laporan pompa sentrifugal-teknik mesin

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Masalah

                Pada zaman sekarang, sudah begitu banyak teknologi canggih yang dihasilkan, yaitu dalam dunia industri, otomotif, informasi, dan lain sebagainya. Seperti halnya dengan pompa, pompa sudah dapat di jumpai dimana-mana, karena penggunaan pompa sudah sangat di butuhkan oleh masyarakat.

                Kebutuhan akan pompa semakin meningkat, maka banyak para ahli dapat membuat berbagai jenis pompa dengan berbagai bentuk dengan fungsi yang berbeda-beda. Seperti jenis-jenis pompa yang beredar di pasaran, sudah ada yang dapat digunakan oleh masyarakat-masyarakat kecil karena memiliki konstruksi dan penggunaan yang sederhana. Dalam percobaan ini, yang di ujikan adalah praktek POMPA SENTRIFUGAL

                Pompa Sentrifugal Salah satu jenis pompa pemindah non positip adalah pompa sentrifugal yang prinsip kerjanya mengubah energi kinetis (kecepatan) cairan menjadi energi potensial (dinamis) melalui suatu impeller yang berputar dalam casing. Sesuai dengan data-data yang di dapat, pompa reboiler debutanizer di Hidro kracking Unibon menggunakan pompa sentrifugal single - stage double suction.

B. Batasan Masalah

Dalam penulisan laporan ini yang berjudul praktek test pump, penulis membatasi ruang lingkup permasalahan yaitu :

1. Bagaimana teori dasar Pompa Sentrifugal ?
2. Apa peralatan yang digunakan pada proses pengujian?

c. Tujuan Praktikum

▪ Menjelaskan fungsi POMPA SENTRIFUGAL                                                                                                                                                

▪ Menentukan karakteristik pompa

▪ Membuat Evaluasi

▪ Membuat keunggulan  dan kelemahan POMPA SENTRIFUGAL

D. Manfaat

Laporan ini diharapkan bermamfaat bagi

1. Bagi penulis sendri, dimana dalam laporan ini penulis dapat menambah wawasan tentang test pump;
2. Bagi adik-adik mahasiswa dapat menjadi bahan perbandingan sewaktu nanti mengadakan peraktek test pump di semester 5 (lima);

Bagi masyarakat yang membutuhkan informasi Pompa sentrifugal

E. Teknik Pengumpulan Data

▪ Melakukan konsultasi dengan dosen pembimbing

▪ Melakukan praktikum

▪ Melakukan diskusi dengan teman satu kelompok

▪ Melakukan pengambilan sebagian data dengan menggunakan internet

  

BAB II

TEORI DASAR

Teori Dasar Pompa Sentrifugal

Tekanan suatu fluida dapat diasumsikan sebagai tekanan pada suatu kolom vertikal berisi fluida dimana karena pengaruh beratnya memberikan tekanan yang sebanding dengan tekanan di semua titik. Tinggi kolom ini disebut head statis dan ditampilkan dalam terminologi feet atau meter. Head statis atas suatu tekanan tertentu bergantung pada berat fluida menurut rumus berikut:

Sebuah pompa centrifugal menciptakan kecepatan fluida. Energi kecepatan ini kemudian ditransformasikan ke energi tekanan saat fluida lepas dari pompa. Oleh karenanya, head yang tercipta bisa dikatakan sebanding dengan energi kecepatan impeller. Hubungan ini diwujudkan pada rumus yang sangat dikenal

yaitu:

H

Dimana;

H= Total head dalam feet atau meter.

v= Kecepatan impeller dalam feet per detik.

g= 32.2 Feet/Deti  

Kita bisa memperkirakan head sebuah pompa centrifugal dengan menghitung kecepatan impeller dan memasukkannya pada rumus di atas. Rumus yang bisa dipakai untuk kecepatan tersebut adalah :

D = Diameter Impeller dalam satuan inchi

V= Kecepatan dalam feet/detik.

