1. i
Laporan Kerja Praktek Bentuk-1
ANALISIS PENGARUH VISKOSITAS KINEMATIK
FLUIDA CAIR TERHADAP LAJU ALIRAN PADA
PROSES KALIBRASI MENGGUNAKAN TURBINE
FLOWMETER SEBAGAI KALIBRATOR DI PT GMF
AEROASIA
(27 Juli 2013 – 28 Agustus 2015)
NICO NATANAEL S
NRP : 2412 100 064
PROGRAM STUDI S-1 TEKNIK FISIKA
JURUSAN TEKNIK FISIKA
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER
SURABAYA
2015
2.
3. iii
Field Work Report Type-1
ANALYSIS OF LIQUID FLUID KINEMATIC
VISCOSITY EFFECT TO FLOW RATE ON
CALIBRATION PROCESS USING TURBINE
FLOWMETER AS THE CALIBRATOR IN PT GMF
AEROASIA
(27th
July 2013 – 28th
August 2015)
NICO NATANAEL S
NRP 2412 100 064
DEPARTMENT OF ENGINEERING PHYSICS
FACULTY OF INDUSRIAL TECHNOLOGY
SEPULUH NOPEMBER INSTITUTE OF
TECHNOLOGY
SURABAYA
2015
4.
5. v
Pembimbing Lokasi KP
PT GMF AeroAsia
Dedy Sugandi
528104
LEMBAR PENGESAHAN I
LAPORAN KERJA PRAKTEK
PT. Garuda Maintenance Facility (GMF) AeroAsia
CENGKARENG
ANALISA PENGARUH VISKOSITAS KINEMATIK
FLUIDA CAIR TERHADAP LAJU ALIRAN PADA
PROSES KALIBRASI MENGGUNAKAN TURBINE
FLOWMETER SEBAGAI KALIBRATOR DI PT GMF
AEROASIA
(27 Juli 2015 s/d 28 Agustus 2015)
Nico Natanael S 2412 100 064
Telah menyelesaikan MK TF141373 Kerja Praktik (Field Works)
– Bentuk 1 sesuai dengan silabus dalam kurikulum 2014/2019 –
Program S1 Teknik Fisika
Cengkareng, 28 Agustus 2015
Mengetahui,
Internship Student Coordinator
PT GMF AeroAsia
Dinar Mustika Juhara
580985
6.
7. vii
Dosen Pembimbing
Ir. Wiratno Argo A, M.Sc.
NIP. 196002091987011001
LEMBAR PENGESAHAN II
LAPORAN KERJA PRAKTEK
PT. Garuda Maintenance Facility (GMF) AeroAsia
CENGKARENG
ANALISA PENGARUH VISKOSITAS KINEMATIK
FLUIDA CAIR TERHADAP LAJU ALIRAN PADA
PROSES KALIBRASI MENGGUNAKAN TURBINE
FLOWMETER SEBAGAI KALIBRATOR DI PT GMF
AEROASIA
(27 Juli 2015 s/d 28 Agustus 2015)
Nico Natanael S 2412 100 064
Telah menyelesaikan MK TF141373 Kerja Praktik (Field Works)
– Bentuk 1 sesuai dengan silabus dalam kurikulum 2014/2019 –
Program S1 Teknik Fisika.
Surabaya, 28 Desember 2015
Menyetujui,
Ketua Jurusan Teknik Fisika
Agus M. Hatta, ST, MSi, Ph.D
NIP. 197809022003121002
8.
9. ix
ANALISIS PENGARUH VISKOSITAS KINEMATIK
FLUIDA CAIR TERHADAP LAJU ALIRAN PADA
PROSES KALIBRASI MENGGUNAKAN TURBINE
FLOWMETER SEBAGAI KALIBRATOR DI PT GMF
AEROASIA
Nama Mahasiswa : Nico Natanael S
NRP : 2412 100 064
Program Studi : S1 Teknik Fisika
Jurusan : Teknik Fisika FTI-ITS
Dosen Pembimbing : Ir. Wiratno Argo Asmoro, M.Sc.
Abstrak
Pengukuran laju aliran fluida pada komponen pesawat
terbang merupakan salah satu hal yang sangat esensial dan
menuntut performa instrumen yang sangat tinggi. PT GMF
AeroAsia sebagai salah satu perusahaan MRO pesawat terbang
terbesar se-Asia Tenggara wajib melakukan kalibrasi berkala
terhadap seluruh IMTE (Inspection, Measuring and Testing
Equipment) guna menjaga kualitasnya. Unit calibration shop
yang berada dibawah dinas component maintenance memiliki
arahan kerja salah satunya untuk melakukan kalibrasi berkala
terhadap seluruh IMTE yang berada pada lingkungan PT GMF
AeroAsia termasuk alat ukur laju aliran fluida (flowmeter). Telah
dilakukan penelitian dengan topik analisa pengaruh viskositas
kinematik fluida cair terhadap laju aliran pada proses kalibrasi
menggunakan turbine flowmeter sebagai kalibrator. Dari hasil
penelitian disimpulkan bahwa viskositas kinematik fluida cair
berpengaruh pada penentuan nilai k-factor aktual dari turbine
flowmeter yang merupakan faktor pengali untuk mendapatkan
laju aliran fluida aktual. Dengan menggunakan metode interpolasi
maka akan didapatkan nilai k-factor aktual yang akurat dan sesuai
dengan kurva Universal Viscosity Curve dari kalibrator.
Kata kunci : laju aliran fluida, kalibrasi, turbine flowmeter.
10.
11. xi
ANALYSIS OF LIQUID FLUID KINEMATIC VISCOSITY
EFFECT TO FLOW RATE ON CALIBRATION PROCESS
USING TURBINE FLOWMETER AS THE CALIBRATOR IN
PT GMF AEROASIA
Name : Nico Natanael S
NRP : 2410 100 064
Study Program : S1 Engineering Physics
Department : Engineering Physics FTI-ITS
Lecturer : Ir. Wiratno Argo Asmoro, M.Sc.
Abstract
Flow rate measurement on aircraft component is one of the
essential things and demand an high performance instrument. PT
GMF AeroAsia as one of the biggest aircraft MRO in Southeast
Asia shall to conduct periodic calibration to all of the IMTE
(Inspection, Measuring and Testing Equipment) to maintain the
quality. Calibration shop under the component maintenance
department have a working orders which is one of them to
perform periodic calibration to all of the IMTE in the PT GMF
AeroAsia environment including flow meter. Research has been
done on the topic of analysis of liquid kinematic viscosity effect to
flow rate on calibration process using turbine flowmeter as the
calibrator. Based on the result of the research concluded that
liquid fluid kinematic viscosity take effect on deciding actual k-
factor of turbine flowmeter which is the multiplier to get the
actual flow rate. Using interpolation as the method to gain the
actual k-factor resulting in accurate flow rate and appropriate k-
factor with the Universal Viscosity Curve.
Keywords: flow rate, calibration, turbine flowmeter.
12.
13. xiii
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas rahmat
dan anugerah-Nya saya selaku penyusun dapat menyelesaikan
laporan kerja praktek ini. Kerja praktek ini dilaksanakan pada
tanggal 27 Juli 2015 sampai dengan 28 Agustus 2015 dengan
mengambil judul “Analisa Pengaruh Viskositas Kinematik
Fluida Cair terhadap Laju Aliran pada Proses Kalibrasi
menggunakan Turbine Flowmeter sebagai Kalibrator di PT
GMF AeroAsia.”
Dalam jangka waktu pelaksanaan kerja praktek ini, saya
telah mendapatkan banyak bantuan dari berbagai pihak. Oleh
karena itulah dalam kesempatan ini penulis ingin menguapkan
terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :
1. Keluarga yang senantiasa memberikan dukungan tiada henti
hingga saat ini.
2. Bapak Agus Muhammad Hatta ST, MSi, Ph.D selaku Ketua
Jurusan Teknik Fisika FTI-ITS.
3. Bapak Ir. Wiratno Argo Asmoro, M.Sc. selaku pembimbing
kerja praktek.
4. PT GMF AeroAsia yang telah memberikan kesempatan
kepada penulis untuk melaksanakan kerja praktek di sini.
5. Bapak Yudi Erwanta selaku Manager PPC yang telah dengan
ramah menyambut penulis di Calibration Shop.
6. Bapak Tahan Olsen Nababan selaku Manager Produksi
Calibration Shop yang telah dengan sangat sabar
membimbing penulis dalam menyelesaikan kerja praktek.
7. Bapak Firdaus selaku koordinator kerja praktek di
Calibration Shop yang telah dengan sangat sabar
membimbing penulis dalam menyelesaikan kerja praktek dan
yang telah memberikan pengalaman yang sangat bermanfaat.
8. Bapak Dedy Sugandi selaku pembimbing materi kerja
praktek yang telah memberikan banyak ilmu, pengalaman
hidup dan selalu sabar dalam menghadapi pertanyaan-
pertanyaan yang penulis ajukan.
14. xiv
9. Bapak Supriyadi, Bapak Syamsul, Bapak Ramdhan, Bapak
Rudi, Bapak Aulia, Mas Ifro, Mas Bony, Mas Rachmat, dan
seluruh karyawan Calibration Shop lainnya yang telah
banyak membantu penulis, banyak memberikan ilmu,
semangat serta pengalaman hidup kepada penulis.
Penyusun menyadari bahwa laporan kerja praktek ini
masih banyak kekurangan dan jauh dari kesempurnaan, untuk itu
penyusun mengharapkan kritik dan saran dari berbagai pihak.
Akhir kata, semoga laporan kerja praktek ini berguna bagi
penyusun dan pembaca, serta dapat menjadi rujukan bagi
pembuatan karya tulis atau laporan kerja praktek setelahnya.
