Menghitung Sling Tension

2 0

Perkembangan industri data center di Indonesia mengalami pertumbuhan yang sangat pesat seiring dengan meningkatnya kebutuhan digitalisasi nasional. Dalam proses pembangunan fasilitas data center, instalasi peralatan mekanikal berukuran besar seperti chiller, cooling tower, dan UPS menjadi salah satu tahapan kritis yang memerlukan perencanaan teknis yang sangat teliti.

Operasi pengangkatan (lifting operation) merupakan kegiatan yang melibatkan risiko tinggi. Kegagalan dalam operasi ini dapat mengakibatkan kerusakan peralatan senilai ratusan juta rupiah, cedera serius pada pekerja, bahkan korban jiwa. Salah satu aspek paling fundamental dalam perencanaan lifting adalah perhitungan tegangan sling — yakni gaya tarik yang bekerja pada masing-masing sling akibat berat beban yang diangkat dan geometri sistem pengangkatan.

Proyek Microsoft Data Center JKT09 di Karawang, Jawa Barat, menghadirkan tantangan tersebut secara nyata. Unit Chiller dengan berat operasional 11,5 ton (12,889 ton termasuk komponen tambahan) harus diangkat menggunakan sistem rigging dengan spreader bar dan enam titik angkat di bawah spreader bar, serta dua sling utama di atas spreader bar menuju hook crane All-Terrain SANY SAC6000.

Makalah ini menyajikan secara sistematis metodologi dan hasil perhitungan tegangan sling untuk operasi pengangkatan tersebut. Tujuan penulisan ini adalah: (1) mendokumentasikan prosedur perhitungan yang terstruktur dan dapat diverifikasi; (2) memverifikasi bahwa semua tegangan sling berada dalam batas Working Load Limit (WLL); dan (3) menjadi referensi teknis untuk operasi lifting serupa di masa mendatang.

PERMASALAHAN

Operasi pengangkatan unit chiller pada proyek ini menghadirkan beberapa kompleksitas teknis yang perlu diselesaikan secara sistematis:

1. Pusat Gravitasi (Center of Gravity/CoG) unit chiller tidak berada tepat di tengah-tengah geometri unit, sehingga distribusi beban pada setiap titik angkat tidak merata. Hal ini memerlukan analisis eksentrisitas untuk memastikan tidak ada sling yang menerima beban melebihi kapasitasnya.
2. Setiap sling membentuk sudut kemiringan yang berbeda-beda terhadap garis vertikal (66°, 87°, 74°, 74°, 83°, 67°), yang menyebabkan tegangan aktual pada sling lebih besar dari beban vertikal yang ditanggungnya. Semakin kecil sudut sling terhadap vertikal, semakin besar tegangan yang terjadi.
3. Sistem pengangkatan menggunakan spreader bar yang memiliki dua titik gantung pada jarak K₁ = 1.210 mm (kiri) dan K₂ = 1.196 mm (kanan) dari sumbu tengah. Ketidaksimetrisan ini menambah kompleksitas distribusi beban antara sisi kiri dan kanan.
4. Kebutuhan untuk memverifikasi bahwa semua tegangan sling, baik di bawah maupun di atas spreader bar; tidak melebihi WLL peralatan rigging yang digunakan, demi keselamatan operasi.

BATASAN MASALAH

Dalam rangka memberikan fokus analisis yang terarah, berikut adalah batasan-batasan masalah yang ditetapkan khusus untuk operasi lifting ini:

1. Sling Kanan Kiri kondisi simetris seprti pada gambar diatas dimana CoG berada disebalah kanan dari garis hook
2. Objek angkat adalah unit Chiller (YVAA0399) dengan berat total 12.889 ton, yang merupakan berat final sesuai data pabrik dan konfirmasi klien.
3. Analisis dibatasi pada perhitungan tegangan statis (static sling tension) dalam kondisi beban terangkat penuh; tidak mencakup analisis dinamis, analisis angin, atau analisis fatigue.
4. Konfigurasi rigging menggunakan spreader bar 2 titik (single spreader bar) dengan 6 sling di bawah spreader bar (Sling A–F) dan 2 sling di atas spreader bar menuju hook crane (Sling G dan H).
5. Posisi Center of Gravity (CoG) didasarkan pada dokumen referensi MSFT JKT09 & 11 YVAA0399, dengan koordinat X_cg = 5.291,33 mm dari referensi awal, dan eksentrisitas E_x = 572,67 mm.
6. Sudut sling diukur dari garis vertikal pada kondisi semua sling teregang penuh (fully tensioned), sesuai catatan pada gambar tackle drawing No. SRG-20260224.2256.
7. Tegangan yang dihitung adalah tegangan maksimum (konservatif); verifikasi WLL dilakukan berdasarkan nilai tegangan ini dibandingkan kapasitas nominal peralatan rigging.
8. Crane yang digunakan adalah All-Terrain SANY SAC6000; pemilihan dan verifikasi kapasitas crane tidak termasuk dalam lingkup makalah ini.

TINJAUAN PUSTAKA

Prinsip Dasar Rigging dan Sling

Rigging adalah sistem tali-temali dan peralatan yang digunakan untuk mengangkat, menurunkan, atau memindahkan beban berat. Komponen utama sistem rigging meliputi sling (wire rope, webbing, atau chain), shackle, spreader bar, dan hook. Dalam setiap operasi lifting, distribusi gaya pada masing-masing sling sangat bergantung pada geometri sistem, posisi CoG beban, dan sudut sling.

Menurut ASME B30.9 (Slings) dan ASME B30.20 (Below-the-Hook Lifting Devices), setiap komponen rigging harus diverifikasi terhadap WLL-nya dengan mempertimbangkan faktor keamanan minimal 5:1. Tegangan aktual pada sling dihitung berdasarkan beban vertikal yang ditanggung sling dan sudut kemiringannya terhadap garis vertikal.

Pengaruh Sudut Sling terhadap Tegangan

Ketika sebuah sling membentuk sudut θ terhadap garis vertikal, gaya yang bekerja pada sling (Sling Tension, T) lebih besar dari komponen vertikal gaya tersebut (W). Hubungan ini dinyatakan sebagai:

Di mana W adalah gaya vertikal (beban yang ditanggung sling dalam ton) dan θ adalah sudut sling terhadap garis vertikal (dalam derajat). Ketika θ = 90° (sling horizontal), tegangan menjadi tak terhingga dimana kondisi yang harus dihindari. Standar industri umumnya mensyaratkan sudut sling minimum 30° terhadap horizontal, atau ekuivalen maksimum 60° terhadap vertikal.

Load Factor (LF) didefinisikan sebagai kebalikan dari sinus sudut:

Sehingga tegangan sling menjadi: T = W × LF. Semakin kecil sudut sling terhadap vertikal, semakin besar LF dan semakin besar pula tegangan sling.

Distribusi Beban pada Multi-Point Lifting

Untuk pengangkatan dengan n titik angkat, dalam kondisi ideal (CoG tepat di tengah, semua sling simetris), setiap sling menanggung beban yang sama sebesar W/n. Namun, ketika CoG tidak tepat di tengah (eksentris), maka distribusi beban menjadi tidak merata.

Metode distribusi beban eksentris menggunakan prinsip keseimbangan momen statis. Untuk sistem dengan beban total W dan eksentrisitas e terhadap titik referensi, momen eksentris M_e = W × e, yang didistribusikan ke setiap titik angkat secara proporsional berdasarkan jarak kuadrat (moment of inertia approach):

Di mana X_i adalah posisi titik angkat ke-i dan X_cg adalah posisi CoG. Beban total pada sling ke-i adalah:

Spreader Bar dan Distribusi Kiri-Kanan

Spreader bar digunakan untuk memperlebar jarak antar sling sehingga sudut sling terhadap vertikal dapat dikontrol. Ketika spreader bar tidak simetris (K1 ≠ K2), distribusi beban antara sisi kiri dan kanan juga tidak sama. Beban vertikal yang jatuh di setiap titik angkat spreader bar dibagi antara sisi kiri dan kanan secara proporsional:

Pembagian ini mengikuti prinsip tuas (lever principle), di mana reaksi pada satu sisi berbanding terbalik dengan jaraknya dari titik lain.

