Sifat-Sifat Dasar Yang Di Pakai Pada Operasi Kapal
Selain kapal selam, kapal beroperasi pada permukaan antara air dan udara. Sifat-sifat kedua fluida tersebut itu penting.
Sifat-sifat Dasar
Air
Air secara efektif tidak dapat dimampatkan sehingga massa jenisnya tidak berbeda pada kedalaman seperti itu. Massa jenis air tidak bervariasi dengan suhu dan salinitas seperti halnya viskositas kinematiknya. Kepadatan air laut meningkat dengan meningkatnya salinitas.
| Temperatur (C) | Massa Jenis (Kg/m3) | Viskositas Kinematik (m2/s x 106) | ||
| Fresh Water | Salt Water | Fresh Water | Salt Water | |
| 0 | 999.8 | 1028 | 1.787 | 1.828 |
| 10 | 999.6 | 1026.9 | 1.306 | 1.354 |
| 20 | 998.1 | 1024.7 | 1.004 | 1.054 |
| 30 | 995.6 | 1021.7 | 0.801 | 0.849 |
Desainer kapal angkatan laut secara tradisional menggunakan angka perkiraan dalam perhitungan. Perhitungan terdiri menghitung kepadatan massa air segar sebesar 62,21b/ft3 (36 kaki kubik per ton) dan air laut 64 lb/ft3 (35 kaki kubik per ton). Nilai ‘pilihan’ yang sesuai di Satuan SI adalah l.000 ton/m3 dan 1,025 ton/m3 masing-masing.
Udara
Pada tekanan dan suhu barometrik standar, dengan 70 persen kelembaban udara telah dianggap memiliki massa 0,081b/ft3 (13 kubik kaki per pon). Nilai SI yang sesuai adalah 1,28 kg/m3.
Suhu
Suhu sekeliling laut dan udara yang kemungkinan akan bertemu pada kapal menentukan jumlah AC dan isolasi dan mempengaruhi daya yang dihasilkan oleh mesin. Suhu udara ekstrim 52°C di daerah tropis di pelabuhan dan 38°C di laut, tercatat: juga -40°C di Kutub Utara di pelabuhan dan -30°C di laut. Nilai yang kurang ekstrem diambil untuk tujuan desain dan Gambar desain khas untuk kapal perang, dalam derajat Celcius, seperti pada Tabel di bawah.
>> KLIK DI SINI UNTUK MEMBACA ARTIKEL SEPUTAR MARITIM LAINNYA!
Kontributor: Daris Arsyada
Sumber:
Tupper, E.C. 1996. Introduction to Naval Architecture 3rd Edition. Oxford: Butterworth-Heinemann.
Pulverized Coal Fired (PCF) Boilers
Sistem boiler tabung air berbahan bakar batubara menghasilkan sekitar 38% dari pembangkit listrik di seluruh dunia dan akan terus menjadi kontributor utama di masa depan. Pulverized (bubuk) coal fired boilers merupakan boiler pembangkit paling laris saat ini, memiliki efisiensi tinggi tetapi kontrol SOx dan NOx yang mahal. Hampir segala jenis batu bara dapat direduksi menjadi bubuk dan dibakar seperti gas dalam boiler PCF, menggunakan pembakar/burner. Teknologi PCF memungkinkan peningkatan ukuran unit boiler dari 100 MW di tahun 1950-an menjadi lebih dari 1000 MW. Sistem berbahan bakar batu bara bubuk (pulvurized) baru secara rutin dipasang saat ini menghasilkan efisiensi siklus bersih mulai dari 40 hingga 47% LHV, (sesuai dengan nilai kalor 34 hingga 37% lebih tinggi, HHV) sambil mengeluarkan hingga 97% dari gabungan udara yang tidak terkontrol emisi polusi (SOx dan NOx).
