Henri M Baringbing1, Mulfi Hazwi2 Email:[email protected]
1,2,
Departemen Teknik Mesin, Universitas Sumatera Utara, Jl. Almamater, Kampus USU Medan 20155 Medan Indonesia
Pemeliharaan pompa dilakukan dalam upaya menjaga kelancaran proses untuk mendistribusikan air keseluruh masyarakat yang berada di sekitar PDAM Tirtanadi Sunggal. Dalam penulisan ini tujuannya adalah untuk mengetahui seberapa besar kerusakan dan biaya pemelihan pada pompa vertikal vertikal tipe tait model 15 BCH 3 dengan kapasitas 150 l/s di PDAM Tirtanadi Sunggal. oleh karena itu penulis melakukan penelitian yaitu pada 1 unit pompa vertikal tipe tait model 15 BCH 3 dengan kapasitas 150 l/s di PDAM Tirtanadi Sunggal yang diambil dengan mengambil survey ke lapangan dimana putarannya 1470 rpm dan dari data sfesifikasi pompa tersebut dapat dihitung kerusakan dan biaya pada pompa. Maka dapat disimpulkan bahwa pada pompa vertikal besarnya head total yang harus dilayani pompa adalah 0,034 meter. Sedangkan NPSH pada pompa adalah 7,38 m.. Dari segi kontruksi dan kemampuan kerja dari pompa ini sangat cocok digunakan untuk memompakan air baku ke unit pengolahan dengan kapasitas yang cukup besar, dari segi kontruksi, pemasangan dan penempatan juga sangat bagus untuk digunakan karena bukan dari segi kemampuan saja, tapi dari segi perawatan dan biaya yang sangat efisien.
!"!
Perusahaan Daerah Air Minum (PDAM) Tirtanadi menggunakan mesin pompa yang banyak sekali untuk keperluan proses pengolahan air minum
dan pendistribusiannya kesetiap
masyarakat yang akan
membutuhkannya. Penggunaan pompa
ini sangatlah penting mengingat
pemindahan jenis fluida dan kondisi fluida dan kondisi kerja yang sangat bermacam macam.
Pada pabrik pengolahan air baku menjadi air bersih dan air minum di PDAM Tirtanadi, yang menggunakan
peralatan peralatan dan bahan
campuran yang sesuai dengan kualitas dan tingkat kejernihan yang sudah teruji.
Sistem pengolahan air baku ini
dilakukan secara bertahap, dengan perkataan lain suatu proses tidak dapat berlangsung jika proses sebelumnya belum berjalan. Pompa merupakan
jenis mesin fluida yang digunakan untuk memindahkan fluida melalui pipa dari satu tempat ke tempat lain. Dalam menjalankan fungsinya tersebut, pompa mengubah energi gerak poros untuk
menggerakkan sudu sudu menjadi
energi tekanan pada fluida.
Mengingat pompa merupakan jenis
fluida yang dingunakan untuk
memindahkan fluida dalam suatu
instalasi, maka kesinambungannya
perlu dijaga dan dirawat setiap saat. Kegagalan suatu komponen pompa akan berakibat pada berhentinya suatu proses dan kinerja. Untuk menghindari hal tersebut, maka pengoperasian dan
pemeliharaan pompa harus tepat.
energi hidrolis yang berupa head atau tinggi kenaikan air. Pemindahan fluida dari suatu tempat ke tempat yang lain tersebut dapat mengalami hambatan
hambatan akibat belokan belokan,
katub, sambungan maupun adanya gesekan antara fluida yang dialirkan dengan pipa pipa penghantarnya.
Dalam proses pemindahan fluida dari suatu tempat ke tempat lain yang digunakan mesin fluida atau pompa, jenis pompa yang dingunakan sangatlah banyak mengingat proses pengolahan air mulai dari bendungan hingga stasiun reservoir yang akan didistribusikan kepada masyarakat sangat besar.bakar tersebut.
# $ % ! !&' (
Pompa vertikal adalah
merupakan salah satu desain diffuser jenis tunggal atau multistage yang terdiri dari beberapa buah impeller yang
disusun secara seri yang dapat
menghasilkan head yang tinggi yang dapat dingunakan untuk memindahkan air[1]. Suatu pompa vertikal pada dasarnya terdiri dari satu impeler atau lebih yang dilengkapi dengan sudu sudu, yang dipasangkan pada poros
yang berputar dan diselubungi
dengan/oleh sebuah rumah (casing). Fluida mamasuki impeler secara aksial di dekat poros dan mempunyai energi potensial, yang diberikan padanya oleh sudu sudu. Begitu fluida meninggalkan impeler pada kecepatan yang relatif tinggi , fluida itu dikumpulkan didalam ‘volute’ atau suatu seri lluan diffuser yang mentransformasikan energi kenetik menjadi tekanan. Ini tentu saja diikuti oleh pengurangan kecepatan. Sesudah konversi diselesaikan, fluida kemudian dikeluarkan dari mesin tersebut. Aksi itu sama untuk pompa pompa dengan kekecualian bahwa volume gas adalah berkurang begitu gas gas tersebut melewati blower, sementara volume fluida secara praktis adalah tetap begitu fluida tersebut melewati pompa. Pompa pompa vertikal pada dasarnya adalah
mesin mesin berkecepatan tinggi
(dibandingkan dengan jenis jenis torak, rotary, atau pepindahan).Perkembangan
akhir akhir ini pada turbin turbin uap, dan motor motor listrik dan disain disain sistem gigi kecepatan tinggi telah
memperbesar pemakaian dan
penggunan pompa pompa vertikal,
seharusnya dapat bersaing dengan unit unit torak yang ada. Garis garis
effesiensi adalah garis yang
menyatakan effesiensi yang sama untuk
hubungan head dengan kapasitas
ataudaya dapat di tentukan batasan
putaran maksimum dan minimum
dengan kata lain untuk mendapatkan daerah operasi yang terbaik jika dilihat dari segi putaran pompa. Dalam pompa vertikal turbin juga tersedia berbagai konfigurasi, konstruksi dan bahan untuk
memenuhi kebutuhan aplikasi. Di
antaranya adalah sebagai berikut : a.Terbuka atau tertutup lineshaft konstruksi
b.Impeller tertutup atau semi terbuka c.Memakai cincin impeller Bowl dan tertutup
d.Cast besi atau baja fabrikasi kepala debit
e.Penyegelan konfigurasi untuk
konstruksi lineshaft terbuka
f.Dikemas dengan kemasan kotak grafit fleksibel
g.Tunggal atau ganda mekanik segel pada pompa terdapat kerusakan yaitu pada kavitasi dan keausan.
Kavitasi adalah fenomena perubahan fase uap dari zat cair yang sedang mengalir, karena tekanannya berkurang hingga di bawah tekanan uap jenuhnya. [2].Pada pompa bagian yang sering mengalami kavitasi adalah sisi hisap pompa. Misalnya, air pada tekanan 1 atm akan mendidih dan menjadi uap pada suhu 100 derajat celcius. Tetapi jika tekanan direndahkan maka air akan bisa mendidih pada temperatur yang lebih rendah bahkan jika tekanannya cukup rendah maka air bisa mendidih pada suhu kamar. Apabila zat cair mendidih, maka akan timbul gelembung gelembung uap zat cair. Hal ini dapat terjadi pada zat cair yang sedang mengalir di dalam pompa maupun didalam pipa. Tempat tempat yang
bertekanan rendah dan/atau yang
maka akan sangat rawan mengalami kavitasi. Misalnya pada pompa maka bagian yang akan mudah mengalami kavitasi adalah pada sisi isapnya. Sedangkan keausan (wear) didefinisikan perpindahan material dari permukaan suatu objek melalui kontak dengan permukaan objek lain yang bergerak relatif satu sama lain. Keausan dapat dibagi dua kategori; keausan yang didominasi oleh sifat mekanik bahan, dan keausan yang didominasi oleh sifat kimia bahan. Tipe keausan yang terjadi pada bantalan luncur ini adalah interaksi antara satu permukaan meluncur relatif terhadap permukaan lainnya pada suatu jarak tertentu. Mekanisme aus (wear) untuk luncuran kering tergantung pada
