Report Centrifugal Pump BB2 at PERTAMINA RU II DUMAI

i

LEMBAR PENGESAHAN

ANALISIS GEJALA BLADE PASS FREQUENCY YANG MENYEBABKAN

HIGH VIBRATION PADA CENTRIFUGAL PUMP TYPE BETWEEN

BEARING 2 DENGAN DOUBLE SUCTION UNIT 110-P-6B AREA HEAVY

OIL COMPLEX PT. PERTAMINA RU II DUMAI

1 Desember 2015 – 31 Januari 2016

Disusun Oleh

Nama : Pipin Azrin

NIM : 1207113572

Mengetahui, Meyetujui,

Lead of Rot. Eq & Insp. Engineer Pembimbing Kerja Praktek

Ardo Hendardi Yudhistira Prana Aditya

NIP. 719437 NIP. 750575

Menyetujui,

Senior Officer BP Refinery / Unit HR RU II

Esti Budi Utami

S1 TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS RIAU

PEKANBARU

ii

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat serta

nikmat-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan kerja praktek ini tepat

pada waktunya. Selanjutnya shalawat dan salam penulis sampaikan kepada rasul

junjungan alam yaitu, Nabi Muhammad SAW.

Tujuan kerja praktek adalah untuk mengenal dunia kerja dalam ruang

lingkup teknik mesin berskala industri, serta berinteraksi langsung dengan kondisi

lapangan. Pada laporan kerja praktek ini penulis membahas suatu masalah yang

berada dilapangan yaitu dengan judul, “Analisis Gejala Blade Pass Frequency

Yang Menyebabkan High Vibration Pada Centrifugal Pump Type Between

Bearing 2 Dengan Double Suction Unit 110-P-6B Area Heavy Oil Complex PT.

PERTAMINA RU II”.

Terimakasih penulis sampaikan kepada semua pihak yang telah membantu

demi tercapainya pelaksanaan kerja praktek ini. Selanjutnya, penulis

mengucapkan terima kasih kepada kedua orang tua dan keluarga yang telah

memberikan motivasi dan materil untuk semua kelancaran kerja praktek penulis.

Terimakasih kepada Bapak Yudhistira Prana Aditya sebagai Engineer Rotating

selaku pembimbing 1 saya, Bapak Pandu Setia Nugraha sebagai Engineer

Rotating selaku pembimbing 2 saya selama berada di lokasi kerja praktek di

PERTAMINA RU II Dumai yang telah banyak memberikan ilmu pengetahuan

dan bimbingan kepada penulis selama di PERTAMINA RU II Dumai.

Penulis menyadari bahwa masih banyak terdapat kekurangan dalam

penulisan laporan ini, baik dari segi ilmu maupun penulisan. Maka dari itu penulis

mengharapkan kritik dan saran yang membangun demi kesempurnaan isi laporan

kerja praktek ini nantinya. Semoga laporan kerja praktek ini bermanfaat bagi

semua pembaca dan penulis khususnya.

Dumai, Januari 2016

Penulis

iii

DAFTAR ISI

LEMBAR PENGESAHAN.................................................................................... I

KATA PENGANTAR ........................................................................................... II

DAFTAR ISI .........................................................................................................III

DAFTAR GAMBAR .............................................................................................V

DAFTAR TABEL............................................................................................... VII

BAB I PENDAHULUAN ...................................................................................... 1

1.1 Latar Belakang ............................................................................................1

1.2 Tujuan .........................................................................................................2

1.3 Manfaat .......................................................................................................3

1.4 Waktu dan Tempat Pelaksanaan ..... ...........................................................3

1.5 Gambaran Umum Perusahaan .....................................................................3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA......................................................................... 10

2.1 Pengertian Umum Heavy Oil Complex (HOC) ........................................10

2.1.1 Unit 110-HVU..................................................................................... 11

2.1.2 Unit 140-DCU..................................................................................... 12

2.1.3 Unit 220-DHDT .................................................................................. 15

2.2 Pompa Sentrifugal..................................................................................... 18

2.2.1 Pengertian............................................................................................ 18

2.2.2 Tipe Pompa Berdasarkan API 610...................................................... 19

2.2.3 Prinsip Kerja Pompa Sentrifugal ........................................................ 27

2.3 Vibrasi ...................................................................................................... 28

2.3.1 Pengertian Vibrasi............................................................................... 28

2.3.2 Macam-Macam Vibrasi....................................................................... 28

2.3.3 Alat Ukur Vibrasi................................................................................ 29

2.4 Blade Pass Frequency (BPF) Pompa Sentrifugal ......................................30

2.4.1 Pengertian BPF ................................................................................... 30

2.4.2 Penyebab Terjadinya Blade Pass Frequency ...................................... 31

2.4.3 Proses Terjadinya Blade Pass Frequency ........................................... 32

2.4.4 Efek Terhadap Pompa ......................................................................... 33

iv

2.5 Spesifik Tipe Pompa Berdasarakn API .....................................................33

2.5.1 Single Stage Overhung Pump ............................................................. 33

2.5.2 Between-Bearing Pumps (Tipe BB1, BB2, BB3, BB5) ..................... 34

2.5.3 Vertically Suspended Pumps (Tipe VS1 melalui VS7) ...................... 35

2.5.4 Single-Case Diffuser (VS1) and Volute Pumps (VS2) ...................... 35

2.5.5 Single-Casing Axial Flow Pumps (VS3) ............................................ 36

2.5.6 Single-Casing Line Shaft (VS4) and Cantilever Pumps (VS5) .......... 36

2.5.7 Double-Casing Diffuser (VS6) and Volute Pumps (VS7) .................. 36

BAB III METODOLOGI ................................................................................... 37

3.1 Diagram Alir Kerja Praktek ......................................................................37

3.2 Prosedur Pelaksanaan ................................................................................37

3.3 Kegiatan Kerja Praktek .............................................................................39

3.4 Metode Pengambilan Data ........................................................................39

BAB IV TUGAS KHUSUS ................................................................................ .41

4.1 Tujuan Tugas Khusus ................................................................................41

4.2 Batasan Masalah ........................................................................................41

4.3 Data Sheet For Centrifugal Pump BB 2 ....................................................41

4.4 Alat yang Dipakai Dalam Pengukuran Pompa Sentrifugal BB 2 .............43

4.5 Analisa Data Overall Vibration Monitoring .............................................44

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN .............................................................. 59

5.1 Kesimpulan ...............................................................................................59

5.2 Saran ..........................................................................................................61

DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................... 62

LAMPIRAN ......................................................................................................... 64

v

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1 Lokasi Kilang Dumai ..........................................................................2

Gambar 1.2 Logo PERTAMINA ...........................................................................8

Gambar 1.3 Struktur Perusahaan .............................................................................9

Gambar 2.1 HVGO ...............................................................................................10

Gambar 2.2 Diskripsi Proses Unit 110-HVU .......................................................11

Gambar 2.3 Diskripsi Proses Unit 140-DCU ........................................................12

Gambar 2.4 HCGO ...............................................................................................15

Gambar 2.5 Coke ..................................................................................................15

Gambar 2.6 Diskripsi Unit 220-DHDT .................................................................16

Gambar 2.7 Light Kerosene dan Heavy Kerosene ................................................17

Gambar 2.8 Identifikasi Tipe Klasifikasi Pompa ..................................................19

Gambar 2.9 Tipe Pompa OH1 ...............................................................................20

Gambar 2.10 Tipe Pompa OH2 .............................................................................21





Gambar 2.14 Tipe Pompa BB1 .............................................................................23





Gambar 2.19 Tipe Pompa VS1 .............................................................................24







vi

Gambar 2.26 Penampang Pompa Sentrifugal .......................................................27

Gambar 2.27 Getaran Tentu Dan Acak .................................................................29

Gambar 2.28 DSO .................................................................................................29

Gambar 2.29 Sensor Accelerometer .....................................................................30

Gambar 2.30 Lokasi dan arah pengambilan data vibrasi ......................................30

Gambar 2.31 Impeller and Diffuser Vanes ...........................................................31

Gambar 2.32 Blade Pass Frequency ......................................................................31

Gambar 2.33 Tipe Pemasangan VS6 dan VS7 Dengan Plat Tunggal ..................35

Gambar 3.1 Diagram Alir Kerja Praktek ..............................................................37

Gambar 4.1 SKF Microlog Analyzer AX series – CMXA 80 ..............................43

Gambar 4.2 Pengambilan Data dan Analisis .........................................................43

Gambar 4.3 Pompa Between Bearing 2 dan Point Measurement .........................44

Gambar 4.4 Pompa Sentrifugal BB 2 Sudut Pandang Depan ...............................44

Gambar 4.5 Bentuk Empat Impeller .....................................................................47

Gambar 4.6 Impeller I Tanpa Pemotongan dan Impeller II V-Cut .......................47

Gambar 4.7 Ukuran Diameter Impeller Pompa Sentrifugal BB 2 ........................48

Gambar 4.8 Spectrum Microlog Analyzer 3P DE V-VEL ...................................49

Gambar 4.9 Spectrum Microlog Analyzer 4P NDE V-VEL ................................49

Gambar 4.10 Spectrum Microlog Analyzer 3P DE V-VEL .................................50

Gambar 4.11 Spectrum Microlog Analyzer 4P NDE A-VEL ...............................50

Gambar 4.12 Spectrum Microlog Analyzer 3P DE H-VEL .................................51


Gambar 4.14 Spectrum Microlog Analyzer 4P NDE A-VEL ...............................52


Gambar 4.16 Spectrum Microlog Analyzer 4P NDE V-VEL ...............................58

Gambar 5.1 Geometri Pompa Untuk Gap Radial ..................................................60

Gambar 5.2 Blade Impeller Baru Setelah Trimming ............................................61

vii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Spesifikasi HVGO .................................................................................11

Table 2.2 Identifikasi Tipe Klasifikasi Pompa ......................................................19

Tabel 2.3 Fitur Desain Khusus Untuk Jenis Pompa Tertentu ...............................20

Tabel 4.1 Monitoring Conditions 1 ......................................................................45

Tabel 4.2 Diameter Design Impeller .....................................................................48

Tabel 4.3 Monitoring Conditions 2 .......................................................................52



1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Indonesia merupakan salah satu negara penghasil minyak bumi terbesar di

dunia, yang merupakan penghasil devisa terbesar bagi negara. Salah satu

perusahaan besar di Indonesia yang melakukan kegiatan eksplorasi dan

pengolahan minyak Bumi dan Gas dalam skala besar adalah PT. PERTAMINA

(PERSERO).

Dengan perkembangan IPTEK yang ada PT. PERTAMINA sangat

membutuhkan dampak positif dari perkembangan Ilmu Pengetahuan Teknologi

(IPTEK) ini, antara lain : mengurangi biaya produksi, meningkatkan kualitas

produk, dan mengurangi waktu produksi.

Kelancaran suatu sistem atau proses produksi suatu perusahaan didukung

oleh banyak sekali aspek, salah satunya adalah aspek kehandalan (reliability) pada

peralatan. Oleh karena itu, peralatan harus selalu dipantau agar kualitas yang

dimilikinya tidak berkurang atau justru hilang setelah digunakan berulang – ulang.

Pada umumnya, pemantauan dapat dilakukan dengan berbagai metode sesuai

dengan teori maintenance.

Dalam memelihara suatu peralatan, harus mendapat perhatian lebih dari

perusahaan, karena dengan penerapan pemeliharaan yang baik akan mengurangi

jumlah breakdown atau kerusakan pada peralatan yang otomatis mengurangi

failure time sehingga dapat dibandingkan teori dengan kenyataan yang terjadi di

lapangan.

Pada kesempatan ini penulis melakukan Kerja Praktek (KP) di tempat

pengolahan Minyak Bumi dan Gas khususnya tepat di PT. PERTAMINA RU

(Refinery Unit ) II Dumai yang berkapasitas terpasang 120 MBSD. Di seluruh

Indonesia ada 6 Unit Pengolahan minyak bumi dan gas pada Pertamina, yaitu :

RU II Dumai - Sei Pakning, RU III Plaju, RU IV Cilacap, RU V Balikpapan, RU

VI Balongan dan RU VII Sorong.

