Proposal Penelitian

Proposal PenelitianYUDI SAIFULLOH 11040039

Sekolah Tinggi Teknologi AdisutjiptoYogyakarta2014welcomeFIBERGLASS REINFORCED COMPOSITE AS COMPOSITE MATERIAL FOR PIPINGDisusun Oleh : MarinaDepartemen Teknik KimiaFakultas Teknik Universitas IndonesiaDepok Direvew oleh :Yudi SaifullohTeknik Mesin Sekolah Tinggi Teknologi AdisutjiptoYogyakarta

Pemilihan dan penggunaan material pada sistem perpipaan di dunia industri merupakan hal yang sangat penting dan mendasar, dimana tiap industri memiliki spesifikasi dan parameter tertentu sesuai dengan kebutuhan. Ada beberapa kriteria umum terkait dengan pemilihan material pada sistem perpipaan, yaitu :ringan, biaya produksi murah, memiliki kekutan yang baik, pemasangan yang mudah dan cepat dan yang paling penting memiliki ketahanan terhadap korosi yang tinggi.BAB IPENDAHULUANPada sebagian besar industri yang ada, pipa logam merupakan jenis pipa yang paling banyak digunakan, terutama pipa yang terbuat dari baja. Namun, penggunaan pipa logam ini memunculkan suatu permasalahan klasik mengingat sifat dari logam itu sendiri, yaitu memiliki ketahanan yang rendah terhadap korosi. Salah satu cara untuk mengatasi permasalahan ini adalah dengan menggunakan pipa yang terbuat dari material kompost karena memiliki kriteria yang diinginkan.Komposit merupakan material hasil kombinasi makroskopis dari dua atau lebih komponen yang berbeda dengan tujuan untuk menghasilkan sifat fisik dan mekanik tertentu yang lebih baik daripada masing-masing komponen penyusunnyaDi dalam makalah ini akan dibahas mengenai bahan baku yang digunakan sebagai fiber dan resin penyusun, kelebihan dan kekurangan, metode dan proses manufaktur serta beberapa aplikasi penggunaan material komposit GRP dalam dunia industri.2.1Material PenyusunFiberglass reinforced composite dapat disebut juga sebagai fiberglass reinforced plastic (FRP) atau glass reinforced plastic (GRP). Berikut merupakan beberapa resin dan bahan penguat yang umum digunakan dalam pembuatan pipa.

2.1.1ResinResin pada dasarnya adalah matriks, yaitu suatu material yang berbentuk cairan pada suhu ruang atau dapat pula berupa material padatan yang dapat meleleh pada suhu diatas 200oC. Resin yang umum digunakan berjenis thermosetting, yaitu dapat berupa:Epoxy, Phenolic, Polyester, Vinyl Ester,

BAB IIISI2.1.2Bahan Penguat (Reinforcement Material)Serat penguat yang biasa digunakan dalam aplikasi perpipaan adalah fiberglass reinforced composite dengan spesifikasi E-class. Bahan ini memiliki kekuatan yang baik, modulus yang rendah, harga fiber rendah dan tersedia dalam berbagai bentuk.

2.1.3Komposisi Komposisi material komposit pada Fiberglass Reinforced Plastic secara umum dapat dibagi menjadi 3 jenis berdasarkan jenis dari proses pembuatannya, yaitu:Discontinous Helical Filament Wound without Sand, memiliki komposisi 65% glass fiber dan 35% resin.Centrifugally Cast Reinforced Plastic Mortar, memiliki komposisi 65% partikel padatan (pasir), 15% glass fiber dan 20% resin.Continuous Filament Wound with Sand, memiliki komposisi 50% partikel padatan (pasir), 25% glass fiber dan 25% resin.

2.2Metode dan Proses ManufakturTerdapat beberapa macam metode yang digunakan untuk membuat material komposit. Pemilihan metode pembuatan komposit bergantung pada jenis dan bentuk produk akhir yang diinginkan. Untuk produksi pipa komposit, umumnya dapat berupa metode filament winding atau centrifugal casting, karena kedua metode ini merupakan metode yang paling efisien untuk membentuk pipa yang berbentuk tubular.

2.2.1Filament Winding

Proses manufaktur pada metode filamen winding terdiri dari 4 tahap sebagai berikut:

Persiapan: serat ditempatkan pada gulungan mesin filament winding dan mandrel ditempatkan pada poros mesin. Mandrel dilapisi dengan mould release agent (zat pelepas cetakan). Jika diperlukan, mandrel dapat dipanaskan terlebih dahulu.Penggulungan: serat digulung ke mandrel pada sudut dan pola yang telah ditentukan. Umumnya, proses ini dibantu dengan sistem komputer untuk mendapatkan akurasi yang diinginkan.Pengeringan: penggulungan selesai, bagian yang terdapat pada mander ditempatkan ke dalam oven untuk dikeringkan pada satu atau lebih temperatur. Dalam beberapa kasus, tergantung pada sistem resin yang dipakai, bagian tersebut dikeringkan pada suhu kamar.Pelepasan Mandrel: setelah proses pengeringan selesai, mandrel dapat dilepas dengan berbagai cara. Metode yang digunaan tergantung pada tipe mandrel, yaitu multi-use (dapat digunakan berkali-kali) atau disposable (sekali pakai).

