kapal non baja "Kapal Aluminium"

 KAPAL ALUMINIUM

 

Deskripsi

Pokok bahasan ini membahas tentang material yang digunakan pada kapal Aluminium, perhitungan untuk penentuan dimensi konstruksi, serta proses pembangunan pada kapal Aluminium.

Tujuan Instruksional

1. Mahasiswa memahami karakteristik material kapal Aluminium
2. Mahasiswa dapat menghitung dimensi konstruksi dalam kapal Aluminium sesuai standard
3. Mahasiswa memahami tahapan pembangunan kapal Aluminium

Karakteristik Material Kapal Aluminium

            Material aluminium yang digunakan sebagai material kapal menggunakan Material Aluminium Alloys yaitu paduan antara aluminium dengan beberapa material lainnya. Aluminium alloys yang umum digunakan untuk kapal khususnya pada konstruksi kulit adalah seri 5000. Seri ini merupakan paduan antara Aluminium dengan Magnesium, memiliki sifat tahan korosi air laut yang sangat baik, kuat hasil pengelasan relative tinggi. Type yang paling baik untuk seri ini adalah 5086-H116, namun harganya yang relatif mahal menjadi kendala. Untuk kapal-kapal kecil, penggunaan aluminium alloys banyak menggunakan type 5052-H32, yang terbentuk dari Aluminium dengan paduan 2,5% Magnesium dan 0,25% Chromium, type ini mudah dibentuk (sheet forming), ketahanan terhadap fatigue yang tinggi, dan ketahanan terhadap korosi yang tinggi. Seri 6000 adalah seri dari Aluminium Alloys yang digunakan sebagai konstruksi penguat. Bentuk dari seri ini salah satunya adalah dalam bentuk extrude yang disesuaikan dengan penempatannya di lambung kapal. Seri 6061-T6 adalah type yang banyak digunakan untuk konstruksi merupakan paduan Aluminium, Magnesium dan Silicon.

            Sifat mekanik dari beberapa Aluminium Alloys dapat dilihat pada table di bawah ini:

Tabel 7.1 Sifat Mekanik Aluminium Alloys

Konstruksi Kapal Aluminium

Perhitungan konstruksi pada kapal Aluminium di bawah ini berdasarkan pada aturan konstruksi pada Australian Standard Tahun 1993

1. Tebal minimum dari pelat kulit (shell plating)

Tebal minimum dari pelat kulit dapat diambil dari nilai terbesar berdasarkan persamaan berikut:

a.    Besaran yang diperoleh dari nilai tegangan maksimum yang diijinkan:

Dimana:

σ = tegangan maksimum (pascals)

β = panel aspect ratio coefficient

F_­t = distribusi beban merata pada pelat (pascals)

b_s= panjang sisi terpendek dari panel (mm)

t = tebal pelat (mm)

b.    Besaran yang diperoleh dari persamaan berikut:

t = (1,6 + 0,05L)K^1/2

Dimana:

t = tebal minimum pelat (mm)

L = panjang garis air (water line) kapal (m)

K = faktor koreksi material ( harga terbesar antara 235/σ­­_y dan 1,36. Dimana σ­­_y adalah tegangan yield minimum dalam megapascals)

2. Dimensi lunas (keel)

Lebar pelat lunas tidak boleh kurang dari dari nilai persamaan berikut:

b_k =0,95K^1/2 (10L + 340)

Dimana:

b_k = lebar pelat lunas (mm)

L = panjang garis air (water line) kapal (m)

K = factor koreksi material ( harga terbesar antara 235/σ­­_y dan 1,36. Dimana σ­­_y adalah tegangan yield minimum dalam megapascals)

Tebal pelat lunas tidak boleh kurang dari nilai terbesar diantara dua persamaan berikut:

a.    Tebal berdasarkan persamaan berikut:

t_k =0,95K^1/2 (0,125L + 2,75)

Dimana:

t_k = tebal pelat lunas (mm)

L = panjang garis air (water line) kapal (m)

K = factor koreksi material ( harga terbesar antara 235/σ­­_y dan 1,36. Dimana σ­­_y adalah tegangan yield minimum dalam megapascals)

b.    Tebal pelat kulit disekitar pelat lunas bersangkutan.

3. Dimensi linggi haluan (stems)

Tebal pelat linggi haluan kapal tidak boleh kurang dari nilai terbesar diantara dua persamaan berikut:

a.    Tebal berdasarkan persamaan berikut:

t_l =0,95K^1/2 (0,1L + 3)

Dimana:

t_l = tebal pelat linggi haluan (mm)

L = panjang garis air (water line) kapal (m)

K = factor koreksi material ( harga terbesar antara 235/σ­­_y dan 1,36. Dimana σ­­_y adalah tegangan yield minimum dalam megapascals)

b.    Tebal pelat kulit disekitar pelat lunas bersangkutan.

4. Dimensi wrang (floor)

a.    Tinggi wrang

Kapal dengan konstsruksi alas tunggal dengan panjang Lwl lebih dari 10 meter, ketinggian wrang tidak boleh kurang dari:

h_w =0,95K^1/2 (10L + 50)

Dimana:

h_w = tinggi wrang (mm)

L = panjang garis air (water line) kapal (m)

K = factor koreksi material ( harga terbesar antara 235/σ­­_y dan 1,36. Dimana σ­­_y adalah tegangan yield minimum dalam megapascals)

b.    Wrang dengan face bar

Kapal dengan konstsruksi alas tunggal dapat menggunakan wrang berbentuk face bar dengan luas penampang tidak boleh kurang dari:

A_w =0,15KL

Dimana:

A_w = tebal pelat linggi haluan (cm²)

L = panjang garis air (water line) kapal (m)

