MATERIAL FABRICATION SELECTION

1
MATERIAL FABRICATION SELECTION

• Plant Design-5
• SUG/TIP/FTP/UB
• 2009

2
LINGKUP MATERIAL SELECTION
3
Materials of Construction

• Sangat penting untuk diketahui ketahanan bahan
  terhadap panas (suhu tinggi) dan tingkat
  korosivitas terhadap bahan pangan yang diolah.
• Beberapa logam dapat menyebabkan kerusakan pada
  bahan pangan (Cu Fe tidak cocok untuk prosesing
  berlemak/ minyak).
• Bahan plastik PE dan PP tidak cocok untuk pangan
  yang panas -gt cemaran monomer penyebab
  carsinogenic.

4
JENIS BAHAN KONSTRUKSI

• Bahan konstruksi untuk alat, mesin, perpipaan dan
  plat secara umum dikelompokkan menjadi 2 macam
• A. Logam
• B. Non Logam

5
A. KELOMPOK LOGAM

• Besi dan Baja (Iron and Steel)
• Bahan ini mempunyai ketahanan korosi yang relatif
  rendah, tetapi disukai karena harga yang relatif
  murah dibandingkan logam lain yang ketahanan
  korosi tinggi.
• Untuk penanganan bahan asam, biasanya logam
  terebut dilapisi dengan coating atau epoxy.
• Berbagai campuran besi dan baja, standar Ameran
  Iron and Steel Institute (AISI), contoh Aisi 1020
  merupakan definisi campuran logam yang digunakan
  sbg bar, wire, tabung.

6
(No Transcript)
7
Stainless steel

• Merupakan campuran antara Fe dengan Ni dan Cr.
• Ada gt 100 jenis stainless steel.
• Logam tahan korosi yang banyak digunakan dalam
  industri pangan dan kimia, serta tahan panas.
• Stainless steel 302 atau 304 mengandung Cr 18
  dan Ni 8.
• Penambahan Mo untuk (tipe 316) menambah
  ketahanan korosi dan suhu tinggi.

8
(No Transcript)
9
(No Transcript)
10
Hastelloy

• Merupakan campuran antara Ni, Cr dan Mo dan
  beberapa logam lain untuk menghasilkan logam yang
  tahan korosi.
• Campuran dr 56 Ni, 17 Mo, 16 Cr, 5 Fe, 4
  Tungsten, Mn, Si, C, P.
• Harga sangat mahal.

11
Cu dan campurannya

• Harga relatif murah, ketahan mekanis rendah, dan
  mudah dibentuk.
• Tendensi larut dalam lar asam, tetapi mudah
  teroksidasi pada bagian permukaannya.
• Tahan terhadap oksidasi udara, karena bag luar
  terbentuk CuO, tetapi, mudah larut dalam asam.
• Tahan terhadap basa, kecuali NH4OH
• Macam Brass, Bronze, Admiralty, Muntz.

12

• Secara umum campuran tembaga dengan kadar Zn
  tinggi tidak digunakan untuk lar. Asam dan basa,
  karena adanya kemungkinan dezincificatition.
• Lapisan yang sedikit Zn relatif tahan terhadap
  larutan basa

13
Nickel alloys

• Nikel meunjukkan ketahanan korosi terhadap
  larutan basa.
• Baja Nickel-clad banyak digunakan pada
  perlengkapan dalam produksi NaOH dan alkali lain.
• Kekuatan dan kekerasan baja Ni hampir sama dengan
  baja carbon steel.
• Monel merupakan campuran logam yang mengandung Ni
  67 dan Cu 30.
• Monel lebih kuat dibanding Ni dan ketahanan
  korosi lebih baik diband. Cu atau Ni.
• Inconel (77 Ni dan 15 Cr).

14
Alluminium

• Lebih ringan dan relatif mudah dibentuk
• Tahan terhadap serangan larutan asam, karena
  terbentuknya lapisan alumimium oksida.
• Lapisan oksida tersebut melekat pada permukaan
  logam dapat melindungi lapisan, kecuali dengan
  adanya asam halogen atau alkali (tidak tahan).
• Banyak digunakan dalam dapur rumah tangga

15
Lead

• Timah putih murni kurang keras, tetapi dapat
  diperbaiki dengan penambahan silver, tembaga,
  antimony atau telurium
• Campuran tersebut banyak digunakan dalam industri
  kimia
• Tahan oksidasi akibat terbentuk lapisan pelindung
  dari garam sulfat, karbonat dan fosfat

16
Tantalum

• Sifat fisik sama dengan baja ringan
• Suhu lebur 2996oC atau lebih
• Tahan korosi seperti gelas, tetapi korosi oleh
  HF, alkali panas dan sulfur trioksida
• Tahan korosi terhadap semua sebagian besar asam,
  sehingga banyak digunakan untuk peralatan yang
  kontak dengan HCl.