2

Gambar 1.1 Lokasi Kilang Dumai

Sumber : Overview Ref. Planning dan Optimization Pertamina,2015

Untuk mengkaji lebih detail dalam proses maintenance suatu peralatan,

penulis mengangkat permasalahan yang terjadi pada pompa 110-P-6B dengan

judul “Analisis Gejala Blade Pass Frequency yang Menyebabkan High Vibration

pada Centrifugal Pump Type Between Bearing 2 dengan Double Suction Unit

110-P-6B Area Heavy oil Complex PT. PERTAMINA RU II Dumai”.

1.2 Tujuan

Adapun beberapa tujuan yang akan dicapai dalam Analisis Gejala Blade

Pass Frequency yang Menyebabkan High Vibration pada Centrifugal Pump Type

Between Bearing 2 dengan Double Suction Unit 110-P-6B Area Heavy oil

Complex PT. PERTAMINA RU II Dumai, yaitu sebagai berikut :

1. Untuk mengetahui penyebab terjadinya Blade Pass Frequency (BPF) pada

Centrifugal Pump Unit 110-P-6B.

2. Untuk mengetahui perbedaan Kavitasi dan BPF.

3. Untuk mengetahui solusi cara menghilangkan BPF pada Centrifugal Pump

Type Between Bearing 2 (BB2) Unit 110-P-6B.

3

1.3 Manfaat

Adapun manfaat yang didapatkan dalam Analisis Gejala Blade Pass

Frequency yang Menyebabkan High Vibration pada Centrifugal Pump Type

Between Bearing 2 dengan Double Suction Unit 110-P-6B Area Heavy Oil

Complex PT. PERTAMINA RU II Dumai yaitu sebagai berikut:

1. Menambah ilmu dari permasalahan yang terjadi pada Centrifugal Pump

Type Between Bearing 2 pada Unit 110-P-6B Area HOC.

1.4 Waktu dan Tempat Pelaksanaan

Waktu dan tempat pelaksanaan telah dijadwalkan sebagai berikut, yaitu:

1. Waktu Pelaksanaan

Pukul : 07.00 s/d 16.00 WIB

Hari : Senin s/d Jumat

Tanggal : 1 Desember 2015 s/d 31 Januari 2016

Jumlah : 29 hari

2. Tempat Pelaksanaan

Nama Perusahaan : PT. PERTAMINA RU (Refinery Unit) II Dumai

Alamat Perusahaan : Jln. Putri Tujuh, Dumai

Divisi : Maintenance Planning & Support

Bagian : Rotating Engineering Inspection Equipment

(REIE)

1.5 Gambaran Umum Perusahaan

Gambaran umum perusahaan meliputi, sejarah PT. PERTAMINA RU II

Dumai, makna logo PT. PERTAMINA RU II Dumai, Visi dan Misi beserta

struktur organisasi.

1. Sejarah PT. PERTAMINA RU II Dumai

Pembangunan kilang Pertamina Refinery Unit II Dumai

dilaksanakan mulai bulan 20 April 1969 atas dasar persetujuan “Turn Key

Project” merupakan hasil kerjasama Pertamina dengan Far East

Sumitomo Sloye kaisha yang merupakan kontraktor jepang, kilang ini di

kukuhkan dalam surat keputusan direktur Utama PT Pertamina (Persero)

4

Nomor 334 / Kps / DM / 1967. Sedangkan pelaksanaan teknis

pembangunan dilaksanakan oleh kontraktor asing yaitu:

1. IHHI ( Ishikawajima-Harima Heavy Industries) untuk melakukan

pekerjaan kontruksi pembuatan kilang Crude Destillatiopn

Unit(CDU) dan fasilitas penunjang pembangkit Utama (Utilities).

2. TAESEI construction, Co., untuk melakukan pekerjaan kontruksi

pembuatan fasilitas penunjang konstruksi kilang.

Unit yang pertama didirikan adalah Crude Distilation Unit (CDU /

100) yang selesai pada bulan Juni 1971. Unit ini dirancang untuk

mengolah minyak mentah jenis Sumatera Light Crude (SLC) dengan

kapasitas 100.000 barrel/hari. Pada tangal 14 Agustus 1971 kilang ini

menjalani uji coba kemudian peresmian kilang ini dilakukan oleh Presiden

Soeharto pada tanggal 9 September 1971 dengan nama Kilang Putri

Tujuh. Produk yang dihasilkan dari kilang ini antara lain: Naphtha,

Kerosene, Solar/Automotive Diesel Oil (ADO), Bottom Product berupa 55

% volume Low Sulphur Wax residu (LSWR) untuk diekspor ke Jepang dan

Amerika Serikat.

Pada tanggal 21 Februari 1973 Naphta Rerun Unit ( NRU) dan

Hydrocarbon platformer mulai di operasikan dan pada tanggal 6

September 1973 Platformer unit di serahkan pada pihak PT. PERTAMINA

(Persero) oleh pihak Sumitomo Slolye Kaisha.

Pada kilang lama (Existen Plant) ini crude Oil di ubah menjadi fuel

gas, premium, kerosene, ADO (Automtive Diesel Oil) dan residue. Residu

atau LSWR (Low Sulphur Waxi Residu) ini merupakan produksi terbanyak

yaitu 62%, residu ini perlu pengolahan lebih lanjut, karena PT.

PERTAMINA RU II belum mempunyai unit yang dapat mengolah residu

ini, maka residu ini dieksport ke luar negeri yaitu ke Jepang dan Amerika

Serikat.

Karena perkembangan ekonomi dalam negeri yang makin

meningkat, maka kebutuhan BBM pun semakin tinggi, untuk mengurangi

ketergantungan BBM kepada luar negeri, maka pemerintah mengambil

5

kebijakan untuk membangun kilang baru yang berfungsi untuk mengolah

LSWR menjadi bahan bakar yang siap pakai . Kilang baru (New Plant) ini

di beri nama Hydrocracker Unit. Dimana unit ini tidak mengolah minyak

mentah tetapi mengolah residu hasil dari topping unit (CDU). Pada Kilang

Putri Tujuh dan Kilang Sei. Pakning. Pada tanggal 12 November 1979

berdasarkan surat keputusan Dirjen Migas No. 0731/Kpts/DM/1979 di

bentuk suatu team study pengembangan kilang BBM, yang akan

mempelajari pengembangan kilang- kilang di Dumai, Balikpapan dan

Cilacap. Berdasarkan laporan team study, maka team pengarah yang di

bentuk dengan surat keputusan Menteri Pertambangan dan Energi No.55/

Kpts / pertam/1980 yang membuat rekomendasi kepada pemerintah untuk

pelaksanaan proyek-proyek tersebut. Pada tanggal 2 April 1980 di tanda

tangani perjanjian pemakaian lisensi dan proses desain kilang Dumai

dengan Universal Oil Product (UOP) Amerika Serikat sebagai pemegang

hak paten proses.

Perluasan selanjutnya dilakukan pada tanggal 2 April 1980 dengan

ditandatanganinya persetujuan perjanjian kerjasama antara Pertamina

dengan Universal Oil Product (UOP) dari Amerika Serikat dengan

kontraktor utama Technidas Reunidas Centunion dari Spanyol berdasarkan

lisensi proses dari UOP.

Tahap-tahap pelaksanaan pembangunan proyek tersebut antara lain:

1. Survei tanah dilaksanakan oleh SOFOCO (Indonesia) dan dievaluasi

oleh HASKONING (Belanda).

2. Penimbunan area dilaksanakan oleh PT. SAC Nusantara (Indonesia).

Pasir timbunan diambil dari laut di Sekitar Pulau Jentilik (± 8 km

dari area proyek) dengan cutter section dredger.

3. Pemancangan tiang pertama dilaksanakan oleh PT. Jaya Sumpiles

Indonesia dengan jumlah tiang pancang 18.000 dan panjang 706 km.

Pembangunan konstruksi unit-unit proses beserta fasilitas penunjang

dikerjakan oleh kontraktor utama Technidas Reunmidas Centunion.

6

Spanyol yang bekerjasama dengan Pembangunan Jaya Group,

dengan subkontraktor:

a. DAELIM (Korea) mengerjakan konstruksi: High Vacuum Unit, HC

Unibon Unit, Hydrogen Plant Unit, Naphtha Hydrotreater Unit,

CCR Platformer Unit, Delayed Coking Unit, Distillate Hydrotreater

Unit, dan Amine & LPG Recovery Unit.

b. HYUNDAI (Korea) mengerjakan konstruksi unit penunjang dan

offsite facilities yang meliputi Power Plant, Boiler Unit, Coke

Calciner Unit, Water Treated Boile, Waste Water Treatment Unit,

Tank Inter Connection dan Sewer System.

c. Pembangunan tangki-tangki penyimpanan dikerjakan oleh Toro

Kanetsu Indonesia.

d. Pembangunan fasilitas jetty dikerjakan oleh PT. Jaya Sumpiles

Indonesia.

Pembangunan sarana penunjang seperti pipa penghubung kilang

lama dan baru, gedung laboratorium, gudang Fire & Safety, perkantoran

dan perumahan karyawan dikerjakan oleh kontraktor-kontraktor Indonesia.

Pengawasan proyek dilakukan oleh TRC dan Pertamina dibantu oleh

konsultan CF Braun dari Amerika Serikat.

Setelah proyek perluasan ini selesai dibangun, kilang baru ini diresmikan

oleh Presiden Soeharto pada tanggal 16 Februari 1984. Proyek ini

mencakup beberapa proses dengan teknologi tinggi yang terdiri dari unit-

unit proses sebagai berikut :

1. High Vacuum Distillation Unit (110)

2. Delayed Coking Unit (140)

3. Coke Calciner Unit (170)

4. Naphtha Hydrotreating Unit (200)

5. Hydrocracker Unibon (211/212)

6. Distillate Hydrotreating Unit (220)

7. Continous Catalyst Regeneration-Platforming Unit (300 / 310)

8. Hydrobon Platforming Unit/PL-1 (301)

7

9. Amine-LPG Recovery Unit (410)

10. Hydrogen Plant (701 / 702)

11. Sour Water Stripper Unit (840)

12. Nitrogen Plant (940)

13. Fasilitas penunjang operasi kilang (utilitas)

14. Fasilitas tangki penimbun dan dermaga baru.

Beberapa jenis Bahan Bakar Minyak (BBM) yang telah diproduksi

oleh Kilang Pertamina RU II Dumai saat ini adalah :

1. Premium

2. Jet Petroleum Grade

3. Aviation Turbin (Avtur)

4. Kerosene

5. Automotive Diesel Oil (ADO)

6. Naptha

7. LBO

8. LSWR

Sedangkan non-BBM antara lain :

1. LPG

2. Green Coke.

Saat ini, Pertamina RU II Dumai berencana untuk menghasilkan

produk baru dengan nama solar plus untuk bahan bakar busway.

Kontribusi kilang Pertamina RU II Dumai dan Sei Pakning terhadap

kebutuhan bahan bakar nasional mencapai 22-24%. Desain dan konstruksi

Kilang Pertamina RU II Dumai telah menggunakan teknologi tinggi

sehingga aspek keselamatan kerja karyawan dan peralatan produksi serta

unit pengolahan limbah untuk program perlindungan lingkungan telah

dibuat secara memadai dengan mengikuti standar internasional Dalam

bidang pengolahan minyak bumi, sampai saat ini Pertamina memiliki

enam unit pengolahan yang tersebar di beberapa daerah di Indonesia,

antara lain:

1. Unit Pengolahan II Dumai dan Sei. Pakning.

8

2. Unit Pengolahan III Plaju dan Sei Gerong.

3. Unit Pengolahan IV Cilacap dan Cepu.

4. Unit Pengolahan V Balikpapan.

5. Unit Pengolahan VI Balongan, Indramayu.

6. Unit Pengolahan VII Kasim, Sorong.

2. Logo Perusahaan

Defenisi dari logo PT. PERTAMINA (Persero), adalah sebagai berikut:

Gambar 1.2 Logo PERTAMINA

Sumber : http://artilambang.blogspot.co.id/2014/02/arti- logo-pertamina.html,diakses 15 Desember 2015

Elemen logo membentuk huruf “P” yang secara keseluruhan

merupakan representasi bentuk panah menggambarkan Pertamina yang

bergerak maju dan progresif. Warna-warna yang mencolok menunjukkan

langkah besar yang diambil Pertamina dan aspirasi perusahaan akan masa

depan yang lebih positif dan dinamis

a. Warna Merah

Mencerminkan Keuletan dan ketegasan serta keberanian dalam

meghadapi berbagai macam kesulitan.

b. Warna Hijau

mencerminkan sumber daya energy yang berwawasan lingkungan.

c. Warna Biru

Mencerminkan handal, dapat dipercaya, dan bertanggung jawab.

