REDUCTION GEAR AND PROPULSION SYSTEM VIBRATION ANALYSIS ON MV.KUMALA
Dhani Priatmoko 4207 100 002
Pendahuluan
KM Kumala diinformasikan mengalami getaran yang
berlebih dan peningkatan temperatur gas buang serta tekanan minyak pelumas pada reduction gear.
Peningkatan getaran dirasakan utamanya pada bearing-bearing dan reduction gear.
Peningkatan getaran ini menyebabkan penurunan
kecepatan dinas menjadi 7-8 knots dari kecepatan dinas normal 10 knots, setelah beberapa trip
diputuskan bahwa kapal harus menjalani emergency docking.
Permasalahan
Berdasarkan pengukuran getaran, apakah emergency
docking dalam rangka perbaikan terhadap propeller, reduction gear dan sistem perporosan sudah dapat dapat diterima?
Apakah terdapat residual damage (kerusakan sisa)
yang perlu ditindak lanjuti berdasarkan pengukuran getaran?
Tujuan
Melakukan analisa getaran pada reduction gear KM.
KUMALA dan menentukan tingkat getaran yang terjadi berdasarkan data pengukuran berdasarkan aturan yang berlaku.
Menentukan performance engine dari KM Kumala
Metode
penelitian
Repair pada docking 2009
Poros baling-baling (2 unit)
Pengukuran clearance poros baling-baling, bush thordon, shaft steel, sleeve bronze
Bongkar skerm poros baling-baling
Poros dicabut digeser kebelakang 12 meter untuk pemeriksaan dan dipasang kembali
Buka mur baut flange poros baling-baling dirawat dan dipasang kembali Buka rumah EVK seal, dirawat, 1 unit diganti
Buka mating EVK seal, permukaan bidang geser dibubut 0,6 mm
2. Baling – baling
a. Baling - baling kanan
Daun baling - baling dicabut, diletakkan dalam graving dock dibawa ke
darat untuk diganti baru (spare kapal).
b. Baling - baling kiri.
Daun baling – baling dicabut, diletakkan dalam graving dock dibawa ke
Repair pada docking 2009
3. Rudder, Rudder Stock & Pintle.
Dilaksanakan pengukuran clearance poros kemudi pintle dan dibuatkan record.
4. Gear Box
General overhaul gear box M/E no 3,4 kiri
Metal duduk dilepas dan diganti baru 8 set General overhaul Gear box shaft ME No. 4 kiri
Sea trial 2 Juli 2009
Sea trial dilaksanakan pada tanggal 2 Juli 2009 dengan
muatan kosong, tangki bahan bakar 9000 L, tanki
harian 2000 L, tanki air tawar 97 ton, tangki harial air tawar 95 ton dan tangki air ballast 163 ton pada
perairan pelabuhan Semarang, endurance putaran 400 rpm selama 2 jam dengan kecepatan rata-rata 10,5
knots.
Pada sea acceptance test yang pertama, kapal mampu
berlayar dengan putaran mesin 600 rpm dan kecepatan trial 20,3 knots.
Emergency Docking 2011
Pembongkaran propeller dan poros
Perbaikan propeller dengan pengeboran untuk
menghentikan retak, pengelasan untuk menambah massa dan mereparasi ujung propeller yang terkikis oleh kavitasi serta perlakuan panas (heat treatment) untuk
mengembalikan bentuk daun propeller yang bengkok.
Balancing propeller
Perbaikan sleeve poros dengan benzona dan pembubutan Pembubutan bantalan poros
Pembongkaran reduction gear
Pengukuran dan penggantian bantalan yang sudah
menipis, mengganti packing reduction gear.