KelebihanMemiki sifat pengulangan yang baik untuk menghasilkan material dengan sifat yang sama.Biaya peralatan dan biaya proses rendah.Dapat membuat bagian yang besar.Biaya material murah jika digunakan material prepreg.Menggunakan serat berpersentase volume tinggi, menghasilkan menghasilkan kekutan tinggi.Menghemat energi, waktu, dan tenaga kerja.Memiliki alternatif pemilihan metode penggulungan

KekuranganUntuk bentuk yang rumit memerlukan desain mandrel yang kompleks dan biaya tambahan.Tidak dapat membentuk lengkungan terbalik.Mandrel sangat diperlukan dan merupakan alat yang mahal.Kualitas permukaan tidak cukup baik dibandingkan dengan autoclave, sehingga memerlukan mesin penghalus permukaan.

2.2.2Centrifugal CastingProses manufaktur pada metode pencetakan sentrifugal secara sederhana ialah sebagai berikut:Memanaskan cetakan baja dan melapisi bagian dalam cetakan dengan ceramic coating.Melelehkan komposit diatas tungku.Memutar cetakan kemudian menuangkan lelehan komposit hingga lelehan mengering.Melepaskan padatan komposit dari cetakan.

Gambar 2.2 Skema Proses Centrifugal Casting

Proses ini dapat diklasifikasikan menjadi 3 macam, yaitu true centrifugal casting, semicentrifugal casting, centrifuge mold casting. Namun, untuk pembuatan pipa hanya digunakan proses true centrifugal casting dan semicentrifugal casting.a.True Centrifugal CastingTrue centrifugal casting merupakan proses yang umumnya diterapkan pada pembuatan komponen tubular seperti pipa. Proses ini memiliki aliran panas yang menghasilkan gerakan pemadatan planar dari bagian luar cetakan menuju sumbu rotasi. b.Semicentrifugal CastingDalam proses ini, cetakan diputar sesuai dengan sumbu simetri nya. Spesifikasi hasil cetakan bergantung pada bentuk cetakan yang mungkin saja bisa kompleks.

KelebihanMemiliki sifat mekanis yang baikMinimnya kehilangan campuran kompositLaju produksi tinggiKekuranganBiaya produksi mahal

2.3Kelebihan dan Kekurangan Fiberglass Reinforced PlasticKelebihanTahan korosi, baik bagian internal maupun eksternal pipa.Jauh lebih ringan dibandingkan dengan carbon steel.Tahanan atau friksi yang kecil.Bahan komposit bukan tempat tumbuh yang nyaman bagi organisme seperti ganggang, lumut.Tahan api (tidak memerlukan fire blanket).Komposit adalah penghantar panas yang buruk sehingga temperatur fluida dalam sistem cenderung stabil.KekuranganTeknik desain sistem komposit lebih sulit dibanding sistem carbon steel. Desain yang tidak tepat dapat membuat sistem berfungsi tidak sesuai harapan.Harga lebih mahal dibandingkan dengan carbon steel.Operating pressure lebih rendah dibandingkan dengan carbon steel.

2.4Perbandingan Pipa Komposit dan Pipa Baja

KeteranganKompositBajakekuatan lentur relatiflebih lenturkurangketahanan terhadap zat dan senyawa kimialebik tahan kurangbobotlebih ringanberatketahanan terhadap abrasikurang lebih tahanhargamahal murah2.5Pertimbangan Lingkungan terhadap Penggunaan KompositBadan pengatur lingkugan hidup sangat mengkhawatirkan penggunaan stirena dalam pembuatan komposit. Stirena merupakan cairan bening dengan bau yang khas. Stirena paling sering digunakan karena:Dapat dikombinasikan dengan berbagai polimer untuk membentuk resin.Sifat fisiknya telah diketahui dan mudah diperkirakan ketika digunakan dengan polimer lain.Memberikan sifat fisik yang penting pada produk akhir.Ketersediaan melimpah dan harganya yang relatif murah.

Institusi pemirantahan di Amerika Serikat telah melakukan studi mengenai dampak stirena pada manusia maupun lungkungan. Beberapa badan telah menyatakan bahwa stirena tidak berbahaya bagi kehidupan dan kesehatan manusia dan bukan merupakan bahaya bagi lingkungan dimana kehidupan manusia bergantung. Namun demikian, penggunaan bahan-bahan kimia dalam pembuatan material komposit masih akan tetap menjadi perhatian terkait dengan dampak terhadap lingkungan.

2.6Pengujian Fiberglass Reinforced PlasticBerikut merupakan beberapa pengujian untuk pipa komposit:ASTM D 1599-99 ASTM D 2105-01 ASTM D 2143-00 ASTM D 2513-01a ASTM D 2517-00 ASTM D 2924-01

Dari pembahasan mengenai Fiberglass Reinforced Plastics (FRP) dalam penggunaanya sebagai material pembuatan pipa, maka dapat disimpulkan beberapa hal sebagai berikut:Fiberglass Reinforced Plastics (FRP) memiliki ketahan terhadap korosi yang tinggi dan penggunaannya semakin luas untuk menggantikan pipa berbasis baja yang rentan terhadap korosi.Resin dan bahan penguat yang umum digunakan pada pembuatan Fiberglass Reinforced Plastics (FRP) adalah resin polyester dan fiberglass reinforced composite dengan spesifikasi E-class.Terdapat 2 metode pembuatan Fiberglass Reinforced Plastics (FRP) yaitu filament winding dan centrifugal casting.Penggunaan komposit berbahan dasar zat atau senyawa kimia akan memunculkan permasalahan lingkungan yang perlu diperhatikan.Jenis-jenis standar dalam pengujian pipa berbahan Fiberglass Reinforced Plastics (FRP) ialah ASTM D 1599-99, ASTM D 2105-01, ASTM D 2143-00, ASTM D 2513-01a, ASTM D 2517-00 dan ASTM D 2924-01.

BAB IIIPENUTUPTERIMA KASIH