Cengkareng, 28 Agustus 2015
Nico Natanael S
15. xv
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ........................................................... i
COVER PAGE .................................................................... iii
LEMBAR PENGESAHAN I .............................................. v
LEMBAR PENGESAHAN II ............................................. vii
ABSTRAK ........................................................................... ix
ABSTRACT ......................................................................... xi
KATA PENGANTAR ......................................................... xiii
DAFTAR ISI ........................................................................ xv
DAFTAR GAMBAR ........................................................... xvii
DAFTAR TABEL ................................................................ xix
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang dan Permasalahan ............................... 1
1.2 Tujuan dan Materi ........................................................ 2
1.3 Batasan Masalah .......................................................... 5
1.4 Tempat dan Realisasi Kegiatan Kerja Praktek ............. 5
BAB II TINJAUAN UMUM PERUSAHAAN
2.1 Profil Umum PT GMF AeroAsia ................................. 7
2.2 Fasilitas ........................................................................ 10
2.3 Struktur Manajemen dan Alur Kerja PT GMF
AeroAsia...................................................................... 15
BAB III ANALISIS PENGARUH VISKOSITAS
KINEMATIK FLUIDA CAIR TERHADAP LAJU
ALIRAN PADA PROSES KALIBRASI DENGAN
MENGGUNAKAN TURBINE FLOWMETER
SEBAGAI KALIBRATOR
3.1 Dasar Pengukuran Aliran ............................................. 21
3.2 Sifat Fisik Fluida .......................................................... 25
3.2.1 Unit Satuan Pengukuran .................................... 25
3.2.2 Temperatur ........................................................ 26
3.2.3 Densitas ............................................................. 26
3.2.4 Viskositas .......................................................... 27
3.2.5 Spesific Gravity ................................................. 29
3.2.6 Reynold Number ............................................... 29
3.3 Prinsip Dasar Rotameter dan Turbine Flowmeter ........ 30
16. xvi
3.3.1 Prinsip Dasar Rotameter .................................... 30
3.3.2 Prinsip Dasar Turbine Flowmeter ...................... 34
3.4 Proses Kalibrasi menggunakan Turbine Flowmeter ..... 40
3.4.1 Prosedur Kalibrasi ............................................. 41
3.4.2 Prosedur Perhitungan Uncertainty ..................... 42
3.4.3 Analisis Data ..................................................... 46
3.4.4 Pembahasan ....................................................... 51
BAB IV PENUTUP
4.1 Kesimpulan .................................................................. 55
4.2 Saran ............................................................................ 56
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN A : Hasil Pengolahan Data Kalibrasi
LAMPIRAN B : Hasil Akhir
LAMPIRAN C : Dokumentasi Kegiatan
17. xvii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Peta persebaran outstation line maintenance PT
GMF AeroAsia ................................................. 9
Gambar 2.2 Logo PT GMF AeroAsia ................................. 10
Gambar 2.3 Hangar I ........................................................... 11
Gambar 2.4 Hangar II .......................................................... 12
Gambar 2.5 Hangar III ......................................................... 12
Gambar 2.6 Apron ............................................................... 15
Gambar 2.7 Struktur Organisasi Manajemen PT GMF
AeroAsia .......................................................... 16
Gambar 2.8 Struktur Kerja Dinas Component Maintenance
PT GMF AeroAsia ........................................... 17
Gambar 2.9 Diagram Alir Proses Kalibrasi IMTE ............... 19
Gambar 3.1 Contoh tabel konversi satuan English
ke satuan SI ...................................................... 25
Gambar 3.2 Ilustrasi densitas suatu partikel ......................... 27
Gambar 3.3 Tegangan geser pada fluida .............................. 28
Gambar 3.4 Grafik perubahan viskositas kinematik terhadap
perubahan temperatur ....................................... 29
Gambar 3.5 Desain rotameter .............................................. 31
Gambar 3.6 Skema gaya yang bekerja pada rotameter pada saat
kondisi mengambang ........................................ 32
Gambar 3.7 Struktur dasar turbine flowmeter ...................... 35
Gambar 3.8 Steady flow masuk dan keluar rotor pada kondisi
rotor tanpa friksi pada blade helical yang sangat
tipis dengan sudut .......................................... 37
Gambar 3.9 Universal Viscosity Curve ................................ 39
Gambar 3.10 Alur perhitungan laju aliran fluida cair pada flow
computer ........................................................... 40
Gambar 3.11 Instalasi Kalibrasi Flowmeter ......................... 41
Gambar 3.12 Kurva Perubahan Densitas terhadap Perubahan
Temperatur pada Fluida SKYDROL® LD-4 ..... 47
Gambar 3.13 Kurva Perubahan Viskositas terhadap Perubahan
Temperatur pada Fluida SKYDROL® LD-4 ..... 48
18. xviii
Gambar 3.14 Perbandingan Nilai k-factor berdasarkan metode
interpolasi, rata-rata terdekat dan nilai UVC dari
Certificate #34010098 ....................................... 52
Gambar 3.15 Perbandingan Nilai k-factor berdasarkan metode
interpolasi, rata-rata terdekat dan nilai UVC dari
Certificate #34010099 ....................................... 53
19. xix
DAFTAR TABEL
Tabel 1.1 Jadwal kegiatan kerja praktek ............................... 6
Tabel 2.1. Informasi umum mengenai PT GMF AeroAsia,
Tangerang ............................................................ 8
Tabel 3.1 Hasil Pengambilan Data Kalibrasi ........................ 47
Tabel 3.2 Hasil Pengolahan Data Kalibrasi menggunakan metode
interpolasi untuk mendapatkan nilai k-factor ....... 49
Tabel 3.3 Data Laju Aliran Volumetrik pada setiap Titik Ukur
Setelah dilakukan koreksi temperatur .................. 50
Tabel 3.4 Hasil Akhir Kalibrasi ............................................ 51
20.
21. 1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang dan Permasalahan
Pesawat terbang merupakan moda transportasi udara
dengan efisiensi energi tertinggi saat ini. Durasi waktu
tempuh yang jauh lebih cepat dibandingkan dengan moda
transportasi darat ataupun laut merupakan salah satu faktor
yang membuat para penumpang lebih memilih pesawat
terbang.[9]
Dalam lingkungan dunia penerbangan, keselamatan
penumpang merupakan aspek yang paling utama. Setiap
pesawat yang akan terbang harus dalam kondisi layak terbang.
Kelayakan terbang merupakan kondisi dimana pesawat udara,
badan pesawat, mesin, baling-baling, peralatan atau
komponan sesuai dengan desain yang telah disetujui dan
dalam keadaan yang aman untuk menjalankan sebuah
pekerjaan atau operasi[7]
.
Pengukuran laju aliran fluida, terutama fluida liquid,
termasuk diantaranya avtur dan cairan hidrolik baik yang
digunakan pada komponen pesawat terbang maupun pada
component test stands pada industri penerbangan merupakan
salah satu hal yang sangat esensial, dan menuntut performa
instrumen yang tinggi, mengingat penggunaan bahan bakar
dan cairan hidrolik sangat mempengaruhi performa pesawat
terbang dan IMTE (Inspection, Measuring and Test
Equipment) pendukung perawatan, sehingga indikasi laju
aliran fluida harus selalu terjaga akurasinya. Untuk tetap
menjaga tingkat akurasi dari indikasi laju aliran fluida pada
sebuah alat ukur perlu dilakukan kalibrasi secara berkala agar
alat ukur yang digunakan tetap memenuhi standar yang
ditetapkan.[8]
Kesulitan yang sering dialami pada saat melakukan
proses kalibrasi alat ukur laju aliran menggunakan turbine
flowmeter sebagai alat ukur standar, adalah menentukan nilai
k-factor yang harus digunakan sebagai akibat dari perbedaan
22. 2
penggunaan media fluida pada saat proses kalibrasi dengan
media fluida yang digunakan pada sertifikat turbine flowmeter
yang tersedia. Maka dari itu laporan kerja praktek ini dibuat
untuk mengetahui pengaruh dari perbedaan viskositas
kinematik antara fluida aktual yang digunakan pada saat
kalibrasi dengan fluida yang digunakan pada sertifikat turbine
flowmeter terhadap laju aliran fluida yang dihasilkan dan
mengetahui bagaimana cara menentukan kontribusi
ketidakpastian kalibrasi dari alat ukur laju aliran yang akurat
dan relevan untuk selanjutnya menjadi bahan pertimbangan
laboratorium kalibrasi, unit TCY, PT GMF AeroAsia sebagai
salah satu perusahaan yang menyediakan jasa kalibrasi untuk
segala jenis IMTE di bidang industri penerbangan dalam
meningkatkan kualitas kerjanya.
1.2 Tujuan dan Materi
Sesuai dengan kurikulum perkuliahan di Jurusan Teknik
Fisika ITS, pelaksanaan kerja praktek adalah untuk
peningkatan soft skill dan hard skill. Aktivitas perkuliahan ini
dilaksanakan dengan sistem out the class, yaitu untuk pertama
kalinya peserta didik terjun langsung dalam dunia kerja.
Sehingga diharapkan peserta didik mampu berlatih
memecahkan permasalahan dan melakukan studi banding
teori-teori yang telah didapatkan dalam perkuliahan dengan
dunia kerja yang dihadapinya. Adapun tujuan pelaksanaan
kerja praktek di PT GMF AeroAsia adalah sebagai berikut:
Tujuan Umum
1. Menciptakan suatu hubungan yang sinergis, jelas dan
terarah antara dunia perguruan tinggi dan dunia kerja
sebagai pengguna output-nya.
2. Membuka wawasan mahasiswa agar dapat
mengetahui dan memahami aplikasi ilmunya di dunia
industri pada umumnya serta mampu menyerap dan
berasosiasi dengan dunia kerja secara utuh.
23. 3
3. Mengetahui dan memahami sistem kerja, sekaligus
mampu mengadakan pendekatan masalah secara utuh
yang terjadi di dunia industri.
4. Menumbuhkan dan menciptakan pola berpikir
konstruktif, serta memahami permasalahan yang
terjadi di dunia kerja.
Tujuan Khusus
1. Mengetahui dan memahami manajemen SDM dan
perusahaan serta sistem kerja PT GMF AeroAsia.
2. Mengetahui langkah-langkah instalasi dan prosedur
kalibrasi alat ukur laju aliran dengan menggunakan
turbine flowmeter sebagai alat ukur standar di PT
Garuda Maintenance Facility (GMF) AeroAsia.
3. Mengetahui pengaruh perbedaan viskositas kinematik
fluida cair terhadap laju aliran pada proses kalibrasi
dengan turbine flowmeter sebagai alat ukur standar di
PT Garuda Maintenance Facility (GMF) AeroAsia.
Adapun materi yang akan dipelajari peserta didik
dalam kerja praktek ini terdiri dari dua materi seperti berikut
ini.
Materi 1
Materi I yang akan dipelajari oleh peserta didik ini
mengacu pada tujuan pertama yaitu untuk mengetahui dan
memahami manajemen SDM dan perusahaan serta sistem
kerja PT GMF AeroAsia. Mengenai isi materi I adalah
sebagai berikut.
a. Profil Umum PT GMF AeroAsia
Mengetahui latar belakang dan profil umum mengenai
visi dan misi perusahaan, logo, dan persebaran
outstation line maintenance dari PT GMF AeroAsia.
b. Struktur Manajemen dan Alur Kerja PT GMF
AeroAsia
24. 4
Mengetahui struktur organisasi perusahaan dan
manajemen SDM, serta memahami alur kerja
perusahaan jika mendapatkan project, khususnya di
bagian unit calibration shop. Sehingga dapat
diketahui secara lengkap alur kerja dan pengambilan
keputusan dalam suatu project.
c. Produk Jasa PT GMF AeroAsia
Mengetahui beberapa produk jasa yang
dikembangkan oleh PT GMF AeroAsia antara lain
line maintenance, base maintenance, component
maintenance, engineering services, material services,
SBU GMF engine maintenance, SBU GMF power
services.[2]
Materi 2
Materi II yang akan dipelajari oleh peserta didik lebih
mengacu untuk menyelesaikan tujuan kedua dan ketiga,
yaitu untuk mengetahui langkah-langkah instalasi dan
prosedur kalibrasi alat ukur laju aliran dengan
menggunakan turbine flowmeter sebagai alat ukur standar
di PT Garuda Maintenance Facility (GMF) AeroAsia dan
mengetahui pengaruh perbedaan viskositas kinematik
fluida cair terhadap laju aliran pada proses kalibrasi
dengan turbine flowmeter sebagai alat ukur standar di PT
Garuda Maintenance Facility (GMF) AeroAsia. Untuk
mencapai tujuan tersebut maka perlu mengacu pada
tahapan-tahapan berikut ini.
a. Prinsip dasar dan sifat mekanika fluida
Mempelajari tentang prinsip dasar mekanika fluida,
khususnya fluida liquid dan mengetahui faktor-faktor
apa saja yang dapat mempengaruhi kecepatan aliran
pada fluida.
b. Prinsip dasar pengukuran dan kalibrasi aliran
Mempelajari tentang prinsip dasar pengukuran,
terutama pada sistem pengukuran aliran serta
25. 5
kalibrasinya dan mengetahui prinsip kerja dari alat
ukur baik yang diujikan maupun yang dijadikan
sebagai kalibrator.
c. Pengambilan data pengukuran aliran
Melakukan instalasi sesuai dengan standar yang
ditentukan dan pengambilan data kecepatan aliran
pada turbine flowmeter dengan bantuan universal
hydraulic test stand yang berada di hydraulic shop,
gedung workshop II, GMF AeroAsia.
d. Analisa Data dan Pembahasan
Melakukan analisis data terhadap data yang telah
dikumpulkan sebelumnya, melakukan pembahasan
terhadap analisis data yang telah dilakukan dan
menarik kesimpulan.
