MATERIAL FABRICATION SELECTION Plant Design-5 SUG/TIP/FTP/UB 2009 Plant Design-SUG/2009

LINGKUP MATERIAL SELECTION Plant Design-SUG/2009

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 -> cemaran monomer penyebab carsinogenic. Plant Design-SUG/2009

JENIS BAHAN KONSTRUKSI Bahan konstruksi untuk alat, mesin, perpipaan dan plat secara umum dikelompokkan menjadi 2 macam : A. Logam B. Non Logam Plant Design-SUG/2009

Besi dan Baja (Iron and Steel) 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. Plant Design-SUG/2009

Plant Design-SUG/2009

Stainless steel Merupakan campuran antara Fe dengan Ni dan Cr. Ada > 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. Plant Design-SUG/2009

Plant Design-SUG/2009

Plant Design-SUG/2009

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. Plant Design-SUG/2009

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. Plant Design-SUG/2009

Lapisan yang sedikit Zn relatif tahan terhadap larutan basa 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 Plant Design-SUG/2009

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). Plant Design-SUG/2009

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 Plant Design-SUG/2009

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; Plant Design-SUG/2009

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. Plant Design-SUG/2009

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. Plant Design-SUG/2009

B. NON METAL Glass dan glassed steel Carbon dan graphite Stoneware dan Porselin Bata (brick) dan Bahan Semen Karet dan Elastomer Plastik Kayu Plant Design-SUG/2009

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. Plant Design-SUG/2009

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. Plant Design-SUG/2009

Daya insulator tinggi; 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. Plant Design-SUG/2009

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. Plant Design-SUG/2009

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; Plant Design-SUG/2009

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. Plant Design-SUG/2009

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; Plant Design-SUG/2009

PRODUK-PRODUK DARI PLASTIK Plant Design-SUG/2009

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; Plant Design-SUG/2009

Polipropilena (PP) tahan kimia sama dg PE dan tahan suhu hingga 120oC; 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). Plant Design-SUG/2009

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; Plant Design-SUG/2009

Proporsi olahan kayu Plant Design-SUG/2009

Faktor penentu kualitas kayu Plant Design-SUG/2009

Anatomi kayu untuk bangunan Plant Design-SUG/2009