KAJIAN PENGARUH PANAS SINAR MATAHARI TERHADAP PERUBAHAN STRUKTUR MATERIAL u PVC PADA INSTALASI AIR

MINUM H. Saifuddin

Abi_saifuddin @ yahoo.co.id Jurusan Teknik Mesin, Politeknik Negeri Lhokseumawe

Abstrak

Dua puluh benda uji (sample) pipa uPVC dengan diameter 2 inci dan panjang 30 cm, dilakukan variasi perlindungan, kemudian dijemur dilapangan terbuka selama tiga bulan. Benda uji tersebut di uji di Laboratorium Uji Bahan Jurusan Teknik Mesin dengan menggunakan Mesin Hardness Tester dengan metoda kekerasan brinell. Pengolahan data dengan menggunakan analisis varian untuk klasifikasi satu arah model efek tetap. Dari hasil pengolahan data menunjukkan hasil penelitian bahwa pemasan sinar matahari berpengaruh nyata terhadap penurunan sifat fisis (kekerasan) bahan u PVC. Kata Kunci : Kekuatan, Kekerasan dan Ketangguhan

PENDAHULUAN Plastik, serat, flm dan sebagainya yang biasa digunakan dalam kehidupan sehari-hari mempunyai berat molekul diatas 10.000 bahan dengan berat molekul yang besar itu disebut polimer, mempunyai struktur dan sifat-sifatnya yang lebih rumit disebabkan oleh jumlah atom pembentuk yang jauh lebih besar dibandingkan dengan senyawa yang berat atomnya lebih rendah. Bahan polimer yang mempunyai berat molekul besar dan berikatan kovalen, sama sekali menunjukkan sifat-sifat yang berbeda dari bahan organik yang mempunyai berat molekul rendah. Bahan yang mempunyai berat molekul rendah berubah menjadi cair dengan viskositas rendah atau menguap kalau dipanaskan, sedangkan bahan polimer mencair dengan sangat kental dan tidak menguap. Kedudukan plastik dalam konstruksi / industri sekarang ini pada beberapa kebutuhan sudah mulai menggeser peran material lain misalnya logam dan non logam, hal ini disebabkan plastik mempunyai sifat-sifat tersendiri, misalnya plastik lebih ringan, tahan korosi, mudah dibentuk, tidak mengantar arus listrik, peredam suara yang baik harganya yang murah dan umumnya plastic mempunyai sifat tahan terhadap unsur kimia. Pemakaian plastik pada industri atau konstruksi harus diperhatikan sifat-sifat mekaniknya. Karena sifat mekanik dari bahan adalah khas dengan kekakuan viskoelastik.

Istilah kekerasan sering dipakai, tetapi sukar mendefinisikan harga secara tepat. Sementara dapat dikatakan bahwa kekerasan adalah kriteria untuk menyatakan intensitas tahanan suatu bahan terhadap deformasi yang disebabkan oleh obyek lain. Ada tiga macam cara pengujian kekerasan yaitu pengujian penekanan, pengujian goresan dan pengujian resiliensi yang umumnya ditentukan dengan tidak merusak. Bahan polimer menunjukkan sifat kekerasan yang berbeda dibandingkan dengan sifat viskoelastiknya. Karena besarnya deformasi elastis dan pemuliah yang cepat, pada pengujian penekanan hasil kekerasan yang didapat lebih besar dari yang seharusnya [3]. Pada plastic (uPVC) pengaruh temperatur cukup dominan kalau temperaturnya berubah kekuatan mekaniknya akan menurun. Pada setiap suhu tertentu (titik, titik transisi gelas) sebagai batas deformasi, karena tarikan meningkat cepat dan tegangan patah dan modulus elastiknya menurun. Berlawanan dengan itu dibawah temperatur tersebut tegangan patah dan kekuatan tekan meningkat dan kemungkinan patah jauh lebih kecil. Jadi pada bahan polimer (PVC) perlu mengenal jenis atau batas temperatur khas yang di izinkan. Karena pada suhu rendah walaupun pada suhu kamar perubahan tiba-tiba bisa terjadi.

TEORI DASAR

Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Uji Bahan Teknik Mesin Politeknik Negeri Lhokseumawe. Tahap pertama : benda kerja atau specimen akan dibagi dalam ukuran panjang yang seragam dengan diameter yang sama. Masing-masing perlakuan akan dibagi dalam 5 sample dengan ukuran masing-masing 30 cm. Selanjutnya sample dilapisi dengan isolasi sebagai perlindungan berdasarkan persentase terbuka, yaitu terbuka penuh, terbuka ½, terbuka ¼, terbuka ¾ dan terlindung penuh. Tahap kedua : benda kerja yang sudah diberi perlindungan dan yang terbuka penuh diletakkan di udara terbuka selama 3 bulan untuk mengalami proses pemanasan sinar matahari. Selanjutnya untuk menganalisis secara statistic dilakukan dengan menggunakan analisis Varian untuk klasifikasi satu arah model tetap seperti ditunjukkan pada tabel (1) berikut : Tabel 1. Klasifikasi Satu Arah Model Tetap

Sumber Varian

Jumlah Kuadrat

Derajat Kebebasan

Rata-rata

Kuadrat

F0

Antara Perlakuan Error dalam Perlakuan Total

SS plk SSe SSr

a – 1 N – a N - 1

MS plk Mse

F0 =

MSeMSplk

Sumber : Rudiansyah, 1990. Probabilitas dan Statistik dalam Ilmu Rekayasa dan Manajemen, UI Press, Jakarta.

