Uji Tekanan Hidrostatik 1500 PSI Dengan Alat Sederhana

Hidrostatik test adalah test tekanan untuk menguji kekuatan dan kebocoran pada suatu bejana bertekanan atau komponen seperti tangki, pipa, tabung, boiler, tangki penyelam (SCUBA tank, Self Contained Underwater Breathing Apparatus) dan lain-lain, dengan menggunakan zat cair sebagai media untuk mentransfer tekanan. Uraian tentang hydrostatic test di Wikipedia.

Cairan yang digunakan biasanya air atau olie. Air lebih sering digunakan karena murah biayanya dan mudah didapat. Air juga jarang menyebabkan efek samping seperti kerusakan pada karet, sealant, dan komponen lainnya. Jika air dapat menyebabkan korosi pada material komponen, maka air dengan mudah dapat dikeluarkan dan dikeringkan segera setelah pengujian. Kadang cairan yang digunakan diberi pewarna agar tampak jelas jika terjadi kebocoran.

Mengapa digunakan cairan untuk mentransfer tekanan? Karena cairan hanya sedikit saja dapat dikompres atau dimampatkan. Sehingga tidak membutuhkan daya besar untuk memompa cairan tersebut guna menaikkan tekanannya.

Jika menggunakan udara atau gas, akan dapat terjadi ledakan jika komponen yang diuji tidak mampu menahan tekanan. Ini karena sifat gas yang dapat dikompres, jika komponen yang ditest tidak mampu menahan tekanan akan terjadi ledakan karena usaha gas tersebut melepaskan tekanan yang dikandungnya akibat terkompres.

Harap perhatikan gambar di atas.
Misalnya: udara dari atmosfir dimampatkan hingga volumenya 10 kali lebih kecil agar tekanannya naik 10 kali lipat dari tekanan atmosfir. Pada gambar kiri tampak gas dalam keadan normal dimana tinggi piston adalah Y. Pada gambar kanan tampak gas dikompres sehingga tinggi piston adalah Y/10 supaya tekanannya naik 10 kali lipat. Jika komponen yang diuji tidak mampu menahan tekanan, udara yang termampatkan itu akan mencabik-cabik komponen yang tak sanggup menahan tekanan itu, dengan kata lain meledak. Karena udara yang termampatkan dan mengecil volumenya tersebut, akan berusaha kembali membesar hingga mencapai volumenya semula. Udara yang termampatkan baru akan berhenti mengembang jika tekanannya sudah kembali sama dengan tekanan atmosfir.

Sedangkan cairan hanya sedikit saja dapat dimampatkan. Jika komponen yang ditest tidak mampu menahan tekanan, maka sedikit saja kebocoran sudah dapat mengurangi tekanan yang diderita dalam jumlah besar. Jadi komponen tidak perlu meledak untuk melepaskan tekanan yang dikandung cairan yang termampatkan.

Pada gambar di atas tampak di sebelah kiri cairan dalam keadaan tidak dimampatkan, dengan piston setinggi Y. Di sebelah kanan tampak cairan yang dimampatkan dengan tinggi piston 9/10 tinggi semula (Y), tapi tekanannya bisa naik sampai 10 kali lipat. Sama seperti gas, cairan yang tertekan juga akan berusaha melepaskan tekanan tersebut. Tapi sedikit saja ada kebocoran tekanan akan turun drastis, tidak perlu harus meledak untuk melepaskan tekanan. Oleh karena itu, sedikit kebocoran mudah terbaca di pengukur tekanan (pressure gauge), dan selanjutnya diperiksa bagian mana yang bocor.

Jika terlihat tekanan menurun saat ditest, maka bisa dipastikan terjadi kebocoran akibat benda tidak mampu menahan tekanan. Lalu dicheck secara visual bagian mana dari komponen tersebut yang mengeluarkan cairan.

