Sistem Starter
Suatu mesin tidak dapat mulai hidup (start) dengan serndirinya, maka mesin tersebut memerlukan tenaga dari luar untuk memutarkan poros engkol dan membantu untuk menghidupkan. Dari beberapa cara yang ada, mobil pada umumnya menggunakan motor listrik, digabungkan dengan magnetic switch yang memindahkan gigi pinion yang berputar ke ring gear yang dipasangkan ke pada bagian luar dari fly wheel, sehingga ring gear berputar ( dan juga poros engkol ). Motor starter harus dapat menghasilkan momen yang besar dari tenaga yang kecil yang tersedia pada baterai. Hal lain yang harus diperhatikan ialah bahwa motor starter harus sekecil mungkin. Untuk itulah, motor serie DC (arus searah)
umumnya yang dipergunakan.
Suatu mesin pembakaran dalam tidak dapat distarter oleh dirinya sendiri, tetapi harus diengkol/diputar oleh energi lain sehingga mendapatkan pembakaran, yakni dengan memutar/mengengkol poros engkolnya. Pada umumnya metode yang sering digunakan untuk itu adalah dengan sistem elektrik.
            Sistem starter elektrik terdiri atas beberapa komponen berikut.

• SAKELAR PENYALAAN

Sakelar penyalaan atau kunci kontak diatur oleh pengemudi guna menjalankan sistem starter. Salah satu terminal dari sakelar tersebut dihubungkan ke baterai dengan kabel LT, terminal lain dihubungkan ke selenoid dengan kabel biasa.
Sakelar starter ditempatkan pada panel iinstrumen. Sakelar tersebut bisa berjenis tombol tekan atau menyati (integrated).

• SAKELAR INHIBITOR

Sakelar ini merupakan bagian sistem starter dari kendaraan yang mempunyai transmisi otomatis. Gunanya untuk mencegah mesin dari pengengkolan/pemutaran jika transmisi masuk ke roda gigi penerus ( posisi menggerakkkan).
Sakelar dihubungkan ke kabel dari sakelar starter ke starter selenoid dan dijalankan oleh mekanisme garpu gigi transmisi. Sakelar ini bisa ditempatkan pada rakitan transmisi atau pada kolom kemudi.

• SELENOID

Kabel baterai dari baterai ke motor starter harus dibuat sependek mungkin agar menghasilkan voltase drop. Sakelar arus yang tinggi diinstal/dipasang ke kabel baterai untuk memutarkan motor starter pada On-Off. Sakelar ini disebut selenoid.
Selenoid ini dapat berupa satu unit yang terpisah dan satu unit yang menyatu (integrated). Selenoid satu unit terpisah adalah suatu kabel yang menghubungkan baterai ke selenoid dan menghubungkan selenoid lain ke motor starter. Selenoid jenis ini dipasang pada panel.
Pengemudi menjalankan selenoid dengan sakelar starter. Arus rendah dari sakelar starter digunakan untuk starter On pada arus tinggi yang diperlukan oleh motor starter.

• MOTOR STARTER

Suatu torsi yang tinggi arus searah (DC) dari motor mengubah tenaga listrik menjadi tenaga mekanik yang dipindahkan ke poros engkol mesin melalui roda gigi. Motor starter dipasang ke mesin dalam posisi yang memungkinkan bisa mengalirkan secara pas/cocok roda gigi pinion dengan roda gigi starter pada roda gigi penerus.
Kabel baterai memberikan arus tinggi dari baterai jika selenoid menutup. Ukuran dan bentuk dari motor starter bergantung pada karakteristik mesin yang dipasangkan.

• RAKITAN RODA GIGI REDUKSI

Torsi motor starter memiliki saluran yang tinggi tetapi tidak cukup tinggi untuk mengengkol/memutarkan mesin yang dingin. Oleh karena itu, motor starter mengerakkan poros engkol mesin melalui rakitan roda gigi reduksi. Reduksi roda gigi dengan perbandingan antara 8 : 1 dan 20 : 1 terdiri dari bagian berikut.

• Sebuah roda gigi pinion kecil dipasang ke poros jangkar motor starter
• Roda gigi ring/cincin berukuran besar yang ditempatkan pada roda penerus.

Salah satu gigi pada masing-masing pasangan gigi harus pas dan cocok dengan yang lain.

• PERALATAN PEMINDAH/PENARIK

Alat ini diperlukan untuk memindahkab /menggerakkan/menarik motor starter dari suatu mesin yang berputar dengan kecepatan yang sangat tinggi. Kecepatan motor starter adalah antara 300 rpm. Perbandingan gigi reduksi adalah 15 : 1dDengan perputaran mesin mencapai 45000 rpm
            Suatu peralatan pemindah otomatis dipasang pada pinion motor starter. Jenis peralatan pemindah tergantung pada ukuran dan penggunaan motor starter. Peralatan ini mudah dijalankan dengan kopling penjalan. Pada umumnya bentuk peralatan ini berjenis inersia dan pemindah positif.

 

 

Motor Starter
Motor starter yang dipergunakan pada automobile dilengkapi dengan magnetic switch yang memindahkan gigi yang berputar (selanjutnya disebut gigi pinion ) untuk berkaitan atau lepas dari ring gear yang dipasangkan mengelilingi fly wheel (roda gila) yang dibuat pada poros enngkol. Saat ini kita mengenal dua tipe motor starter yang digunakan pada kendaraan atau truck-truck kecil, yaitu motor starter konvensional dan reduksi. Mobil-mobil yang dirancang untuk dipergunakan pada daerah dingin mempergunakan motor starter tipe reduksi, yang dapat menghasilkan momen yang lebih besar yang diperlukan untuk mensart mesin
pada cuaca dingin. Motor starter tipe ini dapat menghasilkan momen yang lebih besar dari pada motor starter konvensional untuk ukuran dan berat yang sama., saat ini mobil cenderung mempergunakan tipe ini meskipun untuk daerah yang panas. Pada umumnya motor starter digolongkan (diukur) berdasarkan output nominalnya (dalam KW) makin besar output makin besar kemampuan starternya
CARA KERJA MOTOR STARTER

Motor starter pada sepeda motor berfungsi sebagai pengganti kick starter, agar pengendara tidak perlu lagi menendangkan kakinya untuk menghidupkan mesin. Meski demikian, sepeda motor yang memiliki motor starter dilengkapi juga dengan kick starter. Pengendara diheri pilihan untuk menggunakan salah satunya pada waktu tertentu. Misalnya ketika motor starter ada kerusakan maka kick starter seketika bisa dipakai.

• Kelemahan pada battery akan mengakibatkan motor starter kurang cepat berfungsi, atau suplai arus listrik untuk sistim pengapian akan berkurang (untuk mesin dengan sistim pengapian battery).
• Apabila pada saat tombol starter ditekan, tetapi mesin tidak berputar, salah satu kemungkinan penyebab adalah terjadi kerusakan pada motor starter.

Konstruksi Dasar Motor Starter
Motor starter mengubah energi listrik dan batere menjadi tenaga putar seketika untuk memicu hidupnva mesin. Gambar 4.1 memperlihatkan konstruksi dasar motor starter. Komponen utamannya terdiri atas kumparan medan (field coil), jangkar (armature), dan komponen pemindah tenaga dari motor starter ke bagian mesin (poros engkol).
Bagian-bagian yang termasuk sistem kelistrikan pada sepeda motor meliputi sistem starter (motor starter), sistem pengisian, sistem pengapian, atau listrik untuk instrumen. Sebagai sumber listrik utamanya ada yang menggunakan batere ada juga yang menggunakan pembangkit listrik AC yang disebut alternator.
Pada motor starter biasanya terdapat empat buah kumparan medan pole core yang masing-masing dengan jumlah lilitan yang dibuat banyak. Ini dimaksudkan untuk memperbesar medan magnet yang timbul. Demikian juga jumlah lilitan pada armature dibuat banyak (berbentuk gulungan ). Sehingga dapat dihasilkan tenaga putar cukup besar untuk memutarkan poros engkol.
Pada salah satu ujung armature terdapat gigi yang berfungsi memperkecil output putaran armature tetapi memperbesar momen putaran. Dalam memperbesar momen putar (tenaga putar) ini dibantu juga oleh adanya perbandingan gigi sprocket pada starter dan gigi sprocket pada poros engkol. Sehingga terjadi perbandingan reduksi sekitar 6 : 1 . Artinya j ika motor starter sudah berputar 6 kali maka poros engkol harus berputar 1 kali
Pada Saat Kunci Kontak ON Dan Mesin Mati
Bila kinci kontak diputar ke posisi ON , arus dari baterai akan mengalir ke rotor dan merangsang rotor coil.Pada waktu yang sama, arus baterai juga mengalir ke lampu pengisisan (CHG) dan akibatnya lampu menjadi menyala (ON).

Secara keseluruhan mengalirnya arus listrik sebagai berikut :
a. Arus yang ke field coil
Terminal(+)baterai→fusible link→kunci kontak (IG switch)→sekering→terminal IG
regulator→point PL→point PL→terminal F regulator→terminal F alternator→brush→slip ring→rotor coiil→slip ring→brush→terminal E alternator→massa→bodi.
Akibatnya rotor terangsang dan timbul kemagnetan yang selanjutnya arus ini
disebut araus medan (field current).

 

b. Arus ke lampu charge
Terminal (+) baterai→fusibler link→sakjelar kunci kontak IG (IG switch) sekering→lampu CHG→terminal L regulator→titik kontak P→titik kontak P→terminal E regulator→massa bodi.
Akibatnya lampu charge akan menyala.

Mesin dari kecepatan rendah ke kecepatan sedang.
Sesudah mesin hidup dan rotor berputar, tegangan/voltage dibangkitkan dalam stator coil, dan tegangan netral dipergunakan untuk voltage relay, karena itu lampu charge jadi mati.Pada waktu yang sama, tegangan yang dikeluarkan beraksi pada voltage regulator. Arus medan (field current) yang ke rotor dikontrol dan disesuaikan dengan tegangan yang dikeluarkan terminal B yang beraksi pada voltage regulator.
Demikianlah, salah satu arus medan akan lewat menembus atau tidak menembus resistor R, tergantung pada keadaaan titik kontak PL.
Catatan :
Bila gerakan P dari voltage relay, membuat hubungan dengan titik kontak P, maka pada sirkuit sesudah dan sebelum lampu pengisian (charge) tegangannya sama. Sehingga pada aris tidak akan mengalir ke lampu dan akhirnya lampu mati. Untuk jelasnya aliran arus pada masing-masing peristiwa sebagai berikut :

• Tegangan Netral

Terminal N alternator→terminal N regulator→magnet coil dari voltage relay→terminal E reguilator→massa bodi.
Akibatnya pada magnet coil dari voltage relay akan terjadi kemagnetan dan dapat
menarik titik kontak P dari P dan selanjutnya P akan bersatu dengan P. Dengan demikian lampu pengisian (charge) jadi mati.

• Tegangan yang keluar (output Voltage)

Terminal B alternator→trminal B regulator→titik kontak P→titik kontak P→magnet coil dari voltage regulator→terminal E regulator→massa bodi.
Akibatnya pada coil voltage regulator timbul kemagnetan yang dapat mempengaruhi posisi dari titik kontak (point) PL.
Dalam hal ini PL akan tertarik dari PL sehingga pada kecepatan sedang PL akan mengambang (seperti terlihat pada gambar diatas).

c.    Arus yang ke field
Termional B alternator→IG switch→Fuse→terminal IG regulator→Point PL→Point PL→Reristor R→Terminal F regulator→Terminal F alternator→Rotor coil→terminal E alternator→massa bodi.
Dalam hal ini jumlah arus/tegangan yang masuk ke rotor coil bias melalui dua saluran.

Bila kemagnetan di voltage regulator besar dan mampu menarik PL dari PL,
maka arus yang ke rotor coil akan melalui resistor R.Akibatnya arus akan kecil dan
kemagnetan yang ditimbulkan rotor coil-pun kecil (berkurang).

d.    Out Put current
Terminal B alternator →baterai dan beban→massa bodi.
Mesin dari Kecepatan Sedang ke Kecepatan Tinggi

Bila putaran mesin bertambah , voltage yang dihasilkan oleh kumparan stato naik, dan gaya tarik dari kemagnetan kumparan voltage regulator menjadi lebih kuat. Dengan daya tarik yang lebih kuat, field current yang ke rotor akan mengalir terputus-putus (intermittently).Dengan kata lain , gerakan titik kontak PL dari voltage regulator kadang-kadang membuat hubungan dengan titik kontak PL .