1.3 Batasan Masalah
Adapun batasan masalah dari materi yang dijadikan topik
bahasan utama pada laporan kerja praktek ini adalah sebagai
berikut:
1. Pembacaan temperatur dari fluida diasumsikan berada
pada kondisi ideal.
2. Tekanan dari fluida yang digunakan pada proses
kalibrasi diabaikan.
3. Fluida yang digunakan adalah fluida cair yang bersifat
inkompresibel.
4. Viskositas fluida yang digunakan masih berada pada
range viskositas yang tertera di sertifikat kalibrasi dari
kalibrator yang digunakan.
5. Sistem yang terinstal pada proses kalibrasi
diasumsikan ideal, tanpa kebocoran.
1.3 Tempat dan Realisasi Kegiatan Kerja Praktek
Data mengenai waktu dan tempat pelaksanaan kerja
praktek adalah sebagai berikut:
Perusahaan : PT GMF AeroAsia
26. 6
Unit : TCY – Calibration Shop
Tanggal Pelaksanaan : 27 Juli – 28 Agustus 2015
Durasi Pelaksanaan : Satu bulan
Tabel 1.1 Jadwal kegiatan kerja praktek
No. Detail Kegiatan
Minggu ke-
I II III IV V
1
Pengenalan profil PT
GMF AeroAsia dan
observasi lingkungan
unit TCY - calibration
shop.
2 Studi Literatur
3
Pengumpulan data dan
analisa
4 Presentasi
5
Penyusunan laporan
akhir
6
Penyerahan draft
laporan akhir
Sedangkan jam kerja yang berlaku di PT. GMF AeroAsia
adalah Hari Senin sampai dengan Jumat dengan rincian waktu
kerja dan istirahat sebagai berikut.
Jam kerja : 07.00 WIB – 16.00 WIB
Istirahat : 12.00 WIB – 13.00 WIB
27. 7
BAB II
TINJAUAN UMUM PERUSAHAAN
2.1 Profil Umum PT. GMF AeroAsia
PT Garuda Maintenance Facility (GMF) AeroAsia
merupakan anak cabang dari Garuda Indonesia. PT GMF
AeroAsia yang sebelumnya merupakan bagian strategic business
dari Garuda Indonesia didirikan untuk menyediakan jasa aircraft
maintenance support untuk Garuda Indonesia yang beroperasi
sejak 1958 di Bandar Udara Kemayoran Jakarta. Seiring
pengembangan bandar udara baru (Soekarno-Hatta International
Airport), base maintenance Garuda Indonesia dipindahkan ke
area bandar udara di Cengkareng pada 1984.
PT GMF AeroAsia berlokasi di Soekarno-Hatta
International Airport, Cengkareng, 5 km ke arah barat dari pintu
gerbang utama dan meliputi area seluas 115 Ha. PT GMF
AeroAsia dapat dicapai dari Jakarta melalui jalan tol Prof. DR. Ir.
Sedyatmo yang berlokasi 11 km dari garis pantai utara, 20 km
dari Jakarta dan 5 km dari kota Tangerang. Fasilitas dari
perusahaan terus menerus mengalami modernisasi dan diperluas
untuk tetap mengikuti perkembangan aviasi dunia.
Fasilitas perusahaan termasuk tiga bangunan hangar
berkerangka baja dengan total luas lantai 62.145 m2
, workshop
seluas 53.000 m2
, engine shop seluas 20.736 m2
, jet engine test
cell seluas 2.560 m2
, gudang seluas 12.100 m2
kantor, run-up bay
dan area apron seluas 318.000 m2
yang mampu menangani
aktivitas line maintenance dan memiliki kapabilitas untuk
mengakomodasi 15 narrow body aircraft dan 4 wide body
aircraft kapanpun. Seluruhnya memiliki total luas area sebesar
617.856 m2
.
Tujuan didirikannya PT GMF AeroAsia adalah untuk
memberikan pelayanan dan melakukan overhaul untuk berbagai
jenis aircraft baik internasional maupun domestik, untuk
meningkatkan kualitas dan efektivitas biaya maintenance. PT
GMF AeroAsia juga dilengkapi dengan perawatan area
pembuangan (water waste) berstandar industri.
28. 8
Dengan mempekerjakan sekitar 2500 pegawai, PT GMF
AeroAsia akan terus menerus meningkatkan technical staff
training untuk memastikan para technical staff memiliki skill,
dedikasi dan pengalaman yang sesuai untuk mengikuti pesatnya
arus perubahan teknologi di lingkungan aviasi sipil.
PT GMF AeroAsia menjadi organisasi pemeliharaan yang
disetujui Direktorat Jendral Penerbangan Sipil dengan nomor
sertifikat 145/0100. PT GMF AeroAsia juga memegang
persetujuan repair station dari negara lain. Daftar sertifikat
persetujuan yang dimiliki PT GMF AeroAsia disimpan oleh
Quality Assurance and Safety.[1]
Informasi umum mengenai
perusahaan dijelaskan pada tabel 2.1.
Tabel 2.1. Informasi umum mengenai PT GMF AeroAsia,
Tangerang.[2]
No Data Umum Keterangan
1 Tanggal berdiri 26 April 2002
2 Jumlah pegawai 2500 orang
3 Alamat GMF AeroAsia
Soekarno Hatta
International Airport
Cengkareng – Indonesia
PO. BOX 1303 BUSH
19100
4 Vision World Class MRO of
Customer Choice in
2015.
29. 9
5 Mision To provide integrated and
reliable aircraft
maintenance solution for
a safer sky and secured
quality of life of mankind.
6 Telp/Fax 021-550 8717
7 Luas area 617.856 m2
Gambar 2.1 di bawah ini merupakan peta persebaran
outstations line maintenance PT GMF AeroAsia.
Gambar 2.1 Peta persebaran outstation line maintenance PT
GMF AeroAsia[6]
PT GMF AeroAsia memiliki logo berbentuk kepala dan
sayap garuda, identik dengan Garuda Indonesia sebagai induk
perusahaannya, namun terdapat perbedaan pada warna logo yaitu
keseluruhannya berwarna biru tua dengan tambahan tulisan
“GMF AeroAsia” dan tulisan “GARUDA INDONESIA GROUP”
seperti terlihat pada gambar 2.2 di berikut ini.
30. 10
Gambar 2.2 Logo PT GMF AeroAsia[5]
Penjelasan:
Kepala burung Garuda melambangkan lambang negara
Republik Indonesia.
Lima (5) bulu sayap melambangkan Pancasila yang
menjadi ideologi bangsa Indonesia.
Warna biru melambangkan langit angkasa.
Burung Garuda mewakili simbol penguasa angkasa,
keindahan kultur dan kekayaan alam Indonesia.[3]
2.2 Fasilitas
PT GMF AeroAsia berdiri di atas lahan seluas 115 Ha di
dalam kompleks Soekarno-Hatta International Airport,
Cengkareng. Semua fasilitas perawatan ini terdiri dari bangunan
480.000 m2
termasuk di dalamnya tiga hangar dan satu hangar
terbesar yang akan segera diresmikan, satu spares warehouse,
workshops, utility buildings, ground support equipment building,
chemical stores, engine test cell, dan management building.
Selain itu, PT GMF AeroAsia juga memiliki sebuah apron yang
mampu menangani 50 pesawat, taxiways, run-up bay dan waste
treatment area. Dengan lahan yang luas dan peralatan yang baik,
PT GMF AeroAsia memiliki kemampuan untuk melakukan major
modification pada pesawat saat perawatan besar-besaran.
Proses pembangunan fasilitas ini dilakukan secara bertahap,
sejak tahun 1986 hingga 1991, proses pembangunan ini terdiri
dari pembangunan tempat parkir pesawat dan run-up bay yang
selesai pada tahun 1986, hangar II pada tahun 1987, hangar III
pada tahun 1988 dan hangar I pada tahun 1991. Pembangunan
terakhir yang dilakukan adalah pembangunan gedung serbaguna
dan manajemen pada tahun 1993, dalam rentang waktu
31. 11
pembangunan pada tahun 1986 hingga 1991, juga dibangun
sejumlah fasilitas pendukung lainnya seperti workshop I dan
workshop II, general store, komplek ground support equipment
(GSE), tempat pengolahan limbah, engine shop, engine test cell,
dan sebagainya, khusus untuk pembangunan fasilitas engine test
cell, pihak Garuda Indonesia melalui pemerintah Indonesia
mendapat pinjaman lunak dari pemerintah Perancis.
Hangar I sebenarnya dimaksudkan utntuk perawatan
pesawat Boeing 747. Hangar ini memiliki luas 22.000 m2
dan
cukup untuk 2 pesawat Boeing 747. Dilengkapi dengan satu bay
yang digunakan untuk heavy maintenance dari pesawat Boeing
747, memperbarui kabin dan memodifikasi wing pylon dari
pesawat milik Garuda Indonesia dan maskapai klien dari PT GMF
AeroAsia lainnya.
Gambar 2.3 Hangar I
Sumber : Dokumentasi oleh M. Iqbal Shofian
Hangar II memiliki luas area 23.000 m2
. Hangar ini terdiri
dari tiga aircraft bays yang digunakan untuk perawatan minor, A
dan B check. Hangar ini dapat menampung satu pesawat wide
body dan satu pesawat narrow body dalam masing masing bay.
32. 12
Gambar 2.4 Hangar II
Sumber : Dokumentasi oleh M. Iqbal Shofian
Hangar III memiliki luas area 23.000 m2
. Hangar ini terdiri
dari tiga aircraft bays dan digunakan khusus untuk heavy
maintenance, apabila diperlukan, layout dapat memuat satu
pesawat wide body dan satu pesawat narrow body di masing-
masing bay. Dilengkapi dengan enam roof-mounted cranes dan
satu bay khusus yang dilengkapi dengan purpose-built docking
untuk memfasilitasi pengerjaan pada MD11/DC10 dan pesawat
Airbus wide body.
33. 13
Gambar 2.5 Hangar III
Sumber : Dokumentasi oleh M. Iqbal Shofian
Workshop I memiliki luas area 10.785 m2
. Workshop ini
merupakan tempat perbaikan komponen yang dilepas dari
pesawat. Pada workshop I terdapat unit kerja seperti composite,
sheet metal, dan machining. Workshop ini mempunyai
kemampuan untuk memperbaiki dan merawat komponen Boeing
747, Boeing 737, Airbus 300, DC9, DC10, dan Fokker 28. Di
antara komponen pesawat yang bisa diperbaiki diantaranya, yaitu
flight control surface, landing gear, break system and wheel,
radar domes galleys, engine pylons, thrust reverse doors, dan
perlengkapan kabin pesawat.
Workshop II memiliki luas area 11.814 m2
dan merupakan
bengkel untuk memperbaiki komponen pesawat yang rusak,
workshop ini memiliki 2 buah bengkel, yaitu:
IERA Shop (Instrument Electronic Radio and Avionic)
Workshop ini dilengkapi dengan pendingin udara dan
ruangan bebas debu, IERA memiliki kemampuan
memperbaiki dan merawat komponen pesawat seperti
flight instrument, navigation and communication
instrument, radar flight, data recorder dan instrument
digital modern.
ELMO Shop (Electrical Maintenance and Oxygen)
Workshop ini untuk perbaikan dan perawatan sistem
pneumatik dan hidrolik. ELMO shop dilengkapi
dengan CSD (Constant Speed Drive) test stand, fuel
flow ring dan hydraulic test machine.
Utility Building merupakan pusat kelistrikan PT GMF
AeroAsia, berdiri di atas area seluas 3.240 m2
. Fasilitas ini
memuat peralatan utama yang diperlukan sebagai sumber tenaga
penggerak bagi fasilitas yang ada di lingkungan perusahaan.
