SEAL

O-ring Seal

Halaman 1 dari 6

O-ring, sekilas parts ini nampak sepele, barangkali karena bentuknya yang sangat sederhana, menyerupai karet gelang. Namun sebenarnya, parts ini mempunyai peranan yang sangat penting untuk menyekat pelumas agar tidak keluar dari sistemnya. Jika sampai terjadi kerusakan pada parts ini, kebocoran pelumas yang akan terjadi. Jika hal ini terus dibiarkan, maka yang terjadi adalah kerugian yang semakin besar karena selain kehilangan pelumas karena kebocoran tersebut, pasti juga akan mengurangi performance dan produktivitas alat.
Karena bentuknya yang sederhana tersebut, orang awam akan menyangka bahwa parts ini tidak mempunyai spesifikasi khusus. Padahal yang terjadi adalah sebaliknya. Pelumas yang disekatnya mempunyai spesifikasi kekentalan, panas, tekanan, beban, dan lainnya. Hal tersebut harus bisa ditahan oleh O-ring, sehingga parts ini juga harus mempunyai spesifikasi khusus agar mampu menahan beban, efek panas, dan lain-lainnya tersebut.
Tulisan ini disarikan dari training tentang sealing yang diselenggarakan di Jakarta pada bulan Juli 2005 lalu. Banyak aspek di dalamnya yang ternyata harus kita ketahui lebih dalam. Kami membatasi pada spesifikasi O-ring yang digunakan pada sistem kerja alat-alat berat. Sejumlah istilah kimia akan ditemui pada tulisan ini, barangkali dirasakan akan sangat awam bagi kita, namun sebenarnya istilah tersebut sudah biasa di dunia bisnis seal, hose, dan hidrolik. Oleh karena itu kami akan mengangkatnya dalam beberapa seri.
Definisi
O-ring seal adalah seal yang berbentuk seperti donat yang memiliki penampang lingkaran dan dibuat dengan cara dicetak (molded). Umumnya bahan dasar O-ring terbuat dari karet sintetis, walaupun ada yang dibuat dari PTFE (teflon) maupun material thermoplastic lain dan semuanya berbentuk solid tetapi karakteristiknya seperti fluida yang viscositasnya sangat sangat tinggi

Pada dasarnya O-ring seal digunakan untuk mencegah kebocoran fluida bertekanan pada suatu sealing system. Rumah O-ring atau gland, juga sangat berperan dalam mendukung kemampuan O-ring dalam operasinya. Kombinasi dari keduanya akan sangat mempengaruhi kinerja operasional bagi suatu permesinan.
Sebelum membahas tentang elastomer dan sifat-sifat yang dimilikinya, terlebih dahulu kita bahas definisi “polymer” , “rubber”, “elastomer”, dan “compound”.
Polymer
Polymer dapat diartikan sebagai “rantai panjang ikatan molekul kimia yang terstruktur”. Plastic dan elastomer, keduanya diklasifikasikan sebagai polymer. Pada pembahasan ini polymer digunakan untuk mengklasifikasi bahan dasar elastomer yang memiliki sifat dan kimia yang sama. O-ring seal terbuat dari bermacam polymer. Penamaan O-ring biasanya diambil dari kandungan polymer yang terbanyak.

O-ring Seal

Halaman 2 dari 6

Rubber

Rubber biasanya diartikan sebagai karet yang terbuat dari karet alami yang diambil dari getah pohon “Havea braziliensisi”. Kata “rubber” sendiri diambil dari sifatnya yang dapat menghapus atau membersihkan kertas dari noda (pensil karbon). Dewasa ini, kata rubber tidak hanya dipakai pada karet alam tetapi juga dipakai pada karet sintetis yang memiliki sifat mekanis secara substansial sama dengan karet alam, tanpa menghiraukan keadaan susunan kimiawinya.

Elastomer

Walaupun “elastomer” adalah persamaan kata dari “rubber”, tetapi didefinisikan sebagai “polymer yang memiliki kandungan molekular tinggi dan dapat atau telah dimodifikasi hingga dapat memperlihatkan kemampuan plastisnya dengan cepat dan hampir dapat kembali ke bentuk awalnya jika mendapat gaya tarikan atau tekanan”. Ketika polymer dengan molekular dasar yang tinggi, tanpa ada penambahan plasticizer atau bahan pelarut lain, diubah dengan cara yang sesuai menjadi sesuatu yang elastis dan diuji pada temperatur kamar, biasanya cocok dengan beberapa syarat untuk dapat dikatakan sebagai elastomer, seperti :

• Tidak putus ketika ditarik hingga 100%
• Setelah dibiarkan selama lima menit dalam keadaan tertarik 100%, maka dalam waktu lima menit harus sudah dapat kembali maksimal 10% lebihnya dari panjang normal.

