Home
Tips Oli Pelumas
Teori Dasar Oli Pelumas & Formula Pelumas

Teori Dasar Oli Pelumas & Formula Pelumas

posted on August 20, 2010 in Tips Oli Pelumas with 0 Comments

Teori Dasar Oli Pelumas & Formula Pelumas

Teori Dasar Oli Pelumas & Formula Pelumas, merupakan Dasar pengetahuan tentang Oli Pelumas, Formula Pelumas, serta hal-hal yang berkaitan dengan Oli Pelumas. Berikut Teori Dasar Oli Pelumas dan Formula Pelumas yang kami rangkum dari berbagai sumber :

Teori Dasar Oli Pelumas & Formula Pelumas

Teori Dasar Oli Pelumas & Formula Pelumas
Formula Oli pelumas adalah suatu rumusan antara base oil dengan aditif sehingga diperoleh suatu pelumas dengan klasifikasi tertentu sesuai dengan standar yang diakui secara internasional. Untuk mendapatkan pengakuan secara internasional, satu formula pelumas dibuat melalui proses yang terdiri dari beberapa tahap kegiatan yang saling terkait.

Penelitian yang dilakukan untuk menemukan suatu formula baru cukup kompleks dan memakan waktu. Pada setiap tahapan kegiatan dilakukan identifikasi dari karakteristik yang diperlukan. Sehingga dari setiap karakteristik tersebut akan diketahui unjuk kerja dari produk yang akan dihasilkan. Pada prinsipnya pembuatan formula pelumas baru terdiri dari 4 tahap utama yang saling berurutan yaitu :

Tahap konsepsi produk yang dihasilkan
Tahap seleksi base oil dan aditif
Tahap pengujian-pengujian
Tahap untuk mendapatkan rekomendasi atau pengakuan dari pembuat mesin

Berikut ini akan dijelaskan secara ringkas satu persatu tahapan di atas :

1. Konsepsi produk yang dihasilkan

Konsepsi pelumas merupakan tahap awal yang akan mendasari setiap langkah uji dari produk yang dihasilkan. Dalam tahap ini dituangkan target dan harapan apa yang akan dibebankan pada produk pelumas yang akan dihasilkan. Parameter yang digunakan sebagai acuan dalam membuat konsepsi pelumas adalah :

a. Tujuan Pemakaian

Pelumas tersebut harus jelas benar pemakaiannya, apakah merupakan pelumas otomotif, pelumas industry, pelumas perkapalan ataupun pelumas penerbangan.

b. Bahan Bakar

Bahan bakar dari mesin turut menentukan klasifikasi dari pelumas.

c. Unjuk Kerja

Kemampuan kerja dari pelumas harus sesuai dengan tuntunan perkembangan mesin dengan arti harus disesuaikan dengan mesin-mesin pemakainya karena adanya kecenderungan peningkatan perobahan struktur mesin (teknologi baru)

d. Umur Pelumas

Umur pemakaian pelumas yang diharapkan berkaitan erat dengan stabilitas komponen-komponen penyusunnya.

e. Variabel Operasi

Kondisi kerja dari peralatan akan menentukan komposisi aditif yang harus ditambahkan, misalnya kecepatan dimana persyaratan viskositasnya berbanding terbalik dengan kecepatan, beban (muatan) dan tekanan dimana persyaratan viskositas berbanding lurus dengan beban (muatan) dan tekanan. Sifat-sifat extreme pressure mungkin diperlukan jika menghadapi beban yang berlebihan (boundary lubrication). Selanjutnya adalah suhu dimana viskositas pelumas berbanding terbalik dengan suhu. Hal ini berarti semakin tinggi operasi semakin rendah viskositas pelumas.

f. Compatibility

Perlu dipertimbangkan kemungkinan adanya pengaruh pelumas terhadap bahan-bahan logam dari mesin, interaksi dengan pelumas lain di dalam mesin, serta interaksi pelumas dengan cat.

g. Kondisi Iklim

Suhu, tekanan dan kelembaban udara di suatu daerah juga merupakan factor yang harus dipertimbangkan dalam memproduksi pelumas.

h. Kemampuan Blending Plant

Formula pelumas yang dihasilkan haruslah dapat diproduksi oleh blending plant yang ada.

i. Nilai Ekonomis

Pelumas yang akan dihasilkan secara ekonomis haruslah menguntungkan dan dapat memenuhi kebutuhan konsumen.