Beberapa sumber tenaga penggerak ini, yaitu generator,
transformator serta air pressure untuk keperluan hangar, bengkel
dan gedung perkantoran.
34. 14
Ground Support Equipment (GSE) merupakan fasilitas
bengkel perawatan dan perbaikan semua peralatan penunjang
kebutuhan pesawat, memiliki area seluas 6.813 m2
. Pada gedung
ini juga terdapat kendaraan untuk mengangkut perlengkapan
pesawat.
Engine Test Cell merupakan ruangan khusus untuk menguji
mesin pesawat yang telah atau yang akan dioperasikan, memiliki
area seluas 1.577 m2
. Pengujian ini bertujuan untuk menghindari
hal-hal yang tidak diinginkan akibat dari adanya kerusakan pada
engine ketika pesawat dijalankan. Fasilitas ini dapat melakukan
pengetesan APU (Auxiliary Power Unit) yang memiliki daya
dorong sekitar 100.000 lb (240KN) dan dilengkapi dengan
pengontrol komputer dalam pengoperasiannya. Pengujian
dilakukan di dalam engine test cell ini temperature, vibration,
thrust, speed N1 & N2, dan fuel flow.
Industrial Waste Treatment merupakan tempat khusus
dengan luas area 573 m2
yang digunakan untuk menampung
limbah seperti sampah dan kotoran dari pesawat dan bengkel.
Selain itu dilengkapi dengan sistem pengolahan limbah yang baik
sesuai dengan AMDAL.
Apron merupakan tempat parkir pesawat yang akan
mengalami perbaikan atau yang sudah diperbaiki. Tempat ini
mempunya luas 343.650 m2
. Mampu menampung sekitar 50
pesawat yang terletak di depan seluruh hangar. Selain itu juga
tempat ini dilengkapi oleh dua buah bay untuk pencucian pesawat
dan area seluas 15.625m2
untuk engine run-up dan swing compass
area.
35. 15
Gambar 2.6 Apron
Sumber : Dokumentasi oleh M. Iqbal Shofian
Management Building merupakan ruangan perkantoran
yang digunakan sebagai tempat melakukan kegiatan administrasi
para karyawan dengan luas 17.000 m2
. Dilengkapi dengan
ruangan pertemuan, ruangan kelas, ruangan serba guna, ruangan
ibadah dan sarana olah raga.[4]
2.3 Stuktur Manajemen dan Alur Kerja PT GMF AeroAsia
PT GMF AeroAsia memiliki struktur manajemen perusahaan
yang terbagi menjadi lima divisi utama, yaitu corporate strategy
and development, finance, line operation, base operation dan
human capital and corporate affair. Pada divisi line operation
terdapat lima departemen yang memiliki fungsi berbeda-beda satu
sama lain untuk menunjang kinerja ahli teknik pada bidangnya.
Departemen yang termasuk di dalamnya adalah line maintenance,
outstation line maintenance, material services, engineering
services, dan cabin maintenance services. Sedangkan pada divisi
base operation terdapat dua departemen yang juga berfungsi
sebagai penunjang kinerja divisi tersebut, yaitu base maintenance
dan component maintenance. Berikut ini adalah bagan penjelasan
sigkat mengenai department job description pada dinas
component maintenance PT GMF AeroAsia. Untuk struktur
organigram perusahaan dapat dilihat pada gambar 2.7.
36. 16
Gambar 2.7 Struktur Organisasi Manajemen PT GMF
AeroAsia[1]
Component Maintenance
Dinas component maintenance bertanggung jawab untuk
melakukan perawatan dan perbaikan terhadap seluruh komponen
pesawat sebelum nantinya akan digunakan langsung ke dalam
badan pesawat. Pembagian unit dinas component maintenance
dapat dilihat pada gambar 2.8.
37. 17
Gambar 2.8 Struktur Kerja Dinas Component Maintenance PT
GMF AeroAsia[1]
NDT & Calibration
Unit calibration shop merupakan unit kerja kedua (TCY-
2) dari sub dinas NDT & Calibration. Unit ini memiliki
arahan kerja untuk mengontrol, mengkalibrasi dan
melakukan perawatan IMTE (Inspection, Measuring and
Test Equipment) untuk memastikan kesesuaian terhadap
persyaratan yang ditentukan. IMTE akan dikalibrasi dengan
prosedur yang dapat memastikan pengukuran ketidakpastian
dapat diketahui dan konsisten dengan kapabilitas persyaratan
pengukuran. IMTE akan dikalibrasi pada interval tertentu
dan berdasarkan stabilitas, tujuan dan derajat penggunaan
tetapi tidak boleh melebihi satu tahun kecuali pabrikan dari
peralatan memperbolehkan. Interval kalibrasi akan disimpan
di database daftar peralatan dan kartu rekam kalibrasi.
Seluruh referensi standar yang digunakan harus tertelusur
dengan standar yang disediakan oleh pabrikan peralatan atau
standar nasional/internasional yang dapat diterima oleh pihak
otoritas. Kalibrasi dilakukan dalam lingkungan yang
terkontrol sesuai dengan persyaratan standar. Jika
38. 18
lingkungan yang diatur menyimpang dari standar, proses
kalibrasi akan dihentikan hingga kondisi kembali ke acuan
standar. Laboratorium kalibrasi mengacu pada standar ISO
10012 dan ISO 17025 untuk melakukan kalibrasi terhadap
IMTE. Kalibrasi dilakukan sesuai dengan persyaratan QP
205-01 (Kalibrasi IMTE).[1]
Unit calibration shop (TCY) dibagi menjadi dua bagian,
yaitu PPC dan Produksi. Unit ini memiliki satu ruangan
gudang penyimpanan dan 6 ruangan laboratorium kalibrasi,
diantaranya:
Laboratorium Gaya & Massa
Digunakan untuk melakukan kalibrasi alat ukur yang
berkaitan dengan satuan gaya dan massa, sebagai
contoh alat ukur timbangan pesawat dan alat ukur
torsi.
Laboratorium Tekanan
Digunakan untuk melakukan kalibrasi alat ukur yang
berkaitan dengan tekanan, sebagai contoh pressure
gauge dan digital pressure indicator.
Laboratorium Dimensi
Digunakan untuk melakukan kalibrasi alat ukur yang
berkaitan dengan dimensi.
Laboratorium Flow
Digunakan untuk melakukan kalibrasi ex-situ pada
alat ukur yang berhubungan dengan laju aliran,
sebagai contoh turbine flowmeter dan rotameter.
Laboratorium Elektronik
Digunakan untuk melakukan kalibrasi terhadap
seluruh alat ukur yang berhubungan dengan
elektronik, sebagai contoh multimeter dan simulator
VOR-ILS.
Laboratorium Temperatur
Digunakan untuk melakukan kalibrasi terhadap alat
ukur temperatur, sebagai contoh thermometer dan
thermokopel.
41. 21
BAB III
ANALISIS PENGARUH PERBEDAAN VISKOSITAS
KINEMATIK FLUIDA CAIR TERHADAP LAJU ALIRAN
PADA PROSES KALIBRASI DENGAN MENGGUNAKAN
TURBINE FLOWMETER SEBAGAI KALIBRATOR
3.1 Dasar Pengukuran Aliran
Semakin berkembangnya kebutuhan khususnya di bidang
laju aliran suatu fluida mendorong meningkatnya kebutuhan jenis
instrumen ukur serta kebutuhan labratorium uji dan kalibrasi lebih
optimal. Selain itu dasar-dasar ilmu yang berhubungan dengan
metrologi dan instrumentasi cukup diharapkan dalam membantu
pelaksanaan dan perkembangan dalam kaitannya dengan
pengukuran tersebut. Adapun pengujian dan kalibrasi adalah
manifestasi dari seperangkat pengukuran pada suatu instrumen
ukur.[12]
Pengukuran merupakan seperangkat kegiatan untuk
menentukan kuantitas obyek. Dalam hal ini mengukur adalah
suatu proses empirik dan obyektif pada sifat-sifat obyek atau
kejadian nyata sedemikian sehingga angka tadi dapat memberikan
gambaran yang jelas mengenai obyek atau kejadian tersebut.
Kalibrasi adalah kegiatan untuk menentukan kebenaran
konvensional nilai penunjukan alat ukur dengan cara
membandingkan terhadap standar ukurnya yang telah diketahui
nilainya) yang mampu tertelusur (traceable) ke standar nasional
untuk satuan ukuran dan/atau internasional.
Pada pelaksanaan yang umum, kalibrasi flowmeter dilakukan
dengan kondisi ambien (dekat dengan kondisi atmosfer) atau pada
kondisi yang disaratkan oleh laboratorium yang bersangkutan.
Dengan ini didapatkan nilai penunjukan meter ukur yang
dikalibrasi dan nilai dari meter ukur standar sebagai referensi,
serta nilai koreksi atau kesalahannya. Jadi nilai hasil kalibrasi di
sertifikat cukup akurat digunakan hanya pada kondisi yang sesuai
dengan kondisi hasil sertifikat tersebut. Demikian juga untuk
media yang dipakai harus sesuai dengan kondisi media yang
digunakan pada saat kalibrasi.
42. 22
Aliran fluida yang umumnya diukur dengan flowmeter
sebagai flow rate, dibagi menjadi dua besaran, yaitu mass
flowrate (laju aliran massa) dan volume flowrate (laju aliran
volume). Volume flowrate sangat bergantung pada kondisi fisik
dari fluida yang bersangkutan, yaitu densitas. Hubungan
keduanya direpresentasikan oleh persamaan 2.1.
............................................................................. (3.11)
Dimana :
...................ex: [1/sec]
.......................ex: [kg/sec]
..........................ex: [kg/l]
Rapat massa (densitas) bisa ditentukan dengan pengukuran
langsung maupun dengan perhitungan (pengukuran tidak
langsung) melalui formula yang ada, yaitu dengan melakukan
pengukuran terhadap parameter yang dibutuhkan seperti tekanan
dan suhu. Pendekatan paling mudah bisa dilihat dari tabel sifat-
sifat properti zat.
Salah satu metode pengukuran aliran yang sering digunakan
sebagai alat ukur maupun sebagai standar ukur adalah metode
differential pressure atau metode pembatasan. Ini banyak
diterapkan pada prinsip orifice, ventury, nozzle, laminar flow
element dan lain sebagainya. Metode ini mengukur perbedaan
tekanan dua penampang aliran yang sebanding dengan laju aliran.
Perhitungan laju aliran teoritis dapat dilakukan berdasarkan
hukum kontinuitas dan persamaan Bernoulli. Kapasitas aliran
sebenarnya dapat ditentukan dengan memperhitungkan faktor
koreksi dari masing-masing alat ukur yang ditentukan secara
empiris. Alat ukur metode tak langsung dengan pembatasan ini
dianalisa pada penampang pertama, yaitu sebelum masuk alat
ukur, dan penampang kedua, yaitu tepat di daerah alat ukur yang
biasanya menimbulkan vena contracta. Vena contracta adalah
43. 23
daerah setelah pengecilan penampang aliran. Pada daerah ini
kapasitas aliran minimum dan tekanan aliran pada penampang
tersebut seragam. Secara umum pada kondisi garis lurus (stream
line).
