## PERANCANGAN MESIN PRESSURE TEST UNTUK ANALISA HASIL KEBOCORAN PADA BOTOLPLASTIK
Soeleman 1 , Ikbal Sutia 2
1,2 Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Jakarta Jl. Cempaka Putih Tengah 27 Jakarta, DKI Jakarta, Indonesia
E-mail: soeleman@yahoo.com

## ABSTRAK
Mesin  Pressure  Test  adalah  suatu  mesin  yang  digunakan  untuk  menganalisa kebocoran  dengan  sistem  pneumatic  bolak  –  balik  secara  vertical.Dalam penelitian  ini  direncanakan  suatu  sistem  pneumatic  yang  digunakann  untuk menggerakan mesin pressure test. Pemilihan komponen – komponen untuk sistem ini sebagian besar mengacu kepada komponen – komponen yang ada di pasaran. Sistem pneumatic ini dapat menggerakan mesin pressure test antara 5  – 10 detik (s).  Pengetahuan  tentang  desain  dan  fungsi  komponen yang  sesuai  digabungkan kedalam  sistem  kontrol  pneumatic  adalah  penting  sebelum  sistem  direncanakan dan  di  buat.  Begitu  juga  dengan  alat  pressure  test  botol  dibuat  untuk memudahkan  dalam  hal  analisa  kebocoran  pada  jerigen.  Perancangan  alat pressure  test  ini  dibuat  dengan  system  pneumatic  dengan  menggunakan  silinder single acting,  baja UMP 80 sebagai penampang, Relay sebagai penghubung dan pemutus  arus  pada  sistem  kontrol,  pressure  regulator  sebagai  pengatur  tekanan dan  timer  sebagai  pengatur  waktu  tekanan.  Sistem  perancangan  alat ini  di  buat untuk kapasitas botol 50 ml – 1000 ml dengan daya yang bertekanan

## Kata kunci : Pressure Test, Pneumatik

## 1.PENDAHULUAN
Silinder  kerja  tunggal  mempunyai  seal  piston  tunggal  yang  dipasang  pada  sisi suplai udara bertekanan.  Pembuangan udara pada sisi batang piston silinder dikeluarkan ke  atmosfir  melalui  saluran  pembuangan.  Jika  lubang  pembuangan  tidak  diproteksi dengan sebuah penyaring akan memungkinkan masuknya partikel halus dari debu ke dalam silinder  yang  bisa  merusak  seal. Mesin  pressure  test  dibuat  dengan  tujuan  untuk mempermudah  analisa  kebocoran  pada  botol  50  ml  –  1000  ml.  Untuk  menganalisa kebocoran  diperusahaan  yang  memproduksi  botol  –  botol  plastic  yang  berbahan PP (Polyprophiline) , PVC, PET  (Poly  Ethilene  Thetraplete),  HDPE  (High  Density  Poly Ethilene),  LDPE  (Low Density  Poly  Ethilene) .  Volume  dan  berat  botol  yang  beragam kadang  menyulitkan  dalam  menganalisa  kebocoran  baik  itu  pada  botol  maupun tutup,karena tingkat pressure manual yang dilakukan oleh manusia hanya terbatas.Untuk itu dibuatlah suatu mesin pressure .
Dengan  kapasitas  tekan  yang  akan  di  cari  maka  analisa  kebocoran  dapat  terlihat  pada bagian  tutup  botol  maupun  pada  botol  itu  sendiri.  Mesin  pressure  test  dibuat  dengan beberapa komponen, Yaitu :
1. Baja UMP80
2. Plat Baja dengan Ketebalan 10 mm (Plat Penekan, Penampang Atas)
3. Baja Siku (Dudukan Pressure Regulator & Selenoid Valve)
4. Akrilik Size 6 mm (Dudukan Timer, Switch On & Emergency Stop)
5. Plat Baja Size 55 mm (Sebagai Alas Penampang)
6. Silinder Single Acting
7. Pressure Regulator
8. Relay 230 V
9. Timer (Omron)
10. Karet dengan tebal 10 mm
11. Switch On dan Emergency Stop