ASTM (The American Society for Testing and Materials) menggunakan kriteria ini dalam mendefinisikan elastomer.

Compound

Compound adalah ramuan dari polymer dasar dengan bahan kimia lain yang membentuk suatu material rubber jadi. Lebih tepatnya, adalah suatu adonan khusus dari ramuan kimia yang disatukan sesuai dengan beberapa sifat yang diinginkan guna mengoptimalkan kinerjanya pada beberapa aplikasi yang khusus.

Rubber Polymers

Jenis polymer yang dikandung dalam seal adalah sebagai dasar dimana sifat-sifat seal tersebut dibangun. Untuk memodifikasi sifat dasar kimia dan ketahanan terhadap variasi temperatur, hanya bisa dilakukan dengan compounding. Di bawah ini dijelaskan beberapa jenis elastomer yang digolongkan menurut polymer dasarnya dan biasa digunakan pada material O-ring dan seal.

1. Acrlonitrile – Butadiene (NBR)

NBR Nitrile Rubber adalah nama dari acrylonitrile butadiene terpolymer. Banyaknya kandungan nitrile dalam rubber ini dapat mempengaruhi sifat fisiknya. Semakin besar kandungan nitrile, semakin baik keuletannya terhadap oli dan fuel (bahan bakar), tetapi berpengaruh terbalik dengan ketahanan terhadap compression set dan elastisnya. NBR memiliki sifat mekanis yang lebih baik dibandingkan dengan elastomer lain tapi tidak tahan terhadap ozone dan lingkungan dengan udara terbuka. Di bawah ini adalah jenis dari NBR :

1.1. Nitrile Rubber (Normal)

Temperature range -370C to +1210C (-35 to +2500F)

Recommended for :	Not recommended for :
Silicone Greases	Air Exposure
Cold Water	Ketones (MEK)
General Purpose	Halogenated Hydrocarbons
Petroleum oils/fluids	Auto & Aircraft Brake Fluids
Ethylene glycol fluids	Strong Acids

Mechanical properties :

·  Good wear resistance

·  Good compression set & short-term resilience

·  Good permeation resistance

O-ring Seal

Halaman 3 dari 6

1.2. Hydrogenated Nitrile Rubber (HNBR)

Hydrogenated Nitrile adalah polymer sintetis yang dihasilkan dari rubber nitrile yang dihidrogenasi. Pada proses ini molekular “double bounds” dalam rantai primer polymer NBR mengalami hidrogenasi sehingga disebut “hydrogenated nitrile”.

Temperature range -30 to +3250F(-34 to +1620C)

Recommended for :	Not recommended for :
R134a	Polar Solvents
Water/Glycol/Steam	Strong Acids
Petroleum Oils	Chlorinated Hydrocarbons
Air	Fuels
Silicone greases	Auto & Aircraft Brake Fluids

Mechanical properties :

• Good wear resistance
• Good comp set resistance & resilience
• Good permeation resistance

2. Flurocarbon Rubber (FKM)

Flurocarbon memiliki ketahanan yang baik terhadap temperatur yang tinggi, ozone, oxygen, dan berbagai media. Ketahanannya terhadap daya tembus gas cukup baik. Compounding pada FKM biasanya dilakukan untuk menaikkan ketahanannya terhadap asam, bahan bakar, udara dan steam.

Fluorocarbon Rubber

Temperature range -15 to +4000F (-25 to + 2000C)

Recommended for :	Not recommended for :
Methanol	Ketones
Petroleum Oils	Auto & Aircraft Brake Fluids
Di-Ester Lubricants	Amines (Ammonia)
Silicone Fluids	Low Molecular Weight Esters and Ethers
Halogenated Hydrocarbons	Hot Water and Steam

Mechanical properties :

• Good wear & permeation resistance
• Excellent comp set resistance
• Moderate short-term resilience

O-ring Seal

Halaman 4 dari 6

Silicone Rubber (MVQ)

Kelompok elastomer silicon memiliki sifat mekanis yang sama, memiliki ketahanan terhadap temperatur yang rendah, cuaca, dan ozone.

