LAPORAN PRAKTIK KERJA INDUSTRI DI PT CORELAB INDONESIA CILANDAK – – JAKARTA
oleh Sigit Purwito NIS 08.54.06318
KEMENTERIAN PERINDUSTRIAN REPUBLIK INDONESIA I NDONESIA Pusat Pendidikan Dan Pelatihan Industri Sekolah Menengah Kejuruan – SMAK Bogor 2012
LAPORAN PRAKTIK KERJA INDUSTRI DI PT CORELAB INDONESIA CILANDAK – – JAKARTA
Sebagai Syarat untuk Mengikuti Ujian Akhir Sekolah Menengah Kejuruan SMAK Bogor Tahun Ajaran 2011/2012
oleh Sigit Purwito NIS 08.54.06318
KEMENTERIAN PERINDUSTRIAN REPUBLIK INDONESIA Pusat Pendidikan Dan Pelatihan Industri Sekolah Menengah Kejuruan – SMAK Bogor 2012
LAPORAN PRAKTIK KERJA INDUSTRI DI PT CORELAB INDONESIA CILANDAK – – JAKARTA
Sebagai Syarat untuk Mengikuti Ujian Akhir Sekolah Menengah Kejuruan SMAK Bogor Tahun Ajaran 2011/2012
oleh Sigit Purwito NIS 08.54.06318
KEMENTERIAN PERINDUSTRIAN REPUBLIK INDONESIA Pusat Pendidikan Dan Pelatihan Industri Sekolah Menengah Kejuruan – SMAK Bogor 2012
LEMBAR PERSETUJUAN DAN PENGESAHAN
Disetujui dan disahkan oleh:
Disetujui oleh:
Pembimbing Pembimbi ng I,
Pembimbing Pembimbi ng II,
Miftahudin, M. Si
Irfan Septiandi
Supervisor PCTE
Group Leader Tribology
Pembimbing III,
Drs. Ahma Yulius Usman NIP 19630120 199011 199011 1 001
Disahkan oleh,
Kepala Sekolah Menengah Kejuruan-SMAK Bogor
Dra. Hadiati Agustine
NIP 19570817 198103 198103 2 002
KATA PENGANTAR
Penyusunan laporan praktik kerja industri merupakan salah satu syarat untuk mengikuti ujian akhir bagi siswa Sekolah Menengah Kejuruan - SMAK Bogor pada semester VIII. Laporan ini berjudul Analisa Kualitas Pelumas Baru dan Pelumas Bekas pada Tipe Pelumas yang Sama dan Dibandingkan Dengan Standar Pelumas Trophy DX 15W40.Laporan ini merupakan hasil dari praktik kerja
industri
pada
laboratorium Petroleum
Chemistry,
Tribology,
and
Enviromental di PT Corelab Indonesia yang dilaksanakan sejak tanggal 8 November 2011 hingga tanggal 31 Januari 2011. Laporan ini berisi tentang pendahuluan (uraian maksud dan tujuan prakerin), institusi prakerin, tinjauan pustaka (uraian tentang komoditas yang dianalisis dan teori dari parameter-parameter uji), metode analisis, hasil dan pembahasan, simpulan dan saran, daftar pustaka, dan lampiran. Puji syukur Penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT karena atas rahmat dan
karunia-Nya,
sehingga
laporan
ini
dapat
terselesaikan
tepat
pada
waktunya.Terlaksananya prakerin dan tersusunnya laporan ini tidak terlepas dari bantuan banyak pihak.Untuk itu pada kesempatan ini Penulis menyampaikan terima kasih kepada: 1. Dra. Hadiati Agustine, selaku kepala Sekolah Menengah Kejuruan - SMAK Bogor. 2. Mark Forbes, selaku Manager Petroleum Chemistry, Tribology, and Enviromental Departement 3. Miftahudin, M.Si selaku Supervisor di Petroleum Chemistry, Tribology, and Enviromental Department. 4. Irfan Septiandi, selaku Group Leader Tribology Division. 5. Amilia Sari Ghani, selaku Wakil Kepala Sekolah Bidang Hubungan Kerjasama Industri. 6. Drs. Ahma Yulius Usman, selaku Pembimbing sekolah yang telah membantu penyusun dalam melaksanakan Praktik Kerja Industri.
7. Orang tua tercinta yang selalu memberikan doa dan dukungan di setiap langkah hidupku. 8. Rizky Adnan, selaku teman seperjuangan Praktik Kerja Industri di PT Corelab Indonesia. 9. Kak Guruh, Kang Heri, Mbak Pipit, Bapak Andrey, Bang Adjie, Bang Razak, Pak Idnul, Pak Bowo dan Bang Daus yang senantiasa menjadi guru terbaik di laboratorium. 10. Angkatan tercinta, NEGATRON CHEVALIERS 54 yang telah bersama-sama menempuh masa-masa suka maupun duka selama di sekolah kita tercinta ini. 11. Kepada teman-teman terbaik “7 ACU’s” : Aditya Pamungkas, Dadin Marsal, Faisal, Fikhry Septian, M. Imam Dwi Hartono, dan Sofiana Gunawan. Terima kasih atasdeswia segala kenangan selama ini. 12.Kepada Deswita Nuraulia Sari yamg senantiasa memberikan dukungan dan motivasi selama menjalani masa-masa sulit prakerin. 13.Seluruh tenaga pendidik dan kependidikan Sekolah Menengah Kejuruan SMAK Bogor juga staff dan kar yawan PT Corelab Indonesia. 14.Semua pihak yang telah membantu dalam melaksanakan prakerin dan penyusunan laporan. Penulis menyadari bahwa laporan ini masih jauh dari sempurna, oleh karena itu penulis mengharapkan saran dan kritik yang membangun untuk peningkatan laporan di masa yang akan datang. Sebagai akhir kata penulis berharap semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi pembaca khususnya di bidang analis kimia dan pembaca secara umum.
Bogor, Januari 2011
Penulis,
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ....................................................................................... IV DAFTAR ISI ..................................................................................................... VI DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... VIII DAFTAR TABEL .............................................................................................IX DAFTAR LAMPIRAN....................................................................................... X BAB IPENDAHULUAN ..................................................................................... 1 A.Latar Belakang Praktik Kerja Industri ................................................... 1 B. Tujuan Praktik Kerja Industri ............................................................... 2 C. Tujuan Penulisan Laporan Praktik Kerja Industri ............... .................. 2 BAB IIINSTITUSI TEMPAT PRAKTIK KERJA INDUSTRI ............................. 5 A. Sejarah Singkat PT CORELAB Indonesia ............................................ 5 B. Struktur Organisasi .............................................................................. 5 C. Tugas dan Fungsi ................................................................................. 6 D. Fasilitas dan Sarana ............................................................................. 6 E. Kegiatan............................................................................................... 6 F. Administrasi Laboratorium ................................................................... 7 G. Disiplin Kerja ...................................................................................... 7 H. Keselamatan dan Kesehatan Kerja ....................................................... 8 I. Kebijakan Etika .................................................................................... 8 BAB IIIKEGIATAN DI LABORATORIUM ..................................................... 10 A. Tinjauan Pustaka................................................................................ 10 B.Pelumas .............................................................................................. 19 1.Pengertian....................................................................................... 19 2. Bahan Dasar Pelumas .................................................................... 19
3. Komposisi Pelumas ....................................................................... 20 4. Pengolahan Minyak Pelumas Dasar ............................................... 22 5. Fungsi Pelumas ............................................................................ 25 6. Prinsip Dasar Pelumasan .............................................................. 26 7. Parameter Uji Analisa Pelumas ...................................................... 27 C. Metode Analisis ................................................................................. 31 1. Viskositas Kinematik Pada Suhu 40 0C Berdasarkan Metode Astm D-445........................................................................................... 31 2. Viskositas Kinematik Pada Suhu 100 0C Berdasarkan Metode Astm D-445........................................................................................... 32 3. Viscosity Index Berdasarkan Metode Astm D-2270 ........................ 33 4. Kadar Air Berdasarkan Metode Karl Fischer.................................. 34 5. Titik Nyala (Flash Point) Berdasarkan Metode Astm D-92 ............ 35 6. Total Base Number (Tbn) Berdasarkan Metode Astm D-2896 ........ 36 D.Hasil Pengamatan ............................................................................... 39 E.Pembahasan Analisis : ......................................................................... 39 BAB IVSIMPULAN DAN SARAN .................................................................. 43 A.Simpulan ............................................................................................ 43 B.Saran................................................................................................... 43 DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................ 44 LAMPIRAN ...................................................................................................... 45
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1. Distilasi Bertingkat ........................................................................... 15 Gambar 2. Skema Pengolahan Minyak Pelumas .......................................................... 23
DAFTAR TABEL
Tabel 1. Tabel Komposisi Elemental Minyak Bumi ........................................... 12 Tabel 2. Tipe Aditif Pelumas Beserta Kegunaan dan Komponen Kimia Penyusunnya ........................................................................................ 20 Tabel 3. Komponen Aditif yang Ditambahkan Berdasarkan Tipe Peralatannya .. 21 Tabel 4. Indikasi Keberadaan Logam dalam Pelumas ......................................... 30
DAFTAR LAMPIRAN
0
0
Lampiran 1. Nilai L dan H u ntuk Viskositas Kinematik 40 -100 C .................... 45 Lampiran 2. Struktur Organisasi di PT Corelab Indonesia .................................. 46 o Lampiran 3. Viskometer suhu 40 C ................................................................... 47 Lampiran 4. Viskometer suhu 100 oC ................................................................. 48 Lampiran 5. Auto Titrator Karl Fischer .............................................................. 49 Lampiran 6. 702 SM Titrino Total Base Number ............................................... 50 Lampiran 7. Flash Point SETA FLASH ............................................................. 51 Lampiran 8. Integrated Coupled Plasma ............................................................. 52
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang Praktik Kerja Industri
Pendidikan di Sekolah Menengah Kejuruan ditujukan untuk menghasilkan manusia yang mampu berperan dalam berbagai sektor industri. Sehingga secara khusus memerlukan media yang bersifat melatih penerapannya dan memperjelas fungsi yang sebenarnya. Praktik Kerja Industri (Prakerin) merupakan salah satu program di Sekolah Menengah Kejuruan- SMAK Bogor yang dilaksanakan pada semester VIII kelas XIII dan merupakan syarat kelulusan di Sekolah Menengah Kejuruan- SMAK Bogor. Pelaksanaan Prakerin tidak terbatas pada praktik laboratorium biasa saja tetapi juga praktik pengenalan lingkungan kerja yang sesungguhnya, termasuk penerapan disiplin kerja dalam membangun kerjasama antar individu. Selain itu juga menambah pengalaman kerja, menambah wawasan secara berdikari di bawah bimbingan yang terarah dan terpadu. Sekolah Menengah Kejuruan - SMAK Bogor merupakan salah satu sekolah kejuruan yang berada di bawah asuhan Pusat Pendidikan dan Pelatihan Industri Kementerian Perindustrian Republik Indonesia. Pendidikan di Sekolah Menengah Kejuruan - SMAK Bogor dilaksanakan selama empat tahun dan dibagi dalam delapan semester. Pada semester satu sampai semester tujuh siswa mendapatkan pendidikan kejuruan teori dan praktik di sekolah, sedangkan pada semester delapan siswa diperkenalkan pada dunia kerja yang sesungguhnya melalui program Praktik Kerja Industri (Prakerin). Prakerin ini dilaksanakan di lembaga pemerintah dan perusahaan swasta. Pelaksanaan Prakerin pada Tahun Ajaran 2011/2012 dimulai dari tanggal 1 November 2011 sampai 31 Januari 2012, yang meliputi:
2
1. Orientasi ruang lingkup laboratorium kimia lingkungan terpadu PT Corelab Indonesia. 2. Pelaksanaan materi Praktik Kerja Industri. 3. Penyusunan laporan.