Biasanya pengujian hidrostatik dilakukan dengan tekanan mencapai 150% tekanan maximum operasional komponen yang bersangkutan, bergantung pada peraturan keselamatan (safety regulation) yang berlaku.

Saya membutuhkan hidrostatik test untuk menguji kekuatan sebuah silinder transparan yang terbuat dari Unsaturated Polyester Resin (UPR). Silinder resin tersebut akan digunakan sebagai tabung kaca penduga (sight glass / tube).

Hidrostatik test cukup mahal biayanya. Sebuah pompa tangan hidrostatik test seharga sekitar 1 juta rupiah dengan tekanan maximal 700 PSI atau 48 bar. Padahal tekanan yang saya butuhkan mencapai 1500 PSI, sekitar 50 kali lipat lebih tinggi dari tekanan ban mobil keluarga (family car), 102.1 kali lipat lebih tinggi dari tekanan atmosfir di permukaan laut.

Lalu saya teringat dengan silinder bawah kopling (clutch slave cylinder) bekas jip CJ7 yang masih tersimpan, dan kemudian muncullah idea yang memanfaatkan silinder kopling tersebut.

Volume bagian dalam silinder kopling sekitar setengahnya dari volume cairan yang dapat mengisi bagian dalam silinder resin, sehingga dengan mudah dapat disimpulkan bahwa silinder kopling dapat memompa cukup banyak volume air agar tekanannya dapat dinaikkan

Silinder kopling dilepas karet abunya dan batang penekan juga dilepas. Harap lihat gambar di bawah. Di bagian atas adalah silinder kopling, sedangkan di bagian adalah resin silender dengan pengukur tekanan.

Dobel nipel drat (threaded double nipple) difabrikasi dan digunakan untuk menghubungkan resin ke sebuah join T (tee joint). Sebuah alat pengukur tekanan (pressure gauge) dipasang pada ujung join T yang lain. Sebuah lagi dobel nipel drat difabrikasi untuk menghubungkan silinder kopling dengan unjung join T yang tersisa.

Plunyer atau piston di dalam silinder kopling ditekan oleh baut dengan ukuran kunci 12 mm dan panjang 120 mm. Baut ini diberi rangka dan mur yang dilas pada rangka tersebut. Rangka ini diikat ke bodi silinder kopling dengan dua buah baut  panjang. Terlihat baut panjang di bagian atas mengait ke kuping silinder kopling. Sedangkan baut panjang di bagian bawah diikat dengan 2 buah klem, karena saya tidak mau mengelas baut ini ke badan silinder kopling.

Jika baut 12 mm diputar ke kanan akan bergerak menekan plunyer masuk ke dalam silinder kopling, karena murnya tertahan pada rangka yang dikaitkan pada silinder kopling. Mirip prinsip kerja puller penarik puli atau bearing. Dalam hal ini silinder kopling yang ditarik, sehingga baut 12 mm menekan plunyer ke dalam silinder kopling.

Selanjutnya plunyer tersebut akan memberi tekanan pada air di dalam silinder kopling. Karena silinder kopling terhubung pada join T, pada ujung join T yang lain terdapat resin, dan pada ujung lainya terdapat pengukur tekanan. Maka tekanan yang ditransfer air akan menekan resin dan tekanan tersebut dapat dibaca pada pengukur tekanan.

Di bagian atas dan bawah resin terpasang penutup baja yang dikaitkan dengan 4 buah baut panjang, dan diberi antibocor silikon merah (Dextone red silicone sealant).

Pada pengujian dengan tekanan mencapai 1500 PSI, terbukti bahwa resin tidak retak, dan tidak ada setetespun air keluar melalui silicone sealant, juga tidak ada tetesan air keluar dari karet seal silinder kopling. Tekanan 1500 PSI tidak menurun dalam beberapa menit, alias steady alias tidak bocor.

Silahkan lihat video YouTube di bawah saat pengujian dilakukan.