PENGUKURAN VIBRASI PADA POMPA SENTRIFUGAL

Pompa sentrifugal merupakan salah satu jenis pompa yang paling banyak dipakai dalam dunia industri perminyakan, industri kimia maupun pembangkit listrik dan sebagainya. Pompa sentrifugal dapat dimanfaatkan untuk mengalirkan crude oil, cairan kimia maupun cairan lainnya yang dibutuhkan dalam proses industri tersebut. Pompa sentrifugal memiliki komponen utama yaitu berupa motor penggerak dan dikopel dengan pompa yang memiliki sudut impeller sehingga dapat berputar dengan kecepatan tinggi sesuai kecepatan putar motor. Adapun prinsip kerja pompa sentrifugal ialah dengan mengubah energi mekanis dari motor menjadi energi kinetis fluida (kecepatan).

Gaya sentrifugal yang muncul akibat perputaran impeller membuat fluida yang mengalir akan keluar melalui saluran buang (discharge) memiliki kecepatan dan head total yang lebih besar. Kebutuhan untuk mengalirkan fluida dari satu tempat ke tempat lain membuat pompa sentrifugal menjadi salah satu equipment yang bersifat kritikal dan perlu di monitor untuk keadaannya agar proses produksi tidak terhambat. Salah satu cara untuk mengetahui keadaan pompa secara berkala ialah dengan melakukan pengukuran vibrasi ataupun getaran pada pompa sentrifugal.

Vibrasi merupakan gerak bolak-balik suatu objek dari titik kesetimbangannya dalam suatu periode waktu tertentu. Setiap benda yang bermassa dan bergerak tentu akan mengalami getaran ataupun vibrasi. Oleh karena itu, semakin rendah nilai vibrasi maka dapat diambil kesimpulan bahwa equipment masih dalam keadaan baik, begitu juga sebaliknya. Kategori tinggi rendahnya nilai vibrasi dapat dilihat dari standar ISO-10816. Pengukuran vibrasi dapat memberikan informasi terkait kondisi pompa secara berkala sehingga dapat mencegah terjadinya kegagalan pada equipment. Oleh karena itu, sering sekali metode pengukuran vibrasi ini disebut juga dengan Predictive Maintenance. Dengan pengukuran vibrasi, seorang vibration engineer dapat menginformasikan mekanik untuk melakukan tindakan pada equipment yang diukur sehingga dapat mencegah dilakukannya Corrective Maintenance atau Overhaul yang tentunya akan menambah cost atau pengeluaran perusahaan.

Salah satu alat pengukuran vibrasi yang simpel dan mudah dibawa kemana saja (portable) adalah CSI 2130 maupun CSI 2140. Alat ini dilengkapi dengan accelerometer yang berguna sebagai sensor pembaca getaran. Adapun alurnya ialah Accelerometer akan membaca data akselerasi dari peralatan yang bergetar kemudian diubah menjadi Velocity dan output akhir ialah berupa data spectrum sehingga kemudian spectrum ini dapat memberikan informasi terkait keadaan dari equipment yang diukur.

Data spectrum yang dihasilkan dari pengukuran vibrasi dapat memberikan informasi lebih rinci terkait kemungkinan kegagalan yang harus diwasapadai dari equipment misalnya dugaan misalignment, unbalance, bearing wear, looseness dan lain sebagainya. Seorang engineer vibrasi harus paham dengan ciri-ciri setiap spectrum dan indikasi dari spectrum yang dimaksud agar tidak terjadi misinterpretasi ataupun kesalahan dalam memprediksi kondisi kegagalan pada equipment sehingga dapat dilaksanakan tindakan yang tepat untuk menghindari equipment trip. Hal-hal yang perlu diperhatikan pada saat pengukuran vibrasi ialah casing harus berada sedekat mungkin dengan bearing, alat ukur dapat terpasang dengan baik dan orientasi pengukuran yang harus tepat (arah radial, axial). Selain itu, selalu bekerja dengan safety dikarenakan keselamatan adalah aspek nomor satu.

Secara umum penyebab terjadinya anomali getaran pada sebuah peralatan yang berputar adalah sebagai berikut :

1. Unbalance atau imbalance

Unbalance adalah terjadinya pergeseran titik pusat massa dari titik pusat putarnya sehingga akan menimbulkan getaran yang tinggi. Besarnya amplitudo getaran sebanding dengan besarnya putaran (merupakan kuadrat dari putaranya).

2. Misalignment

Vibrasi yang disebabkan oleh penyambungan poros yang tidak simetris dan besarannya tergantung dari ketidaksimetrisan penyambunganya, semakin tidak simteris penyambungan poros pada sebuah peralatan maka menyebabkan vibrasi akan semakin tinggi. Gejala vibrasi yang diakibatkan oleh misalignment hampir sama dengan gejala unbalance akan tetapi dengan menggunakan vibrimeter yang memadai akan lebih mudah membedakan antara unbalance dan misalignment yaitu dari analisa sudut fasanya. Terdapat beberapa jenis misalignment seperti misalignment pada sambungan kopling, sabuk, rantai, roda gigi dan lain-lain.

3. Variasi beban

Beban besar (overload) pada mesin dapat menyebabkan vibrasi yang tinggi. Untuk melakukan analisa dari fenomena ini maka karakstristik pengoperasian mesin harus difahami, sehingga dalam mengukur getaran dasar (baseline vibration) sangat penting untuk memperhatikan variasi getaran terhadap beban, tekanan dan temperatur.

4. Clearance

Kelonggaran clearance (over clearance) mempunyai karakter penampilan vibrasi yang khusus yaitu ketika dilakukan analisa spectrum akan muncul pada 1 x rpm serta harmonic yang tinggi.

5. Resonansi

Instalasi suatu mesin biasanya terdiri dari rangka, pipa, duct, dan sebagainya, dimana komponen-komponen tersebut mempunyai frekuensi diri (natural frequency), yang didesain besarnya tidak boleh ada yang sama dengan putaran mesin. Jika salah satu atau beberapa komponen yang ada pada mesin itu mempunyai frekuensi diri yang sama besar dengan putaran mesin, maka vibrasi akan menjadi tinggi atau disebut dengan resonansi.

6. Mechanical looseness

Disebabkan oleh kerenggangan pada suatu mesin yang terjadi karena adanya kerenggangan baut, kerenggangan bearing, keretakan di pondasi, kerenggangan antara rotor dengan poros, dan sebagainya. Pada motor listrik dan generator, kerenggangan dapat terjadi pada rotor bar atau gulungan rotor maupun stator.

7. Kerusakan pada gigi

Masalah pada roda gigi adalah masalah yang sangat komplek, oleh karena itu untuk menganalisa permasalahn roda gigi diperlukan pengetahuan dan pengalaman yang memadai. Namun biasanya kerusakan gigi dapat disebabkan oleh keausan, sentuhan antar gigi tidak smooth, bentuk gigi yang tidak sesuai, pelumasan yang tidak baik dan eksentrisitas.

8. Kerusakan pada bearing

Ada dua jenis bearing yang memungkinkan terjadinya kerusakan yaitu anti friction bearing dan sleeve bearing. Keduanya mempunyai karakter vibrasi yang berbeda, dan juga kerusakan yang ditimbulkannya berlainan. Yang termasuk anti friction bearing ialah ball bearing dan roll bearing, sedangkan sleeve bearing adalah journal bearing.

Demikianlah sekelumit terkait pengukuran vibrasi pada pompa sentrifigal, semoga dapat bermanfaat dan menambah wawasan kita terkait dunia mechanic di Oil and Gas Industry.