Untuk aliran fluida pada orifice plate dengan asumsi steady
state serta fluida incompressible, aliran laminar di dalam suatu
pipa yang horizontal tanpa ada perubahan elevasi serta dengan
mengabaikan frictional losses diwakili oleh persamaan Bernoulli
sebagai gambaran persamaan energi pada dua titik dalam garis
aliran yang sama.[13]
atau (3.12)
Dengan persamaan kontinuitas:
atau dan ..................... (3.13)
Maka:
......................................... (3.14)
Penyelesaian untuk Q adalah:
Persamaan di atas adalah gambaran aliran volume secara
teoritis. Secara aktual diberikan suatu nilai koefisien untuk aliran,
44. 24
yaitu coefficient of discharge, dan perbandingan diameter
orifice dan pipa sebagai , sehingga didapatkan:
........................................... (3.15)
Akhirnya dengan menjadikan nilai sebagai meter coefficient,
maka diperoleh persamaan terakhir untuk volumetric
flowrate (laju aliran volume) yang melewati orifice:
.................................................... (3.16)
Dengan mengalikan densitas dari fluida diperoleh persamaan
mass flowrate (laju aliran massa):
........................................... (3.17)
Dimana:
Q = volumetric flow rate (at any cross section) ............. m3
/s
= mass flow rate (at any cross section) ...................... kg/s
= coefficient of discharge .......................................... ------
= orifice flow coefficient ............................................ ------
= cross-sectional area of the pipe ............................. m2
= cross-sectional area of the orifice hole .................. m2
= diameter of the pipe ............................................... m
= diameter of the orifice hole .................................... m
= ratio of orifice hole diameter to pipe diameter ....... ------
= upstream fluid velocity ........................................... m/s
= fluid velocity through the orifice hole .................... m/s
= fluid upstream pressure .......................................... Pa
= fluid downstream pressure ..................................... Pa
= fluid density ............................................................ kg/l
45. 25
3.2 Sifat Fisik Fluida
Pada pengukuran aliran, sangat penting untuk memahami
sifat-sifat fisik fluida, nomenklatur, dan unit pengukurannya.
Bergantung pada jenis flowmeter, sifat-sifat ini memiliki
pengaruh yang mayor pada hasil dari desain sistem dan
performansi.
3.2.1 Unit Satuan Pengukuran
Satuan yang digunakan untuk mendeskripsikan sifat-sifat
fluida biasanya merupakan kombinasi dari sistem SI dan sistem
English. Pada beberapa negara yang menggunakan sistem
metric, kombinasi SI dan sistem metric lama yang digunakan.
Kebanyakan pabrik di Amerika Serikat mempublikasikan
datanya pada satuan SI dan English. Sistem SI (Système
Internationale d’Unités) adalah versi modern dan
pengembangan dari sistem metric yang kemudian diusulkan
menjadi standar satuan pengukuran di dunia. Sistem English
biasanya digunakan pada kebanyakan negara yang
menggunakan bahasa inggris sebagai bahasa utama. Inches,
pounds, dan derajat Fahrenheit adalah contoh dari penggunaan
satuan english. Beberapa dari negara tersebut sudah beralih ke
sistem SI.[17]
Gambar 3.1 Contoh tabel konversi satuan English ke satuan
SI.[18]
3.2.2 Temperatur
46. 26
Pada pengukuran laju aliran fluida, khususnya fluida cair,
temperatur merupakan besaran yang sangat berpengaruh.
Seiring meningkatnya temperatur akan diikuti dengan
menurunnya densitas dan viskositas fluida. Pada ruangan
tertutup, peningkatan temperatur akan disertai peningkatan
tekanan, hal ini diakibatkan oleh ekspansi yang dihasilkan
partikel fluida. Temperatur fluida biasanya dinyatakan dalam °C
untuk satuan SI dan °F untuk satuan English.[22]
3.2.3 Densitas
Densitas didefinisikan sebagai massa fluida per satuan
volume. Pada fluida cair, densitas pada suatu fluida akan
mengalami perubahan seiring berubahnya temperatur dan
tekanan. Pengaruh tekanan terhadap besarnya densitas suatu
fluida tidak begitu signifikan, sementara pengaruh temperatur
sangat signifikan pada fluida inkompresibel. Naiknya
temperatur akan menyebabkan partikel fluida berekspansi saling
menjauhi satu sama lain, sehingga densitas akan menurun dan
massa fluida dalam satu satuan volume akan berkurang.
Hubungan antara temperatur dan densitas digambarkan pada
persamaan 3.21.[23]
............................................................... (3.21)
dimana :
= densitas akhir (kg/m3
)
= densitas awal (kg/m3
)
= koefisien ekspansi temperatur volumetrik (m3
/m3
°C)
= temperatur akhir (°C)
= temperatur awal (°C)
47. 27
Gambar 3.2 Ilustrasi densitas suatu partikel.[24]
3.2.4 Viskositas
Viskositas merupakan sifat fluida yang sangat penting
ketika akan menganalisa karakteristik dan perpindahan fluida
cair. Viskositas fluida merupakan resistansi internal terhadap
deformasi bertahap oleh tegangan geser atau tegangan tarik.
Resistansi pada fluida disebabkan oleh friksi antarmolekul yang
terjadi ketika lapisan fluida mencoba untuk mengalir satu
dengan yang lainnya. Terdapat dua pengukuran viskositas yang
saling berkaitan, viskositas dinamik (absolut) dan viskositas
kinematik. Viskositas dinamik adalah gaya tangensial per unit
area yang dibutuhkan untuk berpindah pada satu bidang datar
sehubungan dengan bidang datar lainnya pada suatu unit
kecepatan ketika mempertahankan unit tersebut terpisah dalam
fluida. Tegangan geser antar lapisan pada fluida Newtonian
non-turbulen bergerak sejajar garis parallel dideskripsikan pada
gambar 3.2. Viskositas dinamik diekspresikan dalam
persamaan 3.22. Viskositas dinamik biasanya dinyatakan
dalam satuan centiPoise.
.......................................................................... (3.22)
48. 28
dimana:
= tegangan geser (N/m2
)
= viskositas dinamik (Ns/m2
)
= unit kecepatan (m/s)
= unit jarak antar lapisan (m)
Gambar 3.3 Tegangan geser pada fluida[25]
Viskositas kinematik adalah rasio viskositas dinamik terhadap
densitas. Viskositas kinematik dapat dicari dengan membagi
viskositas dinamik dengan densitas fluida. Karena viskositas
kinematik sangat bergantung pada nilai densitas, maka
perubahan temperatur akan sangat berpengaruh, sebaliknya,
pengaruh dari tekanan tidak terlalu signifikan. Satuan yang
digunakan untuk menyatakan viskositas kinematik pada
umumnya adalah centiStokes.[25]
............................................................................... (3.23)
dimana:
= viskositas kinematik (m2
/s)
= viskositas dinamik (Ns/m2
)
= densitas (kg/m3
)
49. 29
Gambar 3.4 Grafik perubahan viskositas kinematik terhadap
perubahan temperatur.[25]
3.2.5 Spesific Gravity
Spesific Gravity didefinisikan sebagai rasio densitas suatu
fluida pada temperatur tertentu terhadap densitas fluida yang
dijadikan referensi. Fluida yang dijadikan referensi biasanya air
pada temperatur 4 °C dan tekanan 1 atm pada fluida liquid.[26]
3.2.6 Reynold Number
Bilangan Reynold merupakan satuan tak berdimensi yang
menyatakan sifat pola aliran fluida dan didefinisikan sebagai
rasio momentum gaya terhadap gaya viscous sehingga
mengakibatkan kuantifikasi kedua gaya tersebut pada kondisi
50. 30
laju aliran tertentu. Apabila bilangan Reynold dari suatu aliran
fluida kurang dari 2000, maka aliran tersebut dikategorikan
sebagai aliran laminar, artinya gaya viscous dari aliran tersebut
lebih dominan dan aliran mengalir secara halus dan relatif
konstan, sementara apabila bilangan Reynold suatu aliran lebih
dari 4000, maka aliran tersebut dikategorikan sebagai aliran
turbulen dan didominasi gaya inersia yang cenderung
menghasilkan vortex, eddies dan ketidakstabilan laju aliran
lainnya.[27]
3.3 Prinsip Dasar Rotameter dan Turbine Flowmeter
Flowmeter jenis turbine flowmeter dan rotameter merupakan
jenis meter ukur yang cukup banyak dipakai pada dunia industri
dan laboratorium karena mempunyai kelebihan tersendiri. Selain
flowmeter jenis tersebut sebenarnya masih banyak jenis flowmeter
yang biasa digunakan seperti magnetic, thermal, ultrasonic,
Coriolis, vortex dan lain sebagainya. Sedangkan sebagai standar
atau referensi adalah umumnya model penimbangan tank,
volumetric prover, orifice, ventury, nozzle, dan lain-lain.
3.2.1 Prinsip Dasar Rotameter
Gaya-gaya secara umum yang terjadi pada float suatu
rotameter yang bekerja digambarkan seperti gambar 2.2. Berat
dari float sebanding dengan gaya gravitasi yang terjadi. Gaya
apung (buoyant force) sebanding dengan gaya berat dari fluida
yang menggerakkan float tersebut. Gaya seret/tarik (drag force)
sebanding dengan gaya gesek (frictional force) antara float dan
gerakan fluida yang mengalir.[13]
51. 31
Gambar 3.5 Desain rotameter.[15]
Rotameter pada umumnya dipasang secara vertikal.
Bagian bawah dari dari tabung memiliki bentuk yang sempit
dan semakin melebar seiring tercapainya puncak. Aliran
bermula dari bawah dan bergerak menuju float dari rotameter
sampai ke posisi dimana berat dari float seimbang dengan gaya
yang dihasilkan oleh aliran. Jika aliran tetap lebih rendah dari
kecepatan suara, maka persamaan Bernoulli dapat diaplikasikan
sebagai persamaan keseimbangan pada sistem rotameter.
............................................................ (3.21)
Dimana :
g = gravitational acceleration
V = velocity of the fluid
z = height above an arbitrary origin
52. 32
C = constant along any streamline in the flow but
varies from streamline to streamline
Gambar 3.6 Skema gaya yang bekerja pada rotameter pada saat
kondisi mengambang.[13]
Persamaan diatur sama dengan nol karena seluruh gaya
yang bekerja seimbang pada rotameter ketika float berada pada
posisi seimbang, sebagai berikut:
Maka persamaan pada titik bawah (a) dan titik atas (b) pada
float menjadi:
53. 33
.................................... (3.22)
Dimana tanda f didefinisikan sebagai properti dari float, pada
kasus ini hf adalah tinggi dari float. Laju aliran volumetrik pada
titik atas dan titik bawah float adalah sama, maka:
........................................................... (3.23)
Dimana, Q adalah laju aliran volumetrik, V adalah kecepatan
aliran, dan A adalah luas area. Dari persamaan 3.3, didapatkan:
yang kemudian disubstitusikan ke persamaan 3.2, menjadi:
................................ (3.24)
Dari persamaan 3.4, maka didapatkan:
..................................................... (3.25)
54. 34
Perubahan tekanan ditemukan sebagian besar sebagai hasil dari
berat float.
............................................................... (3.26)
Dimana Vf adalah volume dari float, ρf adalah rapat massa dari
float, dan Af adalah luas area dari float.
Fluida inviscid (viskositas diabaikan) ideal akan
mengikuti persamaan aliran yang sebagaimana dicantumkan di
atas, tetapi sebagian kecil energi yang dikonversi menjadi panas
sepanjang waktu memperlambat kecepatan aliran aktual dari
fluida. Viskositas fluida diperhitungkan melalui koefisien
discharge (C).[14]
............................................ (3.27)
3.2.2 Prinsip Dasar Turbine Flowmeter
Secara umum prinsip kerja dari turbine flowmeter cukup
sederhana. Turbine flowmeter mengekstrak fraksi kecil energi
kinetik dari fluida yang mengalir untuk memutar blade rotor
yang ditangguhkan dalam aliran. Blade dari rotor membentuk
sudut relatif terhadap arah aliran fluida yang bergerak untuk
memproduksi torsi yang menghasilkan rotasi pada sumbu
utama. Rotor berputar pada bearing dengan friksi rendah. Ketika
fluida bergerak lebih cepat (kelajuan aksial yang lebih tinggi),
rotor berputar lebih cepat. Kelajuan aksial fluida proporsional
terhadap laju aliran volumetrik. Kecepatan rotasi dari blade
rotor juga berubah seiring berubahnya viskositas fluida.
