7
BAB II
DASAR TEORI
2.1. Proses Produksi Ketel Uap Type Kombinasi Type Api dan Pipa Air
Pada proses perencanaan proses produksi ketel uap type kombinasi pipa
dan pipa air diperlukan berbagai macam proses pengerjaan. Diantaranya berbagai
macam bentuk proses pengerjaan yang digunakan adalah dengan menggunakan
proses pemesinan serta dengan mengunakan drawing dan bending. Dalam
prosesnya bahan baku adalah lembaran Plat baja ketel H I dimana dengan
temperature kerja C0300 mempunyai tegangan kerja mmNt /140
Demikian juga halnya dengan proses pemesinan yang digunakan adalah
mesin potong dengan las asetelin, mesin bending, mesin gurdi dan mesin las
listrik.
Dari hasil pengerjaan diatas dapat disimpulkan bahwa dalam perencanaan
suatu produk atau alat dan perencanaan proses produksi ketel uap type kombinasi
pipa air dan pipa api, harus memperhatikan tentang teori produk dan aliran proses
agar diperoleh hasil yang maksimal dengan efektif dan efisien.
2.2 Analisa Produk
Pada analisa produk ini penulis melaksanakan suatu analisa dengan cara
memecahkan produk akhir / menjadi komponen – komponen pembentuk produk
tersebut secara detail. Untuk maksud ini maka pelaksanaan dilakukan dengan
8
jalan membuat suatu daftar komponen ( part lisi ), yaitu suatu daftar yang lengkap
mengenai komponen – komponen yang ada dalam suatu produk.
Berdasarkan part lisi akan didapat suatu informasi mengenai masing –
masing komponen, yaitu antara lain:
Nomor komponen – komponen termasuk pula nomor gambar kerjanya
Nama dari komponen tersebut
Jumlah komponen Per unit Produk yang ada
Spesifikasi dari komponen seperti jenis material, dimensi, standart
kualitas pengerjaan dan lain – lain
2.3 Analisa Proses
Pada analisa ini dibahas mengenai aliran Raw material menuju ke
pengerjaan permesinan. Untuk keperluan pembuat peta prose maka America
society of mechanical engineer ( ASME ) telah dibut standart yang
menggambarkan macam / jenis yang umum dijumpai dalam proses produksi .
2.4 Proses pembuatan Drum drum Ketel uap Type kombinasi pipa api
dan pipa air
2.4.1 Bahan Baku
Bahan baku untuk pembuatan komponen - komponen diperoleh hasil
proses pembentukan maupun dari proses pengecoran yang tersedia dapat
dibeli dipasaran.
9
2.4.2 Proses Pemotongan
Proses pemotongan merupakan suatau produk dari logam (
Komponen Mesin ) denagan cara memotong. Tergantung dari cara
pemotonaganya maka seluruh proses pemotongan logam dapat
dikelompokan menjadi dasar yaitu :
1. Proses pemotngan dengan mesin las
2. Proses pemotongan denagn mesin las press
3. Proses pemotongan dengan mesin perkakas atau proses pemesinan
4. Proses pemotongan dengan non konvensional ( Electro discharge
machining dan sebagainya )
( Taufiq rochim, 1985. Teori dan teknologi permesinan, hal. 1 )
2.4.3 Proses Pengerolan ( Rolling )
Drum pada umumnya ketel / tangki disusun dari dua buah atau lebih
banyak gelang – gelang, bulatan – bulatan atau silinder, plat logam. Tiap
bulatan dibuat dari satu plat logam yang datar, yang dilengkungkan berupa
silinder dengan jalan diroll ( dicanai ). Ujung tiap bulatan ini disambung
satu sama lain dengan memakai celah kelingan atau Las sejajar dengan garis
sumbu ketel. Oleh karena itu celah ini dinamakan celah memanjang ketel.
Celah – celah berimpit, yang dipakai untuk menyambungkan masing –
masing bulatan disebut celah keeling atau celah melintang. Celah
memanjang dari berbagai bulatan itu dipasang berliku - liku satu sama lain,
gunanya untuk mencegah agar jangan terlalu banyak lempeng yang
bertumpuk, sehingga membuat sambungan rapat (tidak lewat uap ).
10
Gambar 2.1 Mesin Rolling
Gambar 2.2 Badan ketel dalam proses pembentukan
Rumus - rumus matematis yang digunakan dalam proses pengerollan ini dalah :
1. Gaya Rolling
W
tSLKF
2...
