11

BAB IBAB I

PENDAHULUANPENDAHULUAN

 A.TUJUA A.TUJUAN DAN N DAN KEGUNKEGUNAANAAN

Tujuan dan kegunaannya adalah untuk mengetahui pengertian, jenis-jenis, dan peTujuan dan kegunaannya adalah untuk mengetahui pengertian, jenis-jenis, dan pe

tekanan yang di bahas pada makalah ini, sehingga dapat memudahkan pembacatekanan yang di bahas pada makalah ini, sehingga dapat memudahkan pembaca

atau penulis untuk menambah ilmu dalam Fasilitas dan Intrumentasi Produksi.atau penulis untuk menambah ilmu dalam Fasilitas dan Intrumentasi Produksi.

B.RUMUSAN MASALAHB.RUMUSAN MASALAH

- Pengertian Tekanan- Pengertian Tekanan

- Jenis-jenis Tekanan- Jenis-jenis Tekanan

- Sensor Tekanan Diferensial- Sensor Tekanan Diferensial

- Alat Pengukur Tekanan Diferensial- Alat Pengukur Tekanan Diferensial

- Pengendalian Tekanan- Pengendalian Tekanan

C.METODE PENULISANC.METODE PENULISAN

Metode yang digunakan oleh penulis adalah dengan mengumpulkan teori teoriMetode yang digunakan oleh penulis adalah dengan mengumpulkan teori teori

yang terkait dengan isi makalah ini baik dari buku bacaan ataupun dari internet.yang terkait dengan isi makalah ini baik dari buku bacaan ataupun dari internet.

2

BAB II

PEMBAHASAN

1.Definisi Tekanan

Dalam ilmu fisika, tekanan diartikan sebagai gaya per satuan luas, di mana arah

gaya tegak lurus dengan luas permukaan. Secara matematis, tekanan dapat

dinyatakan dengan persamaan berikut ini :

 

Dengan P = tekanan,

F = gaya dan A = luas permukaan.

Satuan tekanan adalah N/m2 atau pascal (Pa).

Tekanan sebenarnya adalah pengukuran gaya yang bekerja pada permukaan

bidang. Tekanan didefinisikan sebagai gaya per satuan luas, dan dapat diukur 

dalam unit seperti psi (pound per inci persegi), inci air, milimeter merkuri, pascal

(Pa, atau N/m²) atau bar. Sampai pengenalan unit SI, yaitu „bar‟ cukup umum. Bar 

setara dengan 100.000 N/m², yang merupakan satuan SI untuk pengukuran. Untuk

menyederhanakan unit, N/m² diadopsi dengan nama Pascal, disingkat Tekanan Pa

cukup sering diukur dalam kilopascal (kPa), yang adalah 1000 pascal dan setara

dengan 0.145psi. Satuan pengukuran yang baik dalam pound per square inch

(PSI) di British unit atau pascal (Pa) dalam metrik.

2.Jenis-jenis Tekanan

1. Absolute Pressure (tekanan absolut)

Gaya yang bekerja pada satuan luas, tekanan ini dinyatakan dan diukur terhadap

tekanan NOL.

Tekanan absolut = Tekanan gauge + Tekanan atmosfer 

2. Gauge Pressure (tekanan relatif)

3

Tekanan yang dinyatakan dan diukur relatif terhadap tekanan atmosfer. Jadi

tekanan relatif adalah selisih antara tekanan absolute dengan tekanan atmosfer (1

atmosfer = 760 mmHg = 14.7 psia)

3. Vacum Pressure (tekanan hampa)

Tekanan hampa adalah Tekanan yang lebih rendah dari tekanan atmosfer.

4. Differential Pressure (tekanan differensial)

Pascal adalah indikator untuk mengukur harga tekanan. Ketika tekanan diukur 

dalam keadaan vakum mutlak (tidak ada kondisi atmosfer), maka hasilnya dalam

pascal (Mutlak). Namun ketika tekanan diukur pada keadaan dengan

memperhatikan tekanan atmosfer, maka hasilnya akan disebut Pascal (Gauge).

Jika gauge digunakan untuk mengukur perbedaan antara dua tekanan,hasilnya

berupa Pascal (Diferensial).Tekanan differensial adalah tekanan yang diukur 

terhadap tekanan yang lain.

Mayoritas pengukuran tekanan di pabrik adalah gauge. Mutlak pengukuran

cenderung digunakan di mana di bawah tekanan atmosfir. Biasanya ini adalah

sekitar vakum kondensor dan bangunan.

3. Sensor Tekanan Diferensial

Ketika tekanan permukaan cairan lebih besar (kasus tangki bertekanan) atau

berbeda dengan tekanan atmosfer, maka sensor tekanan diferensial diperlukan.

Hal ini karena tekanan total akan lebih besar daripada kepala tekanan cair.

Dengan sensor tekanan diferensial, tekanan pada permukaan cairan akan

dikurangi dari tekanan total, pengukuran tekanan karena ketinggian cairan. Dalam

menerapkan metode pengukuran, LP (tekanan rendah) sisi pemancar terhubung

ke kapal bagian atas hingga tingkat cairan maksimum. Koneksi ini disebut kaki

kering. Tekanan cairan di atas yang diberikan pada kedua LP dan HP (tinggi

tekanan) sisi transmitter, dan perubahan tekanan ini tidak mempengaruhi hasil

pengukuran.

Teknik Pemasangan

Bila menggunakan sensor tekanan diferensial dalam hal ini, sangat umum untuk

cairan yang diukur untuk menemukan jalan ke kaki kering. Hal ini merupakan hasil

dari kondensasi atau splash atas. Perubahan ujung tekanan biasanya pada sisi

lowpressure dari pemancar tersebut. Cairan di kaki kering dapat menyebabkan

pergeseran nol dalam pengukuran. Sebuah solusi umum untuk masalah ini adalah

4

untuk mengisi cairan dengan baik pada kaki referensi untuk digunakan pada kapal

atau cairan penyegel.

Karena memiliki tekanan yang lebih tinggi, perubahan ke kaki referensi kering

membalikkan koneksi LP dan HP untuk penerima. Tinggi cairan pada leg referensi

harus sama atau lebih besar dari tingkat maksimum dalam kapal. Dengan

meningkatnya tingkat tekanan pada sensor di dasar kapal, dan tekanan diferensial

pada pemancar menurun. Ketika tangki penuh, tekanan cairan akan sama dengan

tekanan referensi dan tekanan diferensial akan dicatat sebagai nol. Proses ini

sederhana dan membalikkan nilai HP dan LP atau output listrik dari pemancar.

Menggunakan DP untuk filter:

Pengukuran tekanan diferensial untuk tangki bertekanan juga digunakan filter 

untuk menunjukkan jumlah kontaminasi. Jika filter tetap bersih, tidak ada

perbedaan tekanan yang signifikan di seluruh filter. Filter menjadi terkontaminasi,

tekanan pada sisi hulu dari filter akan menjadi lebih besar dari pada sisi hilir.

Keuntungan

- Tingkat pengukuran dalam tangki bertekanan

- Mudah untuk menyesuaikan

- Cukup akurat

5

Kekurangan

- Tergantung pada kepadatan relatif dari bahan

- Cukup mahal untuk pengukuran tekanan diferensial

- Ketidakakuratan karena untuk membangun-up

- Perawatan intensif 

 Aplikasi Keterbatasan

Kepadatan cairan mempengaruhi nilai keakuratan dalam pengukuran. Pengukuran

DP harus menggunakan cairan dengan berat jenis yang relatif tetap. Juga proses

koneksi yang rentan ketika terjadi penyumbatan dari puing-puing, dan sambungan

proses mungkin rentan terhadap pembekuan.

4. Alat Pengukur Tekanan Diferensial

4.1 Bellows Element Dan Pegas

Bellows element adalah alat untuk mengukur tekanan rendah (absolute

atau relative), tekanan diferensial, tekanan vacuum sampai tekanan 0 – 400

psig. Bahan yang digunakan untuk membuat elemen penghembus (bellows)

adalah Kuningan, fosfor, perunggu, Monel (berilium tembaga), dan stainless

steel.

6

Gambar Bellows Element

Prinsip Kerja :

Prinsip kerjanya didasarkan pada perubahan volume dari elemen bellows sehingga

diperoleh hubungan yang linear antara tekanan dan simpangan.

Penggunaan :

Bellows biasanya digunakan sebagai elemen penerima,pneumatic recorders,

indicators dan controllers serta unit diferensial pressure untuk pengukuran aliran

(flow). Ketelitian bellows elemen adalah ± ½ %.

Kelebihan :

- Biaya pengadaan awal rendah.

- Konstruksi kuat dan sederhana.

- Dapat digunakan untuk tekanan rendah dan menengah.

- Dapat digunakan untuk mengukur tekanan absolut, tekanan relatif (gauge)

dan tekanan diferensial.

Kekurangan :

- Memerlukan kompensasi temperatur.

- Tidak dapat digunakan untuk mengukur tekanan tinggi.

- Tidak cocok untuk mengukur tekanan yang dinamis.

7

Sebuah bellow merupakan unsur diperluas dan terdiri dari serangkaian lipatan

yang memungkinkan ekspansi. Salah satu ujung Bellows adalah tetap dan

bergerak lainnya dalam menanggapi tekanan diterapkan. Sebuah pegas

digunakan untuk melawan gaya diterapkan dan hubungan yang menghubungkan

ujung bellow ke sebuah penunjuk untuk indikasi. Bellow tipe sensor juga tersedia

yang memiliki tekanan penginderaan di bagian luar dan kondisi atmosfer dalam.

Pegas ini ditambahkan ke bellow untuk pengukuran yang lebih akurat. Tindakan

elastis dari bellow sendiri tidak cukup untuk secara tepat mengukur kekuatan

tekanan diterapkan.

Jenis pengukuran tekanan terutama digunakan untuk kontrol ON / OFF

menyediakan kontak bersih untuk membuka dan menutup sirkuit listrik. Bentuk

penginderaan menanggapi perubahan tekanan pneumatik atau hidrolik.

Gambar Dasar Struktur Mekanis

8

Aplikasi Khas

Tekanan proses terhubung ke sensor dan diterapkan secara langsung ke bellow.

Dengan meningkatnya tekanan, bellow mengerahkan gaya pada pegas utama.

Ketika gaya ambang pegas utama diatasi, gerakan tersebut dipindahkan ke blok

kontak menyebabkan kontak untuk menjalankan. Ini adalah pengaturan Trip.

Ketika tekanan menurun, mata air utama akan menarik yang menyebabkan pisau

pegas diferensial sekunder untuk mengaktifkan dan me-reset kontak. Ini adalah

pengaturan Reset.

Gaya pada pegas utama adalah bervariasi dengan memutar sekrup rentang

pengaturan operasi. Hal ini menentukan di mana perjalanan akan kontak.

Gaya pada pegas pisau diferensial sekunder bervariasi dengan memutar sekrup

penyesuaian diferensial. Ini menentukan di mana kontak akan mengatur ulang.

Gambar Ilustrasi Grafis Istilah Teknik

Bellow paduan tembaga dapat digunakan pada air atau udara. cairan dan gas

lainnya dapat digunakan jika non-korosif terhadap paduan ini. Gunakan stainless

steel tipe 316 untuk cairan korosif lebih atau gas.