## 2. DIAGRAM ALIR
Gambar 1. Diagram Alir Penelitian
Mulai Pengumpulan Data Pembuatan Konsep Perancangan, bahan dan alat Pembelian bahan dan alat Bahan dan alat tersedia ? Perakitan Sesuai ukuran dan gambar ? Pengujian Mesin Bekerja Pembuatan Data Selesai Tidak Tidak Ya Ya Analisa Tidak Ya

## 3. METODE PENELITIAN
Perancangan  alat  ini  di  laksanakan  di  CV.  Makmur  Jaya  yang  berletak  di  Bekasi timur kemudian di uji di lab mesin fakultas teknik universitas muhammadiyah jakarta. ini dilakukan dalam beberapa tahapan yaitu meliputi perancangan alat, pembuatan alat, dan pengujian alat.

## 4. DATA HASIL PENELITIAN 4.1 Pengoperasian Alat Kerja
1. Atur pressure regulator sebelum mesin pressure test digunakan. Berapa bar yang di butuhkan untuk menguji benda kerja tersebut.
2. Posisikan botol di bawah plate penekan yang sebelumnya di beri alas kertas untuk memperjelas tetesan air yang keluar dari botol bila terjadi reject bocor.
3. Atur timer yang dibutuhkan antar 1-10 detik.
4. Tekan tombol ON berwarna hijau, maka mesin akan memulai dengan kuat tekana yang telah diatur sebelumnya dan lama waktu yang telah di atur.
5. Bila  tekanan  terlalu  tinggi  biasanya  tutup  akan  terlepas  dari  botol  untuk mengehentikan  hal  tersebut  maka  kita  dapat  menekan  tombol  EMERGENCY STOP berwarna merah.
6. Bila  tidak  terjadi  kesalahan  maka  plate  penekan  akan  kembali  seperti  semual setelah lama waktu yang telah ditentukan.

## 4.2 Pengujian Alat Kerja
1. Botol  yang  di  gunakan  untuk  pengujian  adalah  botol  sidia  85  ml  dengan  bahan plastic HDPE.
2. Harus dipastikan sebelumnya kondisi alat dalam keadaan bersih, kering dan aman saat  di  gunakan.  Dengan  tujuan  agar  saat  test  kebocoran  berlangsung  kita  dapat mengetahui  air  (media  uji)  berasal  darimana  dan  seberapa  banyak  cairan  yang keluar.  Disarankan  agar  fluida  cair  bersifat  berwarna  dengan  tujuan  agar  bisa membedakan mana air yang sedang di uji dan mana air yang berasal dari tempat lain.
3. Simpan  botol  dengan  kondisi  terlentang  dan  posisi  bottom  botol  tepat  di  bawah plate penekan. Tujuan ini bermaksud agar tekanan di area bottom dapat menekan kearah lips botol atau top botol.
4. Atur  tekanan  pada  pressure  regulator.  Untuk  mengetahui  tekanan  yang  di butuhkan  seberapa  besar  kuat  tekanan  yang  akan  di  gunakan  dan  seberapa  lama waktu  yang  dibutuhkan  untuk  menguji  kebocoran  pada  botol  dapat  kita  lakukan dengan beberapa tahapan sebagai berikut.
5. Dari  hasil  analisa  diatas  maka  dapat  kita  simpulkan  bahwa  pressure  dan  timer yang tepat untuk di gunakan pengujian kebocoran pada botol sidia 85 ml adalah 2 bar dengan timer 10 detik.
Tabel  4.1 Pengaruh waktu tekan dan besar daya tekan pada pengujian mesin pressure test

## 4.3 Dasar-dasar Perhitungan 4.3.1 Langkah pengambilan data
Sebelum  pengambilan  data  dimulai  perlu  disiapkan  bahan/alat  yang  mendukung  dalam pelaksanaan pengambilan data tersebut adalah:
a. Kompresor
b. Manometer
c. Stop Watch
d. Benda Kerja
Langkah-langkah pengambilan data.
1) Hidupkan kompresor sampai tekanan minimal 4 bar
2) Hidupkan rangkaian kontrol elektropneumatik(sensor-sensor)
3) Sambungkan kabel mesin pressure dengan stop kontak
4) Pengambilan data dilakukan masing-masing tiga kali percobaan.