Catatan :
Bial gerakan titik kontak PL pada regulator berhubungan dengan titik kontak PL,field current akan dibatasi. Bagaimanapun juga point dari voltage relay tidak akan terpisah dari point P,sebab tegangan netral terpelihara dalam sisa flux dari rotor. Aliran arusnya adalah senagai berikut :
a.    Voltage Netral (Tegangan Netral)
Terminal N alternator→terminal N regulator→magnet coil dari voltage relay→terminal E regulator→massa bodi.
Arus ini juga sering disebut netral voltage.

b.    Out Put Voltage
Terminal B alternator→terminal B regulator→point P→point P→magnet coil dari N regulator terminal E regulator.
Inilah yang disebut dengan Output voltage.

c.    Tidak ada arus ke Field Current
Terminal B alternator →IG switch→fuse→terminal IG regulator→reristor R→Terminal F regulator→terminal F alternator→rotor coil→atau→point PL→Point P→ground (NO.F.C)→Terminal E alternator→massa (F Current).
Bila arus resistor R→mengalir teminal Fregulator→rotor coil→massa, akibatnya arus yang ke rotor ada, tapi kalau PL-maka arus mengalir ke massa sehingga yang ke rotor coil tidak ada.

d. Out Put Current
Terminal B alternator→baterai/load→massa.

Pada Saat Motor Switch ON
Apabila starter switch diputar ke posisi ON, maka arus baterai mengalir melalui hold in coil ke massa dan dilain pihak pull in coil, field coil dan ke massa melalui armature. Pada saat in hold dan pull in coil membentuk gaya magnet dengan arah yang sama, dikarenakan arah arus yang mengalir pada kedua kumparan tersebut sama.Seperti pada gambar diatas. Dari kejadian ini kontak plate (plunger) akan bergerak kea rah menutup main switch, sehingga drive lever bergerak menggeser starter clutch kea rah posisi berkaitan dengan ring gear. Untuk lebih jelas lagi aliran arusnya adalah sebagai berikut:

Baterai→terminal 50→hold in coil→massa Baterai→terminal 50→pull in coil→field coil→armature→massa. Oleh karena arus yang mengalir ke field coil pada saat itu , relative kecil maka armature berputar lambat dan memungkinkan perkaitan pinion dengan ring gear
menjadi lembut. Pada kendaraan ini kontak plate belum menutup main switch.
Pada saat Pinion Berkaitan Penuh
Bila pinion gear sudah berkaitan penuh dengan ring gear , kontak plate akan mulai menutup main switch, lihat gambar diatas, pada saat ini arus akan mengalir sebagai berikut:
Baterai→terminal 50→hold in coil→massa Baterai→main switch→terminal c→field coil→armature→massa
Seperti pada gambar diatas di terminal C ada arus , maka arus dari pull in coil tidak dapat mengalir, akibatnya kontak plate ditahan oleh kemagnetan hold in coil saja. Bersama dengan itu arus yang besar akan mengalir dari baterai ke field coil→armature→massa melalui main switch. Akibatnya starter dapat menghasilkan momen punter yang besar yang digunakan memutarkan ring gear. Bilaman mesin sudah mulai hidup, ring gear akan memutarkan armature melalui pinion.Untuk menghindari kerusakan pada starter akibat hal tersebut maka kopling sarter akan membebaskan dan melindungi armature dari putaran yang berlebihan.
Pada saat starter Switcf OFF
Sesudah starter switch dihidupkan ke posisi off, dan main switch dalam keadaan belum membuka (belum bebas dari kontak plate).Maka aliran arusnya sebagai berikut:
Baterai→terminal 30→main switch→terminal C Field coil→armature→massa
Oleh karena starter switch off maka pull in coil dan hold in coil tidak mendapat arus dari teminal 50 melainkan dari teminal C.Sehingga aliran arusnya akan menjadi:
Baterai→terminal 30→main switch→terminal C Pull in coil→Hold in coil→massa
Karena arus pull in coil berlawanan maka arah gaya magnet yang dihasilkan juga berlawanan sehingga kedua-duanya saling menghapuskan, hal iini mengakibatkan kekuatan return spring dapat mengembalikan kontak plate ke posisi semula.Dengan demikian drive lever menarik sarter clutch dan pinion gear terlepas dari perkaitan
Fungsi baterai pada automobile adalah untuk mensuplai kebutuhan listrik pada komponen-komponen listrik pada mobil tersebut seperti motor starter, lampu-lampu besar dan penghapus kaca. Namun demikian kapasitas baterai sangatlah terbatas, sehingga tidak akan dapat mensuplai tenaga listrik secara terus menerus.
Dengan demikian, baterai harus selalu terisi penuh agar dapat mensuplai kebutuhan listrik setiap waktu yang diperlukan oleh tiap-tiap komponen-komponen listrik.Untuk itu pada mobil diperlukan siatem pengisian yang akan memproduksi listrik agar baterai selalu terisi penuh.
Sistem pengisian (charging system) akan memproduksi listrik untuk menngsi kembali baterai dan mensuplai kelistrikan ke komponen yang memerlukannya pada saat mesin dihidupkan.
Sebagian besar mobil dilengkapi dengan alternator yang menghasilkan arus bolak-balik yang lebih baik dari pada dynamo yang menghasilkan arus searah dalam hal tenaga listrik yang dihasilkan maupun daya tahannya.
Mobil yang menggunakan arus searah (direct current), arus bolak-balik yang dihasilkan oleh alternator harus disaerahkan menjadi arus searah sebelum dikeluarkan.
Fungsi Alternator

Fungsi alternator adalah untuk mengubah energi mekanis yang didapatkan dari mesin tenaga listrik . Energi mekanik dari mesin disalurkan sebuah puli, yang memutarkan roda dan menghasilkan arus listrik bolak-balik pada stator. Arus listrik bolak-balik ini kemudian dirubah menjadi arus searah oleh diode-diode. Komponen utama alternator adalah : rotor yang menghasilkan medan magnet listrik, stator yang menghasilkan arus listrik bolak-balik, dan beberapa diode yang menyearahkan arus.
Komponen tambahan lain adalah : sikat-sikat yang mensuplai arus listrik ke rotor untuk menghasilkan kemagnetan (medan magnet), bearing-bearing yang memungkinkan rotor dapat berputar lembut dan sebuah kipas untuk mendinginkan rotor, stator dan diode.

FUNGSI PNEUMATIK BERDASARKAN HUKUM BERNOULLI

Penggunaan udara bertekanan sebenarnya masih dapat dikembangkan untuk berbagai keperluan proses produksi, misalnya untuk melakukan gerakan mekanik yang selama ini dilakukan oleh tenaga manusia, seperti menggeser, mendorong, mengangkat, menekan, dan lain sebagainya.
Gerakan mekanik tersebut dapat dilakukan juga oleh komponen pneumatik, seperti silinder pneumatik, motor pneumatik, robot pneumatik translasi, rotasi maupun gabungan keduanya. Perpaduan dari gerakan mekanik oleh aktuator pneumatik dapat dipadu menjadi gerakan mekanik untuk keperluan proses produksi yang terus menerus (continue), dan flexible.
Pemakaian pneumatik dibidang produksi telah mengalami kemajuan yang pesat, terutama pada proses perakitan (manufacturing), elektronika, obat-obatan, makanan, kimia dan lainnya.
Pemilihan penggunaan udara bertekanan (pneumatik) sebagai sistim kontrol dalam proses otomasinya, karena pneumatik mempunyai beberapa keunggulan, antara lain:
Mudah diperoleh, bersih dari kotoran dan zat kimia yang merusak, mudah didistribusikan melalui saluran (selang) yang kecil, aman dari bahaya ledakan dan hubungan singkat, dapat dibebani lebih, tidak peka terhadap perubahan suhu dan sebagainya.
Penggunaan silinder pneumatik biasanya untuk keperluan antara lain: mencekam benda kerja, menggeser benda kerja, memposisikan benda kerja, mengarahkan aliran material ke berbagai arah. Penggunaan secara nyata pada industri antara lain untuk keperluan: membungkus (verpacken), mengisi material, mengatur distribusi material, penggerak poros, membuka dan menutup pada pintu, transportasi barang,
memutar benda kerja, menumpuk/menyusun material, menahan dan menekan benda kerja. Melalui gerakan rotasi pneumatik dapat digunakan untuk, mengebor, memutar mengencangkan dan mengendorkan mur/baut, memotong, membentuk profil plat, menguji, proses finishing (gerinda, pasah, dll.)

Persamaan dasar dalam hidrodinamika telah dapat dirintis dan dirumuskan oleh Bernoulli secara baik, sehingga dapat dimanfaatkan untuk menjelaskan gejala fisis yang berhubungan dengan dengan aliran air. Persamaan dasar tersebut disebut sebagai persamaan Bernoulli atau teorema Bernoulli, yakni suatu persamaan yang menjelaskan berbagai hal yang berkaitan dengan kecepatan, tinggi permukaan zat cair dan tekanannya. Persamaan yang telah dihasilkan oleh Bernoulli tersebut juga dapat disebut sebagai Hukum Bernoulli, yakni suatu hukum yang dapat digunakan untuk menjelaskan gejala yang berhubungan dengan gerakan zat alir melalui suatu penampang pipa. Hukum tersebut diturunkan dari Hukum Newton dengan berpangkal tolak pada teorema kerja-tenaga aliran zat cair dengan beberapa persyaratan antara lain aliran yang terjadi merupakan aliran steady  (mantap, tunak), tak berolak (laminier, garis alir streamline), tidak kental dan tidak termampatkan. Persamaan dinyatakan dalam Hukum Bernoulli tersebut melibatkan hubungan berbagai besaran fisis dalam fluida, yakni kecepatan aliran yang memiliki satu garis arus, tinggi permukaan air yang mengalir, dan tekanannya. Bentuk hubungan yang dapat dijelaskan melalui besaran tersebut adalah besaran usaha tenaga pada zat cair.
          Dalam kehidupan sehari-hari Hukum Bernoulli memiliki penerapan yang beragam yang ada hubungannya dengan aliran fluida, baik aliran zat cair maupun gas. Penerapan tersebut sebagian besar dimanfaatkan dalam bidang teknik dan ilmu pengetahuan yang berkaitan dengan aliran fluida. Misalnya dalam teknologi pesawat terbang Hukum Bernoulli tersebut dimanfaatkan untuk merancang desain sayap pesawat terbang. Dalam bidang yang lain misalnya desain bentuk mobil yang hemat bahan bakar, kapal laut dan sebagian alat ukur yang dapat digunakan dalam suatu peralatan pengendali kecepatan dan sebagainya.
          Dengan mengusahakan bentuk sayap pesawat terbang seperti yang tergambar di bawah ini, maka bagian depan dari sayap tersebut memiliki permukaan yang tidak kaku sehingga dapat memberikan kemudahan dalam aliran udara.
Bentuk sayap yang demikian sengaja dirancang agar aliran yang mengenai bagian depan dari sayap akan membentuk aliran laminier. Dari gambar dapat dijelaskan bahwa apabila pesawat terbang digerakkan dengan ke depan kecepatan udara di bagian atas pesawat dan kecepatan udara yang lewat bagian bawah pesawat terbang akan menjadi tidak sama. Kecepatan aliran udara pada bagian atas akan cenderung lebih besar daripada kecepatan aliran udara bagian bawah pesawat terbang. Hal ini mengakibatkan munculnya gaya pengangkatan yang bekerja pada pesawat terbang sehingga pesawat terbang dapat naik ke udara.
KERUGIAN PNEUMATIK

Kerugian Pneumatik

• Gaya tekan terbatas
• Pelumasan udara mampat
• Kelembaban udara
• Ketidak teraturan gerakan pada kecepatan yang relatif kecil (kurang dari 0,25 cm/s)

Hal-hal yang merugikan tersebut dari alat pneumatik ini dapat dianggap sebagai pembatas-pembatas tertentu. Hal-hal yang merugikan diatas dapat dikurangi dengan:

• Pengamanan yang cocok dari komponen-komponen alat pneumatik
• Pemilihan sistem pneumarik yang diinginkan
• Kombinasi yang sesuai tujuannya dari berbagai sistem pergerakan dan pengendalia (elektrik, hidrolik, dan pneumatik)