Itulah sebabnya mengapa kita harus selalu mendasarkan pada pemahaman head fluida dalam feet/meter dan bukan pada tekanan, saat menghadapi pompa centrifugal. Suatu pompa dengan suatu jenis impeller dan dengan suatu kecepatan, akan menaikkan fluida pada ketinggian tertentu tanpa perlu menghiraukan berat fluida sebagaimana terlihat pada gambar 1 di bawah ini :

Fig. 1 Pompa yang identik akan dapat melayani fluida dengan berbagai tingkat kekentalan

Fig. 2-a Suction Lift : Menunjukkan besaran Head Statis dalam sebuah sistem pemompaan dimana Pompa terletak di posisi lebih tinggi dari Tangki tempat penghisapan. (Static Suction Head) SUCTION HEAD terjadi saat sumber suplai di atas garis tengah pompa. Jadi STATIC SUCTION HEAD adalah jarak vertikal dalam satuan feet atau meter darigaris tengah pompa hingga ketinggian fluida yang di pompa

Fig. 2-b Suction Head : Menunjukkan Static Head di sebuah sistem pemompaandimana Pompa terletak lebih rendah dari Tangki hisap. (Static Suction Head )

BAB III

JENIS-JENIS ALAT DAN BAHAN

Sebelum melakukan pembongkaran ,hal-hal yang harus di persiapkan sebelum berkerja adalah membesiapkan alat dan bahan yag akan di gunakan fiantaranya adalah sebagai berikut:

a.       1 buah pompa sentripugal

b.      1 set kunci kombinasi

c.       Palu karet

d.      1 set kunci

e.      Meja kerja

f.        Kuas pembersih

g.       Jangka sorong

Langkah keja :

1. lepaskan pompa dari tempat dudukannya

2. buka baut pengikat pada casing dengan kunci yang sesuai

3. lepaskan paking yang ada dengan benar

4.  lepaskan stuffing Box dari casing

5. lepaskan Shaft dengan cara dipukul dengan palu karet

6. lepaskan BearingBeraing (bantalan)

7. pisahkan Impeller dari shft

BAB IV

PRINSIP KERJA POMPA SENTRIFUGAL

PRINSIP KERJA POMPA

Pompa Centrifugal secara prinsip terdiri dari casing pompa dan impeller yang terpasang pada poros putar. Casing pompa berfungsi sebagai pelindung, batas tekan dan juga terdiri dari saluran- saluran yang untuk masukan ( suction ) dan keluaran ( discharge ). Casing ini memiliki vent dan drain yang berguna untuk melepas udara atau gas yang terjebak dalam casing selain untuk juga berguna perawatannya.

Vanes daripada impeller yang berputar meneruskan dan memberikan gaya putar sentrifugal kepada cairan ini sehingga cairan bergerak menuju keluar impeller dengan kecepatan tinggi. Cairan tersebut kemudian sampai dan mengumpul pada bagian terluar casing yaitu volute.

Volute ini merupakan area atau saluran melengkung yang semakin lama semakin membesar ukurannya, dan seperti halnya diffusor, volute berperan besar dalam hal peningkatan tekanan cairan saat keluar dari pompa, merubah energi kecepatan menjadi tekanan. Setelah itu liquid keluar dari pompa melalui saluran discharge.

Pompa Sentrifugal juga bisa dibuat dengan dua volute. Pompa semacam ini biasa disebut double volute pumps, dimana discharge nya berbeda posisi  180°. Untuk aplikasinya bisa meminimaliskan gaya radial yang mengenai poros dan bantalan sehubungan dengan ketidak seimbangan tekanan di sekitar impeller.

Perbandingan antara single dan double volute sentrifugal bisa dilihat di bawah ini

                    

 

Kavitasi pada Pompa

Kavitasi adalah fenomena perubahan phase uap dari zat cair yang sedangmengalir, karena tekanannya berkurang hingga di bawah tekanan uap jenuhnya. Pada pompa bagian yang sering mengalami kavitasi adalah sisi isap pompa.

