TUGAS SISTEM DALAM KAPAL SISTEM BALLAST MANDALINE Pranasetya Candra Mahardika NRP. 0816040029
Dosen Pengajar : Ekky Nur Budiyanto, SST., MT. PROGRAM STUDI TEKNIK PERPIPAAN JURUSAN TEKNIK PERMESINAN KAPAL POLITEKNIK PERKAPALAN NEGERI SURABAYA 2017
i
DAFTAR ISI
Daftar Isi ............................................. .................................................... ................................................................... ...............
ii
Daftar Gambar ............................................. ..................................................... .......................................................... .....
iv
Daftar Tabel ................................................ ..................................................... .......................................................... .....
v
Daftar Pustaka ............................................. ..................................................... .......................................................... .....
vi
Bab 1 Pendahuluan ................................................ ................................................
1
1.1 Latar Belakang .............................................. ........................................
1
1.2 Rumusan Masalah .................................................. ...............................
3
1.3 Tujuan ................................................... ................................................
3
Bab 2 Tinjauan Pustaka ................................................. ........................................
4
2.1 Kapal General Cargo ..................................................... ........................................................................... ......................
4
2.2 Sistem Ballast ............................................... ........................................
5
2.3 Olah Kerja Sistem Ballast ............................................... ......................
8
2.4 Komponen Sistem Ballast .............................................. ......................
9
2.5 Pipa Utama ................................................... ........................................
13
2.6 Pipa Cabang .................................................. ........................................
18
2.7 Kapasitas Pompa Ballast ................................................ ......................
20
2.8 Daya Pompa .................................................. ........................................
20
Bab 3 Metodologi Penelitian .................................................. ...............................
22
Bab 4 Analisa dan Pembahasan ....................................................................... .....
24
4.1 Dimensi Kapal .............................................. ........................................
24
4.2 Desain Sistem Ballast ..................................................... ........................................................................... ......................
25
4.3 Perhitungan Daya Pompa Sistem Ballast ..............................................
25 ii
DAFTAR ISI
Daftar Isi ............................................. .................................................... ................................................................... ...............
ii
Daftar Gambar ............................................. ..................................................... .......................................................... .....
iv
Daftar Tabel ................................................ ..................................................... .......................................................... .....
v
Daftar Pustaka ............................................. ..................................................... .......................................................... .....
vi
Bab 1 Pendahuluan ................................................ ................................................
1
1.1 Latar Belakang .............................................. ........................................
1
1.2 Rumusan Masalah .................................................. ...............................
3
1.3 Tujuan ................................................... ................................................
3
Bab 2 Tinjauan Pustaka ................................................. ........................................
4
2.1 Kapal General Cargo ..................................................... ........................................................................... ......................
4
2.2 Sistem Ballast ............................................... ........................................
5
2.3 Olah Kerja Sistem Ballast ............................................... ......................
8
2.4 Komponen Sistem Ballast .............................................. ......................
9
2.5 Pipa Utama ................................................... ........................................
13
2.6 Pipa Cabang .................................................. ........................................
18
2.7 Kapasitas Pompa Ballast ................................................ ......................
20
2.8 Daya Pompa .................................................. ........................................
20
Bab 3 Metodologi Penelitian .................................................. ...............................
22
Bab 4 Analisa dan Pembahasan ....................................................................... .....
24
4.1 Dimensi Kapal .............................................. ........................................
24
4.2 Desain Sistem Ballast ..................................................... ........................................................................... ......................
25
4.3 Perhitungan Daya Pompa Sistem Ballast ..............................................
25 ii
4.4 List Komponen Sistem Ballast ................................................. .............
32
Bab 5 Kesimpulan dan Saran ................................................. ...............................
35
iii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Kapal General Cargo .................................................. ......................
4
Gambar 2.2 Ballast 2.2 Ballast System .................................................... ................................................................................... ...............................
5
Gambar 2.3 Diagram Bilge Diagram Bilge and Ballast System ................................................. ...
7
Gambar 2.4 Kerja Sistem Ballast .................................................... .......................................................................... ......................
9
Gambar 2.5 Sea Chest ................................................... ........................................
10
Gambar 2.6 Contoh Pompa Ballast ................................................. ......................
11
Gambar 2.7 Katup ................................................. ................................................
12
Gambar 2.8 Overboard ................................................. ........................................
13
Gambar 2.9 Pipa Schedule 40 ................................................ ...............................
14
Gambar 2.10 Pipa Cabang ...................................................... ..................................................................................... ...............................
18
Gambar 2.11 Pompa Sentrifugal sebagai Pompa Ballast ......................................
19
Gambar 2.12 Diagram Daya Pompa .....................................................................
20
Gambar 2.13 Moody 2.13 Moody Diagram ............................................... ...............................
29
iv
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Choice of Minimum Wall Thickness .................................................. ...
15
Tabel 2.2 Minimum Wall Thickness for Steel Pipe ...............................................
16
Table 2.3 Pipe Connection ....................................................................................
16
Tabel 2.4 Use or Flange Type ................................................ ...............................
17
Tabel 4.1 Principal Dimension .............................................. ...............................
24
Tabel 4.2 Fitting List Ballast System .............................................. ......................
31
v
BAB 1 PENDAHULUAN 1.1
Latar Belakang 1.1.1
Kapal General Cargo
Kapal, adalah kendaraan pengangkut penumpang dan barang di laut (sungai dsb) seperti halnya sampan atau perahu yang lebih kecil. Kapal biasanya cukup besar untuk membawa perahu kecil seperti sekoci. Sedangkan dalam istilah inggris, dipisahkan antara ship yang lebih besar dan boat yang lebih kecil. Secara kebiasaannya kapal dapat membawa perahu tetapi perahu tidak dapat membawa kapal. Ukuran sebenarnya di mana sebuah perahu disebut kapal selalu ditetapkan oleh undang-undang dan peraturan atau kebiasaan setempat. Berabad-abad kapal digunakan oleh manusia untuk mengarungi sungai atau lautan yang diawali oleh penemuan perahu. Biasanya manusia pada masa lampau menggunakan kano, rakit ataupun perahu, semakin besar kebutuhan akan daya muat maka dibuatlah perahu atau rakit yang berukuran lebih besar yang dinamakan kapal. Bahan-bahan yang
digunakan
untuk
pembuatan
kapal
pada
masa
lampau
menggunakan kayu, bambu ataupun batang-batang papirus seperti yang digunakan bangsa mesir kuno kemudian digunakan bahan bahan logam seperti besi/baja karena kebutuhan manusia akan kapal yang kuat. Untuk penggeraknya manusia pada awalnya menggunakan dayung kemudian angin dengan bantuan layar, mesin uap setelah muncul revolusi Industri dan mesin diesel serta Nuklir. Beberapa penelitian memunculkan kapal bermesin yang berjalan mengambang di atas air seperti Hovercraft dan Eakroplane. Serta kapal yang digunakan di dasar lautan yakni kapal selam.
1
Berabad abad kapal digunakan untuk mengangkut penumpang dan barang sampai akhirnya pada awal abad ke-20 ditemukan pesawat terbang yang mampu mengangkut barang dan penumpang dalam waktu singkat maka kapal pun mendapat saingan berat. Namun untuk kapal masih memiliki keunggulan yakni mampu mengangkut barang dengan tonase yang lebih besar sehingga lebih banyak didominasi kapal niaga dan tanker sedangkan kapal penumpang banyak dialihkan menjadi kapal pesiar seperti Queen Elizabeth dan Awani Dream. 1.1.2
Permasalahan dan Pentingnya Sistem Ballast
Pada hakikatnya dalam sebuah kapal, pasti terdapat suatu sistem yang dapat menangani kinerja serta keselamatan dan kenyamanan yang ada pada kapal tersebut, untuk dapat memenuhi syarat tersebut makan diperlukan suatu sistem yang dapat mengatur olah kerja pada kapal. Sistem Ballast merupakan salah satu sistem dalam kapal yang mengatur tentang gerak olah kapal, yang mana sistem ini digunakan untuk menjaga keseimbangan (stabilitas) kapal, apabila kapal tersebut mengalami trim atau list (oleng) terutama pada bongkar muat di pelabuhan. Pada dasarnya, dalam perjalanan/pelayaran serta berhentinya kapal yang dikarenakan bongkar muatan pada kapal tersebut, sistem ini sangat mempengaruhi olah kerja dari hal tersebut. Maka dari itu, sistem ballast juga disebut sebagai general service sistem pada kapal, yang mana sistem ini juga memiliki kerja yang setara dengan sistem bilga dan sistem pemadam api pada kapal.
2
1.2
Rumusan Masalah
1. Bagaimana dimensi kapal general cargo yang akan direncanakan ? 2. Bagaimana desain serta cara kerja dari sistem ballast pada kapal general cargo? 3. Berapa daya pompa pada kapal yang dibutuhkan dari sistem ballast ? 4. Apa saja komponen – komponen yang terdapat pada sistem ballast?
1.3
Tujuan
1. Penulis
dapat
menentukan
dimensi
dari
kapal
yang
akan
direncanakan. 2. Penulis dapat mendesain serta mengetahui cara kerja dari sistem ballast. 3. Penulis dapat menghitung daya pompa serta memperkirakan pompa yang akan digunakan pada sistem ballast. 4. Penulis dapat menentukan serta mengetahui komponen – komponen yang ada pada sistem ballast.
