KARYA AKHIR
KEMAMPUAN KERJA POMPA TORAK (RECIPROCATING)
TERHADAP KAPASITAS YANG DIHASILKAN DI PABRIK MINI PTKI
MEDAN
Karya Akhir ini diajukan untuk Melengkapi Salah Satu Persyaratan untuk Memperoleh Gelar Sarjana Sains Terapan
Oleh :
RUDIANSYAH PUTRA
065203003
PROGRAM DIPLOMA IV TEKNOLOGI INSTRUMENTASI PABRIK
DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN
ABSTRAK
Mini Plant atau Pabrik Kecil adalah sebuah pabrik mini yang terdiri dari menara destinasi methanol, menara pendingin air, alat penukar panas, berbagai jenis pompa, katup, kompresor, ketel uap, unit kendali dan sebagainya merupakan sarana praktek bagi mahasiswa dan juga untuk keperluan kursus kursus jangka pendek karyawan pabrik yang ingin memperoleh tambahan pengetahuan dan keterampilan dalam mengoperasikan suatu pabrik.
Berbagai jenis pompa seperti halnya pompa reciprocating mempunyai torak, plunger, diafragma yang bergerak maju mundur didalam sebuah silinder. Silinder dilengkapi katup-katup isap dan buang. Gerakan dari torak, plunger, diafragma bersama-sama dengan gerak yang sesuai dari katup-katup yang menyebabkan cairan mengisi dan tersalur secara silih berganti dari silinder.
KATA PENGANTAR
Dengan mengucapkan puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa karena atas berkat rahmat dan anugerah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan karya akhir ini.
Tidak lupa pula penulis ucapkan ribuan terima kasih kepada Ayahanda dan Ibunda tercinta yang tak pernah letih mengasuh, membesarkan, memberi dukungan moral maupun materil dan selalu menyertai Adinda dengan do’a sampai Adinda menyelesaikan Karya Akhir ini.
Dalam pelaksanaan Karya Akhir ini penulis mendapatkan banyak bantuan dan bimbingan, oleh karena itu penulis mengucapkan banyak terima kasih kepada:
1. Bapak Prof. Dr. Ir. Bustami Syam, M.S.M.E selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Sumatra Utara.
2. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim, M.Si selaku Pelaksanaan Harian Ketua Program Studi Teknologi Instrumentasi Pabrik.
3. Bapak Rahmat Fauzi ST, MT. selaku Sekretaris Program Studi Teknologi Instrumentasi Pabrik.
4. Bapak Drs. Hasdari Helmi, MT selaku Koordinator Program Studi Teknologi Instrumentasi Pabrik dan sekaligus merupakan Dosen Wali penulis.
5. Bapak Ir. A. Rachman Hasibuan selaku Dosen Pembimbing penulis yang telah banyak memberikan masukkan dan arahan dalam penulisan karya Akhir ini.
7. Rekan-rekan mahasiswa jurusan Teknologi Instrumentasi Pabrik yang tidak dapat penulis sebutkan satu-persatu, khususnya angkatan 2006 yang telah banyak membantu penulis.
8. Seluruh anggota keluarga yang telah banyak membantu dalam menyukseskan tugas akhir saya ini.
Penulis menyadari bahwa Karya Akhir ini masih ada terdapat kekurangan-kekurangan dan masih jauh dari kesempurnaan dikarenakan keterbatasan pengetahuan dan wawasan dalam ruang lingkup pembelajaran. Untuk itu penulis sangat mengharapkan kritik dan saran sebagai penyempurnaan dari Karya Akhir ini. Semoga karya akhir ini ada manfaatnya bagi kita semua terutama bagi penulis sendiri.
Medan, Januari 2012 Penulis,
DAFTAR ISI
ABSTRAK ... i
KATA PENGANTAR ... ii
DAFTAR ISI ... iv
DAFTAR GAMBAR ... vii
DAFTAR TABEL ... xi
BAB I PENDAHULUAN ... 1
1.1 Latar Belakang ... 1
1.2 Tujuan dan Manfaat Penulisan ... 2
1.3 Rumusan Masalah ... 3
1.4 Batasan Masalah ... 3
1.5 Metode Penulisan ... 3
1.6 Sistematika Penulisan ... 4
BAB II LANDASAN TEORI ... 6
2.1 Pengertian Pompa ... 6
2.2 Konstruksi Pompa ... 6
2.2.1 Mesin Penggerak ... 7
2.2.2 Pompa ... 7
3.3.4 Kapasitas Kecepatan ... 31
3.3.5 Kekentalan Cairan dan Temperatur Air ... 32
3.3.6 Ujung Sebelah Cairan dan Uap ... 33
3.3.7 Paking Batang dan Piston ... 37
3.3.8 Katup Ujung Cairan ... 39
3.3.9 Gawai-gawai Kapasitas Variabel ... 43
3.4 Konstruksi Pompa Torak ... 43
3.5 Faktor Operasi Kerja Pompa Torak ... 45
3.6 Komponen Pompa Torak ... 47
3.7 Prinsip Kerja Pompa Torak ... 48
3.8 Instrumentasi Pendukung pada Proses Kerja Pompa Torak ... 49
3.8.1 Valve ... 49
3.8.2 Water Tank ... 51
3.8.3 Strainer ... 51
3.8.4 Drain Valve ... 52
3.8.5 Reflect Discharge Valve ... 52
3.8.6 Pressure Gauge ... 53
4.1 Umum ... 54
4.2 Perlunya Kapasitas dan Kemampuan dalam Penggunaan Pompa Reciprocating ... 54
4.3 Data Pengamatan ... 55
4.4 Perhitungan Rata-Rata ... 56
4.5 Menghitung Operasi Kerja Pompa Pada Bukaan Stroke 100% ... ... 57
4.6 Menghitung Unjuk Kemampuan Kerja Pompa Pada Bukaan Stroke 100% ... 57
4.7 Menghitung Perubahan Kemampuan Kerja Pompa Pada Bukaan Stroke 100% ... 58
BAB V PENUTUP ... 59
5.1 Kesimpulan ... 59
5.2 Saran ... 59
DAFTAR PUSTAKA
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Konstruksi Pompa ... 8
Gambar 2.2 Kelas dan Jenis Pompa ... 9
Gambar 2.3 Pompa Sentrifugal ... 10
Gambar 2.4 Rumah Keong pompa tunggal mengkonversikan energi cairan menjadi tekanan statis ... 11
Gambar 2.5 Diffuser mengubah arah aliran dan membantu dalam mengubah kecepatan menjadi tekanan ... 11
Gambar 2.6 Pompa Turbin menambahkan energi kepada cairan sejumlah impuls ... 12
Gambar 2.7 Pompa propeler menghasilkan hampir seluruh tinggi-tekannya oleh aksi pada cairan ... 13
Gambar 2.8 Pompa aliran-campur memakai gaya sentrifugal maupun pengangkatan sudu-sudu pada cairan ... 13
Gambar 2.9 Pompa Rotari Roda Gigi Luar ... 14
Gambar 3.1 Pompa piston dupleks mendatar aksi langsung. Ujung sisi uap adalah sebelah kiri, ujung sisi cairan adalah kanan ... 19
Gambar 3.3 Pompa plunyer jenis katup-jambangan (por-valve) yang diberi paking pada ujung luar, sistem dupleks, mendatar ... 19
Gambar 3.4 Pompa tenaga plunyer tripleks terbaik untuk keperluan tekanan tinggi ... . 21
Gambar 3.5 Pompa plunyer tekanan tinggi yang berukuran besar ... 22
Gambar 3.6 Pompa plunyer volume terkontrol mempunyai sekerup penyetel panjang langkah ... 23
Gambar 3.7 Unit diafragma piston untuk pemompaan volume terkontrol mempunyai minyak untuk menggerakkan diafragma yang akan memompa cairan ... 23
Gambar 3.8 Pompa diafragma jenis tekanan yang digerakkan dengan daya yang mempunyai katup-katup bola ... 23
Gambar 3.9 Keluaran Pompa ini dapat disetel sewaktu beroperasi ... 24
Gambar 3.10 Pompa semprot diafragma kecepatan tinggi, langkah pendek
beroperasi pada 60 sampai 80 psi dan mengalirkan bahan-bahan kimia ... 25
Gambar 3.11 Unit pompa aksi tunggal plunyer rotari mempunyai plunyer yang disusun melingkar ... 25
Gambar 3.13 Tabung silinder dan piston-piston pada pompa ini berayun pada suatu
besaran sudut guna menyetel laju aliran buangnya ... 27
Gambar 3.14 Pompa pelat penggoyang perpindahan yang bervariasi, pelat W tidak berputar bersama dengan poros penggerak ... 27
