Cooling System

Cooling System

Pembakaran campuran bahan bakar-udara dalam silinder engine menghasilkan jumlah panas yang hebat dan temperatur tinggi. Panas diserap oleh dinding silinder, silinder head dan piston. Mereka, dalam perputarannya, harus dilindungi oleh sistem pendingin sehingga tidak  menjadi terlalu panas.

  

Sistem pendingin memiliki beberapa fungsi :

1. Menghilangkan panas yang berlebihan dari engine.
2. Menjaga temperatur kerja engine yang tetap. 
3. Meningkatkan temperatur engine yang dingin secepat mungkin. 
4. Memberikan fungsi untuk kerja pemanas (warming passenger compartment). 

Sistem pendinginan pada engine mempunyai 2 kegunaan, yaitu:

1.      Mencegah terjadinya panas yang berlebihan (overheating) pada engine. Panas yang berlebihan dapat merusakkan komponen engine yang dalam waktu  relative  singkat. Walapun  sebenarnya  panas diperlukan untuk melakukan pembakaran  di dalam engine itu sendiri, tetapi panas yang dihasilkan akibat pembakaran ternyata berlebihan. Untuk itu diperlukan suatu system pendingin untuk membuang panas yang berlebihan tersebut.

2.      Untuk mengatur temperature kerja  dari engine. Untuk mengatur temperature kerja pada suhu yang tepat untuk melakukan kerja, maka di perlukan suatu system pendinginan yang mampu memelihara temperature pada suhu tertentu selama pembakaran dalam engine  berlangsung. Pada waktu menghidupkan tidak diperlukan  system pendingin sama sekali, hanya setelah digunakan untuk kerja, maka system pendingin mutlak di gunakan.

I.          MACAM  - MACAM SISTEM PENDINGINAN

Ada 2 macam system pendingin yang umum digunakan pada engine sekarang ini, yaitu:

1.    Sistem pendingin udara (air  cooling system): yaitu suatu system untuk mendinginkan engine  dengan jalan menghembuskan udara pada sekelillng engine  untuk menghilangkan panas yang timbul  akibat pembakaran.

2.     Sistem pendinginan air (liquid/ water cooling system): yaitu system untuk mendinginkan engine dengan menggunakan air yang di sirkulasi melalui dalam block engine untuk menghilangkan panas berlebihan yang timbul akibat dari pembakaran.

II.        AIR  COOLING  SYSTEM .

Sistem pendinginan udara ini banyak digunakan pada engine kecil, seperti sepeda motor dan juga engine–engine pesawat terbang. Sistem ini tidak digunakan pada engine-engine besar ,karena sulit untuk dapat mengarahkan aliran udara ini biasanya di gunakan plat selubung atau sroud dan untuk mengalirkan udara di gunakan kipas  angina tau blower. Besar kecilnya kipas atau blower tergantung dari besar kecilnya engine. Pada sepeda motor misalnya, tidak digunakan kipas, tetapi digunakan pergeseran udara akibat cepatnya/jalannya motor tersebut.

III.          LIQUID COOLING SYSTEM .

Pada liquid cooling system ini biasanya digunakan air tawar untuk di gunakan sebagai air pendingin  (coolant). Sehingga yang terdapat musim dingin, digunakan suatu bahan tambah yang di sebut anti freezesolution. Bahan tambah tersebut bertujuan untuk mencegah agar air tidak membeku pada waktu musim dingin.

IV.          KOMPONEN SISTEM PENDINGINAN .

Block engine, silinder head dan manifold. Pada silinder block dan silinder head mempunayai banyak saluran air yang dapat mengalir disekeliling silinder, combustion chamber, valve atau pun pre combustiom chamber. Sehingga ruangan – ruangan di sekeliling silinder tersebut di sebut dengan water jacket, seperti pada gambar: 

Water jacket tersebut hanya mampu menampung sedikit air pendingin. Karena sedikitnya air pendingin tersebut, maka air akan menjadi cepat panas sementara. Thermostat masih menutup apabila engine masih dingin. Apabila engine sudah panas mencapai suhu kerja, maka thermostat akan membuka dan air kan bersikulasi melalui radiator. Perhatikan lubang-lubang yang ada pada silinder block dan silinder head pada gambar 7-19. Lubang-lubang yang terlihat  bukanlah  semuanya lubang air pendingin. Hanya sebagian dari lubang tersebut sebagai lubang air pendingin sedang yang lain kemungkinan lubang baut pengikat atau lubang pasak /dowel. Di samping menggunakan saluran air di luar block, yang biasanya disebut dengan water manifold. Water manifold tersebut di ikatkan pada engine block dengan baut dan nut. Manifold ini di gunakan bila engine mempunyai silinder head lebih dari satu buah, atau di gunakan juga untuk menghubungkan oil cooler dangan engine block. Untuk mencegah antara manifold dan block biasanya dilengkapi dengan gasket antara kedua permukaan yang diikatkan.

