Analisa Kerusakan Pada Pompa Vertikal Tipe Tait Model 15 Bch-3 Dengan Kapasitas 150 L/J Di Pdam Tirtanadi Sunggal

ANALISA KERUSAKAN POMPA VERTIKAL TIPE TAIT

MODEL 15 BCH-3 DENGAN KAPASITAS 150 L/S DI PDAM

TIRTANADI SUNGGAL

SKRIPSI

Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

HENRI M BARINGBING 110421005

PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSI

DEPARTEMEN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa, atas segala karunia dan rahmat-Nya yang senantiasa diberikan kepada penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Skripsi ini.

Tugas Skripsi ini adalah salah satu syarat untuk dapat lulus menjadi Sarjana Teknik di Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara. Adapun judul Tugas Skripsi yang dipilih, diambil dari mata

kuliah Mesin Fluida, yaitu “ANALISA KERUSAKAN PADA POMPA

VERTIKAL TIPE TAIT MODEL 15 BCH-3 DENGAN KAPASITAS 150 L/J DI PDAM TIRTANADI SUNGGAL”.

Pada kesempatan ini, penulis tidak lupa menyampaikan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :

1. Bapak Ir. Mulfi Hazwi, M.Sc selaku dosen pembimbing Tugas Skripsi yang

telah meluangkan waktunya, membimbing dan memotivasi penulis untuk menyelesaikan Tugas Skripsi ini.

2. Bapak Ir. Syahrul Abda, Msc dan Dr. Ing, Ir, Ikhwansyah Isranuri selaku penguji Skripsi

3. Kedua orang tua tercinta, ayahanda S. Baringbing dan ibunda T. Simanjuntak dan kepada Kakakku Florida, adik-adikku Dedy, Hengky, Lewis, Frans dan Ryan atas doa serta dukungannya kepada penulis.

4. Bapak Dr. Ing. Ir. Ikhwansyah Isranuri selaku Ketua Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

5. Seluruh Staf, Dosen dan Pegawai di Lingkungan Departemen Teknik Mesin Universitas Sumatera Utara.

6. Bapak Agus dan Bang Adlin yang telah membantu dalam melaksanakan survey di PDAM Tirtanadi Sunggal

7. Mahasiswa Departemen Teknik Mesin khususnya teman kelompok belajar ( Neil, Berkat, Anggi, Irvan, Rahmat, Fadli dan Andri) serta rekan-rekan

sesama stambuk 2011 jalur Ekstensi, yang selalu memberikan motivasi kepada penulis.

Dalam penulisan ini, dari awal sampai akhir penulis telah mencoba sebaik mungkin guna tersusunnya Tugas Skripsi ini. Namun penulis masih menyadari bahwa masih ada kekurangan-kekurangan baik dalam penulisan maupun penyajian Tugas Skripsi ini. Untuk itu saran-saran dari semua pihak yang bersifat membangun sangat penulis harapkan demi kesempurnaan Tugas Skripsi ini.

Akhir kata, penulis mengucapkan terimakasih kepada semua pihak yang turut membantu dalam penyelesaian Tugas Sarjana ini, semoga Tugas Sarjana ini dapat bermanfaat untuk kita semua.