Viskositas berpengaruh pada clearance drag dari ujung blade,
55. 35
viscous drag dari penghubung rotor, bearing drag dan viscous
drag dari permukaan blade utama. Perbedaan viskositas juga
berefek pada profil kelajuan aksial fluida pada laju aliran yang
sebagaimana ditentukan oleh bilangan Reynolds.
Gambar 3.7 Struktur dasar turbine flowmeter[11]
Pada laju aliran volumetrik yang konstan, rotor mencapai
kesetimbangan kecepatan rotasi ketika pergerakan dan
perlambatan torsi pada rotor adalah sama. Kesetimbangan
kecepatan rotasi pada laju aliran terjadi ketika kecepatan sudut
sama dengan nol. Ini berarti torsi seimbang dengan rotor.
Persamaan keseimbangan torsi ditunjukkan pada persamaan di
bawah.
.............................. (3.28)
Pergerakan torsi rotor pada blade rotor adalah . Ini
merupakan penggerak komponen utama pada rotor. adalah
viscous drag dari torsi. Ini merupakan perlambatan torsi utama
pada rotor dan sensitif terhadap perubahan viskositas.
Clearance drag dari ujung blade adalah torsi yang
56. 36
digenerasikan dari hasil interaksi ujung blade and pembungkus
dari flowmeter. adalah torsi yang disebabkan oleh gaya tarik
dari pickup magnet. Faktor-faktor tersebut sering sekali
memiliki pengaruh yang sangat kecil dan dapat diabaikan pada
kebanyakan turbine flowmeter. Torsi dari bearing adalah
gaya yang diciptakan oleh gesekan dari bearing. Faktor ini
dapat menjadi pengaruh yang signifikan pada laju aliran yang
sangat rendah. Akurasi flowmeter secara keseluruhan didasarkan
pada dua asumsi utama bahwa luas area flow yang dilewati
selalu konstan dan bahwa kecepatan rotor merepresentasikan
kecepatan fluida rata-rata.
Pada viskositas rendah, ketebalan boundary layer relatif
tipis dan tidak begitu significan. Pada viskositas yang tinggi,
ketebalan boundary layer mengurangi laju aliran efektif dan
dapat berpengaruh signifikan pada performa turbine flowmeter.
Kavitasi adalah penguapan lokal fluida dan dapat memberi
pengaruh substansial pada daerah flow melalui rotor dan akan
meningkatkan kecepatan rotor dan faktor kalibrasi.
Sudut dari blade atau sudut pitch, adalah faktor utama
untuk mendapatkan kecepatan rotor. Pada umumnya sudut pitch
berada pada range 30°-45°, tergantung pada
pengaplikasiaannya. Pada pengaplikasian untuk gas dengan
viskositas rendah, sudut pitch biasanya lebih kecil. Sudut ini
mendefinisikan range operasional pada flowmeter. Sudut blade
yang semakin besar mengakibatkan meter berputar lebih cepat
pada laju aliran yang rendah. Ketebalan blade rotor ditentukan
oleh beban torsi maksimum yang dihasilkan oleh rotor.
Flowmeter yang didorong melewati range flow yang semestinya
biasanya kan merusak atau mematahkan blade rotor.[11]
Untuk putaran yang ideal, diasumsikan aliran yang
melalui turbine flowmeter seragam, incompressible dan steady,
yang mana putaran rotor tanpa gesekan dan permukaan rotor
mempunyai bentuk helical yang sempurna dengan blade yang
sangat tipis. Pada kondisi ini kecepatan putaran rotor ditentukan
oleh pitch dari rotor S yang didefinisikan sebagai:
57. 37
dengan r adalah jari-jari rotor dan adalah sudut blade dari
rotor terhadap sumbu rotor.
Gambar 3.8 Steady flow masuk dan keluar rotor pada kondisi
rotor tanpa friksi pada blade helical yang sangat tipis dengan
sudut .
[16]
Dalam kasus ideal pitch berkaitan perpindahan aksial dari
fluida selama satu putaran rotor. Untuk bentuk helical yang
sempurna dari rotor pitch S adalah konstan untuk seluruh jari-
jari rotor, sedangkan sudut blade berubah. Karena gesekan
tidak dipertimbangkan aliran masuk dan meninggalkan rotor
sejajar dengan blade rotor. Ini berarti kecepatan masuk dan
kecepatan putar yang terkait pada sudut baling-baling adalah:
58. 38
dengan adalah kecepatan angular (sudut) rotor untuk
pertimbangan situasi yang ideal dan adalah kecepatan aliran
masuk rotor. Kecepatan angular dalam situasi yang ideal ini
adalah:
Karena volume flow, Q (volume aliran) sama dengan kecepatan
aliran masuk dikalikan dengan cross-sectional area dari rotor,
yaitu
maka akan dapat ditemukan hubungan antara aliran volume dan
kecepatan putar:
hubungan ini diterapkan pada turbine flowmeter aktual dalam
bentuk:
........................................................................ (3.29)
dimana K adalah meter factor (meter constant) yang mana
idealnya nilai dari K adalah konstan. Tetapi karena pada
prakteknya kecepatan putar rotor dipengaruhi oleh gaya gesek
dan drag forces, maka pada aplikasinya diberikan suatu nilai k-
factor atau koefisien aliran yang sudah disesuaikan nilainya
untuk kondisi aliran tertentu.[16]
Diketahui bahwa k-factor (calibration factor) adalah
jumlah pulsa per unit pengukuran yang dihasilkan oleh putaran
turbin atau didefinisikan sebagai pulsa per unit volume. Setiap
59. 39
turbine flowmeter memiliki k-factor yang berbeda-beda dan
bahkan untuk berbagai kondisi aliran atau media.
Hubungan antara k-factor dan merupakan kondisi
yang mewakili suatu kurva umum yang biasa disebut dengan
universal viscosity curve. Semakin banyak dihasilkan kondisi
kurva dengan viskositas kinematik tertentu semakin
menghasilkan kurva kalibrasi yang lebih representatif. Atau
dengan beberapa titik ukur untuk satu kondisi viskositas
kinematik dapat juga dibangun grafik antara k-factor tersebut
dengan frekuensi per viskositas kinematiknya ( ) untuk
pembuatan single curve.
Gambar 3.9 Universal Viscosity Curve[19]
Pada umumnya teknik pembacaan untuk pemakaian
turbine flowmeter tersebut adalah dengan membaca frekuensi
keluaran dari turbine flowmeter dan mencari nilai viskositas
60. 40
fluida atau dengan pengukuran temperatur fluida serta
pengukuran tekanan untuk mengetahui besarnya viskositas dan
densitas fluida, selanjutnya viskositas kinematik bisa dihitung
yang akhirnya bisa diketahui. Langkah berikut dengan
universal viscosity curve, nilai k-factor yang sesuai dengan nilai
bisa ditentukan. Bila nilai k-factor sudah diketahui aliran
yang melalui turbine flowmeter tersebut dapat ditentukan dari
persamaan berikut:[13]
..................................................... (3.30)
Alur perhitungan laju aliran pada turbine flowmeter dapat
dilihat pada gambar 3.6.
Gambar 3.10 Alur perhitungan laju aliran fluida cair pada flow
computer[19]
3.4 Kalibrasi Rotameter dengan Metode Komparasi
menggunakan Kalibrator Turbine Flowmeter
61. 41
3.4.1 Prosedur Kalibrasi
Kalibrasi dilakukan pada tanggal 12 Agustus 2015 pukul
10.00 WIB di ruangan Hydraulic shop, Workshop 2, PT. GMF
AeroAsia dengan kondisi temperatur ambien ruangan 25°C dan
humidity ruangan 68 %. Rotameter Flowmetrics Inc. dikalibrasi
menggunakan metode komparasi mengacu pada Prosedur
Laboratorium Kalibrasi PT GMF AeroAsia PLK No: CE-S006
dengan menggunakan kalibrator turbine flowmeter Flow
Technology FT-32AEU3-LEA-1. Fluida yang digunakan adalah
SKYDROL® LD-4. Adapun prosedur kalibrasi rotameter yang
telah dilakukan adalah sebagai berikut:
1. Identitas alat yang akan dikalibrasi (unit under test) dan
kalibrator yang digunakan serta suhu dan kelembaban
ruangan dicatat pada lembar hasil data kalibrasi (calibration
data) yang tersedia.
2. Sistem pengkalibrasian disiapkan seperti pada gambar 3.7
sesuai dengan standar yang dipakai dengan mengacu kepada
range dan media pemakaian dari flowmeter yang dikalibrasi.
Gambar 3.11 Instalasi Kalibrasi Flowmeter
3. Flow computer dihidupkan.
4. Instalasi dipastikan dan diperiksa kembali, kebocoran aliran
yang terjadi ditekan seminimal mungkin.
62. 42
5. Kalibrasi dilakukan pada titik-titik sesuai dengan calibration
data yang sesuai dengan range flowmeter unit under test.
6. Pengambilan data dilakukan dengan jeda waktu per
pengambilan data selama ± 1 menit dan hasilnya dicatat pada
lembaran calibration data.
7. Setelah selesai, semua sistem dimatikan dan kabel instalasi
dilepaskan.
8. Data hasil kalibrasi dan perhitungan uncertainty diolah.
3.4.2 Prosedur Perhitungan Uncertainty
Dalam kalibrasi liquid flowmeter terdapat beberapa
komponen ketidakpastian yang harus diperhitungkan. Adapun
prosedur perhitungan ketidakpastian pada pengukuran laju
aliran mengacu pada Prosedur Laboratorium Kalibrasi PT GMF
AeroAsia PLK No: PU-S004 adalah sebagai berikut:
1. Ketidakpastian Baku Karena Daya Ulang Pembacaan (u1)
Sumber pengukuran berulang dihitung dengan perhitungan
type A (distribusi normal). Pertama-tama mencari nilai rata-
rata data kalibrasi liquid flowmeter hasil pengukuran q
dengan menggunakan rumus :
dimana :
= data pengukuran liquid flowmeter
= banyaknya pengukuran
= merupakan data individual liquid flowmeter, yang
merupakan pengukuran ke-k
Selanjutnya untuk mencari varian ( data hasil pengukuran
diperhitungkan menggunakan rumus :
63. 43
akar pangkat dua dari varian tersebut dinamakan
experimental standard deviation. Perkiraan terbaik dari
varian atau disebut experimental standard deviation of the
mean atau simpangan baku rata-rata experimental (SBRE)
dihitung menggunakan rumus :
2. Ketidakpastian Baku Kalibrasi dari Turbine Flowmeter
Standar (u2)
Ketidakpastian baku turbine flowmeter standar diperoleh dari
nilai repeatability dan linearity yang dinyatakan dalam
“Installation Operation and Maintenance Manual FT
Series”, halaman 16 :
dimana :
= ketidakpastian standar
= ketidakpastian dari nilai linearitas
= ketidakpastian dari nilai repeatability
Standar Ketidakpastian,
Koefisien Sensitivitas (C) = 1
Distribusi Probabilitas = Rectangular
Kontribusi Ketidakpastian = (Ci.u) dalam satuan gpm
64. 44
3. Drift dari alat indikator flowmeter standar (flow
computer) (U3)
Ketidakpastian baku kalibrasi drift dari alat pembaca
indikator flowmeter (flow computer) diperoleh dari asumsi
bahwa drift adalah 10% dari ketidakpastian baku kalibrator :
Standar ketidakpastian,
Koefisien Sensitivitas (C) = 1
Distribusi Probabilitas = Rectangular
Kontribusi Ketidakpastian = (Ci.u) dalam satuan gpm
4. Ketidakpastian Baku Temperatur Standar (u4)
Standar Ketidakpastian,
Koefisien Sensitivitas (C) =
dimana :
= koefisien sensitivitas untuk temperatur
= maximum flowrate terkoreksi temperatur
= minimum flowrate terkoreksi temperatur
= maximum temperature operation
= minimum temperature operation
Distribusi Probabilitas = Rectangular
Kontribusi Ketidakpastian = (Ci.u) dalam satuan gpm
5. Ketidakpastian Baku Temperature dari UUC (u5)
Ketidakpastian baku temperatur dari UUC diperoleh dari
nilai sensor dan indikator temperatur yang dinyatakan dalam
sertifikat kalibrasi.
