Test

Heat exchanger diuji secara hydrostatic dengan air.

Tekanan uji ditahan minimum 30 menit. Shell dan tube side diuji secara

terpisah bergantian) supaya kebocoran pada sambungan tube dengan tube-plate

dapat dilihat. Bila design pressure pada tube side lebih tinggi, tube bundle diuji

diluar bila konstruksi memungkinkan.

Tempat sambungan las harus dibersihkan dengan baik sebeluam

pengujian supaya dapat diperiksa dengan seksama. Tekanan uji hydrostatic pada

PERAWATAN MESIN 14

temperatur kamar 21oC-49oC Max. sebesar 1,5 kali pressure, dikoreksi terhadap

temperatur, kecuali untuk material jenis cast iron yang memakai code lain.

2.2   Liquid Test Yang Lain

Bila penggunaan air membahayakan, dapat dipakai liquid yang lain

sebagai media penguji. Air yang digunakan untuk pengujian harus fresh water.

Kandungan chlorida dalam air untuk pengujian austenitic stainless steel heat

exchanger maximum 50 ppm.

2.3.   Pneumatic Test

Bila liquid tidak boleh digunakan sebagai test medium, exchanger dapat

ditest. secara pneumatic. Pengujian harus dilakukan menurut code. Telah

diketahui bahwa udara atau gas adalah berbahaya bila digunakan sebagai media

penguji.  Tekanan uji pneumatic pada temperature kamar maximum sebesar 1,25

kali design pressure, dikoreksi terhadap temperature, kecuali untuk material

jenis Cast iron yang memakai code lain.Pada pneumatic test, pemeriksaan

dengan busa sabun (soap solution) dilakukan untuk membantu pemeriksaan

visual.  Busa sabun dipoleskan ditempat las-lasan, sambungan roll dan

ditempat lain yang mau diperiksa.

Busa itu akan menggelembung ditempat yang bocor dan ini mudah

terlihat.Besar tekanan uji tergantung pada tekanan design atau tekanan operasi

dari heat exchanger yang bersangkutan.Besar tekanan ini harus ditentukan

setempat berdasarkan pada kebutuhan operasi masing-masing

pengilangan.Sebelum dilakukan pengujian shell side, Inspektor harus yakin

betui bahwa tube bundle tahan terhadap tekanan luar yang diterima bundle.  Bila

bundle tidak tahan, bundle harus diuji diluar.

III. PROSEDUR PERBAIKAN

A. Shell dan Tube Exchanger

Repair procedure untuk shell, shell cover dan channel mengikuti

procedure untuk pressure vessel.Tube yang bocor dapat langsung diplug pada

kedua ujungnya.  Material dari plug harus sama dengan material dari tube,

bentuknya tirus. Jika terjadi kebocoran melalui tempat rolan, dapat diperbaiki

PERAWATAN MESIN 15

dengan re-rolling bila belum overroll.  Bila sudah overroll tube harus dipluged,

karena kalau diteruskan tidak akan membawa hasil.  Bila sudah cukup banyak

tube yang bocor, ±10% pada satu pass, bundle perlu dipertimbangkan untuk di-

retube. Besar persentasi ini tergantung pada fungsi dari exchanger yang

bersangkutan.  Umumnya bila 10% tube sudah diplug fungsi exchanger sudah

kurang efektip dan juga rata-rata tube lainnya sudah kurang baik.

Untuk meretube bundle, diperlukan pekerjaan pengerolan. Jika

pengerolan tidak dilakukan dengan cermat dan dengan sistem yang baik dapat

terjadi :

Tube plate mengembang dan melengkung arah luar, bentuk tidak bulat lagi.

Sambungan kurang rapat karena overroll atau underroll.

Karena itu pekerjaan pengerolan harus dikontrol dengan baik. Untuk

dapat mengontrol dengan baik, hal dibawah ini dapat dijadikan pedoman.

