Bahaya Kandungan Air di Dalam Minyak Pelumas dan Cara Menghilang

Pada artikel sebelumnya telah kita bahas mengenai salah satu jenis sistem lubrikasi bearing menggunakan oli pelumas bertekanan. Sistem ini digunakan pada berbagai mesin yang bekerja dengan beban serta temperatur yang tinggi. Oli pelumas tersebut harus selalu dalam kondisi bersih dan memiliki temperatur yang stabil, karena selain berfungsi sebagai pelumas oli tersebut bertugas untuk menyerap panas pada bearing agar memiliki umur kerja optimal.

Salah satu indikator bahwa oli pelumas dapat dikatakan bersih adalah tidak adanya kandungan air di dalamnya. Air dapat mengkontaminasi oli pelumas melalui tiga bentuk, air bebas, terlarut, dan emulsi. Air bebas menjadi bentuk kontaminasi air yang paling mudah untuk dihilangkan. Molekul-molekul air masih terpisah dengan oli dan berkumpul di suatu tempat yang cenderung diam seperti di bagian bawah tangki penyimpanan oli. Air juga dapat larut dan bersenyawa dengan oli pelumas. Sekalipun keduanya tidak dengan mudah dapat tercampur, namun potensi untuk bersenyawa masih sangat mungkin terjadi. Air dan oli pelumas juga dapat bercampur untuk membentuk emulsi yang kental seperti susu. Emulsi menjadi bentuk yang paling stabil dari air dan oli pelumas untuk bercampur. Bentuk kontaminasi air ini sudah cukup sulit untuk dihilangkan dan sangat berbahaya bagi sistem mekanis yang menggunakan oli pelumas tersebut.

20131016-111642 AM.jpg

Tabung kiri = air sudah tidak mudah berpisah dengan oli
Tabung kaman = air sedang mengendap di sisi bawah tabung
(Sumber)

Bentuk-bentuk kontaminasi air terhadap oli di atas sangat berbahaya dan dapat menimbulkan berbagai efek buruk terhadap sistem pelumasan. Berikut adalah akibat-akibat buruk dari kandungan air di dalam minyak pelumas:

* Hydrogen-Induced Fractures. Fenomena ini biasa dikenal dengan embrittlement atau perapuhan. Air tertarik kepada logam dan masuk secara mikroskopik kapiler ke sela-sela logam dan menyebabkan patahan. Selanjutnya molekul air akan terpecah menjadi atom-atom penyusunnya yakni oksigen serta hidrogen dan menyebabkan patahan logam yang lebih parah lagi.

20131009-115801 AM.jpg

Micro-Fracture Logam Akibat Air
(Sumber)
* Korosi. Kandungan air di dalam pelumas dapat mengakibatkan korosi pada permukaan logam. Bahkan resiko terburuknya adalah molekul besi yang teroksidasi bersifat abrasive dan dapat kempercepat kerusakan komponen.
* Oksidasi. Minyak pelumas akan teroksidasi pada temperatur yang tinggi disertai dengan adanya kandungan oksigen di dalamnya. Pada saat molekul air di dalam pelumas terpecah, maka sangat mungkin antioksidan yang timbul dapat dengan cepat mengoksidasi minyak pelumas. Oksidasi pelumas tersebut lebih lanjut dapat menimbulkan korosi, pelumas akan mengental membentuk sludge, dan menghambat aliran sirkulasi pelumas.
* Merusak Bahan Aditif Pelumas. Kandungan air di dalam pelumas akan melarutkan, menggumpalkan, dan bahkan dapat mengubah bahan aditif pelumas menjadi larutan asam yang berbahaya bagi logam.
* Air di dalam pelumas dapat menghalangi laju aliran minyak pelumas yang disirkulasi.
* Aerasi dan pembentukan busa. Air dapat mengurangi tegangan permukan oli pelumas. Pada ruang tertentu pada sistem pelumasan biasanya terdapat lapisan film oli yang mengalami kontak langsung dengan udara luar. Lapisan film tersebut sangat mudah dirusak oleh air sehingga udara luar akan mudah bereaksi dengan oli dan diikuti pula dengan terbentuknya busa (foaming).
* Pada saat sebuah sistem mesin bekerja, oli akan membentuk lapisan film di permukaan bearing yang bergesekan dengan bagian mesin yang diam. Kandungan air di dalam oli pelumas dapat merusak lapisan film pelumas yang terbentuk pada bearing. Air yang ikut ke dalam lapisan film akan membentuk bubble, berekspansi, dan membentuk ledakan kecil pada lapisan film tersebut. Fenomena ini harus sangat dihindari karena akan merusak secara langsung lapisan film, dan bahkan dapat menyebabkan patahan pada permukaan logam.
* Kontaminasi mikrobiologi berupa bakteri dan fungi (jamur) sangat mungkin dapat tumbuh jika terdapat air di dalam oli pelumas. Terutama jika oli tersebut sudah terlalu lama terendam dan tidak tersirkulasi.
* Kontaminasi air dalam jumlah yang besar tidak hanya akan merusak zat-zat aditif oli pelumas, tetapi juga dapat menghilangkan zat-zat tersebut karena langsung larut dengan air.