17
Silver (Perak)

• Kekuatan mekanis rendah
• Harga mahal
• Banyak digunakan sebagai pelapis atau hiasan
• Tahan korosi terhadap alkali dan asam organik
  panas
• Tahan terhadap larutan asam halogen.

18
B. NON METAL

• Glass dan glassed steel
• Carbon dan graphite
• Stoneware dan Porselin
• Bata (brick) dan Bahan Semen
• Karet dan Elastomer
• Plastik
• Kayu

19
Glass dan glassed steel

• Ketahanan korosi sangat bagus, kecuali oleh HF
  dan larutan alkali panas
• Kekuatan mekanis kurang sehingga mudah pecah,
  akan tetapi kombinasi glass steel sangat tahan
  korosi dan kekuatan menyerupai baja
• Nucerite campuran composite keramik logam, sangat
  tahan korosi gas HCl, klorin,SO2 pada suhu 650oC.

20
Carbon dan graphite

• Merupakan bahan murni, tetapi sebagian besar
  dalam bentuk oksida
• Banyak digunakan sebagai bantalan heat exchanger,
  pada pipa dan pompa.
• Kelemahan bahan ini adalah mudah patah
• Ambang batas suhu pembakaran 350oC untuk Carbon
  dan 400oC untuk grafit.

21

• Ketahanan terhadap asam dan bahan kimia sama
  seperti gelas akan tetapi kekuatan mekanis lebih
  baik
• Daya insulator tinggi
• Porselain enamel digunakan sebagai pelapis baja,
  tetapi enamel memiliki ketahan kimia rendah.

22
Bata dan Bahan Semen

• Bata banya digunakan sebagai bahan anti korosi,
  tetapi jika terlalu banyak kurang baik
• berbagai bahan semen banyak digunakan untuk bata
• Bahan standar seperti fenol, resin furane,
  poliester, sulfur, silikat dan lapisan epoksi
• Poliester yang berisi karbon dan furan sangat
  yahan korosi asam nonokidasi, garam dan pelarut.

23
Karet dan Elastomer

• Karet alam dan sintetis banyak digunakan sebagai
  komponen struktural dalam industri
• Kekerasan dan kekuatan produk karet diperbaiki
  dengan penambahan beberapa bahan
• Hard rubber dibuat dengan penambahan S
• Vulcanized rubber tahan kuat dan tahan korosi
  asam sulfat dan HCl

24

• Karet alam tahan terhadap larutan asam mineral,
  alkali dan garam, tetapi mudah teroksidasi, larut
  dalam minyak benzena dan keton
• Karet khlorophene atau neoprene tahan terhadap
  ozon, sinar matahari, minyak, gasoline, dan
  pelaruit aromatik atau halogen
• Fluoro elastomer (Viton A, Kel-F) merupakan
  kombinasi yang bagus dan tahan suhu tinggi.

25
Plastik

• Punya kelemahan terhadap suhu dan pengaruh
  tekanan
• Kelebihan angat ringan dan tidak menghantar arus
  listrik (insulator)
• Biasanya plastik sangat tahan terhadap asam
  mineral lemah, dan pelarut anorganik
• Tetrafluoroethylene (TFE) tahan terhadap suhu
  260oC, tahan alkali tetapi tidak pada F dan Cl

26
PRODUK-PRODUK DARI PLASTIK
27

• Clorotriflouroethylene (CFE) tahan asam dan
  alkali, serta suhu 175oC, kopolimer
  tetraflouroethylene dan hexaflouroetylene
• ABS (Acronytril butadiena styrena polimer tahan
  nonoksidator dan asam lemah, tapi tidak pd
  oksidator asam, suhu maksimal 65oC
• Cellulosa asetat butirat tahan asam, basa dan
  gasolin, tapi dengan Cl menjadi mengembang

28

• Nilon tahan beberapa bahan organik, tapi tidak
  oleh fenol, oksidator kuat dan asam mineral
• Polipropilena (PP) tahan kimia sama dg PE dan
  tahan suhu hingga 120oC
• Policarbonat plastik tahan suhu tinggi hingga
  150oC, tahan asam mineral, tapi korosi oleh
  alkali kuat
• Thermosetting plastik yang diisi dengan asbestor,
  graphite atau silikat harga murah, tahan tekanan
  mekanis dan tahan kimia (kecuali alkali kuat).
• Poliester resin yang yang diperkuat dg
  fiberglass, kekerasan bagus dan tahan kimia
  kecuali alkali. Temperatur limit 95oC. FRP
  (fiberglass reinforcement plastic).

29
Kayu

• Punya kelemahan jika kena alkali akan terjadi
  hidrolisis dan larut (ingat ekstraksi selulosa pd
  pabrik kertas)
• Baik untuk bahan yang tidak asam dan basa, pada
  berbagai industri pertanian, tak cocok ut
  industri kimia
• Sebagian besar kayu digunakan untuk kontruksi
  bangunan pabrik, bukan untuk alat proses
  pengolahan

30
Proporsi olahan kayu
31
Faktor penentu kualitas kayu
32
Anatomi kayu untuk bangunan