## METEOR STIP MARUNDA
ISSN    : 1979 – 4746 EISSN  : 2685 - 4775

## JURNAL PENELITIAN ILMIAH SEKOLAH TINGGI ILMU PELAYARAN
Analisa Pengisian Hisapan Udara Saat Terjadinya Penurunan Tekanan Kompresi Pada Compressor Piston Vertical Two Stage Dalam Kegiatan Praktek Taruna STIP Di Laboratorium Permesinan Bantu
Effendi, M. Hasan Habli, Pande I. S Siregar
Sekolah Tinggi Ilmu Pelayaran Jakarta Jl. Marunda Makmur No. 1, Cilincing, Jakarta Utara. Jakarta 14150

## Abstract
This research is motivated by indications that there has been a decrease in performance on the compressor, namely the increase in the length of time used by the compressor to fill the storage tube. Efforts to overcome the  decrease  in  compression  pressure  on  air  compressors  include  carrying  out  correct  and  regular maintenance and repairs according to with maintenance books.
The purpose of this study was to determine the factors causing the decrease in the performance of the suction valve  and  pressure  valve  on  the  air  compressor  and  the  factors  causing  leakage  in  the  compression compression  system  of  the  air  compressor.  The  method  used  in  this  research  is  descriptive  qualitative method, using literature study and laboratory studies.
The discussion of this study conducted experiments on compressor engines and calculations to determine the performance derivative from the air filling side. The results of the discussion of this study the compressor used  in  the  air  pressure  system  of  the  Auxiliary  Machinery  Laboratory  experienced  a  decrease  in performance.
The  conclusion  obtained  in  this  study  from  these  conditions  was  that  the  filling  of  the  air  storage  tube increased by 13 minutes from the time it should have.
Key Words : Compressor, storage tube, auxiliary machine laboratory

## Abstrak
Penelitian  ini  dilatarbelakangi  adanya  indikasi  telah  terjadi  penurunan  kinerja  pada  kompresor  yaitu  bertambah lamanya waktu yang digunakan kompresor untuk mengisi storage tube. Upaya dalam mengatasi penurunan tekanan kompresi pada kompresor udara antara lain dengan melakukan perawatan dan perbaikan yang benar dan teratur sesuai dengan maintenance book.
Tujuan  dari  penelitian  ini  untuk  mengetahui  faktor  penyebab  penurunan  kinerja  katup  hisap  dan  katup  tekan  pada kompressor udara dan faktor penyebab kebocoran pada sistem pemampatan kompresi dari kompressor udara. Metode yang digunakan pada penelitian ini yaitu metode deskriptif kualitatif, dengan menggunakan metode studi pustaka dan studi laboratorium.
Pembahasan penelitian ini melakukan percobaan pada mesin kompresor dan perhitungan untuk mengetahui turunan kinerja dari sisi pengisian udara. Hasil dari pembahasan penelitian ini kompresor yang di pergunakan dalam air presure system Laboratorium Permesinan Bantu mengalami penurunan kinerja.
Kesimpulan yang di dapat pada penelitian ini dari kondisi tersebut pengisian tabung penyimpanan udara bertambah 13 menit dari waktu yang seharusnya.
Copyright @2022, METEOR STIP MARUNDA, ISSN : 1979-4746, eISSN : 2685-4775 Kata kunci : Kompresor, storage tube, laboratorium mesin bantu
1. PENDAHULUAN