3
BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1
Kapal General Cargo
Gambar 2.1 Kapal General Cargo
Kapal barang atau kapal kargo adalah segala jenis kapal yang membawa barang-barang dan muatan dari suatu pelabuhan ke pelabuhan lainnya. Ribuan kapal jenis ini menyusuri lautan dan samudra dunia, setiap tahunnya memuat barang-barang perdagangan internasional. Kapal kargo pada umumnya didesain khusus untuk tugasnya, dilengkapi dengan crane dan mekanisme lainnya untuk bongkar muat, serta dibuat dalam beberapa ukuran. Kapal kargo dibedakan pula menurut jenis muatannya, diantaranya : 1. Muatan campuran (General Cargo) 2. Muatan sejenis (Bulk Cargo)
Muatan curah kering (Dry Bulk Cargo)
4
Muatan curah cari (Liquid Bulk Cargo)
Muatan curah gas
3. Muatan yang didinginkan (Refrigerated Cargo) 4. Muatan hewan hidup (Life Stock Cargo) 5. Muatan unit (Unitized Cargo) 6. Muatan berbahaya (Dangerous Cargo) Kapal general cargo adalah kapal yang mengangkut bermacam – macam muatan berupa barang. Barang yang diangkut biasanya merupakan barang yang sudah dikemas. Kapal general cargo dilengkapi dengan crane pengangkut barang untuk memudahkan bongkar-muat muatan. Jenis muatan yang di tampung pada kapal general cargo ini adalah muatan yang dimuat di kapal dalam jenis dan pembungkus yang beraneka warna (dalam peti, drum, kaleng, besi beton, karung, dsb). Muatan berupa wadah dari baja, aluminium, besi, yang digunakan untuk menyimpan atau menghimpun barang.
2.2
Sistem Ballast
Gambar 2.2 Ballast System
5
Sistem ballast adalah salah satu sistem yang ada didalam kapal yang berfungsi sebagai penjaga keseimbangan dalam kapal. Sistem ini ditunjukkan untuk menyesuaikan derajat kemiringan dan draft kapal, sebagai akibat dari perubahan muatan kapal sehingga stabilitas kapal dapat dipertahankan. Pipa ballast ini dipasang pada tangki ceruk haluan dan juga tangki ceruk buritan pada kapal (aft peak and fore peak tank ), disamping itu pipa ini juga dipasang pada bagian double bottom tank , deep tank , dan side tank . Ballast yang ditempatkan di after peak tank dan fore peak tank ini untuk menjaga kondisi trim pada kapal yang dikehendaki. Tangki ballast diisi dan dikosongkan dengan saluran pipa yang sama, jika stop valve dipasang pada sistem ini. Jumlah dari berat ballast yang dibutuhkan untuk kapal rata – rata mencapai 10% sampai dengan 20% dan displacement kapal. Keperluan sistem ballast dari kapal cargo (dry cargo ship) adalah jadi satu dengan sistem pipa got di kamar mesin. Sistem pipa ballast harus dapat/ bisa memenuhi sarat untuk menyediakan pengisian air ballast dan dry cargo tank atau ruangan berdampingan. Hubungan antara saluran pipa got dan saluran pipa ballast harus dengan katup satu arah ( Non return valve). Berikut merupakan rangkaian kerja/ olah kerja dari sistem bilga yang mengacu pada diagram dari sistem ballast itu sendiri.
6
Gambar 2.3 Diagram Bilge and Ballast System
Pada sistem ballast ini, proses water ballast dibedakan menjadi dua yaitu ballasting (pengisian air ballast) dan deballasting (pembuangan air ballast). Prinsip kerja dari sistem ini sangat sederhana, dimana pompa digunakan sebagai pemindah air laut dari sea chest dan dipindahkan ke dalam tangki – tangki ballast atau mengosongkan air ballast pada tangki overboard (O/B). Rule and Regulation BKI Vol 3 1996 Section 11 : 1. Jalur Pipa Ballast a. Sisi pengisapan dari tangki air ballast diatur sedemikian rupa sehingga pada kondisi trim air ballast masih tetap dapat dipompa. b. Kapal yang memiliki tangki double bottom yang sangat lebar juga dilengkapi dengan sisi isap pada sebelah luar dari tanki. 7
Dimana panjang dari tanki air ballast lebih dari 30m, kelas mungkin dapat meminta sisi isap tambahan untuk memenuhi bagian depan dari tanki. 2. Pipa yang Melalui Tangki Pipa air ballast tidak boleh lewat instalasi tanki air minum, tanki air baku, tanki minyak bakar, dan tanki minyak pelumas. 3. Sistem Perpipaan. a. Bilamana tanki air ballast akan digunakan khususnya sebagai pengering palka, tanki tersebut juga dihubungkan ke sistim bilga. b. Katup harus dapat dikendalikan dari atas geladak cuaca ( freeboard deck ). c. Bilamana fore peak secara langsung berhubungan dengan suatu ruang yang dapat dilalui secara tetap ( mis. ruang bow thruster) yang terpisah dari ruang kargo, katup ini dapat dipasang secara langsung pada collision bulkhead di bawah ruang ini tanpa peralatan tambahan untuk pengaturannya. 4. Pompa Ballast Jumlah dan kapasitas pompa harus memenuhi keperluan operasional pada kapal.
