Pengukuran tingkat kekentalan pada minyak pelumas

Tulisan berikut melanjutkan artikel sebelumnya tentang viscosity / kekentalan pada oli.

Viskositas didefinisikan atau ditetapkan menggunakan perangkat laboratorium yang disebut Viskometer. Untuk minyak pelumas, Alat ukur kekentalan cenderung beroperasi dengan gravitasi bukan tekanan. Viskometer kinematik terbuat dari tabung kaca panjang yang dimasukkan sejumlah volume minyak.

Menentukan hasil nilai viskositas sebuah cairan adalah dengan  mengukur dari jumlah waktu yang dibutuhkan untuk jumlah yang ditunjukan cairan mengalir melalui tabung dalam kondisi yang sangat spesifik. Karena kondisi yang berulang, dapat dilihat dari jumlah waktu yang dibutuhkan untuk mengalir melalui tabung. Hal ini diterapkan pada suhu tertentu untuk mengukurnya, karena cairan akan berubah semakin encer jika suhunya naik. Semakin kental makin lamamengalirnya, sebagai gambaran adalah air dan madu pada suhu 40 C. Air melewati dalam satu detik. Jumlah yang sama madu mengambil seribu detik (hipotetis).

Tujuan dari sistem ISO mengklasifikasi nilai viskositas adalah metode untuk pengukuran viskositas sehingga pabrikan pelumas, desainer peralatan dan pengguna akan memiliki standar dasar untuk menentukan atau memilih pelumas industri yang harus digunakan.

Pendekatan yang berbeda benar-benar dipertimbangkan sebelum Komite Teknis ISO (TC23) menetap di suatu pendekatan yang logis dan mudah digunakan. Ada kriteria penting yang harus diingat dari awal, seperti:

• Referensi pelumas yang digunakan untuk sistem industri pada kisaran suhu operasional.
• Menggunakan pola yang sesuai dengan fluktuasi temperatur  yang ditoleransi pada dimensi aplikasi.
• Menggunakan pola yang memiliki beberapa jangkauan temperatur aplikasi pada skala atas dan bawah.
• Menggunakan pola yang semudah mungkin untuk menentukan nilai viskositas yang pas saat digunakan.

Suhu acuan untuk klasifikasi harus cukup dekat dengan frekuensi suhu rata-rata industri yang biasa terjadi. Hal ini juga berhubungan erat dengan tingkat suhu lainnya yang digunakan untuk mendefinisikan sifat pelumas seperti viskositas indeks (VI).  

VI dapat membantu dalam mendefinisikan kualitas sebuah pelumas. Tingkat konsistensi kekentalan tidak berubah secara drastic jika dinaikkan suhunya. Biasanya baseoil group 2 ke atas sampai synthetic memiliki kualitas yang lebih baik jika dibandingkan dengan base oil group 1.

Sebuah studi dari suhu mungkin menunjukkan bahwa 40 C cocok untuk klasifikasi pelumas yang akan digunakan, namun juga harus diperhatikan saat suhu naik menjadi 100 C. Maka Klasifikasi viskositas ISO dibuat pada acuan viskositas kinematik pada suhu 40 C. Serta diberikan keterangan lain viskositas kinematik pada suhu 100 C.

Sekarang sudah ditentukan bahwa acuan pengukuran viskositas/ kekentalan sebuah pelumas yaitu pada suhu 40 C.

Untuk klasifikasi yang akan digunakan dalam perhitungan viskositas kinematik pelumas hanya salah satu parameter kekentalan dan kisaran toleransi tidak lebih dari 10 persen di kedua batas nilai atas dan bawah.

Berikut tabel ISO VG :

Klasifikasi ini mendefinisikan nilai viskositas pada 200 milimeter persegi per detik (1 mm2 / s = sama dengan 1 cSt) pada 40 C.

Setiap kelas / grade viskositas ditunjuk oleh seluruh nomor terdekat untuk viskositas kinematik titik tengahnya di mm2 / s pada 40 C dan toleransi  +/- 10 persen dari nilai ini masih diperbolehkan. 

source : http://www.machinerylubrication.com/Read/213/iso-viscosity-grades

Klasifikasi pelumas dengan SAE atau ISO VG

Pada dasarnya pelumas oli memiliki standard kekentalan atau viscosity dengan menggunakan standard internasional yang sudah sering kita dengar yaitu SAE atau ISO VG. Sebelum lebih jauh kita bahas yang paling sederhana dulu.

Tingkat kekentalan atau viscosity merupakan standard seberapa hambatan cairan bisa mengalir, ini bisa berlaku untuk semua cairan. Satuan yang digunakan untuk mengukurnya yaitu cSt ( CentiStoke ). Sebagai gambaran mudah kita bisa bandingkan air dengan madu. Air memiliki viscosity = 1 cSt dan Madu memiliki viscosity = 500 cSt, itu artinya air dapat mengalir dengan lancar dengan kekentalan / viscoty rendah, sedangkan madu mengalir sangat lambat dengan kekentalan / viscosity tinggi.

Tingkat kekentalan sebuah cairan sangat berpengaruh pada temperaturnya, maka diberikan standard pada suhu 40°C dan 100°C. Saat ini yang dijadikan acuan adalah 40°C untuk menentukan nilai dari kekentalan oli. 

Pada awalnya standard yang digunakan adalah SAE ( Society of Automotive Engineers ) untuk oli gear & mesin, AGMA ( American Gear Manufacturers Association ) untuk oli gear. 

Namun saat tahun 1975 dibuat standard internasional, kumpulan dari American Society for Testing and Materials ( ASTM ), Society for Tribologists and Lubrication Engineers ( STLE ), British Standards Institute ( BSI ) dan Deutsches Institute for Normung ( DIN ) membuat kesepakatan bersama dengan satuan International Standards Organization Viscosity Grade yang disingkat ISO VG.

Berikut tabel kesetaraan yang menjadi acuan.

Untuk lebih mudahnya kita bisa sederhanakan menjadi tabel berikut.

Tabel untuk ISO VG dan AGMA pada oli gear

Tabel untuk ISO VG dan SAE pada oli mesin dan gear

Tabel untuk ISO VG dan SAE pada oli gear dan transmisi

source :
http://www.machinerylubrication.com/Read/213/iso-viscosity-grades
http://www.engineeringtoolbox.com/iso-vg-grade-d_1206.html

Total Base Number ( TBN ) pada engine oil

Total Base Number (TBN) adalah ukuran jumlah kadar basa (alkali ) yang menetralkan kadar asam pada pelumas di engine oil. Hal ini sangat relevan dengan internal mesin pembakaran karena produk sampingan asam pembakaran yang dihasilkan saat bensin dan solar yang dibakar. Produk sampingan ini, termasuk SOx, NOx, dan lain-lain yang masuk di crankcase melalui blow-by gas yang melewati ring piston.

Selain asam memasuki crankcase mesin dari blowby, asam biasanya dihasilkan di daerah lain dari mesin karena panas, oksidasi, dan proses kimia lainnya.

Dalam upaya untuk melawan efek korosif dari asam pada bagian-bagian mesin, maka ditambahkan additive kedalam pelumas yang bersifat basa. Additive khusus tersebut bertindak untuk menetralkan asam di mesin. Aditif yang biasa digunakan adalah kalsium sulfonat. Ada juga yang menggunakan magnesium sulfonat, fenol, dan salisilat. Selain berkontribusi sebagai TBN pada pelumas, aditif ini berfungsi sebagai dispersant atau penggerus bahan lain yang dihasilkan dari sisa proses pelumasan.

Proses menghasilkan asam akan terus untuk berlangsung pada penggunaan mesin, sedangkan kemampuan oli mesin untuk menetralkan asam terbatas. Kadar TBN lama kelamaan akan menurun seiring meningkatnya kadar asam. Hal ini adalah salah satu alasan oli mesin perlu dibuang dan diganti dengan yang baru.

Mungkin kita akan berpikir, mengapa tidak diberikan kadar TBN yang banyak sekalian. Sering di uji sebuah mesin diberikan pelumas yang kadar TBN nya tinggi. Memang mampu menetralisir asam lebih baik. Namun hal ini justru menimbulkan masalah baru. Jika terlalu banyak TBN overtreat kalsium sulfonat menghasilkan tingkat abu yang tinggi mengendap pada permukaan mesin dan dapat merusak mesin. Jadi harus disesuiakan dan diseimbangkan dengan kebutuhan mesin untuk menetralkan kadar asam dari sisa pembakaran hingga interval penggantian oli.