Standar dan Regulasi yang Berlaku

Perhitungan dalam makalah ini mengacu pada standar internasional berikut:

• ASME B30.9-2018: Slings — mengatur persyaratan penggunaan, inspeksi, dan kapasitas sling.
• ASME B30.20-2018: Below-the-Hook Lifting Devices — mengatur penggunaan spreader bar dan lifting beam.
• EN 13155:2003+A2:2009: Cranes — Non-fixed load lifting attachments — Safety.
• Permenaker No. 8 Tahun 2020: Keselamatan dan Kesehatan Kerja Pesawat Angkat dan Angkut (Indonesia).
• Rigging Handbook, 5th Edition, Jerry A. Klinke, Peerless Industrial Group.

PERHITUNGAN DAN PEMBAHASAN

Data Input dan Parameter Sistem
Berikut adalah parameter-parameter utama yang digunakan dalam perhitungan:

Perhitungan Load Factor

Load Factor untuk setiap sling dihitung berdasarkan sudut sling terhadap garis vertikal menggunakan rumus:

Sudut sling diukur dari gambar tackle drawing. Sebagai contoh, untuk Sling A dengan θ = 66°, sehingga didapatkan Load Faktor seperti dalam tabel berikut:

Perhitungan Momen Eksentris dan Faktor Momen

Total momen eksentris dihitung dari berat total dikali eksentrisitas CoG:

M_e = W × E_x = 12,889 × 572,67 = 7.381,10 ton.mm

Selanjutnya, jarak masing-masing titik angkat terhadap CoG (X_i – X_cg) dihitung, dan jumlah kuadrat jarak tersebut dihitung sebagai:

Σ(X_i – X_cg)^² = 71.086.431 mm^²

Faktor momen untuk setiap sling:

Sehingga Perhitungan momen eksentris per titik angkat adalah sebagai berikut:

Perhitungan Beban Vertikal per Sling

Beban vertikal total pada setiap sling dihitung dengan menjumlahkan beban merata (W/n) dan faktor momen, kemudian dibagi antara sisi kiri dan kanan berdasarkan proporsi K₁ dan K₂:

Perhitungan Tegangan Sling (Below Spreader Bar)

Tegangan aktual pada sling diperoleh dengan mengalikan beban vertikal dengan Load Factor masing-masing sling:

T_kiri = W_kiri x L_F

T_kanan = W_kanan x L_F

Tegangan sling di bawah spreader bar (Sling A–F):

Tegangan sling maksimum terjadi pada Sling F sisi kiri sebesar 1,45 ton, yang sesuai dengan anotasi pada gambar tackle drawing. Sling F memiliki tegangan tertinggi karena kombinasi dari jarak CoG yang besar (menghasilkan Fm positif terbesar) dan Load Factor yang relatif tinggi akibat sudut 67°.

Perhitungan Tegangan Sling di Atas Spreader Bar (Below Hook)

Sling G dan H menghubungkan spreader bar ke hook crane. Beban yang diterima masing-masing sling adalah setengah dari total beban sisi kiri atau kanan yang dikumpulkan di spreader bar. Sudut kedua sling adalah 77° terhadap vertikal:

LF_G = LF_H = 1 / sin(77°) ⇒ 1 / 0,9744 = 1,0263

Beban sisi kiri per sling G = 6,482 / 2 = 3,241 ton

T_G = 3,241 × 1,0263 = 3,326 ton

Beban sisi kanan per sling H = 6,407 / 2 = 3,204 ton

T_H = 3,204 × 1,0263 = 3,288 ton

Tegangan sling di atas spreader bar (Sling G dan H):

Ringkasan dan Verifikasi Hasil

Berikut adalah ringkasan tegangan sling maksimum yang perlu diverifikasi terhadap WLL peralatan:

Berdasarkan tackle arrangement yang tercantum dalam gambar alternatif (Sheet 3 of 4), webbing sling yang digunakan memiliki WLL 20 ton dengan panjang 5.000 mm untuk Sling G dan H. Dengan tegangan maksimum 3,33 ton, rasio keamanan adalah 20/3,33 = 6,0 — di atas nilai minimum 5:1 yang disyaratkan ASME B30.9.