2.3
Olah Kerja Sistem Bilga
Dalam sistem ballast, air yang digunakan berasal dari air laut, maka dari itu agar dalam sistem ballast dapat mengolah kerja dengan baik maka sistem ini harus mampu memindahkan air dengan cepat dari bagian dalam menuju keluar tangki. Adapula sumber air dari sistem bilga, yakni :
8
Gambar 2.4 Kerja Sistem Ballast
1. Ballasting , air dihisap melalui sea chest menggunakan pompa yang kemudian di saring menggunakan filter dan disirkulasikan menuju ke tangki ballast. 2. Deballasting , air yang sudah tertampung pada tangki ballast, apabila keadaan kapal sudah stabil maka air tersebut di alirkan menuju ke overboard (O/B).
2.4
Komponen Sistem Ballast
Adapula beberapa perlengkapan dalam sistem ballast yang berfungsi sebagai penunjang dari sistem ballast tersebut, yaitu berupa komponen – komponen pendukung bekerjanya sebuah sistem ballast, diantaranya :
9
1. Sea Chest 2. Pipa utama 3. Pipa cabang 4. Pompa Bilga 5. Katup 6. Overboard 2.4.1 Sea Chest (Kotak Laut)
Seachest merupakan tempat di lambung kapal, dimana di sea chest terdapat pipa saluran masuknya air laut. Selain pipa tersebut, pada seachest juga terdapa dua saluran lainnya. Yaitu blow pipe dan vent pipe.
Gambar 2.5 Sea Chest
2.4.2
Pipa Utama
Pipa utama yang digunakan berfungsi untuk melayani sirkulasi air laut pada kamar mesin dan ruang pompa, sehingga menurut
10
klasifikasi diameter minimum (Dmin) yang diijinkan merupakan fungsi dari ukuran kapal. 2.4.3
Pipa Cabang
Pipa cabang yang digunakan untuk melayani dan mengatasi khusus pada compartment saja, sehingga menurut klasifikasi diameter minimum yang diijinkan merupakan fungsi ukuran compartment . 2.4.2
Pompa Ballat
Pompa ballast digunakan untuk mensirkulasikan air laut dari sea chest menuju ke tangki ballast melalui pipa utama dan pipa cabang, pompa yang digunakan harus disesuaikan dengan kebutuhan pada kapal dan persediaan dari pompa ini harus > 1. Apabila pompa-1 tidak dapat bekerja dengan baik, maka pompa-2 digunakan sebagai cadangan. Biasanya dalam sistem ballast pompa yang digunakan yaitu jenis pompa sentrifugal.
Gambar 2.6 Contoh Pompa Ballast
11
2.4.5
Katup
Komponen ini berfungsi untuk mengatur aliran air yang terjadi pada pipa, katup juga berperan penting untuk dapat memaksimalkan kinerja dari sistem bilga, maka dari itu pemilihan katup yang direkomendasikan oleh biro klasifikasi juga berpengaruh.
Gambar 2.7 Katup
12
2.4.6
Overboard Pada sistem bilga terdapat tempat untuk dapat menampung,
memisah serta membuang sumber air bilga. Overboard merupakan jalur terakhir dari sistem bilga, dimana jalur ini merupakan jalur pembuangan air yang telah dipisahkan dengan cairan – cairan yang bercampur dengan air tersebut melalui sistem.
Gambar 2.8 Overboard
2.5
Pipa Utama
Pipa yang digunakan pada sistem bilga dan OWS yaitu jenis pipa galvanis. Pipa ini digunakan untuk menyuplai air laut. ( BKI Vol 5, Section 4). Untuk ukuran pipa, digunakan pipa dengan schedule 40. Pipa ini dilindungi terhadap kerusakan mekanis, yaitu perlindungan menyeluruh dengan sistem galvanis. Dengan sistem perlindungan tersebut maka pipa dapat digunakan untuk menyuplai air laut, kecuali dalam ruangan yang kemungkinan mudah terkena api sehingga dapat melebar dan merusak sistem bilga.
13
Gambar 2.9 Pipa Schedule 40
Adapula beberapa ketentuan menurut Biro Klasifikasi Indonesia (BKI) mengenai hal yang bersangkutan dengan sistem bilga, diantaranya : 1. Ketebalan minimum kategori pipa M atau D yang melewati tangki (Tabel 11.4 BKI Vol 3, Section 11 and Tabel 11.5 BKI Vol 3, Section 11). 2. Tipe pipa yang digunakan Galvanished Steel .
