Pengertian dan Prinsip Kerja Mesin Boiler

Pengertian Boiler dan Prinsip Kerja

Boiler adalah bejana bertekanan dengan bentuk dan ukuran yang didesain untuk menghasilkan uap panas atau steam. Steam dengan tekanan tertentu kemudian digunakan untuk mengalirkan panas ke suatu proses.

PRINSIP KERJA

Prinsip kerja dari boiler (Saturated steam) bisa dilihat pada gambar di bawah ini.

• Air Umpan setelah melalui proses pretreatment di softener atau air condensate dipompakan ke economizer.
• Di economizer terjadi pemanasan awal yang memanfaatkan panas buang di chimney. Pemanasan awal dimaksudkan untuk meningkatkan efisiensi dari boiler.
• Selanjutnya air umpan masuk ke dalam ketel tapi sebelumnya diberikan chemichal sesuai dosis yang ditentukan.
•  Setelah itu air umpan yang mengalami pemanasan didalam ketel uap berubah fasa menjadi steam dan siap didistribusikan.
• Setelah steam berubah fasa kembali menjadi air (air condensat) maka bisa kembali dipompakan kedalam ketel kembali. Air make up hanya digunakan untuk menggantikan hilangnya air akibat proses blowdown.

SISTEM BOILER

• Sistem Air umpan

Air umpan adalah air yang disuplai ke boiler untuk dirubah menjadi steam. Sedangkan sistem air umpan adalah sistem penyediaan air secara otomatis untuk boiler sesuai dengan kebutuhan steam. Ada dua sumber Air umpan, yaitu:

o     Kondensat : steam yang telah berubah fasa menjadi air (mengembun)

o     Air make up : air baku yang sudah diolah

Untuk meningkatkan efisiensi boiler air umpan sebelum di suplai ke boiler dipanaskan terlebih dahulu menggunakan limbah panas dari chimney.

• Sistem Steam

Sistem steam adalah proses pengontrolan produksi steam dalam boiler, seperti: kapasitas, pressure, dsb. Selanjutnya steam didistribusikan ke pengguna melalui jalur perpipaan.

• Sistem Bahan bakar

Sistem bahan bakar adalah semua equipment atau peralatan yang digunakan untuk menyediakan bahan bakar boiler. Peralatan yang digunakan tergantung pada jenis bahan bakar yang digunakan boiler.

KLASIFIKASI BOILER

Berbagai bentuk boiler telah berkembang mengikuti kemajuan teknologi dan evaluasi dari produk-produk boiler sebelumnya yang dipengaruhi oleh gas buang boiler yang mempengaruhi lingkungan dan produk steamseperti apa yang akan dihasilkan. Berikut klasifikasi boiler yang telah dikembangkan:

a.        Berdasarkan tipe pipa :

#     Fire Tube:

Tipe boiler pipa api memiliki karakteristik : menghasilkan kapasitas dan tekanan steam yang rendah.

Cara kerja : proses pengapian terjadi didalam pipa, kemudian panas yang dihasilkan dihantarkan langsung kedalam boiler yang berisi air. Besar dan konstruksi boiler mempengaruhi kapasitas dan tekanan yang dihasilkan boiler tersebut.

#     Water Tube:

Tipe boiler pipa air memiliki karakteristik : menghasilkan kapasitas dan tekanan steam yang tinggi.

Cara Kerja : proses pengapian terjadi diluar pipa, kemudian panas yang dihasilkan memanaskan pipa yang berisi air dan sebelumnya air tersebut dikondisikan terlebih dahulu melalui economizer, kemudian steam yang dihasilkan terlebih dahulu dikumpulkan di dalam sebuah steam-drum. Sampai tekanan dan temperatur sesuai, melalui tahap secondary superheater dan  primary superheater baru steam dilepaskan ke pipa utama distribusi. Didalam pipa air, air yang mengalir harus dikondisikan terhadap mineral atau kandungan lainnya yang larut di dalam air tesebut. Hal ini merupakan faktor utama yang harus diperhatikan terhadap tipe ini.

b.       Berdasarkan bahan bakar yang digunakan :

#       Solid Fuel

Tipe boiler bahan bakar padat memiliki karakteristik : harga bahan baku pembakaran relatif lebih murah dibandingkan dengan boiler yang menggunakan bahan bakar cair dan listrik. Nilai effisiensi dari tipe ini lebih baik jika dibandingkan dengan boiler tipe listrik.

