Lebih Dalam Mengenai SAE J 300

Tingkat kekentalan pelumas engine oil baik monograde dan multigrade diatur dalam SAE (Society of Automotive Engineer) J 300, yaitu :

Parameter viskositas yang harus diuji mengacu SAE J 300 mencakup uji viskositas pada temperatur rendah (CCS dan MRV) dan tinggi (Kinematic Viscosity dan HTHS). Berikut adalah gambaran mengenai detail uji parameter tersebut :

1. Low Temp Cranking (CCS/Cold Cranking Simulator Viscosity)

Parameter uji ini wajib diuji untuk pelumas multigrade dan metode yang digunakan adalah ASTM D 5293. Misal akan membuat pelumas dengan SAE 10W30, maka nilai uji CCS Viscosity pada -25 ºC max. 7000cP.

Secara garis besar tujuan dari pengujian CCS adalah pelumas diharapkan masih dapat bersirkulasi/tidak membeku pada temperatur rendah 

2. Low Temp Pumping (MRV/Mini Rotary Viscometer)

Parameter uji ini wajib diuji untuk pelumas multigrade dan metode yang digunakan adalah ASTM D 4684. Misal akan membuat pelumas dengan SAE 10W30, maka nilai uji MRV Viscosity pada -30 ºC max. 60.000cP.

Secara garis besar tujuan dari pengujian MRV adalah pelumas diharapkan masih dapat dipompa pada saat start-up dengan kondisi temperatur yang rendah.

 3. Kinematic Viscosity 

Parameter uji ini wajib diuji baik pelumas multigrade dan monograde dengan metode yang digunakan adalah ASTM D    445 dan ekuivalennya. Misal akan membuat pelumas dengan SAE 10W30, maka nilai uji Kinematic Viscosity pada 100ºC harus berada dalam range 9,3 - <12,5 cSt.

Viskositas untuk pelumas automotif diikat pada temperatur 100ºC, menyesuaikan dengan temperatur operasi rata-rata engine, meskipun pada kenyataanya temperatur operasi engine bisa lebih dari 100ºC. 

Sementara viskositas pelumas industrial diikat pada temperatur 40ºC, menyesuaikan dengan temperatur operasi rata-rata equipment, meskipun pada kenyataanya temperatur operasi equipment bisa lebih dari 40ºC. 

Perbedaan antara viskositas 40 & 100ºC digunakan untuk menghitung indeks viskositas dari pelumas, yaitu indeks yang menyatakan tingkat kestabilan viskositas terhadap perubahan temperatur.

4. High Temp High Shear (HTHS Viscometer) 

Parameter uji ini wajib diuji baik pelumas multigrade dan monograde dengan metode yang digunakan adalah ASTM D 4683 dan ekuivalennya. Misal akan membuat pelumas dengan SAE 10W30, maka nilai uji HTHS Viscosity adalah min. 2,9 cSt.

Secara garis besar tujuan dari pengujian HTHS adalah pelumas diharapkan masih dapat memberikan pelumasan/lapisan film pada saat kondisi temperatur tinggi.

Terkait tingkat kekentalan/viskositas, untuk persyaratan pelumas multigrade di Indonesia mengacu SNI dan NPT maka diperlukan uji tambahan lain, yaitu Shear Stability Injector Test (SSI). 

Then you are ready to formulate basic engine oil...

Selamat membuat pelumas, keep stay in grade..

 

Apa Bedanya Pelumas Dalam Negeri dan Pelumas Luar Negeri?

Pelumas luar negeri identik dengan brand-brand International yang fully diimport dari luar Indonesia dalam bentuk finished good ataupun half import, dimana yang diimport hanya bahan bakunya saja sedangkan proses produksi tetap dilakukan di Indonesia karena memiliki fasilitas blending plant.  Sedangkan pelumas dalam negeri adalah pelumas brand lokal yang diformulasi dan diblend di Indonesia.

Kenapa harus beli pelumas import kalau produksi dalam negeri juga sama atau bahkan lebih baik dari pelumas import?