Untuk sling A–F di bawah spreader bar, tegangan maksimum 1,45 ton (Sling F) menggunakan wire rope sling berkapasitas minimal 2 ton, memberikan rasio keamanan yang memadai.

KESIMPULAN

Berdasarkan analisis dan perhitungan yang telah dilakukan, dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut:

1. Metodologi perhitungan tegangan sling yang digunakan — meliputi distribusi beban eksentris dengan metode momen, koreksi sudut sling dengan fungsi trigonometri (Load Factor = 1/sinθ), dan pembagian kiri-kanan berdasarkan geometri spreader bar — telah terbukti konsisten dengan hasil yang tertera pada gambar tackle drawing.

2. Tegangan sling maksimum di bawah spreader bar terjadi pada Sling F (sudut 67°) dengan nilai 1,45 ton pada sisi kiri, yang disebabkan oleh kombinasi eksentrisitas CoG yang besar dan Load Factor yang relatif tinggi.
3. Tegangan sling maksimum di atas spreader bar terjadi pada Sling G dengan nilai 3,33 ton, yang menggunakan webbing sling 20 ton sehingga rasio keamanan mencapai 6,0 — memenuhi persyaratan minimum 5:1 sesuai ASME B30.9.
4. Seluruh sling dalam konfigurasi ini berada dalam kondisi aman (di bawah WLL masing-masing peralatan), sehingga operasi pengangkatan unit Chiller 11,5 ton di proyek Microsoft Data Center JKT09 dapat dilaksanakan sesuai rencana dengan memperhatikan prosedur keselamatan yang berlaku.

5. Pendekatan dan formulasi yang diuraikan dalam makalah ini dapat diadopsi sebagai prosedur standar untuk operasi lifting multititel angkat dengan eksentrisitas CoG, khususnya dalam instalasi peralatan mekanikal data center.

REFERENSI

[1]  ASME B30.9-2018, Slings, The American Society of Mechanical Engineers, New York, 2018.

[2]  ASME B30.20-2018, Below-the-Hook Lifting Devices, The American Society of Mechanical Engineers, New York, 2018.

[3]  European Committee for Standardization, EN 13155:2003+A2:2009 – Cranes – Non-fixed load lifting attachments – Safety, CEN, Brussels, 2009.

[4]  Peraturan Menteri Ketenagakerjaan Republik Indonesia Nomor 8 Tahun 2020 tentang Keselamatan dan Kesehatan Kerja Pesawat Angkat dan Angkut, Kementerian Ketenagakerjaan RI, Jakarta, 2020.

[5]  J. A. Klinke, Rigging Handbook, 5th Edition, Peerless Industrial Group, Winona, MN, 2010.

[6]  Shapiro, H. I., Shapiro, J. P., & Shapiro, L. K., Cranes and Derricks, 4th Edition, McGraw-Hill, New York, 2010.

[7]  PT. SIMSAR Reka Gemilang Solution, Tackle Drawing for Chiller (11.50) YVAA0399, Drawing No. SRG-20260224.2256, Sheet 2 of 4, Karawang Project, 2026.

[8]  PT. SIMSAR Reka Gemilang Solution, Alternative Tackle Drawing for Chiller (11.50) YVAA0399, Drawing No. SRG-20260224.2256, Sheet 3 of 4, Karawang Project, 2026.

[9]  SANY Group Co., Ltd., Product Manual – All-Terrain Crane SAC6000, SANY, Changsha, China, 2024.

[10] Shapiro, J. P., Cranes and Rigging: A Practical Guide for Project Management, McGraw-Hill, 2005.

About Post Author

Muh. Burhanuddin

Industrial Engineer, Specialist in Heavy Cargo Transportation and Heavy Lifting Works. Hobby in computer programming, reading and writing. No occupation except waiting for a prayer time. Ready for working as a surveyor, transport planer, or as lifting engineer.

https://www.alvinburhani.net

Happy

0 0 %

Sad

0 0 %

Excited

1 100 %

Sleepy

0 0 %

Angry

0 0 %

Surprise

0 0 %