B. Tujuan Praktik Kerja Industri 1. Meningkatkan kemampuan dan memantapkan keterampilan siswa sebagai bekal kerja yang sesuai dengan program studi kimia analisis. 2. Menumbuhkembangkan dan memantapkan sikap profesional siswa dalam rangka memasuki lapangan kerja. 3. Meningkatkan wawasan siswa pada aspek-aspek yang potensial dalam dunia kerja, antara lain: struktur organisasi, disiplin, lingkungan, dan sistem kerja. 4. Meningkatkan pengetahuan siswa dalam hal penggunaan instrumen kimia analisis yang lebih modern dibandingkan dengan fasilitas yang tersedia di sekolah. 5. Memperoleh masukan dan umpan balik guna memperbaiki dan mengembangkan pendidikan di Sekolah Menengah Analis Kimia. 6. Memperkenalkan fungsi dan tugas seorang analis kimia kepada lembaga - lembaga penelitian dan perusahaan industri sebagai konsumen tenaga analis kimia.
C. Tujuan Penulisan Laporan Praktik Kerja Industri Sebagai tugas akhir dari seluruh kegiatan Prakerin, siswa wajib membuat suatu laporan akhir yang lengkap tentang semua kegiatan yang dilaksanakan selama Prakerin. Adapun tujuan penulisan laporan Prakerin adalah:
3
1.
Dapat memahami, memantapkan dan mengembangkan pelajaran yang diperoleh di sekolah dan menerapkannya di bidang usaha.
2.
Mampu mencari alternatif lain untuk memecahkan suatu permasalahan yang sesuai dengan program studi secara luas dan mendalam.
3.
Mengumpulkan data untuk kepentingan bersama dan kepentingan pribadi.
4.
Menambah koleksi pustaka sebagai referensi untuk peningkatan pengetahuan.
5.
Bukti pertanggungjawaban siswa selama mengikuti Prakerin di instansi yang bersangkutan.
BAB II INSTITUSI TEMPAT PRAKTIK KERJA INDUSTRI
A. Sejarah Singkat PT Corelab Indonesia Core
Laboratories
International adalah
sebuah
perusahaan
multinasional yang bergerak di bidang jasa perminyakan. Kantor pusatnya berkedudukan di Houston, Texas Amerika Serikat. Core
Laboratories International mulai beroperasi di Indonesia
tahun 1969 dengan Field Core Analysis, Mud Logging dan PVT . Pada saat itu Core Laboratories beralamat di Ja lan Petogogan No. 34 Jakarta Selatan. Pada tahun 1972, Core Laboratories Indonesia bekerja sama dengan LEMIGAS. Kerjasama ini bertujuan untuk meningkatkan kegiatan operasi di bidang Field Core Analysis dengan membentuk Production service dan pada tahun 1973, Production Service mulai bekerja sama dengan LEMIGAS. Sesuai dengan anjuran Pemerintah bahwa perusahaan asing harus bekerjasama dengan perusahaan nasional, maka pada tahun 1980 Corelab International bekerjasama
dengan
PT
Seta
Yasa
operasionalnya pindah ke Jalan Kebon Sirih No. 46.
dan
kegiatan
Kegiatan operasi
meliputi bidang Mud Logging, Production Analysis, dan Core Analysis. Pada tahun 1985, perusahaan berubah status menjadi Penanaman Modal Asing (PMA) dengan nama PT Corelab Indonesia dan bekerjasama dengan PT Wahana Bakti Muda, kegiatan operasi meliputi: 1. Mud Logging (sudah dijual sejak tahun 1987). 2. Production Service (dipisah sejak tahun 1992). 3. PVT . 4. Chemistry. 5. Biostatigrafi.
5
6. Petrologi. 7. Geochemistry. Sejak menjadi PMA, kegiatan berpindah dari Jalan Kebon Sirih No. 46 ke Cilandak Commercial Estate, Building 303 dan 404, Jalan Cilandak KKO, Jakarta Selatan.Kegiatan operasi bertambah dengan dibukanya jasa pelayanan di bidang lingkungan pada tahun 1998.
B. Struktur Organisasi PT Corelab Indonesia adalah suatu perusahaan swasta yang memberikan jasa pelayanan di bidang minyak dan gas bumi serta merupakan
perusahaan
asing
yang
menjadi
cabang
dari
Core
LaboratoriesInternational yang berpusat di Houston, Amerika Serikat. PT Corelab Indonesia dipimpin oleh seorang Manajer Operasional, yang langsung membawahi bidang-bidang sebagai berikut: 1. Bidang Geoscience, yang meliputi: a. Divisi Geokimia. b. Divisi Biostatigrafi. 2. Bidang Petroleum Chemistry and Environmental , yang meliputi: a. Divisi Petroleum Chemistry. b. Divisi Tribology. c. Divisi Environmental . d. Divisi Baseline Study. 3. Bidang Reservoir Fluid , yang meliputi: a. Divisi Wellsite Services. b. Divisi PVT Laboratory. 4. Bidang Rock Properties, yang meliputi: a. Divisi Core Analisis. b. Divisi Special Core Analisis. c. Divisi Reservoir Geology (Petrology).
C. Tugas dan Fungsi PT Corelab Indonesia sebagai perusahaan asing mempunyai tugas dan fungsi sebagai berikut: 1. Melakukan penelitian dan pengembangan teknologi eksplorasi dan eksploitasi minyak dan gas bumi. 2. Memberikan pelayanan jasa laboratorium dan petunjuk teknologi eksploitasi minyak dan gas bumi. 3. Melakukan penelitian dan pelayanan jasa di bidang lingkungan.
D. Fasilitas dan Sarana Fasilitas utama untuk menjalankan tugas dan fungsi PT Corelab Indonesia di antaranya adalah: 1. Laboratorium analisis, beserta seluruh kelengkapannya. 2. Buku-buku tentang minyak dan gas bumi. 3. Komputer. 4. Tenaga Ahli.
E. Kegiatan PT Corelab Indonesia dalam melaksanakan tugas dan fungsinya, melakukan kegiatan yang tersusun dalam berbagai program yaitu tentang studi, penelitian maupun pelayanan jasa. Jasa penelitian yang dapat diberikan oleh PT Corelab Indonesia antara lain: 1. Biostatigrafi. 2. Geokimia. 3. Analisis Reservoir Fluid . 4. Analisis Core Convensionsal dan Special. 5. Evaluasi Mutu dari Minyak dan Gas Bumi. 6. Analisis Produk Minyak dan Gas Bumi. 7. Pengujian Mutu Minyak Pelumas. 8. Studi Analisis Mengenai Dampak Lingkungan.
7
9. Analisis Limbah Industri dan Domestik.
F. Administrasi Laboratorium Sesuai dengan pengembangan dan pelayanan teknologi, maka bagi yang membutuhkan, PT Corelab Indonesia dapat melayani kegiatan jasa laboratorium.
Adapun prosedur yang harus dilalui untuk setiap sampel
yang masuk adalah sebagai berikut : 1. Konsumen menyerahkan sampel yang akan diperiksa kepada petugas penerima contoh. 2. Petugas penerima contoh melakukan pendataan identitas sampel, kemudian didistribusikan sampel tersebut ke laboratorium yang sesuai dengan permintaan analisis dari konsumen. 3. Setelah analisis selesai hasil akan diperiksa oleh bagian Quality Control yang kemudian dilaporkan ke Manajer laboratorium untuk d isahkan. 4. Hasil analisis yang telah disahkan kemudian dilanjutkan ke bagian pengiriman dan diteruskan kepada konsumen yang bersangkutan.
G. Disiplin Kerja Jam kerja di PT Corelab Indonesia dimulai pukul 07.30 WIB hingga pukul 16.15 WIB, dengan waktu istirahat selama 45 menit mulai pukul 11.45 WIB hingga pukul 12.30 WIB. Dalam waktu satu minggu terdapat lima hari kerja, dari hari Senin sampai Jumat. Jumlah jam kerja seminggu sesuai dengan ketentuan Departemen Tenaga Kerja yaitu 40 jam seminggu. Untuk meningkatkan disiplin kerja, setiap karyawan memiliki kartu jam kerja sehingga perusahaan dapat mengetahui jam masuk dan keluar karyawan kantor.
Peraturan dibuat dalam bentuk Kesepakatan Kerja Bersama (KKB) yang ditandatangani oleh pihak manajemen dan pengurus unit kerja FSPS I (Federasi Serikat Pekerja Seluruh Indonesia).
Ketentuan-ketentuan lain
yang menyangkut ketenagakerjaan disesuaikan dengan ketentuan yang berlaku di Indonesia.
H. Keselamatan dan Kesehatan Kerja Para pekerja yang bekerja di tempat-tempat berbahaya diwajibkan untuk memakai alat-alat keselamatan kerja seperti masker, kacamata keselamatan, sepatu keselamatan, sarung tangan, dan lain-lain. Latihan evakuasi kecelakaan pun secara berkala dilakukan. Bagi pekerja yang lalai dikenakan sanksi berupa surat peringatan ataupun tidak mendapat penggantian biaya pengobatan atau rumah sakit bila terjadi kecelakaan. Alat-alat keselamatan dan kesehatan yang tersedia seperti pemadam kebakaran, alarm, boorwater atau eyewash, dan lain sebagainya.
Bagi
karyawan maupun keluarga yang sakit, biaya pengobatan diganti 100 % oleh perusahaan, dan juga secara rutin diadakan pemeriksaan mata cumacuma, serta diselenggarakan juga asuransi rawat inap untuk karyawan dan keluarganya. Selain itu kesehatan karyawan merupakan hal utama bagi perusahaan, maka setiap dua kali sepekan disediakan sarana lapangan untuk berolahraga.
I. Kebijakan Etika Setiap pekerja di PT Core Laboratories harus dapat memahami kebijakan etika yang dikeluarkan oleh perusahaan, di mana isi dari kebijakan etika itu adalah: 1. Dengan kebijakan ini, Core Laboratories dan cabangnya mengakui usaha dan keuntungan legal dengan cara yang pantas. Kebijakan ini untuk diterapkan dan dijalankan diseluruh perusahaan. 2. Seluruh karyawan setiap saat harus bertingkah laku dan bekerja di perusahaan dengan cara yang jujur dan beretika. 3. Komitmen dan ketaatan karyawan terhadap cara yang pantas harus dikembangkan melalui pelatihan, dengan contoh, dan dengan dukungan etikal dan teknikal terhadap fungsi kerja, tugas dan situasi karyawan.
9
4. Petunjuk dan/atau bantuan yang jelas harus diberikan kepada karyawan demi untuk pemenuhan pengambilan keputusan yang tepat baik untuk tugas-tugas rutin ataupun untuk keadaan luar biasa. 5. Mekanisme untuk membangkitkan dan menunjukkan masalah etika internal harus diketahui oleh kar yawan. 6. Seluruh karyawan yang mengetahui adanya urusan pekerjaan yang tidak pantas yang dilakukan oleh karyawan lain harus melaporkan segera kepada supervisor , manajer, Compliance Officer atau Helpline. 7. Karyawan yang melaporkan pelanggaran terhadap kebijakan ini harus dilindungi dari intimidasi dan tuduhan yang ditimbulkan dari laporan tersebut. 8. Karyawan tidak perlu takut akan tindakan balasan yang timbul dari pertengkaran dengan rekan sekerja atau atasan.
BAB III KEGIATAN DI LABORATORIUM
A. Tinjauan Pustaka 1. Minyak Bumi
Minyak bumi ( petroleum) atau yang dijuluki juga sebagai emas hitam adalah cairan kental, coklat gelap, atau kehijauan yang mudah terbakar, yang berada di lapisan atas dari beberapa area di kerak bumi. Minyak bumi terdiri dari campuran kompleks dari berbagai hidrokarbon, sebagian besar seri alkana, tetapi bervariasi dalam penampilan, komposisi, dan kemurniannya. ( www.wikipedia.com) Pada proses pembentukan minyak bumi terdapat dua teori, yaitu : a. Teori Biogenesis (Organik) Macqiur (Perancis, 1758) merupakan orang yang pertama kali mengemukakan pendapat bahwa minyak bumi berasal dari tumbuhtumbuhan. Kemudian M.W. Lamanosow (Rusia, 1763) juga mengemukakan hal yang sama. Pendapat di atas juga didukung oleh sarjana lainnya seperti, New Beery (1859), Engler (1909), Bruk (1936), Bearl (1938) dan Hofer. Mereka menyatakan bahwa: “minyak dan gas bumi berasal dari organisme laut yang telah mati berjuta-juta tahun yang lalu dan membentuk sebuah lapisan dalam perut bumi.” b. Teori Abiogenesis (Anorganik) Barthelot (1866) mengemukakan bahwa di dalam minyak bumi terdapat logam alkali, yang dalam keadaan bebas dengan temperatur tinggi akan bersentuhan dengan CO 2 membentuk asitilena. Kemudian Mandeleyev (1877) mengemukakan bahwa minyak bumi terbentuk akibat adanya pengaruh kerja uap pada karbida-karbida logam dalam bumi. Yang lebih ekstrim lagi adalah
11
pernyataan beberapa ahli yang mengemukakan bahwa minyak bumi mulai terbentuk sejak zaman prasejarah, jauh sebelum bumi terbentuk dan bersamaan dengan proses terbentuknya bumi. Pernyataan tersebut berdasarkan fakta ditemukannya material hidrokarbon dalam beberapa batuan meteor dan di atmosfir beberapa planet lain. Dari
sekian
banyak
hipotesa
tersebut,
yang
sering
dikemukakan adalah Teori Biogenesis, karena lebih bisa diterima oleh masyarakat. Teori Biogenesis mengemukakan bahwa minyak bumi berasal dari organisme yang hidup di dasar laut, sejumlah besar organisme laut yang berstruktur tubuh sederhana dan berukuran kecil, mati dan tenggelam ke dasar laut bersama-sama endapan lumpur akan tertimbun bersama sedimen-sedimen. Lemak dari bangkai akan menjadi asam oleh bakteri anaerob dan selanjutnya akan berubah menjadi bahan yang menyerupai aspal karena adanya panas dan tekanan tinggi. Maka setelah tertimbun dalam waktu jutaan tahun, aspal akan berubah menjadi minyak bumi bertekanan tinggi. Minyak akan mengalami perpindahan dan akhirnya akan berkumpul pada suatu tempat yang mempunyai struktur geologi tertentu. (Fletcher dan Bay, 1975)
2. Komponen Minyak Bumi
Menurut EG. Giwangkara (2006), minyak bumi adalah campuran komplek hidrokarbon dan senyawaan organik dari sulfur, oksigen, nitrogen dan senyawa – senyawa yang mengandung konstituen logam terutama nikel, besi dan tembaga. Minyak bumi sendiri bukan merupakan bahan yang uniform, melainkan berkomposisi yang sangat bervariasi, tergantung pada lokasi, umur lapangan minyak dan juga kedalaman sumur.