Dalam upaya untuk keseimbanganTBN oli  baru biasanya di kisaran 7 sampai 10 untuk mesin gas dan 10 sampai 14 untuk mesin diesel. Ketika TBN dalam minyak yang digunakan turun di bawah 3, itu biasanya menunjukkan perlunya ganti oli.

berikut contoh nya:

Total Altis PolyUrea High Temp & High Speed Longlife Grease

Salah satu varian grease di Total Oil dengan thickener PolyUrea yaitu Total Altis. Total Altis memiliki jangkauan temperatur tinggi dan usia pakai yang sangat lama.

Ada 2 type yang masuk di Indonesia. Keduanya memiliki tingkat kekentalan NLGI 2, yaitu :

• Total Altis EM2 : base mineral oil
• Total Altis SH2 : base synthetic oil

Banyak aplikasi industri & otomotif dirancang dengan teknologi tinggi yang tidak bisa dipenuhi dengan grease complex biasa. Oleh karena itu aplikasi industri terus mencari type grease menawarkan kinerja pelumas tertinggi dengan thickener PolyUrea. 

Berikut manfaat Total Altis :

• stabilitas mekanik yang lebih baik, 
• lebih tahan terhadap geser dan kecepatan, 
• perlindungan yang lebih baik terhadap korosi
• kinerja yang konsisten pada suhu yang sangat tinggi maupun sangat rendah.

Daya Uji Total Altis 

Ada tiga pengujian standard yang dilakukan untuk menunjukkan kualitas yang sangat luar biasa. Total Altis tidak meleleh hingga di suhu lebih dari 260 C. Kemudian dibiarkan ke suhu ruangan normal menjadi bentuk semula dan struktur molekulnya tidak berubah sama sekali. Hal ini sangat berbeda dengan grease type complex yang lain.

1. Test Lifetime : ASTM D 3336 grease life at 150 C

Pada suhu 150 C memiliki usia pakai hampir 2000 jam untuk Total Altis SH2 Synthetic

Lebih dari 1000 jam untuk Total Altis EM2 Mineral. 

Sedangkan Total Altis MV2 sudah tidak diproduksi lagi karena kualitasnya dianggap sama dengan Lithium Complex Grease yang mencapai 500 jam.

2. Test FAG FE-9 : run temp 170 C, strength 1500 N & speed 6000 rpm (DIN 51 821 : High Temp & High Speed)

DIN 51 821 merupakan standard test untuk grease yang memiliki karakter temperatur tinggi & kecepatan tinggi. Total Altis menunjukkan hasil yang sangat maksimal walaupun di uji dengan suhu yang lebih tinggi.

3. Test share stability pressure 100.000 stroke ( ASTM D217)

Total Altis menunjukkan hasil yang sangat bagus, bahkan mendekati Total Ceran sebagai varian tertinggi grease Total. Sedangkan kompititor Polyurea yang lain menunjukkan angka yang sangat tinggi. 

Share stability ini menunjukkan tingkat tekanan yang melebar atau pecah saat ditekan. Total Altis mampu konsisten menahan tekanan yang stabil dan berdampak pada penghematan energi di aplikasi.

Penggunaan di Industri

Teknologi untuk masa depan, membuat kelas tersendiri membutuhkan type grease yang sama sekali baru. Sifat karakter Polyurea telah diketahui sejak lama. Tapi itu masih dianggap sulit untuk menghasilkan jenis grease yang memuaskan dengan bahan dasar kimia ini.

TOTAL telah berhasil mengembangkan type polyurea dengan sifat kompleks yang  diperoleh dengan proses yang super, memodifikasi properti dari bahan dasar sehingga menghasilkan type grease yang superior.

 Total Altis banyak digunakan pada :

• Mesin modifikasi industri berat, seperti industri kertas, steel, gula, pembangkit listrik, peleburan besi, dll.
• Electric motor bearing
• Plain bearing
• Pengisi bearing lainnya seperti roller, ball, join, dll.

file : https://drive.google.com/open?id=0B3_MnYOA_DV8WXl1NVY0U3hWNFE