Karakteristik Bahan Bakar Batubara
Batubara merupakan zat yang heterogen ditinjau dari sifatnya kandungan organik dan anorganiknya. Karena hanya partikel organik yang dapat terbakar, partikel anorganik tetap sebagai abu dan terak dan meningkatkan kebutuhan akan filter partikel dari gas buang dan robekan dan keausan tabung tungku. Menghancurkan batubara sebelum memasukkannya ke tungku memiliki manfaat bahwa partikel anorganik dapat dipisahkan dari organik sebelum tungku. Namun, batu bara mengandung banyak abu, yang sebagian dapat akan dikumpulkan dalam tungku. Untuk dapat menghapus abu tungku lebih mudah, bagian bawah tungku berbentuk seperti ‘V’.
Burner
Manfaat lain dari penghancuran batu bara sebelum pembakaran adalah bahwa udara batubara campuran dapat diumpankan ke boiler melalui jet burner, seperti pada boiler minyak dan gas. Partikel yang lebih halus lebih cepat terbakar dan sehingga pembakaran lebih sempurna semakin halus batubara dihaluskan dan pembentukan jelaga dan karbon monoksida dalam gas buang juga berkurang. Ukuran butir batubara setelah penggiling batubara adalah kurang dari 150mm.
Dua tata letak boiler yang sangat berbeda digunakan. Salah satunya adalah tata letak tradisional dua jalur di mana ada ruang tungku, diatapi oleh beberapa tabung heat exchanger unutk mengurangi suhu keluaran tungku/furnace. Gas buang kemudian belok 180°, dan lewati ke bawah melalui perpindahan panas utama dan bagian economizer. Desain lainnya menggunakan boiler menara, di mana hampir semua bagian perpindahan panas sudah terpasang vertikal di atas satu sama lain, di atas ruang pembakaran.
>> KLIK DI SINI UNTUK MEMBACA ARTIKEL SEPUTAR KONVERSI ENERGI LAINNYA!
Kontributor: Daris Arsyada
Sumber:
Tier, Sebastian. 2003. Steam Turbine Technology 2nd Edition. Helsinki: Helsinki University of Technology Department of Mechanical Engineering.
Quality Assurance, Pengujian, dan Inspeksi
Produk manufaktur dapat memunculkan karakteristik eksternal dan internal tertentu yang sebagian dihasilkan dari jenis proses produksi yang digunakan. Karakteristik eksternal paling umum meliputi dimensi, ukuran, dan permukaan akhir dan pertimbangan integritas, seperti: permukaan kerusakan dari alat potong atau gesekan selama pemrosesan benda kerja. Karakteristik internal meliputi cacat seperti porositas, pengotor, inklusi, fase transformasi, getas, retak, debonding laminasi, dan residu stres.
Beberapa cacat ini dapat ada dalam produk originalnya, dan beberapa muncul selama operasi manufaktur tertentu. Sebelum dipasarkan, suku cadang dan produk yang diproduksi diperiksa untuk beberapa karakteristik. Pemeriksaan rutin penting untuk:
- Memastikan akurasi dimensi sehingga komponennya pas dengan komponen lain selama perakitan
- Identifikasi produk yang kegagalan atau malfungsinya dapat memiliki implikasi serius seperti cedera tubuh atau kematian. Contoh umum adalah kabel elevator, sakelar, rem, roda gerinda, roda kereta api, bilah turbin, bejana tekan, dan sambungan las.
Kualitas produk selalu menjadi salah satu aspek terpenting dari operasi manufaktur. Mengingat pasar yang kompetitif global, terus menerus peningkatan kualitas menjadi prioritas utama, terutama bagi perusahaan besar di negara industri. Di Jepang, istilah kaizen digunakan untuk menandakan peningkatan tidak pernah berakhir.
Pencegahan cacat pada produk dan inspeksi suku cadang secara online adalah tujuan utama dalam semua kegiatan manufaktur. Sekali lagi, kualitas harus dibangun menjadi produk dan tidak hanya dipertimbangkan setelah produk dibuat. Jadi, kerjasama yang erat dan komunikasi di antara insinyur desain dan manufaktur dan keterlibatan langsung dan dorongan dari manajemen perusahaan sangat penting.