65. 45
dimana :
= ketidakpastian temperatur dari UUC
= ketidakpastian dari sensor UUC
= ketidakpastian dari pembaca UUC
Standar Ketidakpastian,
Koefisien Sensitivitas (C) =
dimana :
= koefisien sensitivitas untuk temperatur
= maximum flowrate terkoreksi temperatur
= minimum flowrate terkoreksi temperatur
= maximum temperature operation
= minimum temperature operation
Distribusi Probabilitas = Normal
Kontribusi Ketidakpastian = (Ci.u) dalam satuan gpm
6. Ketidakpastian Baku dari Resolusi UUC (u6)
Resolusi dari alat, yaitu pembacaan aliran dari alat yang
dikalibrasi, selanjutnya pembacaan aliran aktual dilihat pada
nilai yang terbaca pada alat pembaca tersebut.
Standar Ketidakpastian,
Koefisien Sensitivitas (C) = 1
Distribusi Probabilitas = Rectangular
Kontribusi Ketidakpastian = (Ci.u) dalam satuan gpm
7. Ketidakpastian Gabungan (Ucombine)
Ketidakpastian gabungan dihitung dengan menggunakan
rumus :
66. 46
8. Ketidakpastian Bentangan (Uexp.)
Ketidakpastian bentangan dihitung dengan menggunakan
rumus :
dimana k adalah faktor cakupan, namun sebelum
mendapatkan nilai k tersebut harus dicari nilai derajat
kebebasan efektif dengan menggunakan rumus :
Setelah nilai didapatkan dan dicocokkan dengan tabel
student factor t pada tingkat kepercayaan 95% akan didapat
nilai k atau .[20]
3.4.3 Analisis Data
Pengambilan data dilakukan sebanyak 6 (enam) kali pada
setiap titik ukur untuk data frekuensi aliran dan satu kali pada
setiap titik untuk data temperatur dengan range 3 sampai 7.5
GPM. Perlu dicatat bahwa pengambilan data temperatur pada
saat waktu kalibrasi dilakukan dengan menggunakan alat ukur
multimeter yang dihubungkan dengan RTD yang secara
langsung melakukan sensing temperatur pada daerah aliran yang
dilewati fluida, hal ini disebabkan karena komponen sensing
temperatur pada flow computer sebagai indikator mengalami
kerusakan sehingga tidak dapat menunjukkan indikasi
temperatur fluida. Pembacaan resistansi pada multimeter
selanjutnya dikonversi menjadi temperatur secara manual
menggunakan bantuan tabel konversi dari datasheet RTD sensor
yang digunakan dengan asumsi bahwa pembacaan resistansi
67. 47
yang diukur sesuai dengan karakteristik RTD. Tabel 3.1
merupakan hasil pengambilan data kalibrasi yang telah
dilakukan.
Tabel 3.1 Hasil Pengambilan Data Kalibrasi
Jenis fluida yang digunakan sebagai media pada saat
melakukan kalibrasi rotameter adalah cairan hidrolik jenis
SKYDROL® LD-4 yang merupakan design condition fluid dari
rotameter. Densitas dan viskositas kinematik dari fluida
SKYDROL® LD-4 pada setiap perubahan temperatur per titik
pengukuran yang tertera pada tabel 3.1 didapatkan dengan
menggunakan bantuan fitur SimHydraulics pada software
MATLAB® R2013b. Gambar 3.7 menunjukkan kurva
perubahan densitas terhadap perubahan temperatur pada fluida
SKYDROL® LD-4, sementara gambar 3.8 menunjukkan kurva
perubahan viskositas kinematik terhadap perubahan temperatur.
Gambar 3.12 Kurva Perubahan Densitas terhadap Perubahan
Temperatur pada Fluida SKYDROL® LD-4
68. 48
Gambar 3.13 Kurva Perubahan Viskositas terhadap Perubahan
Temperatur pada Fluida SKYDROL® LD-4
Data yang telah dikumpulkan kemudian diolah untuk
mendapatkan laju aliran dari hasil pembacaan standar yang
digunakan, yaitu turbine flowmeter. Sesuai dengan persamaan
3.30 maka dibutuhkan nilai dari k-factor yang merupakan faktor
yang menyatakan banyaknya pulsa yang dihasilkan turbine
flowmeter tiap satuan volume. K-factor dari turbine flowmeter
sebenarnya sudah tertera pada sertifikat kalibrasi, namun karena
viskositas dari fluida yang digunakan pada saat kondisi aktual
dengan viskositas dari fluida yang tertera pada sertifikat
kalibrasi, maka perlu dilakukan analisis mengenai pengaruh
perbedaan viskositas kinematik terhadap k-factor yang
dihasilkan standar.
Terdapat tiga sertifikat yang dikeluarkan oleh pihak yang
melakukan kalibrasi terhadap standar yang digunakan masing-
masing dengan viskositas 1,85 cSt, 46,064 cSt, dan 97,694 cSt.
Dari masing-masing sertifikat disertakan pula kurva universal
viscosity curve, yaitu kurva yang menunjukkan hubungan dari k-
factor terhadap frekuensi per viskositas kinematik dari fluida
pada viskositas tertentu. Untuk mendapatkan nilai k-factor
aktual dari turbine flowmeter pada viskositas fluida
SKYDROL® LD-4 penulis melakukan metode interpolasi
terhadap dua sertifikat, yaitu Certificate #34010098 dengan nilai
69. 49
viskositas kinematik sebesar 46,064 cSt dan Certificate
#34010099 dengan nilai viskositas kinematik sebesar 97,694
cSt. Setelah dari masing-masing sertifikat didapatkan nilai k-
factor hasil interpolasi, kemudian nilai k-factor pada setiap nilai
frekuensi per viskositas kinematik dari kedua sertifikat tersebut
dirata-ratakan. Tabel 3.2 menunjukkan hasil pengolahan data
untuk mendapatkan nilai k-factor aktual, serta perbandingannya
dengan nilai k-factor yang dihasilkan dengan metode yang
digunakan oleh Laboratorium Kalibrasi PT GMF AeroAsia,
yaitu mengambil nilai k-factor rata-rata dari sertifikat yang
memiliki nilai viskositas kinematik terdekat dengan nilai
viskositas kinematik fluida aktual yang digunakan.
Tabel 3.2 Hasil Pengolahan Data Kalibrasi menggunakan
metode interpolasi untuk mendapatkan nilai k-factor.
Setelah k-factor aktual dari turbine flowmeter didapatkan,
maka laju aliran volumetrik dari setiap titik ukur dapat
ditentukan dengan menggunakan persamaan 3.30. Setelah
70. 50
persamaan 3.30 diimplementasikan, maka laju aliran volumetrik
dari fluida akan didapatkan, selanjutnya untuk mendapatkan
hasil yang lebih akurat, maka dilakukan koreksi temperatur
terhadap nilai laju aliran volumetrik yang telah ditentukan
sebelumnya. Koreksi temperatur dilakukan mengacu pada
rumus yang tertera pada JIS Z 8765-1980, yaitu
dimana :
= laju aliran yang diukur pada temperatur standar
= koefisien ekspansi thermal
= temperatur fluida pada kondisi pengukuran
Data laju aliran volumetrik hasil pengolahan koreksi temperatur
dapat dilihat pada tabel 3.3.
Tabel 3.3 Data Laju Aliran Volumetrik pada setiap Titik Ukur
Setelah dilakukan koreksi temperatur.
71. 51
Nilai dari pada tabel 3.3 merupakan laju aliran
volumetrik hasil pembacaan turbine flowmeter pada setiap titik
ukur. bisa dianggap representatif sebagai pembacaan yang
akurat karena telah melalui beberapa tahapan pengolahan,
termasuk koreksi terhadap temperatur, dengan mengabaikan
koreksi terhadap tekanan, karena pengaruh tekanan terhadap
laju aliran fluida cair sangat-sangat kecil. Nilai tersebut
kemudian diolah secara statistik pada setiap titik pengukuran
untuk mendapatkan nilai ketidakpastian gabungan dan
ketidakpastian bentangannya. Nilai dari ketidakpastian
bentangan merupakan nilai yang merepresentasikan seluruh
kontribusi ketidakpastian pada suatu proses pengukuran dengan
faktor cakupan yang memiliki nilai kepercayaan sebesar 95%.
Hasil akhir dari kalibrasi ditunjukkan pada tabel 3.4.
Tabel 3.4 Hasil Akhir Kalibrasi
3.4.4 Pembahasan
Telah dilakukan kalibrasi rotameter flowmetrics inc.
dengan metode komparasi menggunakan kalibrator turbine
flowmeter Flow Technology FT32-AEU3-LEA-1. Fluida yang
digunakan adalah fluida hidrolik SKYDROL® LD-4 dengan
nilai densitas sebesar 61,915 lb/ft3
dan nilai viskositas kinematik
sebesar 18,0615 cSt pada kondisi standar (70°F, 1 atm).
Prosedur kalibrasi yang dilakukan mengacu pada JIS Z 8765-
1980 dengan metode komparasi. Range pengambilan data
disesuaikan dengan nilai skala maksimal dari unit under test
(rotameter), yaitu 3-7,5 GPM, dengan jumlah titik pengukuran
sebanyak enam dan selisih 0,5 GPM per titik pengukuran.
72. 52
Secara keseluruhan hasil pengambilan data menunjukkan
nilai standar deviasi yang tidak begitu besar dengan nilai standar
deviasi rata-rata adalah 0,044 GPM, ini berarti penyimpangan
data terhadap rata-ratanya tidak begitu besar dan data yang
dikumpulkan bisa dikatakan baik dan representatif.
Hasil analisis data untuk menentukan k-factor aktual dari
proses kalibrasi rotameter menunjukkan bahwa metode
interpolasi terhadap dua sertifikat kalibrator menghasilkan k-
factor yang lebih representatif dibandingkan dengan
pengambilan nilai rata-rata k-factor dari sertifikat yang memiliki
nilai viskositas kinematik terdekat dengan viskositas kinematik
fluida aktual (Certificate #34010098) sebagai k-factor general.
Seperti terlihat pada gambar 3.9 dan gambar 3.10, bahwa nilai
k-factor hasil pengolahan dengan metode interpolasi terhadap
dua sertifikat kalibrator berhimpit dengan kurva universal
viscosity dari kedua sertifikat, sementara nilai rata-rata k-factor
dari Certificate #34010098 yang digunakan oleh Laboratorium
Kalibrasi PT GMF AeroAsia sebagai metode penentuan k-factor
hanya berhimpit di satu titik saja dan cenderung semakin
menjauh dari kurva seiring bertambahnya nilai frekuensi per
viskositas.