Cara kerja : pemanasan yang terjadi akibat pembakaran antara percampuran bahan bakar padat (batu bara, baggase, rejected product, sampah kota, kayu) dengan oksigen dan sumber panas.

#       Oil Fuel

Tipe boiler bahan bakar cair memiliki karakteristik : harga bahan baku pembakaran paling mahal dibandingkan dengan semua tipe. Nilai effisiensi dari tipe ini lebih baik jika dbandingkan dengan boiler bahan bakar padat dan listrik.

Cara kerja : pemanasan yang terjadi akibat pembakaran antara percampuran bahan bakar cair (solar, IDO, residu, kerosin) dengan oksigen dan sumber panas.

#       Gaseous Fuel

Tipe boiler bahan bakar gas memiliki karakteristik : harga bahan baku pembakaran paling murah dibandingkan dengan semua tipe boiler. Nilai effisiensi dari tipe ini lebih baik jika dibandingkan dengan semua tipe boiler berdasarkan bahan bakar.

Cara kerja : pembakaran yang terjadi akibat percampuran bahan bakar gas (LNG) dengan oksigen dan sumber panas.

#       Electric

Tipe boiler listrik memiliki karakteristik : harga bahan baku pemanasan relatif lebih murah dibandingkan dengan boiler yang menggunakan bahan bakar cair. Nilai effisiensi dari tipe ini paling rendah jika dbandingkan dengan semua tipe boiler berdasarkan bahan bakarnya.

Cara kerja : pemanasan yang terjadi akibat sumber listrik yang menyuplai sumber panas.

c.       Berdasarkan kegunaan boiler :

#       Power Boiler

Tipe power boiler memiliki karakteristik : kegunaan utamanya sebagai penghasil steam sebagai pembangkit listrik, dan sisa steamdigunakan untuk menjalankan proses industri.

Cara kerja : steam yang dihasilkan boiler ini menggunakan tipe water tube boiler, hasil steam yang dihasilkan memiliki tekanan dan kapasitas yang besar, sehingga mampu memutar steam turbin dan menghasilkan listrik dari generator.

#       Industrial Boiler

Tipe industrial boiler memiliki karakteristik : kegunaan utamanya sebagai penghasil steam atau air panas untuk menjalankan proses industri dan sebagai tambahan pemanas.

Cara kerja : steam yang dihasilkan boiler ini dapat menggunakan tipe water tube atau fire tube boiler, hasil steam yang dihasilkan memiliki kapasitas yang besar dan tekanan yang sedang.

#       Commercial Boiler

Tipe commercial boiler memiliki karakteristik : kegunaan utamanya sebagai penghasil steam atau air panas sebagai pemanas dan sebagai tambahan untuk menjalankan proses operasi komersial.

Cara kerja : steam yang dihasilkan boiler ini dapat menggunakan tipe water tube atau fire tube boiler, hasil steam yang dihasilkan memiliki kapasitas yang besar dan tekanan yang rendah.

#       Residential Boiler

Tipe residential boiler memiliki karakteristik : kegunaan utamanya sebagai penghasil steam atau air panas tekanan rendah yang digunakan untuk perumahan.

Cara kerja : steam yang dihasilkan boiler ini menggunakan tipe fire tube boiler, hasil steam yang dihasilkan memiliki tekanan dan kapasitas yang rendah

#       Heat Recovery Boiler

Tipe heat recovery boiler memiliki karakteristik : kegunaan utamanya sebagai penghasil steam dari uap panas yang tidak terpakai. Hasilsteam ini digunakan untuk menjalankan proses industri.