Medan, Maret 2013 Penulis,

Henri M Baringbing NIM.110421005

DAFTAR ISI

DAFTAR ISI

BAB I PENDAHULUAN ... 1

1.1. Latar belakang ... 1

1.2. Tujuan Penulisan ... ...2

1.3. Manfaat Penulisan ... 2

1.4. Metode Penulisan ... 2

1.5. Batasan Masalah ... 3

1.6. Sistematika Penulisan ... 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 4

2.1. Defenisi dan cara kerja pompa vertikal ... 4

2.1.1. Defenisi Pompa vertikal ... 4

2.1.2. Cara Kerja Pompa Vertikal ... 5

2.1.3. Klasifikasi Pompa Vertikal ... 5

2.1.4. Bagian-Bagian Pompa Vertikal ... 6

2.1.5. Kavitasi ... 6

2.1.6. Pengaruh Kavitasi Terhadap Kinerja Pompa ... 7

2.1.7. Cara Mengatasi Kavitasi ... 8

2.1.8. Head Pompa ... 9

2.2. Defenisi Pemeliharaan ... 16

2.2.1. Tujuan Pemeliharaan ... 17

2.2.2. Fungsi pemeliharaan ... 18

2.2.3Kegiatan-kegiatan pemeliharaan ... 18

2.2.4. Jenis-jenis Pemeliharaan (Maintenance) ... 20

2.2.5. Hubungan Kegiatan Pemeliharaan Dengan Biaya ... 21

2.2.6. Pekerjaan Pemeliharaan Pabrik ... 23

2.4. Instalasi Pengolahan Air ... 25

BAB III OBJEK DAN METODOLOGI ... 30

3.1. OBJEK ... 30

3.2. METODOLOGI ... 30

3.2.1. Jenis Penelitian ... 30

3.2.2. Lokasi dan Waktu Penelitian ... 30

3.2.2.1. Lokasi Penelitian ... 30

3.2.2.2. Waktu Penelitian ... 30

3.2.3. Data yang diambil ... 31

3.2.4. Sumber data ... 32

3.2.5. Bahan penelitian ... 32

3.3. Inspeksi yang dilakukan di PDAM Sunggal ... 33

BAB IV ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN ... 34

4.1. Penanganan perawatn pada pompa ... 34

4.2. Tanda-tanda kerusakan pada tiap bagian pompa ... 34

4.3.1. Pengecekan pada saat pompa beroperasi ... 36

4.3.2. Pada saat pembongkaran pompa ... 36

4.3.3. Data teknis peralatan/spesifikasi pompa ... 38

4.4. Masalah pembiayaan pada pengerjaan pompa ... 56

4.4.1. Hubungan biaya dengan man power impeller...56

4.4.2. Hubungan biaya dengan man power shaft ... 56

4.4.3. Hubungan biaya dengan man power bearing ... 57

4.4.4. Hubungan biaya dengan man power packing ... 57

4.5. Hubungan biaya dengan man hour pada pompa ... 57

4.5.1. Hubungan biaya dengan man hour impeller...57

4.5.2. Hubungan biaya dengan man hour shaft . ...58

4.5.3. Hubungan biaya dengan man power bearing ... 58

4.5.4. Hubungan biaya dengan man power packing ... 59

4.6. Hubungan biaya dengan material pompa ... 59

4.7. Hubungan biaya dengan tool pompa ... 60

4.8. Hubungan biaya dengan consumable pompa ... 60

4.9. Evaluasi biaya preventive maintenance ... 61

4.9.1. Evaluasi biaya preventive maintenance impeller....61

4.9.2. Evaluasi biaya preventive maintenance shaft...65

4.9.3. Evaluasi biaya preventive maintenance bearing...70

4.9.4. Evaluasi biaya preventive maintenance packing...73

4.10. Evaluasi biaya dengan preventive maintenance dan dengan mengunakan Breakdown maintenance ... 76

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 82 5.1. KESIMPULAN ... 82 5.2. SARAN ... 83