APLIKASI PNEUMATIK

Aplikasi sistem penggerak pneumatik banyak ditemukan diindustri manufacturing, petrokimia ataupun industri migas. Sistem pneumatik dapat pula dimanfaatkan sebagai media transmisi sinyal. ISA-S7.4 (Air Pressures for Pneumatic Controllers, Transmitters, and Transmission Systems) melakukan standardisasi rentang untuk sinyal pneumatik : 20 – 100 kPag atau 3 -15 psig. Pada masa kini sistem instrumentasi yang masih menggunakan sinyal pneumatik sangat jarang ditemukan, selain dikarenakan harga instalasi yang mahal juga adanya waktu tunda (delay) dalam pengiriman sinyal. Saat ini transmisi sinyal pneumatik pada plant lama sendiri banyak digantikan dengan menggunakan transmisi sinyal listrik analog 4-20 mA ataupun komunikasi digital seperti Fieldbus/Profibus. Kecuali pada plant yang telah tua, rangkaian pneumatik sudah jarang ditemukan pada suatu industri migas. Namun pada beberapa aplikasi masih sangat sering dijumpai, misalnya: Wellhead Control Panel, Fusible Loop Panel ataupun Control Panel pada On-Off Valve. Pada beberapa aplikasi, sistem pneumatik kerap kali dikombinasikan juga dengan sistem lainnya seperti sistem elektrik ataupun hidraulik. Beberapa standard yang digunakan pada perancangan sistem pneumatik diantaranya :

1. API RP 552 (Transmission System)
2. ISA S7.4 (Air Pressures for Pneumatic Controllers, Transmitters, and Transmission Systems)
3. ISA S7.3 (Quality Standard for Instrument Air)
4. ISA S7.7 (Recommended Practice for Producing Quality Instrument Air)

Pneumatik berurusan dengan penggunaan udara yang terkompresi. Paling umum ditemukan, udara terkompresi ini digunakan untuk melakukan pekerjaan mekanis - yakni untuk menghasilkan gerak mekanik dan untuk membangkitkan gaya. Gaya gerak pneumatik bertugas untuk mengkonversikan energi yang tersimpan dalam udara terkompresi itu menjadi suatu gerakan/mekanik. Silinder-silinder paling umum digunakan untuk penggerak pneumatik. Silinder-silinder tersebut mempunyai ciri dengan konstruksi yang kuat, suatu kisaran jenis/tipe yang luas, instalasi yang sederhana, dan harga/kinerja yang menguntungkan. Sebagai akibat dari manfaat ini, maka pneumatik digunakan dalam suatu kisaran aplikasi yang luas.

Beberapa dari banyak aplikasi pneumatik adalah :

1. Penanganan benda kerja (seperti penjepit, penentu posisi, pemisah, penumpuk, pemutar)
2. Pengemasan
3. Pengarsipan
4. Pembukaan dan penutup pintu (seperti bis-bis dan kereta api)
5. Pembentukan logam (emboss, dan pres)
6. Pengecapan

Dalam stasiun pemrosesan pada Gambar 1.2, maka tabel indeks putar, isian,
penjepit, dan contoh aplikasi liranti pembuka serta penggerak berbagai alat
adalah pneumatik.

PROPERTIES/SIFAT UDARA

Sifat udara sendiri berusaha dijelaskan oleh Aristoteles yang dianggapnya memiliki derajat benda termulia sehingga cenderung bergerak ke atas, ke surga yang ada di atas bumi. Kini sifat udara dijelaskan dengan sifat partikel-partikel pembuatnya dimana massa jenisnya lebih kecil dibandingkan zat yang lain. Dengan demikian, udara atau gas mudah bergerak ke mana saja, juga ke atas bumi.
Kita lihat nyala api unggun. Gas disekitarnya menerima energi kalor sehingga timbul kepulan asap yang membubung ke atas. Nyala api bergerak  bersamaan dengan arah gerak udara panas, yaitu ke atas. Jika udara di sekitar api unggun tidak lebih panas dari udara di sekitarnya, ia diam.
Udara panas ini akan bergerak terus ke atas. Semakin panas, ia akan semakin menjauh dari daratan. Ketika mencapai ketinggian yang lebih tinggi, udara panas tadi akan mengembang karena tekanan udaranya mengecil. Jika tekanan udara konstan, maka bisa saja udara panas tadi terlempar ke luar angkasa. Akibat mengembangnya udara, suhu udara turun dan kita merasakan dingin di daerah pegunungan bahkan menjadi es di puncak gunung.

Karakteristik Udara
Karakteristik udara dapat diidentifikasikan sebagai berikut :

• Udara mengalir dari tekanan tinggi ke tekanan rendah .
• Volume udara tidak tetap.
• Udara dapat dikompresi (dipadatkan) .
• Berat jenis udara 1,3 kg/m3
• Udara tidak berwarna
• Mudah bergerak
• Dapat ditekan
• Dapat berkembang dan menghasilkan tekanan
• Merupakan benda transparan untuk beberapa radiasi
• Jumlah beratnya diseluruh atmosfir diperkirakan sebesar 46x1014 ton. Sekitar separuh dari berat udara ini berada dibawah ketinggian 6.000 meter (18.000 feet), atau lebih dari 99 % diantaranya berada dalam ketinggian sampai 30 Km

 

PROPERTIS/SIFAT MINYAK PELUMAS

Sifat-sifat pelumas yang diharapkan yaitu dapat menimbulkan aspek positif (seperti mencegah wear) sedangkan sifat yang tidak diharapkan yaitu menimbulkan aspek negatif (seperti minyak menyebabkan bagian-bagian engine terkorosi). Sifat-sifat positif pelumas secara praktis untuk pelumasan kendaraan adalah sebagai berikut

• Mengurangi gesekan: Dengan mengurangi gesekan berarti akan mengurangi juga energy dan juga mengurangi pemanasan lokal.
• Mengurangi wear: Adalah suatu kebutuhan menjaga peralatan agar tetap bisa beroperasi untuk periode yang lama dan bekerja secara efisien.
• Pendingin: Di dalam engine, pelumas juga berfungsi sebagai zat penukar panas antara bagian-bagian yang terpanasi akibat pembakaran (misal: piston) dan sistem pelepas panas (misal: jacket pendingin). Pada sistem yang lain, pelumas sebagai pelepas panas dari hasil gesekan atau kerja mekanik lainnya.
• Anti korosi: Baik dari hasil degradasi pelumas atau akibat kontaminasi hasil pembakaran, pelumas bisa bersifat asam dan menjadikan korosi pada logam. Adanya uap air dapat juga menyebabkan karat pada besi. Oleh sebab itu pelumas harus bisa menanggulangi efek-efek tersebut.
• Pembersih: Pelumas juga sebaiknya bisa mencegah terjadinya fouling serpihan-serpihan yang dihasilkan dari proses mekanis, dari hasil degradasi pelumas itu sendiri maupun dari hasil proses pembakaran. Apa yang disebut deposit adalah seperti karbon padat, varnish atau endapan. Ini dapat mengganggu pengoperasian alat. Kasus ekstrem adalah ring piston tidak bisa bergerak, dan aliran minyak tersumbat, hal ini bisa terjadi jika minyak pelumas tidak mampu mencegah hal ini. Pencegahan deposit dan juga dispersi kontaminan termasuk dalam kategori ini.
• Seal: Minyak pelumas seharusnya dapat juga menjadi seal antara piston dan silinder (piston ke ring dan ring ke dinding silinder). Untuk mendapatkan fungsi-fungsi tersebut di atas berdasarkan tinjauan ekonomi, pelumas haruslah mempunyai sifat-sifat tertentu sesuai dengan alat dimana pelumas itu digunakan. Perlu ada kesesuaian antara persyaratan-persyaratan yang saling bertentangan, beberapa batasan negatif terangkum sebagai berikut dibawah ini, pelumas tidak boleh
• Mempunyai viskositas yang terlalu rendah

Hal ini akan memungkinkan kontak antara logam dengan logam menyebabkan terjadinya wear serta dapat meningkatkan lepasnya/hilangnya pelumas.

• Mempunyai viskositas yang terlalu tinggi

Hal ini akan meningkatkan tenaga dan, dalam kasus engine, dapat menyulitkan pada saat start.

• Mempunyai indeks viskositas yang terlalu rendah

Hal ini berarti bahwa lapisan film pelumas tidak terlalu tipis pada saat temperatur tinggi (atau tidak terlalu tebal pada saat temperatur rendah).

• Terlalu mudah menguap

Tingkat penguapan tinggi (high volatility) akan menyebabkan tingkat konsumsi pelumas naik akibat teruapkannya kandungan ringan dari pelumas tersebut.

• Berbusa saat digunakan

Jika berbusa, minyak akan kehilangan sifat pelumasannya, dan/atau berkurangnya minyak itu sendiri dari engine. Menjadi tidak stabil karena terhadap oksidasi ataupun reaksi kimia. Pelumas engine ditujukan untuk temperatur tinggi dan juga mencegah kontaminasi asam atau zat kimia lainnya. Minyak pelumas haruslah tahan terhadap hal ini agar pelumas tersebut tetap awet.

• Beracun atau bau tak sedap

Hal ini diperlukan untuk kenyamanan dan kesehatan pengguna.

• Sangat mahal

Hal ini sering menjadi kendala, bukan karena pelumas yang mahal tidakberguna dilihat dari sisi ekonomi pengoperasian engine, tetapi karena kompetisi antar penyalur, sehingga beban harga tetap akan terkena ke pengguna.

 

Karakteristik
Minyak pelumas memiliki ciri-ciri fisik yang penting, antara lain:

• Viscosity

Viscosity atau kekentalan suatu minyak pelumas adalah pengukuran dari mengalirnya bahan cair dari minyak pelumas, dihitung dalam ukuran standard. Makin besar perlawanannya untuk mengalir, berarti makin tinggi viscosity-nya, begitu juga sebaliknya.

• Viscosity Index

Tinggi rendahnya indeks ini menunjukkan ketahanan kekentalan minyak pelumas terhadap perubahan suhu. Makin tinggi angka indeks minyak pelumas, makin kecil perubahan viscosity-nya pada penurunan atau kenaikan suhu. Nilai viscosity index ini dibagi dalam 3 golongan, yaitu:

• HVI (High Viscosity Index) di atas 80
• MVI (Medium Viscosity Index) 40 – 80
• LVI (Low Viscosity Index) di bawah 40
• Flash Point

Flash point atau titik nyala merupakan suhu terendah pada waktu minyak pelumas menyala seketika. Pengukuran titik nyala ini menggunakan alat-alat yang standard, tetapi metodenya berlainan tergantung dari produk yang diukur titik nyalanya.

• Pour Point

Merupakan suhu terendah dimana suatu cairan mulai tidak bisa mengalir dan kemudian menjadi beku. Pour point perlu diketahui untuk minyak pelumas yang dalam pemakaiannya mencapai suhu yang dingin atau bekerja pada lingkungan udara yang dingin.

• Total Base Number (TBN)

Menunjukkan tinggi rendahnya ketahanan minyak pelumas terhadap pengaruh pengasaman, biasanya pada minyak pelumas baru (fresh oil). Setelah minyak pelumas tersebut dipakai dalam jangka waktu tertentu, maka nilai TBN ini akan menurun. Untuk mesin bensin atau diesel, penurunan TBN ini tidak boleh sedemikian rupa hingga kurang dari 1, lebih baik diganti dengan minyak pelumas baru, karena ketahanan dari minyak pelumas tersebut sudah tidak ada.

• Carbon Residue

Merupakan jenis persentasi karbon yang mengendap apabila oli diuapkan pada suatu tes khusus.

• Density

Menyatakan berat jenis oli pelumas pada kondisi dan temperatur tertentu.

• Emulsification dan Demulsibility

Sifat pemisahan oli dengan air. Sifat ini perlu diperhatikan terhadap oli yang kemungkinan bersentuhan dengan air.
Selain ciri-ciri fisik yang penting seperti telah dijelaskan sebelumnya, minyak pelumas   juga memiliki sifat-sifat penting, yaitu:

• Sifat kebasaan (alkalinity)

Untuk menetralisir asam-asam yang terbentuk karena pengaruh dari luar (gas buang) dan asam-asam yang terbentuk karena terjadinya oksidasi.