## 1.1 Latar Belakang
Kompresor udara yaitu permesinan  bantu  yang  menghasilkan udara  bertekanan.  Sehubungan  dengan fungsi udara bertekanan sangat penting di atas  kapal,  maka  sebagai  representasi menjalankan  fungsi  kompresor  udara dilakukan  percobaan  di  Laboratorium Permesinan  Bantu  dengan  jenis  mesin compressor  piston  vertical  two  stage. Dalam  hal  ini  kompresor  tentunya  harus mendapatkan  perhatian  khusus  di  dalam melaksanakan perawatan dibanding permesinan bantu yang lainnya. Sehingga kompresor  udara  ini  dapat  digunakan sesuai  dengan  fungsinya  agar  tidak mengganggu  kelancaran  pengoperasian nantinya.  Prioritas  di  kapal  berbeda-beda antara satu perusahaan dengan perusahaan
lainnya mengenai pengoperasian, perawatan  permesinan  dan  persediaan suku  cadang.  Perawatan  harus  di  tunjang dengan adanya perencanaan, dokumentasi, dan persediaan suku cadang yang baik agar dapat maksimal.
Dengan adanya perawatan yang baik, gangguan-gangguan pada permesinan dapat dihindari.
Penelitian  ini  dilatarbelakangi adanya  indikasi  telah  terjadi  penurunan kinerja  pada  kompresor  yaitu  bertambah lamanya waktu yang digunakan kompresor untuk mengisi storage tube. Upaya dalam mengatasi  penurunan  tekanan  kompresi pada  kompresor  udara  antara  lain  dengan melakukan perawatan dan perbaikan yang benar dan teratur sesuai dengan maintenance book.
1.2 Tujuan dan Manfaat Penelitian
a. Tujuan Penelitian
1) Untuk mengetahui faktor penyebab  penurunan  kinerja katup  hisap  dan  katup  tekan pada kompressor udara. 2) Untuk mengetahui faktor penyebab kebocoran pada sistem  pemampatan  kompresi dari kompressor udara.
b. Manfaat Penelitian
1) Penelitian  ini  dapat  berguna sebagai masukan dan menambah pengetahuan tentang  kompressor  dengan terjadinya  penurunan  kinerja
hisapan udara pada kompressor udara. 2) Manfaat  penelitian  ini  di khususkan untuk bidang akademik  hasil  penelitian  di harapkan dapat menjadi tambahan pustaka yang berguna  bagi  pengembangan ilmu khususnya jurusan teknika Sekolah Tinggi Ilmu Pelayaran Jakarta dan bagi penelitipeneliti selanjutnya. 3) Menambah  informasi  bagi  para pembaca sehingga dapat bermanfaat  untuk  meningkatkan perawatan  dan  kerja  kompressor udara sebagai penunjang pengoperasian  permesinan  kapal nantinya.

## 2. LANDASAN TEORI
2.1 Sistem Penyediaan Udara Bertekanan
Udara  bertekanan  yang  tersimpan  di dalam tabung di kapal dipergunakan untuk menstart mesin, baik ntuk mesin penggerak  utama  kapal  (main  engine) maupun mesin bantu (auxiliary engine/generator engine). Udara
bertekanan diperoleh dari sistem penyediaan udara bertekanan (compressed air  system),  yang  terdiri  dari  kompresor bertekanan  tinggi,  tabung  penyimpanan yang  dilengkapi  dengan  katup-katup pengaman serta pipa-pipa distribusi [1].