ABSTRAK

Dalam penulisan Skripsi ini, yang menjadi objek penelitian adalah tentang analisa kerusakan dan manajemen pemeliharaan pompa vertikal tipe tait model 15 BCH-3 dengan kapasitas 150 l/s di PDAM Tirtanadi Sunggal. Pemeliharaan pompa dilakukan dalam upaya menjaga kelancaran proses untuk mendistribusikan air keseluruh masyarakat yang berada di sekitar PDAM Tirtanadi Sunggal. Dalam penulisan ini tujuannya adalah untuk mengetahui seberapa besar kerusakan dan biaya pemelihan pada pompa vertikal vertikal tipe tait model 15 BCH-3 dengan kapasitas 150 l/s di PDAM Tirtanadi Sunggal. oleh karena itu penulis melakukan penelitian yaitu pada 1 unit pompa vertikal tipe tait model 15 BCH-3 dengan kapasitas 150 l/s di PDAM Tirtanadi Sunggal yang diambil dengan mengambil survey ke lapangan dimana putarannya 1470 rpm dan dari data sfesifikasi pompa tersebut dapat dihitung kerusakan dan biaya pada pompa. Maka dapat disimpulkan bahwa pada pompa vertikal besarnya head total yang harus dilayani pompa adalah 0,034 meter. Sedangkan NPSH pada pompa adalah 7,38 m. Dan juga didapat minimum cost selama perawatan yang menghemat biaya operasi. Perawatan preventive pada impeller menghemat biaya operasional sebesar 28.03% lebih hemat dibandingkan tanpa preventive maintanance, begitu juga pada shaft menghemat biaya 23.29%, pada bearing menghemat biaya 36.23% dan packing menghemat biaya operasional 34.53% lebih hemat. Hal ini menunjukkan bahwa dalam salah satu pompa yang memegang peranan penting adalah pompa sentrifigal jenis pompa vertikal yang ada di Finis Water Pump (FWP) atau tempat bahan baku/air baku yang akan dikirimkan/didistribusikan ke unit seluruh masyarakat. Dari segi kontruksi dan kemampuan kerja dari pompa ini sangat cocok digunakan untuk memompakan air baku ke unit pengolahan dengan kapasitas yang cukup besar, dari segi kontruksi, pemasangan dan penempatan juga sangat bagus untuk digunakan.

ABSTRACT

In writing this thesis, the research object is about damage analysis and maintenance management tait type vertical pump models 15 BCH-3 with a capacity of 150 l / s in Tirtanadi Sunggal. Pump maintenance is done in order to maintain the smooth process to distribute water throughout the community who were around Tirtanadi Sunggal. In this paper the goal is to determine the extent of the damage and the cost pemelihan on vertical vertical pump types tait 15 BCH-3 models with a capacity of 150 l / s in Tirtanadi Sunggal. therefore, the authors conducted a study that is the first unit of the vertical pump types tait 15 BCH-3 models with a capacity of 150 l / s in Tirtanadi Sunggal survey taken by taking to the field in which the rotation of 1470 rpm and the data can be calculated sfesifikasi pump damage and costs at the pump. It can be concluded that the magnitude of the vertical pump total head that the pump must be served is 0,034 meters. While the pump NPSH is 7.38 m. And also obtained the minimum cost for a treatment that saves operating costs. Preventive maintenance on the impeller save operating costs by 28.03% more efficient than without preventive maintanance, as well as the 23:29% savings shaft, the bearing savings on packing 36.23% and 34.53% operating costs more efficient. This shows that in one of the pumps that play an important role is sentrifigal pump vertical pump types that exist in the Finis Water Pump (FWP) or where raw materials / raw water to be delivered / distributed to units throughout the community. In terms of construction and work ability of this pump is suitable for pumping raw water to a treatment plant with a capacity large enough, in terms of construction, installation and placement is also very nice to use because it is not in terms of ability, but in terms of care and cost very efficient.

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Perusahaan Daerah Air Minum (PDAM) Tirtanadi menggunakan mesin pompa yang banyak sekali untuk keperluan proses pengolahan air minum dan pendistribusiannyakesetiap masyarakat yang akan membutuhkannya. Penggunaan pompa ini sangatlah penting mengingat pemindahan jenis fluida dan kondisi fluida dan kondisi kerja yang sangat bermacam-macam.