3. Visi dan Misi PT. PERTAMINA RU II Dumai

a. Visi

Menjadi perusahaan energi nasional kelas dunia.

b. Misi

http://artilambang.blogspot.co.id/2014/02/arti-logo-pertamina.html,diakses

http://artilambang.blogspot.co.id/2014/02/arti-logo-pertamina.html,diakses

9

Menjalankan usaha inti minyak, gas, bahan bakar, nabati serta

kegiatan pengembangan, eksplorasi, produksi dan niaga, energi baru dan

terbarukan (new and renewable energy) secara terintegrasi. Melakukan

usaha dibidang pengolahan minyak bumi dan petrokimia yang dikelola

secara profesional dan kompetitif berdasarkan Tata Nilai 6 C (Clean,

Competitive, Confident, Costumer Focus, Commercial dan Capable) untuk

memberikan nilai lebih bagi pemegang saham, pelanggan, pekerja, dan

lingkungan.

4. Struktur Organisasi

Dalam kegiatannya, PT. PERTAMINA RU II Dumai menggunakan

Line On Staff Organization dalam struktur organisasinya. Artinya seorang

pemimpin dan seorang kepala bagian dalam melaksanakan tugas atau

kegiatan sehari-harinya dibantu oleh beberapa orang staff dengan tugas

yang berbeda, yang pada dasarnya dapat menunjang program pimpinan

PT. PERTAMINA RU II Dumai. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada

bagan berikut:

Gambar 1.3 Struktur Perusahaan

Sumber : Overview Ref. Planning dan Optimization Pertamina, 2015

10

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pengertian Umum Heavy Oil Complex (HOC)

Heavy Oil Complex merupakan bagian dari proyek Perluasan Kilang

Dumai (PPKD) dalam rangka pemenuhan kebutuhan energy nasional. Dengan

lisensi UOP (Universal Oil Product). Tujuan utama dibangun untuk menyediakan

umpan Hydrocracker Complex (HCC). Sebagaimana karakter proses bottom

convertion, kilang HOC memiliki margin keuntungan yang positif.

Heavy Oil Complex terdiri dari Unit 110-HVU, 220-DHT, 140-DCU dan

170-Calciner-Waste Heat Boiler yang sekarang hanya beroperasi untuk coke

transfer dan WHB yang memproduksi steam. 110-HVU (High Vacum Unit)

dilakukan revamping pada november pada november 2007 dari kapasitas 92,6

MBSD menjadi 106 MBSD sebagai upaya untuk meningkatkan nilai dan produk

HVGO. Dengan prinsip dasar proses destilitation vacum umpan long residue dari

topping unit 100 diolah pada tekanan yang lebih rendah, fraksi Hydrocarbon akan

menguap pada temperatur yang lebih rendah, tekanan desain vacum 12 mmHg,

sehingga titik didih Hydrocarbon turun dan tidak terjadi thermal cracking. Produk

HVGO menjadi komponen blending ADO/Solar. Produk HVGO sebagai umpan

Hydrocracker UNIBON Unit 211, 212 dan produk short residue sebagai umpan

delayed coker unit-140.

Gambar 2.1 HVGO

Sumber : Overview Hydrocracking Complex (HCC) 2015

11

Tabel 2.1 Spesifikasi HVGO

Deskripsi Original Design

Mix

Revamp Design

HVGO

Api Gravity 31 31.9

Sulfur (%wt) 0.13 0.0937

Total Nitrogen 0.06 0.0750

Total Metal (ppm) 2.0 2.1

Heptane (C7) insoluble (%wt) 0.05 0.045

Conradson Carbon Ratio

(%wt) 1.0 0.17

Rentang distilasi (˚C) HVGO

365-585 325-585

2.1.1 Unit 110-HVU

Gambar 2.2 Diskripsi Proses Unit 110-HVU

Sumber : Buku Saku HOC Production Pertamina RU II 2010

Dalam proses High Vacum Unit (HVU-110) dengan kapasitas

terpasang 702,2 m3/j (± 106 MBSD). Fungsi Unit : Unit ini mengolah

Long Residue Feed stock dari Crude Distilatie Unit. Proses ini

menghasilkan : Light Vacuum Gas Oil ( LVGO), Heavy Vacuum Gas Oil

12

(HVGO). Vacuum Bottom ( Short Residue ). Sebagai hasil samping proses,

diporoleh juga produk-produk berupa : MP Steam.

Adapun Stream Product Specification, yaitu :

a. LVGO

API Gravity : 35.0 Min, 37.0 Max

b. HVGO

Api Gravity: : 31.0 Min, 33.0 Max

Distillation IBF ˚C : 365 Min, 370 Max

FBP˚C : 550 Min, 560 Max

Colour LOV ASTM : 4.0 Min, 6.0 Max

CCR Res % V : 0.04 Max

c. Short Residue

Api Gravity : 18.0 Min, 20.0 Max

2.1.2 Unit 140-DCU

Gambar 2.3 Diskripsi Proses Unit 140-DCU


13

Delayed Coker Unit-140 dibangun pada tahun 1982 dalam rangka

Proyek Perluasan Kilang Dumai (PPKD), Hydrocracking Complex, DCU-

140 dirancang untuk mengkonversi short residue dan HVU-110 menjadi

fraksi-fraksi yang lebih ringan secara Thermal Cracking pada kapasitas

234 m3/jam, DCU-140 menghasilkan of gas, LPG, Coker Naphtha, LCGO,

HCGO dan Green Coke.

Prinsip proses Thermal Cracking dengan tekanan 3,6 kg/cm2 dan

temperatur 489˚C. Perangkahan dengan panas dalam Coking Chamber

akan menghasilkan uap Hydrocarbon dan coke yang kemudian akan

dialirkan ke fractionator untuk dipisahkan sesuai dengan trayek didihnya

menjadi produk side stream. Top Vapor dialirkan ke Gas Consentration

Section menjadi produk Off Gas, LPG, Crack Naphtha, LCGO kemudian

diumpankan ke kolom absorber sebagai absorben untuk mengambil fraksi

gas yang terikut di dalam LCGO, HCGO, dimanfaatkan panasnya untuk

menghasilkan MP steam kemudian diumpankan ke HCU. Bottom

Fraksinator diumpankan ke Coking Heater (2 Train) dan kemudian

diumpankan Chamber dengan sequence bergantian, dimana satu cycle

proses coking berlangsung selama 24 jam. Produk Top Vapor Fraksinasi

diolah menjadi off gas dan masuk ke system fuel gas, fraksi Hydrocarbon

Light Ends diproses di Debutanizer dan LPG Splitter menjadi LPG dan

Coker Naphtha. Yang kemudian sebagai umpan unit NHDT, LCGO

sebagai umpan unit DHDT dan Green Coke sebagai umpan Unit Calciner

(saat ini tidak beroperasi). Adapun kondisi operasi pada unit,yaitu :

Cooking Heater

Temperature Transfer : 496,1˚C

Fractionator

Flow Fresh Feed : 274 M3/Hr

Temperature HCGO Drow : 301˚C

LCGO Drow : 210 ˚C

Overhead : 99 ˚C

Receiver : 38 ˚C

14

Pressure Overhead Receiver : 0.98 kg/cm2

Absorber

Flow Lean Oil : 166.2 M3/Hr

Temperature Lean Oil : 38 ˚C

Pressure Overhead : 8.72 kg/cm2

Debutanizer

Temperature Overhead : 72 ˚C

Receiver : 38 ˚C

Reboiler Return : 215 ˚C

Pressure Over Head : 16.2 kg/cm2

LPG Splitter

Temperature Overhead : 48 ˚C

Receiver : 38 ˚C

Reboiler Return : 94 ˚C

Pressure Overhead : 21.8 kg/cm2

Design feed dan product properties pada unit ini, yaitu :

Feed

API : 219265 Kg/Hr : 233.1 M3/Hr

: 18.8

K : 12.2

S, wt% : 0.17

CCR, wt% : 9.79

V, wt ppm : 0.6

Ni, wt ppm : 4.4

Pour Point : 50

Product

Gas : 11202 Kg/Hr

LPG : 6.556 Kg/Hr

Naptha : 24.266 Kg/Hr

LCGO : 67581 Kg/Hr

15

HCGO : 63368 Kg/Hr

Coke : 44292 Kg/Hr

Gambar 2.4 HCGO


Gambar 2.5 Coke


Bahan coke ini digunakan sebagai isi dalam batrai pada handphone

dan di ekspor ke India, Cina, Jepang dan Amerika Serikat. Coke ini

merupakan hasil murni dari PT. PERTAMINA RU II Dumai.

2.1.3 Unit 220-DHDT

DHDT 220 dibangun pada tahun 1982 untuk mentreating LCGO dari

DCU 140 menjadi off gas, Heavy naphtha, Light Kerosine dan Heavy

Kerosene pada kapasitas 84 m3/jam. Prinsip dasar DHDT 220 adalah

Deoxygenisasi, Desulfurisasi dan Denitrogenisasi dengan gas Hydrogen

dan katalis. Gas Hydrogen diperoleh dari excess gas hasil effluent reactor

sebagai recycle. Effluent raktor kemudian dimanfaatkan panasnya untuk

memanaskan feed pada effluent reactor exchanger,220-E-1.

16

Gambar 2.6 Diskripsi Unit 220-DHDT


Outlet Exchanger kemudian dipisahkan di High Pressure Separator.

Gas yang terpisah dikompresi sebagai Recycle Gas. Dan cairan di

stripping, menghasilkan off gas, Treated Naphtha dan Raw Kerosine yang

kemudian di spliter menjadi Light Kerosene dan Heavy Kerosene.Produk

Stripper off gas masuk ke system fuel gas. Produk Treated Naphtha

diumpankan ke Hydrocracker Unibon 211 & 212. Produk light Kerosene

dan heavy kerosene,dijadikan blending kero sebagai component blending

ADO.

Distillate Hydrotreater Unit ( DHDT - 220 ) dengan kapasitas

terpasang 84 m3/j. Unit ini mengolah Light Coker Light Oil (LCGO) Feed

Stock dari Delayed Coking Unit. Unit ini menghasilkan :

Gas

Light Kerosine

Heavy Kerosine

Naphta

17

Gambar 2.7 Light Kerosene dan Heavy Kerosene


Light kerosene merupakan komponen blending avtur dan solphy

sedangkan Heavy Kerosene komponen blending avtur.

Adapun Rate Of Flow pada unit ini, yaitu :

Feed Stock Light Coker Gas Oil (LCGO)

- Charge Rate : 83.86 M3/Hr

- Stripper Net of Gas : 1,048 NM3/Hr

- Stripper Net OVH Liq : 0.24 M3/Hr

- Stripper Reboiler Rate Liquid Ret To Column : 94.54 M3/Hr

- Reboiler Rate Total : 190.26

- Splitter Light Kerosene Product : 11.43 M3/Hr

- Splitter Heavy Kerosene Product : 73.34 M3/Hr

- Splitter net OVH Reflux : 53.15 M3/Hr

Adapun kondisi operasi pada unit ini, yaitu :

Reactor Section

- Separator Pressure : 35.2 Kg/cm2

- LHSV : 6

- Max. Reactor Outlet Temp. : 399 °C

- Max. Allowable D T of Reactor : 50 °C

- H2 To Rx Inlet On : 205 min NM3/M2

- H2 Purity In Recycle Gas : 75 Min %

Product Stripper

- Overhead Receiver Pressure : 35.2 Kg/cm2

- Temperature : 38 °C

- Feed to Stripper Column : 226 °C

18

- Stripper Top Column : 163 °C

- Stripper Bottom Column : 322 °C

- Stripper Reboiler Return to Column : 226 °C

Product Splitter

- Product Splitter Overhead Receiver Pressure : 1.05 Kg/cm2

- Temperature : 207 °C

- Feed to Stripper Column : 257

- Stripper Top Column : 228 °C

- Stripper Bottom Column : 260 °C

- Stripper Reboiler Return to Column : 273 °C

Quality Of Feed

Feed Stock Light Coker Gas Oil

- API Gravity : 44.0

- IBF / EP : 155 / 307 °C

- Sulfur Content, wt % : 0.1

2.2 Pompa Sentrifugal

2.2.1 Pengertian

Pompa adalah mesin fluida yang berfungsi untuk memindahkan fluida cair

dari suatu tempat ke tempat lain dengan cara memberikan energi mekanik pada

pompa yang kemudian diubah menjadi energi gerak fluida. Keuntungan utama

dari pompa sentrifugal meliputi: kapasitas pemakaian yang lebih tinggi, kecepatan

operasi yang lebih tinggi, mengangkat cairan yang sangat kental seperti minyak,

lumpur dan air limbah, bubur kertas, gula, dan bahan kimia. Sementara kerugian

besar meliputi kerentanan terhadap kompleksitas pusaran formasi, kebisingan,

getaran dan ketidakmampuan untuk menghasilkan tekanan yang lebih tinggi

ketika dieksekusi oleh pompa torak.