Gambar 3.15 Pompa pelat penggoyang perpindahan yang bervariasi, pelat W tidak berputar bersama dengan poros penggerak ... 28
Gambar 3.16 Kurva-kurva buang untuk tiga jenis pompa tenaga. (a) Aksi ganda simpleks. (b) Aksi ganda dupleks. (c) Aksi tunggal tripleks... 29
Gambar 3.17 Ujung cairan jenis pelat katup ... 33
Gambar 3.18 Ujung cairan jenis jambangan katup ... 34
Gambar 3.19 Pompa plunyer yang diberi paking luar ... 34
Gambar 3.20 Paking pada bagian atas silinder cairan ... 35
Gambar 3.21 Ujung cairan pompa tripleks mendatar ... 35
Gambar 3.22 Katup-katup sisi hisap dan sisi buang ... 36
Gambar 3.23 Ujung cairan pompa tripleks vertikal ... 36
Gambar 3.24 Katup rata yang digerakkan oleh piston ... 36
Gambar 3.25 Katup uap piston-seimbang ... 37
Gambar 3.26 Katup jenis piston seimbang lainnya ... 38
Gambar 3.28 Paking batang piston ... 39
Gambar 3.29 Paking untuk piston cairan ... 39
Gambar 3.30 Katup cakra rata dengan rusuk penguat (rib) miring ... 40
Gambar 3.31 Katup-katup jenis bola ... 40
Gambar 3.32 Katup yang dituntun oleh sayap untuk cairan-cairan yang kental ... ... 41
Gambar 3.33 Katup yang dituntun sayap untuk cairan-cairan jernish tekanan tinggi 41 Gambar 3.34 Katup tekanan rendah untuk cairan-cairan kental ... 42
Gambar 3.35 Katup tekanan kental... 42
Gambar 3.36 Komponen Pompa Torak (Reciprocating) ... 47
Gambar 3.37 Gate Valve ... 50
Gambar 3.38 Water Tank ... 51
Gambar 3.39 Strainer ... 51
Gambar 3.40 Drain Valve ... 52
Gambar 3.41 Reflect Discharge Valve ... 52
DAFTAR TABEL
DAFTAR LAMPIRAN
ABSTRAK
Mini Plant atau Pabrik Kecil adalah sebuah pabrik mini yang terdiri dari menara destinasi methanol, menara pendingin air, alat penukar panas, berbagai jenis pompa, katup, kompresor, ketel uap, unit kendali dan sebagainya merupakan sarana praktek bagi mahasiswa dan juga untuk keperluan kursus kursus jangka pendek karyawan pabrik yang ingin memperoleh tambahan pengetahuan dan keterampilan dalam mengoperasikan suatu pabrik.
Berbagai jenis pompa seperti halnya pompa reciprocating mempunyai torak, plunger, diafragma yang bergerak maju mundur didalam sebuah silinder. Silinder dilengkapi katup-katup isap dan buang. Gerakan dari torak, plunger, diafragma bersama-sama dengan gerak yang sesuai dari katup-katup yang menyebabkan cairan mengisi dan tersalur secara silih berganti dari silinder.
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Sebuah pompa merupakan pesawat angkut yang bertujuan antara lain
memindahkan fluida. Pompa adalah mesin fluida yang digunakan untuk
memindahkan fluida dari suatu tempat ke tempat yang lain dengan cara
memberikan energi, dalam bentuk mekanik kepada fluida tersebut. Ditinjau dari
penggunaannya maka pompa harus mampu mengalirkan fluida dari tekanan statis
rendah ke tekanan statis tinggi. Fluida hanya mengalir bila terdapat perbedaan
tekanan tertentu.
Pada umumnya pompa digunakan untuk memindahkan zat cair tetapi
adakalanya juga digunakan untuk memindahkan kepadatan seperti tanah tambang,
dan batu bara. Bila padatan ini berada dalam bentuk partikel kecil yang melayang
didalam air, dengan kata lain partikel bercampur dengan air, sehingga memiliki
lumpur.
Biasanya kita hanya mengetahui pompa secara keseluruhan (bentuk fisik
pompa). Maka, untuk mengetahui elemen-elemen pompa reciprocating dilakukan
pembongkaran. Hal ini dilakukan apabila terjadi kerusakan pompa didalam
pabrik, dengan mengetahui elemen- elemen pompa kita dapat mengetahui
kerusakan dan segera membetulkan sehingga operasi produksi didalam pabrik
Dari penjelasan diatas bahwa pompa reciprocating mempunyai peranan
yang sangat penting, oleh karena itu penulis merasa tertarik untuk membahas
mengenai pompa reciprocating yang terpasang pada Pabrik Mini, khususnya pada
unit destilasi dengan judul :
“KEMAMPUAN KERJA OPERASI POMPA TORAK
(RECIPROCATING) TERHADAP KAPASITAS YANG DIHASILKAN DI
PABRIK MINI PTKI MEDAN”
Dengan kemampuan demikian dengan adanya pembahasan ini diharapkan
dapat menambah pengetahuan dan pengalaman penulis khususnya dan pembaca
dan umumnya.
1.2 Tujuan dan Manfaat Penulisan
TUJUAN
1. Untuk mempelajari lebih mendalam tentang pompa reciprocating
mengenai pengoperasiannya dan pemeliharaan serta konstruksinya
sehingga dapat diketahui bagaimana cara pelaksanaa pemeliharaan
pada pompa tersebut yang sebenernya, agara dapat mempertahankan
kondisi operasi stabil.
2. Agar mahasiswa memperoleh pengetahuan/pengalaman praktis dan
MANFAAT
Memberikan pengkajian secara ilmiah dalam bidang pemeliharaan di
lapangan industri.
1. Dapat melatih diri bekerja pada pabrik-pabrik yang beroperasi secara
komersial.
2. Sebagai media untuk mengenal peralatan dan bagaimana cara yang
baik dalam bidang pemeliharaan.
1.3 Rumusan Masalah
Adapun permasalahan yang sering terjadi pada pompa dan pembahasan
yang akan penulis kemukakan pada penulisan ini adalah :
a. Mengukur berapa persen kemampuan kerja pompa reciprocating
tersebut.
b. Mengukur berapa persen penurunan kemampuan kerja pompa tersebut.
1.4 Batasan Masalah
Agar pembahasan karya akhir ini tidak terlalu meluas, maka
pembahasan memberikan batasan-batasan sebagai berikut:
a. Hanya membahas tentang prinsip kerja dari Pompa Reciprocating
b. Tidak membahas tentang bagian-bagian yang berhubungan dengan
Pompa Reciprocating
1.5. Metode Penulisan
1. Studi literatur : mengambil bahan – bahan dari buku – buku referensi,
jurnal, artikel dan sebagainya.
2. Studi lapangan : mengambil data dan informasi dari Pabrik Mini PTKI
MEDAN
1.6. Sistematika Penulisan
BAB I : PENDAHULUAN
Bab ini menjelaskan tentang latar belakang, rumusan masalah,
tujuan dan manfaat penulisan, batasan masalah, metoda penulisan
dan sistematika penulisan
BAB II : LANDASAN TEORI
Bab ini membahas penjelasan secara umum dari Pompa
Menjelaskan tentang gambaran umum/ dasar teori dari pompa
BAB III : POMPA TORAK (RECIPROCATING)
Bab ini membahas penjelasan dari Prinsip Kerja Pompa
Reciprocating, jenis Pompa Reciprocating, dan karakteristik
Pompa Recipcrocating
BAB IV : KEMAMPUAN KERJA PENGOPERASIAN POMPA
RECIPROCATING DI PABRIK MINI PTKI MEDAN
Bab ini berisikan tentang pengoperasian pompa
reciprocating, data hasil pengamatan praktek, dan menghitung
operasi kerja pompa.
BAB V : PENUTUP
BAB II
LANDASAN TEORI
2.1 Pengertian Pompa
Pompa adalah suatu peralatan mekanik yang digerakkan oleh tenaga
mesin yang digunakan untuk memindahkan cairan (fluida) dari suatu tempat ke
tempat lain, dimana cairan tersebut hanya mengalir apabila terdapat perbedaan
tekanan. Pompa juga dapat diartikan sebagai alat untuk memindahkan energi dari
pemutar atau penggerak ke cairan ke bejana yang bertekanan yang lebih tinggi.