Pada pabrik pengolahan air baku menjadi air bersih dan air minum di PDAM Tirtanadi, yang menggunakan peralatan-peralatan dan bahan campuran yang sesuai dengan kualitas dan tingkat kejernihan yang sudah teruji. Sistem pengolahan air baku ini dilakukan secara bertahap, dengan perkataan lain suatu proses tidak dapat berlangsung jika proses sebelumnya belum berjalan. Pompa merupakan jenis mesin fluida yang digunakan untuk memindahkan fluida melalui pipa dari satu tempat ke tempat lain. Dalam menjalankan fungsinya tersebut, pompa mengubah energi gerak poros untuk menggerakkan sudu-sudu menjadi energi tekanan pada fluida.

Mengingat pompa merupakan jenis fluida yang dingunakan untuk memindahkan fluida dalam suatu instalasi, maka kesinambungannya perlu dijaga dan dirawat setiap saat. Kegagalan suatu komponen pompa akan berakibat pada berhentinya suatu proses dan kinerja. Untuk menghindari hal tersebut, maka pengoperasian dan pemeliharaan pompa harus tepat. Supaya proses suatu produksi tetap berjalan dengan baik.Pompa adalah suatu peralatan yang dipergunakan untuk memindahkan zatcair dari suatu tempat ke tempat yang lain, disini terjadi perubahan energy mekanik menjadi energi hidrolis yang berupa head atau tinggi kenaikan air. Pemindahan fluida dari suatu tempat ke tempat yang lain tersebut dapat mengalami hambatan-hambatan akibat belokan-belokan, katub, sambunganmaupun adanya gesekan antara fluida yang dialirkan dengan pipa-pipapenghantarnya.

Dalam proses pemindahan fluida dari suatu tempat ke tempat lain yang digunakan mesin fluida atau pompa, jenis pompa yang dingunakan sangatlah banyak

mengingat proses pengolahan air mulai dari bendungan hingga stasiun reservoir yang akan didistribusikan kepada masyarakat sangat besar.

Dalam laporan ini penulis megambil judul skripsi tentang”ANALISA KERUSAKAN POMPA VERTIKAL TIPE TAIT MODEL 15 BCH-3 DENGAN KAPASITAS 150 L/S DI PDAM TIRTANADI SUNGGAL”.

1.2 Tujuan Penulisan

Adapun tujuan dari penulisan Skripsi ini adalah

a. Untuk mengetahui analisakerusakan dari pompa vertikal yang dingunakan di PDAM Tirtanadi Sunggal.

b. Mengetahui biaya pemeliharaan pada pompa vertikal.

1.3 Manfaat Penulisan

Adapun manfaat dari Skripsi ini adalah, sebagai berikut:

a. Untuk penulis sangat bermanfaat, dimana untuk mengembangkan wawasan

permasalahan mengenaikerusakan pada pompa vertikal.

b. Mengetahui penggunaan pompavertikal dan mempelajari perawatan pada

pompa tersebut.

c. Untuk pembaca, dimana dapat untuk memahami kerusakan dan alternative

biayapada pompa vertikal.

1.4 Metode Penulisan

Adapun metode penulisan yang dilakukan penulis dalam penulisan Skripsi ini adalah sebagai berikut:

a. Melakukan studi kepustakaan terhadap berbagai referensi yang berkaitan

dengan penelitian yang dilakukan.

b. Melakukan penelitian antara lain meliputi: pengenalan pompa, yaitu

mengetahui karakteristik pompa dan melihat secara langsung kerusakanpompa di pabrik.

c. Mengumpulkan data-data tentang sfesifikasi dan kerusakan pompa yang sudah ada disimpan oleh perusahaan sebelumnya sebagai pembanding.

1.5 Batasan Masalah

Adapun batasan masalah yang akan dibahas oleh penulis dalam penulisan skripsi ini adalahhanya membahas kavitasi dan keausan pada pompa vertikal tipe tait model 15 BCH-3 dengan kapasitas 150 L/Jdi PDAM Tirtanadi Sunggal. Dalam skripsi inijuga akan dibahas tentang besarnya biaya,

Man Power, Man Hour, Tool, Equipment, Material, Consumable dan

Evaluasi biaya Preventive Maintenance.