Biaya pemeliharaan keseluruhan dari pompa sentrifugal juga relatif lebih

rendah karena minimnya keausan pada pompa sentrifugal (Suhane, amit 2012).

Mengingat pentingnya peran pompa ini, maka maintenance yang dilakukan juga

harus diperhatikan dengan baik. Penyusunan startegi maintenance yang tepat

19

dilakukan agar pompa terlindung dari bahaya kerusakan yang dapat terjadi seperti

kavitasi, misalignment, unbalance, coocked bearing, dan kerusakan lainnya

sehingga kinerja pompa tidak terganggu.

2.2.2 Tipe Pompa Berdasarkan American Petroleum Institute (API) 610

Gambar 2.8 Identifikasi Tipe Klasifikasi Pompa Sumber : ANSI/API Standard 610 Elevent Edition, September 2010

Table 2.2 Identifikasi Tipe Klasifikasi Pompa

20

Pump Designations :

1. Tipe Pompa Overhung (OH1)

Foot-mounted single stage (tipe ini tidak memenuhi semua persyaratan

Standar Internasional , lihat tabel 2.3).

Gambar 2.9 Tipe Pompa OH1

Sumber : ANSI/API Standard 610 Elevent Edition, September 2010

Tabel 2.3 Fitur Desain Khusus Untuk Jenis Pompa Tertentu

2. Tipe Pompa OH2

Centreline-mounted single-stage. Tipe pompa ini memiliki single bearing

housing untuk menyerap semua gaya yang dibeban pada poros pompa dan

mempertahankan posisi rotor selama operasi. Pompa dipasang pada pelat

dasar dan fleksibel disertai dengan driver pada unit ini.

21

Gambar 2.10 Tipe Pompa OH2 Sumber : ANSI/API Standard 610 Elevent Edition, September 2010

3. Tipe Pompa OH3

Vertical in-line single-stage dengan brackets bantalan terpisah. Memiliki

bearing house tanpa terpisahkan dengan pompa untuk menyerap semua

beban pompa. Driver dipasang pada dudukan integral pompa.Gabungan

pompa dan driver pada tipe ini fleksibel.



4. Tipe Pompa OH4

Rigidly coupled vertical in-line single-stage. Rigidly di sertai pompa

memiliki poros yang kaku dihubungkan ke poros penggerak. (Jenis ini

tidak memenuhi semua persyaratan Standar Internasional , lihat Tabel 2.3).



22

5. Tipe Pompa OH5

Close-coupled vertical in-line single-stage. Pompa close-coupled memiliki

impeller yang dipasang langsung pada poros penggerak. (Jenis ini tidak

memenuhi semua persyaratan Standar Internasional , lihat Tabel 2.3).


Sumber : API Standard 610 Eight Edition, Juni 1995

6. Tipe Pompa OH6

High-speed integral gear-driven single-stage. Pompa ini memiliki gearbox

meningkatkan kecepatan dan terpisah dengan pompa. Impeller dipasang

langsung ke poros output gearbox. Tidak ada kopling antara gearbox dan

pompa. Namun, gearbox yang fleksibel dipasangkan ke driver-nya. Pompa

dapat berorientasi secara vertikal maupun horizontal.



7. Tipe Pompa Between Bearing (BB1)

Axially split one- and two-stage.

23

Gambar 2.14 Tipe Pompa BB1


8. Tipe Pompa BB2

Radially split one- and two-stage.



9. Tipe Pompa BB3

Axially split multistage between-bearings pumps menggunakan jenis pompa

BB3.



10. Tipe Pompa BB4

Single-casing radially split multistage between-bearings pumps

menggunakan jenis pompa BB4. Pompa ini disebut juga ring-section

pumps, segmental-ring pumps atau pompa tie-rod. Pompa ini memiliki

24

jalur kebocoran potensial diantara setiap segmen. (Jenis ini tidak

memenuhi semua persyaratan Standar Internasional , lihat Tabel 2.3).



11. Tipe Pompa BB5

Double-casing radially split multistage between-bearings pumps (pompa

barel) menggunakan jenis pompa BB5.



12. Tipe Pompa Vertically Suspended (VS1)

Wet pit, vertically suspended, single-casing diffuser pumps.

Gambar 2.19 Tipe Pompa VS1

Sumber : ANSI/API Standard 610 Tenth Edition, October 2004

25

13. Tipe Pompa VS2

Wet pit, vertically suspended single-casing volute pumps



14. Tipe Pompa VS3

Wet pit, vertically suspended, single-casing axial-flow pump.



15. Tipe Pompa VS4

Vertically suspended, single-casing volute line-shaft yang digerakkan oleh

pompa penyedot air menggunakan jenis pompa VS4.



26

16. Tipe Pompa VS5

Vertically suspended cantilever.



17. Tipe Pompa VS6

Double-casing diffuser vertically suspended pumps harus menggunakan

jenis pompa VS6.



18. Tipe Pompa VS7

Double-casing volute vertically suspended pumps harus menggunakan

pompa VS7.



27

2.2.3 Prinsip Kerja Pompa Sentrifugal

Prinsip Kerja Pompa Sentrifugal, fluida yang akan di pompa masuk ke

dalam nozzle hisap menuju eye of impeller dan fluida tersebut terjebak diantara

sudu-sudu dari impeler. Impeler tersebut berputar dan fluida mengalir karena gaya

sentrifugal melalui impeler yang menyebabkan terjadinya peningkatan kecepatan

fluida tersebut. Sesuai hukum Bernoulli jika kecepatan meningkat maka tekanan

akan menurun, hal ini menyebabkan terjadinya zona tekanan rendah (vakum) pada

sisi isap pompa. Selanjutnya fluida yang telah terisap terlempar keluar impeler

akibat gaya sentrifugal yang dimiliki oleh fluida itu sendiri. Dan selanjutnya

ditampung oleh casing (rumah pompa) sebelum dibuang kesisi buang.

Dalam hal ini ditinjau dari perubahan energi yang terjadi, yaitu energi

mekanis poros pompa diteruskan kesudu-sudu impeler, kemudian sudu tersebut

memberikan gaya kinetik pada fluida. Akibat gaya sentrifugal yang besar, fluida

terlempar keluar mengisi rumah pompa dan didalam rumah pompa inilah energi

kinetik fluida sebagian besar diubah menjadi energi tekan. Arah fluida masuk

kedalam pompa sentrifugal dalam arah aksial dan keluar pompa dalam arah radial.

Pompa sentrifugal biasanya diproduksi untuk memenuhi kebutuhan head medium

sampai tinggi dengan kapasitas aliran yang medium. Dalam aplikasinya pompa

sentrifugal banyak digunakan untuk kebutuhan proses pengisian ketel dan pompa

industri, pompa irigasi dan lain lain (Ari anitya, dkk 2013)

Gambar 2.26 Penampang Pompa Sentrifugal

Sumber : Jurnal Mekanika Deteksi Kerusakan Impeler Pompa Sentrifugal Dengan Analisa Sinyal Getaran, 2013

28

2.3 Vibrasi

2.3.1 Pengertian Vibrasi

Vibrasi adalah gerakan bolak-balik dalam suatu interval waktu tertentu.

Vibrasi berhubungan dengan gerak osilasi benda dan gaya yang berhubungan

dengan gerak tersebut. Semua benda yang mempunyai massa dan elastisitas

mampu bergetar, jadi kebanyakan mesin dan struktur rekayasa (engineering)

mengalami getaran sampai derajat tertentu dan rancangannya biasanya

memerlukan pertimbangan sifat osilasinya.

Untuk keberhasilan diagnosa dan trouble shooting dari rotating equipment,

analisa vibrasi harus menjamin keakuratan data collection dan mempunyai

pengertian dari desain permesinan dan operasi dinamisnya, untuk secara akurat

menterjemahkan dari tipe pola kegagalan.

2.3.2 Macam-Macam Vibrasi

1. Getaran Bebas

Getaran bebas terjadi jika sistem berosilasi karena bekerjanya gaya yang

ada dalam sistem itu sendiri (inherent), dan jika ada gaya luas yang

bekerja. Sistem yang bergetar bebas akan bergerak pada satu atau lebih

frekuensi naturalnya, yang merupakan sifat sistem dinamika yang dibentuk

oleh distribusi massa dan kekuatannya. Semua sistem yang memiliki

massa dan elastisitas dapat mengalami getaran bebas atau getaran yang

terjadi tanpa rangsangan luar.

2. Getaran Paksa

Getaran paksa adalah getaran yang terjadi karena rangsangan gaya luar,

jika rangsangan tersebut berosilasi maka sistem dipaksa untuk bergetar

pada frekuensi rangsangan. Jika frekuensi rangsangan sama dengan salah

satu frekuensi natural sistem, maka akan didapat keadaan resonansi dan

osilasi besar yang berbahaya mungkin terjadi. Kerusakan pada struktur

besar seperti jembatan, gedung ataupun sayap pesawat terbang, merupakan

kejadian menakutkan yang disebabkan oleh resonansi. Jadi perhitungan

frekuensi natural merupakan hal yang utama.

29

3. Geteran Teredam Dan Getaran Tidak Teredam

Jika tidak ada penurunan energi atau gesekan atau resistansi lain selama

osilasi, getaran itu disebut getaran tidak teredam. Sebaliknya disebut

getaran teredam jika terdapat penurunan.

4. Getaran Linear Dan Non Linear

Jika setiap komponen dasar sistem getaran seperti pegas massa dan

peredam berlaku secara lurus hasil getaran disebut juga dengan getaran

linear sebaliknya disebut juga getaran nonlinear.

5. Getaran Tentu Dan Acak

Gambar 2.27 Getaran Tentu Dan Acak

Sumber : Mechanical Vibrations, Second Edition, Singeresu S. Rao. 2000

2.3.3 Alat Ukur Vibrasi

Pengambilan data dilakukan dengan merekam data getaran yang dihasilkan

pompa sentrifugal dengan menggunakan Digital Storage Oscilloscope (DSO) dan

sensor accelerometer. Alat ini merupakan satu alat yang dapat memberi informasi

fenomena getaran pompa sentrifugal tersebut berupa signal getar berbentuk

gelombang.

Gambar 2.28 DSO


30

Gambar 2.29 Sensor Accelerometer


Gambar 2.30 Lokasi dan arah pengambilan data vibrasi

Sumber : Jurnal Analisa Kerusakan Centrifugal Pump P951E di PT. Petrokimia Gresik, 2013

2.4 Blade Pass Frequency (BPF) Pompa Sentrifugal

2.4.1 Pengertian BPF

BPF adalah getaran yang ditimbulkan karena reaksi hidrodinamik antara

impeler dan difuser. Impeler merupakan komponen yang berputar, apabila

impeler tidak balance maka saat berputar akan menimbulkan gaya sentrifugal dan

menyebabkan terjadinya getaran. Unbalance pada impeler bisa disebabkan oleh

kavitasi, korosi, korosi bahan kimia atau asam dan lain-lain. Kerusakan yang

terjadi pada impeler pompa akan mengakibatkan impeler tersebut menjadi

unbalance yang akan berakibat pada meningkatnya getaran pada pompa. Casing

memiliki impeller dikelilingi oleh serangkaian panduan baling-baling yang

dipasang pada sebuah cincin disebut diffuser ring.

31

Gambar 2.31 Impeller and Diffuser Vanes Sumber : International Journal of Engineering “

Experimental Study on Centrifugal Pump to Determine the Effect of Radial

Clearance on Pressure Pulsations, Vibrations and Noise”, Juli 2013

2.4.2 Penyebab Terjadinya Blade Pass Frequency

Semakin kecil radial clearance antara impeler dan volute maka semakin

besar nilai pulsasi tekanannya. Sedangkan pulsasi tekanan ini dapat menyebabkan

getaran pada pompa, yang ditimbulkan oleh Blade Pass Frequency (BPF).

