Sistem Pendingin Pada Kapal

SISTEM PENDINGINAN PADA KAPAL

Semakin  banyaknya   kapal yang  beroperasi  pada  saat  ini menuntut  pihak  pemilik  untuk  meningkatkan availability  kapalnya.  Salah  satu  cara  untuk: meningkatkan   availability  kapal  adalah  dengan  meningkatkan keandalannya   melalui  usaha perawatan.   Hal tersebut  dilakukan  untuk  mencegah  kegagalan  kamponen­ komponen  di dalam  sistem yang  dapat  menimbulkan   kegagalan  yang  sifatnya  merusak  keseluruhan  fongsi kapal  yang pada  akhirnya  akan  menyebabkan   tingkat  keselamatan   menurun  dan dapat  membahayakan penumpang   serta  muatan  yang  diangkut.  Penelitian  ini merupakan  studi  terhadap  aplikasi  teori keandalan sebagai  alat untuk  mengevaluasi   perawatan   sistem pendingin   air tawar.  Dalam  evaluasi,  pendekatan   yang dilakukan  Reliability   Block  Diagram  (RBD).  Hasil  dari penelitian   ini menunjukkan   bahwa  nilai  indeks reliability  sistem  sebesar  0,36. Selanjutnya   perawatan   berupa pemeriksaan   harus  dilakukan  paling  lambat sebelum  wakiu  operasi  mencapai  340 jam.  Namun  untuk menjaga  agar nilai  indeks  reliability   0,7 sebaiknya dilakukan  setiap 175  jam  operasi  (8,5 hari}. Beberapa  komponen  yang perlu  mendapatkan   perhatian  khusus antara  lain: heat  exchanger,  pompa;  thermostat,  filter.

Mengingat sebagian besar sistem yang ada di atas kapal bekerja secara terus menerus sepanjang daerah operasinya maka tak terhindar dari terjadinya keausan-keausan pada komponen-komponen dari sistem tersebut yang akan menurunkan performa atau kinerja sistern bahkan terjadi suatu kegagalan. Sehingga perlu adanya penelusuran pengaruh-pengaruh dari kegagalan komponen atau item-item individu sesuai dengan level sistem. Secara kritikal, item-item khusus dapat dinilai dan tindakan perbaikan diperlukan untuk memperbaiki desain atau dengan kata lain mengevaluasi desain sistem dengan melihat bermacam-macam mode kegagalan sistem.

Kegagalan dan perbaikan merupakan hal yang penting dalam memprediksi prilaku dari suatu sistem pada masa yang akan datang. Dengan melakukan evaluasi tingkat kegagalan dan keberhasilan suatu sistem, maka kita dapat memprediksi tingkat kegagalan atau keberhasilan pada perawatan yang akan datang. Dengan demikian maka  perlu adanya  suatu usaha pemodelan perawatan agar  sistem  dapat berfungsi sebagaimana mestinya,

Salah  satu  sistern  layanan  permesinan  yang  dipandang  perlu  dilakukan  analisa  yang  mendalam terhadap keandalannya adalah sistem layanan pendinginan mesin utama. Tujuan sistem pendingin adalah untuk mempertahankan temperatur operasi mesin yang paling efisien pada setiap kecepatan dalam segala kondisi. 

Menurut Maleev( 1986) bahwa f1uida pendingin menyerap sebagian panas yang dihasilkan oleh pembakaran di dalam silinder sebanyak 15-35%. Hasil pengujian menunjukkan bahwa 25% sampai 35% dari hasil pembakaran merambat ke dalam dinding silinder dan harus dibuang. Oleh sebab itu pembuangan panas melalui sistem pendinginan mesin sangat penting. Namun jika  terjadi kegagalan pada sistem pendinginan mesin utama ini, maka akan dikhawatirkan bahwa seluruh kinerja di atas kapal akan mengalami kegagalan dan menurunkan tingkat efisiensi dan availability dari kapal tersebut. Ada dua macam sistem pendinginan yaitu :

•    Sistem Pendinginan Terbuka

•    Sistem Pendinginan Tertutup

Adapun perbedaan sistem pendinginan terbuka dan tertutup ialah:

•    Sistem Pendinginan Terbuka

Pada sistem pendinginan terbuka,  fluida pendingin masuk kebagian mesin yang akan didinginkan, kemudian fluida yang keluar dari mesin langsung dibuang ke laut. Fluida yang digunakan pada sistem pendinginan  ini  dapat  berupa  air  tawar  ataupun  air  laut,   Sistem  ini  kurang  menguntungkan  dalam  hal operasional. Dimana apabila fluida yang digunakan adalah air tawar maka akan menyebabkan biaya operasional yang tinggi dan tidak ekonomis. Sedangkan apabila menggunakan air laut dapat menyebabkan kerusakan pada komponen mesin dan akan terjadi endapan garam pada komponen mesin yang didinginkan. 