Mengapa seperti itu?
1. Bahan baku yang digunakan untuk membuat pelumas adalah base oil dan aditif. Semua produsen pelumas dapat mengakses bahan baku yang sama
2. Pelumas memiliki aturan dalam formulasi, baik International maupun Local (Indonesia)
3. Maka tidak ada perbedaan yang signifikan jauh antara pelumas produksi lokal dan international, kecuali mungkin pada brand name, harga, dan state of the art formulating. (Saya bahas kemudian, karena formulating pelumas tidak hanya sekedar mencapai target viskositas dan mencampur bahan)

Pelumas lokal yang seperti apa?
Pelumas lokal yang menjaga kualitas dan memenuhi standard adalah pelumas-pelumas yang patut disejajarkan dengan pelumas merk global. Menjaga kualitas berarti selektif terhadap bahan baku yang digunakan dan melakukan kontrol terhadap finished good yang dihasilkan lalu memenuhi standard berarti mengikuti aturan yang berlaku baik International maupun Local dalam membuat pelumas.

Indonesia juga bisa membuat pelumas
Saat ini pasar pelumas sudah tidak dimonopoli oleh perusahaan negara, sehingga terbuka kesempatan baik bagi pemain global maupun lokal untuk memasarkan pelumasnya di Indonesia. Adanya brand-brand luar tentu juga baik untuk meningkatkan daya saing, dimana pemain-pemain lokal dituntut untuk menghasilkan performance pelumas yang sama atau bahkan lebih baik dari brand-brand global, sehingga pelumas-pelumas lokal dapat menjadi tuan rumah di negaranya sendiri.

Tentu saja untuk memajukan industri pelumas di Indonesia, diperlukan dukungan semua pihak terutama mereka para end user. End user harus memberikan kesempatan bagi pelumas lokal untuk digunakan pada engine ataupun equipment mereka. Apabila penggunaan pelumas lokal masih dirasa kurang perform, sebaiknya didiskusikan dahulu dengan produsen pelumas, sehingga produsen pelumas dapat melakukan reformulasi untuk mencapai performance yang diinginkan oleh end user.

Kesempatan akan memberikan pengalaman pada produsen pelumas untuk mengetahui what they should do and dont on formulating, apabila hal seperti ini terus dilakukan maka di era kemajuan teknologi dan terbukanya informasi bukan tidak mungkin Indonesia bisa membuat pelumas yang "world known" for its quality.

                     Jadi Jangan Lupa Gunakan Produk-Produk Anak Bangsa

Produsen Base Oil dan Additive

A. Produsen Base Oil di Indonesia
Di Indonesia, PT. Pertamina Lubricants adalah satu-satunya produsen pelumas yang memiliki refinery penghasil virgin base oil. Tipe base oil yang di hasilkan dari refinery Ex. PT. Pertamina adalah sebagai berikut :
1. Refinery Unit IV Cilacap
    RU IV Cilacap menghasilkan base oil mineral dengan tipe sbb :
    Group I Parafinik Base Oil :   
    - HVI (High Viscosity Index) 60/ SN 130
    - HVI 95/ SN 260
    - HVI 160S/ SN 500
    - HVI 650/ Bright Stock
    Group I Aromatik Base Oil :
    - Minarex (A, B, H, dan I). Tipe Minarex yang banyak digunakan sebagai base oil adalah Minarex H.
2. Refinery Unit II Dumai
    RU II Dumai menghasilkan base oil mineral Group III dengan tipe sbb :
   - Dubase 4 (Dumai base oil)
   - Dubase 6

Sementara untuk re-refine base oil, dimiliki oleh PT. Wiraswasta Gemilang Indonesia dan PT. AGIP Lubrindo. Re-refine base oil adalah teknologi mengolah pelumas bekas menjadi base oil yang dapat digunakan sebagai bahan baku pelumas. Melalui proses destilasi dan fraksionasi, impurities dan kandungan aditif dari pelumas bekas dipisahkan sehingga diperoleh hanya base oil nya saja.


 B. Produsen Base Oil di Dunia


Beberapa perusahaan pelumas dunia juga memiliki refinery sebagai sumber bahan baku base oil mereka, diantaranya adalah Exxon Mobil, Chevron, SK, Petronas, Nynas, dll. Selain digunakan untuk keperluan produksi pelumas, base oil yang dihasilkan juga diperjualbelikan di pasar internasional, sehingga semua produsen pelumas di dunia yang tidak memiliki refinery dapat mengakses base oil yang mereka produksi.