( Frank.W. Wilson,.Fundamentals of tool Design, hal :222 )
11
Dimana :
)mm(PenekukMatrasLebarW
)(mmBendaTebalt
)mm/N(BahanTarikTeganganS
)mm(BendaPanjangL
)1.331.20(DieFaktorK
N)(RollingGaya
2
F
2. Daya Rolling
Daya pembentukan adalah gaya yang dibutuhkan mesin bending untuk
membentuk suatu produk. Besar daya pembentukan dapat dihitung dengan
rumus:
Pd = Ftot . V…………………………(watt)
Dimana:
Pd = daya Rolliing (watt)
Ftot = gaya Rolling (kg)
V = Kecepatan pembebanan (m/dt)
3. Pertambahan Panjang Bahan
)(2360
KtIRA
B
( Frank. W. Wilson, Fundamentals of tool Desgn, hal 222 )
12
Gambar 2.3 Proses Pengerollan Plat menjadi Ketel dan Front
Front – front yang dilengkungkan dari ketel selalu dibuat dari satu bagian.
Gambar diatas juga memperlihatkan fron muka dan front belakang sebuah ketel,
yang yang dibuat pakai flens keliling, yang dipress untuk menyambungkan
kebadan ketel, dan dua buah corong untuk tempat sambungan silinder pipa api.
gambar diatas juga memperlihatkan front muka pakai corong yang ditekan kelur,
sedangkan gambar diatas sebelah kiri menunjukan front belakang pakai corong
yang ditekan kedalam.
Front ketel mempunyai garis tengah yang lebih besar, sukar untuk dibuat
dari satu lempeng ketel dank arena itu biasanya terdiri dari dua bagian, yang
disambung ini biasanya dibuat antara baris pipa – pipa api sebelah atas dan baris
batang – batang penahan sebelah bawah. dengan demikian sambungan ini tidak
menyulitkan pemasangan alat – alat bagian ketel. sambungan dari kedua bagian
front itu, pada tempat celah – celah bagian – bagian dari front itu pula yang
disambung pakai las listrik, sebagaimana ditunjukan oleh gambar dibawah ini
yang sangat memudahkan pekerjaan.
13
Gambar 2.4 Proses penyambungan front-front dengan las listrik
2.4.4 Proses Permesinan
Dalam proses permesinan pahat yang bergerak relatif terhadap benda
kerja akan menghasilkan geram dan sementara itu permukaan benda kerja
secara terhadap akan membentuk benda kerja yang akan kita inginkan.
Pahat tersebut dipasangkan pada suatu jenis mesin perkakas yangmerupakan
bagian dari perkakas potong yang telah disesuaikan dengan cara
pemotongan dan bentuk akhir produk.
Gerak relatif dari perkakas potong terhadap benda kerja
diklafikasikan menjadi dua gerak yaitu gerak makan dan gerak potong.
Selain itu lebih terperinci proses permesinan dapat diklafikasikan menurut
tujuan dan cara pengerjaan dari mesin perkakas yang digunakan Tabel 2.1
Klasifikasi proses permesinan menurut jenis mesin perkakas yang
digunakan ( Taufiq rochim, 1985, teori dan teknologi permesinan, hal.9 )
14
Tabel 2.1 Klasifikasi proses permesinan menurut jenis mesin perkakas yang
digunakan
Jenis Proses Mesin Perkakas yang digunakan
1.Membubut ( Turning )
2.Menggurdi ( Dirlling )
3 Mengelas
4.Menggergaji ( Sawing )
5.Mengkoter / Melebarkan Lubang
( Boring )
6.Mengerinda ( Gerinding )
7.Mengebor
1. Mesin Bubut
2. Mesin Gurdi
3. Mesin las listik
4. Mesin Gergaji
5. Mesin Koter
6. Mesin gerinda
7. Mesin bor listrik
Kecepatan pembuangan geram dapat dipilh supaya waktu
pemotongan sesuai dengan yang diinginkan maka perlu untuk
memperhatikan elemen dasar dari proses permesinan yaitu : Kecepatan
Potong, Kecepatan makan. Kedalaman potong, waktu pemotongan, dan
kecepatan penghasilan geram.
Sedangkan Proses permesinan yang dilakukan dalam pengerjaan
komponen- komponen ketel uap type kombinasi pipa dan pipa air adalah
sebagai berikut :
1. Proses Penggergajian ( Sawing )
Untuk memotong benda - benda kerja yang panjang atau benada -
benda yang membutukan ketelitian yang tinggi, misalnya batang besi yang
bulat atau persegi, dipakailah mesin gergaji. Untuk pemotongan plat yang
tipis digunakan gergaji tangan.