2. Seleksi base oil dan aditif

Setelah diperoleh konsepsi dasar dari pelumas yang akan dihasilkan, tahap selanjutnya adalah melakukan analisis dan pertimbangan yang diperlukan untuk mendapatkan komposisi pelumas yang mampu menghasilkan unjuj kerja pelumas seperti yang telah dikonsepsikan, namun ekonomis dalam biaya produksinya. Pekerjaan ini meliputi seleksi terhadap base oil dan seleksi terhadap aditif yang akan digunakan.

Dalam tahap ini pihak formulator mau tidak mau harus melakukan koordinasi dengan pabrik pembuat aditif dan pabrik pengolah base oil. Sehingga dapat menentukan aditif paling cocok sekaligus paling murah di pasaran. Landasan awal yang mendasari pertimbangan untuk melakukan seleksi terhadap kedua komponen penyusun tersebut adalah mengenai spesifikasi dan harga (factor ekonomi). Baru selanjutnya dilakukan pengujian terhadap setiap karakteristik sesuai persyaratan yang berlaku. Selain mempelajari produk berdasarkan spesifikasi yang diberikan oleh pabrik pembuatnya, formulator juga harus melakukan analisi di laboratorium untuk meyakinkan sifat-sifat fisika dan kimia bahan tersebut.

2.1. Seleksi Base Oil

Pengujian sifat fisika dan kimia dari base oil juga dilakukan. Sifat fisika dan sifat kimia base oil akan digunakan sebagai parameter pertama untuk menentukan kecocokannya sebagai bahan dasar pelumas yang dihasilkan. Baik alat maupun metode pengujiannya sudah dibakukan oleh ASTM. Perincian sifat-sifat yang diuji untuk base oil adalah sebagai berikut :

Appearance
Spesific Gravity
Viskositas kinematik
Indeks Viskositas
Warna ASTM
Stabilitas warna (48 jam pada 100 deg C)
Titik nyala
Titik tuang
Titik kabut
Kandungan abu
Kandungan asam total

Karena base oil adalah komponen dasar yang memberikan sifat-sifat pelumasan, maka seleksi base oil harus diperketat agar produk yang akan dihasilkan memberikan unjuk kerja dan klasifikasi seperti yang diharapkan.

2.2. Seleksi Aditif

Untuk memilih aditif yang tepat diperlukan analisis yang kompleks serta cukup memakan waktu. Hal ini disebabkan penambahan aditif dalam pelumas dapat menimbulkan reaksi katagonis baik dengan base oil sendiri atau dengan aditif-aditif lainnya. Pada dasarnya suatu penelitian pengembangan produk pelumas adalah untuk memilih komposisi yang tepat antara base oil dan aditif. Seleksi aditif yang dimaksudkan di sini adalah seleksi awal dari banyaknya aditif yang ditawarkan oleh pabrik pembuat aditif. Pada tahap ini factor harga dan kontinuitas suplai dari pembuat aditif merupakan hal yang paling utama diperhatikan. Disamping itu ada beberapa sifat yang menjadi criteria untuk dipilih tidaknya suatu aditif diantaranya :

• Kelarutannya dalam base oil

Kelarutan dalam base oil adalah sifat yang utama yang harus dimiliki oleh aditif agar dihasilkan pelumas yang homogen

• Tidak larut dalam air

Aditif harus tidak larut dalam air, karena antara base oil dan air adalah dua larutan yang saling melarutkan (immiscible). Dengan tidak larutnya aditif dalam, maka apabila pelumas tercampur dengan air maka komponen-komponen pelumas masih dapat dipertahankan.