Dengan pengerolan terjadi pengembangan tube dalam tube plate. Diameter luar

tube membesar sampai mendesak lubang tube di tube plate.

Diameter dalam tube sebagian bertambah karena adanya tekanan keliling

dan tarikan arah aksial.  Akibat pengerolan ini tebal dinding tube berkurang

sedikit.

Sewaktu terjadi sentuhan antara tube dengan lubang tube, dinding tube

tertekan diantara roll expander dan tube-sheet. Gaya tekanan akan meneruskan

tekanan sampai dinding tube menyentuh tube sheet.

Pengurangan tebal dari dinding tube ini dapat digunakan sebagai

ketentuan berapa besar ekspansi diperlukan untuk pengerolan. Ketika alat roll

(expander) dilepas, material tube dan tube plate akan kembali sedikit karena sifat

elastisitasnya.  Karena itu tube plate sekitar lubang mengerut sedikit dan

menjepit tube sebelah luar dan terjadi sambungan yang rapat.

Ekspansi yang berlebihan tidak akan menambah kekuatan dan kerapatan

sambungan atau penjepitan karena dinding tube akan menggelincir kearah aksial

sepanjang tube plate. Tekanan terhadap dinding tube mendesak metal dalam

arah aksial.  Hal ini ternyata dengan berkurangnya tebal dinding dimana hanya

sedikit pertambahan diameter luar tube.  Gerakan metal yang aksial ini

memanjangkan tube di dua arah.

a. Didalam tube sheet, ini menyebabkan bending pada tube sheet karena

tegangan tekan didalam tube diteruskan ke tube-sheet.

PERAWATAN MESIN 16

b. Diluar tube sheet, menyebabkan tonjolan ujung tube bertambah.

Besarnya ekspansi terhadap tebalnya dinding semula.

Airtool Manufacturing Company suatu perusahaan yang telah

berpengalaman luas dalam bidang mengerolan tube, menyatakan bahwa

sambungan optimum untuk nonferous tube akan diperoleh dengan pengurangan

tebal dinding tube 5%. Pelaksanaan untuk mendapatkan pengurangan 5% ini

adalah sbb:

Dengan pengukuran.

a. Tentukan besar clearance antara diameter luar tube dengan diameter lubang

tube pada tube plate.

Clearance = diameter lubang tube - diameter luar tube.

b. Tambahkan clearance dengan diameter dalam tube semula dan 5% tebal dari

dua dinding (untuk memudahkan ambiI 10% dari satu tebal dinding).

Jumlah ketiganya memberikan diameter dalam tube sesudah diroll.

Jadi rolled tube ID = Orig. ID tube + clearance + 10% tube wall thickness.

Bila diameter tube setelah diroll lebih besar dari batas ini, kekuatan dan

stabilitas sambungan roll akan berkurang. Untuk tube sheet yang tebalnya

sampai 1¾" dan bahannya non ferrous, pengurangan tebal dinding tube, setelah

diroll, 5%. Untuk tube sheet yang lebih tebal dari 1¾", besar 5% ini dapat

dikurangi, tergantung pada tebal tube sheet.

Bila tube sheet lebih tebal dari pada 1¾", lebih sedikit persentase

pengurangan tebal dinding yang diperlukan.

Kalau persentase ini tidak dikurangi akan diperoleb sambungan yang

jauh lebih kuat daripada kekuatan tube itu sendiri dan ini percuma.  Dalam

pengerolan jangan kurang dari 2 inci, atau tebal tube sheet kurang 1/8", diambil

yang terkecil. Steel tube memerlukan persentase pengurangan yang lebih kecil

dari pada nonferrous tube karena dinding tube dari baja sukar bergerak kearah

aksial dari pada non ferrous tube. Untuk  pengembangan diameter dalam yang

sama antara steel tube dan non ferrous tube, diameter luarnya akan lebih besar

pada steel tube.