Karena base oil adalah komponen terbesar dalam formulasi pelumas, seleksi terhadap base oil yang akan digunakan sangatlah penting, karena kualitas base oil yang digunakan akan menentukan kualitas pelumas yang akan dihasilkan. Walaupun kualitas pelumas dapat ditingkatkan dengan penambahan aditif, akan tetapi kualitas base oil yang tidak baik tidak dapat 100% diatasi oleh penambahan aditif.

Gambar 1. Produsen Base Oil di Asia

C. Produsen Aditif
Produsen paket aditif terbesar di dunia ada 4 (empat), yaitu :
1. Afton Chemical Pte Ltd
Range aditif dan produk data sheet dapat dilihat pada link berikut http://www.aftonchemical.com/Insight/KnowledgeCtr/Pages/ProductDataSheets.aspx
Distributor aditif Afton di Indonesia adalah PT. Redexindo

2. Chevron Oronite
Range aditif Chevron Oronite dapat dilihat pada link berikut https://www.oronite.com/products/default.asp
Distributor  aditif Chevron Oronite di Indonesia adalah PT. Titian Abadi Lestari

3. Infineum
Range aditif Infineum dapat dilihat pada link berikut  http://www.infineum.com/en/products/
Distributor aditif Infineum di Indonesia adalah PT. Sadikun Niagamas Raya

4. Lubrizol
Range aditif Lubrizol dapat dilihat pada link berikut  https://www.lubrizol.com/Our-Company/Business-Segments/Lubrizol-Additives.html
 Lubrizol mempunyai kantor perwakilannya di Indonesia, yaitu Lubrizol Indonesia, sehingga pembelian dapat dilakukan direct ke PT. Lubrizol Inddonesia

Produsen aditif tersebut diatas selain memproduksi aditif paket juga memiliki aditif komponen, sementara produsen aditif seperti BASF dan Evonik RohMax lebih berkonsentrasi kepada produksi aditif komponen. Selain perusahaan tersebut diatas, masih ada beberapa produsen aditif paket seperti Tian He, Howell, Rhein Chemie, Vanderbilt, dsb.

D. Tips Memilih Produsen Base Oil dan Aditif

Untuk perusahaan dengan volume pembelian base oil yang belum terlalui besar, pembelian biasanya tidak direct ke produsen base oil, tetapi melalui pihak ketiga/ trader. Sebagai produsen pelumas yang tetap harus menjaga konsistensi mutu pelumas, maka pastikan base oil yang dibeli melalui pihak ketiga dilengkapi dengan Origin Refinery Source dan COA.

Untuk pemilihan aditif pastikan aditif yang digunakan dilengkapi dengan technical back up bahwa aditif telah diuji pada credential performance yang diklaim dan tentu menjadi nilai tambah apabila memiliki data engine test/field test bahwa aditif telah teruji pemakaiaanya di lapangan.

Gambaran Umum Tentang Base Oil

Apakah Base Oil?
Base Oil adalah fraksi yang dihasilkan dari proses sintesa kimia (base oil sintetik) atau penyulingan minyak mentah/crude (base oil mineral) yang komposisinya sangat tergantung kepada sumber crude dan proses pengilangannya. Major component base oil adalah senyawa organik rantai hidrokarbon, dimana rantai hidrokarbon ini dapat berbeda dalam hal :

• Ukuran molekulnya dapat berukuran medium sampai besar
• Rantai hidrokarbon dapat berbentuk cabang, linear, struktur aromatik atau alifatik
• Beberapa molekul dapat mengandung impurities Nitrogen, Oxygen, dan atau Sulfur

Bagaimana Base Oil Dihasilkan?

A.  BASE OIL MINERAL
Base oil mineral terdiri atas base oil parafinik, naftenik, dan aromatik yang dihasilkan dari proses pengilangan crude oil seperti pada Gambar 1. Crude oil sendiri terdiri atas banyak fraksi yang memiliki perbedaan titik didih, dimana fraksi ter-rendah adalah fuel dan fraksi terberat adalah asphalt. 

Gambar 1. Proses Pengilangan Crude Oil

Proses pengilangan untuk menghasilkan base oil pada Gambar 1 secara garis besar adalah sebagai berikut :

1.       Destilasi Atmosferik

Tahapan pertama yang dilalui adalah destilasi atmosferik, dimana pada tahap ini akan dihasilkan fraksi ringan seperti gas, naptha, bensin, kerosin, solar, dan residu.