Silicone Rubber (Normal)

Temperature range -65 to +4500F ( -53 to + 2300C )

Recommended for :	Not recommended for :
Dry Heat	Ketones
Some Petroleum Oils	Acids
Low Temperature	Silicone Oils
	Auto & Aircraft Brake Fluids

Mechanical properties

• Poor wear resistance
• Excellent comp set resistance & resilience
• Poor permeation resistance

Chloroprene Rubber (CR)

Chloroprene adalah karet sintetis pertama yang diproduksi secara komersial dan memiliki ketahanan terhadap ozone dan bahan kimia.

Temperature range -35 to +2500F (-36 to + 1200C)

Recommended for :	Not Recommended :
Refrigerants	Ketones
Ammonia	Auto & Aircraft Brake Fluids
Some petroleum oils	Gasoline
Dilute acids
Silicate ester lubricants

Mechanical properties :

·  Good wear & permeation resistance

·  Moderate comp set resistance & resilience

Aplikasi pada standard ASTM (American Society for Testing and Materials)

Berikut ini adalah tabel aplikasi O-ring berdasarkan jenis seperti yang telah diuraikan di atas. Pada kolom paling kiri adalah spesifikasi dan ketahanan terhadap factor-faktor pengaruh; pada kolom tengah adalah rekomendasi ASTM, dan 2 kolom terakhir, “Viton” dan “Kalrez” merupakan merk dagang yang kelasnya bisa diperbandingkan dengan jenis yang lain. Dengan tabel ini kita bisa menentukan jenis O-ring yang sesuai dengan aplikasi peralatan yang akan di-sealing.

Tabel 1
Perbandingan Kekuatan antar Bahan pada O-ring Seal

Keterangan :

E = Excellent
VG = Very Good
G = Good
R = Reasonable
N = Not Recomment

O-ring Seal

Halaman 5 dari 6

O-ring Kit

Pada banyak aplikasi (general parts) O-ring NBR, EPDM, Viton® maupun Silicon dikumpulkan menjadi suatu kit yang sering disebut sebagai O-ring kit. O-ring kit ini mempunyai ukuran yang berbeda-beda dalam satu paket seperti pada gambar di bawah ini :

Penggunaan O-ring kit biasanya terdapat pada general parts dengan aplikasi yang tidak terlalu bertekanan tinggi dan suhu yang tinggi, tetapi hanya sebagai sealing dari suatu aliran fluida. Kita bisa sarankan customer untuk men-stock O-ring kit ini untuk back up atas kebutuhan emergency mereka.

Elastomer Tester

Secara awam kita hanya bisa membedakan O-ring dari kekerasannya. Namun sebetulnya kita juga bisa mengetahui jenis bahan dari O-ring seal dengan cara melakukan O-ring test. Salah satu cara sederhana untuk mengidentifikasi O-ring yang terbuat dari elastomer adalah dengan ORID.

Cara kerja alat ini adalah dengan menguji kekenyalan dari karet O-ring. Tingkat kekenyalan dilihat dari tingginya pantulan dari alat ukur yang dilepaskan pada O-ring.

O-ring Seal

Halaman 6 dari 6

Tabel 2

Meskipun masuk dalam kelompok general parts, O-ring seal ini sebetulnya mempunyai potensi bisnis yang besar. Apalagi jika kita bisa mempelajari lebih dalam spesifikasi teknisnya.

Saat kita mengenali O-ring dari Komatsu, kadang-kadang kita terpatok pada warna dan kode-kode yang terdapat pada fisik O-ring yang menyatakan spesifikasi tertentu. Bisa jadi hal tersebut tidak berlaku untuk O-ring yang terdapat pada product lain.

Yang perlu diperhatikan :

1.     Dalam dunia rubber O-ring, warna tidak menentukan bahan

2.     Indentifikasi dengan menggunakan titik pada O-ring hanya digunakan pada standard O-ring yang dikeluarkan oleh Komatsu

3.     Yang menjadi patokan untuk ukuran O-ring adalah Inner Diameter dan tinggi dari O-ring (tebal O-ring)

Untuk mengetahui tingkat pemahaman Anda atas materi di atas, silakan coba test pemahaman berikut ini.