Cara kerja : steam yang dihasilkan boiler ini menggunakan tipe water tube boiler atau fire tube boiler, hasil steam yang dihasilkan memiliki tekanan dan kapasitas yang besar.

d.      Berdasarkan konstruksi boiler :

#       Package Boiler

Tipe package boiler memiliki karakteristik : perakitan boiler dilakukan di pabrik pembuat, pengiriman langsung dalam bentuk boiler.

#       Site Erected Boiler

Tipe site erected boiler memiliki karakteristik : perakitan boiler dilakukan di tempat akan berdirinya boiler tersebut, pengiriman dilakukan per komponen.

   

Bagian-bagian boiler seperti gambar di atas adalah sebagai berikut :

1.      Flame tube yang memiliki diameter besar yang akan menghasilkan pembakaran yang sempurna. Combustion Chamber memiliki dimensi yang berbeda-beda disesuaikan dengan jenis boiler.

2.      Man Hole dan lubang inspeksi untuk mengetahui kondisi boiler secara cepat seperti kondisi air.

3.      “Wet-back” desain boiler dengan ruangan pembalik air dingin

4.      Sight holes untuk mengamati pembakaran boiler dari sisi belakang tabung.

5.      Safety flap untuk menghindari kerusakan akibat pembakaran tidak sempurna.

6.      Tempat pembersihan cepat

7.      Eksploitasi bahan bakar fase 2 dan 3 yang akan mempengaruhi efisiensi pembakaran.

8.      Lubang kaca untuk mengamati pembakaran dari sisi depan tabung.

9.      Sirkulasi natural air boiler.

10.  Steady capacity dan tekanan untuk ruang air dan uap.

11.  High grade insulation untuk meminimalkan panas yang terbuang (heat loss).

12.  Steam drier, permukaan evaporasi.

Sistem boiler terdiri dari : sistem air umpan, sistem steam dan sistem bahan bakar. Sistem air umpan menyediakan air untuk boiler secara otomatis sesuai dengan kebutuhan steam. Berbagai kran disediakan untuk keperluan perawatan dan perbaikan. Sistem steam mengumpulkan dan mengontrol produksi steam dalam boiler. Steam dialirkan melalui sistem pemipaan ke titik pengguna. Pada keseluruhan sistem, tekanan steam diatur menggunakan kran dan dipantau dengan alat pemantau tekanan. Sistem bahan bakar adalah semua peralatan yang digunakan untuk menyediakan bahan bakar untuk menghasilkan panas yang dibutuhkan. Peralatan yang diperlukan pada sistem bahan bakar tergantung pada jenis bahan bakar yang digunakan pada sistem.

1.      http://dunia-engineer.blogspot.co.id/2011/10/v-behaviorurldefaultvmlo.html

2.      http://www.boiler.co.id/pengertian-boiler/

Pengertian Dan Bagian-Bagian Mesin Bubut

Prinsip Kerja Mesin Bubut

Prinsip kerja mesin bubut ialah menghilangan bagian dari benda kerja untuk memperoleh bentuk tertentu dimana benda kerja diputar dengan kecepatan tertentu bersamaan dengan dilakukannya proses pemakanan oleh pahat yang digerakkan secara translasi sejajar dengan sumbu putar benda kerja. Gerakan putar dari benda kerja disebut gerak potong relatif dan gerakkan translasi dari pahat disebut gerak makan (feeding).

Bagian-bagian Mesin Bubut

Pada dasarnya mesin bubut terdiri dari beberapa komponen utama antara lain:

1.                  Meja mesin

2.                  Headstock

3.                  Tailstock

4.                  Compound slide

5.                  Across slide

6.                  Toolpost

7.                  Leadscrew

8.                  dan lain-lain. 