beberapa variabel; kehalusan
permukaan, geometri permukaan,
orientrasi, kecepatan luncur, kekerasan relatif antar permukaan, mikrostruktur bahan dan lain lain. Jadi laju keausan yang terjadi tidak murni karena sifat sifat bahan saja dan tidak selalu terjadi secara merata.Jenis keausan yang terjadi ialah keausan abrasif yaitu karena adanya gesekan antara material yang keras (poros) dan material yang
lunak (bantalan). Untuk lebih
mempermudah kita mengerti tentang terjadinya gesekan dan keausan pada
bantalan luncur atau yang biasa
disebutkan sebagai mekanisme
tribology yaitu friction,wear dan lubrication. Terjadinya gesekan antara
kedua permukaan tersebut dapat
menyebabkan terjadinya perpindahan material yang aus (chips) yang terjadi diantara kedua permukaan material yang bersentuhan.
') )")*$ "$'$
Memberikan uraian dari
pelaksanaan penelitian yang dilakukan penulis untuk mengetahui kerusakan
dan sistem pemeliharaan yang
dilakukan oleh perusahaan a)Spesifikasi Motor Penggerak
Tipe : Tait Model 15 BCH 3
Type impeller : Tertutup Jenis pompa : Vertikal
Penggerak pompa : Motor listrik
Power Input : 110 KW
performance pompa, pemeliharaan
harus tetap dilakukan, namun peristiwa kerusakan tentu akan terjadi, namun dengan langkah preventivekerusakan
dapat diprediksi agar dapat
direncanakan perbaikan kapan dan tidak terjadi kerusakan yang lebih fatal. Kerusakan pada pompa umumya terjadi pada bagian packing, bearing, impeller, dan shaft[3].
1. Impeller
Tanda tanda kerusakan pada impeller adalah:
a. debit air yang dihasilkan berkurang.
Gambar 2 Impeller yang mengalami kerusakan
Cara penanggulangannya
adalah dengan cara memperhatikan keperluan dan kapasitas penggunaan pompa dan memilih spesifikasi pompa yang tepat.
2) Bearing
Tanda tanda kerusakan pada bearing adalah:
a. Getarannya tinggi dan dapat diukur dengan vibrator meter
b. Suaranya kasar
c. Bahan pelumas yang tidak sesuai akibatnya akan terjadi korosi atau pengumpalan pelumas yang dapat menghambat berputarnya bantalan.
Gambar 3; Bearing
Cara menanggulanginya adalah dengan cara memberikan pelumasan yang cukup agar putaran poros pada bearing tetap balance dan tidak menimbulkan gesekan yang berlebihan.
3) Poros (shaft)
Pada bagian ini terjadi beban
puntir yang berlebihan akan
mengakibatkan poros akan patah. Shaft
merupakan tempat bertumpunya
bearing. Kita harus menjaga bearing berputar pada porosnya agar shaft terjaga dengan baikcdan tahan lama
4. Packing
Tanda tanda bahwa Gland peacking itu sudah rusak adalah pompa kurang hisap karena terlalu banyak udara di dalam pompa dan kadang kadang air mengalir deras di sela sela pompa.
Gambar 4 Packing
Untuk mencari NPSH pompa
Untuk mencari P uap jenuh air pada 250c adalah
Pu = Patm A ɤ ( hA)
= 1,412 kgf/m2.0,02 m2. 955 kg/m2 (11,8 . 0,2)
= 63,65 kgf/m2 Pa= 1 atm = 1,033 kg/cm2
= 10330 kg/m2 NPSH = Pa/ɤ hs htot Pv/ɤ NPSH = 10332/995 1–1,6– 63,65/995 = 10,38 – 1 – 1,6 – 0,06 =7,76 m
NPSH yang tersedia adalah 20,5 m, maka NPSH yang tersedia lebih besar dari pada NPSH yang diperlukan, jadi aman terhadap kavitasi.