14
Tabel 2.1 Choice of minimum wall thickness
Sumber : BKI Vol 3 Section 11
15
Tabel 2.2 Minimum Wall Thickness for Steel Pipes
Sumber : BKI Vol 3 Section 11
3. Sambungan pipa yang digunakan yaitu jenis butt-weld dan flens (Table 11.11 and Table 11.12 BKI Vol 3 Section 11, D). Tabel 2.3 Pipe Connections
Sumber : BKI Vol 3 Section 11
16
Table 2.4 Use or Flang Type
Sumber : BKI Vol 3 Section 11
4. Diameter pipa utama. Untuk dapat menentukan diameter pipa, didapatkan dari kalkulasi kapasistas pompa. 5. Kalkulasi ketebalan pipa utama ( BKI Vol 3 Section 11) s = so + c + b [mm] =
20 +
(2.1) [mm]
(2.2)
Dimana : s
: Ketebalan minimum
[mm]
so
: Kalkulasi ketebalan
[mm]
da
: Diameter luar pipa
[mm]
pc
: Desain tekanan
[bar]
σ perm : Maximum permesible design stress
[N/mm2]
b
: Allowance for bends
[mm]
v
: Faktor efisiensi pengelasan = 1
c
: Corrosion allowance
[mm]
17
2.6
Pipa Cabang
Pada umumnya, rekomendasi dari Biro Klasifikasi Indonesia mengenai pipa utama dan pipa cabang sama, kecuali dalam perhitungan diameter dari pipa cabang.
Gambar 2.10 Pipa Cabang
Rule and Regulation BKI Vol 3 Section 11 : 1. Pipa terbuat dari steel pipe galvanise ( BKI Vol 5 Section 4) 2. Ketebalan minimum kategori pipa M atau D yang melewati tangki (Tabel 11.4 BKI Vol 3, Section 11 and Tabel 11.5 BKI Vol 3, Section 11). 3. Sambungan pipa yang digunakan yaitu jenis butt-weld dan flens (Table 11.11 and Table 11.12 BKI Vol 3 Section 11, D). 4. Kalkulasi diameter pipa cabang. Didapatkan dari kalkulasi kapasitas pompa. 5. Kalkulasi ketebalan pipa cabang ( BKI Vol 3 Section 11) s = so + c + b [mm] =
20 +
(2.1) [mm]
(2.2)
Dimana : s
: Ketebalan minimum
[mm]
18
2.7
so
: Kalkulasi ketebalan
[mm]
da
: Diameter luar pipa
[mm]
pc
: Desain tekanan
[bar]
σ perm : Maximum permesible design stress
[N/mm2]
b
: Allowance for bends
[mm]
v
: Faktor efisiensi pengelasan = 1
c
: Corrosion allowance
[mm]
Kapasitas Pompa Ballast
Gambar 2.11 Pompa Sentrifugal sebagai Pompa Ballast
Pompa yang digunakan dalam sistem ballast, biasanya merujuk pada jenis pompa sentrifugal. Karena efektif dinilai cara kerja dan karakteristiknya. Berikut merupakan rekomendasi dari Biro Klasifikasi Indonesia.
=
(2.3)
Dimana : [m3/h]
Q
: Kapasitas minimum pompa
f
: Waktu yang dibutuhkan untuk mengosongkan tangki ballast
19
f
2.8
: 6 – 40
[hour]
Daya Pompa
Gambar 2.12 Diagram Daya Pompa
Dalam sistem ballast, diperlukan kinerja yang efektif serta efisien terhadap pompa yang akan digunakan. Maka dari itu perhitungan daya pompa sangatlah mempengaruhi dalam pemilihan pompa yang akan digunakan dalam suatu sistem. Untuk dapat menghitung daya pompa maka diperlukan parameter – parameter penunjang, diantaranya : 1. Ketahuilah kapasitas pompa yang diperlukan (Q) 2. Diameter pipa yang digunakan. 3. Kerugian – kerugian ( Head Lose) yang terdapat pada pipa maupun komponen perpipaan. 4. Total head / tekanan.
20
Persamaan yang dapat digunakan dalam menentukan daya pompa : =
[HP]
(2.4)
Dimana : Q
: Kapasitas pompa
[m3/hr]
ρ
: Density
[kg/m3]
H
: Head loss
[m]
η
: Efisiensi (0,7 – 0,8)
21
BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN
Berikut merupakan flowchart atau diagram aliran dalam proses penentuan daya pompa pada sistem ballast :
Start
Identifikasi Masalah
1. Penentuan Dimensi Kapal 2. Penentuan Komponen Sistem Ballast
3. Membuat Desain Sistem Ballast 4. Menghitung Kapasitas Pompa Ballast 5. Menghitung Daya Pompa
Penentuan Pompa Ballast Desain Sistem Ballast NO YES End
Deskripsi Flowchart : 1. Start , perencanaan data yang akan digunakan.
22
2. Process (Alur) -
Penentuan dimensi dari kapal yang akan direncanakan.
-
Membuat list komponen dari sistem ballast.
-
Membuat desain berupa diagram dari sistem ballast, serta mengetahui cara kerjanya.
-
Menghitung kapasistas dari pompa ballast dari data yang telah ditentukan.
-
Menghitung daya pompa untuk menentukan pompa yang akan digunakan.
3. Decision (Penentuan) -
Apa bila “yes”, maka proses dapat dihentikan dan pengerjaan dapat diakhiri.
-
Apabila “no”, maka kembali lagi ke proses.