Selain dapat memindahkan cairan pompa juga berfungsi untuk meningkatkan
kecepatan, tekanan dan ketinggian cairan. Adapun bentuk pompa
bermacam-macam, dengan demikian maka pompa dalam pelayanannya dapat
diklasifikasikan menurut :
1. Pemakaiannya
2. Prinsip kerjanya
3. Cairan yang dialirkan
4. Material atau bahan konstruksinya
2.2 Konstruksi Pompa
Konstruksi sebuah pompa agar dapat memindahkan cairan dari suatu
2.2.1 Mesin Penggerak ( Motor )
Penggerak merubah energi listrik menjadi energi mekanik yang
diperlukan untuk menggerakkan pompa. Energi ditransmisi ke pompa oleh suatu
belt ke pully penggerak pompa.
2.2.2 Pompa
Pompa menggerakkan energi mekanik sebagai berikut :
a. Untuk menggerakkan atau mengalirkan cairan yang diproses melalui
pompa pada kapasitas cairan yang diperlukan.
b. Untuk memindahkan energi kedalam cairan yang di proses, yang terlihat
dengan bertambahnya tekanan cairan pada lubang keluar pompa.
2.2.3 Sistem pipa masuk dan keluar cairan
Sistem pipa masuk memindahkan cairan yang bersih dari bejana
penyimpanan pompa.
Dari sebuah konstruksi pompa reciprocating data yang harus diperoleh meliputi :
1. Jumlah atau banyaknya silinder pompa. Silinder dari suatu pompa
reciprocating sering dijadikan sebagai penamaan terhadap suatu pompa
yang bersangkutan.
• Pompa yang dikonstruksikan dengan sebuah silinder disebut pompa simpleks.
• Pompa yang dikonstruksikan dengan dua buah silinder disebut pompa dupleks.
• Pompa yang dikonstruksikan dengan banyak silinder disebut pompa multipleks.
Pada keterpasangan pompa reciprocating ditemui bahwa piston tidak
dilengkapi dengan ring piston, sebagai pengganti piston dipakai batang
plunger (plunger/rod). Sehingga memperoleh ukuran diamater silinder
pompa dinyatakan sebagai diameter batang plunger.
3. Jumlah atau banyaknya aksi kerja pompa.
Aksi kerja pompa dimaksud adalah terjadinya kerja pemompaan yang
dilakukan oleh pompa reciprocating untuk satu siklus gerak bolak – balik
batang plunger silinder. Berdasarkan jumlah aksi kerja maka pompa
reciprocating dapat dibedakan atas dua macam yaitu :
• Pompa aksi kerja tunggal ( single acting )
• Pompa aksi kerja ganda ( double acting )
Gambar 2.1. Konstruksi Pompa
2.3 Klasifikasi Pompa
Berdasarkan klasifikasi standart yang sering dipakai. Ada tiga kelas yang
digunakan sekarang ini, sentirifugal, rotari, dan torak reciprocating. Istilah ini hanyak
banyak pompa yang dijual untuk keperluan yang khusus, hanya dengan melihat detail dan
desain yang terbaik saja, sehingga masalah yang berdasarkan kepada kelas dan jenis
pompa menjadi sejumlah yang berbeda – beda sesuai dengan pompa tersebut.
Untuk lebih jelas dapat dilizhat klasifikasi pompa, di bawah ini :
Gambar 2.2. Kelas dan jenis Pompa
2.3.1 Pompa Sentrifugal
Pompa sentrifugal mempunyai konstruksi sedemikian rupa sehingga aliran zat
cair yang keluar dari mupller akan melalui sebuah bidang tegak lurus pompa impeller
dipasang kopling untuk meneruskan daya dari pengerak. Poros dan pada ujung yang lain
dipasang kopling untuk meneruskan daya dari penggerak. Poros ditumpu oleh duah buah
bantaklan. Sebuah packing atau perapat dipasang pada bagian rumah yang ditumpu untuk
Gambar 2.3. Pompa Sentrifugal
Jenis – Jenis Pompa Sentrifugal
1. Pompa jenis Rumah Keong
Pada jenis pompa ini, impeler membuang cairan ke dalam rumah
spiral yang secara berangsur – angsur berkembang. Ini dibuat sedemikian
rupa untuk mengurangi kecepatan cairan dapat diubah menjadi tekanan statis.
Rumah keong pompa ganda menghasilkan kesimetrisan yang hampir radial
pada pompa bertekanan tinggi dan pada pompa yang dirancang untuk operasi
aliran yang sedikit. Rumah keong akan menyeimbangkan beban – beban
radial pada poros pompa sehingga beban akan saling meniadakan, dengan
Gambar 2.4. Rumah Keong pompa tunggal mengkonversikan energi
cairan menjadi tekanan statis.
2. Pompa Jenis Diffuser
Baling – baling pengarah yang tetap mengelilingi runner atau impeler
pada pompa jenis diffuser. Laluan – laluan yang berangsur – angsur
mengembang ini akan menngubah arah aliran dan mengkonversikannya
menjadi tinggi – tekan tekanan ( pressure head ).
Gambar 2.5. Diffuser mengubah arah aliran dan membantu dalam mengubah
3. Pompa Jenis Turbin
Dikenal juga dengan pompa vorteks ( vortex ), periperi ( periphery ),
dan regeneratif, cairan pada jenis pompa ini dipusar oleh baling – baling
impeler dengan kecepatan yang tinggi selama hampir dalam satu putaran di
dalam saluran yang berbentuk cincin ( annular ), tempat impeler tadi berputar.
Energi ditambahkan ke cairan dalam sejumlah impuls. Pompa sumur jenis
diffuser sering disebut pompa turbin. Akan tetapi, pompa itu tidak mirip
dengan pompa turbin regeneratif dari segi apapun dan dengan demikian tidak
perlu menghubungkannya.
Gambar 2.6. Pompa Turbin menambahkan energi kepada cairan dalam
sejumlah impuls
4. Pompa jenis Aliran-campur dan Aliran-aksial
Pompa aliran-campur menghasilkan tinggi-tekan (head) sebagian oleh
baling-baling ini lebih besar dari diameter sisi masuknya. Pompa aliran aksial
menghasilkan tinggi-tekan oleh propeler atau oleh aksi pengangkatan (lift)
baling-baling pada cairan. Diameter baling-baling pada sisi hisap sama
dengan pada sisi buang. Pompa Propeler merupakan jenis pompa
aliran-aksial.
Gambar 2.7. Pompa propeler menghasilkan hampir seluruh tinggi-tekannya
oleh aksi pada cairan
Gambar 2.8. Pompa aliran-campur memakai gaya sentrifugal maupun
2.3.2 Pompa Rotari
Pompa jenis rotari terdiri dari casing tetap yang didalamnya terdapat roda
- roda gigi (gerak), sudu-sudu (vanes), torak-torak, bumbungan (cam), segmen,
sekrup-sekrup dan lain-lain yang beroperasi dengan jarak ruangan (regangan
/clerence) yang minimum. Pada pompa rotari cairan diperangkap atau dijebak, di
dorong ke casing yang tertutup, sama seperti torak pada pompa torak.
Jenis – Jenis Pompa Rotari
1. Pompa bumbungan dan torak
2. Pompa roda gigi luar
3. Pompa roda gigi dalam
4. Pompa laburar (sudu tebal)
5. Pompa sekrup (poros cilin)
6. Pompa sudu
Bila kipas itu sekarang diputar dengan cepat, maka sudu kemudian akan
memberikan gerak putar terhadap rumah pompa pada zat cair yang berbeda dalam
kipas. Gaya sentrifugal atau gaya pusingan yang terjadi disini mendorong zat cair
kejurusan keliling sebuah kipas. Karena itu pada lubang aliran masuk dari kipas,
timbul ruang kosong dengan kata lain ruang hampa udara. Akan tetapi diatas
permukaan zat cair dalam sumber atau sumur, bekerja tekanan atmosfir. Jadi
sekarang terdapat perbedaan tekanan, sehingga kolom zat cair dalam saluran isap
bergerak dan zat cair masuk kedalam kipas dengan tekanan dan kecepatan
tertentu. Dengan demikian ruang yang menjadi kosong pada lubang aliran masuk
kipas, langsung zat cair terisi kembali.
Pada keliling luar kipas, zat cair mengalir dalam rumah pompa dengan
tekanan dan kecepatan tertentu. Dalam rumah pompa ini zat cair disalurkan
sedemikian rupa sehingga terdapat kecepatan kedalam tekanan yang sempurna.
Oleh tekanan ini, kolom zat cair dalam saluran kempa digerakkan.
2.3.3 Pompa Torak (Reciprocating)
Pompa reciprocating mempunyai torak, plunger, diafragma yang
bergerak maju mundur didalam sebuah silinder. Silinder dilengkapi dengan katup
– katup isap dan buang. Gerakan dari torak, plunger, diafragma bersama – sama
dengan gerak yang sesuai dari katup – katup yang menyebabkan cairan mengisi
dan tersalur secara silih berganti dari silinder.
Jenis – jenis pompa torak (reciprocating)
3. Pompa Jenis Tenaga Kapasitas Kecil
4. Pompa Jenis Diafragma
5. Desain Lainnya
2.4 Gangguan Kerja Pompa
Pada setiap keterpasangan peralatan di pabrik terdapat gangguan kerja
baik gangguan yang datang dari luar peralatan maupun gangguan yang ada pada
peralatan tersebut. Gangguan kerja mempengaruhi kondisi peralatan sehingga
peralatan tidak beroperasi sesuai dengan standart yang ditentukan.
Pada pompa reciprocating, gangguan sering terjadi/terdapat adalah
sebagai berikut :
1. Turunnya tekanan pompa.
2. Adanya getaran bunyi yang tidak wajar.
3. Turunnya kapasitas pompa.
4. Berkurangnya daya motor penggerak.
5. Adanya kebocoran pada pompa.
Gangguan – gangguan kerja tersebut diatas dapat terjadi sewaktu –
waktu, untuk itu perlu direncanakan bagaimana penganggulangan yang dilakukan
terhadap setiap gangguan tersebut.
2.5 Tinggi Tekan Pompa
Selama perencanaan sistem pemompaan ada sejumlah elemen yang harus
diperhatikan tanpa memandang kelas dan jenis pompa apa yang dipilih untuk
instalasi tersebut. Elemen ini termasuk tinggi tekan (head), kapasitas, sifat cairan
yang dipompakan, pemipaan, penggerak dan ekonomi. Jadi, secara umum,
rotari atau torak. Dengan demikian, tinggi tekan pompa biasanya tidak akan
diubah oleh kelas unit yang dipilih. Beberapa perkecualian yang timbul umumnya
terbatas pada jenis pompa tertentu dan akan ditunjukkan nanti.
Yang kadang-kadang dilalaikan selama perencanaan sisten adalah konsep
penting ekonomi desain yang bermula dari proyek dan berkelanjutan selama
pemakaiannya. Misalnya pengkajian tentang kondisi tinggi tekan dan lokasi
pompa dapat menghasilkan penghematan daya yang berharga dalam periode yang
lama tanpa memperbesar harga awal proyek tersebut. Pemilihan ukuran pipa yang
bijak, yang didasarkan pada beban yang dapat ditaksir atau beban masa
mendatang yang dihitung, adalah contoh lain tentang bagaimana perencanaan
pendesainan dapat dilaksanakan untuk mengimbanginya dalam bentuk
keekonomian operasi. Jadi sementara bab ini membahas tinggi tekan (head) pada
pompa, ditinjau juga dari segi hidraulik praktis, juga diperhatikan bagaimana
BAB III
POMPA TORAK (RECIPROCATING)
3.1 Umum
Pompa torak merupakan unit perpindahan positif – pompa ini
mengeluarkan cairan dalam jumlah yang terbatas selama pergerakan piston atau
plunyer sepanjang langkahnya. Akan tetapi, tidak seluruh cairan dapat mencapai
pipa buang disebabkan oleh kebocoran atau peralatan pembuang (by pass) dapat
saja mencegah hal ini. Dengan mengabaikan hal ini, volume cairan yang
dipindahkan selama satu langkah piston atau pluyer akan sama dengan perkalian
luas piston dengan panjang langkah.
3.2 Jenis Pompa Torak
Pada dasarnya ada dua jenis pompa torak – unit aksi langsung (direct –
acting) yang digerakkan oleh uap dan pompa tenaga. Akan tetapi ada banyak
modifikasi desain dasar yang dibuat untuk keperluan khusus di dalam berbagai
bidang. Beberapa diantaranya diklasifikasikan sebagai pompa rotari oleh
pembuatnya, namun pada kenyataannya memakai gerakan piston atau plunyer
yang bolak-balik juga baru dapat melaksanakan aksi pemompaannya. Sebutan
yang lebih umum – torak – akan dipakai untuk pompa ini dalam keseluruhan bab
ini.
3.2.1 Pompa Aksi Langsung
Pada pompa jenis aksi-langsung (direct-acting pump) ini, sebuah batang
untuk cairan (Gambar 3.1) atau plunyer (Gambar 3.3). Pompa aksi langsung
dibuat dengan sistem simpleks (masing-masing satu piston uap dan satu piston
cairan) dan dupleks (dua piston uap dan dua piston cairan).
Gambar 3.1 Pompa piston dupleks mendatar aksi langsung. Ujung sisi uap adalah
sebelah kiri, ujung sisi cairan adalah kanan.
Gambar 3.2 Pompa slush dupleks uap.
Gambar 3.3 Pompa plunyer jenis katup-jambangan (por-valve) yang diberi paking
Pompa aksi langsung sistem simpleks dan dupleks yang mendatar atau
vertikal telah beroperasi dngan sangat memuaskan pada banyak keperluan,
termasuk untuk keperluan pengisian ketel bertekanan rendah hingga menengah,
lumpur, beton dan campuran lumpur (slush), pemompaan minyak dan air, dan
banyak keperluan lainnya. Dengan karakteristik tinggi-tekan, kecepatan dan
kapasitas yang mudah disetel, pompa-pompa ini mempunyai efisiensi yang bagus
pada jarak yang lebar. Pompa plunyer (Gambar 3.3) umumnya dipakai untuk
tekanan yang lebih tinggi dibandingkan dengan jenis piston (Gambar 3.1 dan 3.2).
Sebagaimana dengan pompa torak, unit aksi langsung mempunyai aliran buang
berdenyut.
3.2.2 Pompa Tenaga
Pompa tenaga (power pump) ini (Gambar 3.4) mempunyai poros engkol
yang digerakkan dari sumber penggerak luar – umumnya motor listrik, sabuk
mesin atau rantai. Roda-roda gigi sering dipakai antara penggerak dan poros
engkol untuk mengurangi kecepatan keluaran penggerak.
Bila digerakkan pada kecepatan konstan, pompa tenaga mengalirkan
kapasitas yang hampir konstan dan mempunyai efisiensi yang. Ujung sisi cairan,
dapat berupa jenis piston atau plunyer, akan menghasilkan tekanan yang tinggi
apabila katup buang ditutup. Untuk alasan ini, merupakan praktek yang biasa
untuk melengkapi dengan katup pengaman (relief valve) untuk melindungi pompa
dan pemipaan. Pompa aksi langsung akan mengalami stal (stall) apabila gaya total
akan menghasilkan tekanan yang tinggi sebelum mengalami stal. Tekanan stal
beberapa kali lebih besar dari pada tekanan normal pompa tenaga.
Pompa tenaga baik dipakai khususnya untuk keperluan tekanan tinggi dan
dipakai untuk pengisian air ketel, pemompaan jaringan pipa, pemrosesan
petroleum dan penggunaan yang serupa.
Pompa tenaga jenis engkol-dan-roda penerus, desain awal sering
digerakkan dengan uap. Akan tetapi, sekarang ini penggerak motor listrik atau
motor bakar (Gambar 3.4) lebih umum karena susunan yang demikian ini akan
memberikan instalasi yang lebih ekonomis dan kompak dan membutuhkan
perawatan yang sedikit. Pompa tenaga jenis plunyer untuk tekanan tinggi dapat
berupa jenis yang horizontal maupun yang vertikal. Pompa ini sering dipakai
untuk pres-pres hidrolik, pemrosesan petroleum dan keperluan serupa. Akan tetapi
desain lainnya dipakai juga untuk keperluan yang sama. Pompa tenaga tekanan
tinggi yang berukuran besar (Gambar 3.5) sering berupa jenis yang vertikal tetapi
juga ada yang jenis mendatar.
Gambar 3.4 Pompa tenaga plunyer tripleks terbaik untuk keperluan tekanan
Gambar 3.5 Pompa plunyer tekanan tinggi yang berukuran besar.
3.2.3 Pompa Jenis Tenaga Kapasitas Kecil
Unit ini (Gambar 3.6 sampai 3.12) juga dikenal sebagai pompa kapasitas
variabel, volume terkontrol dan pengukur. Pemakaian yang terutama untuk
mengontrol aliran sejumlah kecil cairan-cairan yang dimasukan ke dalam
ketel-ketel, peralatan proses dan unit-unit yang serupa. Oleh karena itu pompa ini
menduduki tempat yang penting dalam banyak operasi industri pada semua jenis
pabrik.
Kapasitas pompa ini dapat divariasikan dengan jalan mengubah panjang
langkah (Gambar 3.6). Unit yang ditunjukkan pada Gambar 3.7 memakai
diafragma untuk memompakan cairannya, akan tetapi diafragma itu sendiri
pompa. Dengan mengubah panjang langkah plunyer perpindahan diafragma akan
bervariasi. Sejumlah desain pompa perpindahan bervariasi yang lain juga tersedia.
Gambar 3.6 Pompa plunyer volume terkontrol mempunyai sekerup penyetel
panjang langkah.
Gambar 3.7 Unit diafragma piston untuk pemompaan volume terkontrol
mempunyai minyak untuk menggerakkan diafragma yang akan memompa cairan.
Gambar 3.8 Pompa diafragma jenis
tekanan yang digerakkan dengan
3.2.4 Pompa Jenis Diafragma
Pompa gabungan piston diafragma pada Gambar 3.7 umumnya dipakai
hanya untuk kapasitas yang lebih kecil. Pompa diafragma (Gambar 3.8 dan 3.9)
dipakai untuk aliran jernih atau yang mengandung bahan padat yang berkapasitas
lebih besar. Pompa itu juga sesuai untuk bubur kertas yang kental, air selokan
(sewage), sludge, larutan asam atau basa, dan campuran air dan bahan padat yang
meyerupai pasir. Diafragma yang terbuat dari bahan bukan logam yang fleksibel
akan lebih tahan terhadap korosi atau erosi dibandingkan dengan bagian logam
beberapa pompa torak. Pompa semprot diafragma kecepatan tinggi dengan
langkah yang pendek pada Gambar 3.10 dilengkapi dengan katup-katup hisap dan
buang jenis cakra. Pompa itu didesain untuk memompakan bahan kimia.
Gambar 3.10 Pompa semprot diafragma kecepatan tinggi, langkah pendek
beroperasi pada 60 sampai 80 psi dan mengalirkan bahan-bahan kimia.
Gambar 3.11 Unit pompa aksi tunggal plunyer rotari mempunyai plunyer yang
3.2.5 Desain Lainnya
Tersedia juga sejumlah besar jenis pompa torak lainnya yang didesain
untuk keperluan khusus. Banyak dipakai pada hidrolik industri, pelumasan,
pengisi bahan kimia dan sistem yang serupa. Kapasitas dan tekanan buangnya
bervariasi terhadap penggunaan yang menjadi tujuan perancangan pompa tersebut.
Untuk aksi tunggal plunyer rotari pada Gambar 3.11 mempunyai banyak
plunyer yang disusun melingkar. Setiap plunyer dihubungkan dengan plat
penggoyang (wabbler) yang diputar oleh penggerak. Perputaran pelat akan
menghasilkan gerakan bolak-balik pada plunyer, yang memberikan aksi
penghisapan dan pembuangan. Aliran dari pompa ini mulus (smooth). Pompa
piston paralel pada Gambar 3.12 mempunyai kotak pemiring T yang digerakkan
oleh kontrol C guna memvariasikan keluaran cairan dari unit. Pada desain lainnya
(Gambar 3.13) tabung silinder dan pistonnya beratun pada sudut untuk
menggunakan poros agar sesuai dengan aliran buang. Pompa piston horizontal
pada Gambar 3.14 mempunyai plat penggoyang W yang tidak berputar. Piston P
memberikan aksi pemompaan yang diinginkan.
Gambar 3.12 Pompa perpindahan bervariasi dengan piston yang paralel; tabung
Gambar 3.13 Tabung silinder dan piston-piston pada pompa ini berayun pada
suatu besaran sudut guna menyetel laju aliran buangnya.
Gambar 3.14 Pompa pelat penggoyang perpindahan yang bervariasi, pelat W tidak
berputar bersama dengan poros penggerak.
3.3 Karakteristik Pompa Torak
karakter denyutannya tergantung pada jenis pompa dan apakah pompa itu
mempunyai ruang bantalan (cushion chamber) atau tidak.
3.3.1 Pompa Aksi Langsung Simpleks
Pompa uap yang beroperasi pada kecepatan normal mempunyai kurva
aliran buang seperti ditunjukkan pada Gambar 3.15a. Alirannya tunak hingga
akhir langkah, yang piston cairannya berhenti dan membalik gerakannya. Tanpa
ruang bantalan (cushion chamber), aliran secara teroritis akan terhenti apabila
piston berhenti. Akan tetapi ruang udara akan mencegah hal ini, akan memberikan
lengkungan seperti ditunjukkan pada Gambar. Pada pompa uap aksi-langsung
dupleks, aliran yang keluar dari satu silinder umumnya akan terpisah setengah
langkah dari aliran buang silinder lainnya. Keduanya dijumlahkan sehingga
diperoleh kurva aliran seperti ditunjukkan oleh garis tebal pada Gambar 3.15b
yang mempunyai bagian melengkung sebanyak dua kali yang dipunyai oleh
pompa simpleks, namun titik bawahnya tidak pernah di bawah titik terendah
pompa aksi langsung simpleks.
Gambar 3.15 Kurva aliran buang untuk pompa-pompa aksi langsung (a) simpleks
3.3.2 Pompa Tenaga
Kurva aliran buang untuk pompa tenaga menyerupai kurva sinus (Gambar
3.16) sebab piston atau plunyer digerakkan oleh engkol. Aliran buang tidak akan
berubah dengan tiba-tiba sebagaimana pompa langsung. Pompa tenaga
aksi-ganda simpleks, kurvanya digambarkan pada Gambar 3.16a, mempunyai laju
aliran maksimum sebesar 60% di atas laju aliran rata-ratanya; aliran minimum di
bawah rata-ratanya adalah 100%. Ini berarti bahwa, pada sebarang titik selama
masing-masing siklus pemompaan, aliran dari pompa bernilai mol. Akan tetapi
aliran dari jaringan buang hampir konstan, tergantung dari bagan susunan
pemipaan dan jumlah serta jenis kapasitas ruang bantalan yang dipakai.
Gambar 3.16 Kurva-kurva buang untuk tiga jenis pompa tenaga. (a) Aksi ganda
simpleks. (b) Aksi ganda dupleks. (c) Aksi tunggal tripleks
ada aliran di dalam pipa buang sewaktu pompa beroperasi. Pompa aksi tunggal
tipleks selanjutnya lebih memuluskan kurva buang (Gambar 3.16c). Laju aliran
maksimum di atas rata-rata untuk unit ini 6.64 persen; laju aliran minimum di
bawah rata-rata 18,4 persen. Dengan pompa torak lainnya, perbedaan antara aliran
buang maksimum dan aliran buang rata-rata disimpan di ruang bantalan sampai
aliran buang menuju di bawah rata-rata.
Pompa tenaga quintupleks dan septupleks akan lebih memutuskan kurva
aliran buang lagi yang praktis dapat memberikan aliran jaringan buang yang
konstan. Akan tetapi, pengujian kesesuaian akhir kurva aliran buang merupakan
pekerjaan itu sendiri. Denyutan yang besar pada satu instalasi mungkin saja tidak
berapa penting, sementara pada instalasi lainnya denyutan-denyutan itu dapat
menjadi pertimbangan yang utama.
Perhatikan bahwa persentase aliran yang diberikan untuk unit-unit pada
Gambar 3.16 hanya berlaku untuk kurva yang ditunjukkan. Desain pompa, sudut
engkol dan jumlah faktor-faktor lainnya akan mengubah aliran dari satu unit ke
unit lainnya. Bagaimanapun, nilai-nilai yang diberikan merupakan praktek yang
terjadi akhir-akhir ini dan variasi dari satu pabrik ke lainnya tidaklah begitu besar.
3.3.3 Pompa Jenis Tenaga Kapasitas Kecil
Dalam batas tertentu, unit-unit ini mirip dengan jenisnya yang lebih besar
bila diperhatikan kurva aliran buangnya. Akan tetapi kenyataan bahwa
kebanyakan unit ini merupakan pompa kapasitas yang bervariasi, akan mengubah
penampilan kurva. Pompa aksi tunggal simpleks mempunyai aliran berdenyut
kurva yang berbentuk sinus itu akan lebih rata, seperti tergambar. Desain aksi
tunggal dupleks akan mengalirkan cairan dua kali lebih banyak dan mempunyai
kurva yang sama dengan unit-unit simpleks Bila satu piston berhenti mengalirkan
cairan dan kedua piston itu berpisah 180 derajat, maka piston yang lain akan
mulai. Jadi tidak ada periode panjang bila aliran dari pompa sama dengan nol.
Apabila dibutuhkan aliran konstan tanpa denyutan, kurva aliran buang
dapat diperoleh dengan jalan memakai desain pompa khusus untuk keperluan ini.
Perhatikan bagaimana aliran merata seluruhnya, tanpa memandang apakah pompa
beroperasi pada langkah penuh, setengah atau kurang dari itu.
Sekali lagi, penting untuk diingat bahwa kurva aliran buang pompa torak
bukanlah ukuran efisiensinya. Akan tetapi hanyalah merupakan penggambaran
secara grafis tentang apa yang terjadi pada aliran buang pompa. Ukuran akhir
pentingnya kurva merupakan persyaratan pekerjaan untuk aliran cairan di dalam
jaringan.
3.3.4 Kapasitas dan Kecepatan
Seperti pompa lainnya, pompa torak tidak akan menyedot cairan; pompa
ini akan menurunkan tekanan di dalam ruangan hisap, dan tekanan luar, biasanya
tekanan atmosfir, akan mendorong cairang ke dalam pompa. Untuk setiap pompa
dengan ukuran jaringan hisap yang sudah diketahui, kapasitas atau kecepatan
maksimum telah ditentukan oleh tinggi-tekan hisap positif bersih (npsh) yang ada
Apabila kecepatan pompa torak bertambah, maka kapasitasnya juga
aksi-langsung, kecepatan dinyatakan dalam feet per menit gerakan piston; untuk
pompa tenaga dinyatakan baik dalam kecepatan piston maupun putaran per menit.
Pada tahun-tahun terakhir ini, kecepatan pompa bertambah dengan nyata
untuk penggunaan khusus tertentu. Kecepatan dasar boleh saja tidak
mencerminkan kecepatan yang lebih tinggi yang saat ini kita gunakan. Akan
tetapi, unit kecepatan yang lebih tinggi untuk penggunaan umum pada semua
industri masih dalam tingkat pengembangan. Agaknya masih diperlukan waktu
yang lama sebelum semua persoalan yang dijumpai, khususnya
persoalan-persoalan yang menyangkut katup-katup cairan, akan dipecahkan. Oleh karena itu,
berlaku untuk sejumlah besar pompa tenaga yang dipakai sekarang ini dan untuk
desain yang telah ada di pasaran.
3.3.5 Kekentalan Cairan dan Temperatur Air
Kedua variabel ini akan mempengaruhi kecepatan dan kapasitas
maksimum pompa. Jadi, apabila kekentalan cairan berubah dari 250 menjadi
5.000 SSU kecepatan pompa turun dari kecepatan uji menjadi 65% dari kecepatan
uji. Apabila temperatur air naik dari 70 menjadi 250 F, akan terjadi penurunan
kecepatan menjadi 62 persen dari kecepatan ujinya. Bahan semi-padat, seperti
lumpur yang bersifat asam (acid sludge), gula cair (molasses), dan sirup,
dipompakan dengan pompa torak yang dirancang sedemikian rupa sehingga
beroperasi tanpa katup hisap. Katup-katup buang cakra atau bola digunakan untuk
unit-unit ini.
Sebelum memperhatikan pompa, periksalah bersama dengan pembuatnya
terhadap kapasitas. Generalisasi yang diberikan di atas, walaupun merupakan
petunjuk yang membantu, harus tidak digunakan terlalu bebas.
3.3.6 Ujung Sebelah Cairan dan Uap
Ujung cairan pompa torak dibuat dalam sejumlah besar desain untuk
berbagai cairan, kondisi keperluan dan tekanan. Gambar 3.17 sampai 3.25
menunjukkan beberapa susunan untuk pompa modern. Pompa uap aksi-langsung
pada Gambar 3.17 mempunyai ujung cairan pelat katup dengan dudukan katup
buang yang dapat dibongkar. Paking jenis mangkuk untuk piston cairan juga
ditunjukkan. Ujung cairan jenis katup jambangan pada Gambar 3-18 mempunyai
ruang-ruang katup yang ditutup oleh tutup yang tersendiri, sedangkan pompa
plunyer yang diberi paking dari luar, pada Gambar 3.19, mempunyai katup-katup
di dalam jambangan dan gland paking (packing gland) yang disusun sedemikian
sehingga semua kebocoran arahnya ke luar, yang dapat dengan mudah dilihat.
Gambar 3.18 Ujung cairan jenis jambangan katup.
Gambar 3.20 Paking pada bagian atas silinder cairan.
Gambar 3.21 Ujung cairan pompa tripleks mendatar.
Pompa vertikal pada Gambar 3.20 mempunyai paking plunyer pada bagian
atas silinder cairan, sedangkan pompa tripleks mendatar pada Gambar 3.21
mempunyai paking pada tempat yang biasa dengan katup sisi masuk dan sisi
buang pada plunyer. Katup sis masuk dan sisi buang dalam pompa volume
terkontrol pada Gambar 3.22 dalam susunan bertingkat. Desain ujung aliran
ujung cairan pada pompa-pompa torak merupakan fungsi tekanan yang dihasilkan,
cairan yang dipompakan, kapasitas pompa, dan lain sebagainya.
Gambar 3.22 Katup-katup sisi hisap dan sisi buang.
Gambar 3.23 Ujung cairan pompa tripleks vertikal.
Gambar 3.24 Katup rata yang digerakkan oleh piston.
Pada ujung-ujung uap pompa aksi-langsung, dipakai katup rata atau katup
yang seimbang (balanced) umum untuk pompa-pompa yang bertekanan tinggi.
Katup rata pada Gambar 3.24 bergerak ke depan dan ke belakang melintasi
dudukkannya oleh piston yang dipasangkan di atasnya. Gerakan katup ini teratur
dan positif. Pada katup piston seimbang (Gambar 3.25) unit dibuat beroperasi di
dalam selongsong. Katup ini mempunyai keausan dan gesekan yang minimum.
Gambar 3.26 menunjukkan desain katup piston seimbang lainnya. Contoh
penghubungan (linkage) katup-uap (Gambar 3.27) menghubungkan batang piston
pompa dengan batang dorong katup uap. Desain ujung uap untuk pompa vertikal
mirip dengan unit mendasar yang ditunjukkan di sini.
3.3.7 Paking Batang dan Piston
Setiap bahan yang dipakai untuk mengontrol kebocoran cairan antara
bagian yang bergerak dan bagian yang diam pada pompa biasanya disebut paking.
Gambar 3.26 Katup jenis piston seimbang lainnya.
Gambar 3.27 Hubungan katup uap.
Peti gasket sederhana batang piston pada Gambar 3.28a mempunyai
beberapa belitan paking persegi. Pada batang piston yang kecil, sebuah mur
mengelilingi gland sebagai pengganti stud yang ditunjukkan. Paking Chevron
(Gambar 3.28b) sering dipakai sebagai pengganti paking persegi. Plunyer
ditujukan untuk pompa bertekanan tinggi. Peti gasket yang diberi jaket (Gambar
3-28c) populer untuk pompa yang mengalirkan minyak panas atau bertemperatur
tinggi lainnya yang temperatur cairannya melebihi 500 F. Air diedarkan melalui
jaket untuk mendinginkan bagian batang yang berhubungan dengan paking.
dilengkapi dengan plunyer berongga, melalui rongga ini air pendingin
terus-menerus diedarkan.
Gambar 3.28 Paking batang piston
Paking untuk piston-piston cairan mempunyai banyak bentuk. Piston yang
diberi paking benam pada Gambar 3.29A untuk pompa keperluan umum sebagian
brons. Paking jenis mangkuk (Gambar 3.29B) merupakan paking standar untuk
pompa minyak. Cincin paking karet jejal (Gambar 3.29C) juga populer.
3.3.8 Katup Ujung Cairan
Sebagai kaidah umum, katup-katup cakra dituntun oleh tangkai yang
digunakan untuk pompa tekanan rendah, yang dituntun oleh sayap (permukaan
rata atau konis) untuk tekanan-tekanan yang moderat dan katup-katup sayap
permukaan konis untuk tekanan-tekanan tinggi. Akan tetapi, banyak tergantung
pada cairan yang dialirkan, desain pompa dan lain-lain.
Gambar 3.30 Katup cakra rata dengan rusuk penguat (rib) miring.
Gambar 3.31 Katup-katup jenis bola.
Katup cakra rata pada Gambar 3.30 mempunyai rusuk penguat (rib) miring
pada dudukannya untuk mengarahkan cairan sehingga cairan itu memutar cakra
sedikit sewaktu bergerak ke atas. Ini akan meratakan keausan yang terjadi pada
cakra. Katup bola (Gambar 3.31) sering dipakai apabila diinginkan pembukaan
yang bebas untuk sisi hisap dan sisi buang cairan. Sangkar akan menuntun bola
waktu naik atau turun.
Dudukannnya berbentuk lingkaran dan terbuka penuh. Katup yang
dengan lapisan karet yang dapat diganti-ganti untuk sayap-sayapnya. Desain lain
(Gambar 3.33), untuk cairan bersih tekanan tinggi, mempunyai dudukan yang
dapat diganti-ganti.
Gambar 3.32 Katup yang dituntun oleh sayap untuk cairan-cairan yang kental.
Gambar 3.33 Katup yang dituntun sayap untuk cairan-cairan jernish tekanan
Gambar 3.34 Katup tekanan rendah untuk cairan-cairan kental.
Katup tekanan rendah pada Gambar 3.34 dan katup tekanan tinggi pada
Gambar 3.35 untuk cairan kental yang terbuat dari baja paduan dengan lapisan
sintesis untuk semua keperluan biasa. Bahan-bahan khusus di pakai apabila cairan
yang korosif hendak dipompakan. Katup jenis cairan berlobang ganda populer
untuk pompa-pompa tenaga yang berukuran besar.
3.3.9 Gawai-gawai Kapasitas Variabel
Agaknya banyak sekali gawai (device) untuk memvariasikan kapasitas
pompa torak kapasitas kecil. Beberapa diantaranya telah dijelaskan sebelumnya
pada bab ini. Untuk pompa tenaga berukuran besar, tidak banyak variasi yang ada.
Mungkin ini disebabkan oleh sedikitnya variasi desain pompa yang berukuran
besar.
Katup hisap yang tidak dibebani memberikan pengurangan yang cepat
tetapi berangsur pada aliran buang cairan dan aliran penuh menjadi nol dalam
waktu tidak lebih dari separuh putaran pompa. Katup ini memperbesar akuran
buang cairan dengan cara yang sama dan digerakan oleh udara (pneumatic).
Keluaran pengubah langkah bervariasi tak terbatas. Pengubah ini dapat diatur
guna memvariasikan gerakan plunyer secara manual atau secara otomatis dari
langkah nol hingga langkah maksimum.
3.4 Konstruksi Pompa Torak
Pompa memiliki Konstruksi yakni dari konstruksi pompa reciprocating data yang
harus diperoleh antara lain :
Silinder dari pompa reciprocating sering dijadikan sebutan atau
penamaan terhadap pompa :
a. Pompa yang berkonstruksi dengan 1 buah silinder (simplex)
b. Pompa yang berkonstruksi dengan 2 buah silinder (douplex)
c. Pompa yang berkonstruksi dengan banyak silinder (multiplex)
Pada keterpasangan pompa reciprocating bahwa piston tidak
dilengkapi dengan ring piston bahkan sebagai pengganti piston sering
dipakai batang plunger (plunger rod) sehingga untuk memperoleh
ukuran diameter silinder pompa dalam perlakuannya dinyatakan
sebagai diameter batang plunger dengan notasi ∅PL
2. Jumlah atau banyaknya aksi kerja pompa.
Aksi kerja pompa dimaksudkan terjadinya kerja pompa pemompaan
yang dilakukan oleh reciprocating untuk 1 siklus gerak bolak-balik
batang plunger silinder.
Berdasarkan jumlah aksi kerja maka pompa reciprocating didasarkan
atas 2 macam :
a. Pompa aksi kerja tunggal (single acting).
Untuk pompa aksi kerja tunggal 1 siklus gerak bolak-balik batang
plunger
b. Pompa aksi kerja ganda (double acting).
Untuk pompa aksi kerja ganda 1 siklus gerak bolak-balik batang
3.5 Faktor Operasi Kerja Pompa Torak
Faktor yang harus diketahui sebagai operasi kerja pompa reciprocating
adalah jumlah langkah, jarak langkah kerja, dan kapasitas pompa. Berikut
penjelasan tentang faktor tersebut.
1. Jumlah Langkah
Jumlah langkah kerja dari suatu pompa reciprocating adalah banyaknya
siklus gerak bolak-balik batang plunger dalam silinder untuk satu satuan
pengukuran waktu dengan notas N satuan kali/menit.
2. Jarak langkah Kerja
Jarak langkah kerja dari suatu pompa reciprocating adalah panjang
lintasan gerak bolak-balik batang plunger dengan notasi L dengan satuan cm,
mm, fee dan in.
3. Kapasitas Pompa
Kapasitas pompa dari suatu pompa reciprocating adalah banyaknya
cairan yang dipompakan oleh pompa reciprocating dinyatakan dengan notas
Q dengan satuan volume/waktu.
Kapasitas pompa yang tertulis pada plat nama pompa adalah banyaknya
cairan yang dapat dipompakan oleh pompa tersebut disesuaikan dengan harga
jumlah langkah kerja standart dan jarak langkah kerja maksimum atau bukaan
stroke 100%.
Diperoleh dengan rumus sebagai berikut :
x : Jumlah silinder pompa
4. Penurunan Kemampuan Kerja Pompa
Penurunan kemampuan kerja dari suatu pompa reciprocating dapat
diketahui dengan menghitung seberapa besar penurunan kemampuan
kerja yang terjadi pada pompa, untuk mengetahui penurunan tersebut
dapat diketahui dengan rumus sebagai berikut :
PKKP = − ⋅100%
Dimana PKKP : Penurunan kemampuan kerja pompa
UKP : Unjuk Kemampuan Kerja
Qt : Kapasitas pompa teoritis
3.6 Komponen Pompa Torak
Gambar 3.36 Komponen Pompa Torak (Reciprocating)
Pompa Torak memiliki beberapa komponen yang penting, berikut penjelasan
tentang masing-masing komponen tersebut :
1. Piston/plunger berfungsi untuk mengisap fluida ke dalam dan menekannya
kembali keluar selinder.
2. Batang Piston berfungsi sebagai penerus tenaga gerak dari mesin ke piston.
3. Mur Piston berfungsi untuk mengikat piston pada batang piston.
4. Ring/seal berfungsi untuk mencegah kebocoran fluida dari dalam selinder
5. Selinder berfungsi sebagai tempat pergerakan piston dan penampungan
sementara fluida.
6. Selinder liner berfungsi sebagai pelapis selinder yang bagian dalamnya
7. Packing berfungsi sebagai pencegah kebocoran fluida dari dalam selinder.
8. Perapat packing berfungsi sebagai penekan supaya packing tetap pada
posisinya sewaktu batang piston bergerak.
9. Katup Isap berfungsi untuk mengatur pemasukan dan penutupan fluida pada
saat piston langkah isap.
10.Katup buang berfungsi untuk mencegah kembalinya fluida dari ruang outlet
ke dalam ruang selinder pada saat piston langkah tekan.
3.7 Prinsip Kerja Pompa Torak
Sambil memperhatikan Gambar 3.36, Prinsip kerjanya dapat diuraikan
sebagai berikut :
Piston bergerak mundur / kekiri,
- Katup tekan kanan tertutup rapat, katup tekan kiri terbuka sehingga fluida
bagian kiri piston masuk ke ruang outlet dan keluar melalui pipa penyalur.
- Katup isap kiri tertutup rapat, tekanan ruang selinder kanan menurun se-
hingga terjadi isapan membuat katup isap terbuka dan fluida masuk ke-
ruang selinder bagian kanan piston.
Piston bergerak maju/ kekanan,
- Katup tekan kiri tertutup rapat, tekanan ruang kanan meningkat membuat
katup tekan kanan terbuka sehingga fluida mengalir ke ruang outlet dan
- Katup isap kanan tertutup rapat, tekanan ruang selinder kiri menurun se-
hingga terjadi isapan membuat katup isap kiri terbuka dan fluida masuk ke-
ruang selinder bagian kiri piston, dan selanjutnya kembali piston bergerak
mundur – maju secara berkelanjutan.
