Aviation Gasoline (Avgas)

Artikel mengenai avgas ini saya copas dari tugas saya, mata kuliah Produk Migas 4 Aka II dulu. Materi penulisan bersumber dari beberapa buku, materi kuliah dan artikel di internet.

Pengertian Avgas

Avgas (Aviation Gasoline) merupakan bahan bakar minyak jenis khusus yang didisain untuk pesawat terbang dan mobil balap. Klasifikasi pesawat terbang yang menggunakan bahan bakar avgas ini khususnya pesawat terbang yang memiliki piston atau mesin wankle. Sementara pesawat terbang dengan mesin turbin biasanya menggunakan avtur (fraksi kerosine).

Komponen utama avgas adalah alkylate yang pada dasarnya merupakan campuran dari berbagai isooctane dan beberapa hasil distilasi minyak bumi yang berupa reformate. Avgas memiliki density sebesar 6.02 lb/ US gal pada 15 °C , atau setara dengan 0.721 kg/l. Density tersebut digunakan untuk perhitungan berat dan keseimbangan. Density meningkat menjadi 6.40 lb/US galon pada -40 ° C, dan menurun dengan sekitar 0,5% per 5° C (9° F) kenaikan suhu. Avgas mempunyai koefisien emisi dari 18.355 lb CO₂ per US galon (2,1994 kg / L) atau sekitar 3,05 satuan berat CO₂ yang dihasilkan per satuan berat bahan bakar yang digunakan. Avgas memiliki lebih rendah dan lebih seragam tekanan uap dari bensin otomotif, yang menyimpannya dalam keadaan cair pada ketinggian tinggi, mencegah terjadinya vapor lock.

Campuran tertentu yang digunakan saat ini adalah sama seperti ketika mereka pertama kali dikembangkan di tahun 1940-an, dan digunakan dalam maskapai penerbangan dan mesin pesawat militer tingkat tinggi meningkatkan supercharging; terutama Rolls-Royce Merlin mesin yang digunakan dalam pesawat tempur Spitfire dan Hurricane, nyamuk pesawat pembom-tempur dan pembom Lancaster (Hotel Merlin II dan versi yang dibutuhkan 100-oktana bahan bakar), serta US membuat mesin Allison cair didinginkan, dan berbagai mesin radial dari Pratt & Whitney, Wright, dan produsen lain di kedua sisi Atlantik. Oktan tinggi yang dicapai dengan penambahan tetra-etil lead (TEL), zat yang sangat beracun yang dihapus untuk mobil digunakan di sebagian besar negara pada akhir abad ke-20.

Sejak TEL adalah agak mahal (dan berpolusi) aditif, jumlah minimum itu biasanya digunakan untuk membawa itu ke oktan yang dibutuhkan dan konsentrasi yang sebenarnya sering lebih rendah daripada maksimum.

Bahan bakar jet bukan avgas melainkan avtur. Hal ini mirip dengan minyak tanah dan digunakan dalam mesin turbin. Istilah yang digunakan untuk bahan bakar jet ada yang menyebut sebagai avtur, ada juga yang menyebut sebagai avjet. Di Eropa, faktor kelestarian lingkungan dan pertimbangan biaya telah menyebabkan meningkatnya jumlah pesawat yang dilengkapi dengan sangat efisien bahan bakar mesin diesel; ini juga berjalan pada bahan bakar jet. Pesawat sipil menggunakan Jet-A, Jet-A1 atau dalam iklim yang sangat dingin Jet-B.

Bensin digunakan untuk bahan bakar penerbangan umumnya diidentifikasi dengan dua angka yang berhubungan dengan Motor Octane Number (MON). Angka pertama menunjukkan nilai oktan bahan bakar diuji untuk "penerbangan ramping (aviation lean)" standar, yang mirip dengan indeks anti-ketukan atau "pompa rating" otomotif diberikan kepada bensin di Amerika Serikat nomor kedua menunjukkan nilai oktan bahan bakar yang diuji ke "penerbangan kaya (aviation rich)" standar, yang mencoba untuk meniru kondisi supercharged yang kaya dengan campuran, temperatur tinggi, dan tekanan manifold tinggi. Fuel Dyes Aid digunakan untuk membantu awak dan pilot dalam mengidentifikasi kelas bahan bakar yang tepat.