• Volatilitas

Kondisi operasi mesin yang akan dilumasi menuntut agar setiap komponen dalam pelumas tidak mudah menguap, baik karena panas maupun karena waktu.

• Stabilitas

Aditif harus tetap stabil selama penyimpanan, selama blending maupun selama pelayanan di dalam mesin.

• Compatibility

Aditif yang digunakan dalam satu jenis pelumas harus saling tidak bereaksi, karena hal ini akan mempengaruhi bahkan merusak unjuk kerja yang diharapkan.

• Warna

Warna adalah indicator pertama yang dipakai pada pengujian appearance, sehingga warna aditif harus jernih dan stabil.

• Fleksibilitas

Aditif yang multifungsi lebih diutamakan karena akan memiliki daya aplikasio sangat luas. Saat ini, aditif jenis inilah yang terus dikembangkan oleh pabrik pembuat aditif.

• Bau

Aditif diharapkan tidak menimbulkan bauyang merangsang. Apabila terpaksa digunakan juga, maka bau aditif ini harus dihilangkan dengan menambahkan bahan penghilang bau tersebut.

3. Pengujian-pengujian

Rangkaian kegiatan dalam rangka penyusunan suatu formulasi pelumas terdiri atas berbagai tahap yang memakan waktu cukup lama serta memerlukan penelitian dan pengujian yang hati-hati. Untuk memonitor karakteristik unjuk kerja pelumas, sifat fisika dan kimia setiap komponen dalam formula serta mendapatkan klasifikasi dari formula yamng akan dihasilkan perlu dilakukan pengujian yang bersifat reproducible dan repeatable. Pengujian ini dilakukan di Bagian Litbang Pelumas bekerja sama dengan Bagian Marketing untuk meninjau aspek ekonomi dengan pabrik pembuat aditif dan pabrik pembuat base oil sebagai pensuplai bahan baku, serta pabrik pembuat mesin untuk mendapatkan rekomendasi atau pengakuan.

3.1. Formulasi

Setelah diperoleh sebuah konsepsi produk dari pelumas yang akan disusun formulanya, pihak laboratorium kimia berkewajiban untuk menyusun formula pelumas melalui pemilihan awal komposisi base oil dan aditif berdasarkan spesifikasi yang diberikan oleh pabrik pembuat kedua bahan baku tersebut. Alternative komposisi inilah yang akan diuji pada tahap-tahap berikutnya guna mengetahui unjuk kerja yang dihasilkan.

Sifat-sifat fisika dan kimia itu perlu diuji agar kualitas dan homogenitas pelumas yang dihasilkan dapat dikendalikan. Sifat-sifat yang diuji di laboratorium meliputi :

a. Appearance

Appearance adalah sifat kenampakan pelumas. Sifat ini diuji secara visual dengan mata telanjang dimana pelumas yang terkontaminasi akan menunjukkan kenampakan yang berbeda dengan pelumas murni. Uji ini dilakukan dengan menggunakan gelas ukur biasa yang jernih, dimana hasilnya dinyatakan dengan klasifikasi jernih (clear), bening (bright), keruh (hazy), emulsi gelap (dark), tampak bebas air, serta terdapat suspended matter, sediment, ataupun lumpur.

b. Specific Gravity (SG)

SG pelumas digunakan untuk mengetahui kemurnian pelumas, karena hasil pengujian ini akan lebih konkrit bila dibandingkan dengan uji kenampakan. Uji SG untuk pelumas dilakukan dengan metode ASTM D-941 menggunakan alat hydrometer.

c. Viskositas

Seperti yang telah diuraikan sebelumnya, viskositas pelumas merupakan factor penting yang akan mempengaruhi fungsi-fungsi pelumas yang diembannya. Viskositas dari pelumas yang biasa dipakai adalah viskositas kinetic, diuji dengan metode ASTM D 445.