V.          RADIATOR .

Radiator adalah merupakan suatu perubah panas (head exchanger) yang digunakan pada system pendinginan seperti pada gambar 7 – 20. Radiator tersebut terdiri dari tangki atas,  tangki bawah dan sirip–sirip elemen pendingin. Pada tangki bawah di lengkapi dengan cerat pada sisi bagian bawah. Tangki tersebut dapat di solder terhadap elemen pendingin seperti pada gambar, dan ada juga antara tangki atas dan bawah dengan elemen pendingin atau core-nya di ikatkan dengan baut pengikat. Radiator yang digunakan pada engine besar, biasanya di gunakan radiator yang sambungannya berbaut. 

Ada dua jenis elemen pendingin pada radiator  ( radiator core ) , yaitu  :

1.      Tube dan fin core.

2.      Cellular core seperti pada gambar 7 – 21.

Sebenarnya radiator bekerja dengan prinsip konveksi yaitu sirkulasi air pendingin dan juga prinsip radiasi yaitu memindahkan panas pada gelombang udara yang mengalir melalui sela-sela radiator core. Aliran yang diakibatkan karena pompa air atau pun kaena perbedaan panas bagian atas dan bawah yang di kenal dengan thermal siphon action akan membawa panas akibat pembakaran yang akan di teruskan ke radiator bagian atas dan kemudian mengalir melalui radiator core. Pada core tersebut panas air pendingin akan didinginkan oleh aliran udara yang di hembuskan oleh kipas (fan) melalui sela – sela core atau sirip – sirip radiator.

NON DESTRUCTIVE TEST

UJI TANPA MERUSAK 

( NON DESTRUCTIVE TEST )

Non destrtructive testing (NDT) adalah aktivitas tes atau inspeksi terhadap suatu benda untuk mengetahui adanya cacat, retak, atau discontinuity lain tanpa merusak benda yang kita tes atau inspeksi. Pada dasarnya, tes ini dilakukan untuk menjamin bahwa material yang kita gunakan masih aman dan belum melewati damage tolerance. Material pesawat diusahakan semaksimal mungkin tidak mengalami kegagalan (failure) selama masa penggunaannya.NDT dilakukan paling tidak sebanyak dua kali. Pertama, selama dan diakhir proses fabrikasi, untuk menentukan suatu komponen dapat diterima setelah melalui tahap-tahap fabrikasi. NDT ini dijadikan sebagai bagian dari kendali mutu komponen. Kedua, NDT dilakukan setelah komponen digunakan dalam jangka waktu tertentu. Tujuannya adalah menemukan kegagalan parsial sebelum melampaui damage tolerance-nya.

A. Metode utama Non Destructive Testing meliputi:

1. Visual Inspection

Sering kali metode ini merupakan langkah yang pertama kali diambil dalam NDT. Metode ini bertujuan menemukan cacat atau retak permukaan dan korosi. Dalam hal ini tentu saja adalah retak yang dapat terlihat oleh mata telanjang atau dengan bantuan lensa pembesar ataupun boroskop. 

2. Liquid Penetrant Test

Metode Liquid Penetrant Test merupakan metode NDT yang paling sederhana. Metode ini digunakan untuk menemukan cacat di permukaan terbuka dari komponen solid, baik logam maupun non logam, seperti keramik dan plastik fiber. Melalui metode ini, cacat pada material akan terlihat lebih jelas. Caranya adalah dengan memberikan cairan berwarna terang pada permukaan yang diinspeksi. Cairan ini harus memiliki daya penetrasi yang baik dan viskousitas yang rendah agar dapat masuk pada cacat dipermukaan material. Selanjutnya, penetrant yang tersisa di permukaan material disingkirkan. Cacat akan nampak jelas jika perbedaan warna penetrant dengan latar belakang cukup kontras. Seusai inspeksi, penetrant yang tertinggal dibersihkan dengan penerapan developer. Kelemahan dari metode ini antara lain adalah bahwa metode ini hanya bisa diterapkan pada permukaan terbuka. Metode ini tidak dapat diterapkan pada komponen dengan permukaan kasar, berpelapis, atau berpori.

3. Magnetic Particle Inspection

Dengan menggunakan metode ini, cacat permukaan (surface) dan bawah permukaan (subsurface) suatu komponen dari bahan ferromagnetik dapat diketahui. Prinsipnya adalah dengan memagnetisasi bahan yang akan diuji. Adanya cacat yang tegak lurus arah medan magnet akan menyebabkan kebocoran medan magnet. Kebocoran medan magnet ini mengindikasikan adanya cacat pada material. Cara yang digunakan untuk memdeteksi adanya kebocoran medan magnet adalah dengan menaburkan partikel magnetik dipermukaan. Partikel-partikel tersebuat akan berkumpul pada daerah kebocoran medan magnet. Kelemahannya, metode ini hanya bisa diterapkan untuk material ferromagnetik. Selain itu, medan magnet yang dibangkitkan harus tegak lurus atau memotong daerah retak serta diperlukan demagnetisasi di akhir inspeksi.

4. Eddy Current Test

Inspeksi ini memanfaatkan prinsip elektromagnet. Prinsipnya, arus listrik dialirkan pada kumparan untuk membangkitkan medan magnet didalamnya. Jika medan magnet ini dikenakan pada benda logam yang akan diinspeksi, maka akan terbangkit arus Eddy. Arus Eddy kemudian menginduksi adanya medan magnet. Medan magnet pada benda akan berinteraksi dengan medan magnet pada kumparan dan mengubah impedansi bila ada cacat.

Keterbatasan dari metode ini yaitu hanya dapat diterapkan pada permukaan yang dapat dijangkau. Selain itu metode ini juga hanya diterapkan pada bahan logam saja.

5. Ultrasonic Inspection

Prinsip yang digunakan adalah prinsip gelombang suara. Gelombang suara yang dirambatkan pada spesimen uji dan sinyal yang ditransmisi atau dipantulkan diamati dan interpretasikan. Gelombang ultrasonic yang digunakan memiliki frekuensi 0.5 – 20 MHz. Gelombang suara akan terpengaruh jika ada void, retak, atau delaminasi pada material. Gelombang ultrasinic ini dibnagkitkan oleh tranducer dari bahan piezoelektri yang dapat menubah energi listrik menjadi energi getaran mekanik kemudian menjadi energi listrik lagi.

6. Radiographic Inspection

Metode NDT ini dapat untuk menemukan cacat pada material dengan menggunakan sinar X dan sinar gamma. Prinsipnya, sinar X dipancarkan menembus material yang diperiksa. Saat menembus objek, sebagian sinar akan diserap sehingga intensitasnya berkurang. Intensitas akhir kemudaian direkam pada film yang sensitif. Jika ada cacat pada material maka intensitas yang terekam pada film tentu akan bervariasi. Hasil rekaman pada film ini lah yang akan memeprlihatkan bagian material yang mengalami cacat.

B. Peralatan di Laboratorium Uji Tak Rusak ( Non-destructive Testing )
1. Ultrasonik Equipment

a.      Ultrasonic Flaw Detector      

 Gambar 1.1   Ultrasonic Flaw Detector            Gambar 1.2  Panametric Epoch 4Plus

              Krautkramer USD 10

Sebagaimana namanya, ultrasonic flaw detector merupakan alat ultrasonik yang digunakan untuk mendeteksi cacat pada material, khususnya pada bagian las-lasan. Kelompok keandalan dilengkapi dua unit flaw detector, yaitu merk Krautkramer USD 10 dan merek Panamteric Epoch 4Plus.

b. Ultrasonic Thickness Gauge

Alat ini digunakan untuk mengukur ketebalan material menggunakan gelombang ultrasonik. Pengukuran ketebalan sering dilakukan pada sistem pemipaan di dalam suatu plant, khususnya bagian-bagian pemipaan yang mengalami abrasi atau erosion-corrosion (erosion accelerated corrosion).Laju penipisan dengan mekanisme erosion-corrosion sangat dipengaruhi oleh jenis aliran, kecepatan alir, temperatur dan jenis material. Di kelompok keandalan dilengkapi dua unit thickness gauge yaitu Panametric 37DL dan StressTel. Untuk merek Panametric memiliki keunggulan yaitu dapat mengukur secara multi layer (coating through), sehingga pipa-pipa dengan lapisan cat dapat secara langsung diukur tanpa harus mengelupas lapisan catnya.

          Gambar 1.3 Thickness gauge Panametrics 37DL         
          

  Gambar 1.4 Thickness gauge 

                                                                                                          

c. Ultrasonic Pulser Receiver

        Selain dilengkapi ultrasonic flaw detector dan thickness gauge, kelompok keandalan dilengkapi juga dengan ultrasonic pulser-reciever, yang digunakan untuk mengembangkan metode pengujian material dengan gelombang ultrasonik. Dengan dilengkapi digital osciloskop, memungkinkan untuk dilakukan signal analysis yang dapat digunakan untuk menentukan parameter pengujian.

Gambar 1.5 Ultrasonic Pulser-Reciever

2. Magnetic Particle Testing

Uji magnetic particle ini memanfaatkan sifat-sifat medan magnet pada logam ferromagnetik, dimana jika terdapat cacat di permukaan atau sub-surface akan mengakibatkan perubahan garis-garis medan magnet. Dengan menaburkan serbuk magnet (kering dan basah), cacat dapat diamati dengan mudah.Kelompok keandalan dilengkapi dengan satu unit yoke seperti yang Tampak pada Gambar.

Gambar 1.6 uji magnetic particle

3. Gamma Camera
Kamera Gamma merupakan alat uji tak rusak yang memancarkan radiasi. Alat ini banyak digunakan untuk melakukan pengujian las-lasan. Jenis sumber radiasi yang digunakan akan mempengaruhi daya tembus ke arah ketebalan material.

Gambar 1.7 gamma camera
\

Metode NDT ini dapat untuk menemukan cacat pada material dengan menggunakan sinar X dan sinar gamma. Prinsipnya, sinar X dipancarkan menembus material yang diperiksa. Saat menembus objek, sebagian sinar akan diserap sehingga intensitasnya berkurang. Intensitas akhir kemudaian direkam pada film yang sensitif. Jika ada cacat pada material maka intensitas yang terekam pada film tentu akan bervariasi. Hasil rekaman pada film ini lah yang akan memeprlihatkan bagian material yang mengalami cacat

4. Kamera Inframerah

Kamera inframerah adalah suatu kamera yang digunakan untuk memantau distribusi temperatur di permukaan objek yang diamati. Kamera ini dapat digunakan untuk mengamati semua jenis material, karena pada dasarnya semua benda yang memiliki temperatur di atas suhu mutlak 0° (K), akan memancarkan sinar/gelombang inframerah. Alat ini sering digunakan untuk melakukan monitoring komponen-komponen elektrik baik tegangan rendah, tinggi dan super tinggi, komponen mekanik, struktur sipil dan sebagainya. Misalnya, untuk mengetahui kondisi sambungan pada komponen elektrik, memantau keausan bearing pada motor, monitoring kondisi insulator, monitoring ketebalan pipa dan lain-lain.

Gambar 1.8 kamera infra merah

5. Helium Leak Detector

Alat ini merupakan alat yang digunakan untuk mendeteksi lokasi kebocoran pada suatu sistem. Sebagaimana namanya, alat ini bekerja dengan cara menginjeksikan gas helium ke dalam suatu sistem, selanjutnya, dengan detektor helium dideteksi keberadaan helium di luar system.

Gambar 1.9 Helium Leak Detector

6. Alloy Analyzer

Alat alloy analyzer ini merupakan alat yang digunakan untuk melakukan inspeksi material, atau lebih terkenal disebut dengan Positive Material Identification (PMI).Alat bernama X-MET 3000 yang bekerja dengan prinsip XRF ini mampu mendeteksi logam mulai dari unsur Mg ke atas. Unsur dengan nomor atom di bawah Mg tidak dapat dideteksi.

Gambar 1.10 X-MET 3000

7. Corrosometer

Masalah korosi merupakan masalah yang hampir dipastikan dihadapi oleh semua pengelola instalasi. Terkait dengan korosi ini dilakukan berbagai usaha untuk memahami karakteristik korosi yang terjadi, mitigasi serta monitoring. Dengan alat ini dapat dilakukan karakterisasi kejadian korosi pada suatu material.

Gambar.1.11 Corrosometer