Selanjutnya kita akan dibandingkan dengan analisa regresi dilakukan sebagaimana teknik standar yang membuat model menyelidiki hubungan dua atau lebih variable. Dalam hal ini kita akan melihat hubungan antara persentase perlindungan/terbuka dengan kekerasan Brinell.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Pengaruh Temperatur Hasil ujian terhadap sample pada Laboratorium menunjukkan bahwa terjadinya penurunan sifat mekanik pada material PVC, dalam hal ini

penurunan sifat kekerasannya. Untuk lebih jelas dapat dilihat pada tabel (2) dibawah ini ; Tabel 2. Hubungan kuat tekan (kekerasan) terhadap material PVC yang mengalami pemanasan sinar surya.

Variasi yang Angka Bahan

diatur ke 100% 75% 50% 25%

D1 = 2 in 1 7,4 6,8 6,9 7,7

7,1 6,0 7,3 8,3 7,1 7,5 6,8 8,1

7,3 7,6 7,0 8,8 7,7 7,4 6,8 8,3

Sumber : Hasil Uji Laboratorium Uji Bahan Teknik Mesin, 1994.

Dari data-data yang diperlihatkan pada tabel (2) ternyata penurunankekerasan cenderung membesar pada perlakuan yang terbuka seratus persen. Selanjutnya dari hasil pengetesan pada laboratorium untuk bahan uPVC tersebut dapat dibuat suatu kurva hubungan kuat tekan (kekerasan) terhadap material PVC yang mengalami pemanasan sinar surya. Sebagaimana yang diperlihatkan dalam gambar grafik (1) dibawah ini :

Gambar 1. Hubungan kuat tekan (kekerasan) terhadap material uPVC yang mengalami pemanasan sinar surya.. Selanjutnya untuk melihat F ration sebagai pembanding dengan F tabel akan dihitung dengan one way anova : Group : N : 1.7,32 5 : 2.7,50 5 : 3.7,90 5

: 4.7,82 5 Grand Mean 7,1030 = 0 Source Sum of Sqr DF Mean Sqr Fratio Pbrob Between 4,426 3 1,142 3,874 0,294 Whithin 4,718 17 0,95 Total 9,142 19 F Tabel : Selanjutnya dengan melihat perbandingan pada tabel Persentase Titi Distribusi F maka di dapat : F0,05 V1 = 4 F0,05 = 4,34 V2 = 17 Dari data diatas dapat dilihat F ratio≥ Ftabel maka hasil penelitian ini berpengaruh sangat nyata. Selanjutnya dari analisa kurva regresi didapat sebagai berikut : Persen Kekerasan (%) (HBN) 100 7,32 6,813 75 7,50 7,061 50 7,90 7,309 25 7,82 7,557 Regression Output : Constant 8.805 Std Err of Y Est 0,575577 R. Squared 0,316998 No. Of Observations 4 Degrees if Freedom 2 X Coefficient (s) -0.00999 Std Err of Coef 0.010298 Untuk lebih jelasnya dapat diperhatikan gambar kurva (2) dibawah ini :

Gambar 2. Regresi hubungan kuat antara kekerasan dengan persentase keterbukaan.

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan Dari hasil penelitian dapat dikemukakan beberapa kesimpulan bahwa penggunaan bahan PVC dilapangan terbuka sangat berpengaruh terhadap perubahan mekaniknya, sehingga berbahaya terhadap perubahan mekaniknya, sehingga berbahaya terhadap instalasi yang diinginkan. Penggunaan perlindungan pada instalasi pemipaan terhadap sasaran sinar matahari harus benar-benar diperhatikan karena berdasarkan hasil penelitian sinar matahari dapat merusak ketahanan material. Saran Berdasarkan hasil penelitian dapat disarankan jika diinginkan pada suatu instalasi untuk menggunakan pipa PuVC, maka supaya dilakukan perlindungan terhadap permukaan pipa. Perlu diteliti pengaruh `kelembaban terhadap resin polimer dan hubungannya dengan sifat mekanik bahan.

DAFTAR PUSTAKA 1. Hines W. William dan Montgomery C.

Douglas, Terjemahan Rudiansyah, Probability dan Statistik Dalam Ilmu Rekayasa dan Managemen, UI, Jakarta, 1990.

2. R.W. Davige, Mechanical Behavior of Plastic. Cambridge University, London, 1979.

3. Tata Surdia, Prof, DR, Pengetahuan Bahan Teknik, Pradnya Paramita, Jakarta, 1985.