12
Dalam minyak bumi parafinik ringan mengandung hidrokarbon tidak kurang dari 97 % sedangkan dalam jenis asphaltik berat paling rendah 50 %. Perbandingan unsur – unsur – unsur yang terdapat dalam minyak bumi sangat bervariasi. Berdasarkan atas hasil analisa, diperoleh data sebagai berikut :
Tabel 1. Tabel Komposisi Elemental Minyak Bumi
Komposisi
Persentase
Karbon (C)
84 – 84 – 87 87
Hidrogen (H)
11 – 11 – 14 14
Sulfur (S)
0 – 3 – 3
Nitrogen (N)
0 – 1 – 1
Oksigen (O)
0 – 2 – 2
Berdasarkan kandungan senyawanya, minyak bumi dapat dibagi menjadi golongan hidrokarbon, non-hidrokarbon, dan senyawa-senyawa logam. a. Hidrokarbon 1) Parafin Parafin adalah kelompok senyawa hidrokarbon jenuh berantai lurus (alkana), (a lkana), contohny co ntohnyaa adalah metana, etana, n-butana, isobutana, isopentana, dan isooktana.Jumlah senyawa yang tergolong ke dalam senyawa isoparafin jauh lebih banyak daripada senyawa yang tergolong n-parafin. Tetapi, di dalam minyak bumi mentah, kadar senyawa isoparafin biasanya lebih kecil daripada n parafin. 2) Olefin
13
Olefin adalah kelompok senyawa hidrokarbon tidak jenuh, contohnya adalah etilena, propena, dan butena. 3) Naftena Naftena
adalah
senyawa
hidrokarbon
jenuh
yang
membentuk struktur cincin.Senyawa-senyawa kelompok naftena yang banyak ditemukan adalah senyawa yang struktur cincinnya tersusun dari 5 atau at au 6 atom karbon.Contohnya adalah siklopentana, metilsiklopentana, dan sikloheksana. Umumnya, di dalam minyak bumi mentah, naftena merupakan kelompok senyawa hidrokarbon yang memiliki kadar terbanyak kedua setelah n-parafin. 4) Aromatik Aromatik adalah hidrokarbon-hidrokarbon tak jenuh yang berintikan
atom-atom
karbon
yang
membentuk
cincin
benzena.Contohnya benzena.Contohnya benzena, metilbenzena, dan da n naftalena. nafta lena. Minyak bumi dari Sumatera dan Kalimantan umumnya memiliki kadar aromat yang relatif besar. b. Non Hidrokarbon Selain senyawa-senyawa yang tersusun dari atom-atom karbon dan hidrogen, di dalam minyak bumi ditemukan juga senyawa non hidrokarbon seperti belerang, nitrogen, oksigen, vanadium, nikel dan natrium yang terikat pada rantai atau cincin hidrokarbon. Unsur-unsur tersebut umumnya tidak dikehendaki berada di dalam produk-produk pengilangan minyak bumi, sehingga keberadaannya akan sangat mempengaruhi langkah-langkah pengolahan yang dilakukan terhadap suatu minyak bumi. 1) Belerang Belerang terdapat dalam bentuk hidrogen sulfida, belerang bebas, merkaptan, sulfida, sulf ida, disulfida, dan tiofen. Senyawa-senyawa belerang tidak dikehendaki dikehendaki karena: a) Menimbulkan bau tidak sedap dan sifat korosif pada produk pengolahan.
14
b) Mengurangi
efektivitas
zat-zat
bubuhan bubuhan
pada
produk
pengolahan. c) Meracuni katalis-katalis katalis-kata lis perengkahan. d) Menyebabkan Menyebabkan pencemaran udara. 2) Nitrogen Senyawa-senyawa nitrogen dibagi menjadi zat-zat yang bersifat basa seperti 3-metilpiridin dan kuinolin serta zat-zat yang tidak bersifat basa seperti pirol, indol, dan karbazol.Senyawasenyawa nitrogen dapat mengganggu kelancaran pemrosesan katalitik yang jika sampai terbawa ke dalam produk, berpengaruh buruk terhadap bau, kestabilan warna, serta sifat penuaan produk tersebut. 3) Oksigen Oksigen biasanya terikat dalam gugus karboksilat dalam asam-asam naftenat dan asam-asam lemak, gugus hidroksi fenolik, serta gugus keton.Senyawa oksigen tidak menyebabkan masalah serius seperti halnya senyawa belerang dan senyawa nitrogen pada proses-proses katalitik. c. Senyawa logam Minyak bumi biasanya mengandung 0,001-0,05% berat logam. Kandungan logam yang biasanya paling tinggi adalah vanadium, nikel, dan natrium.Logam-logam ini terdapat dalam bentuk garam yang larut dalam air dan tersuspensi dalam minyak atau dalam bentuk senyawa organometal yang larut dalam minyak.Vanadium dan nikel merupakan penghambat bagi kataliskatalis pengolahan minyak bumi dan dapat menimbulkan masalah jika terbawa ke dalam produk pengolahan. pengolahan.
3. Penyulingan Minyak Bumi
Minyak bumi baru dapat dimanfaatkan setelah dipisahkan melalui penyulingan atau distilasi bertingkat.Dasar pemisahan masing-masing fraksi minyak bumi adalah perbedaan titik didih. Proses penyulingan
15
dikerjakan dengan menggunakan kolom atau menara distilasi. Di dalam kolom ini pada jarak tertentu terdapat pelat-pelat yang mempunyai sejumlah bubble caps. Maksud dilengkapi pelat-pelat tersebut adalah untuk memudahkan pemisahan antara berbagai fraksi dan trayek suhu yang berbeda-beda. Minyak
mentah
dimasukkan
ke
dalam
tangki,
kemudian
0
dipanaskan kurang lebih 350 C dan dipompakan ke dalam kolom distilasi. Minyak yang menguap bergerak ke atas melalui bubble caps, sedangkan minyak cair turun ke bawah.
Gambar 1. Distilasi Bertingkat
Fraksi-fraksi
yang
dihasilkan
pada
berbagai
temperatur
penyulingan ada yang berwujud gas, cair dan padat. Fraksi yang berwujud gas terdiri atas metana, etana, propana, iso-butana, dan n butana yang mempunyai titik didih sangat rendah. Campuran gas ini mempunyai nilai kalori tinggi dan banyak digunakan sebagai bahan bakar
16
rumah tangga, LPG (liquid petoleum gas) adalah senyawa campuran gas yang dicairkan pada t ekanan tinggi. Fraksi yang berwujud cair adalah bensin, minyak tanah dan solar.Fraksi minyak bumi yang berwujud padat adalah parafin dan aspal. Hasil-hasil penyulingan minyak bumi adalah sebagai berikut: a. Gas Gas merupakan senyawa hidrokarbon dengan titik didih maksimum 400C.Pada temperatur dan tekanan normal berbentuk gas dan dapat dicairkan dengan tekanan tertentu. Digunakan sebagai bahan bakar cair dirumah tangga. b. Bensin Bensin banyak digunakan sebagai bahan bakar kendaraan bermotor. Trayek titik didihnya antara 70 0C sampai 1400C. Bensisn diperoleh dari penyulingan minyak bumi yang mengandung alkana rantai lurus. c. Nafta Nafta adalah fraksi minyak bumi yang merupakan distilat pada suhu antara 140 0C sampai 180 0C. Fraksi ini digunakan sebagai zat aditif pada bensin dan juga sebagai bahan baku pembuatan etilena. Nafta dikenal sebagai bensin berat. d. Kerosin 0
Fraksi ini mempunyai trayek titik didih antara 180 C sampai 2500C. Kerosin dikenal dengan nama minyak tanah. Kerosin banyak digunakan untuk lampu penerangan dan bahan bakar kompor. Penggunaan lain dari kerosin adalah untuk bahan bakar pesawat terbang. Nama avtur dalam dunia penerbangan adalah singkatan dari Aviation Turbine, yaitu sebutan khusus untuk bahan bakar pesawat terbang turbin. e. Minyak solar Fraksi ini banyak digunakan sebagai bahan bakar industri, yaitu untuk bahan bakar mesin diesel.
f. Minyak pelumas Minyak
pelumas
merupakan
hasil
minyak
bumi
yang
0
mempunyai titik didih di atas gas oil(370 C). Digunakan sebagai pelumas mesin-mesin motor untuk mengurangi gesekan antara dua mesin. g. Lilin parafin Lilin parafin merupakan hasil minyak bumi yang diperoleh dengan cara pengembunan terhadap destilasi hampa. Titik leburnya di atas 400C dan berbentuk kristal dibawah 40 0C. h. Minyak bakar Minyak bakar pada umumnya terdiri dari residu penyulingan atmosfirik dan penyulingan hampa. Digunakan sebagai bahan bakar untuk mesin-mesin diesel berkecepatan rendah dan ketel uap pada kapal laut. i. Aspal Aspal merupakan hasil minyak bumi yang berasal dari residu penyulingan minyak mentah asphaltik, tet api komposisi asli dari aspal belum diketahui dengan pasti.Digunakan sebagai bahan untuk pelapisan jalan. j. Residu Diperoleh
setelah
distilasi
vakum
pada
temperatur
tinggi.Merupakan campuran yang sangat kompleks dan sukar dianalisa. Residu banyak mengandung senyawa-senyawa poliaromatik dan sedikit mengandung parafin.
4. Karakteristik Minyak Bumi
Minyak bumi merupakan suatu campuran yang terjadi di alam. Sebagian besar terdiri dari hidrokarbon, sedikit belerang, nitrogen, oksigen, yang keluar dari dalam tanah dalam keadaan cair. Juga disertai zat lain seperti air, garam, zat anorganik dan bahan pengotor lain yang apabila dipisahkan tidak merubah sifat minyak tersebut. Sifat-sifat minyak bumi adalah sebagai berikut:
a. Sifat Fisika Sifat yang paling penting dari minyak bumi adalah berat jenis atau gravitasi bumi yang dalam dunia perdagangan dinyatakan dalam API Gravity dan sering menunjukkan kualitas minyak bumi. Semakin besar API Gravity, maka semakin ringan minyak bumi. Sedangkan semakin ringan minyak buminya maka semakin ringan pula fraksinya. Kelarutan hidrokarbon di dalam air sangat kecil dan hidrokarbon aromatik lebih mudah larut dibandingkan dengan parafin. Pada umumnya warna dari minyak bumi ditentukan oleh berat jenisnya. Jika berat jenisnya tinggi, maka warnanya menjadi hijau kehitam-hitaman. Sedangkan jika berat jenisnya rendah, maka warnanya menjadi coklat kehitam-hitaman. Hal ini disebabkan karena adanya pengotor, misalnya dari oksidasi senyawa hidrokarbon, karena hidrokarbon sendiri tidak memperlihatkan warna tertentu. b. Sifat Kimia Minyak bumi bila terkena matahari dapat mengalami oksidasi ( fotooksidasi), penuaan (weathering ). Penuaan pada minyak bumi terjadi sangat cepat (2 minggu) dan penuaan ini selanjutnya dapat terjadi lebih lambat. Hidrokarbon jenuh sangat mudah sekali mengalami degradasi. Hidrokarbon aromatik mudah mengalami degradasi, semakin banyak cincin aromatiknya semakin sukar terdegradasi, sedangkan hidrokarbon rantai bercabang dan siklik sukar terdegradasi.