d. Viskosity Indeks (VI)

Viscosity Indeks adalah bilangan empiris yang digunakan sebagai karakteristik viskositas kinematik pelumas, yang bervariasi karena perubahan suhu. Harha VI suatu produk pelumas ditentukan melalui pengukuran harga viskosita kinematik dalam dua suhu yang jauh berbeda. Suhu yang diambil sesuai standar yang telah dibakukan yaitu 40 deg Cdan 100 deg C. Harga Viskositas indek dapat dihitung dengan menggunakan rumus dan tabel ASTM D 2270.

e. Warna

Uji warna untuk pelumas juga akan menunjukkan kemurniannya. Selain sebagai daya tarik produk, warna juga dapat dipakai sebagai dasar untuk mengetahui pada tingkat awal adanya deteriorasi ataupun kontaminasi. Metode uji warna yang dilakukan adalah ASTM D 1500-87

f. Total Base Number (TBN)

Aditif jenis detergent dan anti korosif memiliki sifat basa. Sifat basa ini dinyatakan sebagai TBN . Ada 2 metode dalam menentukan TBN yaitu ASTM D 2896 dan ASTM D 4739.

g. Titik Tuang

Titik tuang adalah suhu terendah dimana pelumas masih dapat mengalir. Sifat ini penting untuk kemudahan penyalaan mesin pada suhu rendah terutama musim dingin di wilayah belahan dunia yang memiliki 4 musim. Karakteristik ini diuji dengan menggunakan metode ASTM D 97.

h. Titik Nyala

Titik nyala adalah suhu terendah pada saat api dapat menyebabkan terbakarnya uap pelumas. Nilai ini diperlukan untuk penanganan produk pelumas selama pengiriman dan penimbunan. Karakteristik ini diuji dengan menggunakan metode ASTMD 92 (Cleveland Open Cup) dan ASTM D 93 (Pensky Martens Close Cup).

i. Foaming Characteristic

Kecenderungan pelumas untuk membentuk foam pada pemakaiannya di dalam mesin akan mengakibatkan masalah karena hilangnya sifat-sifat pelumasan. Masalah ini sangat serius terutama pada high speed gearing, high volume pumping, spash lubricant dan lain-lain. Dengan demikian karakteristik pembentukan foam pada pelumas perlu dikendalikan.

j. Uji Korosifitas Terhadap Tembaga

Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui apakah pelumas mengandung komponen yang korosif terhadap logam Cu. Sifat korosif ini diuji menggunakan metode ASTM D 130 yang hasilnya diklasifikasikan dalam 4 kelas yaitu agak buram (slight tarnish), buram (moderate tarnish), buram gelap (dark tarnish), dan korosi.

k. Kandungan Air

Air di dalam pelumas tidak dikehendaki, karena selain akan menurunkan viskositas juga bersifat korosif terhadap logam. Untuk mengukur besarnya kandungan air dalam pelumas digunakan metode ASTM D 95 dan nilainya dinyatakan dalam % volume.

l. Angka Pengendapan

Angka pengendapan (precipitation number) dinyatakan sebagai ml endapan yang terbentuk dari 10 ml pelumas yang dicampur dengan 90 ml naphta. Angka ini diperlukan untuk mengetahui jumlah komponen yang tidak larut dalam solvent naphta. Pengujian ini dilakukan dengan metode ASTM D 91-61, dan hasilnya akan menunjukkan adanya resin, abu, dan debu di dalam pelumas.

m. Tes Oksidasi

Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui kecenderungan pelumas untuk teroksidasi di bawah kondisi tertentu. Hal ini dapat diketahui dengan membandingkan harga viskositas dan TBN di saat sebelum dan sesudah pengujian.

n. Conradson Carbon Residue (CCR)