Quality Assurance (Jaminan Kualitas)
Quality Assurance (QA) adalah upaya total yang dilakukan oleh produsen untuk memastikan bahwa produknya sesuai dengan satu set rinci spesifikasi dan standar. QA dapat didefinisikan sebagai semua tindakan diperlukan untuk memastikan bahwa persyaratan kualitas akan dipenuhi; Quality control adalah seperangkat teknik operasional yang digunakan untuk memenuhi persyaratan kualitas.
Standar ini mencakup beberapa jenis parameter, seperti dimensi, permukaan, finish, toleransi, komposisi, dan warna, serta mekanik, fisik, dan kimia sifat dan karakteristik. Selain itu, standar biasanya ditulis untuk memastikan perakitan yang tepat, menggunakan komponen bebas cacat yang dapat dipertukarkan dan menghasilkan produk yang berkinerja seperti yang diinginkan oleh perancangnya.
Aspek penting dari QA adalah kemampuan untuk (a) menganalisis defect yang terjadi pada lini produksi dan (b) menghilangkan atau mengurangi defect ke tingkat yang dapat diterima. Dalam arti yang lebih luas, QA melibatkan evaluasi produk dan kepuasan pelanggannya. Jumlah total dari semua kegiatan ini adalah disebut sebagai total quality control dan, dalam arti yang lebih besar, total quality management.
Jelas bahwa, untuk mengontrol kualitas, penting untuk dapat mengukur tingkat kualitas secara kuantitatif dan mengidentifikasi semua variabel material dan proses yang dapat dikontrol.
Standar ISO
Dengan meningkatnya perdagangan internasional dan persaingan global, pelanggan di seluruh dunia semakin menuntut produk dan layanan berkualitas tinggi dengan harga rendah dan mencari pemasok yang dapat menanggapi permintaan ini secara konsisten dan andal. Tren ini menciptakan kebutuhan akan kesesuaian dan konsensus internasional mengenai penetapan metode untuk pengendalian mutu, keandalan, dan keamanan produk. Selain pertimbangan-pertimbangan tersebut, kekhawatiran yang sama pentingnya mengenai lingkungan dan kualitas hidup juga sedang ditangani.
Standar ISO 9000
Pertama kali diterbitkan pada tahun 1987 dan kemudian direvisi pada tahun 1994, standar ISO 9000 (Kualitas Standar Manajemen dan Jaminan Kualitas) adalah serangkaian generik yang sengaja dibuat standar manajemen sistem mutu. Standar ISO 9000 telah mempengaruhi secara permanen cara di mana perusahaan manufaktur melakukan bisnis di dunia berdagang dan telah menjadi standar dunia untuk kualitas.
Seri ISO 9000 mencakup sebagai berikut:
- ISO 9001—Quality systems: Model for quality assurance in design/development, production, installation, and servicing.
- ISO9002—Quality systems: Model for quality assurance in production and installation.
- ISO 9003—Quality systems: Model for quality assurance in final inspection and testing.
- ISO 9004—Quality management and quality system elements: Guidelines.
Perusahaan secara sukarela mendaftar untuk standar ini dan mengeluarkan sertifikat. Pendaftaran dapat diminta secara umum untuk ISO 9001 atau 9002, dan beberapa perusahaan memiliki pendaftaran hingga ISO 9003. Standar 9004 hanyalah pedoman dan bukan model atau dasar pendaftaran. Untuk sertifikasi, perusahaan dikunjungi dan diaudit oleh tim pihak ketiga yang terakreditasi dan independen untuk memastikan bahwa standar tersebut 20 elemen kunci sudah ada dan berfungsi dengan baik.
Standar ISO 9000 bukanlah sertifikasi produk, tetapi sertifikasi proses kualitas. Perusahaan menetapkan kriteria dan praktik mereka sendiri untuk kualitas. Namun, sistem mutu yang terdokumentasi harus sesuai dengan standar ISO 9000. Dengan demikian, sebuah perusahaan tidak dapat menulis ke dalam sistem kriteria apa pun yang bertentangan dengan standar ISO.