Kecilnya radial clearance mungkin lebih baik dalam performa, head dan efesiensi

pompa, tetapi dapat menyebabkan interaksi impeler dan volute yang kuat,

hasilnya adalah pressure pulsation yang tinggi di dalam pompa yang berakibat

pada tingginya getaran dan noise pada pompa.

Gambar 2.32 Blade Pass Frequency

Sumber : Tugas Akhir Felly Anita,” Deteksi Pompa Sentrifugal Dengan Analisis Sinyal Getaran”. Universitas Diponegoro .Maret 2013

Blade pass frequency pada Gambar 2.31 merupakan karakter dari pompa

dan baling-baling. Frekuensi ini melekat pada pompa, menyebabkan tingkat

kebisingan yang sangat tinggi, namun amplitudo besar pada BPF (harmonik)

32

dapat dihasilkan jika pompa mengalami perbedaan kecepatan pada putaran baling

baling pompa dan diffuser.

BPF = 𝑁𝑢𝑚𝑏𝑒𝑟 𝑜𝑓 𝐵𝑙𝑎𝑑𝑒

60× RPM.......................................................... SKF

BPFI = Nb

2(1 +

Bd

PdCos θ) × RPM...................................................... SKF

BPFO = Nb

2(1 − (

Bd

Pd)

2(Cos θ)2) × RPM .......................................... SKF

FTF = 1

2(1 −

Bd

PdCos θ) × RPM ....................................................... SKF

Keterangan :

BPFI : Inner Race Frequency

BPFO : Outer Race Frequency

BSF : Ball Spin Frequency

FTF : Fund Train (Cage) Frequency

Nb : Number of Balls or Rollers

Bd : Balt (Roller Diameter), in or mm

Pd : Bearing Pitch Diameter, in or mm

θ : Contact Angle (degrees)

2.4.3 Proses Terjadinya Blade Pass Frequency

Dalam pompa sentrifugal, perbedaan antara ujung impeller dan volute atau

diffuser inlet adalah memiliki persentase tertentu (berkisar antara 4-6% diameter

impeller), tergantung pada kecepatan pompa. Jika perbedaan kurang dari nilai

yang direkomendasikan, dapat menghasilkan suara yang menyerupai kavitasi.

Namun, plot (Fast Fourier Transform) FFT segera akan menyoroti frekuensi pass

baling-baling impeller. Juga pada saat BPF (harmonik) dapat terjadi saat kondisi

sistem pada frekuensi alami dan akan menyebabkan getaran yang tinggi.

Seperti pada kondisi yang sebelumnya blade pass frequency, pompa

sentrifugal yang dikenal untuk menghasilkan sub-synchronous nonspesifik atau

bahkan supersynchronous (lebih besar dari 1 % frekuensi tersendiri). Ini adalah

kejadian yang sangat langka, tapi dalam semua kemungkinan kondisi tersebut

dapat terjadi dalam dua tahap (atau lebih tinggi) pada pompa, yang memiliki

interstage bushing yang dapat bertindak sebagai tambahan kekakuan komponen

33

dari pompa. Peningkatan dari kehilangan tenaga atau ketika pompa itu kelelahan

(interstage bushing) dalam hal ini dapat mengarah pada penurunkan kekakuan dan

hal tersebut dapat meningkatkan getaran.

Dalam dua-tahap yang terjadi pada impeller pompa, interstage bushing

memainkan peran penting dalam memberikan kekakuan. Ketika kehilangan yang

sangat tinggi, efek ini dapat menguranginya sehingga dapat menghasilkan

frekuensi tinggi serta amplitudo supersynchronous dihasilkan. Setelah clearance

disesuaikan kembali ke normal, operasi pompa dapat distabilkan dan frekuensi

cacat menghilang.

Blade pass frequency sangat tergantung pada gap/celah radial antara

impeller dan diffuser. Untuk menghilangkan BPF maka design size dari impeller

harus benar-benar dapat memenuhi kebutuhan flow rate pada pompa sentrifugal

dan juga harus dapat menghindari proses penguapan fluida pada saat fluida

mengalir, yaitu umumnya kavitasi dan low suction. Proses terjadinya blade pass

frequency dipengeruhi juga oleh sudut blade exit pada impeller. Oleh karena itu,

tekanan pulsation maupun tekanan fluktuasi yang dihasilkan pada pompa

sentrifugal harus minimum.

2.4.4 Efek Terhadap Pompa

Salah satu hal yang perlu diperhatikan dalam penggunaan pompa

sentrifugal adanya kemungkinan terjadinya kavitasi yang dapat menyebabkan

penurunan kapasitas pompa sentrifugal yang berakibat kerusakan mekanis pada

impeller pompa sentrifugal dan timbulnya getaran. Menjadi perhatian bahwa size

pada impeller harus diperhatikan untuk mempertahankan flow rate dan head pada

pompa, sehingga tidak menimbulkan Blade Pass Frequency.

2.5 Spesifik Tipe Pompa Berdasarakn American Petroleum Institute (API)

2.5.1 Single Stage Overhung Pump

1. Horizontal Pompa (Tipe OH2)

Horisontal single stage overhung pompa dipasang ditengah memiliki

housing bearing tunggal untuk menyerap semua gaya yang dibebankan pada

poros pompa dan mempertahankan posisi rotor selama operasi. Pompa

dipasang pada baseplate dan yang fleksibel disertai driver pada unit ini.

34

2. Vertical In-Line (Tipe OH3)

Permukaan kontak plat harus dilengkapi pada bagian bawah casing untuk

membuat pompa stabil jika berdiri bebas pada bantalan atau pondasi. Rasio

pada unit tengah ketinggian gravitasi untuk lebar permukaan kontak harus

tidak lebih besar dari 3: 1. Stabilitas ini harus dicapai melalui desain casing.

Bearing Housing dapat diatur dengan pelumasan gemuk. Suhu bearing-

housing stabil tidak melebihi 82 °C (180 °F) ketika beroperasi pada suhu

sekitar 43 °C (110 °F). Gemuk direkomendasikan harus sesuai untuk operasi

pada suhu tersebut.

3. Pompa Integral Gear-Driven (OH6)

Jenis Impeller harus dipilih untuk aplikasi dan mungkin Impeller terbuka,

semi terbuka, atau tertutup sepenuhnya. Alat Pengukur Suhu dan tekanan

dipasang langsung pada gearbox harus sesuai dengan ISO 10438 kecuali

diameter alat pengukur 50 mm (2,0 in).

2.5.2 Between-Bearing Pumps (Tipe BB1, BB2, BB3, BB5)

1. Tekanan Casing

Pompa untuk temperatur servis di bawah 150 ° C (300 ° F). Jika

ditentukan, diajukan desain sambungan disampaikan kepada pembeli untuk

persetujuan sebelum fabrikasi. Gambar akan menunjukkan desain las, ukuran,

material, dan pra-las dan perawatan.

2. Rotor

Impeller pada pompa multistage harus individual terletak di sepanjang

poros. Rotor dengan impeler clearance yang layak harus memiliki cara

mekanis untuk membatasi gerakan impeller dalam arah yang berlawanan

untuk daya dorong hidrolik normal 0,75 mm (0.030 in) atau kurang.

3. Running Clearances

Untuk menyeimbangkan dorongan aksial atau untuk melayani sebagai

produk yang dilumasi pada bantalan internal mungkin standar pabrikan. Jika

clearance standar pabrikan didasarkan pada kombinasi material menunjukkan

karakteristik keausan yang tinggi, data pendukung harus dimasukkan dalam

proposal.

35

2.5.3 Vertically Suspended Pumps (Tipe VS1 melalui VS7)

1. Umum

Bearing Housing untuk pompa vertikal suspended tidak perlu diatur

sedemikian rupa sehingga bantalan dapat diganti tanpa mengganggu pompa

drive atau mounting.

2. Tekanan Casing

Pompa harus dilengkapi dengan koneksi ventilasi untuk barel hisap dan

ruang seal.

3. Rotor

4. Bagian Aus dan Running Clearances

Pompa dengan impeler semi-terbuka ketika sudah erosi casing linear

harus diganti.

5. Dinamik

Pompa vertikal suspended umumnya struktur fleksibel dengan kecepatan

running terletak antara frekuensi natural.

2.5.4 Single-Case Diffuser (VS1) and Volute Pumps (VS2)

Komponen yang merupakan tekanan casing adalah casing (bowl), kolom,

dan discharge head.

Gambar 2.33 Tipe Pemasangan Untuk Vertikal Suspended Dua Kasus Pompa

(VS6 dan VS7) Dengan Plat Tunggal


Petunjuk :

1. Suction flange

36

2. Main body flange

3. Mounting falnge

4. Sole plate

5. Pump head

6. Discharge flange

7. Main body flange through-bolting (typical)

8. Hold-down bolts (typical)

9. Anchor bolts (typical)

10. Grout

11. Can (Outer Casing)

2.5.5 Single-Casing Axial Flow Pumps (VS3)

Komponen yang merupakan tekanan casing adalah casing (mangkuk),

kolom, dan discharge head.

2.5.6 Single-Casing Line Shaft (VS4) and Cantilever Pumps (VS5)

Untuk pompa VS4, bushing harus dilengkapi untuk dudukan poros dan

impeller. VS5 harus sesuai dengan :

1. Kekakuan poros akan membatasi total defleksi, tanpa menggunakan

bushing casing, sehingga impeller tidak terkontak pada casing pompa di

bawah kondisi dinamis yang paling parah selama kurva headflow lengkap

dengan diameter impeller maksimum dan pada kecepatan maksimum dan

cairan massa jenis.

2. Tipe pompa kantilever pertama harus memiliki kecepatan kritis, untuk

rotor, 30% diatas kecepatan maksimal yang diizinkan.

3. Untuk jenis kantilever pompa VS5, total poros diindikasikan runout tidak

melebihi 50 m (0,002 in) yang diukur pada poros langsung di atas

mechanical seal atau isi kotak.

2.5.7 Double-Casing Diffuser (VS6) and Volute Pumps (VS7)

Komponen yang merupakan tekanan casing jenis pompa VS6 adalah

keluaran head dan hisap. Komponen yang merupakan tekanan casing jenis pompa

VS7 adalah casing luar (lengkap dengan nozzle discharge), pelat head, dan pipa

hisap.

37

BAB III

METODOLOGI

3.1 Diagram Alir Kerja Praktek

Gambar 3.1 Diagram Alir Kerja Praktek

3.2 Prosedur Pelaksanaan

Berikut adalah prosedur pelaksanaan kerja praktek dengan topik, “Analisis

Gejala Blade Pass Frequency yang Menyebabkan High Vibration pada

Centrifugal Pump Type Between Bearing 2 dengan Double Suction Unit 110-P-6B

Area Heavy Oil Complex PT. PERTAMINA RU II Dumai”, adalah :

1. Survey Pendahuluan

Tahapan ini merupakan penelitian pendahuluan yang dilakukan terhadap

sistem untuk mengetahui kegiatan, data dan permasalahan yang ada pada

sistem. Survei pendahuluan ini dilakukan dengan cara wawancara ataupun

38

perbincangan dengan Engineer Rotating serta observasi langsung ke

lapangan. Survei pendahuluan ini dapat ditentukan bagian yang akan

dipilih untuk melakukan penelitian atau pengamatan.

2. Objek Penelitian

Analisis Blade Pass Frequency pada pompa sentrifugal unit 110-P-6B

Area HOC merupakan pembahasan utama dan dianalisis untuk menjadi

objek penelitian.

3. Studi Literatur

Studi literatur merupakan tahap awal dalam pelaksanaan Kerja Praktek.

Studi literatur dilakukan dengan cara memahami informasi dari teori yang

berkaitan dengan topik penelitian dan penyelesaian laporan serta

mempelajari buku-buku dan dokumen-dokumen yang berkaitan dengan

batasan masalah yang akan dibahas dan pencarian artikel yang

berhubungan dengan pengkajian.