4. End , desain dan pompa ballast telah ditentukan.
23
BAB 4 ANALISA DAN PEMBAHASAN 4.1
Dimensi Kapal
Dalam perencanaannya, jenis kapal yang di gunakan yaitu kapal general cargo dengan panjang total 75.23 m dan lebar 11.2 m. Berikut merupakan tabel principal dimension (ukuran utama kapal). Tabel 4.1 Principal Dimension LOA (Length Over All)
: 75.23 m
LWL (Length Water Line)
: 68.25 m
LPP (Length Of Prependicular)
: 65.00 m
B (Breadth)
: 11.20 m
H (Height)
: 5.80 m
T (Draft)
: 4.30 m
Vs (Velocity)
: 11.00 Knots
CB (Coeficient Block)
: 0.70
TYPE
: General Cargo
Berikut merupaka penjelasan dari tiap – tiap istilah diatas : 1. LOA (Length Over All) adalah panjang keseluruhan dari kapal yang diukur dari ujung haluan hingga buritan kapal. 2. LBP (Length Between Perpendicular) adalah panjang antara kedua garis tegak burutan dan garis tegak haluan yang diukur pada garis air muat. 3. LWL (Length of Water Line) adalah jarak mendatar antara kedua ujung garis muat yang diukur dari titik potong dengan linggi haluan sampai dengan titik perpotongan dengan linggi buritan, diukur pada bagian luar linggi depan dan linggi belakang. 4. Blmd (Breadth Moulded) adalah lebar yang direncanakan, adalah jarak mendatar antar gading tengah sebelah kanan dengan gading tengah sebelah kiri kapal yang diukur pada bagian luar gading.
24
5. Depth adalah tinggi kapal yang dihitung dari jarak tegak dari garis dasar sampai garis geladak terendah di tepi, diukur ditengah – tengah kapal (Midship). 6. Draught adalah sarat kapal yang diukur dari garis dasar sampai garis air muat.
4.2
Desain Sistem Ballast
Desain yang direncanakan serta ditentukan yaitu berdasarkan pada dimensi kapal yang sudah tertera pada sub bab 4.1. Desain dari sistem Ballast (Terlampir, Lampiran 1).
4.3
Perhitungan Daya Pompa Sistem Ballast 4.3.1
Perhitungan Sistem Ballast
a. Kapasitas Pompa Bilga
=
(Persamaan 2.3)
Dimana : Volume Displ
= Lpp x B x T x Cb x 1,025 = 65 x 11,2 x 4,3 x 0,7 x 1,025 = 2246,062 [m3] = DWT + LWT
LWT
= ¼ x Volume Displacement = ¼ x 2246,062 = 561,5155
25
Volume Tangki Ballast VTB
= 10% x LWT = 10% x 561,5155 = 56,15155
Debit pompa (Q)
= 56,15155/6,5
Lpp = 65 maka t = 6,5
Maka, Q
= 8,6387
[m3/hr]
= 0,002399638
[m3/s]
b. Diameter Pipa Ballast Debit pompa (Q)
=VxA
A
=Q/V
V = 2 m/s
= 0,002399638 / 2 ¼ π D2
= 0,001199819
D
= 0,039077396
c. Perhitungan Tebal Pipa Utama s
[m]
(Persamaan 2.1 & 2.2)
= so + c + b [mm]
Dimana :
=
da
= Diameter luar pipa
20 +
= 80 [mm]
26
pc
= Ketentuan tekanan (BKI 2006 Sec. 11. Table 11.1) = 16 [bar]
σ perm
= Toleransi tegangan max = 80 [N/mm2] (BKI 2006 Sec 11. C.2.3.3)
V
= Faktor efisiensi
c
= Faktor korosi sea water = 3,00
b
=0
so
= 0,788 [mm]
Maka, s
= 3,788 [mm]
d. Perhitungan Tebal Pipa Cabang s
= 1,00
(Persamaan 2.1 & 2.2)
= so + c + b [mm]
Dimana :
=
da
= Diameter luar pipa
20 +
= 60 [mm] pc
= Ketentuan tekanan (BKI 2006 Sec. 11. Table 11.1) = 16 [bar]
σ perm
= Toleransi tegangan max
27
= 80 [N/mm2] (BKI 2006 Sec 11. C.2.3.3) V
= Faktor efisiensi
= 1,00
c
= Faktor korosi sea water = 3,00
b
=0
so
= 0,59 [mm]
Maka, s
= 3,59 [mm]
e. Kecepatan Aliran Ketika dua atau lebih pompa terhubung pada sistem bilga, susunan dan kapasitas tidak mengurangi kapasitas efektif.
= . [m3/s]
A
= Luas permukaan pipa = ¼ π d2 = 0,25 .
22 7
. (0,039077396)2
= 0,0011998194 [m2] V f.
= 2 [m/s]
Menghitung Head Suction, Head Delivery dan Head Loss HTotal -
= Hs + Hd + HL
Head Suction
: Kerugian yang terjadi pada pipa hisap menuju ke pompa.