• Sifat detergency dan dispersancy
• Sifat detergency: Untuk membersihkan saluran-saluran maupun bagian-bagian dari mesin yang dilalui minyak pelumas, sehingga tidak terjadi penyumbatan.
• Sifat dispersancy: Untuk menjadikan kotoran-kotoran yang dibawa oleh minyak pelumas tidak menjadi mengendap, yang lama-kelamaan dapat menjadi semacam lumpur (sludge). Dengan sifat dispersancy ini, kotoran-kotoran tadi dipecah menjadi partikel-partikel yang cukup halus serta diikat sedemikian rupa sehingga partikel-partikel tadi tetap mengembang di dalam minyak pelumas dan dapat dibawa di dalam peredarannya melalui sistem penyaringan. Partikel yang bisa tersaring oleh filter, akan tertahan dan dapat dibuang sewaktu diadakan pembersihan atau penggantian filter elemennya.
• Sifat tahan terhadap oksidasi

Untuk mencegah minyak pelumas cepat beroksidasi dengan uap air yang pasti ada di dalam karter, yang pada waktu suhu mesin menjadi dingin akan berubah menjadi embun dan bercampur dengan minyak pelumas. Oksidasi ini akan mengakibatkan minyak pelumas menjadi lebih kental dari yang diharapkan, serta dengan adanya air dan belerang sisa pembakaran maka akan bereaksi menjadi H2SO4 yang sifatnya sangat korosif.

Pengendalian Korosi dengan Lapisan Penghalang
Lapisan penghalang yang dikenakan kepermukaan logam dimaksudkan baik untuk memisahkan lingkungan dari logam, maupun untuk mengendalikan lingkungan mikro pada permukaan logam. Banyak cara pelapisan yang digunakan untuk mengendalikan korosi antara lain, cat, selaput organic, vernis, dan enamel. Tapi yang paling umum digunakan ialah cat.
Dewasa ini, teknologi pembuatan cat dan cara pemakaiannya berubah dengan besar diperkirakan bahwa sekitar 360000 ton senyawa organic mudah menguap dilepaskan ke atmosfer. Ini menyebabkan penggunaan pelarut lain terutama air menjadi lebih menarik.
Perlindungan melalui lapisan penghalang menyolok sekali bila ditinjau dari tebalnya. Lapisan cat biasa mempunyai tebal antara 25 – 100 mikron. Total lapisan cat pada lambung kapal sekitar 250 mikron, sementara lak disebelah dalam kaleng makanan hanya 5 mikron.
Pembahasan dalam bab ini akan ditekankan pada mekanisme pengendalian korosi, teknik penggunaan dan sifat-sifat cat, pelapisan dengan plastic dan juga pelapisan dengan logam. Namun demikian beberapa metode pelapisan lain juga akan disinggung.
1.1 Komposisi Cat
Sebelum cat digunakan, terlebih dahulu kita harus menetapkan cara penyiapan permukaan, cara pengecetan dan untung ruigi penggunaan cat.
Cat pada dasarnya terdiri atas :
a.  Wahana yaitu zat cair yang membuat cat mempunyai fluiditas dan bila mongering atau menguap meninggalkan suatu selaput padat.
b.  Pigmen yang tersuspensi dalam wahan. Pigmen mengendalikan laju korosi, atau laju difusi reaktan-reaktan pada selaput kering.
c.  Adidif yang mempercepat proses pengeringan atau memungkinkan lapisan cat kering lebih tahan terhadap lingkungan kerja.
Ketika cat telah mongering sisa bagian wahana yang padat bertindak sebagai pengikat ( binder ). Bagian ini menahan pigmen diposisi masing-masing, mengikat lapisan itu kepermukaan dan menjadi penghalang dan membatasi masuknya air, oksigen dan ion-ion ke permukaan logam. Walaupun tanpaknya pigmen hanya memberikan lapisan cat, sesungguhnya ada  dua peran penting lain yang dimainkannya. Pertama, dalam lapisan primer pigmen mengendalikan proses korosi pada permukaan logam, entah dengan menghalangi reaksi atau menyediakan tumbal bagi logam yang dilindungi. kedua, pada lapisan atas pigmen yang lembam menambah panjang lintasan difusi yang harus ditempuh oleh oksigen dan butir-butir air yang mencoba menembus selaput, sehingga menunda dimulainya proses korosi serta memperlambat laju reaksinya. Mekanisme pengendalian korosi oleh pigmen ini sangat kompleks, namun hanya ringkasannya yang dapat diuraikan.
Beberapa pigmen dasar, khususnya senyawa timbale tetapi juga senyawa seng dan cadmium. Menghambat reaksi korosi pada baja dengan cara memantapkan besi (III) oksida. Ketika diaduk dengan minyak cat senyawa-senyawa timbale membentuk busa yang kemudian mengendapkan timbale metalik pada permukaan baja. Dalam hal ini reduksi oksigen berlangsung lebih mudah dan membangkitkan kerapatan arus cukup besar untuk mempertahankan produksi selaput Fe (III) sampai lapisan oksida pada permukaan baja mengebal dan menjadi tahan terhadap difusi ion-ion besi. Golongan pigmen yang lain adalah yang mengandung garam-garam kromat. Ion-ion kromat akan laru begitu air menembus bahan pengikat. Ion ini akan bereaksi dengan Fe (III) yang terbentuk akibat kontak dengan udara. karena garam-garam kromat dianggap bersifat karsinogenik ( mengundang kanker ), cat yang mengandung pigmen ini harus ditangani denga waspada dan untuk itu petunjuk dari pabrik harus dituruti. Beberapa pigmen timbal yang dapat larut, menaikkan pH air yang menembus pengikat dan ini selanjutnya menghambat reaksi korosi pada baja. Pigmen metalik anodic dapat melindungi baja dengan cara menjadi tumbal. Agar berhasi, kontak listrik harus terjalin diantara partikel-partikel pigmen dan antara pigmen-pigmen dengan permukaan logam. Bubuk seng adalah satu-satunya pigmen dipasaran yang berhasil dilingkungan laut serta lingkungan-lingkungan agresif lain, walaupu ada beberapa bukti bahwa mangan cukup berhasil mengendalikan korosi didaerah yang kurang agresif atau diperkotaan.
Aluminium dan besi oksida yang mengandung mika, menyediakan serpihan-serpihan pigmen lembam yang menjadi sejajar dengan permukaan logam. Serpihan-serpihan itu memperpanjang lintasan difusi butir-butir air melalui bahan pengikat dan memperlambat laju seranga terhadap logam dibawahnya. Penambahan sedikit bahan lain dimuksudkan untuk mengubah sifat-sifat cat. Penambahan garan logam organic dilakukan untuk mempercepat pengeringa cat. Anti-oksidan mencegah pembentukkan semacam kulit pada permukaan cat selama dalam penyimpanan, tetapi bahan ini tidak boleh sampai mengganggu proses pengeringan ketika cat digunakan. Surface-aktiv agens membantu menyebar pigmen secara merata, dan mencegah penggumpalan ketika cat mongering. Agen tiksotropik mengurangi melorot dan menetesnya selama masih basah.

1.2 Karateristik Cat
Lapisan cat kering yang tebalnya sekitar 0,1 mm diharapkan mempunyai umur panjang dan akan membatasi masuknya udara, butir-butir air dan ion-ion agresif kepermukaan logam. Meskipun banyak lapisan cat yang tidak dapat ditembus ion-ion seperti klorida, sulfat dan karbonat, namun hanya belum ada lapisan cat yang sepenuhnya mampu menghalanggi oksigen atau air. Cat yang kontak dengan udara menggantungkan pengendalian korosinya pada pigmen. Cat seperti itu harus mampu menyesuaikan diri dengan kondisi lingkungan dan berubah-ubah dengan cepat. Lapisan cat bukan saja akan mengalami tegangan akibat temperature permukaan yang berubah-ubah tetapi juga oleh pemuaian ternal pada logam yang dilindungi. radiasi ultra ungu akan menurunkan mutu permukaan cat. Ion-ion agresif di udara yang terpopulasi mungkin langsung menyerang cat atau mengurangi pH air hujan yang jatuh kepermukaan yang telah di cat. Ini dapat meyebabkan terjadinya perubahan-perubahan kimia pada pigmen atau bahan pengikat yang berakibat terurainya lapisan cat. Ketika cat makin tua, oksidasi yang terus menerus terhadap bahan pengikat dan hilangnya lapisan mengkilap akan menambah permehabilitas cat dan cat mudah ter erosi, akibatnya pigmen semakin banyak yang hilang
Kemampuan menahan serangan alkali merupakan sifat paling penting pada cat yang digunakan untuk struktur-struktur terendam yang dilindungi dengan proteksi katodik arus terpasang. Reaksi katoda pada permukaan logam melepaskan ion-ion hidroksil yang dapat melunakkan kebanyakan cat dan ini mengakibatkan pengelupasan. Ini selajutnya memperluas permukaan logam yang memerlukan melalui arus terpasang.ketebalan lapisan cat kering harus merata diseluruh permukaan logam, termasuk pada pinggiran-pinggiran dan pojok-pojok, baut-baut, pada paku keeling dan sambungan-sambungan. Bagaimanapun, tegangan permukaan selalu cenderung mengurangi tebal cat pada sudut-sudut yang tajam.sejauh mungkin, pinggiran-pingiran harus dibundarkan agar ketebalan cat disitu sama dengan dibagian  yang lain. Kalau luka kecil akibat benturan kerikil dibagian pada cat di badan kenderaan di abaikan, akibatnya cat dibagian sekitar itu melepuh, terkelupas sertamenyingkapkan karat yang terjadi diantara lapisan cat dan logam.
Cuaca dan kondisi yang sulit diduga, yang sering dialami ketika pengecatan dilaksanakan, mempersyaratkan agar cat mudah sekali digunakan melalui berbagai cara seperti pengulasan, rolling, penyemprotan, dan pencelupan. Cat harus mongering cepat sekali agar memudahkan pemberian lapisan berikutnya, agar hujan dan debu  tidak sempat mengotori permukaan dan pada pengecatan ulang, agar kerugian akibat masa istirahat sekecil mungkin. Cat haru mudah diperhalus atau diperbaiki,  tahan terhadap serangan jamur dan bakteri, serta mampu mempertahankan keindahannya dalam waktu yang cukup lama.

1.3 Macam-macam Cat
Jenis-jenis cat dibagi menjadi beberapa kelompok generic besar yang masing-masing dinamai berdasarkan penggunaan cat atau bahan kimia pengikatnya all :
Cat primer pra-fabrikasi
Cat ini ipakai untuk membersihkan, membebaskan baja dari karat untuk melindunginya selama tahapan fabrikasi atau perakitan struktur yang memakan waktu sampai beberapa bulan. Cat primaer biasanya terdiri dari bubuk seng atau besi oksida merah dengan resin epoksid sebagai pengikat. Cat ini mongering dalam 2-3 menit sesudah diulaskan dan melindungi logam sampai selama 12 bulan.
Cat primer pra- perlakuan
Cat ini digunakan untuk menyiapkan permukaan logam dan menjamin diperolehnya adhesi serta unjuk kerja cat akhir yang baik. Untuk mendapatkan hasil yang baik, permukaan baja harus bersih dan bebas dari karat. Cat ini mongering dalam waktu yang singkat sekali.untuk mendapatkan hasil yang baik lapisan primer pra perlakuan selalu diberikan pada pelapisan seng, khususnya bila cat seng kromat akan digunakan sebagai lapisan primer untuk pelapisan akhir.
Cat minyak
Bahan dasar dari cat ini bisanya terbuat dari pengering nabati seperti minyak rami atau minyak kayu. Pengeringannya melalui proses waktu yang lama, karena itu cat harus dibiarkan sampai 48 jam sebelum ditimpah lapisan baru dan harus ditunggu selama 7 hari sebelum cat akhir diberikan.
Cat oleoresin ( Vernis )
Cat ini biasanya berfungsi untuk memperbaiki sifat-sifat pengeringan dan pengikatan lapisan dan merupakan penyempurnaan dari cat minyak yang sederhana. Cat tipe resinfenolat tahan terhadp abrasi tetapi ketika dilaskan, permukaan tidak boleh lembab.
Karet diklorinasi
Cat ini dibuat dengan cara melarutkan karet terklorinasi kedalam pelarut-pelarut khusus ( aromatic ). Sesudah dipakaikan, penguapan pelarut mengendapkan lapisan kering yang hamper tidak mengalami polimerisasi.
Cat berbahan pengikat air
Cat ini tersedia dalam beberapa bentuk baik itu berupa larut atau hanya berupa emulsi. Cat ini dapat digunakan sebagai pelapis air diatas cat dasar yang banyak mengandung seng. Pentilasi yang memadai harus disediakan selama cat mongering agar kelembapan relative pada permukaannya tetap rendah. Jika kelembapan terlalu tinggi maka akan banyak air yang terperangkap dibawa cat dan akan berakibat buruk pada hasil akhirnya. Gambar 14.2 memperlihatkan sebuah korosi mobil yang baru saja diangkat dari tangki elektroforesis. Dalam hal ini, sederet elektroda diatur disekeliling karoseri, lalu diberi suatu potensial sehingga partikel-partikel cat tertarik dan menempel pada logam dan melepaskan muatan masing-masing. Lapisan endapan yang netral itu bertindak sebagai isolator dan membatasi potensial yang diberikan, dengan demikian tebal lapisan dapat terkendalikan.