## 4.3.2 Perhitungan debit udara dan kecepatan udara secara teoritis
Kecepatan adalah besaran vector jika benda dalam waktu (t) mengalami perpindahan atau jarak (s).
𝑉 = 𝑘𝑒𝑐𝑒𝑝𝑎𝑡𝑎𝑛 = 𝐽𝑎𝑟𝑎𝑘 𝑊𝑎𝑘𝑡𝑢 = 𝑠 𝑡 Diketahui :
Diameter silinder (D) = 56 mm = 0.056 m Diameter Batang torak (d) = 20 mm = 0.020 m Langkah maksimal (S) = 294 mm = 0.294 m Tekanan udara (Pe) = 2 bar Banyaknya langkah = 1
Dengan  data  yang  dikatehui  diatas,  maka  kece[atan  maju  torak  dapat  dihitung  dengan rumus sebagai berikut :
Perhitungan debit udara dan kecepetan udara secara Teoritis
𝑉 = 𝑞 𝐴 q = banyaknya udara yang diperlukan (liter / menit)
Pengujian Pressure Regulator / Pe (Bar) Timer (S) Banyaknya langkah 1 2 3 4 5 6 1 1 1.5 1.5 2 2 1 – 5 6 – 10 1 – 5 6 – 10 1 – 5 6 – 10 1 1 1 1 1 1
A = Luas penampang (m 2 ) 𝐴 = 𝜋 (𝐷) 2 4 𝐴 = 3,14(0,056) 2 4 𝐴 = 0,0025  𝑚 2 q = 2 A.S.n. (𝑃𝑒+𝑃 𝑎𝑡𝑚 ) 𝑃 𝑎𝑡𝑚 = 2 𝜋(𝐷) 2 4 .S.n. (𝑃𝑒+ 𝑃 𝑎𝑡𝑚 ) 𝑃𝑎𝑡𝑚 = 2 3,14 (0,056) 2 4 . 0,294.1 (2+1) 1
= 2 x 0.0025 x 0,882 = 0,00441 m 3 /mnt = 4,41 dm 3 /mnt ≈ 4,41 ltr/mnt
𝑉 𝑚𝑎𝑗𝑢 = 𝑞 𝐴 = 0,00441 𝑚 3 /𝑚𝑛𝑡 0,0025 𝑚 2 = 1,764 m/mnt = 0,0294 m/dtk
Perhitungan kecepatan dan debit udara secara Faktual
𝑉 = 𝑆 𝑡 V = Kecepatan torak (m/detik) S : Langkah Maksimal (m) t : Waktu ditempuh (detik)yang Kecepatan  waktu  yang  diperlukan  dalam  satu  pengujian  dibutuhka  5  –  10  detik,  maka kecepatan dapat dihitung sebagai berikut :
V dalam 5 detik
𝑉 = 𝑆 𝑡 𝑉 = 0,294 5
V = 0,0588 m/detik V dalam 10 detik 𝑉 = 𝑆 𝑡 𝑉 = 0,294 10