Hs
= Hd/b + Tinggi antara pompa dengan d/b
28
= 1 m + 0,4 m = 1,4 [m] -
Head Delivery : Kerugian yang terjadi pada pipa yang dihitung dari pompa ke overboard . HD
= T + 0,75 m – Hs = 4,3 m + 0,75 m – 1,4 m = 3,65 [m]
-
Head Loss
: Kerugian yang terjadi akibat gesekan sepanjang pipa dan pada komponen – komponen pipa.
HL Major = Dapat dilihat pada moody diagram
HL Minor = k 2
(4.1)
Gambar 2.13 Moody Diagram
29
Untuk dapat mencari factor gesekan dari pipa, maka diperlukan bilangan Reynold R e =
D Pipa utama v
= 2 m/s
= 0,767/106
(4.2) = 0,039077396 m
pada suhu 32,2o
= 0,000000767 m2/s R e = 101896,7301173
(Pipa Utama)
= 0,12 = 3,070
K
= Losses Coefficient
K
= 0,055
(Pipa Utama)
(Pipa Utama)
Total panjang pipa utama (n1) = 114,520 m HL Major pipa utama
= K x n1 = 6,2986
[m]
Maka dari itu didapatkan nilai kerugian – kerugian atau Head Loss Mayor pada pipa utama sistem ballast sebagai berikut : HL Major total
= 6,2986
[m]
HL Minor didapatkan sebagai berikut :
30
Tabel 4.2 Fitting List Ballast System
Fittings Material
NO
Nilai K
QTY
Nilai (m)
X (m)
Y (pcs)
X*Y
1
Valve
0,3
18
5,4
2
Bellmouth
0,05
8
0,4
3
Filter
0,58
10
5,8
4
Elbow 90°
0,75
16
12
5
Sambungan T
0,5
16
8
∑ Fittings
-
HL Minor Total
= 31,6
[m]
HL Total
= 37,8986
[m]
31,6
H Toal (Rugi - Rugi) HTotal = Hs + Hd + HL = 1,4 m + 3,65 + 37,8986 m = 42,9486[m]
g. Menghitung daya pompa =
(Persamaan 2.6)
Dimana : Q
= 8,6387 [m3/h]
ρ
= 1025
[kg/m3]
HTotal = 42,948 [m]
31
η
= 0,7
Maka, BHP 4.3.3
= 2,0121177767 [HP]
Input Parameter Desain
Untuk dapat menghitung daya pompa dari sistem bilga dan OWS. Parameter desain yang digunakan yaitu berdasarkan Tabel 3.1 Pricipal Dimension.
4.3.4
4.4
Lpp
= 65
[m]
B
= 11.2 [m]
H
= 5.8
[m]
Output Parameter Desain
a. Diameter Pipa Utama
= 0,0390773
[mm]
b. Ketebalan Pipa Utama
= 3,788
[mm]
c. Ketebalan Pipa Cabang
= 3,59
[mm]
d. Kapasitas Pompa Ballast
= 8,6387
[m3/h]
e. Kecepatan Aliran
=2
[m/s]
f.
= 2,01211777 [HP]
Daya Pompa Ballast
List Komponen Sistem Ballast
Setelah dilakukan perhitungan, penentuan Pipe Flow Diagram (PFD) serta pemilihan komponen dari sistem ballast. Maka dari itu, berikut merupakan list komponen dari sistem ballast :
32
1. Sea Chest (Kotak Laut)
Sekurang-kurangnya 2 sea chest harus ada. Bilamana mungkin sea chest diletakkan serendah mungkin pada masing-masing sisi kapal.
Untuk daerah pelayaran yang dangkal, disarankan bahwa harus terdapat sisi pengisapan air laut yang lebih tinggi, untuk mencegah terhisapnya lumpur atau pasir yang ada di perairan dangkal tersebut.
Diharuskan suplai air laut secara keseluruhan untuk main engine dapat diambil hanya dari satu buah sea chest.
Tiap sea chest dilengkapi dengan suatu ventilasi yang efektif. Pengaturan ventilasi tersebut haruslah disetujui yang meliputi : Suatu pipa udara sekurang-kurangnya berdiameter dalam 32 mm yang dapat diputuskan hingga di atas deck bulk head. Adanya tempat dengan ukuran yang cukup di bagian dinding pelat.
Saluran
udara
bertekanan
atau
saluran
uap
melengkapi
kelengkapan sea chest untuk pembersihan sea chest dari kotoran. Saluran tersebut dilengkapi dengan katup shut off yang dipasang di sea chest. Udara yang dihembuskan ke sea chest dapat melebihi 2 bar jika sea chest dirancang untuk tekanan yang lebih tinggi.Volume ≤ 0,57 m3. 2. Pipa Utama
Pipa yang digunakan pada sistem ini yaitu pipa steel galvanis dengan schedule pipa yaitu 40. Berdasarkan perhitungan, telah didapatkan ukuran dari pipa utama yaitu :
Panjang pipa utama yaitu berkisar 114,520 [m]
Diameter pipa utama yaitu 0,039077396 [mm]
Ketebalan minimum pipa utama yaitu 3,788 [mm]
33
3. Pompa Ballast
Pompa yang digunakan yaitu jenis pompa sentrifugal, setelah melakukan analisa data dan perhitungan, maka telah didapatkan data sebagai berikut :
Jumlah pompa bilga sebanyak 2 pompa yang terletak pada pump room.