Arus AC (Alternating Current) adalah arus yang bolak-balik. Apanya yang bolak-balik? Arah arusnya yang bolak-balik, berarti, arah elektronnya (yang mengalir berlawanan dengan arah arus) juga bolak-balik. Frekuensi bolak-balik arus PLN di Indonesia adalah 50 Hz, artinya dalam 1 detik arah arus berbolak-balik sebanyak 50 kali. Kalau di luar negeri ada yang sampai 75 Hz. Karena bolak-balik inilah maka tidak ada yang namanya arah arus pada AC, kutub positif dan kutub negatif juga tidak ada. Hambatan pada AC juga sedikit berbeda dibandungkan pada DC. Hambatan pada AC disebut Impedansi yang dilambangkan dengan Z. Hukum Ohm-nya sih masih sama bentuknya, hanya saja R diganti dengan Z, jadi hukum Ohmnya berbentuk : V = I.Z. Apa kelebihan AC dibandingkan DC? Kelebihannya adalah pada pengangkutan listrik jarak jauh. Misalnya bagaimana cara menyampaikan listrik yang dihasilkan oleh PLTA Saguling utuk sampai ke rumah kita di kota? Pilihannya cuma dua macam : 1. Arus harus dihasilkan sebesar mungkin supaya arus yang hilang di jalan (dimakan oleh hambatan kawat) tidak sampai menghabiskan pasokan listrik ketika sampai di rumah. 2. Dengan memakai tegangan yang setinggi mungkin. Dari dua pilihan tersebut, pilihan kedua jauh lebih bersifat ekonomis dibandingkan pilihan pertama, hal ini disebabkan oleh ukuran kawat yang diperlukan. Pilihan pertama membutuhkan kawat yang diameternya besar supaya hambatan kawat bis diperkecil, ini sangatlah tidak ekonomis. Pilihan kedua menyebabkan arus yang dibutuhkan tidak perlu besar sehingga kawat penghantarpun tidak perlu besar. Ini akan mengurangi kehilangan arus listrik pada kawat. Tegangan yang sangat tinggi bisa dihasilkan oleh transformator step up. Sedangkan transformator hanya dapat bekerja jika diberikan arus AC. Arus DC tidak akan bisa memfungsikan transformator (trafo). Inilah keunggulan utama arus listrik AC, yaitu bisa dikirim sampai ke tempat yang jauh tanpa menghabiskan listrik di jalan, sehingga jenis listrik inilah yang dikirimkan oleh PLN ke setiap rumah tangga. Misalkan tegangan yang dihasilkan generator PLTA adalah 10 kV, maka oleh transformator step up dinaikkan menjadi 150 kV, ketika sampai di daerah pinggiran kota, transformator step down menurunkan lagi sehingga menjadi 20 kV yang lalu disalurkan lagi ke gardu-gardu di kota yang juga menurunkan sehingga ketika sampai di rumah tangga sebesar 220 V saja.

Korosi merupakan fenomena kerusakan suatu material akibat material tersebut bereaksi secara kimia dengan lingkungannya yang tidak mendukung. Korosi dapat berlangsung apabila semua komponen sel elektrokimia tersedia yaitu anoda, katoda sirkuit eksternal (penghubung antara anoda dan katoda), sirkuit internal (elektrolit). Katoda (+) dan anoda (-) adalah logam yang sejenis atau berlainan yang mempunyai perbedaan potensial. Apabila salah satu dari komponen tersebut di atas tidak ada, maka korosi tidak akan berlangsung. Lingkungan yang tidak mendukung yang dapat menyebabkan korosi dapat berupa kadar pH yang rendah, banyaknya kandungan unsur klorida bebas, sulfat dan beberapa faktor lingkungan lainnya sertafaktor dari beton itu sendiri baik itu mutu tulangan yang digunakan ataupun mutu dan tebal selimut betonnya. Dalam menentukan suatu derajat kerusakan dari suatu proses korosi terhadap suatu material maka digunakan satuan mpy dan mm/year yang menyatakan laju korosi. Hal inilah yang menjadi objek dari penelitian ini, yaitu untuk mengetahui pengaruh lumpur rawa terhadap laju korosi pada tulangan beton dan perbandingannya dengan air rawa tersebut, karena didasari fakta bahwa struktur pondasi dari gedung/bangunan yang berada di rawa tidak hanya terendam oleh airnya saja tetapi juga oleh lumpur dan tanah rawa tersebut.Korosi selalu diartikan sebagai karat atau “rust” oleh orang awam.
Semen adalah bahan anorganik yang mengeras pada pencampuran dengan air atau larutan garam. Contoh khas adalah semen Portland. Material semen adalah material yang mempunyai sifat adhesive dan kohesif yang diperlukan untuk mengikat agregat-agregat menjadi suatu massa yang padat yang mempunyai kekuatan yang cukup. Kategori terpenting hasil teknologi material ini, mencakup tidak hanya bahan semen yang seperti kita kenal, tetapi juga bahan kapur, aspal dan minyak ter seperti yang digunakan dalam pembuatan jalan, dan lain-lainnya. Untuk membuat struktur beton, terutama sekali dipakai bahan yang disebut sebagai semen hidrolis.
Semen merupakan bahan ikat yang penting dan banyak digunakan dalam pembangunan fisik di sektor konstruksi sipil. Jika ditambah air, semen akan menjadi pasta semen. Jika ditarnbah agregat halus, pasta semen akan menjadi mortar yang jika digabungkan dengan agregat kasar akan menjadi campuran beton segar yang setelah mengeras akan menjadi beton keras (concrete). Semen yang digunakan untuk pekerjaan beton harus disesuaikan dengan rencana kekuatan dan spesifikasi teknik yang diberikan. Semen juga merupakan bahan campuran yang secara kimiawi aktif setelah berhubungan dengan air. Agregat tidak memainkan peranan yang penting dalam reaksi kimia tersebut, tetapi berfungsi sebagai bahan pengisi mineral yang dapat mencegah perubahan-perubahan volume beton setelah pengadukan selesai dan memperbaiki keawetan beton yang dihasilkan.
Sesuai kebutuhannya, terdapat beberapa tipe semen (menurut SNI 15-2049- 1994), antara lain

1. Tipe I, yaitu semen portland untuk penggunaan umum yang tidak memerlukan persyaratan- persyaratan khusus seperti yang diisyaratkan pada jenis-jenis lain.
2. Tipe II, yaitu semen portland yang dalam penggunaanya memerlukan ketahanan terhadap sulfat atau kalor hidrasi sedang.
3. Tipe III, yaitu semen Portland yang dalam penggunaanya memerlukan kekuatan tinggi pada  tahap permulaan setelah pengikatan terjadi.
4. Tipe IV, yanitu semen Portland yang dalam penggunaanya memerlukan kalor
5. Tipe V, yaitu semen portland yang dalam penggunaanya menggunakan sulfat tinggi

Mortar merupakan salah satu bahan bangunan yang banyak digunakan dalam bidang konstruksi. Mortar sangat diperlukan pada masa sekarang dan masa yang akan datang. Dewasa ini mortar sudah banyak dikembangkan dalam bentuk paving block, tegel, buis beton dan lain lain.
Mortar adalah bahan bangunan berbahan dasar semen yang digunakan sebagai perekat untuk membuat struktur bangunan. Yang membedakan mortar dengan semen, mortar adalah semen siap pakai yang komponen pembentuknya umumnya adalah semen itu sendiri, filler, dan berbagai jenis additif yang sesuai. dalam proses penggunaan semen, biasanya kita melihat semen dicampur dengan pasir ayak, kapur (lime), bata merah halus (opsional), dan air. Pencampuran ini tentunya selalu tidak pernah seragam.Yang membedakan mortar dengan beton adalah bila agregat hanya terdiri dari agregat halus saja, disebut mortar semen atau mortar saja, dan bila mengandung agregat yang kasar, maka disebut beton. 
Kekuatan beton ditaksir dengan mengukur kekuatan hancur dari kubus atau silinder uji yang dibuat dari adukan. Benda uji ini biasanya dirawat, dan diuji setelah 28 hari menurut prosedur standard. Beton dengan kekuatan yang diberikan diidentifikasikan dengan ‘mutu’nya – suatu beton mutu 25 mempunyai kekuatan hancur karakteristik sebesar 25 N/mm2. Kekuatan tarik beton besarnya hanya kira-kira 10 % dari kekuatan tekan. Oleh karena itu hampir semua konstruksi beton bertulang direncanakan dengan anggapan bahwa beton sama sekali tidak memikul gaya tarik.
Faktor-faktor yang membuat beton sebagai material bangunan yang umum tampak nyata sekali, sehingga beton telah dipakai , dengan cara dan jenis yang lebih primitif dari pada keadaan sekarang ini. Salah satu dari factor tersebut ialah kemudahan pengolahannya, yaitu dalam keadaan plastis, beton dapat diendapkan dan diisi ke dalam cetakan atau bekisting yang hampir mempunyai semua bentuk yang praktis. Daya tahannya yang tinggi terhadap api dan cuaca merupakan bukti dari kelebihannya. Sebagian besar dari material-material pembentuknya, kecuali semen biasanya tersedia di lokasi dengan harga murah atau pada tempat yang tidak terlalu jauh dari lokasi konstruksi.
Perbandingan semen dan pasir adalah 1 : 2 atau 1 : 3 dan banyaknya kapur mati ekuivalen dengan 20% dari semen yang ditambahkan. Mortar tembok yang digunakan dalam berbagai perbandingan campuran untuk memenuhi keperluan pekerjaan. Pekerjaan dengan mortar tembok berlangsung menurut urutan berikut ini : Pelapisan dasar, penghalusan, pelapisan kedua dan penyelesaian. Dalam setiap tahap perbandingan pencampuran mortar disesuaikan menurut jenis dasar dan tempat pelapisan.
Beton didefinisikan sebagai sebuah bahan yang diperoleh dengan mencampurkan agregat halus (pasir), agregat kasar (kerikil / batu pecah), semen, air, dan bahan tambahan lain (admixtures) bila diperlukan dan telah mengeras. Bila campuran beton belum mengeras (plastis), bahan tersebut disebut spesi beton. Definisi beton bertulang adalah beton yang ditulangi dengan luas dan jumlah tulangan yang tidak kurang dari nilai minimum yang disyaratkan, dengan atau tanpa pratekanan dan direncanakan berdasarkan asumsi bahwa kedua material (beton dan besi tulangan) bekerja bersama-sama dalam menahan beban yang diterima.
Agregat sebagai salah satu komposisi bahan beton (baik agregat halus atau agregat kasar) bisa didapat dari alam (alami: kerikil, pasir sungai), atau dari industri (buatan: batu pecah, pasir giling). Keduanya harus memenuhi syarat-syarat tertentu seperti kebersihan yang terjaga, gradasi yang baik, dan kadar organik yang rendah sebelum digunakan sebagai campuran. Begitu pula semen dan air. Harus disesuaikan dengan kebutuhan bahan beton yang akan dipakai.
Beton adalah bahan bangunan komposit yang terbuat dari kombinasi agregat dan pengikat semen, dengan beberapa sifat serta karakteristik sebagai berikut:

1. Karakteristik beton adalah mempunyai tegangan hancur tekan yang tinggi serta tegangan hancur tarik yang rendah
2. Beton tidak dapat dipergunakan pada elemen konstruksi yang memikul momen lengkung atau tarika
3. Beton sangat lemah dalam menerima gaya tarik, sehingga akan terjadi retak yang makin – lama makin besar.
4. Proses kimia pengikatan semen dengan air menghasilkan panas dan dikenal dengan proses hidrasi.
5. Air berfungsi juga sebagai pelumas untuk mengurangi gesekan antar butiran sehingga beton dapat dipadatkan dengan mudah.
6. Kelebihan air dari jumlah yang dibutuhkan akan menyebabkan butiran semen berjarak semakin jauh sehingga kekuatan beton akan berkurang.
7. Dengan perkiraan komposisi (mix desain) dibuat rekayasa untuk memeriksa dan mengetahui perbandingan campuran agar dihasilkan kekuatan beton yang tinggi.
8. Selama proses pengerasan campuran beton, kelembaban beton harus dipertahankan untuk mendapatkan hasil yang direncanakan.
9. Setelah 28 hari, beton akan mencapai kekuatan penuh dan elemen konstruksi akan mampu memikul beban luar yang bekerja padanya Beton
10. Untuk menjaga keretakan yang lebih lanjut pada suatu penampang balok, maka dipasang tulangan baja pada daerah yang tertarik
11. Pada beton bertulang memanfaatkan sifat beton yang kuat dalam menerima gaya tekan serta tulangan baja yang kuat menerima gaya tarik.
12. Dari segi biaya, beton menawarkan kemampuan tinggi dan harga yang relative rendah.
13. Beton hampir tidak memerlukan perawatan dan masa konstruksinya mencapai 50 tahun serta elemen konstruksinya yang mempunyai kekakuan tinggi serta aman terhadap bahaya kebakaran .
14. Salah satu kekurangan yang besar adalah berat sendiri konstruksi Dengan massa jenis γc sekitar 2400 kg/m3 bahan ini memiliki berat jenis 23,54 kN/m3 ( 1000g kg setara dengan 1 kN, di mana gravitasi dalam cm/dt2), mengakibatkan bangunan beton sangat berat
15. Kelemahan lainnya adalah perubahan volume sebagai fungsi waktu berupa susut dan lain –lain

Dapat disimpulkan beberapa keunggulan bahan beton adalah:
a.  Material pengisi (agregat) mudah diperoleh.
b.  Dapat dibentuk di tempat dan mudah pembuatannya.
c.  Mempunyai kuat tekan (compressive strength) yang tinggi.
d.  Awet dan relatif murah biaya operasionalnya.
e.  Tahan pada suhu ekstrim.
Sedangkan keterbatasan bahan beton adalah:
a.  Memiliki kuat tarik yang rendah, dengan kata lain beton sangat rapuh.
b.  Memiliki BJ yang besar, artinya beton sangat berat.
c.  Memiliki sifat susut (creep).
Faktor yang berpengaruh terhadap korosi dapat dibedakan menjadi dua, yaitu yang berasal dari bahan itu sendiri dan dari lingkungan. Faktor dari bahan meliputi kemurnian bahan, struktur bahan, bentuk kristal, unsur-unsur kelumit yang ada dalam bahan, teknik pencampuran bahan dan sebagainya.
Faktor dari lingkungan meliputi tingkat pencemaran udara, suhu, kelembaban, keberadaan zat-zat kimia yang bersifat korosif dan sebagainya. Bahan-bahan korosif (yang dapat menyebabkan korosi) terdiri atas asam, basa serta garam, baik dalam bentuk senyawa an-organik maupun organik.
Pelapisan logam adalah suatu cara yang dilakukan untuk memberikan sifat tertentu pada suatu permukaan benda kerja, dimana diharapkan benda tersebut akan mengalami perbaikan baik dalam hal struktur mikro maupun ketahanannya, dan tidak menutup kemungkinan pula terjadi perbaikan terhadap sifat fisiknya. Pelapisan logam merupakan bagian akhir dari proses produksi dari suatu produk.
Pelapisan Dekoratif bertujuan untuk menambah keindahan tampak luar suatu benda atau produk. Sekarang ini pelapisan dengan bahan chromium sedang digemari karena warnanya yang cemerlang, tidak mudah terkorosi dan tahan lama.
Pelapisan protektif adalah pelapisan yang bertujuan untuk melindungi logam yang dilapisi dari serangan korosi karena logam pelapis tersebut akan memutus interaksi dengan lingkungan sehingga terhindar dari proses oksidasi. Pelapisan ini bertujuan untuk mendapatkan sifat khusus permukaan seperti sifat keras, sifat tahan aus dan sifat tahan suhu tinggi atau gabungan dari beberapa tujuan diatas secara bersama-sama.
Pelapisan anodik merupakan pelapisan dimana potensial listrik logam pelapis lebih anodik terhadap substrat.
Pelapisan katodik merupakan pelapisan dimana potensial listrik logam pelapis lebih katodik terhadap subtrate.
Elektroplating adalah suatu proses pelapisan dimana terjadi pengendapan suatu lapisan logam tipis pada permukaan yang dilapisi dengan menggunakan arus listrik. Biasanya proses elektroplating dilakukan dalam suatu bejana atau cawan yang terdiri dari elektroda yang dihubungkan dengan arus listrik searah (DC) dimana rangkaian ini disebut sel elektrolisa.
Pelapisan krom adalah suatu perlakuan akhir menggunakan elektroplating oleh kromium. Pelapisan dengan krom dapat dilakukan pada berbagai jenis logam seperti besi, baja, atau tembaga. Pelapisan krom juga dapat dilakukan pada plastik atau jenis benda lain yang bukan logam, dengan persyaratan bahwa benda tersebut harus dicat dengan cat yang mengandung logam sehingga dapat mengalirkan listrik.
Seng merupakan logam yang paling murah yang dapat melindungi baja dari korosi, proses pelapisannya biasa dilakukan dengan metode pencelupan panas ( hot dipping ) yang sering disebut juga dengan galvanising. Galvanising seng pada baja banyak digunakan oleh pabrik-pabrik kerena prosesnya lebih sederhana dan tentu saja biaya produksi yang lebih rendah dari pada menggunakan proses elektroplating.

10 Keunggulan Galvanis

1. Rendahnya Biaya Awal. Proses Galvanize memerlukan biaya yang sangat rendah dibandingkan dengan cara lain dalam perlindungan besi/baja, karena biaya buruh dan bahan cat yang diperlukan untuk sebuah project dalam mengaplikasikan pengecatan terus meningkat lebih cepat dibandingkan dengan biaya operasional pabrik galvanis. Bila dirata - rata biaya tenaga kerja untuk pengecatan mengambil porsi 60% dari total biaya dibandingkan dengan galvanis yang mengambil porsi sekitar 30%.
2. Rendahnya Biaya Perawatan Jangka Panjang. Bila dihitung mengikuti deret waktu, maka biaya perawatan baja tergalvanis akan sangat murah, karena besi galvanis tahan selama kurang lebih 20 tahun tanpa ada perawatan atau perlindungan ulang, bila dibandingkan dengan pengecatan yang harus diulang setiap minimum 5 tahun sekali. Dan biaya pengecatan akan lebih mahal bila struktur besi/baja berada di lokasi yang terpencil.
3. Perlindungan Jangka Panjang. Lamanya kekuatan perlindungan galvanis kurang lebih sekitar 50 tahun di kondisi lingkungan normal dan sekitar 20 - 25 tahun bila diletakan pada lingkungan yang bersifat asam atau pantai.
4. Kepastian Ketebalan Lapisan. Proses Galvanising adalah proses kimia dan metalurgi, sehingga ketebalan lapisan yang terbentuk akan sangat tergantung dari mutu baja yang akan digalvanis, sehingga ketebalan lapisan tidak akan melampaui batas atas atau batas bawah standard international yang dipakai seperti ISO dan ASTM.
5. Pelapisan yang sangat kuat. Pelapisan galvanis memiliki struktur metalurgi yang sangat unik yang memberikan kekuatan yang sangat kuat terhadap kerusakan pada saat pengiriman dan pada saat pembangunan.
6. Perlindungan Otomatis pada area yang rusak. Pelapisan Galvanized memberikan pelapisan katodik atau perlindungan dengan merusak pada area yang sangat kecil pada permukaan besi sehingga kerusakan yang sangat kecil tidak memerlukan perbaikan,karena pelapisannya menyatu antara Zinc dan material besi.
7. Complete Protection. Setiap inch bagian besi yang tergalvanis pasti terlindungi, baik itu bagian yang tersembunyi
   maupun bagian yang rusak, sehingga tidak diperlukan tambahan pelapisan pada struktur setelah selesai proses erection.
8. Kemudahan Inspeksi. Pelapisan galvanis sangat mudah diperiksa tanpa memerlukan alat tambahan dan dilakukan dengan sangat sederhana tanpa melakukan perusakan dalam memeriksa ketebalan lapisan galvanis.
9. Waktu Pembangunan yang lebih Cepat. Baja yang tergalvanis akan diterima dilapangan dengan kondisi siap pakai, sehingga tidak ada waktu yang hilang akibat pengecatan dan inspeksi permukaan. Ketika menggabungkan struktur selesai, maka struktur siap untuk tahapan konstruksi lanjutan.
10. Waktu Pelapisan yang sangat cepat. Dengan sistim pengecatan akan memerlukan waktu beberapa minggu untuk dapat melapisi sejumlah struktur besi/baja, sedangkan dengan proses galvanis hanya memerlukan waktu beberapa menit, hingga semua permukaan terlapisi dan siap diantar kelapangan.

Sejarah
(Latin: carbo, arang) Karbon, suatu unsur yang telah ditemukan sejak jaman pra-sejarah sangat banyak ditemukan di alam. Karbon juga banyak terkandung di matahari, bintang-bintang, komet dan amosfir kebanyakan planet. Karbon dalam bentuk berlian mikroskopik telah ditemukan di dalam beberapa meteor yang jatuh ke bumi. Berlian alami juga ditemukan di kimberlite pipa gunung berapi, di Afrika Selatan, Arkansas dan beberapa tempat lainnya. Berlian sekarang ini diambil dari dasar samudera di lepas pantai Cape of Good Hope. Sekitar 30% berlian industri yang dipakai di AS sekarang ini merupakan hasil sintesis.
Energi dari matahari dan bintang-bintang dapat diatribusikan setidaknya pada siklus karbon-nitrogen.

Karbon
Karbon merupakan unsur kimia yang mempunyai simbol C dan nomor atom 6 pada tabel periodik. Sebagai unsur golongan 14 pada tabel periodik, karbon merupakan unsur non-logam dan bervalensi 4 (tetravalen), yang berarti bahwa terdapat empat elektron yang dapat digunakan untuk membentuk ikatan kovalen. Terdapat tiga macam isotop karbon yang ditemukan secara alami, yakni 12C dan 13C yang stabil, dan 14C yang bersifat radioaktif dengan waktu paruh peluruhannya sekitar 5730 tahun. Karbon merupakan salah satu dari di antara beberapa unsur yang diketahui keberadaannya sejak zaman kuno. Istilah "karbon" berasal dari bahasa Latin carbo, yang berarti batu bara.
          Karbon memiliki beberapa jenis alotrop, yang paling terkenal adalah grafit, intan, dan karbon amorf. Sifat-sifat fisika karbon bervariasi bergantung pada jenis alotropnya. Sebagai contohnya, intan berwarna transparan, manakala grafit berwarna hitam dan kusam. Intan merupakan salah satu materi terkeras di dunia, manakala grafit cukup lunak untuk meninggalkan bekasnya pada kertas. Intan memiliki konduktivitas listik yang sangat rendah, sedangkan grafit adalah konduktor listrik yang sangat baik. Di bawah kondisi normal, intan memiliki konduktivitas termal yang tertinggi di antara materi-materi lain yang diketahui. Semua alotrop karbon berbentuk padat dalam kondisi normal, tetapi grafit merupakan alotrop yang paling stabil secara termodinamik di antara alotrop-alotrop lainnya.
          Semua alotrop karbon sangat stabil dan memerlukan suhu yang sangat tinggi untuk bereaksi, bahkan dengan oksigen. Keadaan oksidasi karbon yang paling umumnya ditemukan adalah +4, manakala +2 dijumpai pada karbon monoksida dan senyawa kompleks logam transisi lainnya. Sumber karbon anorganik terbesar terdapat pada batu kapur, dolomit, dan karbon dioksida, sedangkan sumber organik terdapat pada batu bara, tanah gambut, minyak bumi, dan klatrat metana. Karbon dapat membentuk lebih banyak senyawa daripada unsur-unsur lainnya, dengan hampir 10 juta senyawa organik murni yang telah dideskripsikan sampai sekarang.
          Karbon adalah unsur paling berlimpah ke-15 di kerak Bumi dan ke-4 di alam semesta. Karbon terdapat pada semua jenis makhluk hidup, dan pada manusia, karbon merupakan unsur paling berlimpah kedua (sekitar 18,5%) setelah oksigen. Keberlimpahan karbon ini, bersamaan dengan keanekaragaman senyawa organik dan kemampuannya membentuk polimer membuat karbon sebagai unsur dasar kimiawi kehidupan. Unsur ini adalah unsur yang paling stabil diantara unsur-unsur yang lain, sehingga dijadikan patokan dalam mengukur satuan massa atom.