Hal ini terjadi jika tekanan isap pompa terlalu rendah hingga dibawah tekanan uap jenuhnya, hal ini dapat menyebabkan :

-Suara berisik, getaran atau kerusakan komponen pompa tatkala gelembung-gelembung fluida tersebut pecah ketika melalui daerah yang lebih tinggi tekanannya-Kapasitas pompa menjadi berkurang

-Pompa tidak mampu membangkitkan head (tekanan)

-Berkurangnya efisiensi pompa.Secara umum, terjadinya kavitasi diklasifikasikan atas 5 alasan dasar :

1. Vaporisation - Penguapan.

Fluida menguap bila tekanannya menjadi sangat rendah atau temperaturnya menjadi sangat tinggi. Setiap pompa sentrifugal memerlukan head (tekanan) pada sisi isap untuk mencegah penguapan. Tekanan yang diperlukan ini, disiapkan oleh pabrik pembuat pompa dan dihitung berdasarkan asumsi bahwaair yang dipompakan adalah µfresh water pada suhu 68oF.

Dan ini disebut Net Positive Suction Head Available (NPSHA) Karena ada pengurangan tekanan (head losses) pada sisi suction( karenaadanya valve, elbow, reduser, dll), maka kita harus menghitung head total padasisi suction dan biasa disebut Net Positive Suction Head is Required (NPSHR). 

Nah nilai keduanya mempengaruhi terjadinya penguapan, maka untuk mencegah penguapan, syaratnya adalah : NPSHA ± Vp • NPSHR Dimana Vp : Vapor pressure fluida yang dipompa.Dengan kata lain untuk memelihara supaya vaporization tidak terjadi maka kitaharus melakukan hal berikut :

1. Menambah Suction head, dengan :

-Menambah level liquid di tangki.

-Meninggikan tangki.

-Memberi tekanan tangki.

-Menurunkan posisi pompa(untuk pompa portable).

-Mengurangi head losses pada suction piping system. Misalnya denganmengurangi jumlah fitting, membersihkan striner, cek mungkin ventingtangki tertutup) atau bertambahnya speed pompa.

2. Mengurangi Tempertur fluida, dengan :

-Mendinginkan suction dengan fluida pendingin

-Mengisolasi suction pompa

-Mencegah naiknya temperature dari bypass system dari pipa discharge.

3. Mengurangi NPSHR, dengan :

-Gunakan double suction. Ini bias mengurangi NPSHR sekitar 25 % dandalam beberapa kasus memungkinkan penambahan speed pompa sebesar 40 %

-Gunakan pompa dengan speed yang lebih rendah.

-Gunakan impeller pompa yang memiliki µeye¶ impeller yang lebih besar.

-Install Induser, dapat mereduksi NPSHR sampai 50 %.

-Gunakan pompa yang lebih kecil. Menggunakan 3 buah pompa kecildengan ukuran kapasitas separuhnya, hitungannya lebih murah dari padamenggunakan pompa besar dan spare-nya. Lagi pula dapat menghematenergy.

 

Pada bagian pertama tulisan yang lalu, kita telah mengenal apa itu kavitasi, efek yang ditimbulkannya dan klasifikasi kavitasi.

2. Air Ingestion - Masuknya Udara Luar ke Dalam System

Pompa sentrifugal hanya mampu menghandle 0.5% udara dari total volume. Lebih dari 6% udara, akibatnya bisa sangat berbahaya, dapat merusak komponen pompa. Udara dapat masuk ke dalam system melalui beberapa sebab, antara lain :

-Dari packing stuffing box ( Bagian A ± Lihat Gambar ). Ini terjadi, jika pompa dari kondensor, evaporator atau peralatan lainnya bekerja padakondisi vakum.

-Letak valve di atas garis permukaan air (water line).

-Flens (sambungan pipa) yang bocor.

-Tarikan udara melalui pusaran cairan ( vortexing fluid ).

-Jika µbypass line letaknya terlalu dekat dengan sisi isap, hal ini akanmenambah suhu udara pada sisi isap.

-Berkurangnya fluida pada sisi isap, hal ini dapat terjadi jika level cairanterlalu rendah.

Vortexing FluidaKeduanya, baik penguapan maupun masuknya udara ke dalam system berpengaruh besar terhadap kinerja pompa yaitu pada saat gelembung-gelembungudara itu pecah ketika melewati µeye impeller ( Bagian G ± Lihat Gambar ) sampai pada sisi keluar ( Sisi dengan tekanan yang lebih tinggi ). Terkadang, dalam beberapa kasus dapat merusak impeller atau casing. Pengaruh terbesar dari adanya jebakan udara ini adalah berkurangnya kapasitas pompa.

3. Internal Recirculation - Sirkulasi Balik di dalam System

Kondisi ini dapat terlihat pada sudut terluar ( leading edge ) impeller, dekat dengan diameter luar, berputar balik ke bagian tengah kipas. Ia dapat juga terjadi pada sisi awal isap pompa. Efek putaran balik ini dapat menambah kecepatannya sampai ia menguapdan kemudian pecah ketika melalui tempat yang tekanannya lebih tinggi. Ini selalu terjadi pada pompa dengan NPSHA yang rendah. Untuk mengatasi hal tersebut, kita harus tahu nilai Suction Spesific Speed , yang dapat digunakanuntuk mengontrol pompa saat beroperasi, berapa nilai terdekat yang teramanterhadap nilai BEP ( Best Efficiency Poin t) pompa yang harus diambil untuk mencegah terjadinya masalah

Nilai Suction Spesific Speed yang diijinkan adalah antara 3.000 sampai 20.000.Rumus yang dipakai adalah :

Dimana :

Rpm         = Kecepatan PompaCapacity = Gallons per menit, atau liters per      detik dari impeller terbesar pada nilaiBEP(Best Efficiency Point) -nya.

Head        = Net Positive Suction Head is Required ( feet atau meter )pada nilai rpm-nya.

Catatan penting :

-Untuk pompa double suction, kapasitas dibagi 2 karena ada 2 impeller eyes.

-Ideal untuk µmembeli pompa dengan nilai Suction Spesific Speed kurangdari  8500 ( 5200 metrik ) kecuali untuk kondisi yang ekstrim.

-Mixed Hydrocarbon dan air panas idealnya pada 9000 ÷ 12000 ( 5500÷7300 metric ) atau lebih tinggi, lebih bagus.

-Nilai Suction Spesific Speed yang tinggi menandakan impeller eye-nyalebih besar dari biasanya dan biasanya nilai efisiensinya disesuaikandengan nilai NPSHR yang rendah.

-Lebih tinggi nilai Suction Spesific Speed memerlukan desain khusus,operasinya memungkinkan adanya kavitasi.

-Biasanya, pompa yang beroperasi dibawah 50%  dari nilai BEP-nya tidak reliable

Jika kita memakai open impeller, kita dapat mengoreksi internal recirculation dengan mengatur suaian ( clearance ) impeller sesuai dengan spesifikasi pabrik  pembuatnya.

Jenis impeller

Untuk jenis Closed Impeller lebih banyak masalahnya dan kebanyakan pada prakteknya dikembalikan ke pabrik pembuatnya untuk di evaluasi ataumungkin didesain ulang pada impellernya atau perubahan ukuransuaian(clearance) pada wearing ring.

BAB V

Komponen Pompa Sentrifugal

Bagian-bagian Utama Pompa Sentrifugal  :

  

A. Stuffing Box Stuffing Box berfungsi untuk mencegah kebocoran pada daerah dimana poros pompa menembus  casing.

B. Packing Digunakan untuk mencegah dan mengurangi bocoran cairan dari casing pompamelalui poros. Biasanya terbuat dari asbes atau teflon.

C. Shaft ( poros ) Poros berfungsi untuk meneruskan momen puntir dari penggerak selama beroperasi dan tempat kedudukan impeller dan bagian-bagian berputar lainnya.

D. Shaft sleeve Shaft sleeve berfungsi untuk melindungi poros dari erosi, korosi dan keausan pada stuffing box. Pada pompa multi stage dapat sebagai leakage joint, internal bearing dan interstage atau distance sleever.

E. Vane Sudu dari impeller sebagai tempat berlalunya cairan pada impeller.

F. Casing Merupakan bagian paling luar dari pompa yang berfungsi sebagai pelindung elemen yang berputar, tempat kedudukan diffusor (guide vane), inlet dan outlet nozel serta tempat memberikan arah aliran dari impeller dan mengkonversikan energi kecepatan cairan menjadi energi dinamis (single stage).

G.  Eye of Impeller Bagian sisi masuk pada arah isap impeller.

H.  Impeller Impeller berfungsi untuk mengubah energi mekanis dari pompa menjadi energi kecepatan pada cairan yang dipompakan secara kontinyu, sehingga cairan padasisi isap secara terus menerus akan masuk mengisi kekosongan akibat perpindahan dari cairan yang masuk sebelumnya.

