Aplikasi Material Komposit di Industri Migas
Arief Yudhanto 08-03-07 09:34
Material komposit didefinisikan sebagai campuran makroskopik antara serat
dan matriks. Serat berfungsi memperkuat matriks karena, umumnya, serat jauh
lebih kuat dari matriks. Matriks berfungsi melindungi serat dari efek
lingkungan dan kerusakan akibat benturan (impact). Komposit dikategorikan
menjadi beberapa jenis: komposit serat kontinu, komposit serat anyam, komposit
serat acak, komposit hibrid dan komposit serat-logam. Serat terbuat dari
karbon, aramid, boron, silicon carbide, alumina atau material lainnya. Matriks
terbuat dari polimer (misal: epoksi), keramik dan logam (aluminum, titanium,
etc). Dua istilah penting dalam komposit adalah lamina dan laminate. Lamina
merujuk pada satu lembar komposit dengan arah serat tertentu, sedangkan
laminate adalah gabungan beberapa lamina. Di pasaran, komposit ada juga yang
dijual dalam bentuk pre-preg (pre-impregnated). Laminate bisa dibuat dengan
cara memasukkan prepreg ini ke dalam autoclave (oven bertekanan) dalam waktu,
tekanan dan temperatur tertentu.
Komposit telah dipakai di industri pesawat terbang lebih dari 40 tahun,
dan kini, aplikasi komposit telah merambah ke industri lain seperti otomotif
(misal: bodi mobil balap F1), olahraga (misal: raket tenis), perkapalan;
industri minyak dan gas juga telah memakai komposit untuk membangun
infrastrukturnya. Komposit memiliki kekuatan yang bisa diatur (tailorability),
memiliki kekuatan lelah (fatigue) yang baik, memiliki kekuatan jenis
(strength/weight) yang tinggi dan tahan korosi. Namun demikian, komposit masih
cukup mahal untuk diproduksi, sehingga hanya komponen atau bagian tertentu saja
yang dibuat dari komposit. (FYI, meski mahal, Boeing memakai komposit sebanyak
50% total struktur pesawat Boeing 787 yang baru di-launch).
Sejak 1980an, komposit mulai dikenal di industri minyak dan gas setelah
sebuah panel anti-api untuk heli-deck dibangun memakai komposit serat gelas
(glass-fiber reinforced-plastics). Berikut beberapa aplikasi material komposit
di industri minyak dan gas:
Pipeline
Komposit untuk pipeline biasanya terbuat dari komposit serat gelas atau
komposit hibrid untuk mengalirkan aqueous fluid dan gas alam. Komposit serat
gelas dipakai menggantikan steel karena komposit lebih tahan karat. Komposit
serat gelas ini juga dipilih karena memiliki fire integrity dan fatigue
resistance yang baik. Pipeline juga menggunakan steel strip laminates (SSL);
SSL adalah komposit sandwich yang terdiri tiga lapisan: lapisan luar dan dalam
terbuat dari komposit serat gelas, sedangkan lapisan tengah adalah baja. SSL
diharapkan mampu menahan tekanan tinggi, namun tidak terlampau mahal ketika
diproduksi. Bonding antara baja dan komposit diakomodasi dengan perekat yang
dipakai untuk rocket motor casing. RTP atau Reinforced Thermoplastic Pipework
juga digunakan untuk pipeline. Mirip dengan SSL, RTP terdiri dari tiga lapisan:
lapisan dalam dan luar adalah thermoplastic liner dan lapisan tengah adalah
komposit serat aramid.
Rigid riser
Komposit serat gelas, serat karbon atau komposit hibrid digunakan untuk
menggantikan baja dalam membangun riser. Keuntungan menggunakan komposit adalah
penambahan daya apung (karena riser lebih ringan dibanding menggunakan baja),
gaya hambat (drag) dan tension bisa diperkecil. Secara umum, karena
konfigurasinya mengecil tetapi kekuatan masih terjaga, penggunaan komposit bisa
memperkecil cost.
Tension leg platforms
TLP, yang dipancangkan ke dasar laut, adalah bagian yang sensitif dari
platform terhadap kedalaman laut. Tendon baja kurang diminati karena terlalu
berat dan resonansi yang berkenaan dengan elastisitas tendon masih terjadi. Dua
hal itu bisa diatasi dengan menggunakan tendon serat karbon yang ringan namun
kuat.
***
Komposit juga bisa dipakai untuk menambal kerusakan akibat beban impak
dan korosi di permukaan pipa baja. Metode penambalan menggunakan komposit telah
lama digunakan di industri pesawat. Dengan mengatur serat ke arah
circumferencial, penambal komposit juga memberikan penguatan secara melingkar
pula. Joining atau penyambungan antar pipa juga bisa menggunakan komposit ini.
Pemilihan adhesive atau perekat sangat penting ketika proses penyambungan
dilakukan.
***
Tahun 1980an, desainer dan fabrikator di industri minyak dan gas kurang
berminat menggunakan komposit karena kurang familiar dengan sifat-sifat
mekanik, perilaku dan metode inspeksi komposit. Namun sekarang, design code
seperti BS4994 (1987) dan ASME (1992) untuk composite pressure vessels dan API
specifications untuk composite tubing telah memberikan guidance untuk
mengaplikasikan komposit. Design code untuk 'composite for load-bearing
structures' kini juga tersedia seperti Eurocode for Composites (1994) dan DNV
Design Guideline for Design with Composites (2000).
Industri komposit biasanya berskala kecil dan menengah. Hal ini kurang
bisa mengakomodasi kebutuhan industri minyak dan gas yang memerlukan produksi
skala besar. Ini pekerjaan rumah industri komposit untuk terus mengembangkan
skala enterprisenya supaya bisa memenuhi keperluan industri minyak dan gas.
Selain mengacu kepada design code, desainer di industri minyak dan gas
diharapkan juga mengacu kepada buku-buku mengenai mekanika komposit (kini
jumlahnya ratusan) yang menjelaskan mengenai perilaku komposit yang "agak"
berbeda dari logam yang isotropik dan homogeneous.
Sumber: composite.wordpress.com (Indonesian Composite Community)
http://www.halamansatu.net/index.php?option=com_content&task=view&id=470&Itemid=51
********************************************************
Mailing List FUPM-EJIP ~ Milistnya Pekerja Muslim dan DKM Di kawasan EJIP
********************************************************
Ingin berpartisipasi dalam da'wah Islam ? Kunjungi situs SAMARADA :
http://www.usahamulia.net
Untuk bergabung dalam Milist ini kirim e-mail ke :
[EMAIL PROTECTED]
Untuk keluar dari Milist ini kirim e-mail ke :
[EMAIL PROTECTED]
********************************************************