 

Karakteristik
Diagaram fase karbon yang diprediksi secara teoritis
          Karbon memiliki berbagai bentuk alotrop yang berbeda-beda, meliputi intan yang merupakan bahan terkeras di dunia sampai dengan grafit yang merupakan salah satu bahan terlunak. Karbon juga memiliki afinitas untuk berikatan dengan atom kecil lainnya, sehingga dapat membentuk berbagai senyawa dengan atom tersebut. Oleh karenanya, karbon dapat berikatan dengan atom lain (termasuk dengan karbon sendiri) membentuk hampir 10 juta jenis senyawa yang berbeda. Karbon juga memiliki titik lebur dan titik sublimasi yang tertinggi di antara semua unsur kimia. Pada tekanan atmosfer, karbon tidak memiliki titik lebur karena titik tripelnya ada pada 10,8 ± 0,2 MPa dan 4600 ± 300 K, sehingga ia akan menyublim sekitar 3900 K.
Karbon dapat menyublim dalam busur karbon yang memiliki temperatur sekitar 5800 K, sehingga tak peduli dalam bentuk alotrop apapun, karbon akan tetap berbentuk padat pada suhu yang lebih tinggi daripada titik lebur logam tungsten ataupun renium. Walaupun karbon secara termodinamika mudah teroksidasi, karbon lebih sulit teroksidasi daripada senyawa lainnya (seperti besi dan tembaga).
Karbon merupakan unsur dasar segala kehidupan di Bumi. Walaupun terdapat berbagai jenis senyawa yang terbentuk dari karbon, kebanyakan karbon jarang bereaksi di bawah kondisi yang normal. Di bawah temperatur dan tekanan standar, karbon tahan terhadap segala oksidator terkecuali oksidator yang terkuat. Karbon tidak bereaksi dengan asam sulfat, asam klorida, klorin, maupun basa lainnya. Pada temperatur yang tinggi, karbon dapat bereaksi dengan oksigen, menghasilkan oksida karbon oksida dalam suatu reaksi yang mereduksi oksida logam menjadi logam. Reaksi ini bersifat eksotermik dan digunakan dalam industri besi dan baja untuk mengontrol kandungan karbon dalam baja:
Fe3O4 + 4 C(s) → 3 Fe(s) + 4 CO(g)
Pada temperatur tinggi, karbon yang dicampur dengan logam tertentu akan menghasilkan karbida logam, seperti besi karbida sementit dalam baja, dan tungsten karbida yang digunakan secara luas sebagai abrasif.
Pada tahun 2009, grafena diketahui sebagai material terkuat di dunia yang pernah diujicobakan. Walaupun demikian, proses pemisahan grafena dari grafit masih belum cukup ekonomis untuk digunakan dalam proses industri.
Berbagai alotrop karbon memiliki ciri-ciri yang sangat berlawanan satu sama lainnya:

Intan nanokristal sintetik merupakan material terkeras yang diketaahui.	Grafit adalah salah satu material terlunak yang diketahui.
Intan merupakan bahan abrasif.	Grafit adalah pelumas yang sangat baik.
Intan tidak menghantarkan listrik (insulator).	Grafit menghantarkan listrik (konduktor).
Intan merupakan konduktor panas yang baik.	Beberapa jenis grafit digunakan sebagai insulator panas.
Intan berwarna transparan.	Grafit berwarna kelam.
Intan mengkristal dalam sistem kristal kubik.	Grafit mengkristal dalam sistem kristal heksagonal.
Karbon amorf bersifat isotropik.	Karbon nanotabung merupakan bahan yang paling anisotropik yang pernah dibuat.

Bentuk
Karbon ditemukan di alam dalam tiga bentuk alotropik: amorphous, grafit dan berlian. Diperkirakan ada bentuk keempat, yang disebut karbon “putih”. Ceraphite (serafit) merupakan bahan terlunak, sedangkan belian bahan yang terkeras. Grafit ditemukan dalam dua bentuk: alfa dan beta. Mereka memiliki sifat identik., kecuali struktur kristal mereka. Grafit alami dilaporkan mengandung sebanyak 30% bentuk beta, sedangkan bahan sintesis memiliki bentuk alfa. Bentuk alfa hexagonal dapat dikonversi ke beta melalui proses mekanikal, dan bentuk beta kembali menjadi bentuk alfa dengan cara memanaskannya pada suhu di atas 1000 derajat Celcius.
          Pada tahun 1969, ada bentuk alotropik baru karbon yang diproduksi pada saat sublimasi grafit pirolotik (pyrolytic graphite) pada tekanan rendah. Di bawah kondisi free-vaporization (vaporisasi bebas) di atas 2550K, karbon “putih†terbentuk sebagai kristal-kristal tranparan kecil pada tepian grafit. Saat ini sangat sedikit informasi yang tersedia mengenai karbon       “putihâ€.

Senyawa-Senyawa
          Karbon dioksida ditemuka di atmosfir bumi dan terlarut dalam air. Karbon juga merupakan bahan batu besar dalam bentuk karbonat unsur-unsur berikut: kalsium, magnesium, dan besi. Batubara, minyak dan gas bumi adalah hidrokarbon. Karbon sangat unik karena dapat membentuk banyak senyawa dengan hidrogen, oksigen, nitrogen dan unsur-unsur lainnya. Dalam banyak senyawa ini atom karbon sering terikat dengan atom karbon lainnya. Ada sekitar sepuluh juta senyawa karbon, ribuan di antaranya sangat vital bagi kehidupan. Tanpa karbon, basis kehidupan menjadi mustahil. Walau silikon pernah diperkirakan dapat menggantikan karbon dalam membentuk beberapa senyawa, sekarang ini diketahui sangat sukar membentuk senyawa yang stabil dengan untaian atom-atom silikon. Atmosfir planet Mars mengandung 96,2% CO2. Beberapa senyawa-senyawa penting karbon adalah karbon dioksida (CO2), karbon monoksida (CO), karbon disulfida (CS2), kloroform (CHCl3), karbon tetraklorida (CCl4), metana (CH4), etilen (C2H4), asetilen (C2H2), benzena (C6H6), asam cuka (CH3COOH)       dan turunan-turunan   mereka.

Isotop
          Karbon memiliki 7 isotop. Pada tahun 1961, organisasi International Union of Pure and Applied Chemistry mengadopsi isotop karbon-12 sebagai dasar berat atom. Karbon-14, isotop dengan paruh waktu 5715 tahun, telah digunakan untuk menghitung umur bahan-bahan organik seperti pohon dan spesimen-spesimen arkeologi.
Industri karbon adalah segala jenis [industri] yang berkaitan dengan pengolahan karbon dalam berbagai bentuknya. Unsur karbon yang digunakan dalam industri terdiri dari 3 modifikasi tropik yaitu amorf, grafit dan intan. Pada umumnya karbon tidak meleleh pada tekanan biasa dan reaktif secara kimia.
          Karbon adalah suatu unsur yang sangat luwes dan berguna. Kegunaan karbon hanya akan jelas terlihat apabila kita sebutkan satu persatu dalam berbagai bentuk dalam kehidupan sehari-hari. Dengan sifatnya yang luwes, karbon diperlukan dalam: pigmen hitan dalam di dalam tinta cetak untuk buku, majalah dan surat kabar; kertas karbon; pensil warna hitam dalam berbagai warna cat, penyelesaian mobil, semir sepatu; penguat dan pengeras bahan karet, ban dalam dan barang-barang karet; dan sebagai unsur penting untuk konstruksi bermacam-macam peralatan listrik dan nuklir, mulai dari sapu penyedot debu untuk rumah tangga sampai dinamo yang paling besar dan rektor nuklir. Busur karbon digunakan untuk membuat radiasi tampak dan ultraviolet dalam sejumlah besar proses industri yang bergantung pada reaksi fotokimia.

 

Efisiensi Pembakaran Karbon Pada Batubara

Salah satu metode yang dapat menjadi alternatif ialah pembakaran batubara menggunakan campuran O2/CO2. Keunggulan utama dari metode ini yaitu adanya daur ulang aliran gas keluaran sehingga kandungan CO2 pada aliran tersebut sangat tinggi, mencapai 95%. Dengan kandungan CO2 yang tinggi, proses pemisahan karbondioksida menjadi lebih mudah dan ekonomis dibandingkan pada pembakaran batubara konvensional (menggunakan udara) yang hanya menghasilkan CO2 sekitar 13% pada gas keluaran. Gas keluaran dengan kandungan CO2 sampai 95% bahkan dapat langsung digunakan untuk proses oil enhanced recovery (EOR). Pembakaran batubara menggunakan campuran O2/CO2 ditampilkan pada gambar di bawah ini.

Batubara (fuel) dibakar dalam sebuah combustion chamber dengan menggunakan campuran gas oksigen dan karbondioksida. Oksigen didapatkan dari proses pemisahan nitrogen dan oksigen dari udara dalam sebuah Air Separation Unit. Karbondioksida sendiri merupakan gas hasil pembakaran batubara yang kembali dialirkan ke dalam combustion chamber. Aliran recycle karbondioksida ini menyebabkan peningkatan konsentrasi gas karbondioksida yang sangat signifikan di aliran keluaran sehingga memudahkan proses pemisahan karbondioksida itu sendiri. Pemisahan karbondioksida dapat diselenggarakan menggunakan metode konvensional seperti menggunakan CO2 absorber maupun metoda terkini seperti pemisahan dengan membran. Tingginya konsentrasi CO2 di aliran umpan absorber atau membran akan memudahkan proses pemisahan sehingga spesifikasi alat pemisah tidak terlalu memakan biaya besar.
Selain kandungan CO2 gas keluaran yang tinggi, metode ini juga mempunyai efisiensi pembakaran karbon yang tinggi. Hasil penelitian Liu (2005) menunjukkan bahwa pembakaran batubara menggunakan media O2/CO2 menghasilkan efisiensi pembakaran karbon yang lebih tinggi dibandingkan pembakaran batubara konvensional. Hal itu dibuktikan dari kandungan karbon baik pada fly ash maupun bottom ash yang jauh lebih sedikit.

Daur Karbon

• Karbon diambil dari gas CO2 oleh tumbuhan utk fotosintesis
• CO2 juga dihasilkan oleh tumbuhan dan hewan sbg hasil pernafasan
• Daur karbon melibatkan dua proses yang bersaingan, fotosintesis dan pernafasan
• Fotosintesis : CO2+ H2O C6H12O6 + O2
• Energi dari karbohidrat digunakan utk pernafasan

Pernafasan : C6H12O6 + O2 CO2+ H2O + energi

• Walau energi hasil fotosintesis berlebih, jika pengembalian dlm bentuk CO2 terlalu cepat dptmenyebabkan kerusakan bumi

 

Analisa Massa
Berapa massa sejumlah volum gas metana CH4 yang mengandung 6,02 x 1022 molekul CH4, diketahui Mr = 16?
Jawab:
CH4     =
            = 0,1 mol
            = 0,1 mol x 16 gram/mol
            = 1,6 gram

Analisa Volum
Hitunglah volum 10 gram gas butana C4H10 dengan Mr = 58
Jawab:
Mr C4H10                     = 58
Massa molar C4H10      = 58 gram/mol
Jadi, 10 gram C4H10    =
                                    = 0,17 mol
Volum pada STP         = 0,17 mol x 22,4 liter/mol
                                    = 3,808 liter

Sejarah Sulfur
Belerang atau sulfur adalah unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki lambang S dan nomor atom 16. Belerang ditemukan dalam meteorit. R.W. Wood mengusulkan bahwa terdapat simpanan belerang  pada daerah gelap di kawah Aristarchus. Belerang terjadi secara alamiah di sekitar daerah pegunungan dan hutan tropis.  Sulfir tersebar di alam sebagai pirit, galena, sinabar, stibnite, gipsum, garam epsom, selestit, barit dan lain-lain. Bentuknya adalah non-metal yang tak berasa, tak berbau dan multivalent. Belerang, dalam bentuk aslinya, adalah sebuah zat padat kristalin kuning. Di alam, belerang dapat ditemukan sebagai unsur murni atau sebagai mineral- mineral sulfide dan sulfate. Ia adalah unsur penting untuk kehidupan dan ditemukan dalam dua asam amino. Penggunaan komersilnya terutama dalam fertilizer namun juga dalam bubuk mesiu, korek api, insektisida dan fungisida. Belerang dikenal masyarakat (khususnya para petani) adalah sejenis bahan untuk digunakan pembasmi tikus. Dengan alat khusus, belerang diubah untuk menjadi asap yang dimasukkan pada lubang-lubang tikus di persawahan, sehingga tikus dibuatnya semaput. Manfaat belerang padahal cukup banyak khususnya untuk dunia industri.