Klasifikasi dan Pemanfaatan Avgas

•                       100LL

Klasifikasi avgas yang paling umum digunakan adalah bahan bakar penerbangan diberi pewarna biru untuk memudahkan identifikasi visual. 100LL, dibaca sebagai "100 Low Lead", mengandung sejumlah kecil tetra-etil lead (TEL), sebuah senyawa timbal yang mengurangi kecenderungan bensin secara spontan meledak (ledakan atau "ketukan") di bawah beban tinggi, suhu tinggi dan tekanan tinggi. Ketukan yang terjadi pada mesin menyebabkan kerusakan mesin dalam jangka panjang.

TEL, dikenal sebagai senyawa  anti-ketukan. Efek TEL pada proses anti-knocking dikenal sebagai "oktan," berasal dari membandingkan kinerja dari bensin yang diuji untuk campuran iso-oktan dan normal heptan dalam mesin tes khusus. Jika produk tes seperti 90% iso-oktan dan 10% normal heptan, ia menerima sebuah "90 oktan" rating. Tingkat yang lebih tinggi anti-ledakan kemampuan yang diperlukan, kurva ini diperpanjang melampaui 100% iso-oktan dan disebut "peringkat kinerja." Contoh: 118 diberi nilai oktan bensin yang lebih tahan daripada detonasi 87 diberi nilai oktan bensin. Kelas ini adalah tercantum dalam spesifikasi yang sama seperti Avgas 100, ASTM D 910 dan Inggris DEF STAN 91-90.

Secara historis, banyak WW2 lama dikembangkan, dengan power rendah 4 dan 6 silinder piston mesin pesawat dirancang untuk menggunakan bahan bakar dipimpin dan yang cocok pengganti bahan bakar bensin bebas timbel belum dikembangkan dan bersertifikat untuk kebanyakan mesin ini-meskipun beberapa di antaranya didesain untuk oktan 91/96 Avgas (sudah lama dihentikan) dan banyak cahaya Lycoming Continental dan mesin pesawat yang dirancang untuk terus dalam produksi 80/87. Mesin dirancang untuk dapat menggunakan 80/87 Avgas 100 atau 100LL dengan tindakan pencegahan khusus untuk mencegah penumpukan dan memimpin memimpin menjatuhkan dari busi.

Beberapa powered rendah (100-to-150-tenaga kuda atau 75-ke-110 kW) penerbangan mesin yang dikembangkan pada akhir tahun 1990 dirancang untuk menjalankan bahan bakar bensin bebas timbel, tetapi menggunakan bahan bakar bensin bebas timbal 100LL jika tidak tersedia. Sebuah contoh yang Rotax 912.

Banyak saat ini (2010) sertifikat reciprocating-mesin pesawat terbang memerlukan oktan tinggi (leaded) bahan bakar.

•             82UL

82UL adalah spesifikasi untuk bahan bakar bensin bebas timbal mirip dengan mobil bensin tapi tanpa bahan tambahan (additif). Itu mungkin bisa digunakan di pesawat terbang yang memiliki Sertifikat Tipe tambahan (Supplemental Tyoe Certificate) untuk penggunaan mobil bensin dengan bersandar penerbangan MON dari 82 atau kurang atau antiknock indeks dari 87 atau kurang. Itu tidak dapat digunakan dalam mesin yang memerlukan 100LL. FAA sangat merekomendasikan memasang plakat yang menyatakan penggunaan 82UL atau tidak disetujui pada pesawat-pesawat mereka yang menentukan autogas bensin bebas timbel (mogas) sebagai bahan bakar disetujui. Pada tahun 2008, 82UL tidak diproduksi dan tidak ada refiner yang telah mengumumkan rencana untuk memasukkannya ke dalam produksi. Jika diproduksi, spesifikasi ini diberi warna ungu.

•                       80/87

Spesifikasi ini diberi warna merah. Avgas terendah 80/87 memiliki konten timbal sebelum memulai dengan fase keluar pada akhir abad ke-20, dengan maksimum 0,5 gram timah per US galon (0,13 g / l), dan hanya digunakan dalam rasio kompresi mesin rendah . Saat ini umumnya disebut Avgas 80, kini ketersediaannya sangat terbatas.