1.6 Sistematika Penulisan

Untuk mempermudah mengetahui isi Skripsi ini, maka uraian bab dapat diringkas secara garis besar sebagai berikut:

Bab I merupakan pendahuluan yang berisi latar belakang, tujuan penulisan, manfaat penulisan, metode penulisan, batasan masalah dan sistematika

penulisan.

BabII merupakan tinjauan pustaka yang berisikan tentang pengertian, cara kerja pompa, jenis-jenis kerusakan pada pompa, defenisipemeliharaan, dan yang berkaitan dengan pompa.

Bab III merupakan objek dan metodologi penelitian yang berisikan tentang pengenalan pompa.

BAB IV merupakan analisa data dan pembahasan. BAB V merupakan kesimpulan dan saran.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Defenisi dan Cara Kerja Pompa Vertikal 2.1.1.Defenisi pompa vertikal

Pompa vertikal adalah merupakan salah satudesain diffuser jenis tunggal atau multistage yang terdiri dari beberapa buah impeller yang disusun secara seri yang dapat menghasilkan head yang tinggi yang dapat dingunakan untuk memindahkan air.

Suatu pompa vertikal pada dasarnya terdiri dari satu impeler atau lebih yang dilengkapi dengan sudu-sudu, yang dipasangkan pada poros yang berputar dan diselubungi dengan/oleh sebuah rumah (casing).Fluida mamasuki impeler secara aksial di dekat poros dan mempunyai energi potensial, yang diberikan padanya oleh sudu-sudu. Begitu fluida meninggalkan impeler pada kecepatan yang relatif tinggi , fluida itudikumpulkan didalam ‘volute’ atau suatu seri lluan diffuser yang mentransformasikan energi kenetik menjadi tekanan. Ini tentu saja diikuti oleh pengurangan kecepatan.Sesudah konversi diselesaikan, fluida kemudian dikeluarkan dari mesin tersebut.Aksi itu sama untuk pompa-pompa dengan kekecualian bahwa volume gas adalah berkurang begitu gas-gas tersebut melewati blower, sementara volume fluida secara praktis adalah tetap begitu fluida tersebut melewati pompa.

Pompa-pompa vertikal pada dasarnya adalah mesin-mesin berkecepatan tinggi (dibandingkan dengan jenis-jenis torak, rotary, atau pepindahan).Perkembangan akhir-akhir ini pada turbin-turbin uap, dan motor-motor listrik dan disain-disain sistem gigi kecepatan tinggi telah memperbesar pemakaian danpenggunan pompa-pompa vertikal, seharusnya dapat bersaing dengan unit-unit torak yang ada. Garis-garis effesiensi adalah Garis-garis yang menyatakan effesiensi yang sama untuk hubungan head dengan kapasitas ataudaya dapat di tentukan batasan putaran maksimum dan minimum dengan kata lain untuk mendapatkan daerah operasi yang terbaik jika dilihat dari segi putaran pompa.

Dalam pompa vertikal turbin juga tersedia berbagai konfigurasi, konstruksi dan bahan untuk memenuhi kebutuhan aplikasi. Di antaranya adalah sebagai berikut :

a. Terbuka atau tertutup lineshaft konstruksi b. Impeller tertutup atau semi-terbuka

c. Memakai cincin impeller Bowl dan tertutup d. Cast besi atau baja fabrikasi kepala debit

e. Penyegelan konfigurasi untuk konstruksi lineshaft terbuka f. Dikemas dengan kemasan kotak grafit fleksibel

g. Tunggal atau ganda mekanik segel

2.1.2. Cara Kerja Pompa Vertikal

Prinsip kerja pompa vertikal turbin adalah sebagai berikut :

a. Gaya vertikal bekerja pada impeller untuk mendorong fluida untuk

mendorong fluida ke sisi luar sehingga kecepatan fluida meningkat.

b. Kecepatan fluida yang tinggi ditampung oleh saluran (casing) berbentuk volut atau diffuser dan disalurkan ke luar pompa melalui pipa, di dalam pipa ini sebagian head kecepatan di ubah menjadi head tekanan.