Kapasitas pompa (Q) yang didapatkan yaitu berkisar 8,6387 [m3/h] atau 0,002 [m3/s]
Kecepatan aliran yang didapatkan yaitu 2 [m/s]
Daya pompa yang diperhitungkan berkisar 2,01211777 [HP]
4. Katup
Katup – katup pada sistem bilga yang biasa digunakan yaitu katup berjenis :
Safety Valve Non Return Valve
5. Overboard
Air yang telah diolah dan tidak terpakai akan dikeluarkan melalui overboard . Dimana peletakannya berada di atas sarat kapal, yaitu T + 0,75 m dari baseline.
Katup yang digunakan pada overboard yaitu katup SDNRV
Letak overboard yaitu pada P/S
34
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan yang didapatkan setelah menganalisa dan merancang sebuah sistem dalam kapal, diantaranya sistem bilga dan sistem OWS. Telah didapatkan yaitu : 1. Sistem ballast ini digunakan sebagai sistem yang mengatur keseimbangan (stabilitas) pada kapal. Dimana terdapat High and Low Sea Chest . 2. Kapal yang digunakan berjenis general cargo dengan dimensi kapal yaitu : LOA (Length Over All)
: 75.23 m
LWL (Length Water Line)
: 68.25 m
LPP (Length Of Prependicular)
: 65.00 m
B (Breadth)
: 11.20 m
H (Height)
: 5.80 m
T (Draft)
: 4.30 m
Vs (Velocity)
: 11.00 Knots
CB (Coeficient Block)
: 0.70
TYPE
: General Cargo
3. Desain yang telah direncanakan yaitu diagram dari sistem bilga dan OWS, dengan acuan dimensi kapal yang tertera (Terlampir). 4. Setelah melakukan perhitungan telah didapatkan : a.
Diameter Pipa Utama
= 0,0390773
[mm]
b.
Ketebalan Pipa Utama
= 3,788
[mm]
c.
Ketebalan Pipa Cabang
= 3,59
[mm]
d.
Kapasitas Pompa Ballast
= 8,6387
[m3/h]
e.
Kecepatan Aliran
=2
[m/s]
35
f.
Daya Pompa Ballast
= 2,01211777 [HP]
5. Berikut merupaka list dari sistem ballast : a. Sea Chest (Kotak Laut) b. Pipa utama c. Pipa cabang d. Pompa Ballast e. Katup f. Overboard
Untuk pengembangan lebih lanjut, maka penulis memberikan saran yang bermanfaat dan dapat membantu menyempurnakan laporan yang digagas. 1. Perlunya bimbingan dari dosen dalam perencanaan teknis serta sistematika penulisan laporan. 2. Untuk dapat mengoptimalkan hasil laporan, dianjurkan materi – materi yang belum tersampaikan, dapat disampaikan agar dapat memperjelas hasil laporan.
36
DAFTAR PUSTAKA BAB I :
https://id.wikipedia.org/wiki/Kapal/Diakses pada tanggal 9 September 2017, pukul 10:56 WIB
Andrian, Agil. 2016. Perancangan Kapal General Cargo 7000 DWT. Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro
http://www.academia.edu/12553268/_MAKALAH_JenisJenis_Muatan_Kapal_Laut/Diakses pada tanggal 9 September 2017, pukul 13:07 WIB
BAB II :
https://id.wikipedia.org/wiki/Kapal_barang/Diakses pada tanggal 9 September 2017, pukul 13:10 WIB
http://maritim-engineering.blogspot.co.id/2013/06/deskripsi-sederhana-sistem bilga-kapal.html/Diakses pada tanggal 21 September 2017, pukul 12:28 WIB
http://lokerpelaut.com/apa-itu-ballast-sistem.html/Diakses pada tanggal 03 Oktober 2017, pukul 12:45 WIB
Eden W P, Yosafat. Perhitungan Sistem Pipa. Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro
https://www.academia.edu/12216635/Presentasi_Sistem_Ballast_Kapal_System_ Ballast_in_Ship_/Diakses pada tanggal 03 Oktober 2017, pukul 13:29 WIB
https://fauzimamhidayat.blogspot.co.id/2013/09/sistem-ballastkapal.html/Diakses pada tanggal 03 Oktober 2017, pukul 13:10 WIB
BAB IV :
http://www.kompasiana.com/airmengalir/ukuran-ukuran-utamakapal_54fffb20a33311696d50f8ae/Diakses pada tanggal 24 September 2017, pukul 00:01 WIB
vi