PERAWATAN MESIN 17

Pada steel tube bundle, setelah tube dirol dapat diseal weld untuk

tambahan kekuatan.  Hal ini dilakukan pada exchanger yang servisnya

berbahaya dan bertekanan tinggi.

Urutan pekerjaan untuk pengerolan dan pengelasan tube :

1. Rol tube dengan pelan  (sligthly)

2. Las tube.

3. Buang bagian-bagian yang tajamdari pengelasan.

4. Rol  tube kembali.

B. Prosedur Pengerolan Tube

Tube-plate dapat mengalami pembesaran diameter dan pelenturan,

disebabkan oleh over-expansion dan urutan pengerolan yang tidak tepat sewaktu

bundle diretube.

Pada gambar 1, ditunjukkan efek pada tube-plate dari berbagai urutan

pengerolan.  Cara pengerolan seperti gambar  1a, harus dan dapat dihindarkan,

tetapi urutan seperti pada gambar 1b dan 1c, dalam praktek tidak dapat

dihindarkan. Kita hanya dapat mengusahakan agar pelenturan tube-sheet yang

terjadi sekecil mungkin.

Hal ini dapat dilakukan dengan terlebih dahulu mengikat posisi tube-

plate  dengan "tack tube" yang tersebar diselurun bundle dan di-roll dengan

urutan tertentu. Urutan pengerolan dan letak tack tube dipilih sedemikian rupa,

hingga kemungkinan pelenturan tube-plate sekecil mungkin.

Gambar 2 menunjukkan salah satu urutan yang dapat dipakai untuk tack

tube itu. Urutan yang meloncat-loncat  harus ditempuh hingga jumlan tack tube

mencapai kira-kira 10% dari jumlah tube.

Setelah itu tube yang lain dapat diroll dengan cara berurutan. Sebaiknya

selalu dimulai ditengah diantara 2 tack tube dan dilanjutkan kearan tack tube itu.

PERAWATAN MESIN 18

GAMBAR 1

Effect dari urutan pengerolan terhadap tube-plate dan tube (angka 1 s/d 6

menunjukkan urutan pengerolan) Bila seluruhnya ada 2000 tube maka jumlah

tack tube paling sedikit 200

BAB IV

PENUTUP

4.1 Kesimpulan

Alat penukar panas atau Heat Exchanger (HE) adalah alat yang digunakan untuk

memindahkan panas dari sistem ke sistem lain tanpa perpindahan massa dan bisa

berfungsi sebagai pemanas maupun sebagai pendingin. Biasanya, medium pemanas

dipakai adalah air yang dipanaskan sebagai fluida panas dan air biasa sebagai air

pendingin (cooling water). Penukar panas dirancang sebisa mungkin agar perpindahan

panas antar fluida dapat berlangsung secara efisien. Pertukaran panas terjadi karena

adanya kontak, baik antara fluida terdapat dinding yang memisahkannya maupun

keduanya bercampur langsung (direct contact). Penukar panas sangat luas dipakai

PERAWATAN MESIN 19

dalam industri seperti kilang minyak, pabrik kimia maupun petrokimia, industri gas

alam, refrigerasi, pembangkit listrik.

Langkah Perawatan pada shell dan Tube Heat Exchanger ini ialah

Inspeksi,Pengujian dan Perbaikan

DAFTAR PUSTAKA

Artono Koestoer, Raldi .”Perpindahan Kalor”. Salemba Teknika. Jakarta 2002

Holman, JP. Alih bahasa E.Jasifi. “Perpindahan Kalor”. Penerbit

Erlangga.Jakarta.1995

http://beck-fk.blogspot.com/2012/05/alat-heat-exchanger.html

http://bekompas.blogspot.com/2011/12/analisa-perpindahan-panas-dan-

tegangan.html

http://tutorialkuliah.blogspot.com/2009/10/aliran-fluida-pada-heat exchanger.html

http://wagecoolinspeksimanualheatexchanger.html

PERAWATAN MESIN 20

PERAWATAN MESIN 21