2.1.3. Klasifikasi Pompa Vertikal

Dalam pompa vertikal turbin ini memiliki tiga klasifikasi pompa antara lain sebagai berikut:

a. Pompa Elemen:

Elemen pompa terdiri dari satu atau lebih mangkuk atau tahapan. Mangkuk masing-masing terdiri dari sebuah impeller dan diffuser

b. Discharge Kolom:

Ini menghubungkan perakitan mangkuk dan kepala pompa dan melakukan air dari mantan nanti.

c. Discharge kepala:

Ini terdiri dari dasar dimana kolom debit, perakitan mangkuk dan perakitan poros ditangguhkan.

2.1.4 Bagian-Bagian Pompa Vertikal

Secara umum bagian-bagian utama pompa vertical turbin dapat dilihat seperti gambar berikut :

Gambar 2.1. Pompa Vertikal

2.1.5 Kavitasi

Kavitasi adalah fenomena perubahan fase uap dari zat cair yang sedang mengalir, karena tekanannya berkurang hingga di bawah tekanan uap jenuhnya.Pada pompa bagian yang sering mengalami kavitasi adalah sisi hisap pompa. Misalnya, air pada tekanan 1 atm akan mendidih dan menjadi uap pada suhu 100 derajat celcius.Tetapi jika tekanan direndahkan maka air akan bisa mendidih pada temperatur yang lebih rendah bahkan jika tekanannya cukup rendah maka air bisa mendidih pada suhu kamar.Apabila zat cair mendidih, maka akan timbul gelembung-gelembung uap zat cair. Hal ini dapat terjadi pada zat cair yang sedang mengalir di dalam pompa maupun didalam pipa. Tempat-tempat yang bertekanan rendah dan/atau yang berkecepatan tinggi di dalam aliran, maka akan sangat rawan mengalami kavitasi. Misalnya pada pompa maka bagian yang akan mudah mengalami kavitasi adalah pada sisi isapnya.

Kavitasi pada bagian ini disebabkan karena tekanan isap terlalu rendah.Knapp (Karassik dkk, 1976) menemukan bahwa mulai terbentuknya gelembung sampai gelembung pecah hanya memerlukan waktu sekitar 0,003 detik. Gelembung ini akan terbawa aliran fluida sampai akhirnya berada pada daerah yang mempunyai tekanan lebih besar daripada tekanan uap jenuh cairan. Pada daerah tersebut gelembung tersebut akan pecah dan akan menyebabkan shock pada dinding di dekatnya. Cairan akan masuk secara tiba-tiba ke ruangan yang terbentuk akibat pecahnya gelembung uap tadi sehingga mengakibatkan tumbukan. Peristiwa ini akan menyebabkan terjadinya kerusakan mekanis pada pompa sehingga bisa menyebabkan dinding akan berlubangatau bopeng. Peristiwa ini disebut dengan erosi kavitasi sebagai akibat dari tumbukan gelembung-gelembung uap yang pecah pada dinding secara terus menerus.

2.1.6 Pengaruh Kavitasi Terhadap Kinerja Pompa

Pada tiga tulisan sebelumnya kita telah mengenal pengaruh kavitasi dan klasifikasi kavitasi berdasarkan penyebab utamanya. Kali ini kita kembali memperdalam pengaruh kavitasi ini secara lebih detil. Sebelumnya kita telah tahu pengaruh kavitasi secara umum adalah sebagai berikut :

a. Berkurangnya kapasitas pompa

b. Berkurangnya head (pressure)

c. Terbentuknya gelembung-gelembung udara pada area bertekanan rendah di

dalam selubung pompa (volute) d. Suara bising saat pompa berjalan

e. Kerusakan pada impeller atau selubung pompa (volute).