## 2.2 Kompresor
Kompresor merupakan peralatan utama untuk  menghasilkan  udara  bertekanan. Menurut  sistem  kerjanya  kompresor dibedakan  menjadi  dua,  yaitu  Kompresor Kerja  positip  (positive  displacement compressor), yang prinsip kerjanya adalah menaikkan tekanan diperoleh dengan cara memperkecil  atau  memampatkan  volume gas  yang  diisap  kedalam  silinder  atau stator  oleh  torak,  dan  jenis  kompresor lainnya  adalah  Kompresor  Dinamik  (non positive  displacement  compressor),  yang prinsip kerjanya adalah menaikkan tekanan  dan  kecepatan  gas  dengan  gaya sentrifugal yang ditimbulkan oleh impeller [2].
Jadi  dari  definisi  tersebut  dapat disimpulkan  bahwa  kinerja  adalah  proses untuk mendapat hasil kerja seseorang atau
kelompok yang di dukung oleh keterampilan,  kemampuan  dimana  hal tersebut dipengaruhi oleh faktor individu,
faktor psikologis dan faktor kelompok atau team work untuk menyelesaikan tugas dan tanggung jawabnya dalam ranah kebijakan perusahaan atau organisasi tanpa
melakukan kesalahan.
Penentuan  atau  pemilihan  suatu  jenis kompresor  adalah  berdasarkan  besarnya kapasitas aliran udara (m3/h) dan tekanan pemampatan (bar). Untuk kapasitas kecil, dibawah 200 m3/h, kompresor yang sesuai untuk dipergunakan adalah jenis kompresor  torak.  Untuk  tekanan  akhir kompresi  diatas  11  kgf/cm2  (G,  tekanan lebih)  menggunakan  kompresi  bertingkat [3].
2.3 Teory Kompresi
a. Kenaikan Tekanan
Persamaan gas ideal, sesuai dengan hukum Boyle-Charles [4] :
𝑃𝑣
= 𝑅𝑇 ……………………………………… …………………………….(2.1)
Dimana :
P : Tekanan mutlak (kgf/m2
) atau Pa v : Volume spesifik (m3
/kgf)
R  :  Konstanta  gas,  untuk  udara lembab  =
29.24 (m/K)
T : Temperatur mutlak (K)
Sehingga persamaan 2.1 dapat juga ditulis
𝑃𝑣 𝑇 = 𝑅 = 𝑡𝑒𝑡𝑎 p
b. Perubahan Temperatur
Jika gas dikompresi, maka temperaturnya akan berubah, tergantung  pada  jenis  proses  kompresi yang dialami.
1) Proses Kompresi Isotermal Pada  proses  ini  temperatur  dijaga tetap.  Jadi  tidak  ada  perubahan temperature.
2) Proses Adiabatik Pada  Proses  adiabatik  tidak  ada energi  panas  yang  keluar  maupun
masuk  ke  sistem,  sehingga  seluruh kerja mekanis yang diberikan dalam proses  ini  akan  dipakai  untuk menaikkan temperatur gas.
2.4  Kompresor Torak
a. Volume Langkah Torak [5]Prinsip  kerja  kompresor  torak seperti terlihat pada Gambar 2.1
Gambar 2.1 Diagram Tekanan-Volume kerja
kompresor torak b. Efisiensi Volumetris Efisiensi volumetris adalah perbandingan  antara  kapasitas nyata yang dihasilkan kompresor dengan kapasitas teoritis. 𝑛𝑣 = 𝑄𝑠 𝑥 100%……………………….(2.7)
Dimana  :  Qs  :  Volume  gas  yang dihasilkan  secara  nyata,  pada kondisi  tekanan  dan  temperatur isap (m3/min)
c. Daya Adiabatik Daya  adiabatik  adalah  daya  hasil perhitungan
teoritis yang
diperlukan  untuk  menggerakkan poros  kompresor.  Daya  adiabatik teoritis  dapat  dihitung  dengan menggunakan persamaan [6] : 𝐿 = 𝑚𝑘 . 𝑃𝑠𝑄𝑠 𝑃𝑑 𝑘𝑚𝑘 −1  −  1] ( 𝑘𝑊 ) ………………………………….( 2.9) 𝑎𝑑 𝑘 −1 [( ) 6120 𝑃
Dimana :
Ps : Tekanan isap tingkat pertama (kgf/cm2 , abs)
Pd  :  Tekanan  keluar  tingkat terakhir (kgf/cm2,abs) Qs  :  Vol.  Gas  yang  keluar  dari tingkat terakhir (m3/min), dinyatakan pada kondisi tekan dan temperatur isap
k  =1.401  m  :  Jumlah  tingkat kompresi

## 3. METODE
3.1 Diagram Alir Penelitian
Penelitian  ini  dilakukan  melalui  beberapa tahapan,  adapun  urutan  tahapan  yang dilalui adalah seperti terlihat pada Gambar 3.1
3.2 Prosedur Alir Penelitian
Prosedur yang dilakukan dalam penelitian ini adalah agar diperoleh data yang sesuai dengan tujuan penelitian. Adapun
prosedurnya adalah sebagai berikut [7]:
1.  Memastikan  bahwa  semua  alat  ukur bekerja sesuai standar
2. Menentukan titik-titik pengambilan data 3. Mengukur waktu yang diperlukan untuk pengisian
Gambar 3.2 : Kompresor Torak type MS- 70K
Gambar 3.3 : Penampang Kompresor Torak type MS-70K
a. Tabung Penampung udara bertekanan Gambar 3.3: Tabung penyimpanan udara bertekanan Mul Pengujian Perbaik Dat  Hasi Spesifikasi Sistem Bertekan Pencatatan - dat Lapanga Perbaik  Kompres Perhitungan Data Pencatat Perhitungan Teoriti Seles
Peralatan  Yang  Dipergunakan  Peralatan yang dipergunakan untuk penelitian adalah sebagai berikut :
➢ Pressure  gauge,  untuk  mengetahui tekanan
➢ Stopwatch, untuk menghitung penggunaan waktu Elemen-elemen utama pada system penyediaan udara bertekanan di atas kapal adalah : ➢ Kompresor
➢ Tabung penampung udara bertekanan
b. Kompresor Jenis  kompresor  yang  dipergunakan
untuk menghasilkan udara bertekanan adalah  kompresor  Torak  satu  silinder dua tingkat.