Pengujian terhadap CCR akan menunjukkan indikasi terbentuknya deposit carbon di dalam ruang pembakaran. Bila sebagian kecil dari pelumas terbakar di ruang pembakaran, maka deposit karbon yang terbentuk akan meninggalkan kerak yang tetap membara bahkan pada saat mesin telah dimatikan. Kerak yang membara ini selanjutnya akan mempercepat keausan logam di ruang bakar baik karena panas maupun karena gesekan. CCR ditentukan dengan menggunakan metode ASTM D 189 dan harganya dinyatakan dalam % berat.

o. Kandungan Abu

Kandungan abu dalam pelumas berasal dari logam yang memang terdapat dalam pelumas. Abu tersebut sebagian besar akan keluar dari ruang pembakaran sebagai asap bersama-sama dengan abu hasil pembakaran bahan bakar. Keberadaan abu dalam pelumas tidak disenangi karena akan mempercepat proses pengikisan, dan bila terlalu banyak akan membentuk deposit di ruang bakar. Penentuan kandungan abu dilakukan dengan 2 metode yaitu metode ASTM D 482 (abu langsung) dan metode ASTM D 874-84 (abu yang disulfatkan) dan hasilnya dinyatakan dalam % berat.

Selain kelimabelas macam pengujian standar yang yang telah disebutkan diatas, laboratorium kimia juga diperlukanuntuk melakukan analisis elementer (logam-logam dalam pelumas), analisi struktur molekul, dan analisis kemurnian aditif. Bahkan juga untuk analisis-analisis terhadap interaksi kimiawi antara aditif dengan base oil ataupun antar aditif di dalam pelumas. Pada dasarnya formulasi harus mempertimbangkan interaksi dan kompetisi antar aditif serta unjuk kerja dan kelarutan tiap-tiap aditif. Akibat-akibat sampingan yang tidak diharapkan harus ditanggulangi agar dicapai unjuk kerja pelumas yang optimal.

3.2. Uji Bangku

Setelah melewati tahap pengujian di laboratorium dan diperoleh komposisi yang paling memungkinkandari berbagai alternative yang ada, sampel formula pelumas harus menjalani serangkaian uji karakteristik untuk mengamati unjuk kerjanya pada mesin. Namun karena uji pada mesin standar membutuhkan peralatan yang kompleks dan biaya yang cukup mahal, maka diupayakan semacam uji simulasi untuk menyaring sebelum kandidat pelumas menjalani uji yang sebenarnya pada mesin standar. Uji simulasi ini dikenal dengan sebutan Uji Bangku (Bench Test) yang dikembangkan pertama kali di Eropa.

Uji bangku membutuhkan waktu yang lebih cepat, tempat yang sempit, dan biaya yang lebih murah dibandingkan dengan uji mesin standar. Disebut uji bangku, karena alat pengujian ini umumnya berukuran kecil sehingga dapat diletakkan pada meja seperti bangku. Sebenarnya uji sifat fisika kimia pelumas di laboratorium kimia juga dapat dikatakan sebagai uji bangku.

Saat ini pengembangan metode dan jenis-jenis uji bangku merupakan prioritas utama perhatian para formulator pelumas agar diperoleh hasil pengujian yang semakin mendekati hasil uji pada mesin standar. Setelah menjalani uji bangku, sampel pelumas dikembalikan lagi ke laboratorium untuk dimonitor sifat fisika dan kimia dari komponen-komponen penyusunnya. Jadi, sebenarnya tahap Uji Bangku ini tidak berdiri sendiri karena merupakan satu rangkaian pengujian dengan Uji Laboratorium. Masalah yang timbul pada salah satu pengujian akan dapat terbantu pemecahannya berdasarkan pengujian yang lain. Apabila kedua uji ini menunjukkan hasil tidak seperti yang diharapkan, maka kandidat pelumas harus kembali ke tahap formulasi lagi.