Sistem Pendingin Kapal Terbuka

Keterangan :

1. Saringanlaut (sea chest)                            6.  Tangki pendingin

2. Katup / valve                                               7.   Thermometer

3. Saringan                                                      8.   Mesin induk   

4. Pompa                                                          9.   Pipa buang                                     

5. Katup pengaman                                     

Bila ditinjau dari segi konstruksi sistem pendinginan langsung mempunyai keuntungan yaitu lebih sederhana dan daya yang diperlukan untuk sirkulasi air lebih kecil dibandingkan dengan sistem pendinginan tidak langsung. Selain itu dapat menghemat pemakaian peralatan, karena pada sistem ini tidak memerlukan tangki air dan tidak memerlukan banyak pompa untuk mensirkulasikan air pendingin. Adapun kerugian dari sistem pendinginan langsung ini adalah pada instalasi perpipaannya mudah sekali terjadi pengerakan (karat) karena air laut ini bersifat korosif serta air pendingin sangat terpengaruh dengan temperatur air laut.

•    Sistem Pendinginan Tertutup 

Sistem pendinginan tidak langsung menggunakan dua media pendingin, yang digunakan adalah air tawar dan air laut. Air tawar dipergunakan untuk mendinginkan bagian-bagian motor, sedangkan air laut digunakan untuk mendinginkan air tawar, setelah itu air laut langsung dibuang keluar kapal dan air tawar bersirkulasi dalam siklus tertutup. Sistem pendinginan ini mempunyai efisiensi yang lebih tinggi dan dapat mendinginkan bagian-bagian motor secara merata.

Sistem pendinginan air tawar  (Fresh  Water Cooling System) rnelayani komponen-kornponen dari mesin induk ataupun mesin bantu meliputi: main engine jacket, main engine piston, main engine injektor. Air tawar pendingin mesin yang keluar dari mesin disirkulasikan ke heat exchanger, dan di dalam alat inilah air tawar yang memiliki suhu yang tinggi akan didinginkan oleh air laut yang disirkulasikan dari sea chest ke alat heat exchanger. Peralatan-peralatan  lainnya pada sistem ini antara lain pengukur tekanan pada section dan discharge line pump, termometer pada pipa sebelum dan sesudah penukar panas, gelas pengukur/gauge glass masing-masing pada expansion tank dan drain tank. Pengatur suhu umumnya dilengkapi dengan mekanisme otomatis dengan katup tree way valve untuk mengatur aliran by pass air pendingin yang diijinkan. 

Pada sistem pendinginan dengan air laut, air laut masuk ke sistem melalui high and low sea chest pada tiap sisi kapal. Setiap sea chest dilengkapi dengan sea water valve, vent pipe, dimana pipa udara ini dipasang setinggi atau lebih dari sarat kapal untuk membebaskan udara atau uap dan blowout pipe untuk membersihkan sea chest. 

Keterangan:

A. Bak persediaanair tawar

B. Bejana pendingin

C. Pompa untuk air tawar

D. Pompa untuk air laut

E. Saringan-saringan

F. Saluran buang air untuk laut

G. Saluran pemasuk untuk permukaan air yang rendah

H. Saluran pemasuk untukpermukaan air yang tinggi / keruh

Sistem Pendingin Kapal Tertutup

Keandalan adalah probabilitas dari suatu item untuk dapat melaksanakan sebuah fungsi yang telah ditetapkan, pada kondisi   pengoperasian   dan   Iingkungan  tertentu   untuk   periode   waktu   yang   telah ditentukan(O'Connor, 1991). Keandalan pada keseluruhan sistem di kapal akan mempengaruhi availability dari kapal. Untuk itu diperlukan langkah unruk mempertahankan. keandalan dari sistem di kapal terutama untuk sistem-sistern  yang  kritis  yang  dapat mengakibatkan  kegagalan  operasi  secara  tiba-tiba  apabila  terjadi kerusakan  pada  komponen  sistem  tersebut,  Keandalan merupakan  besarnya  kemungkinan  keadaan  sistem pendingin dalam keadaan tidak rusak. Sehingga secara ideal sistem pendingin yang dirancang dengan faktor keamanan 100% yaitu dengan kondisi material dan kondisi Iingkungan yang ideal mempunyai harga keandalan:

R=IatauR=100%

Dengan adanya kernungkinan  kerusakan  (failure)  maka  keandalan (reliability)  dari  sistem  pendingin atau komponen akan berkurang yaitu:

R=1-F

Failure Modes, Effect. and Criticality Analysis (FMECA) merupakan suatu metode yang bertujuan untuk mengevaluasi desain sistem dengan mempertimbangkan bermacam-macam mode kegagalan dari sistem yang terdiri dari  komponen-komponen  dan  menganalisa pengaruh-pengaruhnya  terhadap  keandalan  sistem tersebut. Dengan penelusuran pengaruh-pengaruh kegagalan komponen sesuai dengan level sistem, item-item khusus yang kritis dapat dinilai dan tindakan-tindakan perbaikan diperlukan untuk memperbaiki desain dan mengeliminasi atau mereduksi probabilitas dari mode-mode kegagalan yang kritis.   Teknik analisa ini lebih menekankan pad a  hardware-oriented  approach  atau  bottom-up.  Dikatakan  demikian  karena  anaJisa yang dilakukan,  dimulai  dari  peralatan  yang  mempunyai  level  terendah  dan  meneruskannya  ke  sistem  yang merupakan tingkat yang lebih tinggi.