Emergency Docking 2011
Propeller kiri retak dan penyok (kiri) setelah mengalami perbaikan (kanan)
Kondisi propeller kanan bengkok keluar
Proses pengelasan
Emergency Docking 2011
Proses balancing propeller kiri dan kanan
Kondisi sleeve yang akan di belzona (kiri) dan sleeve dan poros yang sudah dibelzona dan di bubut
Emergency Docking 2011
Pengecekan kondisi gear box
Kondisi bantalan pada gear box
Pengukuran
getaran
titik property
Pengukuran ke
no. 1 no. 2 no. 3 no. 4
1 a - peak (m/s2) 1,52 1,21 0,94 3,17 a - rms (m/s2) 1,07 0,85 0,66 2,24 v (cm/s) 0,029 0,031 0,022 0,057 d (mm) 0,0002 0,0349 0,0034 0,0005 2 a - peak (m/s2) 2,39 1,38 1,75 3,6 a - rms (m/s2) 1,69 0,98 1,24 2,54 v (cm/s) 0,067 0,031 0,06 0,064 d (mm) 0,0047 0,0023 0,0064 0,0005 3 a - peak (m/s2) 0,56 0 0,68 29,84 a - rms (m/s2) 0,39 0,38 0,48 21,1 v (cm/s) 0,071 0,032 0,058 0,622 d (mm) 0,0318 0,0425 0,0494 0,0049 4 a - peak (m/s2) 1,84 1,36 1,71 3,92 a - rms (m/s2) 1,3 0,96 1,21 2,77 v (cm/s) 0,139 0,033 0,087 0,069 d (mm) 0,0444 0,0075 0,0474 0,0009 5 a - peak (m/s2) 1,98 6,49 2,33 30,25 a - rms (m/s2) 1,4 4,58 1,64 21,38 v (cm/s) 0,069 0,188 0,069 0,632 d (mm) 0,007 0,0061 0,0051 0,005
Pengukuran
getaran
titik property
Pengukuran ke
no. 1 no. 2 no. 3 no. 4
6 a - peak (m/s2) 3,03 3,99 3,65 30,07 a - rms (m/s2) 2,14 2,82 2,58 21,25 v (cm/s) 0,068 0,1 0,102 0,635 d (mm) 0,0038 0,0029 0,0016 0,0051 7 a - peak (m/s2) 1,93 1,38 1,35 31,27 a - rms (m/s2) 1,36 0,98 0,95 22,11 v (cm/s) 0,04 0,046 0,058 0,646 d (mm) 0,0023 0,0036 0,0058 0,0049 8 a - peak (m/s2) 1,77 1,92 2,04 32,24 a - rms (m/s2) 1,25 1,35 1,44 22,79 v (cm/s) 0,044 0,055 0,05 0,66 d (mm) 0,0057 0,0044 0,0021 0,0058 9 a - peak (m/s2) 9,18 9,77 8,92 31,56 a - rms (m/s2) 6,49 6,9 6,31 22,31 v (cm/s) 0,203 0,238 0,196 0,654 d (mm) 0,0039 0,0039 0,0033 0,0048 10 a - peak (m/s2) 11,59 12,9 7,82 32,71 a - rms (m/s2) 8,19 9,12 5,53 23,13 v (cm/s) 0,211 0,225 0,16 0,685 d (mm) 0,0033 0,0031 0,0035 0,005
Pengukuran
getaran
titik property Pengukuran ke
no. 1 no. 2 no. 3 no. 4
11 a - peak (m/s2) 4 3,44 3,34 31,35 a - rms (m/s2) 2,82 2,43 2,36 22,16 v (cm/s) 0,136 0,114 0,087 0,655 d (mm) 0,0078 0,0057 0,0074 0,005 12 a - peak (m/s2) 4,11 6,73 7,31 33,51 a - rms (m/s2) 2,9 4,76 5,16 23,69 v (cm/s) 0,068 0,067 0,07 0,704 d (mm) 0,0043 0,0031 0,0037 0,0053 13 a - peak (m/s2) 18,32 19,21 11,75 32,33 a - rms (m/s2) 12,95 13,58 8,31 22,85 v (cm/s) 0,346 0,38 0,235 0,672 d (mm) 0,0048 0,006 0,0044 0,005 14 a - peak (m/s2) 13,96 25,39 17 34,79 a - rms (m/s2) 9,87 17,95 12,02 24,6 v (cm/s) 0,278 0,486 0,244 0,725 d (mm) 0,0051 0,0043 0,0042 0,0056
Kondisi pengukuran
pengukuran rpm mesin 330 rpm no 1 rpm propeller 135 rpm
Tanggal 16 Juli 2011 jam 04:00 pengukuran rpm mesin 370; 375; 400; 330 no 2 rpm propeller 140, 135
Tanggal 16 Juli 2011 jam 09.15 pengukuran rpm mesin 370,375,400,330 no 3 rpm propeller 140,135
Tanggal 16 Juli 2011 jam 12;00 pengukuran rpm mesin 380,395,410,345 no 4 rpm propeller 150,145
Tanggal 16 Juli 2011 jam 17.00 12 knot
Kriteria Getaran menurut ABS
vibration limits for the main propulsion machinery
Propulsion Machinery Limits (rms)
Thrust Bearing and Bull Gear Hub 5 mm/s Other Propulsion Machinery
Components 13 mm/s
Stern Tube and Line Shaft Bearing 7 mm/s Diesel Engine at Bearing 13 mm/s Slow & Medium Speed Diesel Engine on
Engine Top (over 1000 HP) 18 mm/s High Speed Diesel Engine on Engine Top
Analisa sesuai ABS
titik Pengukuran vibration velocity (mm/s) ke
1 2 3 4 1 0,29 0,31 0,22 0,57 2 0,67 0,31 0,6 0,64 3 0,71 0,32 0,58 6,22 4 1,39 0,33 0,87 0,69 5 0,69 1,88 0,69 6,32 6 0,68 1 1,02 6,35 7 0,4 0,46 0,58 6,46 8 0,44 0,55 0,5 6,6 9 2,03 2,38 1,96 6,54 10 2,11 2,25 1,6 6,85 11 1,36 1,14 0,87 6,55 12 0,68 0,67 0,7 7,04 13 3,46 3,8 2,35 6,72 14 2,78 4,86 2,44 7,25
tingkat velocity getaran yang melebihi 7 mm/s adalah pada titik
pengukuran no 12 dan 14 pada pengukuran ke 3. Namun pengukuran pada titik tersebut
adalah pada gear box sehingga mengikuti kriteria dibawah 13 mm/s, masih
memenuhi peraturan ABS.