B. Pelumas 1. Pengertian
Pelumas adalah suatu bahan berupa cairan, setengah padat ( semi solid ), atau padat ( solid ) yang digunakan sebagai pencegah keausan, mengurangi friksi, mencegah panas atau mendinginkan, dan sebagai alat / media transfer tenaga dari suatu bagian ke bagian lain. Melumasi suatu mesin atau suatu sistem yang bergerak telah banyak dilakukan orang sejak ribuan tahun yang lalu. Hal ini diketahui dengan digunakannya bermacam-macam sistem gerak. Maksud sistem gerak di sini adalah alat atau kendaraan yang dapat bergerak dengan diputar atau digeser untuk keperluan tertentu. Di zaman dahulu sistem gerak yang digunakan tentunya memerlukan perawatan untuk menjaga keawetan penggunaannya. Di dalam merawat bukan saja hanya membersihkan dan mengganti bagian bagian yang rusak tetapi juga memberikan minyak pelumas pada celahcelah yang bergeseran dan di tempat-tempat lain dari sistem gerak itu.
2. Bahan Dasar Pelumas Bahan-bahan pelumas yang digunakan sejak zaman dahulu hingga kini mempunyai beraneka ragam jenis. Bahan-bahan yang dapat dibuat menjadi minyak pelumas dapat dibagi menjadi tiga jenis, yaitu: a.
Bahan yang berasal dari hewan, sebagai contoh adalah minyak atau lemak ikan, lemak sapi, lemak kambing, dan lain sebagainya.
b.
Bahan dari tumbuh-tumbuhan, sebagai contoh adalah minyak kelapa dan minyak biji kapas.
c.
Bahan yang berasal dari hasil tambang atau bahan hasil mineral yang dapat digunakan sebagai minyak pelumas terdiri dari banyak macamnya antara lain adalah minyak bumi dan batu bara. Minyak
20
pelumas yang berasal dari minyak bumi ini dikenal dengan minyak pelumas yang berada di pasaran sekarang biasanya digunakan pada kendaraan bermotor. Pada mulanya hanya bahan-bahan yang berasal dari hewan dan tumbuh-tumbuhan saja yang digunakan sebagai bahan minyak pelumas, tetapi kemudian dengan diketemukannya sumur minyak bumi pertama kalinya di Amerika Serikat (yang dikerjakan secara teknologi modern), selanjutnya minyak bumi yang diperoleh itu diolah dan menghasilkan bahan bakar dan bahan yang dapat digunakan sebagai minyak pelumas dan bahan lainnya.
3. Komposisi Pelumas Pelumas yang ada di pasaran terdiri atas dua komponen yaitu bahan baku pelumas
( Lube Base Oil / LBO) dan aditif.Bahan baku
minyak pelumas (LBO) mempunyai komposisi yang sesuai dengan crude oil asalnya, yang hampir seluruhnya merupakan ikatan hidrokarbon, yaitu n-parrafin, naphthen dan aromatik. Di dalam minyak pelumas dimasukkan berbagai aditif dengan maksud untuk memperbaiki daya pelumasnya dan juga sifat-sifat yang lain. Beberapa aditif yang penting dapat disebutkan sebagai berikut : Tabel 2.Tipe Aditif Pelumas Beserta Kegunaan dan Komponen Kimia Penyusunnya
Jenis aditif
Kegunaan
detergen
Menjaga
Komposisi Kimia permukaan
metal
terbebas dari kotoran
Ca Sulfonate Ca Fenate Ca Salisilat ( Ca, O, H, S)
Dispersan
Menekan pembentukan sludge (lumpur), deposit, dan furnish khususnya pada kondisi temperatur relatif rendah,
Poliisobutilena Succinimides Ester succinimide (N, O, H, C)
21
antioksidan
antikorosi
antiaus
Mencegah terjadinya oksidasi pada molekul pelumas
Senyawa amin aromatik
Mencegah terjadinya korosi/karat pada bagian metal yang berhubungan dengan pelumas
Pendispersan N
Mencegah gesekan & keausan bagian mesin yang dalam kondisi ”boundry lubrication:.
ZDTP
Penekan titik Menekan titik beku pelumas tuang agar mudah mengalir pada suhu rendah
Karbamat
Pendispersan S
(Zinc dialkyldithiophospate) -
Pemodifikasi pergesekkan
Meningkatkan tingkat kelicinan Asam lemak dari film pelumas
Antibuih
Mencegah pelumas terbentuknya busa
dari
Silikon Poliakrilat
Aditif pada Memberikan pelumas Sulfur-posforus atau padatan temperatur kamampuan ekstra dalam pendispersi seperti borat(<0.5 ekstrim pelumasan antarpermukaan mikron) dan MoS2(<5 mikron)
P Penambahan jenis-jenis aditif sebagai berikut pada pelumas tidak selalu sama, penambahan jenis aditif pada pelumas disesuaikan tergantung pada fungsi dan jenis pelumas. Jadi, pelumas untuk mesin(engine oil ) misalnya pelumas mesin diesel akan menggunakan jenis-jenis aditif yang berbeda dengan pelumas bukan untuk mesin(non engine oil) misalnya pelumas hidraulik. Tabel3menunjukkan komponen aditif yang ditambahkan berdasarkan tipe peralatannya. Tabel 3. Komponen Aditif yang Ditambahkan Berdasarkan Tipe Peralatannya
Peralatan
Aditif yang dipakai
Mesin diesel
Antioksidan,
pencegah
korosi,
detergen/ dispersan, antiaus, antibuih, peningkat alkalinitas Mesin turbin uap, kompresor
Antioksidan, pencegah korosi, antiaus,
22
antipengemulsi Roda gigi
Antiaus, antioksidan, antibuih, kadangkadang pencegah korosi, aditif pada tekanan ekstrim
Roda gigi
Aditif
pada
tekanan
ekstrim,
antioksidan, pencegah korosi
Hidraulik
Antioksidan,
antiaus,
antibuih,
pencegah korosi, penekan titik tuang, penekan indeks viskositas
4. Pengolahan Minyak Pelumas Dasar Pengolahan minyak pelumas bertujuan untuk mendapatkan minyak pelumas yang memenuhi persyaratan fisika dan kimia, selanjutnya ditambahkan aditif tertentu sesuai dengan kebutuhan mesin. Untuk mendapatkan sifat minyak pelumas yang diinginkan maka pada proses pengolahan senyawa-senyawa yang tidak diinginkan, dihilangkan
sehingga
didapat
minyak
pelumas
yang
memenuhi
persyaratan kualitas. Pengolahan minyak pelumas dasar umumnya mencakup beberapa tahap.Setiap tahap bertujuan untuk menghilangkan komponen-komponen tertentu yang tidak diinginkan.Secara garis besar pengolahan minyak pelumas dapat dilihat pada Gambar 2.
23
Gas oil
Distilat Berat C
A
D
E
X
Estrak Liat dan
B
Y
asam Aspal
Gambar 2 Skema Pengolahan Minyak Pelumas
Sumber : SUDARDJ O, 1985 Keterangan : A. Penyulingan hampa udara B. Penghilang aspal C. Ekstraksi pelarut D. Penghilang lilin E. Finishing X. Pelumas Y. Parafin wax a. Penghilang hampa udara
Minyak pelumas pada umumnya terdiri atas fraksi-fraksi minyak bumi yang mempunyai titik didih di atas fraksi gas oil atau lebih tinggi dari 300 0C.Penyulingan hampa udara dilakukan untuk mencegah terjadinya perengkahan pada suhu penyulingan yang tinggi. b. Penghilang aspal
Proses ini untuk menghilangkan senyawa-senyawa aspal dari residu dengan cara mengendapkan aspal dalam propana cair. Proses
24
penghilangan ini berdasarkan kenyataan bahwa propana tidak dapat melarutkan senyawa-senyawa hidrokarbon dengan berat molekul yang tinggi. c. Ekstraksi pelarut Proses ini bertujuan untuk memperbaiki indeks viskositas, warna serta stabilitas terhadap oksidasi. Komponen-komponen aromatis dalam proses ini yang mempunyai indeks viskositas yang rendah dipisahkan dengan jalan ekstraksi dengan pelarut. Pelarut yang biasa dipakai adalah furfural atau fenol. d. Penghilangan lilin Pengerjaan ini adalah untuk menghilangkan lilin dari minyak pelumas yang memiliki titik tuang tinggi yang menggunakan pelarut pelarut keton seperti Metil Iso Butil Keton (MIBK) dan Metil Etil Keton (MEK), pada suhu – 10
0
C dan – 25
0
C sehingga lilin
mengkristal dan dapat dipisahkan melalui penyaringan. e. Finishing Proses ini dimaksudkan memperbaiki sifat-sifat minyak pelumas dalam
hal warna
dan kestabilan
terhadap
oksidasi.