Standar ISO 14000
ISO 14000 adalah standar yang pertama kali diterbitkan pada bulan September 1996 dan berkaitan dengan sistem manajemen lingkungan internasional/Environmental Management Systems (EMS). Hal ini menyangkut cara aktivitas organisasi mempengaruhi lingkungan melalu umur produk. Kegiatan ini dapat (a)berupa internal atau eksternal pada organisasi, (b) mulai dari produksi hingga akhir pembuangan produk setelah masa pakai, dan (c) termasuk efek pada lingkungan, seperti polusi, timbulan dan pembuangan limbah, kebisingan, penipisan sumber daya alam sumber daya, dan penggunaan energi.
Non-destructive Test (NDT)
Pengujian NDT dilakukan sedemikian rupa sehingga integritas/keutuhan produk dan tekstur permukaan tidak berubah. Teknik pengujian NDT umumnya membutuhkan keterampilan operator yang cukup besar, dan menafsirkan hasil tes secara akurat bisa menjadi sulit karena pengamatannya subjektif. Namun penggunaan komputer dan teknik peningkatan lainnya telah secara signifikan mengurangi kemungkinan kesalahan manusia. Sistem saat ini memiliki berbagai kemampuan untuk akuisisi data dan untuk pemeriksaan dan analisis kualitatif dan kuantitatif.
Berikut adalah prinsip-prinsip dasar teknik pengujian tak rusak (NDT) secara umum.
Liquid Penetrants. Dalam teknik ini, cairan diterapkan ke permukaan bagian dan dibiarkan menembus retakan, jahitan, dan pori-pori. Dengan aksi kapiler, penetrant dapat meresap ke dalam retakan sekecil 0,1 μm. Metode ini dapat digunakan untuk mendeteksi berbagai cacat permukaan. Perlengkapan sederhana dan mudah digunakan, dapat dibawa-bawa, dan lebih murah untuk dioperasikan daripada metode lain. Namun, metode ini hanya dapat mendeteksi cacat yang terbuka untuk permukaan atau eksternal.
Magnetic-particle Inspection. Teknik ini terdiri dari menempatkan feromagnetik halus partikel pada permukaan bagian. Partikel dapat diterapkan baik kering atau dalam sebuah pembawa cair, seperti air atau minyak. Ketika bagian itu dimagnetisasi dengan magnet bidang, diskontinuitas (cacat) pada permukaan menyebabkan partikel berkumpul secara kasat mata sekitar cacat.
Ultrasonic Inspection. Sinar ultrasonik bergerak melalui bagian. Cacat internal (seperti retakan) mengganggu sinar dan memantulkan kembali sebagian dari energi ultrasonik. amplitudo energi yang dipantulkan dan waktu yang diperlukan untuk kembalinya menunjukkan keberadaan dan lokasi setiap cacat pada benda kerja.
Radiography. Radiografi menggunakan pemeriksaan sinar-X untuk mendeteksi kelemahan internal seperti: retak dan porositas. Teknik ini mendeteksi perbedaan kepadatan di dalam suatu bagian. Untuk misalnya, pada film sinar-X, logam yang mengelilingi cacat biasanya lebih padat dan, karenanya, tampak lebih ringan dari, kekurangannya. Efek ini mirip dengan cara tulang dan gigi tampak lebih ringan daripada bagian tubuh lainnya pada film sinar-X.
Destructive Test
Seperti namanya, bagian yang diuji melalui metode pengujian destruktif tidak lagi mempertahankan integritas, bentuk asli, atau karakteristik permukaannya. Tes metode mekanik seperti uji tarik, uji tekan, uji kekerasan, uji puntir, dll semuanya merusak, karena sampel atau spesimen harus dikeluarkan dari produk untuk mengujinya. Contoh tes destruktif lainnya adalah pengujian kecepatan roda gerinda untuk menentukan kecepatan meledaknya dan pengujian tekanan tinggi dari bejana tekan untuk menentukan tekanan ledakannya.
>> KLIK DI SINI UNTUK MEMBACA ARTIKEL SEPUTAR TEKNOLOGI MANUFAKTUR LAINNYA!
Kontributor: Daris Arsyada
Sumber:
Kalpakjian, Serope dan Schmid, Steven R. (2009). Manufacturing Engineering and Technology (6th ed). New Jersey: Prentice Hall.