Kavitasi dinyatakan dengan cavities atau lubang di dalam fluida yang kita pompa.Lubang ini juga dapat dijelaskan sebagai gelembung-gelembung, maka kavitasi sebenarnya adalah pembentukan gelembung-gelembung dan pecahnya gelembung tersebut.Gelembung terbentuk tatkala cairan mendidih. Hati-hati untuk menyatakan mendidih itu sama dengan air yang panas untuk disentuh, karena oksigen cair juga akan mendidih dan tak seorang pun menyatakan itu panas.Mendidihnya cairan terjadi ketika ia terlalu panas atau tekananya terlalu rendah. Pada tekanan

permukaan air laut 1 bar (14,7 psia) air akan mendidih pada suhu 2120F (100oC). Jika tekanannya turun air akan mendidih pada suhu yang lebih rendah. Ada tabel yang menyatakan titik didih air pada setiap suhu yang berbeda.Satuan tekanan di sini yang digunakan adalah absolute bukan pressure gauge, ini jamak dipakai tatkala kita berbicara mengenai sisi isap pompa untuk menghindari tanda minus. Maka saat menyebut tekanan atmosfir nol, kita katakan 1 atm sama dengan 14,7 psia pada permukaan air laut dan pada sistim metrik kita biasa memakai 1 bar atau 100 kPa. Kita balik ke paragraf pertama untuk menjelaskan akibat dari kavitasi, sehingga kita lebih tahu apa sesungguhnya yang terjadi.

Kapasitas pompa berkurang ini terjadi karena gelembung-gelembung udara banyak mengambil tempat (space), dan kita tidak bisa memompa cairan dan udara pada tempat dan waktu yang sama. Otomatis cairan yang kita perlukan menjadi berkurang. Jika gelembung itu besar pada eye impeller, pompa akan kehilangan pemasukan dan akhirnya perlu priming (tambahan cairan pada sisi isap untuk menghilangkan udara).

Tekanan (Head) kadang berkurang, Gelembung-gelembung tidak seperti cairan, ia bisa dikompresi (compressible). Nah, hasil kompresi inilah yang menggantikan head, sehingga head pompa sebenarnya menjadi berkurang.Pembentukan gelembung pada tekanan rendah karena tidak bisa terbentuk pada tekanan tinggi.Kita harus selalu ingat bahwa jika kecepatan fluida bertambah, maka tekanan fluida akan berkurang. Ini artinya kecepatan fluida yang tinggi pasti di daerah bertekanan rendah.Ini akan menjadi masalah setiap saat jika ada aliran fluida melalui pipa terbatas, volute atau perubahan arah yang mendadak. Keadaan ini sama dengan aliran fluida pada penampang kecil antara ujung impeller dengan volute cut water.

2.1.7Cara Mengatasi Kavitasi

Proses kavitasi begitu rumit dan kurang begitu jelas Sebagai contoh permulaan terjadinya kavitasi adalah sebagai berikut, air yang mengandung udara atau gelembung-gelembung uap air yang disebabkan oleh adanya kondisi setempat

yang tekanannya turun hingga dapat menimbulkan penguapan. Pada tempat yang tekanannya lebih tinggi, maka gelembung-gelembung tersebut akan terkondensasi dan pecah dengan tiba-tiba, hal ini akan mengakibatkan tekanan pada roda turbin. Penurunan tekananaliran didalam turbin air disebabkan perubahan energi tekanan menjadi energi kecepatan (Bernoulli).Makin tinggi kecepatan aliran dan makin tinggi Airnya, maka makin tinggi pula bahaya dari pembentukan uap dan kavitasi.Untuk menghindari kavitasi yang besar, maka dalam perencanaan turbin dapat menggunakan perhitungan yang tertentu dengan memasukan harga-harga keamanan dan harga-harga yang berdasarkan pengalaman.NPSH (Net Positive Suction Head, dimensi L, satuan meter) adalah perhitungan kemampuan untuk mendorong fluida ke pompa sisi hisap. HPSH perlu diketahui untuk mengetahui:

1. Apakah terjadi kavitasi (gelembung-gelembung) uap pada pipa. Kapitasi

menyebabkan naiknya tekanan fluida pada pipa hisap yang merupakan sumber penghasil kerusakan utama pada sudu/impeller.