Pengerjaan ini biasanya terdiri dari tiga macam yaitu pengolahan dengan asam (acid treating ), pengolahan dengan tanah liat ( clay treating ), dan pengolahan dengan hidrogen ( hidro treating ). 1) Pengolahan dengan asam (acid treating) Pada proses ini senyawa-senyawa organik dan hidrokarbon titik jenuh yang terdapat dalam minyak pelumas akan bereaksi dengan sulfat, sehingga terbentuk endapan dan pengeluaran sludge, minyak
pelumas
kemudian
dibersihkan
menghilangkan sisa-sisa asam. 2) Pengolahan dengan tanah liat (c lay treating)
dengan
air
untuk
25
Maksud dari pengerjaan ini ialah untuk menghilangkan warna serta kestabilan warna dari minyak pelumas karena sifat-sifat tanah liat dapat mengabsorbsi. Selain itu tanah liat juga dapat menghilangkan asam pelarut yang masih tinggal pada proses sebelumnya. 3) Pengolahan dengan hidrogen (hidro treating) Proses ini dilakukan dengan cara mereaksikan dengan memakai katalisator pada suhu dan tekanan yang tinggi. Dalam proses ini, kadar diturunkan adalah belerang, nitrogen, asam-asam serta penjenuhan senyawa-senyawa aro matik yang mungkin ada.
5. Fungsi Pelumas Menurut Boedhiyono, tujuan pelumasan (pelapisan suatu bahan) permukaan dengan pelumas adalah: a. Mengurangi akibat gesekan yaitu keausan mesin. Dalam hal ini yang dimaksud adalah kontak antara logam dengan logam yaitu gesekan langsung antara dua permukaan logam yang bergerak. Adanya lapisan pelumas di antara dua permukaan logam, maka tekanan gesekan dapat dikurangi. Dengan demikian, bisa diperoleh beberapa keuntungan, antara lain keausan berkurang. b. Mendinginkan mesin atau mengurangi panas yang timbul akibat gesekan. Dalam penggunaan sistem sirkulasi pelumasan, maka panas yang timbul akibat gesekan ataupun sistem kerja pada suhu yang tinggi akan disalurkan oleh pelumas ke suatu sistem pendingin dan dikembalikan lagi ke dalam sistem pelumasan pada suhu yang lebih rendah, sesuai dengan persyaratan. Sebagai contoh panas yang timbul dalam kontak roda gigi, sebagian besar diteruskan ke dinding mesin.
26
c. Membersihkan kotoran dan mencegah pengkaratan. Beberapa faktor yang berakibat negatif pada peralataan antara lain: kelembaban udara yang tinggi, reaksi oksidasi, dan kontaminasi oleh kotoran / debu. Akibat dari hal-hal tersebut di atas dapat menimbulkan proses pengkaratan pada mesin terutama pada bagian bagian yang langsung berhubungan dengan udara. Adanya pelumas cair maupun gemuk (grease) maka permukaan logam tersebut dapat terlindungi dari karat.
6. Prinsip Dasar Pelumasan Biasanya setiap jenis minyak pelumas dapat melumasi satu jenis mesin saja. Sebagai contoh minyak pelumas mesin hanya dipergunakan untuk melumasi mesin, sedangkan minyak pelumas gardan juga hanya dapat melumasi roda gigi gardan saja. Untuk dapat menentukan jenis pelumas yang dapat digunakan pada suatu jenis sistem perlu diketahui beberapa parameter mesin antara lain kondisi kerja, suhu dan tekanan di daerah yang memerlukan pelumasan. Pelumasan pada prinsipnya dibagi dalam tiga sistem pelumasan yaitu : a. Pelumasan Hidrodinamika Pelumasan Hidrodinamika adalah pelumasan di mana logamlogam yang dilumasi dapat dipisahkan secara utuh oleh pelumas sehingga tidak ada kontak antara logam dengan logam. Sistem pelumas ini terjadi pada kondisi kerja dengan beban rendah dan kecepatan tinggi. b. Pelumasan Selaput Pelumasan sistem ini terjadi pada sistem kerja dengan beban berat dan kecepatan rendah. Pada sistem ini aliran laminar pelumas
27
terganggu tetapi tetap masih mengalir maka terjadi kontak antara logam dengan logam pada daerah tertentu. c. Pelumasan Batas Merupakan sistem pelumasan permukaan logam satu dengan permukaan logam lain saling bersentuhan. Sentuhan yang terjadi diusahakan tidak menimbulkan kerusakan pada permukaan logam yang dilumasi. Terjadi sentuhan antara logam dengan logam diusahakan merupakan suatu tumbukan lenting sempurna. Oleh karena itu, biasanya pelumas yang digunakan mengandung aditif bahan kimia yang dapat bereaksi dengan permukaan logam yang dilumasi dengan membentuk pelindung yang bersifat pegas. Jika terjadi sentuhan antara permukaan logam yang dilumasi. Sistem pelumas batas ini terjadi atau digunakan pada kondisi kerja dengan beban sangat berat dan kecepatan rendah. Dengan memperkirakan kondisi kerja dari suatu mesin sehubungan dengan sistem pelumasan maka dapat ditentukan jenis minyak pelumas yang digunakan.
7. Parameter Uji Analisa Pelumas a. Viskositas Kinematik berdasarkan metode ASTM D-445 Viskositas adalah besarnya tahanan yang diberikan oleh minyak untuk mengalir atau ukuran kekentalan dari minyak pelumas. Makin besar viskositasnya makin besar tahanan mengalir atau makin kental. Viskositas Kinematik adalah suatu cara penentuan aliran bertahan dari suatu cairan di bawah pengaruh gaya gravitasi, di mana tahanan awal sebanding dengan densitas cairan. Viskositas adalah hasil perkalian antara waktu alir yang diukur dengan faktor viskometer.
28
Viskositas yang digunakan antara lain : 1)
Redwood diukur dalam detik.
2)
Saybolt universal dalam detik.
3)
Engler diukur dalam oE (yang merupakan hasil bagi dari waktu mengalirnya minyak yang dimaksud dengan waktu mengalirnya air 200 cc pada suhu 200 oC dengan viskometer engler).
4)
Kinematik diukur dengan centistoke. International Organization for Standardization (ISO) mengklarifikasikan kekentalan pelumas khusus untuk industri. Kegunaan sistem ISO ini adalah untuk menyeragamkan tingkat kekentalan dalam ”kinematic viscosity pada 40
0
C, agar
memudahkan memilih kekentalan pelumas industri yang cocok dalam penggunaannya. b. Viscosity Index berdasarkan metode ASTM D-2270 Viscosity Index adalah ukuran dari perubahan viskositas disebabkan perubahan temperatur. Viskositas akan berubah oleh temperatur, jika temperatur naik maka viskositas akan turun. Perubahan ini tidak akan sama untuk semua jenis pelumas. Untuk menunjukkan perbedaan-perbedaan ini dengan suatu bilangan, maka digunakan indeks viskositas. Viscosity index dapat diukur melalui perbandingan angka viskositas yang ditentukan pada dua temperatur (biasanya pada temperatur 40
o
C dan 100
menggunakan rumus :
VI
LU
LH
100
Keterangan : VI
= Viscosity Index
o
C). Kemudian ditentukan dengan
29
L dan H
= Diperoleh dari tabel pada lampiran 3 (Nilai L dan H untuk Kinematic Viscosity pada suhu 40-100 0C). = Viskositas kinematik pada suhu 40 oC (cSt).
U
c. Titik Nyala (Flash Point) berdasarkan metode ASTM D- 92 Flash Point adalah temperatur terendah di mana timbul sejumlah uap yang dengan udara membentuk suatu campuran yang mudah menyala dengan cepat bila dikenakan dengan nyala api. Flash Point dapat diukurdengan melewatkan nyala api pada minyak pelumas yang dipanaskan secara teratur. Flash Point dapat menunjukkan kemungkinan adanya bahan-bahan yang mudah menguap dan terbakar dalam bahan yang relatif sukar menguap dan tidak mudah terbakar, juga untuk mengetahui indikasi adanya kontaminasi dengan bahan bahan yang mudah terbakar. d. Kadar Air Air di dalam pelumas dikhawatirkan akan menyumbat saringan pada suhu rendah, karena akan membentuk kristal-kristal es. Selain itu, air dapat mempercepat proses pengkaratan. Penentuan kadar air pada minyak pelumas menggunakan metode Karl Fischer. Metode ini digunakan untuk contoh yang mengandung air 50 – 1000 ppm e. Total Base Number (TBN ) berdasarkan metode ASTM D-2986 Total base number adalah jumlah basa yang dinyatakan dalam ekuivalen dengan miligram KOH yang dibutuhkan untuk menetralkan konstituen asam kuat yang terdapat dalam 1 gram contoh. Angka
ini
menunjukkan
kemampuan
pelumas
untuk
menetralisir asam korosif yang terbentuk dari sulfur, klorin, dan bromin. Tujuam TBN juga untuk mengetahui adanya pengotor asam dalam pelumas yang dapat dinetralkan dengan basa serta keparahan oksidasi komponen pelumas dapat diketahui. TBN diukur dengan jumlah miligram KOH/gram contoh.