20131019-060845 AM.jpg

Sebuah Sistem Turbin Uap – Generator 610MW Membutuhkan Sekitar 80000 liter Oli Pelumas
Oleh karena bahaya-bahaya di atas maka pada mesin-mesin kecil seperti mobil, sepeda motor, dan kendaraan bermotor lainnya kita diwajibkan mengganti oli pelumas secara berkala. Namun lain halnya pada mesin-mesin berukuran besar yang membutuhkan oli pelumas dengan jumlah yang sangat banyak. Mengganti oli secara berkala justru lebih mahal jika dibandingkan dengan membangun sebuah sistem sirkulasi internal yang berfungsi untuk menghilangkan kandungan air di dalam oli tersebut. Ada beberapa teknik untuk menghilangkan kandungan air di dalam oli pelumas, berikut adalah teknik-teknik tersebut:

1. Desiccation. Cara pertama untuk menghindari masuknya air ke dalam sistem sirkulasi oli adalah dengan menggunakan desiccant air breather. Alat ini biasa terpasang pada sudut tangki sirkulasi oli pelumas. Alat ini berisikan zat desiccant yang berfungsi untuk menyerap kelembaban pada udara sebelum masuk ke dalam tangki yang berisi oli pelumas.

20131017-084514 PM.jpg

Desiccant Air Breather (Sumber)
2. Gravity Separation. Cara sederhana untuk menghilangkan kandungan air di dalam oli pelumas adalah dengan menggunakan perbedaan berat jenis dari air dan oli. Air jelas memiliki density yang lebih tinggi daripada oli, oleh sebab itu jika oli pelumas di tampung di dalam suatu wadah dalam jangka waktu yang cukup maka kandungan air yang ada akan mengendap pada sisi bawah dan dapat dengan mudah dibuang. Akan tetapi metode ini tidak efektif jika air di dalam oli sudah terlarut atau bahkan sudah membentuk emulsi.

20131017-090128 PM.jpg

Oil-Water Gravity Separator (Sumber)
3. Centrifugal Separation. Teknik centrifugal separation juga menggunakan perbedaan nilai density antara air dengan oli pelumas. Oli yang terkontaminasi air dimasukkan ke dalam sebuah wadah berbentuk silinder tegak yang dapat berputar dengan penggerak motor. Pada saat silinder berputar, oli dan air akan terpisah karena perbedaan massa jenisnya. Air akan berada pada sisi terluar silinder sedangkan oli akan berada pada sisi dalam. Selanjutnya kedua zat tersebut dipompa untuk keluar dari silinder.

20131017-092253 PM.jpg

Centrifugal Separation (Sumber)
4. Coalescing Separation. Jika tegangan permukaan antara oli dengan air sudah terlalu tinggi, maka teknik separasi gravity maupun sentrifugal tidak akan cukup untuk digunakan. Untuk mengatasinya dapat digunakan teknik coalescing separatikn. Teknik coalescing separation adalah dengan memompa campuran oli dengan air untuk melalui komponen semacam filter sehingga tegangan permukaan antara air dengan oli dapat turun. Selanjutnya air dan oli terseparasi secara gravitasi. Untuk lebih jelasnya mari kita perhatikan video ilustrasi berikut.


Animasi Coalescing Separation
5. Absorbent Polymer Separation. Teknik ini adalah dengan menggunakan sebuah filter yang dipasangkan pada saluran sirkulasi oli pelumas. Filter tersebut mengandung bahan polimer ya g dapat menyerap kelembaban air di dalam oli. Bahan polimer tersebut pada suatu saat akan mencapai titik jenuhnya, sehingga harus diganti. Teknik ini tidak dapat digunakan pada oli yang sudah mengandung air terlalu banyak.
6. Vacuum Separation. Teknik terakhir adalah dengan menggunakan perbedaan salah satu sifat fisika antara oli dan air. Air memiliki titik penguapan yang lebih rendah daripada oli. Sehingga apabila sejumlah campuran oli dan air dimasukkan ke dalam sebuah wadah yang memiliki tekanan vakum, air di dalam campuran tersebut akan cepat menguap, sedangkan oli tidak berubah fase. Prinsip inilah yang digunakan pada teknik vacuum separation atau biasa dikenal dengan sebutan oil purifier. Teknik ini sangat cocok digunakan pada mesin-mesin berskala besar yang membutuhkan kualitas oli pelumas stabil seperti pada turbin uap sebuah pembangkit listrik tenaga uap.

20131018-101717 PM.jpg

Vacuum Oil Purifier System (Sumber)

eBook Gratis Kontaminasi Air Terhadap Oli Pelumas: