Laporan Resmi Praktikum Vibrasi dan Jenis Kerusakan pada Pompa

LAPORAN RESMI PRAKTIKUM INSTRUMENTASI AKUSTIK DAN VIBRASI –  VIBRASI  –  P1  P1

VIBRASI DAN JENIS KERUSAKAN POMPA AIR 

Di Susun Oleh : Rizky Kurniasari Kusuma Pratiwi NRP. 2413 031 058

Asisten : Rio Asruleovito NRP. 2414 105 050

PROGRAM STUDI D3 METROLOGI DAN INSTRUMENTASI JURUSAN TEKNIK FISIKA FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2015

1

LAPORAN RESMI PRAKTIKUM INSTRUMENTASI AKUSTIK DAN VIBRASI –  VIBRASI –  P1  P1

VIBRASI DAN JENIS KERUSAKAN POMPA AIR 

Di Susun Oleh : Rizky Kurniasari Kusuma Pratiwi NRP. 2413 031 058

Asisten : Rio Asruleovito NRP. 2414 105 050

PROGRAM STUDI D3 METROLOGI DAN INSTRUMENTASI JURUSAN TEKNIK FISIKA FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2015

i

PRAKTIKUM 1 VIBRASI DAN JENIS KERUSAKAN POMPA AIR

Nama NRP Program Studi Jurusan Asisten

: : : : :

Rizky Kurniasari Kusuma Pratiwi 2413 031 058 D3 Metrologi dan Instrumentasi Teknik Fisika, FTI-ITS Rio Asruleovito ABSTRAK

Getaran adalah gerakan yang teratur dari benda atau media dengan arah bolak-balik dari kedudukan seimbang. Aplikasi ilmu getaran telah banyak diterapkan. Diantaranya adalah untuk mengetahui jenis kerusakan pada pompa air dengan menganalisa frekuensi kerusakan pompa. Hal ini dilakukakan dengan menempatkan sensor accelerometer  pada posisi axial dan radial (vertikal dan horizontal) terhadap sumbu pusat putaran pompa. Untuk mendapatkan frekuensi putaran pompa menggunakan  stroboscop, yakni alat untuk memperlambat gerakan benda yang bergerak. Kerusakan pompa pada umumnya antara lain yaitu unbalance, misalignment, kerusakan pada bearing , dan loseness.  Data tersebut menghasilkan bahwa pompa 1, 2 (baik axial maupun horizontal) dan pompa 3 merupakan jenis kerusakan pompa  unbalance. Pompa 1 pada posisi vertikal

merupakan jenis kerusakan pompa  paralell misalignment . Dan pompa 2 pada posisi vertikal merupakan jenis kerusakan pompa angular misalignment . Kata Kunci : Getaran, Kerusakan, Pompa, Accelerome Pompa,  Accelerometer, ter, Stroboscope, Unbalance, Misalignment

iii

PRACTICUM  1 VI BRATI ON DAM AGE AND TYPE TYPE OF WATER PUM P Name

: Rizky Kurniasari Kusuma Pratiwi

NRP

: : : :

Pr ogr ogr am Study Study Department Assistant 

2413 031 058 D3 Metrologi dan Instrumentasi Teknik Fisika, FTI-ITS Rio Asruleovito ABSTRACT 

The vibrtation is a regular from the media to the direction of a balanced commuting between. Application of vibration have been applied. Including to knowledge of the damage to the pumps by analyzing the pump damage .Thie conducted by placing censorship accelerometer on the axial and radial (vertical and horizontal ) against the central axis of the pump. To get round use the pump stroboscope , namely a tool to slow motion moving body. Damage the pump in a general among others are unbalance , misalignment , damage to bearing , and loseness. The data produce that pump 1 , 2 ( axial and horizontally ) and pumps 3 is the type of damage unbalance pump. Pump 1 on a vertical  position is the type of damage paralell misalignment . And pump 2 on a vertical position is the type of damage angular misalignment.  Vibration,  Vibration, Damage, Pumps, Accelerometer, K eywor ds :  Stroboscope, Unbalance, Misalignment

v

KATA PENGANTAR

Puji syukur kami ucapkan kehadirat Allah SWT karena atas limpahan rahmat serta hidayah-Nya sehingga praktikan mampu menyelasaikan Laporan Resmi Praktikum mata kuliah Instrumentasi Akustik dan Vibrasi yang diselenggarakan oleh Laboratorium Vibrastic  Jurusan Teknik Fisika ITS dengan tepat waktu. Dalam laporan ini membahas semua apa yang telah  praktikan peroleh dalam praktikum mata kuliah Instrumentasi Instrumentasi Akustik dan Vibrasi. Dalam kesempatan kali ini penulis mengucapkan terima kasih kepada: 1. Dr. Ir. Totok Soehartanto, DEA selaku Ketua Jurusan Teknik Fisika ITS. 2. Dr. Ir. Purwadi Agus Darwito, MSc selaku Ketua Program Studi D3 Metrologi dan Instrumentasi ITS. 3. Ir. Tutug Dhanardono, MT selaku dosen pengajar Mata Kuliah Instrumentasi Akustik dan Vibrasi. 4. Dr. Dhany Arifianto ST, M.Eng selaku Ketua Laboratorium Vibrastic ITS. 5. Asisten Laboratorium Vibrastic ITS. 6. Semua pihak yang terlibat dalam penyusunan laporan ini. Penulis menyadari bahwa banyak kekurangan dalam  pembuatan laporan ini baik dari dari segi materi materi maupun maupun penyajian. penyajian. Akhir kata penulis berharap semoga laporan ini  bermanfaat  bermanfaat bagi penyusun penyusun sendiri khususnya khususnya dan pembaca pembaca pada umumnya. Surabaya, 23 Oktober 2015

Penulis

vii

DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL..................................... ...................................................... ........................ ....... i ABSTRAK  ........................ .......................................... ..................................... ................................. ............... iii  ...............................  .................................................. ..................................... ........................ ...... v ABSTARCT  KATA PENGANTAR ..................................... ...................................................... ................... .. vii DAFTAR ISI .............................  ................................................ ..................................... ........................ ...... ix DAFTAR GAMBAR  ....................................  ..................................................... ....................... ...... xi DAFTAR TABEL ......................... ........................................... .................................... ................... .. xiii BAB I : PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ..................................... ...................................................... .................... ... 1 1.2 Permasalahan Permasalahan..................................... ...................................................... ....................... ...... 1 1.3 Tujuan ......................... ........................................... .................................... ........................... ......... 1 1.4 Sistematika Sistematika Laporan .................................. ................................................. ............... 2 BAB II : DASAR TEORI 2.1 Pengertian Vibrasi .................................. .................................................... .................. 3 2.2 Karakteristik Karakteristik Getaran ....................... ......................................... ........................ ...... 4 2.3 Jenis Kerusakan Pada Pompa ................................... ................................... 5 2.4 Analisa Vibrasi dengan FFT......................... FFT..................................... ............ 10 2.5 Pengambilan Data Menggunakan Accelerometer .... 11 2.6 Stroboscope .................................... ..................................................... .......................... .........12 BAB III : METODOLOGI PERCOBAAN 3.1 Peralatan ................................... .................................................... ................................ ............... 13 3.2 Prosedur Percobaan Percobaan ................................... .................................................. ............... 13 BAB IV : ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN 4.1 Analisis Data ..................................... ...................................................... ....................... ...... 15 4.2 Pembahasan Pembahasan .................................... ..................................................... .......................... ......... 20 BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan............... Kesimpulan.................................. .................................... ............................. ............ 23 5.2 Saran.................................. .................................................... .................................... ..................... ... 23 DAFTAR PUSTAKA

ix

DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Karakteristik dari Getaran ................................ ................................ 5 Gambar 2.2 Spektrum Vibrasi Unbalance .......................... .......................... 6 Gambar 2.3 Angular Misalignment  .....................................   ..................................... 7 Gambar 2.4 Parallel Misalignment  .....................................   ..................................... 8 Gambar 2.5 Bearing Misalignment ................................... ...................................... ... 8 Gambar 2.6 Spektrum Kerusakan Bearing .......................... .......................... 9 Gambar 2.7 Spektrum Vibrasi Looseness ............................ ............................ 9 Gambar 2.8 Hasil FFT dari Data Vibrasi............................. ............................. 11 Gambar 4.1 Pompa 1 Posisi Axial .................................... ....................................... ... 15 Gambar 4.2 Pompa 1 Posisi Horizontal Horizontal ............................... ............................... 16 Gambar 4.3 Pompa 1 Posisi Vertikal ................................... ................................... 16 Gambar 4.4 Pompa 2 Posisi Axial .................................... ....................................... ... 17 Gambar 4.5 Pompa 2 Posisi Horizontal Horizontal ............................... ............................... 17 Gambar 4.6 Pompa 2 Posisi Vertikal ................................... ................................... 18 Gambar 4.7 Pompa 3 Posisi Axial .................................... ....................................... ... 19 Gambar 4.8 Pompa 2 Posisi Horizontal Horizontal ............................... ............................... 19 Gambar 4.9 Pompa 3 Posisi Vertikal ................................... ................................... 20

xi

DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Jenis Kerusakan K erusakan Spektrum Spe ktrum Frekuensi Frekuens i .................. ......... ........... 10

xiii

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Dalam perkembangan teknologi saat ini, ilmu getaran sangat  berperan penting didalamnya. didalamnya. Mulai dari bidang kedokteran,

 bidang pendidikan, pendidikan, bahkan bidang industri. Dalam sebuah  bidang industri misalnya, memerlukan memerlukan adanya ilmu getaran agar dapat diketahui tingkat kerusakan pada suatu alat instrument . Apabila getaran yang dihasilkan melebihi batas yang diperbolehkan, maka dapat mengganggu lingkungan sekitar dan membahayakan proses yang sedang berlangsung. Dengan adanya ilmu getaran yang mempelajari mengenai kerusakan suatu peralatan, maka dari itu dapat diminimalisir atau bahkan diatasi. Langkah yang dilakukan untuk mengatasi masalah kebisingan pada suatu peralatan, memerlukan adanya sebuah analisa yang dapat mendeteksi getaran tersebut. Tingkat kerusakan suatu peralatan dapat dilihat pada getaran yang terjadi  pada alat tersebut. tersebut.

Oleh karena itu, perlu dilakukan praktikum mengenai getaran dan jenis kerusakan, misal jenis kerusakan yang disebabkan oleh pompa air agar mahasiswa mempunyai dan mengerti mengenai keterampilan khusus untuk menganalisa  jenis kerusakan kerusakan yang terjadi pada pompa air. 1.2 Permasalahan Dari latar belakang di atas, adapun permasalahan dari  praktikum pemotongan pemotongan logam ini, antara lain : a. Bagaimana cara mengetahui frekuensi dari pompa?  b. Bagaimana cara mengetahui jenis kerusakan pompa dengan menganalisa frekuensi pompa air? 1.3 Tujuan Adapun beberapa tujuan dari praktikum pemotongan logam ini, antara lain :

1

2 a. Mengetahui frekuensi pompa.  b. Mengetahui jenis kerusakan pompa dengan menganalisa frekuensi pompa air. 1.4 Sistematika Laporan

Dalam sistematika laporan terdiri dari beberapa bab b ab dan sub bab yang berisi bab I pendahuluan tentang latar  belakang, rumusan rumusan masalah, tujuan, dan sistematika laporan. laporan. Bab II berisi dasar teori yang dapat menunjang beberapa  percobaan.  percobaan. Bab III metodologi percobaan berisi peralatan  percobaan dan prosedur percobaan. percobaan. Bab IV analisis data dan  pembahasan.  pembahasan. Bab V berisi penutup terdiri dari kesimpulan dan saran.

BAB II DASAR TEORI 2.1 Pengertian Vibrasi Getaran adalah gerakan yang teratur dari benda atau media dengan arah bolak-balik dari kedudukan keseimbangan (KEP51/MEN/1999). Vibrasi atau getaran mempunyai tiga parameter yang dapat dijadikan sebgai tolak ukur yaitu : a. Amplitudo adalah ukuran atau besarnya sinyal vibrasi yang dihasilkan. Amplitudo dari sinyal vibrasi mengidentifikasikan besarnya gangguan yang terjadi. Makin tinggi amplitudo yang ditunjukkan menandakan makin besar gangguan yang terjadi, besarnya amplitudo  bergantung pada tipe mesin yang ada. Pada mesin yang masih bagus dan baru, tingkat vibrasinya biasanya  bersifat relatif. relatif.  b. Frekuensi adalah banyaknya periode getaran yang terjadi dalam satu putaran waktu. Besarnya frekuensi yang timbul pada saat terjadinya vibrasi dapat diidentifikasikan  jenis-jenis gangguan yang terjadi. Gangguan Gangguan yang terjadi  pada mesin sering menghasilka menghasilkan n frekuensi yang jelas atau menghasilkan contoh frekuensi yang dapat dijadikan sebagai bahan pengamatan. Dengan frekuensi pada saat mesin mengalami vibrasi, maka penelitian atau  pengamatan  pengamatan secara akurat dapat dilakukan dilakukan untuk mengetahui penyebab dari permasalahan. Frekuensi  biasanya ditunjukkan ditunjukkan dalam bentuk Cycle per menit (CPM), yang biasanya disebut dengan istilah Hertz (dimana Hz = CPM). Biasanya singkatan yang digunakan untuk Hertz adalah Hz. c. Phase Vibrasi (Vibration Phase) adalah penggambaran akhir dari pada karakteristik suatu getaran. Phase adalah  perubahan posisi posisi pada bagian-bag bagian-bagian ian yang bergetar bergetar secara relatif untuk menentukan titik referensi atau titik awal  pada bagian bagian yang lain yang bergetar. bergetar.

3

4

2.2 Karakteristik Getaran Kondisi suatu mesin dan masalah-masalah mekanik yang terjadi dapat diketahui dengan mengukur karakteristik getaran  pada mesin tersebut. Karakteristik-karakteris Karakteristik-karakteristik tik getaran yang  penting antara antara lain adalah adalah : a. Frekuensi getaran Gerakan periodic atau getaran selalau berhubungan dengan frekuensi yang menyatakan banyaknya gerakan  bolak-balik  bolak-balik ( satu siklus penuh ) tiap satuan waktu. Hubungan antara frekuensi dan periode suatu getaran dapat dinyatakan dengan rumus sederhana : Frekuensi = 1 / periode Frekuensi dari getaran tersebut biasanya dinyatakan sebagai jumlah siklus getaran yang terjadi tiap menit ( CPM = Cycles per Minute ). Sebagai contoh sebuah mesin  bergetar 60 kali ( siklus dalam 1 menit maka frekuensi getaran mesin tersebut adalah 60 CPM ).  b. Perpindahan getaran ( vibration displacement ) Jarak yang ditempuh dari suatu puncak ke puncak yang lainnya disebut dengan perpindahan dari puncak ke  puncak atau yang disebut dengan  peak to peak displacement . Perpindahan tersebut pada umunya dnyatakan dalam satuan micron ( μm ) atau mils. 1 μm = 0,001 mm I mils = 0,001 inch c. Kecepatan getaran (vibration velocity) Kerena getaran merupakan suatu gerakan, maka getaran tersebut pasti mempunyai kecepatan. Kecepatan getaran ini biasanya dalam satuan mm/det ( peak ). ). Karena kecepatan ini selalu berubah secara sinusoida, maka seringkali digunakan pula satuan mm/sec (rms). Nilai  peak  =   = 1,414 x nilai rms. Kadang-kadang digunakan juga satuan inch/sec (peak) atau inc/sec ( rms ) 1 inch = 25,4 mm d. Percepatan getaran (vibration acceleration ) e. Phase getaran

5 Dengan mengacu pada gerakan pegas, dapat mempelajari karakteristik suatu getaran dengan memetakan gerakan dari pegas tersebut terhadap fungsi waktu.

Gambar 2.1 Karakteristik dari Getaran [1] 2.3 Jenis Kerusakan Pada Pompa Pompa adalah alat yang digunakan untuk memindahkan suatu fluida dari suatu tempat ke tempat lain dengan cara menaikkan tekanan cairan tersebut. Standart pompa sesuai dengan API 610, ISO 5199, DIN 24256 (www.truflo.com). (www.truflo. com). Masing-masing komponen pompa mempunyai frekuensi komponen yang akan memepengaruhi hasil getaran yang diakibatkannya, yang perlu diperhatikan pada pompa sentirifugal  NS-50 adalah 1 x rpm pompa yaitu rpm pompa dibagi 60 yang disebut frekuensi pompa, 1 x rpm r pm motor yaitu rpm motor diagi 60 yang disebut frekuensi motor listrik dan frekuensi sudut yang diperoleh dari mengalikan jumlah sudut impeler dengan rpm pompa yang selanjutnya dibagi 60. [2]

Frekuensi pompa (Hz) = Frekuensi sudut (Hz) =

    

       

Jenis kerusakan pada pompa pada umumnya yaitu : a. Unbalance  Unbalance adalah kondisi di mana pusat massa tidak sesumbu dengan sumbu rotsi sehingga rotor mengalami gaya

6 vibrasi terhadap bearing yang menghasilkan gaya sentrifugal. Ada beberapa faktor yang menyebabkan terjadinya unbalance yakni kesalahan saat proses pemesinan dan assembly, eksentrisitas komponen, adanya kotoran saat  pengecoran,  pengecoran, korosi dan keausan, distorsi geometri geometri karena  beban termal dan beban mekanik, mekanik, serta penumpukan penumpukan material. Karakteristik dari unbalance ini dapat diketehui dengan adanya amplitudo yang tinggi pada 1xRPM, tetapi adanya amplitudo pada 1xRPM tidak selalu unbalance, tanda lainnya adalah rasio amplitudo antara pengukuran arah horizontal dan vertikal kecil (H/V