30
f. Zat Tak Larut n-heptane Bahan yang tidak larut dalam minyak pelumas bekas adalah bahan-bahan yang tidak larut dalam minyak pelumas yang sudah lama dipakai, dimana dalam pelarut tertentu tidak larut yang dinyatakan dalam persentase berat. g. Logam Penentuan kadar logam yang terdapat di dalam minyak pelumas sebagai akibat dari gesekan atau keausan komponenkomponen mesin. Kadar dari tiap logam dalam pelumas dapat dipakai untuk
mencerminkan
secara
langsung
keadaan
keausan
dari
komponen yang dilumasi.Berikut merupakan sebab-sebab adanya kandungan logam pada pelumas. Tabel 4. Indikasi Keberadaan Logam dalam Pelumas
No
Kandungan Logam
Indikasi
1.
Fe, Cu, Zn, Pb, Sn, Al,
Karat
Cr
metal(ring, piston, bearing, dll
2.
Si, Ca, Al
Kotoran, tanah, debu, dll
3.
Na & Cr, Na & B
Kebocoran air pendingin
4.
Na, Mg, Ca
Kontaminasi air laut
5.
V, Na, Ni
Kontaminasi bahan bakar
6.
Ca, Ba, Mg
Kandungan aditif detergen
7.
Zn, P
Kandungan aditif antioksidan dan antiaus
atau
ausan
dari
komponen
C.Metode Analisis o
1. Viskositas Kinematik pada suhu 40 C berdasarkan metode ASTM D-445 Prinsip :
Viskositas kinematik dapat ditentukan dengan mengukur waktu aliran cairan melalui pipa kapiler. Viskositas kinematik dari contoh merupakan perkalian dari waktu alir pada 40 oC dengan faktor tabung viskometer. Alat : a. Viskometer yang sesuai. b. Termometer. c. Stop watch. d. Viscometer bath. e.Pompa vakum. Bahan : a. Pelumas merk ”x”. b. Toluen. c. Minyak silikon. Cara kerja : a. Viskometer
yang
dipakai
dibersihkan
dengan
toluen
dan
dikeringkan. b. Viscometer bath yang berisi minyak silikon dinyalakan dan diatur pada suhu 40 oC. c. Contoh dimasukkan ke dalam Viskometer sampai batas sampel. d. Didiamkan selama 15 menit hingga suhunya homogen. e. Contoh didorong dengan menggunakan bulp, setelah itu stopwatch dinyalakan pada saat contoh berada pada batas awal dan dimatikan setelah sampai batas akhir.
32
f. Waktu alir yang tertera pada stopwatch dicatat. Perhitungan : V=Cxt Keterangan: V
= Viskositas kinematik (cSt).
C
= Faktor (konstanta) viskometer (cSt/detik).
t
= Waktu alir (detik).
o
2. Viskositas Kinematik pada suhu 100 C berdasarkan metode ASTM D-445 Prinsip : Viskositas kinematik dapat ditentukan dengan mengukur waktu aliran cairan melalui pipa kapiler yang dinyatakan dalam centistokes (cSt ). Viskositas kinematik dari contoh merupakan perkalian dari waktu alir pada 100 0C dengan faktor tabung viskometer. Alat : a. Viskometer yang sesuai. b. Termometer. c. Stopwatch. d. Viscometer bath. e. Pompa vakum. Bahan : a. Contoh Pelumas merk “x”. b.Toluen. c. Minyak silikon.
33
Cara kerja : a. Viskometer
yang
dipakai
dibersihkan
dengan
toluen
dan
dikeringkan. b. Viscometer bath yang berisi minyak silikon dinyalakan dan diatur o
pada suhu 100 C. c. Contoh dimasukkan ke dalam viskometer sampai bat as sampel. d. Didiamkan selama 15 menit hingga suhunya homogen. e. Contoh didorong dengan menggunakan bulp, setelah itu stopwatch dinyalakan pada saat contoh berada pada batas awal dan dimatikan sampai batas akhir. f. Waktu alir yang tertera pada stopwatch dicatat. Perhitungan : V=Cxt Keterangan : V = Viskositas kinematik (cSt). C = Faktor (konstanta) viskometer (cSt/ detik). t = Waktu alir ( detik ).
3. Viscosity I ndex berdasarkan metode ASTM D-2270 Prinsip:
Viscosity Index dapat ditentukan dari hasil perhitungan pada o
temperatur
o
40 C dan 100 C.
Perhitungan : VI
L
L
U
X 100
H
Keterangan : VI
= Viskositas Indeks
34
L dan H
= Diperoleh dari tabel pada lampiran 3 (Nilai L dan H untuk Kinematic Viscosity pada suhu 40-100 0C). = viskositas kinematik pada suhu 40 oC (cSt).
U
4. Kadar Air berdasarkan metode Karl Fischer Prinsip :
Reduksi Iod oleh belerang dioksida (SO 2) bila ada air dan basa yaitu piridin.Dalam metode ini dipakai pereaksi Fischer ( Fischer Reagent ) yang terdiri dari Iod, SO 2, dan Piridin dalam Metanol mutlak (anhydrous).Pereaksi ini ditambahkan pada contoh dalam Metanol mutlak hingga semua air bereaksi. Kelebihan Iod sebagai indikator dan titik akhir reaksi bila terbentuk warna cokelat merah. Reaksi : +
-
CH3OH + SO2 + H2O + I2 +3 R 3 N 3 R 3 NH + CH3OSO3 + 2 I
-
Alat : a. Alat Karl Fischer. b. Syringe 1 ml. Bahan : a. Contoh Pelumas merk “x”
b. Pereaksi Karl Fischer. c. Pelarut Karl Fischer. Cara kerja : a. Dinyalakan alat dan stirrer . b. Ditambahkan pelarut sampai elektroda t erendam sebagian. c. Pelarut dinetralkan dengan cara penambahan Pereaksi KarlFischer sampai titik akhir secara otomatis. d. Dipipet 0,6 ml contoh, ditimbang bobot syringe + contoh. Kemudian dimasukkan contoh ke dalam pelarut dan ditimbang kembali syringe
35
yang telah kosong. Dihitung bobot sampel dan dimasukkan bobot sampel pada alat KarlFischer. e. Hasil penentuan kadar air akan ditampilkan pada layar dan tercetak pada kertas cetakan dalam satuan ppm. f. Contoh dibuang ke dalam tempat pembuangan yang telah disediakan, kemudian tempat contoh dibilas dengan pelarut hingga bersih. g. Setelah selesai, alat dan stirrer dimatikan. Perhitungan : Konsentrasi langsung dibaca pada alat.
5. Titik Nyala (Flash Point) berdasarkan metode ASTM D-92 Prinsip:
Suhu terendah pada saat nyala api diarahkan pada contoh uji sehingga menyulut uap contoh uji pada kondisi pengujian yang kemudian timbul nyala sesaat. Alat : a. Alat Flash Point SETA FLASH Bahan : Contoh Pelumas merk “x”.
Cara kerja : a. Contoh dimasukkan ke dalam mangkuk uji yang sudah bersih dan kering hingga batas yang ditentukan. b. Diletakkan pada lubang pemanas. c. Termometer dipasang hingga mengenai contoh. d. Api dan pemanas dinyalakan dan diatur. e. Termometer dibaca untuk setiap kenaikan 2 ºC dengan cara melewatkan api pencoba ke dalam contoh sampai timbul nyala api sesaat pada permukaan contoh.
36
Perhitungan : Suhu langsung dibaca saat timbul nyala sesaat.
6. Total Base Number ( TBN) berdasarkan metode ASTM D-2896 Prinsip :
Total alkali yang terkandung dalam contoh dilarutkan dengan campuran khlorobenzen dengan asam asetat glasial, kemudian dititar dengan asam perkhlorat dalam asam asetat 0,1000 N, dengan menggunakan alat Metrohm 702 SM Titrino. Reaksi : KOH + HClO4
KClO4 + H 2O
Alat : a. Piala gelas 100 ml b. Stirrer c. Alat Metrohm 702 SM Titrino Bahan : a. Contoh Pelumas merk“x”. b. Larutan campuran khlorobenzen dengan asam asetat glasial (2:1). c. Larutan asam perkhlorat 0,1 N. Cara kerja : a. Ditimbang 1 gram contoh ke dalam beaker glass 100 ml. b. Ditambahkan 60 ml larutan campuran khlorobenzen dengan asam asetat glasial (2:1). c. Disiapkan alat Metrohm 702 SM Titrino dengan elektrodanya. d. Dimasukkan data-data (berat dan identitas sampel) pada alat tersebut. e. Alat akan menitar sampel tersebut secara otomatis sampai batas volume yang ditentukan. f. Hasil penitaran akan dimunculkan oleh alat tersebut dalam satuan mg KOH/g.
37
Perhitungan : Konsentrasi langsung dibaca pada alat.