15
2. Proses Gurdi
Proses penggurdian adalah proses pembuatan lubang dengan
menggunakan pahat gurdi, yaitu sebuah pahat pemotong yang ujungnya
berputar dan memiliki dua buah mata gurdi dan alur yang berhubungan
kontinyu disepanjang badan gurdi. Putaran tersebut dapat dipilih dari
beberapa tingkat putaran yang tersedia pada mesin gurdi, atau ditetapkan
sekehendak bila system trasmisi putaran mesin gurdi merupakan system
berkesinambungan.
Gerak makan dapat dipilih apabila mesin gurdi mempunyai system
gerak makan dengan tenaga motor ( power feeding ), sedangkan utntuk jenis
mesin gurdi yang kecil ( Mesin gurdi, bangku ) gerak makan tersebut tidak
dapat dipastikan karena tergantung dari kekuatan tangan untuk menekan
lengan penekanan dari proses utama.
Elemen - elemen Proses Penggurdian adalah sebagai berikut :
a. Kecepatan Potong
)min/(1000
..m
ndV
( Taufiq Rochim, 1985. 1985. Teori dan Teknologi Permesinan, hal : 22 )
Dimana :
rpm)(UtamaProsesPutarann
)mm(GurdiDiameterV
b. Kecepatan Makan
)(. mmnfv f
( Taufiq Rochim, 1985. Teori dan Teknologi Permesinan, hal :22 )
16
Dimana :
)/(05.0 putmmf
c. Waktu Pemotongan
)min(/ fc vwt
( Taufiq Rochim, 1985. Teori dan Teknologi Permesinan, hal :20 )
Dimana :
)mm(KerjabendaPemotonganLebarw
Gambar 2.5 Proses Penggurdian
2.4.5 Proses Pengelasan
Gambar 2.6 Las busur elektroda terbungkus dan pemindahan logam cair
( W. Harsono, Teknologi Pengesalan Logam, Hal, 9 )
17
Untuk Proses Assembly jenis pengelasan yang digunakan adalah las
gas. Las busur elektorda terbungkus dan las sinar electron semuanya dapat
digunakan untuk mengelas alumunium dan paduannya. Tetapi walaupun
demikian yang paling banyak digunakan pada waktu ini adalah las busur gas
mulia.Dengan cara pengelasan ini lapisan oksida yang terjadi pada
permukaannya bersih dan menyebapkan terbentuknya sifat - sifat yang
menguntungkan. Bila digunakan cara pengelasan yang lain, maka
diperlukan fluks yang berisi khlorida atau fluoride untuk menghilangkan
lapisan oksida yang terjadi.
Bahayanya menggunakan fluks tertinggal dalam logam yang akan
menyebapkan terjadi korosi. Karena itu pembersihan fluks harus dilakukan
dengan seksama.
Gambar 2.7 Gaya yang terjadi pada sambungan Las
( W. Harsono, 1985 Teknologi Pengelasan Logam, hal,.190 )
Kampuh yang digunakan pada pengelasan ini adalah jenis kampuh sudut
ganda.
1. Daya Listrik ( Untuk 1 Phasa )
... CosIEN
( W.Harsono,1985 Teknologi Pengelasan Logam, hal,. 124 )
18
Dimana :
8,0Cos
)A(ArusKuatI
)Volt(ListrikTeganganE
2. Panas yang ditimbulkan
)Joule(t.IE.H
( W. Harsono, 1985 Teknologi Pengelasan Logam, hal,. 125 )
Dimana :
)dt(Waktut
)A(ArusKuatI
)Volt(sinMedariKeluaranTeganganE
3. Ketebalan Kampuh
)(2
mmt
A
( R. S. Khurmi, Machine Design, hal. 278 )
4. Kekuatan sambungan las
Untuk pengelasan jenis Kampuh sudut ganda digunakan rumus :
)/(21
8,1121
2
2
22
mmkgbblh
P
( W . Harsono, 1985 Teknologi pengelasan Logam, hal,.190 )
19
Di mana :
)Kg(bekerjayangGayaP
)mm(dilasyanglasPelatPanjangL
)mm(PengelasanTinggih
)mm(PelatTebalb
2.4.5 Proses Perakitan ( Assembly )
Perakitan adalah merupakan penyatuan bagian - bagian pokok dari
komponen - komponen mesin yang telah dibuat dengan proses pengerjaan
maupun yang telah dibeli dipasaran, yang meliputi proses - proses
penyambungan dan pemeriksaan hasil sambungan. Proses - proses
penyambungan dapat dilakukan dengan cara pengelasan maupun dengan
menggunakan pasangan mur dan baut. Pada proses ini masing - masing
komponen dirakit sampai menjadi suatu bentuk ketel uap tipe kombinasi
pipa api dan pipa air.