## 𝑉 = 0,00294 𝑚/𝑑𝑒𝑡𝑖𝑘
Dari hasil pengujian diatas maka kita dapat menghitung banyaknya udara yng diperlukan dalam satu kali proses pengujian.
Pengujian 1 Dik :   Pe
= 1 bar S = 0,294 m n = 1 D = 0,056 m
Maka :
q = 2 𝜋(𝐷) 2 4 .S.n. (𝑃𝑒+ 𝑃 𝑎𝑡𝑚 )
𝑃𝑎𝑡𝑚 q = 2 𝜋(0,056) 2 4 .0,294.1. (1+ 1)
1
q = 2 x 0,00246 x 0,294 x 2 q = 0,00289 m 3 /mnt
q = 2,89 dm 3 /mnt ≈ 2,89 ltr/mnt
Pengujian 2
Dik :   Pe = 1,5 bar S = 0,294 m n = 1
D = 0,056 m Maka :
q = 2 𝜋(𝐷) 2 4 .S.n. (𝑃𝑒+ 𝑃 𝑎𝑡𝑚 ) 𝑃𝑎𝑡𝑚 q = 2 𝜋(0,056) 2 4 .0,294.1. (1,5+ 1)
1
q = 2 x 0,00246 x 0,294 x 2,5 q = 0,00362 m 3 /mnt q = 3,62 dm 3 /mnt ≈ 3,62 ltr/mnt
Pengujian 3
Dik :   Pe = 2 bar S = 0,294 m n = 1
D = 0,056 m Maka :
q = 2 𝜋(𝐷) 2 4 .S.n. (𝑃𝑒+ 𝑃 𝑎𝑡𝑚 ) 𝑃𝑎𝑡𝑚 q = 2 𝜋(0,056) 2 4 .0,294.1. (2+ 1)
1
q = 2 x 0,00246 x 0,294 x 3 q = 0,00434 m 3 /mnt q = 4,34 dm 3 /mnt ≈ 4,34 ltr/mnt

## 4.3.3 Perhitungan masa jenis udara
Dapat dihitung dengan rumus
𝑅𝑒 = 𝜌.𝑉.𝐷 𝜇 Dimana : ρ = massa jenis udara 27 o adalah 1,2 Kg/m 3
v = 0,00294 𝑚/𝑑𝑒𝑡𝑖𝑘 D = 0,056 m µ = 27 o C : 16 x 10 -5 𝑁.𝑠𝑒𝑐 𝑚 2
maka dapat dihitung :
𝑅𝑒 = 𝜌.𝑉.𝐷 𝜇
Re = 1,2 𝑥 0,00294 𝑥 0,056 16 𝑥 10 −5
Re = 12,348

## 5.1.  KESIMPULAN
1. Uji kebocoran pada sebuah botol sangatlah penting dilakukan agar kualitas dapat terjaga  dan  mengurangi  reject  produksi,  untuk  itu  diperlukan  sebuah  alat  yang memudahkan dalam analisa kebocoran yaitu mesin pressure test.
2. Sistem pneumatic yang digunakan dalam proses pembuatan alat ini menggunakan silinder single acting yang mempunyai dimensi silinder dengan diameter 56 mm, diameter torak 20 mm, panjang langkah 294 mm.
3. Tekanan yang diperlukan pada saat pengujian adalah 2 bar dengan waktu 10 detik sedangkan untuk tekanan dapat dirubah sesuai dengan objek yang akan kita uji.

## 5.2.  SARAN
1. Perencanaan  haruslah  dipersiapkan  sebaik  mungkin  agar  mengurangi  kesalahan saat pembuatan mesin.
2. Gambar  dan  dimensi  hendaknya  dibuat  terlebih  dahulu  untuk  mempermudah pengerjaan dan pengakuratan konsep
3. Partisipasi  dari  fakultas  teknik  mesin  sangatlah  diperlukan  selama  proses perakitan, agar mempermudah selama proses pengerjaan

## DAFTAR REFERENSI
1. Festo Didatic , 1992. Pneumatik , Jakarta : PT Nusantara Cybernetik Eka Perdana 2. K. Thomas , 1993. Dasar-Dasar Pneumatik , Alih Bahasa Gintng Dines, Jakarta : Erlangga
3. P. Andrew , 1998. Hidrolika dan Pneumatika , Alih Bahasa P.Gunawan, Jakarta : Erlangga
4. Suyanto , 2002. “Pengantar Sistem Pneumatik” . Yogyakarta : Jurusan Teknik Mesin. Universitas Negeri Yogyakarta.
5. Anonim. 2000. “Buku Pelajaran Tingkat Dasar Pneumatik FESTO DIDACTI. Jakarta : PT. Nusantara Cybernetic Eka Perdana
6. Surdia T, Saito S . ”Pengetahuan Bahan Teknik”, PT. Pradnya Paramita Cetakan Ke Dua, Jakarta, 1992.
7. Amstead, BH , 1997, Erlangga : Teknologi Mekanik Jilid 1