K = factor koreksi material ( harga terbesar antara 235/σ­­_y dan 1,36. Dimana σ­­_y adalah tegangan yield minimum dalam megapascals)

c.    Jarak wrang

Jarak wrang untuk kapal dengan konstruksi melintang dengan panjang kapal (Lwl) lebih dari 10 meter tidak boleh kurang dari:

s_w =5L + 350

Dimana:

s_w = jarak wrang (mm)

L = panjang garis air (water line) kapal (m)

d.   Tebal wrang

Tebal wrang untuk kapal dengan konstruksi melintang dengan panjang kapal (Lwl) lebih dari 10 meter tidak boleh kurang dari:

t_w =0,95K^1/2 (0,1L + 3)

Dimana:

t_l = tebal pelat wrang (mm)

L = panjang garis air (water line) kapal (m)

K = factor koreksi material ( harga terbesar antara 235/σ­­_y dan 1,36. Dimana σ­­_y adalah tegangan yield minimum dalam megapascals)

Kapal dengan konstruksi memanjang dapat menggunakan wrang dengan jarak antar wrang tidak kurang dari 2 meter, sedangkan tebal wrang untuk kapal dengan konstruksi memanjang dengan panjang kapal (Lwl) lebih dari 10 meter tidak boleh kurang dari:

t_w =0,95K^1/2 (0,1L + 3)

Dimana:

t_l = tebal pelat wrang (mm)

L = panjang garis air (water line) kapal (m)

K = factor koreksi material ( harga terbesar antara 235/σ­­_y dan 1,36. Dimana σ­­_y adalah tegangan yield minimum dalam megapascals)

Contoh bentuk dan gambar konstruksi sebuah kapal Aluminium dapat dilihat pada beberapa gambar dibawah ini,

Gambar 7.1 Konstruksi penguat pelat

 

Gambar 7.2 Konstruksi penguat pada alas kapal

Sedangkan gambar konstruksi melintang pada sebuah kapal Aluminium dapat dilihat pada gambar di bawah ini

Gambar 7.3 Contoh gambar konstruksi melintang kapal Aluminium

PROSES PEMBANGUNAN KAPAL ALUMINIUM

Proses pembangunan sebuah kapal Aluminium dapat dilakukan dengan beberapa metode pembangunan. Pembangunan sebuah kapal Aluminium dapat dimulai dari pemasangan gading dan wrang beserta pembujur terlebih dahulu, baru kemudian dipasangkan pelat lambung. Atau dapat juga dilakukan dengan pemasangan pelat alas terlebih dahulu , dan kemudian dilanjutkan dengan pemasangan gading dan pembujur, dan terakhir baru dipasangkan pelat lambung seperti yang dapat dilihat pada gambar-gambar berikut ini:

Marking dan Cutting Pelat

Pada tahap ini pelat dipotong sesuai dengan bentuk bentangan dari masing-masing bagian lambung kapal seperti pelat alas dan pelat sisi, demikian juga beberapa konstruksi yang terbentuk dari lembaran pelat ditandai dan dipotong seperti wrang, transom, gading dan lainnya.

 

Gambar 7.4 Hasil marking dan cutting pelat Aluminium

Pemasangan pelat alas, pembujur alas tengah, dan transom

Setelah proses pemotongan terhadap semua bentuk konstruksi, maka langkah selanjutnya adalah penggabungan beberapa konstruksi dengan urutan sedemikian rupa sehingga mempermudah pengerjaan dan menghasilkan konstruksi yang kuat . Langkah awal pada tahap pemasangan konstruksi ini adalah dimulai dari pengelasan pelat alas kiri dan kanan kapal dengan pembujur alas tengah serta dengan konstruksi wrang tengah/transom. Dengan penyambungan konstruksi ini diharapkan bentuk dasar lambung kapal telah terbentuk, dan selanjutnya dapat diletakkan konstruksi penguat lambung lainnya, seperti wrang, gading dan pembujur lainnya.

 

Gambar 7.5 Pengelasan pelat alas, pembujur dan wrang tengah/transom

 

Gambar 7.6 Hasil pengelasan pelat alas, pembujur dan wrang tengah/transom

Pemasangan gading, wrang, dan pembujur

Setelah bentuk dasar dari lambung kapal terbentuk, selanjutnya dapat dipasangkan penguat konstruksi lambung yaitu gading, wrang, dan pembujur alas samping. Pembujur sisi juga dapat dipasang dengan di las titik pada gading. Pemeriksaan jarak antar konstruksi pada tahap ini sangat penting dilakukan untuk mempertahankan bentuk lambung kapal sesuai perancangan. Disamping jarak antar konstruksi, perlu diperiksa kesetimbangan atau leveling dari konstruksi pada sisi starboard dan portside untuk menjamin agar lambung tetap simetris.

 

Gambar 7.7 Hasil pengelasan wrang, dan pembujur alas

 

Gambar 7.8 Hasil pemasangan gading dan pembujur sisi

Langkah akhir dari pembangunan lambung kapal Aluminium adalah pemasangan pelat lambung untuk bagian sisi, sekaligus penyambungan antara pelat alas dengan pelat lambung sisi kapal. Penyambungan pelat alas dan pelat sisi lambung kapal umumnya dibantu dengan penambahan profil extrude dimana masing-masing pelat di las ke profil extrude untuk menghasilkan konstruksi lebih kuat dan lebih rapi dan lebih dimungkinkan dari metode pengelasannya.

 

Gambar 7.9 Hasil akhir pembuatan lambung kapal Aluminium

PERTANYAAN:

1.      Jelaskan perbedaan penggunaan material Aluminium Alloys seri 5000 dan seri 6000 pada kapal Aluminium.

2.      Jelaskan langkah pembangunan kapal Aluminium