Volume keausan bantalan tanpa
pelumas dapat dihitung dengan rumus: Wr = K.s.W (T.A, Stolarski,1990) Dimana: s = sliding distance m
W = beban N
K = koefisien keausan per satuan beban per jarak sliding
Maka:
laju keausan :
Wr = (0,2505x10 12 m3/Nm).( 1.756,6 m).(203,2N)
= 89.413,75 x 10 12 m3 = 89,41375 mm3
Jadi laju keausan bantalan untuk stiap kali jalan adalah 89,41375 mm3
Dari hasil pengukuran terhadap
diameter dalam bantalan arah vertikal adalah 58 mm. Jadi diameter dalam bertambah sebesar 8 mm.
Hal ini berarti bantalan telah beroperasi selama:
( 8)/(0,038 ) = 210,5 hari
Maka umur bantalan dapat diketahui selama operasi yaitu 210,5 hari.
Evaluasi biaya dengan preventive
maintenance dan mengunakan
Breakdown maintenance
Pada PDAM Tirtanadi Sunggal memiliki pompa vertikal sebanyak 14 unit pada Finish Water Pump (FWP),sampel yang dingunakan untuk penelitian adalah satu unit pompa vertikal, dimana biaya yang dikeluarkan oleh perusahaan untuk biaya pompa (CP) per unitnya adalah Rp 41.000.000 dan biaya rata rata perbaikan setelah rusak (CR) adalah Rp
123.000.000, maka probabilitas
kerusakan dan biaya alternative
Preventive Maintenance pada pompa adalah :
Gambar 5 Grafik Hasil Analisa dengan
Preventive Maintenance dan
Breakdown Maintenance
Dari grafik di atas kita dapat melihat
perbedaan antara preventive
maintenance dan dengan
breakdownmaintenance , dimana pada biaya yang sama, umur pakai (lifetime)
pompa lebih lama[4]. Hal ini
menunjukkan bahwa penggunaan
preventive lebih menguntungkan baik dari segi biaya dan umur pakai mesin pompa tersebut.
&$,.!" /
Besarnya kavitasi atau
kerusakan yang terjadi karena
gelembung gelembung uap zat cair pada pompa adalah 7,38 m Besarnya keausan yang terjadi karena gesekan antara material keras (poros) dan material lunak (bantalan) pada pompa adalah 89,41375 mm3 Hubungan Man Power, Man hour, Material, Tool dan Cosumble adalah berbanding lurus dengan biaya. Semakin besar tingkat kesulitan dari pekerjaan Preventive Maintenace makalcdf semakin besar biaya yang harus dikeluarkan oleh perusahaan tersebut.
Pemakaian sistem Preventive
Maintenance pada suatu perusahaan akan lebih menguntungkan dari pada
menggunakan sistem Breakdown
Maintenace. Untuk mendapatkan kinerja kondisi oprasi yang bagus dan efisien, pemilihan pompa sangat memegang peranan penting dapat proses produksi yang mengalirkan fluida cair, jadi pemilihan pompa harus ditinjau dari banyak aspek bukan dari kapasitas atau
dari daya saja, tapi dari segi
kontruksinya juga harus diperhatikan.
0' / !&' (
[1].Fritz Dietzel, Dakso Sriyono, "Turbin Pompa dan Kompresor",
Penerbit Erlangga. Cetakan
keempat, Jakarta, 1993.
[2].Sularso, Haruo Tahara, Pompa dan
Kompressor : Pemilihan,
Pemakaian dan Perawatan. PT. Pradnya Paramita, Jakarta 2000.
[3].Setiawan, F.D, 2008. Perawatan
Mekanikal Mesin Produksi,
Maximus, Yogyakarta.
[4].Tampubolon, P. Manahan, 2004,
Manajemen Operasional, edisi