Gambar berikut ini diperlihatkan nama-nama bagian atau komponen yang umum dari mesin bubut:

Fungsi masing-masing bagian mesin bubut ialah sebagai berikut: 

Tailstock untuk memegang atau menyangga benda kerja pada bagian ujung yang berseberangan dengan chuck (pencekam) pada proses pemesinan di mesin bubut.  

Lead crew adalah poros panjang berulir yang terletak agak dibawah dan sejajar dengan bangku, memanjang dari kepala tetap sampai ekor tetap. Dihubungkan dengan roda gigi pada kepala tetap dan putarannya bisa dibalik. Dipasang ke pembawa (carriage) dan digunakan sebagai ulir pengarah untuk membuat ulir saja dan bisa dilepas kalau tidak dipakai. 

1.                  Feedrod terletak dibawah ulir pengarah yang berfungsi untuk menyalurkan daya dari kotak pengubah cepat (quick change box) untuk menggerakkan mekanisme apron dalam arah melintang atau memanjang. 

2.                  Carriage terdiri dari tempat eretan, dudukan pahat dan apron. Konstruksinya kuat karena harus menyangga dan mengarahkan pahat pemotong. Dilengkapi dengan dua cross slide untuk mengarahkan pahat dalam arah melintang. Spindle yang atas mengendalikan gerakan dudukan pahat dan spindle atas untuk menggerakkan pembawa sepanjang landasan. 

3.                  Toolpost digunakan sebagai tempat dudukan pahat bubut, dengan menggunakan pemegang pahat. 

4.                  Headstock adalah tempat terletaknya transmisi gerak pada mesin bubut yang mengatur putaran yang dibutuhkan pada proses pembubutan.

Dimensi dan Jenis Mesin Bubut

Dimensi atau ukuran mesin bubut biasanya dinyatakan dalam diameter benda kerja yang dapat dikerjakan pada mesin tersebut. misalnya sebuah mesin bubut ukuran 400 mm mempunyai arti mesin bisa mengerjakan benda kerja sampai diameter 400 mm. Ukuran kedua yang diperlukan dari sebuah mesin bubut adalah panjang benda kerja. Beberapa pabrik menyatakan dalam panjang maksimum benda kerja diantara kedua pusat mesin bubut, sedangkan sebagian pabrik lain menyatakan dalam panjang bangku. Ada beberapa variasi dalam jenis mesin bubut dan variasi dalam desainnya tersebut tergantung cara pengoparasiannya dan jenis produksi atau jenis benda kerja. 

Dilihat cara pengoperasian mesin bubut dibagi menjadi dua jenis yaitu mesin bubut manual/mesin bubut konvensional dan mesin bubut otomatis/ mesin bubut cnc. Mesin bubut manual adalah mesin bubut yang proses pengoperasiannya secara manual dilakukan oleh manusia secara langsung, sedangkan mesin bubut atomatis adalah mesin bubut yang perkakasnya secara otomatis memotong benda kerja dan mundur setelah proses diselesaikan, dimana semua pegerakan sudah diatur atau diprogram secara otomatis dengan mengunakan komputer. Mesin bubut yang otomatis sepenuhnya dilengkapi dengan tool magazine sehingga sejumlah alat potong dapat diletakan dimesin secara berurutan dengan hanya sedikit pengawasan dari operator. Mesin bubut otomatis ini lebih dikenal dengan sebutan CNC (Computer Numerical Control) Lathe Machine ( mesin bubut dengan sistem komputer kontrol numerik), seperti pada gambar berikut:

 

Gambar a. Mesin bubut manual,  Gambar b. Mesin bubut CNC

Gerakan-gerakan dalam membubut

1.                  Gerakan berputar, yaitu bentuk gerakan rotasi dari benda kerja yang digerakan pahat dan dinamakan gerakan potong.

2.                  Gerakan memanjang, yaitu bentuk gerakan apabila arah pemotongannya sejajar dengan sumbu kerja. Gerakan ini juga disebut gerakan pemakanan.