4. Identifikasi Masalah

Dengan mengetahui Blade Pass Frequency pada pompa sentrifugal yang

menyebabkan High Vibration pada pompa Unit 110-P-6B, maka dilakukan

problem solving dengan Trimming Blade Impeller Centrifugal pump,

sehingga kondisi pada pompa tersebut dapat kembali pada Flow Rate yang

diharapkan.

5. Perumusan Masalah

Berdasarkan hasil tinjauan lapangan, dilakukan perumusan masalah.

Masalah proses Trimming Blade pada pompa sentrifugal Double Suction

pada Unit 110-P-6B untuk menghilangkan Blade Pass Frequency yang

menyebabkan high vibration pada unit tersebut.

6. Pengumpulan Data

Tahapan selanjutnya adalah pengumpulan data, yang mana data didapat

merupakan data pengamatan Engineeer Rotating selama proses Trimming

Blade Centrifugal Pump beserta Running.

39

7. Pengolahan Data

Setelah didapatkan data tentang permasalahan yang dibahas, selanjutnya

data diolah dengan cara perumusan dan penyimpulan masalah-masalah apa

saja yang terjadi.

8. Analisis Hasil dari Pengolahan Data

Studi kasus mengenai Trimming Blade pada Centrifugal Pump Type

Between Bearing (BB2) Double Suction setelah dilakukan, maka dianalisis

sehingga diketahui Head beserta Flow Rate pada unit tersebut.

9. Kesimpulan dan Saran

Rangkuman dari uraian dan analisis yang telah dilakukan sebelumnya dan

akan diberikan suatu rekomendasi terhadap kekurangan ataupun masukan-

masukan terhadap penelitian yang akan dilanjutkan selanjutnya.

3.3 Kegiatan Kerja Praktek

Dalam pelaksanaan kerja praktek, penulis ditempatkan dibagian Rotating

Engineering Inspection Equipment (REIE)/ Maintenance Planning and Support.

PERTAMINA RU II Dumai, terdapat 3 maintenance , yakni : Predictive

Maintenance, Prepentive Maintenance, Break Down Maintenance.

1. Predictive Maintenance

Adalah perawatan yang dilakukan jika terjadi kerusakan pada suatu

komponen engine atau perawatan yang dilakukan pada saat melakukan

overhoul engine.

2. Prepentive Maintenance

Perawatan yang dilakukan secara berkala sesuai dengan jadwal perawatan

yang telah ditentukan pada manual book.

3. Break Down

Perawatan yang dilakukan setelah terjadinya kerusakan pada unit dan

langsung dilakukan perbaikan pada unit tersebut.

3.4 Metode Pengambilan Data

Adapun metode pengambilan data yang dilakukan penulis selama

dilakukannya kerja praktek guna penyusunan laporan kerja praktek antara lain

sebagai berikut :

40

1. Melakukan studi literatur dengan mempersiapkan teori-teori yang

dipergunakan dalam perumusan masalah

2. Mempelajari secara langsung tentang centrifugal pump type between

bearing BB2 double suction.

3. Melakukan pengambilan data.

4. Melakukan konsultasi dengan engineer rotating secara langsung.

41

BAB IV

TUGAS KHUSUS

ANALISIS GEJALA BLADE PASS FREQUENCY YANG MENYEBABKAN

HIGH VIBRATION PADA CENTRIFUGAL PUMP TYPE BETWEEN

BEARING 2 DENGAN DOUBLE SUCTION UNIT 110-P-6B AREA HEAVY

OIL COMPLEX PT. PERTAMINA RU II DUMAI

4.1 Tujuan Tugas Khusus

Adapun tujuan dari tugas khusus ini adalah untuk menganalisis gejala

blade pass frequency yang menyebabkan high vibration pada centrifugal pump

type between bearing 2 dengan double suction unit 110-P-6B area heavy oil

complex PT. PERTAMINA RU II Dumai. Adapun gejala blade pass frequency

yang terjadi pada pompa sentrifugal tipe between bearing 2, yaitu :

1. Bearing pada pompa sentrifugal tipe BB 2 yang mengalami kerusakan.

2. Bearing pada motor yang mengalami kerusakan.

3. Mechanical seal yang sudah bocor.

4. Shaft pompa scratch

4.2 Batasan Masalah

Dalam penulisan kerja praktek ini penulis membatasi permasalahan tugas

khusus ini sebagai berikut :

1. Analisis gejala blade pass frequency hanya dilakukan pada pompa

sentrifugal tipe BB 2 area HOC.

2. Analisis dilakukan berdasarkan data pengukuran yang didapatkan pada

pompa sentrifugal tipe BB 2 ketika mengalami trouble. Measurement

overall vibrasi dilakukan dengan menggunakan alat microlog analyzer.

4.3 Data Sheet For Centrifugal Pump BB 2

Spesifikasi pompa sentrifugal Between Bearing (BB 2) yang digunakan

sebagai berikut :

42

43

4.4 Alat yang Dipakai Dalam Pengukuran Pompa Sentrifugal BB 2

SKF microlog analyzer otomatis mengambil data getaran dinamis dan

statis dari semua sumber yang mengalami vibration.

Gambar 4.1 SKF Microlog Analyzer AX series – CMXA 80

Sumber : The SKF Microlog Series Catalogue, November 2014

SKF microlog analyzer AX adalah analisa berdasarkan layar yang besar

dengan rute yang paling canggih yang ditawarkan oleh SKF pada saat ini. SKF

microlog fitur AX memungkinkan untuk cepat menangkap berbagai data getaran.

Analyzer menyediakan fleksibilitas untuk mendukung aplikasi yang paling

penting untuk program pemeliharaan prediktif khusus pada perusahaan.

Gambar 4.2 Pengambilan Data dan Analisis

Sumber : The SKF Microlog Series Catalogue, November 2014

44

4.5 Analisa Data Overall Vibration Monitoring Report RE-Maintenance

Planning Support dan Point Dilakukan Measurement

Keterangan dari data (berbahaya), (sangat berbahaya), :

VEL = 7.62 mm/s (mendekati bahaya)

VEL = 11.43 mm/s

ENV = 10 gE

ENV = 15 gE

ACC = 3g

ACC = 5g

Gambar 4.3 Pompa Between Bearing 2 dan Point Measurement

Sumber : Manual Book Pompa Sentrifugal BB 2

Keterangan :

Posisi pengukuran NDE dan DE pada pompa sentrifugal BB 2 dan motor

sama titik pengukuran, NDE (None Drive End) dan DE (Drive End).

Gambar 4.4 Pompa Sentrifugal BB 2 Sudut Pandang Depan

Sumber : Manual Book Pompa Sentrifugal BB 2

Vertikal

Horizontal

NDE DE

M

Vertikal

P

1

2

3

4

Vertikal

Horizontal

Horizontal

Axial

Axial

45

Tabel 4.1 Monitoring Conditions 1

Keterangan Pengukuran

Request Routine Routine Request Request Request Routine Request

Poin ID 06/07/2015

10:02:09

29/07/2015

10:04:00

12/08/2015

8:43:28

13/08/2015

9:54:10

14/08/2015

9:54:59

19/08/2015

10:58:38

25/08/2015

9:56:01

26/08/2015

10:54:30

1M NDE V-VEL

1,41 1,57 1,21 1,28 1,91 2,65 1,58 2,45

1M NDE H-VEL

2,34 2,52 2,58 2,68 2,60 3,28 3,11 3,12

1M NDE H-ENV

5,05 2,24 4,14 4,65 1,46 4,76 4,51 3,74

1M NDE H-ACC

1,92 0,62 1,00 1,28 0,34 1,02 1,15 1,09

2M DE V-VEL

0,86 0,96 0,99 2,55 1,77 1,23 1,63 2,70

2M DE H-VEL

2,23 2,20 2,09 2,12 2,59 2,10 2,94 2,90

2M DE H-ENV

1,58 0,72 1,17 1,27 2,51 2,45 1,87 1,25

2M DE H-ACC

0,46 0,19 0,38 0,34 0,64 0,71 0,61 0,26

2M DE A-

VEL 2,37 0,86 0,75 1,09 2,44 2,24 1,17 1,27

3P DE V-VEL

8,46 9,09 10,23 9,59 9,88 8,26 9,66 9,50

3P DE H-VEL

7,32 8,37 10,05 8,91 9,87 10,89 10,58 10,72

3P DE H-

ACC 1,33 1,60 1,38 1,62 1,19 1,88 2,04

4P NDE V-VEL

7,36 6,81 6,97 10,80 11,46 11,71 11,89 12,49

4P NDE H-VEL

9,10 8,13 8,54 10,10 11,82 13,42 14,42 15,43

4P NDE H-

ACC 1,41 1,65 1,75 2,41 2,26 1,70 3,05 3,44

4P NDE A-

VEL 6,63 5,39 4,39 6,28 8,75 10,16 5,83 8,80

Ampere 68-70 65 68 65 60-63 68 65 65-69

Disch Press, kg/cm

2

15,2 15 15 15,6 16 15,6 16 15.6-15.8

Temperatur ˚C SN Motor : 82088306N

S1

Motor

NDE NU 310 MC3

52 58 57 54 49 53 55 47

Motor DE 6214 C3

60 59 64 60 57 62 60 58

Inboard PUMP

BUSHING D

55 56 57 58 59 64 58 52

O utboard Pump 7309

BG

56 60 55 59 55 63 61 60

Thrust

46

Dari data monitoring condition 1 dapat di analisa bahwa keadaan untuk

overall vibrasi envloping motor masih dibawah batasan alarm dan dinyatakan

dalam kondisi baik, baik secara NDE dan DE. Hasil ini menunjukkan angka

vibrasi pada pengukuran tidak melebihi alarm. Sedangkan untuk analisa overall

vibrasi pada pompa masih dalam kondisi fair. Pada SKF microlog analyzer

spectrum FFT menunjukkan indikasi blade pass frequency disertai kavitasi.

Dari data yang didapat menunjukkan posisi pengukuran pada vibrasi

pompa dengan titik pengukuran pada 3P DE V-Vel, 3P DE H-VEL, 3P DE H-

ACC, 4P NDE V-VEL, 4P NDE H-VEL, 4P NDE H-ACC, 4P NDE A-VEL

pengukuran yang didapat udah menunjukkan sangat berbahaya melebihi batas

alarm. Dari permasalahan pada pompa sentrifugal BB 2 unit 110-P-6B inspeksi

yang dilakukan pergantian bearing pompa DE dan NDE, impeller baru,

mechanical seal, sleeve bearing, dan cashing wearing.

Pada point 4P NDE V-VEL dan 4P NDE H-VEL menunjukkan problem

tepat pada Impeller pompa, inspeksi mengganti Impeller baru pada pompa.

Penggantian impeller baru dengan diameter 450 mm, akan tetapi diameter

impeller design 398 mm, maka dilakukan trimming dengan cara dibubut pada

impeller untuk memenuhi flow rate pada pompa sentrifugal BB 2 dengan debit

644,4 m3/h, pembubutan dilakukan sebesar 52 mm.

Dalam proses trimming, diameter impeller ke dinding volute diameter 418

mm kiri dan kanan. Jarak gap radial antara blade exit impeller ke dinding volute

10 mm kiri dan 10 mm kanan, 2,5126 % dari diameter impeller design. Dengan

proses trimming impeller maka mengurangi tekanan pulsation maupun tekanan

fluktuasi yang dihasilkan minimum, menghilangkan blade pass frequency yang

tinggi, meminimum kan noise dan vibrasi pada pompa. Akan tetapi jika impeller

lama yang mau di trimming dikarenakan problem untuk dapat memenuhi flow

rate maka akan mengorbankan performa, efesiensi dan head pada pompa.

Khalifa E Atia. (November 2014), melakukan penelitian dengan trimming

impeller dengan berbagai bentuk blade exit impeller. Dengan diameter impeller

142 mm dan blade exit angle 22,5˚. Gap radial antara impeller dan volute 3,6 mm

47

setara dengan 2,5 % dari diameter impeller, trimming hanya dilakukan di blade

exit impeller.

Gambar 4.5 Bentuk Empat Impeller dengan Pemotongan Blade Exit Berbeda

Sumber : International Journal M.E, “Effect of Blade Exit Shape on Performance

and Vibration of a Double Volute Centrifugal Pump”, Novemnber 2014

Desain yang berbeda dari blade exit impeller mencapai tekanan fluktuasi

yang minimum di dalam pompa, disimpulkan peningkatan gap radial mengurangi

fluktuasi tekanan, untuk analisis parahnya getaran di BPF disebabkan masalah

pada desain impeller dan dapat dikoreksi pada jarak gap yang tepat ataupun

maksimum dari diameter impeller. Gap radial maksimum 1 – 7 persen, 2 – 11

persen, 3 - 11 persen dari diamter design impeller (Timouchev Serguei et.al.