3.3. Uji Mesin Standar Internasional

Apabila kandidat pelumas telah lolos saringan pada uji bangku, maka masih harus melewati pengujian yang sebenarnya yaitu pada mesin uji standar yang telah dibakukan baik jenis mesin ataupun metodenya untuk tiap-tiap klasifikasi pelumas. Karena setiap aspek hasil pelumasan pada mesin harus diamati dengan cermat, maka untuk keperluan pengujian ini setiap komponen dari mesin uji standar harus baru dan sesuai dengan spesifikasi. Dengan demikian dapatlah dimengerti mengapa biaya pengujian dengan menggunakan mesin standar ini menjadi sangat mahal. Disamping itu waktu pengujian juga relative lama, sehingga pengujian ini betul-betul baru dilaksanakan apabila formulator sudah yakin dengan karakteristik unjuk kerja pelumas yang diperoleh pada tahap uji bangku.

Telah diketahui bahwa klasifikasi untuk minyak pelumas sangat banyak, tergantung pada bidang penggunaannya. Sebagai contoh untuk pelumas otomotif paling tidak ada lima badan yang memberikan klasifikasi yaitu :

• API = American Petroleum Institute

• SAE = Society of Automotive Engineer

• MVMA = Motor Vehicle Manufacturing Association

• JAMA = Japan Automotive Manufacturing Association

• MIL = US Military Specification

Dengan beragamnya klasifikasi tersebut, maka mesin uji standar juga menjadi sangat beragam.

3.4. Uji Lapangan

Apabila kandidat pelumas telah lolos dalam pengujian menggunakan mesin uji standar, maka pengujian terakhir yang masih harus dilakukan oleh formulator pelumas adalah Uji Lapangan. Pada tahap ini sebenarnya pelumas formula baru sudah layak untuk diproduksi, namun uji lapangan ini perlu dilakukan karena dapat menjadi sarana pengenalan produk baru tersebut kepada calon konsumen ataupun pembuat mesin.

Pada tahap ini dipilih secara acak mesin-mesin yang akan diuji, tanpa memperhatikan apakah mesin tersebut baru ataukan lama. Semakin banyak variasi merk mesin yang digunakan, semakin aktuallah hasil yang akan diperoleh. Mesin-mesin yang dipakai untuk menguji pelumas itu dioperasikan secara bervariasi, ada yang dioperasikan secara normal dan ada yang dioperasikan dalam kondisi ekstrim. Factor-faktor yang merupakan variable dalam pengujian ini adalah kecepatan, muatan (beban) dean tekanan, suhu, kondisi (umur) mesin serta keadaan alam lingkungan yaitu suhu, udara, api, radiasi zat radioaktif dan kontaminasi. Pada tahap ini analisis statistic akan banyak berbicara dan mendukung pengolahan data-data yang akan diperoleh.

4. Rekomendasi atau pengakuan dari pembuat mesin

Apabila uji lapangan telah berhasil, dan pengakuan klasifikasi dari badan yang berwenang telah didapatkan, maka produsen pelumas bisa berupaya mendapatkan rekomendasi atau pengakuan dari pabrik pembuat mesin. Tahap ini sudah bukan merupakan rangkaian kegiatan dari formulator pelumas, karena lebih banyak dikerjakan oleh bagian pemasaran. Rekomendasi atau pengakuan ini bertujuan untuk membantu kegiatan pemasaran dari produk tersebut. Untuk mendapatkan rekomendasi atau pengakuan, jelas diperlukan suatu hubungan kerja sama yang erat dan salingbahu membahu antara pabrik pembuat mesin dengan pabrik pembuat pelumas. Kedua belah pihak saling bekerja sama dan berupaya agar kemajuan teknologi di bidang permesinan selalu dapat seiring dengan kemajuan teknologi di bidang pelumasan. Dengan demikian unjuk kerja mesin-mesin dapat maksimal seperti yang diharapkan, dan tuntutan konsumen dapat diutamakan.

DAFTAR PUSTAKA

PT. Hexindo Consult, 2000, “Prospek Industri dan Pemasaran Pelumas di Indonesia”, Jakarta.
www.ccitonline.com By: Siti Yubaidah on: Sun 20 of April, 2008 12:22 WIT (3188 Reads)