## 4. Hasil Dan Pembahasan
4.1 Data Hasil Percobaan
a. Spesifikasi Kompresor
➢ Merek : NK Type; MS-70K, Water
Cooler
➢ Daya : 6 kW
➢ Dia. Silinder Tk. I : 80mm
➢ Dia. Silinder Tk. II : 70mm
➢ Panjang langkah : 60mm
➢ Tekanan kerja : 29.42 bar
➢ Kapasitas : 15 m3
/h ➢ Jumlah silinder : 1 (satu) silinder
➢ Jumlah tingkat : 2 tingkat kompresi
➢ Perbandingan  volume  sisa  (Ɛ)  :
0.12
➢ Motor penggerak
- Daya : 10 kW - Putaran : 1500 rpm
Waktu pengisian yang diperlukan:
Gambar 4.1 Skema kompresi 1 silinder dua tingkat tekanan dengan intercooler
Gambar 4.2 Diagram Presure – Volume Kompresi 2 tingkat dengan intercooler
b. Data Hasil Pencatatan Penelitian
1) Temperatur udara masuk compresor adalah pada temperatur : 27 0C
2) Tekanan udara : 1 atm absolut.
3) Tabung Udara Bertekanan
➢ Bentuk : Silindris
➢ Diameter : 750 mm
➢ Panjang : 2000 mm
4) Tekanan kerja : 29.42 bar
5) Waktu  pengisian  1  tabung  :  1 jam  55  menit  (dihitung  pada saat tabung tekanan 1Atm abs, hingga switch off) 4.2 Pembahasan 1. Selisih  antara  kapasitas  teoritis (27.12m3 /h) dan kapasitas sesuai spesifikasi  (15  m3/h)  merupakan kerugian yang tidak bisa dihindarkan. Dari hasil perhitungan efisiensi volumetrisnya sebesar 55.31%. 2. Bertambahnya waktu untuk pengisian sebesar 13 menit disebabkan  oleh  berbagai  faktor, yang diantaranya adalah terjadinya Ud atm P 1 ( At Q ( m 3 /ja ) P 2 (3 ba Lo Press Hi Press Interc
kebocoran pada katup-katup kompresi  tingkai  I  (low  pressure) dengan tingkat II (high pressure) di dalam  kompresor  dan  adanya keausan pada cincin/ ring piston.
3. Selisih  antara  daya  poros kompresor  sesuai  spesifikasi kompresor  (6  kW)  dengan daya  mesin  penggerak  yang diperlukan  secara  teoritis (5.28 kW) kemungkinan belum diperhitungkannya kerugian mekanis yang terjadi  di  dalam  kompresor, yaitu  daya  yang  diperlukan untuk melawan gesekan antara  ring  piston  dengan dinding  silinder  (untuk  low pressure  dan  high  pressure)
dan gesekan pada bantalan.

## 5. Kesimpulan Dan Saran
5.1 Kesimpulan Berdasarkan  hasil  pembahasan  yang  di lakukan  peneliti  maka  dapat  disimpulkan Kompresor  yang  dipergunakan  dalam  air pressure system di Laboratorium Permesinan Bantu yang mengalami penurunan kinerja dari sisi pengisian udara. Kapasitas udara yang dihasilkan seharusnya
15  m3/h  (sesuai  spesifikasi), turun  menjadi
13.32 m3/h, sehingga efisiensi volumetrisnya yang semula 55.31% menjadi
49.12%,  Akibat  dari  kondisi  tersebut pengisian tabung penyimpanan udara bertambah  13  menit  dari  waktu  yang seharusnya.
5.2 Saran
Dari kesimpulan diatas yang didapat penulis memberikan  saran  terhadap  permasalahan yang terjadi, yaitu :
1. Jaga  pelumasan  kompresor  sebaik- baiknya  untuk  mengurangi  kecepatan keausan yang terjadi pada bagian-bagian yang bergesekan.
2. Untuk  mengembalikan  agar  kapasitas udara  dari  kompresor  ke  kinerja  pada saat  awal  perlu  dilakukan  perbaikan/ perawatan  pada  ring  piston  juga  pipa- pipa water cooler.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] iskandar arif, Evaluasi Penurunan
Tekanan Pada Pemipaan Sistem Udara
Bertekanan . 2018.
[2] Yulianto S Nugroho dan Adi Surjosatyo, Termodinamika Teknik . 2004.
[3] H. T. Sularso, Pompa dan Kompresor . 2006.
[4] D. N. Astu Pudjanarsa, Mesin Konversi Energi . 2006.
[5] A. Faisal Yanuar, Pemilihan Kompresor Pada Instalasi Udara Bertekanan Sistem Pneumatik Hydrolik di Pressure Tank Line Indoor PT PJB . 2016.
[6] Sunarwan, “Potensi Penghematan Energi Pada Kompresor,” Univ. Mercu Buana ,
vol. IX, no. 1, pp. 72–78, 2015.
[7] D. S. Fritz Dietsel, Turbin, Pompa & Kompresor . 1980.
[8] Zulkifli Harahap, Pompa dan Blower Sentrifugal . 1993.