(2007).

Al-Qutub A et.al. (November 2009), melakukan eksperimen dengan dua

impeller, satu impeller tanpa trimming blade exit, kedua trimming berbentuk V

pada blade exit impeller dengan diameter impeller 142 mm dan blade exit angle

22,5˚.

Gambar 4.6 Impeller I Tanpa Pemotongan dan Impeller II V-Cut

Sumber : International Journal of Rotating Machinery, November 2009

Blade Exit Impeller

48

Gap original radial pada penelitian ini 2,5% (3,6mm) dari diameter design

impeller. Ini merupakan yang terbaik ketika pompa beroperasi pada laju aliran

desain. Gap optimal pada impeller I dengan gap 6 mm, jika dinaikkan lagi 1 mm

maka akan meningkatkan fluktuasi tekanan. Untuk Impeller II optimal gap 7 mm

dikarenakan hampir 50% mengurangi fluktuasi tekanan dan getaran BPF (Blade

Pass Frequency). Penurunan gap tidak meningkatkan head atau efisiensi kecuali

untuk laju aliran yang sangat tinggi. Gap yang lebih kecil tidak dianjurkan untuk

laju aliran rendah sementara gap yang lebih besar tidak dianjurkan untuk laju

aliran yang tinggi.

Gambar 4.7 Ukuran Diameter Impeller Pompa Sentrifugal BB 2

Sumber : Bombas Pompa Sentrifugal Unit 110-P-6B

Tabel 4.2 Diameter Design Impeller

Tipe

Impeller

Diameter Diameter

Clearance

A – B

Diameter Diameter

Clearance

F – C’

Impeller

Diameter

Concentric

A B F C Impeller Shaft

I

II 220,04 219,41 0,63 220,05 219,41 0,64 398 0,02 0,01

Contact 2191-506 Inspection Agency

Accepted Date :

HEP : 10 /1031 ITEM : 110-P-6B

CUSTOMER : TR / C Inspection B G S A BOMBAS

Tabel 4.2 merupakan panduan untuk melakukan trimming pada impeller

baru agar sesuai dengan diameter design impeller dan hasil dari trimming tidak

mengganggu performa, head dan efesiensi pada pompa.

49

Dari pengukuran vibrasi menggunakan alat microlog analyzer pada pompa

sentrifugal BB2, pengukuran vibrasi yang dilakukan sebelum diganti impeller

yang baru maupun setelah diganti impeller baru, didapat spectrum yang tercatat

langsung dari microlog analyzer yang menunjukkan adanya indikasi Blade Pass

Frequency disertai looseness pada pompa sebelum diganti impeller yang baru.

Gambar 4.8 Spectrum Microlog Analyzer 3P DE V-VEL

Sumber : Microlog Analyzer

Gambar 4.9 Spectrum Microlog Analyzer 4P NDE V-VEL


50



Gambar 4.11 Spectrum Microlog Analyzer 4P NDE A-VEL


Namun, setelah diganti impeller yang baru dan di trimming pada blade exit

impeller sesuai dengan design impeller agar dapat memenuhi flow rate yang

dibutuhkan oleh pompa, penggantian bearing, pengencangan lock nut hub,

51

realigment pompa, maka dilakukan measurement kembali, spectrum tercatat

langsung pada layar microlog analyzer.

Gambar 4.12 Spectrum Microlog Analyzer 3P DE H-VEL




52

Gambar 4.14 Spectrum Microlog Analyzer 4P NDE A-VEL


Dari spectrum yang tercatat langsung dari layar microlog analyzer setelah

maintenance menunjukkan tidak adanya indikasi yang menyatakan adanya Blade

Pass Frequency yang tinggi dan Looseness.


Keterangan Pengukuran Request Routine Oncall Routine Request Oncall Routine Routine

Poin ID 01/09/2015

14:07:51

09/09/2015

10:30:30

12/09/2015

10:07:51

23/09/2015

14:14:18

25/09/2015

11:04:41

07/10/2015

1:32:02

07/10/2015

8:55:14

21/10/2015

10:09:01

1M NDE V-VEL

1,08 1,63 1,40 1,66 1,47 0,92 0,81 1,11

1M NDE H-VEL

1,24 1,09 2,11 1,93 0,80 1,04 1,59 1,89

1M NDE H-ENV

2,25 5,29 4,82 5,79 5,99 4,21 2,57 7,33

1M NDE H-

ACC 1,52 1,19 1,14 1,35 1,51 1,12 0,57 1,34

2M DE V-

VEL 1,42 1,37 1,10 1,52 1,46 1,06 1,14 1,89

2M DE H-VEL

1,67 1,68 1,27 1,38 1,30 1,22 1,20 1,29

2M DE H-ENV

1,31 2,24 0,95 2,33 2,31 1,27 1,70 2,68

2M DE H-

ACC 0,37 0,70 0,32 0,63 0,51 0,36 0,64 0,87

2M DE A-VEL

1,50 1,12 1,09 1,54 2,19 1,18 1,62 1,69

3P DE V-VEL

5,74 4,34 4,02 5,94 7,16 5,49 4,65 4,97

3P DE H-VEL

3,71 3,32 4,17 4,80 5,97 3,65 3,80 4,25

53

3P DE H-ACC

1,85 1,69 1,63 1,59 2,28 1,72 0,91 1,65

4P NDE V-VEL

6,25 6,72 6,56 6,12 6,15 6,90 6,73 7,74

4P NDE H-VEL

5,90 4,07 4,72 4,65 5,83 5,12 5,21 4,78

4P NDE H-

ACC 1,47 2,29 1,38 2,61 1,90 2,89 4,09 3,42

4P NDE A-

VEL 2,76 2,63 2,52 3,24 4,51 4,93 3,72 3,28

Ampere 65 68-70 67 65 65-66 72-73 70 68

Disch Press, kg/cm

2 16 15,6 15 15,5 15,4 14 14,6 15,2

Temperatur ˚C SN Motor : 82088306NS

1

Motor NDE NU 310

MC3

53 46 59 57 55 57 57 57

Motor DE 6214 C3

60 58 67 75 62 66 65 65

Inboard PUMP

BUSHING

D

61 60 64 60 58 61 62 66

O utboard Pump 7309

BG

63 55 65 82 57 66 60 64

Thrust

Lanjutan dari data monitoring conditions 2


Request Oncall Oncall Request Oncall Oncall Request Request

Poin ID 26/10/2015

8:53:26

01/11/2015

12:54:09

01/11/2015

22:32:45

02/11/2015

14:03:44

02/11/2015

16:02:31

02/11/2015

20:08:49

03/11/2015

10:32:24

03/11/2015

14:24:56

1M NDE V-VEL

1,79 0,93 1,43 1,66 1,30 1,78 1,17 1,35

1M NDE

H-VEL 2,38 1,04 1,24 2,77 1,51 1,50 2,43 1,58

1M NDE H-ENV

6,20 5,76 5,05 2,80 2,15 2,59 5,66 6,44

1M NDE H-ACC

1,34 1,93 1,96 0,64 0,59 0,61 1,38 1,44

2M DE V-VEL

1,47 1,10 1,01 1,77 1,02 1,38 1,33 1,59

2M DE H-VEL

1,41 1,37 1,57 3,73 1,22 1,36 2,39 1,92

2M DE H-

ENV 2,11 1,45 1,52 2,82 0,76 0,53 2,59 1,68

2M DE H-

ACC 0,58 0,47 0,43 0,45 0,33 0,16 0,59 0,37

2M DE A-VEL

1,74 2,52 1,64 4,98 1,57 1,55 2,39 1,26

3P DE V-VEL

6,22 6,10 5,79 10,79 4,79 4,86 6,49 6,15

3P DE H-

VEL 5,47 5,44 3,96 7,12 3,08 2,81 6,37 5,58

3P DE H- 2,31 2,08 2,23 1,13 1,07 0,76 1,74 2,32

54

ACC

4P NDE V-

VEL 7,28 7,15 6,86 10,29 6,37 6,00 6,91 7,55

4P NDE H-

VEL 6,32 4,18 4,64 4,58 4,03 3,56 4,04 3,46

4P NDE H-ACC

3,37 3,54 3,82 1,91 1,82 1,85 1,81 2,45

4P NDE A-VEL

4,01 3,93 3,88 6,67 4,00 3,47 5,07 4,84

Ampere 68-70 68 67-68 65 68-70 68-70 65-67 64-65

Disch

Press, kg/cm

2

15.-15.4 15,4 15,4 15,5 15,2 15 15,5 16


S1

Motor NDE NU

310 MC3

58 53 57 55 54 50 50 55

Motor DE 6214 C3

65 59 62 63 58 56 66 67

Inboard PUMP

BUSHING

D

58 60 62 62 56 57 51 54

O utboard

Pump 7309 BG

61 55 59 60 52 56 54 51

Thrust

Lanjutan data monitoring conditions 2


Oncall Oncall Routine Request Request Oncall Oncall

Poin ID 04/11/2015

1:49:43

04/11/2015

4:19:12

04/11/2015

10:15:31

05/11/2015

9:54:53

05/11/2015

10:38:22

08/11/2015

18:45:06

08/11/2015

21:01:42

1M NDE V-VEL

1,74 1,79 1,21 1,64 1,46 1,30 1,70

1M NDE H-VEL

2,06 1,38 1,51 1,75 1,22 1,49 1,34

1M NDE H-ENV

1,69 2,27 3,77 4,31 6,21 3,13 1,23

1M NDE

H-ACC 0,40 0,45 0,87 0,91 1,59 0,64 0,27

2M DE V-

VEL 0,97 1,13 0,99 1,37 1,51 1,56 1,20

2M DE H-VEL

1,09 1,16 1,07 1,03 1,25 1,05 0,99

2M DE H-ENV

1,02 2,93 2,27 2,55 3,05 2,34 3,13

2M DE H-

ACC 0,29 0,66 0,80 0,43 0,58 0,58 1,02

2M DE A-VEL

1,16 1,02 1,42 1,37 1,38 1,26 1,40

3P DE V-VEL

5,90 6,00 5,87 5,69 7,08 5,40 5,11

3P DE H-VEL

4,00 4,67 4,65 4,15 5,48 6,78 4,73

3P DE H- 1,51 1,48 3,49 2,27 2,59 2,53 2,12

55

ACC

4P NDE V-

VEL 7,11 7,47 8,47 7,05 8,40 7,52 6,86

4P NDE H-

VEL 4,06 3,20 5,72 4,55 5,90 6,12 4,51

4P NDE H-ACC

1,81 1,89 2,92 2,58 4,13 3,88 3,61

4P NDE A-VEL

5,07 4,61 4,19 4,15 6,10 4,15 3,75

Ampere 65-66 65-66 63 65-66 64-65 68 68

Disch

Press, kg/cm

2

16 16 16 15,5 15.1-15.2 15,5 15,5


S1

Motor NDE NU

310 MC3

60 55 59 53 54 63 60

Motor DE 6214 C3

60 57 59 57 57 67 66

Inboard PUMP

BUSHING

D

61 56 58 57 58 63 60

O utboard

Pump 7309 BG

58 50 57 56 56 57 57

Thrust

Dari data tabel monitoring conditions 2 tidak terdapat indikasi getran

Blade Pass Ffrequency, akan tetapi pada pengukuran di point 4P NDE H-ACC,

4P NDE H-VEL, 4P NDE V-VEL terdapat pengukuran dibatas berbahaya dan

mendekati bahaya, pada hal yang demikian hanya dilakukan cleaning strainer

dengan membersihkan saringan pompa untuk menstabilkan kondisi pompa.