2.       Destilasi Vakum

Residu Ex. Destilasi Atmosferik mengandung lube base oil, wax, dan asphalt. Ketiga material ini dipisahkan melalui proses destilasi pada temperatur tinggi dan kondisi vakum. Pada proses destilasi vakum utamanya menghasilkan base oil dengan berbagai macam rentang viskositas

Setelah diperoleh Lube Base Oil, kemudian dilakukan proses sebagai berikut :

a.       Stabilisasi

Untuk menghilangkan material-material yang dapat menyebabkan pembentukan sludge dan varnish. Metode ini meliputi :

-          Solvent extraction

-          Hydrofinishing

Meningkatkan stabilitas base oil terhadap oksidasi dan tampilan warna

-          Severe hydro-treating

Menghilangkan nitrogen dan sulfur untuk disubtitusi dengan hidrogen

-          Hydrocracking

b.      De-waxing

Untuk menghilangkan wax agar base oil memiliki fluiditas yang baik pada temperatur rendah. Metode ini meliputi :

-          Solvent dewaxing

Menghilangkan wax melalui proses filtrasi dan pendinginan dengan menggunakan pelarut.

-          Catalytic dewaxing

Menghilangkan wax dengan menggunakan katalis

-          Iso dewaxing

Merubah wax menjadi base oil berkualitas melalui penyusunan ulang molekul wax dengan menggunakan katalis

Proses tersebut diatas akan menghasilkan base oil mineral baik Group I, Group II maupun Group III, tergantung kepada tahapan yang dilalui.

Contoh Proses Pengilangan Untuk Menghasilkan Base Oil Mineral Group I, II dan III

B. BASE OIL SINTETIK
1. Base Oil Group IV
Base Oil yang termasuk ke dalam Group IV adalah PAO (Poly Alpha Olefin). PAO dihasilkan dari proses sintesa kimia, oleh karena itu PAO terjaga kemurnianya dari impurities seperti sulfur, phosphor dan wax. PAO merupakan hasil oligomerisasi senyawa 1-decene, dimana 1-decene adalah senyawa hasil oligomerisasi etilen,  sehingga dapat dikatakan bahwa senyawa penyusun PAO adalah identik dan dapat di design sesuai dengan keinginan manufacturer.

2. Base Oil Group V
Base Oil yang termasuk ke dalam Group V adalah semua base oil yang tidak termasuk ke dalam Group I, II, II, dan IV. Diantaranya adalah :

• Ester. Ester sendiri dihasilkan dari proses reaksi asam organik dan alkohol. Tipe ester yang banyak digunakan sebagai base oil diantaranya adalah ester, diester, polyol ester.
• PolyAlkyleneGlycol (PAG)
• Silicone

Bagaimana Cara Membuat Pelumas?

Bahan baku yang diperlukan untuk membuat pelumas hanya base oil dan aditif, tetapi tidak dengan serta merta pencampuran keduanya menghasilkan pelumas yang baik. Pelumas yang baik adalah pelumas yang memiliki formulasi yang seimbang, tidak berlebih salah satu komponen-nya, dan tentu saja secara aspek komersil masih dapat dijual/cost effective. Sebagai gambaran, berikut adalah proses membuat pelumas dari link Afton Chemical  :

Sebelum melakukan formulasi pelumas, dasar-dasar mengenai hal-hal tersebut dibawah sangat penting untuk diperhatikan :

1. Memiliki pemahaman atas sifat bahan baku, baik base oil maupun aditif
2. Memiliki pemahaman mengenai tipe pelumas yang akan diformulasi 
3. Memiliki gambaran umum mengenai aplikasi pelumas di engine/equipment yang akan digunakan

Langkah-langkah dalam formulating pelumas adalah sebagai berikut :

1. Melakukan screening bahan baku yang akan digunakan
2. Melakukan hand blend/trial blend skala lab untuk menentukan komposisi bahan baku, sesuai dengan target pelumas yang akan dibuat. Target yang harus dicapai dalam formulating adalah sebagai berikut:

-   Target Uji Fisika & Kimia 

-   Target Uji Kinerja/Bench Test

-   Target Uji Lapangan

3. Formulasi yang telah memenuhi target tersebut diatas siap untuk diproduksi secara massal. 

 

A.      TARGET UJI FISIKA KIMIA

Masing-masing tipe pelumas memiliki aturan fisika kimia yang harus dipenuhi, yaitu :

1.       Pelumas Otomotif

-          Global Guidence

Secara general mengacu kepada Society of Automotive Engineer (SAE) J 300 (http://www.widman.biz/English/Tables/J300.html)

Tabel 1. SAE J 300

-          Indonesian Gudience

Mengacu SNI

2.       Pelumas Transmisi dan Differential Otomotif

-          Global Guidence

Secara general mengacu kepada Society of Automotive Engineer (SAE) J 306

(http://www.widman.biz/English/Tables/J306.html)

Tabel 2. SAE J 306

-           Indonesian Gudience

Mengacu SNI

3.       Pelumas Indusrial

-          Global Guidence

Secara general mengacu kepada ISO Viscosity Grade (http://roymechx.co.uk/Related/Hydrostatics/Hydraulic_Reservoir.html)

Tabel 3. ISO Viscosity Grade

-          Indonesian Gudience

Mengacu SNI

B.      TARGET UJI KINERJA/BENCH TEST

Setelah diperoleh formula yang telah memenuhi target fisika kimia yang ditentukan, selanjutnya perlu dilakukan evaluasi apakah pelumas memiliki performance sesuai dengan yang diharapkan. Target uji kinerja pelumas didasarkan pada beberapa hal, sbb :

1.       Tentukan benchmark

Pilih pelumas yang dianggap terbaik pada kelasnya oleh pasar dan atau memiliki kualitas serta performance level terbaik berdasarkan PDS (Product Data Sheet) atau label yang tertera pada kemasan. Pelumas benchmark adalah pelumas yang dijadikan standard acuan minimal, usahakan pelumas yang akan diformulasi memiliki hasil kinerja yang sama atau lebih baik dari pelumas benchmark.

2.       Tentukan kinerja kritis dimana pelumas harus perform

Masing-masing tipe pelumas memiliki kinerja kritis dimana pelumas harus perform, misal pada pelumas turbine ketahanan oksidasi harus sangat baik, sementara pada pelumas hidrolik sifat anti keausan harus sangat baik, sehingga pada parameter ini kandidat pelumas harus menunjukkan hasil yang juga sangat baik.

3.       Analisa hasil yang diperoleh pada poin 1 dan 2

Setelah dilakukan evaluasi terhadap kinerja dan ditemukan bahwa kinerja pelumas :

a.       Masih lebih rendah daripada pelumas benchmark

Jika hasil uji kinerja kandidat pelumas masih lebih rendah dari pelumas benchmark maka formulasi harus diulangi dari tahap A. Perbaikkan formulasi dapat dilakukan dengan penggantian base oil dan atau aditif paket ataupun menambahkan aditif komponen tertentu.

b.      Sama atau lebih baik dari pelumas benchmark

Jika hasil kandidat pelumas sudah sama atau lebih baik dari pelumas benchmark, maka kandidat formula dapat dilanjutkan ke tahap target uji lapangan untuk melihat kinerjanya pada skala engine/equipment di lapangan.

C.      TARGET UJI LAPANGAN

Uji lapangan hanya dilakukan untuk pelumas yang telah lulus evaluasi fisika&kimia dan uji kinerja skala lab. Uji lapangan adalah uji real aplikasi pelumas pada engine/equipment, yaitu :

1.       Engine Test/Road Test Untuk Pelumas Otomotif

Uji dapat dilakukan dengan melakukan road test pada kendaraan mobil/motor yang sesuai, untuk kemudian dilakukan evaluasi terhadap used oil dan mesin (rating varnish/sludge pada bagian-bagian yang dilumasi, analisa keausan pada part-part seperti piston, cylinder liner, dsb)

2.       Field Test Untuk Pelumas Industri

Uji dapat dilakukan dengan melakukan filling kandidat pelumas pada mesin/equipment tertentu sesuai dengan peruntukkan pelumas (pelumas hidrolik dapat diuji di excavator, crane, atau injection molding) untuk kemudian dimonitor used oil dan kondisi mesin/equipment.