7. Zat Tak Larut n-heptaneASTM D 4055 Prinsip :
Contoh
dicampur
dipusingkan(diputar)
pada
dengan alat
heptana, pemusing.
dikocok Larutan
dan minyak
didekanter(tuang) dan endapan dicuci sebanyak dua kali dengan heptana, dikeringkan dan ditimbang sampai bobot tetap. Peralatan: 1. Beaker glass 2. Penyaring milipore 3. Oven 4. Desikator 5. Neraca digital Bahan : 1. Larutan heptane 2. Pelumas merk “x” Cara Kerja: b. Ditimbang 50 gram sampel pelumas. c. Larutkan dalam 50 ml heptane. d. Saring dengan penyaring milipore. e. Panaskan endapan dan penyaring dalam oven. f. Ditimbang hingga didapatkan bobot tetap. 8. Kandungan Logam Berdasarkan Metode ICP
Prinsip :
38
Larutan contoh di dalam nebulizer diubah menjadi aerosol. Butiran butiran halus atau aerosol tersebut dibakar dalam pembakar menjadi atom bebasnya. Atom bebas tersebut kemudian tereksitasi dan kembali ke keadaan dasar sambil mengeluarkan sinar emisi. Jumlah sinar emisi yang tertangkap oleh detektor berbanding lurus dengan konsentrasi logam dalam contoh. Absorbansi contoh diplot dengan kurva kalibrasi standar, maka kadar logam dapat dicari. Reaksi: M+X- → M+ + X- → M → M * → M + energi emisi Peralatan: a. Tabung reaksi. b. Labu takar 100 ml. c. ICP-AES. d. Syringe 1 ml. Bahan: a. Larutan xylene. b. Larutan standar.
Prosedur kerja: a. Dipipet contoh 1 ml ke dalam tabung reaksi. b. Ditambahkan 9 ml larutan xylene. c. Dikocok hingga homogen. d. Diperiksa dengan ICP.
Perhitungan : Kadar dapat dilihat langsung dari alat.
D. HASIL PENGAMATAN Berdasarkan hasil
analisis yang dilakukan
terhadap contoh
pelumas merk x tipe tertentu, dengan membandingkan antara pelumas baru dan pelumas bekas dari pelumas tipe ini diperoleh hasil sebagai ber ikut :
E. PEMBAHASAN ANALISIS : o
o
1. Viskositas kinematik pada suhu 40 C dan 100 C Hasil analisis menunjukkan bahwa viskositas kinematik sampel pelumas bekas suhu 40 oC dan 100 oC telah terjadi penurunan dan nilai viskositas tidak sesuai dengan spesifikasi, hal ini dapat disebabkan oleh: a. Adanya kontaminasi dengan bahan bakar b. Tidak bekerjanya viscosity index improver , jika dalam minyak aslinya ditambahkan additive ini c. Tercampurnya pelumas dengan air d. Penambahan pelumas yang memiliki nilai viskositas lebih rendah
40
Penurunan nilai viskositas pada pelumas umumnya diikuti dengan menurunnya nilai titik nyala dari sampel. 2. Indeks Viskositas Indeks viskositas dari pelumas masih sesuai dengan spesifikasi, namun didapat hasil indeks viskositas yang semakin menurun, hal ini menandakan bahwa pelumas tidak tahan terhadap pengaruh suhu. 3. Kandungan Air Hasil
yang
diperoleh
masih
sesuai
dengan
spesifikasi.
Tercampurnya minyak dengan air sedapat mungkin harus kita hindarkan, dikarenakan : a. Membantu terjadinya asam yang menyebabkan karat. (Reaksi : S + O2 →SO2→SO3).
b. Menimbulkan sludge dan emulsi yang dapat menyumbat saluran minyak. c. Dapat melarutkan additive d. Mengurangi daya tahan minyak terhadapaliran listrik(untuk minyak transformer). e. Memecahkan lapisan minyak sehingga timbul kontak antara logam dengan logam. f. Meningkatkan pour point. Tercampurnya
air
dengan
minyak
selama
pemakaian
disebabkan karena adanya kebocoran pada cylinder jacket atau pendingin minyak. g. Titik Nyala Titik Nyala sampel sesuai dengan spesifikasi. Titik Nyala sampel mengalami penurunan, hal ini menunjukkan adanya pengenceran dari minyak yang mengakibatkan mengurangi daya lumas dari minyak. Penurunan nilai titik nyala sampel ini dapat disebabkan oleh kontaminasi oleh bahan bakar. h. Angka basa total
41
Hasil yang diperoleh sesuai dengan spesifikasi. Angka basa total ( total base number ) pada pelumas bekas lebih rendah dari pelumas baru karena sebagian besar telah digunakan untuk menetralisir asam-asam yang terbentuk atau untuk menghancurkan kotoran. Makin rendah kadar sulfur di dalam bahan bakar solar, maka makin sedikit TBN yang diperlukan. Dengan mengukur TBN dapat ditentukan masih layak tidaknya pemakaian pelumas pada mesin. Pelumas bekas masih dapat dipakai jika nilai TBN pelumas diatas 50 % dari TBN awal. i. Zat Tak Larut n-heptane Hasil analisis menunnjukkan bahwa kadar zat tak larut nheptane dalam sampel pelumas bekas sebesar 2,8 %. Bila dibandingkan dengan standar yang ada, maka kandungan zat tak larut n-heptane dalam sampel pelumas bekas melebihi standar maksimum yang berlaku, yaitu 2 %. Hal ini dapat disebabkan oleh : a. Pemakaian minyak pelumas dalam mesin yang terlalu lama. b. Kondisi mesin yang tidak begitu baik. c. Mesin bekerja pada temperature yang terlalu tinggi sehingga menyebabkan oksidasi yang berlebihan. Kehadiran
zat
tak
larut
heptanes
ini
menunjukkan
adanyaoksidasi dalam minyak pelumas dan bahan bakar.Zat ini juga mengandung jelagayang berasal dari hasil pembakaran, debu yang berasal dari udara dan partikel-pertikel logam dari bantalan dan cincin torak. j. Logam Hasil analisis menunjukkan bahwa sampel pelumas yang dianalisis mengandung logam.Keberadaan logam-logam seperti Timah, Timbal,Besi, Tembaga, Alumunium, Kromium dan Seng tersebut menunjukkan adanya keausan pada mesin-mesin yang memakai pelumas tersebut. Keausan ini terjadi akibat gesekan antar komponen mesin. Tingkat keausan dan komponen-komponen yang
42
mengalami keausan dapat diketahui berdasarkan jenis partikel dan konsentrasi partikel logam dalam sampel minyak pelumas yang digunakan
pada
mesin
tersebut.Jadi
pemeriksaan
ini
dapat
memberikan peluang untuk dapat mengetahui kondisi masingmasing komponen mesin.Sedangkan adanya logam silicon dapat berasal dari kotoran dan debu.Untuk kandungan logam Kalsium dan Magnesium sengaja ditambahkan pada pelumas sebagai bahan aditif.Selain itu adanya kandungan logam natrium dapat diketahui bahwa telah terjadi kontaminasi bahan bakar pada sampel.Adanya kandungan logam Natrium dan krom dalam sampel dapat diketahui bahwa sampel telah terjadi kebocoran pada air pendingin pada mesin, hal ini juga ditandai dengan meningkatnya kandungan air pada sampel pelumas bekas yang dianalisis.
BAB IV SIMPULAN DAN SARAN
A. Simpulan Berdasarkan hasil analisis, dapat disimpulkan bahwa contoh pelumas Engine, pelumasbaruyang dianalisis sesuai dengan spesifikasi dan layak untuk digunakan. Sedangkan untuk hasil analisispelumas bekas dari pelumas yang sama tidak sesuai dengan spesifikasi sehingga pelumas sudah tidak layak untuk dipakai.
B. Saran Adapun saran yang dapat diberikan penulis anatara lain : 1. Sebaiknya dilakukan uji akurasi data dari setiap instrumen yang digunakan untuk menjamin data analisis di laboratorium. 2. Faktor Kesehatan dan Keselamatan Kerja (K3) yang sudah diterapkan dengan baik di laboratorium PT CORELAB Indonesia semoga dapat dipertahankan dan ditingkatkan menjadi lebih baik lagi. 3. Hubungan diantara sesama karyawan dan siswa yang melakukan Prakerin sudah tercipta dengan baik dan hal ini tetap harus menjadi hal yang utama dalam setiap kegiatan guna terwujudnya kinerja yang baik.
Akhir kata penulis mengucapkan banyak terima kasih kepada PT CORELAB Indonesia yang telah memberikan bimbingan juga fasilitas selama penulis melaksanakan Prakerin dan semoga kerja sama ini tetap terjalin.
DAFTAR PUSTAKA
Anton J. Hartono. Lekuk Liku – Liku Pelumas. Jakarta: Gramedia.
Anton L. Wartawan. 1983. Minyak Pelumas Pengetahuan Dasar dan Cara Penggunaanya. Jakarta: Gramedia.
Boedhijono, M, K. Lubricant. Unit Pembekalan dan Pemasaran Dalam Neger i III. Jakarta: Pertamina.
Pertamina Lubricants Guide. Pertamina.
Subardjo. 1987. Ketahanan Oksidasi Minyak Pelumas dalam Lembaran Publikasi Lemigas No.1/1987. Jakarta: Lemigas.
Subardjo P. 1985. Melacak Mutu Minyak Lumas dalam Lembaran Publikasi Lemigas No. 4/1985. Jakarta: Lemigas.
Wiranto Wirowartono. 1985. Pengujian Minyak Lumas PenerbanganNo. 1/1990. Jakarta: Lemigas.
LAMPIRAN Lampiran 1. Nilai L dan H untuk Viskositas Kinematik 400-1000C
45
46
Lampiran 2. Struktur Organisasi di PT Corelab Indonesia
47
o
Lampiran 3. Viskometer suhu 40 C
48
o
Lampiran 4. Viskometer suhu 100 C
49
Lampiran 5.Auto Titrator Karl Fischer
50
Lampiran 6.702 SM Titrino Total Base Number
51
Lampiran 7. Flash Point SETA FLASH