Kriteria Getaran menurut DNV
titik
Pengukuran vibration velocity (mm/s) ke 1 2 3 4 1 0,29 0,31 0,22 0,57 2 0,67 0,31 0,6 0,64 3 0,71 0,32 0,58 6,22 4 1,39 0,33 0,87 0,69 5 0,69 1,88 0,69 6,32 6 0,68 1 1,02 6,35 7 0,4 0,46 0,58 6,46 8 0,44 0,55 0,5 6,6 9 2,03 2,38 1,96 6,54 10 2,11 2,25 1,6 6,85 11 1,36 1,14 0,87 6,55 12 0,68 0,67 0,7 7,04 13 3,46 3,8 2,35 6,72 14 2,78 4,86 2,44 7,25
Berdasarkan standar DNV titik 3,5,6,7,11,12 dan 14 pada
pengukuran ke 4 tidak memenuhi kriteria, dan disebutkan merupakan
indikator bagi performance yang tidak baik.
Kriteria Getaran menurut ISO
18016:1995
Kriteria Getaran menurut ISO
18016:1995
velocity Pengukuran ke mm/s (rms) 1 2 3 4 0,28 A A A A 0,45 1,2,3,4,5,6, 1,2,3,4,5,6,7, 3,4,5,6,7,8,9 1,2,3,4,5, 0,71 10,11,12,13, 11,12,13,14 10,11,12, 12,13,14 1,12 7,8,9, 14 8,9,10 13,14 6,7,8,9, 1,8 10,11 2,8 B 9,10,13 B B 4,5 9,10,7,13 B 7,1 C 14 C 5,6,7,8,9,,14 11,2 C C 10,11,12,13 18 D D D D 28 45Menurut ISO 18016:1995
Berdasarkan pada tabel . pada pengukuran ke 2 titik
nomor 14 perlu mendapat perhatian.
Sedangkan pada pengukuran ke 4 hampir separoh titik
pengukuran berada dizona C .
Artinya adalah Permesinan dengan getaran pada zona
ini, termasuk pada kondisi yang tidak memuaskan
untuk dioperasikan secara terus menerus pada jangka panjang.
Umumnya, permesinan dapat dioperasikan untuk
waktu yang terbatas sampai mendapatkan kesempatan untuk memperbaiki kondisi.
Analisa Kondisi Kerja
Kondisi pada pengukuran ke 4 terjadi peningkatan
RPM propeller mencapai 150 rpm, kondisi kapal
overload draft tercatat 5,1 m (depan) 5,4 m (belakang), menurut BKI sarat penuh pada 4 meter.
Pada titik ke 14 adalah gear box dr engine 3 dan 4 yang
mempunyai rpm timpang (410 rpm&345 rpm) arah resultan gaya menyebabkan getaran berlebih
Berdasarkan historis perbaikan, bantalan shaft bearing
(pada titik pengukuran) tidak mengalami perbaikan di 2009 maupun 2011, begitu pula dengan defleksi dari poros sendiri yang tidak di periksa
Analisa Kondisi Kerja
Sehingga dengan kondisi sekarang, untuk
memperpanjang usia sistem propulsi, akan lebih baik apabila untuk kondisi full load (overload), motor
diesel dijaga pada putaran engine 400 rpm.
Apabila ada kesempatan perawatan berikutnya
dilakukan overhaul terhadap engine nomor 4 dan pengukuran defleksi pada tiap bantalan maupun defleksi dari poros itu sendiri.
Kesimpulan
Berdasarkan hasil perbandingan antara hasil pengukuran
dengan standar DNV dan ISO 18016:1995 tingkat getaran dari sistem perporosan KM Kumala bermacam-macam dan
terdapat beberapa titik diluar nilai yang dipersyaratkan
Dibandingkan dengan pada saat terjadinya kerusakan,
performance KM Kumala meningkat. Pada saat terjadi
kerusakan propeller, kecepatan kapal berada pada nilai 7-8 knots pada saat pengujian adalah 12 knots. Juga lebih bagus dibandingkan pada kondisi sea trial docking tahun 2009 yang hanya mampu mencapai 10,5 knots pada putaran mesin 300 rpm.
Berdasarkan ISO 18016:1995 sistem perporosan tidak dalam
kondisi baik apabila dijalankan dengan putaran mesin lebih dari 400 rpm secara terus menerus dengan kondisi kapal penuh (overload).