I. Wearing Ring Wearing ring berfungsi untuk memperkecil kebocoran cairan yang melewati bagian depan impeller maupun bagian belakang impeller, dengan cara memperkecil celah antara casing dengan impeller.

J. Bearing Beraing ( bantalan ) berfungsi untuk menumpu dan menahan beban dari poros agar dapat berputar, baik berupa beban radial maupun beban axial. Bearing juga memungkinkan poros untuk dapat berputar dengan lancar dan tetap pada tempatnya, sehingga kerugian gesek menjadi kecil.K. Casing Merupakan bagian paling luar dari pompa yang berfungsi sebagai pelindung elemen yang berputar, tempat kedudukan diffusor (guide vane), inlet dan outletnozel serta tempat memberikan arah aliran dari impeller dan mengkonversikan energi kecepatan cairan menjadi energi dinamis (single stage).

BAB VI

Pompa Sentrifugal dapat Diklasifikasikan

1. Menurut Kapasitas

     a. Kapasitas rendah ( <20 /jam )

b. Kapasitas sedang ( 20-60 /jam )

c.  Kapasitas tinggi ( >60 /jam )

2. Menurut Tekanan Yang Dihasilkan

a. Tekanan rendah ( <5 kg/  )

b. Tekanan menengah ( 5-50 kg/ )

c.  Tekanan tinggi ( >50 kg/  )

3. Menurut Kecepatan Spesifik

a. Kecepatan rendah

b. Kecepatan menengah

c.  Kecepatan tinggi

d. Pompa aliran campur

e. Pompa aliran aksial

4. Menurut Sisi Masuk Impeller

a. Pompa isapan tunggal ( single suction )

b. Pompa isapan ganda ( double suction )

5. Menurut Perencanaan Rumah Pompa

a. Rumah tunggal

b. Rumah bersekat-sekat, digunakan pada multi tingkat

6. Menurut Jumlah Impeller dengan Tingkatannya

a. Pompa dengan Impeller tunggal

b. Pompa dengan Impeller banyak

7. Menurut Letak Poros

a. Pompa poros horisontal

b. pompa poros vertikal

8. Menurut Sistem Penggerak

a. Dikopel langsung pada unit penggerak

b. Melewati beberapa macam jenis transmisi ( belt, roda gigi, dll )

Sistem Proteksi Pompa Sentrifugal

Agar pompa dapat beroperasi dengan baik, terdapat prosedur proteksi standar yang diterapkan pada pompa sentrifugal. Beberapa standar minimum paling tidak terdiri dari:

1. Proteksi terhadap aliran balik. Aliran keluaran pompa dilengkapi dengan check valve yang membuat aliran hanya bisa berjalan satu arah, searah dengan arah aliran keluaran pompa.

2. Proteksi terhadap overload. Beberapa alat seperti pressure switch low, flowswitch high, dan overload relay pada motor pompa dipasang pada sistem pompa untuk menghindari overload

3. Proteksi terhadap vibrasi. Vibrasi yang berlebihan akan menggangu kinerja dan berkemungkinan merusak pompa. Beberapa alat yang ditambahkan untuk menghindari vibrasi berlebihan ialah vibration switch dan vibration monitor.

4. Proteksi terhadap minimum flow. Peralatan seperti pressure switch high (PSH),flow switch low (FSL), dan return line yang dilengkapi dengan control valve dipasang pada sistem pompa untuk melindungi pompa dari kerusakan akibat tidak terpenuhinya minimum flow.

5. Proteksi terhadap low NPSH available. Apabila pompa tidak memiliki NPSHa yang cukup, aliran keluaran pompa tidak akan mengalir dan fluidater akumulasi dalam pompa. Beberapa peralatan safety yang ditambahkan pada sistem pompa ialah level switch low (LSL) dan pressure switch low (PSL).