73. 53
Gambar 3.14 Perbandingan Nilai k-factor berdasarkan metode
interpolasi, rata-rata terdekat dan nilai UVC dari Certificate
#34010098
Gambar 3.15 Perbandingan Nilai k-factor berdasarkan metode
interpolasi, rata-rata terdekat dan nilai UVC dari Certificate
#34010099
Koreksi temperatur pada proses kalibrasi flowmeter liquid
merupakan hal yang sangat penting untuk mencapai hasil
kalibrasi yang akurat dan andal. Temperatur merupakan besaran
yang sangat berpengaruh terhadap laju aliran fluida, khususnya
pada fluida cair, dimana seiring meningkatnya temperatur fluida
maka densitas dan viskositas fluida tersebut akan menurun,
begitu juga sebaliknya, yang mana setiap perubahan densitas
dan viskositas akan berpengaruh langsung terhadap laju aliran
fluida cair. Koreksi temperatur yang dilakukan mengacu pada
JIS Z 8765-1980, dimana laju aliran pada temperatur aktual
sama dengan laju aliran dibagi satu dikurangi perkalian
koefisien ekspansi thermal dengan perbedaan temperatur
standard dan aktual. Koefisien ekspansi thermal (α) merupakan
sebuah konstanta yang mewakili perubahan densitas yang
terjadi terhadap perubahan temperatur pada saat terjadinya
proses kalibrasi, α ditentukan dengan cara membagi rasio
74. 54
densitas fluida pada suhu tertinggi dan terendah pada saat proses
kalibrasi dengan perbedaan temperature tertinggi dan terendah
itu sendiri, kemudian dibagi dengan tiga. Pengaruh koreksi
temperatur pada pengukuran yang dilakukan bisa dikatakan
cukup signifikan dengan error maksimal mencapai 0,025 GPM
dan rata-rata error koreksi sebesar 0,02 GPM
Dari hasil pengolahan data kontribusi ketidakpastian
kalibrasi secara keseluruhan yang telah dilakukan didapatkan
bahwa nilai error atau selisih antara pembacaan unit under test
(rotameter) dengan standar (turbine flowmeter) tertinggi terletak
pada pembacaan titik ukur 7 GPM dengan nilai error sebesar
0,093 GPM, sementara nilai error terendah terletak pada
pembacaan titik ukur 3,5 GPM dengan nilai error sebesar 0,004
GPM dengan rata-rata nilai error sebesar 0,05 GPM. Error yang
dihasilkan pada saat melakukan kalibrasi flowmeter turbine
disebabkan oleh beberapa faktor yang mungkin saja terjadi.
Faktor-faktor tersebut antara lain adalah kavitasi yang terjadi
selama proses kalibrasi menyebabkan udara dalam volume kecil
ikut mengalir melalui unit under test dan kalibrator, sehingga
sedikit menghambat laju aliran walaupun tidak signifikan, selain
kavitasi beberapa faktor yang berasal dari komponen turbine
flowmeter, seperti kontribusi error dari drift yang terjadi pada
torsi yang disebabkan gaya tarik dari magnetic pickoff dan torsi
yang diciptakan oleh gesekan yang dialami bearing yang dapat
memberikan pengaruh signifikan pada laju aliran yang rendah,
selain itu, kebocoran fluida pada saat proses kalibrasi juga
merupakan faktor yang paling besar, sangat penting untuk
memilih fitting pipa yang tepat dan terstandar pada saat
melakukan kalibrasi pada flowmeter liquid.
75. 55
BAB IV
PENUTUP
4.1 Kesimpulan
Berdasarkan hasil analisis data dan pembahasan serta
mengacu pada tujuan, maka kesimpulan dari laporan ini antara
lain.
1. PT GMF AeroAsia merupakan salah satu perusahaan MRO
pesawat terbang terbesar se-Asia Tenggara yang merupakan
anak perusahaan dari PT Garuda Indonesia.
2. Calibration shop PT GMF AeroAsia merupakan unit yang
memiliki arahan kerja untuk mengontrol, mengkalibrasi dan
melakukan perawatan IMTE (Inspection, Measuring and
Test Equipment) dan memastikan kesesuaian terhadap
persyaratan yang ditentukan.
3. Turbine flowmeter merupakan alat ukur laju aliran fluida
yang memanfaatkan fraksi kecil energi kinetik dari fluida
untuk menggerakan blade rotor yang selanjutnya memicu
adanya interaksi magnetik antara permukaan blade rotor dan
magnetic pickoff sehingga menghasilkan frekuensi yang
proporsional dengan laju aliran fluida.
4. Perbedaan viskositas kinematik aktual dengan viskositas
kinematik yang tertera pada sertifikat kalibrasi berpengaruh
pada penentuan nilai k-factor sebagai faktor pengali untuk
mendapatkan laju aliran aktual.
5. Kontribusi ketidakpastian pada proses kalibrasi flowmeter
munggunakan turbine flowmeter sebagai kalibrator berasal
dari beberapa faktor, antara lain drift dari turbine flowmeter,
daya ulang pembacaan, pengaruh temperatur pada turbine
flowmeter, pengaruh temperatur pada unit under test,
ketidakpastian resolusi dan ketidakpastian baku dari turbine
flowmeter.
6. Penentuan nilai k-factor aktual dengan metode interpolasi
sangat mendekati kurva universal viscosity curve dan lebih
akurat dibandingkan dengan metode average k-factor untuk
pengukuran laju aliran fluida.
76. 56
7. Pengaruh koreksi temperatur pada pengukuran laju aliran
fluida cukup signifikan dengan error maksimal mencapai
0.025 GPM.
4.2 Saran
Adapun saran yang dapat diberikan berdasarkan hasil
analisis data dan pembahasan yang telah dilakukan adalah sebagai
berikut:
1. Instalasi sistem pada saat proses kalibrasi flowmeter
sebaiknya sesuai dengan standar yang dijadikan referensi
dan menggunakan peralatan yang terstandarisasi agar
tidak terjadi kebocoran maupun error lainnya.
2. Keseluruhan komponen sistem yang digunakan sebaiknya
dalam keadaan baik, maka dari itu perlu diadakannya
pemeriksaan rutin.
3. Penentuan nilai k-factor pada saat melakukan kalibrasi
flowmeter menggunakan turbine flowmeter sebagai
standar apabila nilai viskositas kinematik dari fluida
aktual berbeda dengan viskositas yang tertera pada
sertifikat kalibrasi sebaiknya dilakukan dengan
pendekatan interpolasi agar didapatkan hasil yang akurat.
4. Pengolahan data kontribusi ketidakpastian pengukuran
sebaiknya mengikuti standar yang sudah ditentukan agar
didapatkan hasil kontribusi ketidakpastian yang sedekat
mungkin dengan keadaan aktual.
77. DAFTAR PUSTAKA
[1] Anonim. 2015. Repair Station Manual. PT GMF
AeroAsia: Cengkareng, Tangerang.
[2] Anonim. 2015. About GMF. Diakses pada tanggal 12
Agustus 2015, pukul 08.00 WIB. <URL: http://gmf-
aeroasia.co.id/about-gmf/>
[3] Christy, January. 2010. Logo Garuda Indonesia. Diakses
pada tanggal 12 Agustus 2015, pukul 22.56 WIB. <URL:
http://kdesigner2010.wordpress.com/2010/11/02/logo-
garuda-indonesia-52008025/>
[4] Syahputra, Herryan dan Iriyantono, David. 2011. Analisis
Kegagalan Engine Throttle Control Cable T2B pada
Engine #2 Pesawat Terbang BOEING 737-400 Garuda
Indonesia PK-GZQ. Teknik Material dan Metalurgi ITS:
Surabaya.
[5] Anonim. 2015. Engineering Services-GMF AeroAsia.
Diakses pada tanggal 12 Agustus 2015, pukul 13:24 WIB.
<URL: http://intra-02.gmf-
aeroasia.co.id/app_fds/images/logo/Logo-GMF2.jpg>
[6] Anonim. 2015. GMF Partner & Clients. Diakses pada
tanggal 12 Agustus 2015, pukul 13.15 WIB. <URL:
http://gmf-aeroasia.co.id/inside-gmf/#partners>
[7] Federal Aviation Administration. 2008. Aviation
Maintenance Technician Handbook - General. U.S.
Department of Transportation: Oklahoma.
[8] Flow Technology. 2002. Hostile Environments. Crucial
Fluids. For Your Challenging Aerospace Applications.
FTI Flow Technology, Inc.: Arizona.
[9] Afwansyah, Arif. 2011. Upaya Peningkatan Kualitas
Pelayanan pada Transportasi Udara di Bandara
Polonia Medan. Fakultas Ilmu Budaya, USU: Medan.
[10] Solutia. 2008. Material Safety Data Sheet. Solutia Canada
Inc.: LaSalle.
78. [11] Tegtmeier, Carl. 2015. CFD Analysis of Viscosity Effects
on Turbine Flow Meter Performance and Calibration.
University of Tennessee: Knoxville.
[12] KAN-DPLP-13. Pedoman Ketidakpastian Pengukuran.
Rev-0-16 Desember 2005.
[13] Rochmanto, Budi. 2010. Pendekatan Metode Kalibrasi
Flowmeter Gas Bertekanan dan Analisis Perbandingan
dalam Perhitungan Aliran. FMIPA, Universitas
Indonesia: Depok.
[14] Woolf, Peter. 2006. Rotameter Equations and
Derivations. Diakses pada tanggal 19 Agustus 2015, pukul
09:56 WIB. <URL:
http://controls.engin.umich.edu/wiki/images/3/37/Rotamete
r_Equations_and_Derivations.doc>
[15] Anonim. 2015. Rotameters Information. Diakses pada
tanggal 19 Agustus 2015, pukul 13.08 WIB. <URL:
http://globalspec.com/learnmore/sensors_transducers_dete
ctors/flow_sensing/rotameters>
[16] P Wilhelmina, Stoltenkamp. 2007. Dynamics of Turbine
Flow Meters. Technische Universiteit Eindhoven:
Eindhoven.
[17] Anonim. 2015. Physical Properties of Fluids: Units of
Measurement. Diakses pada tanggal 21 Agustus 2015,
pukul 08.17 WIB. <URL:
http://globalspec.com/reference/10725/179909/chapter-3-
physical-properties-of-fluids-units-of-measurement>
[18] Alciatore, David G. & Histand, Michael B. 2012.
Introduction to Mechatronics and Measurement
Systems. Department of Mechanical Engineering, Colorado
State University: Colorado.
[19] Flow Technology. 2007. Selection and Calibration of a
Turbine Flow Meter. FTI Flow Technology, Inc.: Arizona.
[20] Sugandi, Dedy. 2013. Prosedur Lab. Kalibrasi PLK No:
CE-S006 FLOWMETER. Laboratorium Kalibrasi PT
GMF AeroAsia:Cengkareng.
79. [21] Sugandi, Dedy. 2009. Prosedur Lab. Kalibrasi PLK No:
PU-S004 LIQUID FLOWMETER. Laboratorium
Kalibrasi PT GMF AeroAsia: Cengkareng.
[22] Sinha, Sanjeev. 2007. Volume & Flow Joint Training on
Measurement Standards. National Institute of Metrology:
Thailand.
[23] Anonim. 2015. Fluid Density Temperature and Pressure.
Diakses pada tanggal 26 Agustus 2015, pukul 14.32 WIB.
<URL: http://www.engineeringtoolbox.com/fluid-density-
temperature-pressure-d_309.html>
[23] Anonim. 2015. Fluid Viscosity. Diakses pada tanggal 26
Agustus 2015, pukul 14.35 WIB. <URL:
http://www.engineeringtoolbox.com/dynamic-absolute-
kinematic-viscosity-d_412.html>
[24] Anonim. 2015. Density. Diakses pada tanggal 26 Agustus
2015, pukul 14.40 WIB. <URL:
http://www.ssc.education.ed.ac.uk/BSL/chemistry/densityd.
html>
[25] Anonim. 2015. Spesific Gravity. Diakses pada tanggal 26
Agustus 2015, pukul 15.50 WIB. <URL:
https://en.wikipedia.org/wiki/Specific_gravity>
[26] Anonim. 2015. Reynolds Number. Diakses pada tanggal
26 Agustus 2015, pukul 16.00 WIB.
<URL:https://en.wikipedia.org/wiki/Reynold_number>