3.8 Instrumentasi Pendukung Pada Proses Kerja Pompa Torak
Pada proses kerja pompa terdapat beberapa instrument pendukung, yang
berfungsi untuk membantu kerja dari pompa reciprocating tersebut. Instrument ini
saling mendukung antara lain. Berikut adalah instrument pendukung dari proses
kerja Reciprocating Pump.
3.8.1 Valve
Valve atau juga disebut katup adalah sebuah alat untuk mengatur aliran
suatu fluida dengan menutup, membuka atau menghambat sebagian dari jalannya
aliran. Jenis-jenis valve yang digunakan yaitu gate valve, globe valve, check valve
atau non-return valve.
1. Gate Valve (katup)
Jenis valve ini mempunyai bentuk penyekat piringan, atau sering disebut
wadge, yang digerakkan ke atas bawah untuk membuka dan menutup. Biasa
digunakan untuk posisi buka atau tutup sempurna dan tidak disarankan untuk
posisi sebagian terbuka. Biasanya Gate Valve terdapat pada Suction Valve dan
Gambar 3.37 Gate Valve
2. Globe Valve
Jenis globe valve digunakan untuk mengatur banyaknya aliran fluida.
Katup globe dinamai sesuai bentuknya. Bentuk globe valve memiliki partisi
interior, dan katup inlet dan pusat-pusat outlet yang inline. Konfigurasi ini
memaksa perubahan arah aliran dalam bentuk S. Disk menghambat aliran cairan
dengan menekan terhadap seat di partisi. Dengan mengubah posisi disc valve
globe, globe valve dapat digunakan untuk both throttling dan untuk full-on,
full-offflow control.
3. Check Valve atau Non-Return Valve
Jenis valve ini mempunyai fungsi untuk mengalirkan fluida hanya ke satu
arah dan mencegah aliran ke arah sebaliknya. Mempunyai beberapa tipe lagi
3.8.2 Water Tank
Water Tank atau Tangki Air berfungsi untuk menyimpan deposit air yang
diambil dari sumur sehingga kerja pompa terus berjalan apabila air mengering.
Water Tank ini dapat dilihat pada Gambar 3.38.
Gambar 3.38 Water Tank
3.8.3 Strainer
Pada Gambar 3.39 menunjukkan Strainer yang berfungsi untuk menyaring
kotoran-kotoran yang ada pada cairan sehingga kotoran-kotoran tersebut tidak
merusak pompa. Di dalam strainer terdapat celah2 kecil seperti saringan pada
umumnya.
3.8.4 Drain Valve
Drain valve berfungsi adalah katup yang berfungsi untuk mengetahui
adanya aliran air yang telah masuk kedalam pompa sehingga dari
intrument ini kita dapat melanjutkan ke proses berikutnya yaitu
menjalankan pompa. Valve ini dapat dilihat pada Gambar 3.40
Gambar 3.40 Drain Valve
3.8.5 Reflect Discharge Valve
Pada Gambar 3.41 menunjukka alat Reflect Discharge Valve berfungsi
untuk menahan cairan yang akan kembali lgi ke pompa. Sehingga cairan yang
akan kembali lgi ke pompa akan tertahan di valve ini.
3.8.6 Pressure Gauge
Pada Gambar 3.42 menunjukkan alat Pressure Gauge yang berfungsi untuk
melihat ukuran tekanan pada cairan
BAB IV
KEMAMPUAN KERJA POMPA RECIPROCATING
TERHADAP KAPASITAS YANG DIHASILKAN
4.1 Umum
Dalam mengoperasikan proses produksi didalam industri atau pabrik,
hampir sebagian besar memerlukan peralatan pendukung proses yang salah
satunya adalah pompa Reciprocating. Umumnya pompa Reciprocating
4.2 Perlunya Kapasitas dan Kemampuan dalam Penggunaan Pompa
Reciprocating :
dimana
energi mekanik dari penggerak pompa diubah menjadi energi aliran dari cairan
yang dipompa dengan menggunakan elemen yang bergerak bolak-balik di dalam
silinder.
Tinggi tekan dan kapasitas mendapat tempat yang sama dalam
penggunaan pompa. Sementara faktor-faktor lain seperti cairan yang dialirkan,
susunan pemipaan, dan jenis penggerak juga penting, persyaratan utama sebuah
pompa adalah bahwa pompa dapat mengalirkan jumlah cairan yang tepat ke tinggi
tekan yang ada pada sistem itu.
Kapasitas yang dilihat pada saat riset yaitu debit air yang berkisar 5
Liter/Menit. Dari hasil data kapasitas ini (Tabel 4.1) dapat diperoleh hasil
perhitungan untuk mengetahui kemampuan kerja pompa dan penurunan pompa
tersebut. Hasil perhitungan ini bermanfaat untuk mengetahui pompa masih layak
4.3 Data Pengamatan
Data pengamatan proses kerja Pompa Reciprocating di Pabrik Mini PTKI
Medan.
Tabel 4.1. Data Pengamatan Pengujian Kerja Pompa Reciprocating
Percobaan
Data Spesifikasi Teknis Peralatan Pompa Reciprocating yang tercantum dalam
nemplate Pompa Reciprocating di Pabrik Mini PTKI Medan adalah :
Date : Juni 1982
Diameter Silinder : 4 cm
2. Motor Penggerak Pompa
Tegangan : 380 volt
4.4 Perhitungan Rata-Rata
Untuk mengetahui kemampuan kerja pompa dan penurunan kerja pompa
diperlukan perhitungan rata-rata, yaitu seperti berikut :
Jumlah Langkah (rata-rata) =
5
Jarak Langkah (rata-rata) =
5
Kapasitas Terukur (rata-rata) =
4.5 Menghitung Operasi Kerja Pompa Pada Bukaan Stroke 100%
Hasil perhitungan Operasi Kerja Pompa Torak pada Bukaan Stroke 100%
adalah sebesar 4,3499 ltr/menit, berikut adalah penjabaran dari perhitungannya :
Qn = x y d plN⋅L
4.6 Menghitung Unjuk Kemampuan Kerja Pompa Pada Bukaan Stroke
100%
Berikut hasil perhitungan unjuk kemampuan kerja pompa pada bukaan
UKP = 0,8675669 x 100%
UKP = 86,76%
4.7 Menghitung Perubahan Kemampuan Kerja Pompa Pada Bukaan
Stroke 100%
Berikut hasil perhitungan perubahan kemampuan kerja pompa pada
bukaan stroke 100%
Menurut standart dari pabrikan Kemampuan Kerja Pompa sebesar 86,76%
dan hasil Penurunan atau Perubahan Kemampuan Kerja Pompa sebesar 13,24%
BAB V
PENUTUP
5.1 Kesimpulan
Dari hasil pembahasan mengenai kemampuan kerja pompa dan faktor-faktor
yang menyebabkan gangguan serta kerusakan bisa terjadi maka dapat disimpulkan antara
lain :
1. Dari hasil perhitungan yang didapat yaitu : Perubahan Kemampuan Kerja
Pompa (PKKP) = 13,24% dan Unjuk Kerja Pompa (UKP) = 86,76% maka
pompa reciprocating tersebut dinyatakan baik karena syarat pompa
dinyatakan baik adalah apabila kemampuan kerjanya (UKP) masih dapat
mencapai diatas 70% dan penurunan kerjanya dibawah 20%
5.2 Saran
1. Sebaiknya pengukuran dilakukan secara berkala agar dapat diketahuinya
pompa masih layak atau tidak untuk dipakai.
2. Mengganti pelumasan pada pompa secara berkala sehingga pompa tidak
cepat rusak.
3. Sebaiknya air yang digunakan pada pompa adalah air yang bersih atau layak
DAFTAR PUSTAKA
1. Sularso, Takahara, Haruo Pompa dan Kompressor Pemilihan Pemakaian
dan Pemeliharaan, edisi ke empat, PT, Pradaya Paramitha, Jakarya, 1991
2. Kursus Teknologi Operasi Pabrik, Pusat Pendidikan dan Pengembangan
Industri Kimia, Medan 1987.
3. Tyler G. Hiks, P. E, Teknologi Pemakaian Pompa, Penerbit Erlangga,
Jakarta 1996
4. Pullman. S, High Presure Cryogenie Pump; ACD ine (Santana Ana
California) 1985