•                       100/130

Spesifikasi ini diberi warna hijau. Avgas 100/130 memiliki nilai oktan lebih tinggi penerbangan bensin, yang mengandung maksimum 4 gram timbal per US galon (1,1 g / l). 100LL "rendah memimpin" telah menggantikan Avgas 100/130 di kebanyakan tempat, tapi Avgas 100/130 masih dijual di Australia dan Selandia Baru sebagai salah satu dari dua produsen di Australia tidak mampu membuat Avgas 100LL. Saat ini umumnya disebut Avgas 100. Ada dua spesifikasi untuk Avgas 100. ASTM D 910 dan Inggris DEF STAN 91-90. Keduanya adalah hampir sama tetapi memiliki beberapa perbedaan dalam kandungan antioksidan, persyaratan stabilitas oksidasi dan lead konten.

•                       91/96 & 115/145

Di masa lalu nilai-nilai lain juga tersedia, khususnya untuk penggunaan militer, seperti Avgas 115/145 (diberi warna ungu) dan 91/96 (coklat). Keterbatasan batch 115/145 (biasanya disebut Avgas 115) diproduksi untuk acara khusus seperti balapan udara khusus.

•                      94UL

Pada bulan Maret 2009 Teledyne Continental Motors mengumumkan bahwa mereka telah 94UL pengujian bahan bakar. Bahan bakar ini pada dasarnya 100LL dengan memimpin tetraethyl dihilangkan selama proses produksi. Perusahaan telah mengindikasikan bahwa hal ini mungkin merupakan solusi terbaik untuk masalah-masalah utama yang melekat dengan 100LL. 94UL telah ditunjukkan untuk memenuhi spesifikasi Avgas, termasuk untuk tekanan uap, tetapi belum sepenuhnya diuji untuk kualitas ledakan di semua mesin Continental atau di bawah semua kondisi. Penerbangan pengujian telah dilakukan pada IO-550-B bertenaga Beechcraft Bonanza dan juga pengujian darat pada Continental O-200, 240, O-470 dan mesin O-520.

•          G100UL

Pada Februari 2010 Modifikasi Penerbangan Umum mengumumkan bahwa mereka sedang dalam proses mengembangkan pengganti 100LL disebut G100UL, mengindikasikan "unleaded". Bahan bakar yang baru dibuat dengan memadukan produk kilang yang ada detonasi dan menghasilkan margin yang sebanding dengan ke 100LL. Bahan bakar yang baru sedikit lebih padat daripada 100LL, namun memiliki 3,5% lebih tinggi keluaran termodinamika. G100UL kompatibel dengan 100LL dan dapat dicampur dengan itu di dalam pesawat tangki untuk digunakan. Keekonomisan produksi bahan bakar baru ini belum dikonfirmasi tetapi diantisipasi bahwa biaya setidaknya tidak sebanyak 100LL.

•      Penggunaan Lain

Di beberapa masyarakat terpencil di Australia di mana “menghirup bensin” telah endemik, bahan bakar mobil berupa bensin telah digantikan oleh avgas untuk digunakan di semua mobil. Tekanan uap bensin yang lebih rendah dan sedikit berbeda dengan avgas membuatnya kurang 'digunakan' sebagai inhalant. Hal ini terkait dengan aspek kesehatan pengguna dan lingkungan.

Sifat-Sifat Avgas

Sifat-sifat yang dimaksud di sini adalah sifat kimia maupun fisika dari Avgas yang menunjukkan tingkat kualitas produk tsb. yang tentunya telah dipersyaratkan dalam spesifikasi produk. Sifat-sifat avgas tersebut meliputi:

1. KENAMPAKAN (APPEARANCE) 

Apabila dilihat secara visual dengan mata telanjang, pada suhu sekeliling normal, avgas tampak jernih, tembus sinar, bebas dari air yang tidak terlarut, serta kotoran padat. Sifat ini penting untuk pengamatan pertama dilapangan sebelum avgas dicurigai rusak mutunya.
Diperiksa dengan ember putih (stainless steel atau aluminium) atau gelas beaker yang besar (2 liter)

2. SIFAT PEMBAKARAN & PENYALAAN

Sifat penyalaan dari avgas dinyatakan dengan knock rating dalam Octane Number (ON) atau angka oktan dan Performance Number (PN). Pengertian knocking, faktor – faktor penyebab terjadinya dan akibat knocking sama dengan di mogas .