3.                  Gerakan melintang, yaitu bentuk gerakan apabilah arah pemotongannya tegak lurus terhadap sumbu kerja. Gerakan ini juga disebut dengan gerakan melintan atau pemotongan  permukaan. 

Cara menggunakan mesin bubut

1.                  Mepersiapkan alat-alat yang diperlukan seperti pahat bubut,kunci chuck, dll,

2.                  Memastikan keadaan mesin masih off dan mesin itu terhindar dari benda yang mudah terbakar,

3.                  Memasang pahat bubut pada rumah pahat (tool post) setinggi ujung senter.

4.                  Memasang benda kerja yang akan dibubut pada cekam/chuck.

5.                  Membubut benda kerja sesuai spesifikasi yang diinginkan.

Peralatan pelengkap yang terdapat pada mesin bubut 

1.                  Pelat cekam (pencekam)

2.                  Pelat pembawa

3.                  Senter

4.                  Collet

5.                  Penyangga

6.                  Pahat bubut

7.                  dll

Jenis pekerjaan yang dapat dilakukan dengan mesin bubut

1.                  Pembubutan muka (facing), yaitu proses pembubutan yang dilakukan pada tepi penampang atau gerak lurus terhadap sumbu benda kerja, sehingga diperoleh permukaan yang halus dan rata.

2.                  Pembubutan rata (pembubutan silindris), yaitu pengerjaan benda yang dilakukan sepanjang garis sumbu.

3.                  Pembubutan ulir (threading), yaitu pembubutan ulir dengan pahat ulir.

4.                  Pembubutan tirus (taper), yaitu proses pembubutan enda kerja berbentu konis.

5.                  Pembubutan (drilling), yaitu pembubutan denganmenggunakan mata or, sehingga akan diperoleh lubang pada benda kerja.

6.                  Perluasan lubang (boring), yaitu proses pembubutan yang bertujuan untuk memperbesar lubang.

7.                  Knurling, yaitu proses pembubutan luar (pembubutan silindris) yang bertujuan untuk membubut profil pada permukaan benda kerja.

Parameter pemotongan pada mesin bubut

1.                  Kecepatan potong (Cutting Speed), yaitu kecepatan dimana pahat melintasi benda kerja untuk mendapatkan hasil yang paling baik pada kecepatan yang sesuai.

2.                  Gerak makan (Feed), adalah penggerak titik sayat alat potong per satu putaran benda kerja.

3.                  Kedalaman Pemotongan (Depth of Cut), adalah dimana dalamnya masuk alat potong  menuju sumbu-sumbu benda.

4.                  Waktu Pemesinan ( Mechining Time), adalah banyaknya waktu penyayatan yang dibutuhkan untuk mengerjakan (membentuk atau memotong) suatu benda kerja.

Jenis Pahat Mesin Bubut

Beragam bentuk benda kerja yang ingin kita buat di mesin bubut menuntut kita untuk mempersiapkan bentuk-bentuk pahat bubut yang umum dipakai. Gambar berikut menjelaskan bentuk pahat bubut dan bentuk benda kerja yang di hasilkan. Bagian pahat yang bertanda bintang adalah pahat kanan,artinya melakukan pemakanan dari kanan ke kiri.

Berdasarkan bentuknya, pahat bubut diatas dari kiri ke kanan adalah:

1.                  Pahat sisi kanan

2.                  Pahat pinggul/champer kanan

3.                  Pahat sisi/permukaan kanan

4.                  Pahat sisi/permukaan kanan(lebih besar)

5.                  Pahat ulir segitiga kanan

6.                  Pahat alur

7.                  Pahat alur segitiga(kanan kiri)

8.                  Pahat ulir segitiga kiri

9.                  Pahat sisi kiri

10.              Pahat pinggul kiri

11.              Pahat alur lebar

Berdasarkan bahan pembuatnya, ada dua macam pahat bubut yang umum dipakai, yakni pahat HSS dan carbide/tungsten carbide.