Request Routine Routine Oncall

Poin ID 19/11/2015

9:19:20

25/11/2015

9:39:42

16/12/2015

7:47:01

20/12/2015

8:52:29

1M NDE V-VEL

1,64 1,44 1,42 1,53

1M NDE H-VEL

1,19 1,47 1,61 1,43

1M NDE H-ENV

2,51 8,69 3,30 4,47

1M NDE

H-ACC 0,55 2,14 0,83 1,10

2M DE V-

VEL 1,03 1,01 1,22 1,47

56

2M DE H-VEL

0,97 0,88 1,09 1,03

2M DE H-

ENV 2,18 2,03 1,94 1,64

2M DE H-ACC

0,57 0,48 0,64 0,37

2M DE A-VEL

1,12 2,33 1,51 1,91

3P DE V-VEL

5,95 7,40 6,12 6,49

3P DE H-

VEL 5,52 3,42 4,10 4,96

3P DE H-ACC

2,09 2,83 1,80 2,41

4P NDE V-VEL

6,90 7,83 7,83 5,50

4P NDE H-VEL

4,48 4,97 5,34 3,59

4P NDE H-ACC

2,03 3,61 2,05 1,71

4P NDE A-VEL

4,21 5,61 4,02 4,72

Ampere 65-66 70 65-66 66-67

Disch

Press, kg/cm

2

16 16-17 16 15,6

Temperatur ˚C SN Motor :

82088306NS1

Motor NDE NU 310 MC3

44 58 52 55

Motor DE

6214 C3 50 61 56 59

Inboard PUMP

BUSHING D

52 67 55 55

O utboard

Pump 7309 BG

48 70 52 51

Thrust

Dari data monitoring condition 3 pengukuran pada point 4P NDE V-VEL

yaitu : ukuran kecepatan atau pergerakan massa selama osilasi atau gerak bolak-

balik getaran pada pompa masuk ke dalam kategori berbahaya pada tanggal 25

November 2015 dan 16 Desember 2015, serta pengukuran overall vibrasi pada

tanggal 25 November 2015 point 4P NDE H-ACC yaitu : ukuran percepatan

pergerakan massa masuk ke dalam kategori berbahaya. Dalam analisa ini hanya

dilakukan pengencangan nut axial pompa untuk menstabilkan kondisi pompa

pada point tersebut.

57



Routine Oncall

Poin ID 20/12/2015

18:53:05

29/12/2015

8:56:04

1M NDE V-VEL

1,45 1,26

1M NDE H-VEL

1,40 1,46

1M NDE H-ENV

1,13 2,83

1M NDE H-

ACC 0,25 0,80

2M DE V-VEL 1,38 1,05

2M DE H-VEL 1,12 1,06

2M DE H-ENV 1,07 1,51

2M DE H-ACC

0,31 0,57

2M DE A-VEL 1,99 1,14

3P DE V-VEL 6,92 6,02

3P DE H-VEL 3,73 3,28

3P DE H-ACC 1,80 2,29

4P NDE V-VEL

6,92 7,53

4P NDE H-VEL

4,32 3,93

4P NDE H-

ACC 2,27 3,20

4P NDE A-

VEL 3,93 3,52

Ampere 65-66 66

Disch Press, kg/cm

2 15.6-15.8 16

Temperatur ˚C

SN Motor : 82088306NS1

Motor NDE NU 310 MC3

56 56

Motor DE 6214 C3

62 63

Inboard

PUMP BUSHING D

57 66

O utboard Pump 7309 BG

56 61

Thrust

Dari data monitoring conditions 4 di analisa pompa dan motor dalam

keadaan baik dikarenakan tidak adanya hasil pengukuran yang melewati batas

alarm pada overall vibrasi menggunakan microlog analyzer.

58



Gambar 4.16 Spectrum Microlog Analyzer 4P NDE V-VEL


Grafik tersebut merupakan measurement pompa unit 110 P-6B yang

dilakukan pada tanggal 29 Desember 2015, dari layar microlog analyzer tidak ada

menunjukkan kondisi unbalance dan blade pass frequency yang tinggi pada

spectrum.

59

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Berdasarkan data yang didapat dari SKF microlog analyzer untuk

measurement overall vibrasi pada pompa sentrifugal BB 2 unit 110-P-6B, maka

dapat disimpulkan sebagai berikut :

1. Blade Pass Frequency ditimbulkan akibat size impeller pada pompa

khususnya pompa sentrifugal Between Bearing 2 (BB 2), dimana gap

radial terlalu jauh ke outside diameter impeller, jarak outside diameter

impeller ke dinding volute harus mencapai point maksimum sehingga tidak

terjadinya tekanan pulsation maupun tekanan fluktuasi yang tinggi pada

pompa, noise, dan vibrasi yang tinggi. Celah radial antara impeller dan

diffuser tidak boleh melebihi celah maksimum dari diameter design

impeller. Blade Pass Frequency juga terjadi ketika menguapnya fluida

pada tekanan rendah pada suction, sehingga impeller tidak beroperasi

secara maksimum, Oleh karena itu harus dihindari low suction. Dalam

pompa sentrifugal fenomena aliran turbulen yang tidak bisa dihindari yang

dapat menyebabkan pusaran air dan pengurangan radial gap antara tips

vane impeller dan diffuser yang menghasilkan fluktuasi tekanan yang

mengarah pada getaran yang berlebihan, resirkulasi ini terjadi di dalam

impeller.

2. Kavitasi merupakan faktor fundamental yang mempengaruhi keandalan

dan kemampuan operasi pompa. Kavitasi yang dapat menyebabkan

penurunan kapasitas pompa sentrifugal yang berakibat kerusakan mekanis

pada impeller pompa sentrifugal dan timbulnya getaran. Kavitasi terjadi

sebagai akibat dari tekanan fluida kerja pada sisi isap pompa sentrifugal

yang mengalami penurunan tekanan hingga lebih rendah dari tekanan

penguapan fluida kerja tersebut yang menyebabkan gelembung uap air,

yang kemudian gelembung tersebut pecah karena mengalami tekanan yang

lebih besar. Pompa sentrifugal yang dioperasikan dalam kondisi kavitasi

akan menimbulkan suara bising dan getaran yang diakibatkan oleh

60

gelembung - gelembung uap yang pecah secara kontinyu karena tekanan

disekelilingnya. Hubungan kavitasi dengan dengan Blade Pass Frequency

yaitu, tekanan rendah yang terjadi pada sisi hisap pompa sehingga kavitasi

memberikan celah radial yang jauh pada outside diameter impeller dan

menimbulkan pressure pulsation yang tinggi dan akibatnya getaran yang

melebihi batas alarm dalam pengukuran vibrasi.

3. Untuk menghilangkan Blade Pass Frequency pada centrifugal pump BB 2

dengan cara trimming pada impeller baru yang berdiameter 450 mm

dengan trimming 52 mm sesuai dengan ukuran design impeller 398 mm,

untuk dapat memenuhi flow rate 644,4 m3/h pada pompa. Jika impeller

yang sudah dipakai kemudian dilakukan trimming impeller, maka harus

mengorbankan performa pompa, head dan efisiensi. Oleh karena itu,

dalam proses trimming, gap radial dengan jarak 2,5126 % dari dinding

volute ke blade exit impeller dari diameter design 398 mm. Dengan

diameter tip impeller 418 mm kiri-kanan dan gap radial 10 mm kanan dan

10 mm kiri, trimming dilakukan dengan pembubutan pada blade exit

impeller.

Gambar 5.1 Geometri Pompa Untuk Gap Radial

Sumber : Journal, “Numerical Simulation Of BPF Pressure Pulsation Field In

Centrifugal Pump”, Oktober 2007

Gambar di atas menunjukkan 4 volutes dengan gap radial 2, 7 (actual

pump geometry), 11 dan 18 persen, mengubah gap radial tanpa

menggangu geometri pada pompa. Mengubah gap radial menunjukkan

penurunan tekanan pulsation pada pompa.

61

Gambar 5.2 Blade Impeller Baru Setelah Trimming

Sumber : Foto lapangan

Setelah dilakukan trimming blade impeller kondisi pompa beroperasi baik,

dengan tekanan fluktuasi maupun tekanan pulsation yang rendah dan

getaran pada pompa berkurang.

5.2 Saran

Untuk menghilangkan fenomena BPF pada pompa sentrifugal dengan cara

trimming size pada blade impeller haruslah berdasarkan rujukan journal-

journal international untuk mendapatkan gap radial maksimum dan

minimumnya dari diameter design impeller, sehingga ketika melakukan

trimming pada blade impeller daya pompa akan berkurang dan efisiensi

pompa tetap pada point efisiensi yang terbaik.

Trimming

62

DAFTAR PUSTAKA

Amit, S., 2012, “Experimental Study on Centrifugal Pump to Determine the Effect

of Radial Clearance on Pressure, pulsation, Vibration and Noise,” IJERA,

Vol.2, ISSN : 2248-9622.

Ari, A., Susilo, D, D., dan Arifin, Z., 2013, “ Deteksi Kerusakan Impeller Pompa

Sentrifugal Dengan Analisa Sinyal Getaran,” MEKANIKA, Vol.11, UNS,

Surakarta.

Al-Braik, A., Hamomd, O., dan Ball, D. A., 2014, “Diagnosis of Impeller Faults

in a Centrifugal Pump Based on Spectrum Analysis of Vibration Signals,”

in Eleventh International Conference on Condition Monitoring and

Machinery Failure Prevention Technologies, 10th – 12th, University of

Huddersfield, Manchester, UK.

Khalifa, E, A., 2014, “Effect of Blade Exit Shape on Performance and Vibration

of a Double Volute Centrifugal Pump,” Internationa Journal of Material,

Mechanics and Manufacturing, Vol.2, University of Petroleum and

Mineral, Saudi Arabia.

Al-Qutub, A., Khalifa, A., dan Khulief, Y., 2009, “Experimental Investigation of

the Effect of Radial Gap and Impeller Blade Exit on Flow-Induced

Vibration at the Blade-Passing Frequency in a Centrifugal Pump,” IJRM,

Article ID : 704845, University of Petroleum and Mineral, Saudi Arabia.

Afrizal, F., and Yuniarto, N, M., 2013, “Analisa Kerusakan Centrifugal Pump

P951E di PT. Petrokimia Gresik ,” Jurnal Sains dan Seni Pom, Vol.2,

2337-3520, ITS, Surabaya.

Tomouchev, S., dan Tourret, J., 2007, “Numerical Simulation of BPF Pressure

Pulsation Field in Centrifugal Pumps,” International Pump Users

Symposium, Rusia dan France.

Anita, Felly. 2013. “Deteksi Pompa Sentrifugal Dengan Analisis Sinyal

Getaran”. Tugas Akhir. Universitas Diponegoro.

ANSI/API Standard 610. 2004. “Centrifugal Pump for Petroleum, Petrochemical

and Natural Gas Industries”. Ebook : USA.

63

ANSI/API Standard 610. 2010. “Centrifugal Pump for Petroleum, Petrochemical

and Natural Gas Industries”. Ebook : USA.

Muchtar, D, M., Suhaimi., Eriyadi., dan Rinaldi, A., 2010, “ Buku Saku HOC

Production RU II Dumai,”Dumai : PT Pertamina RU II.

Power Point. 2015. “New Overview Hydrocracking Complex”. Dumai : PT

Pertamina RU II.

Rao, S, S. 2000. Mechanical Vibration Second Edition. West Lafayette : Purdue

University.

SKF. 2014. “The SKF Microlog Series Catalogue Data Collectors and

Analyzers”. Ebook : USA.

Power Point. 2015. “Overview Refinery Planning and Optimization Pertamina”.

Dumai : PT Pertamina RU II.

Gambar Logo Pertamina. Sumber : http://artilambang.blogspot.co.id/2014/02/arti-

logo-pertamina.html, diakses 15 Desember 2015.

http://artilambang.blogspot.co.id/2014/02/arti-logo-pertamina.html,%20diakses

http://artilambang.blogspot.co.id/2014/02/arti-logo-pertamina.html,%20diakses

64

LAMPIRAN

Gambar di atas menunjukkan maintenance dari pompa sentrifugal Between

Bearing 2 di Workshop.

Gambar diatas merupakan Impeller dan Shaft yang sudah tidak balance

lagi yang diakibatkan oleh arah aliran (flow turbulance)

Gambar di atas merupakan close impeller yang dipakai pada pompa

sentrifugal Between Bearing dengan jumlah Blade 4.

65

Gambar di atas disebabkan oleh kavitasi, arah aliran, fluida yang korosif,

sehingga mengikis material pada housing impeller.

Gambar di atas disebabkan aliran korosif, kavitasi, dan Interaksi antara

impeller dan volute yang berlebihan menimbulkan getaran yang tinggi.

Setelah dilakukan maintenance dengan cara pembubutan, dudukan

impeller siap dipakai kembali.