Sebagai contoh: AVGAS 100/130

Artinya avgas tersebut apabila  diperiksa dengan mesin  CFR F–2 pada kondisi  lean mixture rating akan memberi angka oktan MON minimal 100 , dan pada pemeriksaan dengan  CFR F–4 pada take off condition (rich mixture rating)  akan  memberi PN minimal 130.

Pengertian Octane Number (ON)

ON suatu gasoline  99,5 artinya gasoline tersebut  dalam pengujiannya dengan mesin CFR F-2,  menunjukkan knock  rating yang sama  dengan bahan bakar standard  yang terdiri dari  99,5 % volume  iso oktan  dan 0,5 % volume normal heptan.

Pengertian  Performance Number (PN)

PN  suatu gasoline  130,  artinya gasoline tersebut  dalam pengujiannya dengan mesin CFR F-4,  menunjukkan  kenaikkan Indicated  Mean  Effective  Pressure  (IMEP)  sebesar  30 % diatas  IMEP  clear  iso octane .

3.SIFAT KEMUDAHAN MENGUAP 

Semua bahan bakar untuk mesin pembakaran dalam (internal combustion engine) yang dinyalakan dengan busi, harus mudah diubah bentuknya dari fase cair dari tangki bahan bakar kedalam fase uap/gas didalam mesin untuk dibakar bersama udara.

Avgas tidak boleh terlalu sulit menguap dan  tidak boleh terlalu mudah menguap

Sifat kemudahan menguap gasoline ditentukan dengan pemeriksaan :

                1. Distilasi   ASTM

                2. Tekanan Uap Reid (RVP)

Spesifikasi distilasi ASTM lihat spesifikasi menurut Dirjen Migas.

RVP adalah tekanan yang ditimbulkan oleh fuel dalam bejana tertutup yang dipanaskan pada suhu 38⁰ C (100⁰ F). RVP dari suatu fuel dapat dipakai untuk mengetahui kecenderungan untuk menguap, terkait dengan masalah vapor lock, kavitasi pompa dan losses.

RVP diperiksa dengan  ASTM D 323. Spesifikasi  RVP  at 37,8⁰c (100 ⁰ F)  :

              - minimum    38,0 kpa  (5,5 psi)

              - maksimum 49,0 kpa  (7,0 psi.).

4.SIFAT KESTABILAN DLM PENYIMPANAN 

Sifat kestabilan dalah ketahanan Avgas terhadap  terjadinya reaksi oksidasi  sehingga terbentuk gum.

Pembentukan gum diperiksa dengan dua sifat: 

- Existent gum (ASTM D381/IP131):  maksimum 3 mG /100 mililiter

- Oxidation stability (ASTM D873/IP 138):             

   a. Potential gum maks. 6 mg/100 ml      

   b. Gum Precipitate maks. 2 mg/100 ml.

5.SIFAT PENGKARATAN 

Sifat pengkaratan Avgas sama dengan sifat pengkaratan pada Mogas

6.SIFAT OPERASI PADA SUHU RENDAH

Freezing Point

Semakin tinggi terbang, suhu udara sekeliling semakin turun untuk daerah tropis, setiap kenaikan 1000 ft suhu turun 2⁰ C), maka untuk penerbangan 30.000 ft di Indonesia suhu udara sekeliling  sekitar - 30 ⁰C  dan untuk negara yang  beriklim dingin bisa lebih rendah lagi.  

Spesifikasi ditentukan freezing point maksimum -60⁰ C.

Water Solubility

Didalam semua jenis produk minyak, walaupun sangat sedikit sekali selalu ada air yang terlarut didalamnya.  air yang terlarut dalam avigas  dapat mempengaruhi kinerjanya, yakni :

- Dapat terpisah sebagai air bebas (free water)yang pada suhu rendah akan membeku .

- Dapat mengusir keluar additives (dopes) yang ada dalam Avgas seperti TEL, topanol A dll. Sehingga ON/PN akan turun

Kelarutan air dalam avgas biasanya dikontrol sampai batas tertentu dengan menggunakan alat pemeriksa yang sederhana.  Untuk Avgas yaitu pemeriksaan Water Reaction (ASTM D 1094 / IP 289).  Persyaratannya adalah :

- Change in Volume maks 2 ml

- Interface Rating maksimum 2.

Spesifikasi Avgas

Spesifikasi Menurut Dirjen Migas

Posted in: Akamigas , Avgas , Aviation , Process Tech , Products , Refining Tech