Isotop
Belerang memiliki sebelas isotop. Dari empat isotop yang ada di alam, tidak satupun yang bersifat radioaktif. Belerang dengan bentuk yang sangat halus, dikenal sebagai bunga belerang, dan diperoleh dengan cara sublimasi.

Senyawa-Senyawa
Senyawa organik yang mengandung belerang sangat penting. Kalsium sulfur, ammonium sulfat, karbon disulfida, belerang dioksida dan asam sulfida adalah beberapa senyawa di antara banyak senyawa  belerang yang sangat penting

Bentuk-Bentuk dari Belerang :

• belerang alam dalam btk kristal
• belerang dalam bentuk senyawa dengan logam lainnya (pyrite, marcasite, pyrhotite)

Sifat Fisik dan Kimia
Belerang atau sulfur adalah mineral yang dihasilkan oleh proses vulkanisme, sifat-sifat fisik dan kimia belerang adalah :

• Kristal belerang berwarna kuning kegelapan dan kehitam-hitaman karena pengaruh unsur pengotornya
• Berat jenis : 2,05 - 2,09
• Kekerasan : 1,5 - 2,5 (skala Mohs)
• Ketahanan : getas/mudah hancur (brittle)
• pecahan :berbentuk konkoidal dan tidak rata
• Kilap : damar Gores : berwarna putih
• tidak larut dalam air, atau H2SO4
• Titik lebur 129°C dan titik didihnya 446°C. Mudah larut dalam CS2, CC14, minyak bumi, minyak tanah, dan anilin, penghantar panas dan listrik yang buruk
• Apabila dibakar apinya berwarna biru dan menghasilkan gas-gas SO2 yang berbau busuk
• tidak larut dalam air (bisulfida, tetrachloride)
• Daya hantar listrik buruk
• berbau tidak enak

Teori Terbentuknya Belerang

• Teori Bischof

Sulfur berasal dari H2S, dimana H2S berasal dari proses reduksi terhadap CaSO4 oleh karbon methan
CaSO4 + C + CaS + 2CO2
CaSO4 + CH4 + CaS + CO2 + 2H2O
CaS + CO2 + H2 + CaCO3 + H2S
2H2S + O2 + 2H2O + 2S
atau
2H2S + CaSO4 + 4S + Ca(OH)2 + H2O

• Belerang berasal dari suatu dome dibentuk dari suatu bakteri De Sulfovibri de Sulfurcanc. Sulfat diubah oleh bakteri menjadi sulfit dan akhirnya menghasilkan sulfur
• Belerang terdapat pada gypsum yang diendapkan langsung dari poly sulfit
• Belerang erat kaitannya dengan kegiatan gunung berapi, merupakan hasil sublimasi sulfatara atau fumarol, juga akibat dari gas-gas/ larutan yang mengandung belerang dari dalam bumi
• Tipe sublimasi terdapat didekat danau kawah dengan kadar 70-99,9% S
• Tipe Lumpur terdapat dekat kawah dengan kadar 40-60%S
• Tipe kerak terdapat disekitar kawah dengan kadar 20-50% S

Macam-Macam Belerang dalam Perdagangan

• Sublime flower/ flower of sulfur

diperoleh dari hasil sublimasi, digunakan untuk industri karet

• Sulfur Flour

sulfur berputir halus seperti tepung, dilakukan grinding bebas oksigen sampai ukuran mesh –325 mesh, sebagai Galian pembasmi hama penyakit tanaman/hewan

• Precipitated Sulfur

diperoleh dari reaksi antara HCl pada larutan poli sulfit kemudian dicuci untuk menghilangkan CaS, digunakan dalam farmasi

• Lac Sulfur

diperoleh dari larutan polisulfit yangg diberi H2SO4, masih mengandung 45% CaSO4

• Colloidal Sulfur

pertikel halus masih dalam larutan bebtk colloid, diperoleh hasil cleaning coke oven gas

 

Penambangan Belerang

• Tambang terbuka : shovel
• Tambang semprot
• Frasch proses dimasukan air panas 335 F ke dalam endapan belerang lewat pipa-pipa. ada 3 pipa dengan ukuran :

Diameter 1”          =  mengalirkan udara
Diameter 3”          =  mengalirkan Lumpur sulfur
Diameter 6”          =  mengalirkan air panas
Tekanan udara      =  500 psi

Pengolahan
Ada beberpa cara yang dilakukan dalam pengolahan belerang, diantaranya

• Belerang dihasilkan secara komersial dari sumber mata air hingga endapan garam yang melengkung sepanjang Lembah  Gulf di Amerika Serikat. Menggunakan proses Frasch, air yang dipanaskan masuk ke dalam sumber mata air untuk mencairkan belerang, yang kemudian terbawa ke permukaan. Belerang juga terdapat pada gas alam dan minyak mentah, namun belerang harus dihilangkan dari keduanya. Awalnya hal ini dilakukan secara kimiawi, yang akhinya membuang belerang. Namun sekarang, proses yang baru memungkinkan untuk mengambil kembali belerang yang terbuang. Sejumlah besar belerang diambil dari ladang gas Alberta.

II.   Belerang jenis Lumpur diflotasi dahulu sebelum dimasukkan ke autoclave.
       Flotasi untuk menghilangkan senyawa besi sulfat dan silikat dari larutan, akibatnya kadar meningkat.
III.  Cara lain pelarutan dan penghabluran (solvent extraction and Crystalization) digunakan pelarut: karbon disulfida, dimethyl disulphide atau larutan hidrokarbon berat lainnya.
IV.  Belerang kristal dapat langsung dimasukan dalam autoclave, lalu ditambah solar, air NaOH kemudian dipanaskan dengan memasukan uap air panas dengan tekanan 3 atm selama 30-60 menit. Pemisahan tanur terjadi karena titik lebur belerang < min pengotor. Belerang disaring kemudian dicetak.
V.   Belerang kadar tinggi diolah dengan sublimasi dan distilasi
VI.  Pengolahan sederhana dilakukan dengan wajan besi/alumunium dengan diameter 80-100 cm, dipanaskan dalam tungku/kompor minyak. Belerang mencair, disaring kemudian dicetak dalam tabung bamboo.

Lokasi
Potensi dan penyebaran endapan belerang Indonesia saat ini baru diketahui di enam propinsi, dengan total cadangan sekitar 5,4 juta. Untuk tipe sublimasi, karena proses terjadinya didasarkan kepada aktivitas gunung berapi, maka selama gunung berapi aktif, belerang tipe ini dapat diproduksi. Dengan demikian sumber daya belerang sublimasi dapat dianggap tidak terbatas.
1. Jabar       : Gunung Tangkuban perahu, Danau Putri, Galunggung, Ceremai, Telaga bodas   
2. Jateng     : Gunung Dieng                        
3. Jatim       : Gunung Arjuno, welirang    
4. Sumut     : Gunung Namora
5. Sulut       : Gunung Mahawu, Soputan  
6. Lampung
7. Maluku   : Pulau Damar

Kegunaan
Belerang merupakan bahan hasil tambang yang baunya sangat menyengat,bahan tersebut memiliki khasiat bagi tubuh manusia, antara lain;

• mengobati dari luka bekas gigitan binatang berbisa. Boleh juga belerang yang sudah dibuat korek api tumbuk sampai halus dan masukan ke lubang bekas gigitan, lalu bakarlah.
• obat gatal-gatal pada kulit. ambil belerang sebesar ibu jari, lalu gerus bersama 3 butir merica dan setengah buah pala. Setelah halus, aduklah dengan sesendok makan minyak tanah dan air. Oleskan pada bagian tubuh yang diserang gatal-gatal
• Menghilangkan panu/kurap yang menghiasi kulit. Setelah belerang dihaluskan, campurlah dengan minyak goring lalu aduklah sampai rata. Oleskan pada bagian kulit yang berpanu atau kurap. Lakukan sesering mungkin
• Belerang sangat penting untuk kehidupan. Belerang adalah penyusun lemak, cairan tubuh dan mineral tulang, dalam kadar yang sedikit.

Digunakan untuk membuat asam belerang (H2SO4), untuk pupuk, penghalus minyak, bahan kimia, metallurgi. Di samping itu dapat digunakan untuk cat, ebonite (camp dengan karet), tekstil, cairan sulfida, C2S, debu anti serangga, pengawet kayu, pabrik kertas, korek api, obat-obatan
Belerang banyak digunakan di industri pupuk, kertas, cat, plastik, bahan sintetis, pengolahan minyak bumi, industri karet dan ban, industri gula pasir, accu, industri kimia, bahan peledak, pertenunan, film dan fotografi, industri logam dan besi baja.
1. Untuk pabrik gula
Syarat : 99,5-99,9 % S, 0,05% As (mak), 0,5% H2O (Mak), 0,1% Bitumen (Mak), 0,1% Abu (mak), sisa bakar 1% (mak)
2. Pabrik Super fosfat
Belerang adalah komponen serbuk mesiu dan digunakan dalam proses vulkanisasi karet alam dan juga berperaan sebagai fungisida. Belerang digunakan besar-besaran dalam pembuatan pupuk fosfat.  Berton-ton belerang digunakan untuk menghasilkan asam sulfat, bahan kimia yang sangat penting.
Syarat: 99,7-99,8% S, 00,1-00,5% bitumen, 0,04-0,05% abu, 0,06-0,1% H2O
3. Industri ban
99,9% S, 0,01% abu, 0,01% air, 0,04%H2SO4, matter 0,04% CS2, uk butir 325 mesh
4. Industri kimia
99,8% S, Bitumen 130 ppm, 1,52% air, 0,009% abu, 0,0008% Fe2O3
Belerang juga digunakan untuk pembuatan kertas sulfit dan kertas lainnya, untuk mensterilkan alat pengasap, dan untuk memutihkan buah kering.  Belerang merupakan insultor yang baik.

Efek dari Belerang
Sulfur dioxide (SO2) memiliki cakupan-cakupan yang sangat mengganggu. Bila kita menghirup SO2 hanya menembus sejauh hidung dan tenggorokan maka sejumlah kecil konsentrasi SO2 akan mencapai paru-paru. Akan tetapi jika menghirup secara berat dalam artian ada di lokasi gas belerang dalam waktu yang lama, maka bernapaslah hanya melalui mulut atau konsentrasi dari SO2 akan menjadi tinggi. Efek dari gas belerang terhadap manusia sangatlah bervariasi. Dimana dengan konsentrasi rendah pada 1ppm yang telah dihirup manusia akan mengalami pengurangan fungsi paru-paru. Meskipun pada penelitian terhadap 7 sukarelawan hanya 1 orang yang mengalami efek tidak baik pada 1 ppm. Jika selama 10 hingga 30 menit kedapatan konsentrasi mencapai 5 ppm akan mengakibatkan sesak napas pada cabang tenggorokan kita. Bila kedapatan selama 20 menit mencapai konsentrasi 8 ppm akan memerahkan tenggorokan, gangguan pada hidung, dan iritasi pada tenggorokan. Sekitar 20 ppm merupakan titik kritis dari iritasi konsentrasi SO2, meskipun ada beberapa laporan bahwa ada orang-orang yang bekerja pada konsentrasi melampaui 20 ppm. Konsentrasi sebesar 500 ppm sangat tidak dianjurkan untuk dihirup oleh manusia.
Pada Beberapa kasus dimana terdapat konsentrasi SO2 yang sangat tinggi pada ruangan tertutup, dapat mengakibatkan gangguan saluran udara, hypoxemia (kekurangan oksigen pada darah), dan kematian dalam hitungan menit. Efek dari pulmonary edema(gangguan pada paru-paru) meliputi batuk dan napas pendek yang dialami selama berjam-jam atau berhari-hari setelah kedapatan menghirup konsentrasi SO2. Gejala-gejala ini menyakitkan hati dan menguras tenaga. Hasil dari kedapatan menghirup konsentrasi dalam waktu yang sering, akan melukai paru-paru secara permanen. Selain itu, Belerang dioksida adalah zat berbahaya di atmosfer, sebagai pencemar udara.

Analisa Massa
Hitunglah massa zat 1,204 x 1022 molekul S8 (Ar S = 32)
Jawab:
S8         =
            = 0,2 mol
            = 0,2 mol x 256
            = 51,2 gram

Analisa Volum
Hitunglah volum 2 gram gas SO3. Jika diketahui Ar S = 32   O = 16
Jawab:
Mr SO3            = 80
Massa molar SO3         = 80 gram/mol
Jadi, 2 gram SO3         =
                                    = 0,025 mol
Volum pada STP         = 0,025 mol x 22,4 liter/mol
                                    = 0,56 liter