1. Pahat High Speed Steel (HSS)

Dalam Bahasa Indonesia bisa jadi baja berkecepatan tinggi. Tapi apa sih sebenarnya HSSitu?MenurutWiki,

High speed steel (HSS or HS) is a subset of tool steels, usually used in tool bits and cutting tools. It is often used in power saw blades and drill bits. It is superior to the older high carbon steel tools used extensively through the 1940s in that it can withstand higher temperatures without losing its temper (hardness). This property allows HSS to cut faster than high carbon steel, hence the name high speed steel. At room temperature, in their generally recommended heat treatment, HSS grades generally display high hardness (above HRC60) and a high abrasion resistance (generally linked to tungsten content often used in HSS) compared to common carbon and tool steels.

The main use of high speed steels continues to be in the manufacture of various cutting tools: drills, taps, milling cutters, tool bits, gear cutters, saw blades, etc., although usage for punches and dies is increasing.

High speed steels also found a market in fine hand tools where their relatively good toughness at high hardness, coupled with high abrasion resistance and fine, made them suitable for low speed applications requiring a durable keen (sharp) edge, such as files, chisels, hand plane blades, and high quality kitchen, pocket knives, and swords.

Jadi HSS bukan hanya digunakan untuk memotong besi, tapi juga kayu, bahkan bagus juga untuk pisau dapur.

2.PahatCarbide

Menurut Wiki lagi....

Tungsten carbide (WC) is an inorganic chemical compound containing equal parts of tungsten and carbon atoms. Colloquially, tungsten carbide is often simply called carbide. In its most basic form, it is a fine gray powder, but it can be pressed and formed into shapes for use in industrial machinery, tools, abrasives, as well as jewelry. Tungsten carbide is approximately three times stiffer than steel, with a Young's modulus of approximately 550 GPa, and is much denser than steel or titanium. It is comparable with corundum (α-Al2O3) or sapphire in hardness and can only be polished and finished with abrasives of superior hardness such as silicon carbide, cubic boron nitride and diamond amongst others, in the form of powder, wheels, and compounds.

Jadi jenis pahat ini dibuat dengan campuran bahan kimia antara lain tungsten dan karbon, tergantung sifat bahan yang dikehendaki. Kadang juga memakai methanol, hydrofluoric acid/nitric acid (HF/HNO₃), dll. Rumit sangat. 

Keselamatan kerja pada proses bubut

1.                  Baca dulu intruksi manual sebelum memulai mengoprasikan mesin

2.                  Upayakan tempat kerja tetap bersih dengan penerangan yang memadai

3.                  Semua peralatan harus digrounded

4.                  Gunakan selalu kacamata pelindung setiap saat bekerja dengan mesin

5.                  Hindari pengoprasian mesin pada lingkungan yang berbahaya, seperti lingkungan yang banyak mengan dung bahan mudah terbakar

6.                  Yakinkan bahwa tombol dalam keadaan OFF sebelum menghubungkan mesin dengan sumber listrik

7.                  Pertahan kan kebersihan tempat kerja, bebas dari kekacaua, minyak dan sebagainya

8.                  Tetapkan batas aman untuk pengunjung

9.                  Ketika membersihkan mesin, upayakan mesin dalam keadaan mati, maka lebih baik jika hubungan dengan sumber listrik diputus

10.              Gunakan selalu alat dan perlengkapan yang ditentukan

11.              Gunakan selalu alat yang benar.

Hal-hal yang perlu dilakukan untuk menghindari kecelakaan kerja

1.                  Lindungi lintasan meja dari hubungan langsung dengan listrik.

2.                  Selalu gunakan kaca mata pelindung.

3.                  Jangan menghentikan spindel dengan tangan.

4.                  Jangan biarkan kunci chuck tetap menempel pada chuck.

Daftar Pustaka :

1.      http://arekmesin.blogspot.co.id/2015/05/pengertian-mesin-bubut-lengkap.html

2.      http://mprabowo19.blogspot.co.id/2013/01/pengertian-mesin-bubut.html