9

4 Pengendalian Tekanan

Tekanan adalah variabel proses yang sering kita jumpai untuk dimonitor dan

dikendalikan di dalam industri minyak dan gas. Pengendalian tekanan dari suatu

fluida proses pada beberapa tempat malah menjadi fokus utama dan dengan

berbagai tujuan tentunya.

Dalam suatu lup pengendalian, juga lup pengendalian tekanan, selalu terdiri dari 3

elemen dasar:

• Elemen pengukuran. Besaran variabel proses diukur dan ditransmisikan ke

elemen pengontrol

• Elemen Pengontrol. Perbedaan antara variabel proses yang terukur (Process

Variable/PV) dan variabel proses yang diinginkan (Setpoint/SP) dikalkulasi

berdasarkan algoritma tertentu (umumnya kontrol PID). Hasilnya akan diteruskan

berupa perintah aksi terhadap elemen pengendali akhir.

• Elemen pengendali akhir. Perintah aksi dari elemen pengontrol akan dilakukan

oleh elemen pengendali akhir. Control valve adalah elemen pengendali akhir yang

paling banyak digunakan.

Meskipun terdapat tiga elemen dasar dalam melakukan pengendalian proses,

belum tentu secara fisik juga terdapat tiga perangkat.

• Untuk kasus tekanan tinggi dan laju alir yang tinggi, biasanya impleme ntasi dari

pengontrolnya terdiri dari (1) elemen pengukuran adalah pressure transmitter (PT),

(2) elemen pengontrol adalah pressure controller (PC), (3) dan untuk elemen

pengendali akhir adalah pressure control valve (PCV atau PV).

• Untuk kasus tekanan r endah dan laju alir rendah, impelementasi pengontrolnya

terintegrasi dalam satu perangkat yang biasa disebut pressure regulator.

Dalam melakukan konversi material, sistem proses perlu memiliki kondisi operasi

tertentu. Peran pengendalian proses pada dasarnya adalah usaha untuk mencapai

tujuan proses agar berjalan sesuai yang diinginkan. Pengendalian proses adalah

bagian dari pengendalian automatik yang diterapkan di bidang teknologi untuk

menjaga kondisi operasi agar sesuai yang diinginkan.

Salah satu karakteristik pengendali yang penting adalah metoda atau cara

pengendali mengevaluasi sinyal galat untuk menghasilkan sinyal kendali.

Berdasarkan metode evaluasinya, pengendali dibedakan atas :

10

1. Pengendali diskontinyu

- pengendali dua posisi (on-off)

- pengendali tiga posisi

2. Pengendali kontinyu

- pengendali proporsional (P)

- pengendali proporsional-integral (PI)

- pengendali proporsional-integral-derivatif (PID)

- pengendali proporsional-derivatif (PD)

Pengendali proporsional (P) berfungsi mengatur elemen pangendali yang

merupakan batas-batas hidup dan mati dari suatu daya secara kontinyu dan akan

memberikan tanggapan/keluaran yang besarnya sebanding dengan perbedaan

harga antara variabel yang diukur dengan titik pengesetan yang dinyatakan

sebagai “error” (e). Besar keluaran dari aksi proporsional dinyatakan secara

matematis sebagai berikut :

U = (100/PB)e + Uo

Dengan : U = keluaran daya

PB = proposional band

E = sinyal error 

Uo = keluaran daya saat error = 0

Proporsional band didefinisikan sebagai presentase perubahan masukan

yang dikehendaki untuk mengubah keluaran dari 0% - 100% atau sebagai

perbandingan masukan terhadap keluaran. Besar PB pada kebanyakan alat

pengendali dapat diatur untuk memperoleh tanggapan yang optimum akibat

adanya perubahan-perubahan pada proses.

Suatu sistem dengan hanya menggunakan pengendali proporsional selalu

masih terdapat penyimpangan dari harga titik pengesetannya sebagai suatu harga

yang diinginkan, apabila sistem diberikan pembebanan yang berubah-ubah.

Perubahan pembebanan ini disebut sebagai gangguan terhadap sistem proses.