 

Penggunaan Pompa Sentrifugal

Dalam kehidupan sehari-hari pompa sentrifugal banyak memberikan berbagai manfaat besar bagi manusia, terutama pada bidang industri. Secara umum pompa sentrifugal digunakan untuk kepentingan pemindahan fluida dari satu tempat ke tempat yang lainnya Berikut ini beberapa contoh lain pemanfaatan pompa sentrifugal, diantaranya:

a)Pada industri minyak bumi, sebagian besar pompa yang digunakan dalam fasilitas gathering station, suatu unit pengumpul fluida dari sumur produksi sebelum diolah dan dipasarkan, ialah pompa bertipe sentrifugal. 

b)Pada industri perkapalan pompa sentrifugal banyak digunakan untuk memperlancar proses kerja di kapal.

c)Pompa sentrifugal WARMAN dirancang khusus untuk memompakan lumpur, bahan kimia, dan semua larutan cair yang bercampur dengan partikel padat.d) Pompa sentrifugal dan reciprocating RUHRUMPEN untuk berbagai jenis aplikasi, seperti: industri proses, perkapalan, dock & lepas pantai, oil & gas dan aplikasi umum lainnya.

BAB VII

Keunggulan dan Kelemahan Pompa Sentrifugal

Keunggulan dan Kelemahan Pompa Sentrifugal :

Pada beberapa kasus pemanfaatan pompa sentrifugal, pompa inimemberikan efisiensi yang lebih baik dibandingkan pompa jenis displacement. Hal ini dikarenakan pompa ini memiliki keunggulan dari pompa lainnya. Keunggulan-keunggulan tersebut diantaranya :

a) Principe kerjanya sederhana 

b) Mempunyai banyak jenis

c) Konstruksinya kuat

d) Tersedia berbagai jenis pilihan kapasitas output debit air 

e)  Poros motor penggerak dapat langsung disambung ke pompa

f)Pada umumnya untuk volume yang sama dengan pompa displacement, harga pembelian pompa sentrifugal lebih rendah.

g)Tidak banyak bagian-bagian yang bergerak (tidak ada katup dan sebagainya),sehingga pemeliharaannya mudah.

h) Lebih sedikit memerlukan tempat.

i)Jumlah putaran tinggi, sehingga memberi kemungkinan untuk pergerakanlangsung oleh sebuah electromotor atau turbin. 

j) Jalannya tenang, sehingga fondasi dapat di buat ringan.

k)Bila konstruksinya disesuaikan, memberi kemungkinan untuk mengerjakan zat cair yang mengandung kotoran.

l)  Aliran zat cair tidak terputus-putus.

Namun disamping memiliki keunggulan pompa sentrifugal ini juga tidak luput dari yang namanya kelemahan. Adapun kelemahan dari pompa ini adalah:

a) Dalam keadaan normal pompa sentrifugal tidak dapat menghisap sendiri (tidak dapat memompakan udara). 

b) Kurang cocok untuk mengerjakan zat cair kental, terutama pada aliran volume yang kecil.

BAB VIII

PENUTUP

A. Kesimpulan

1. Rata-rata efisiensi Pompa Sentrifugal tidak terlalu tinggi. Hal ini karena disebabkan tidak seimbangnya daya poros  dengan daya hidrolik, dimana daya hidrolik sangat di tentukan oleh kapasitas pompa.

2. Semakin besar debit air yang dihasilkan pompa, maka head pompa akan semakin kecil.

B. Saran

1. Diharapkan menyadari pentingnya keselamatan

2. Agar dalam praktikum agar betul-betul teliti

3. dalam melakukan praktikum diharapakan mengikuti prosedur

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur terlebih dahulu kepada Tuhan yang Maha Esa yang telah memberi rahmat dan berkat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan ini tepat pada waktunya.

Adapun judul laporan ini adalah POMPA SENTRIFUGAL yang merupakan salah satu tugas praktikum di workshop ( bengkel )  Maintenance Mesin Politeknik Negeri Medan.

Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada Bapak dosen pembimbing sebagai dosen mata kuliah praktikum di workshop ( bengkel )  Maintenance.

Penulis menyadari bahwa laporan ini masih jauh dari sempurna. Oleh sebab itu, penulis mengharapkan kritik dan saran  yang sifatnya membangun demi penyempurnaan laporan ini di masa yang akan datang.

Akhir kata penulis mengucapkan terima kasih dan semoga laporan ini bermanfaat bagi pihak yang membutuhkan

               Medan,   Januari 2012

                                                                                                    Penulis,

                                                                                                  Boy Binsar manik      

 NIM: 0905012125