2. Tinggi maksimum tempat untuk pemasangan pompa, dalam hal ini NPSH

menghasilkan kesimpulan apakah perlu ditambahkan satu atau beberapa lagi sisi hisap agar cairan mampu naik untuk dipompakan.

2.1.8 Head Pompa

Head pompa merupakan salah satu karekteristik pompa yang harus diperhatikan dalam perencanaan pompa.Di mana head pompa adalah salah satu parameter pompa yang menyangkut jarak terjauh yang harus disediakan oleh pompa untuk mengalirkan fluida dalam satuan jarak. Head pompa secara umum dihitung sebagai berikut ini:

Hp + (Z1-Z2) +

�_1−�2

��

+

�₁₋2 �₂2

Persamaan Darcy-Weisbach:

Hf = f

� �

�

2�

di mana :

a) Keadaan Laminer (Re < 4000 dan nilai �/D sembarang), nilai koefisien gesek pada pipa : f = 64

��

b) Keadaan Turbulen (4000 < Re ≤ 108, dan nilai �/ D adalah: 0 ≤ �/D < 0,05, maka nilai koefesien gesekan pada pipa:

1

�� = -2,0. Log

[

�/�

3,7 +

2,51

����

]

(persamaan Colebrook)

c) Keadaan turbulen (4000 < Re ≤ 1088, dan nilai �/� adalah: (10-6≤ �/ D ≤ 10-2+), maka nilai koefisien gesekan pada pipa:

f = 1,325

[ln (_3,e_7�+ 5,74

��0,9)]2

(persamaan Moody)

dimana:

Hp = Head pompa (satuan meter)

Hf = Kerugian akibat gesekan pada pipa tekan dan pipa hisap

Hm = Kerugian minor akibat adanya kelengkapan pipa (Mulut Isap, Elbow,

Valve, Tee, Reduser dan sebagainya) F = Kerugian gesekan

C = Koefisien gesekan Km = Koefesien Minor

d) Menentukan Kapasitas Pompa Qp = Q x Pf

Di mana :

Qp= Kapasitas Pompa

Q = Kapasitas Normal

Pf = Faktor planning/rencana = 10% - 15% (diambil untuk antisipasi apabila

terdapat kebocoran pada pipa dan kejatuhan/preasure drop) atau kapasitas aliran pompa adalah menjadi : Qp = Q x (1,1 – 1,5)

e) Menentukan diameter pipa hisap dan tekan

d

=

�4Qp

�Vs

:

Vs = Kecapatan aliran pipa hisap maupun tekan

Setelah didapat ukuran diameter, maka langkah selanjutnya adalah menyesuaikan diameter tersebut kepada ukuran pipa standar ASA dan Schedule Pipa, sehingga didapat ukuran nominal pipa. Diameter dalam pipa yang didapat dari standarisasi tersebut, nantinya akan digunakan selanjutnya sebagai patokan perhitungan diameter. Adanya beberapa cara untuk mencari f (koefisien gesekan pipa) seperti rumus-rumus di atas, salah satunya adalah mencari f dengan menggunakan Diagram Moody, berikut petunjuk cara mencari factor gesekan f dengan menggunakan diagram Moody:

1. Cari terlebih dahulu nilai Reynold dengan persamaan: Re =

�

�� .��

Vs = Kecepatan aliran fluida.

v = viskositas fluida pada temperature yang ditentukan.

2. Kemudian hitung perbandingan kekasaran relative pipa dengan rumus �/�, di mana :� = factor kekerasan pipa (biasanya didapat dari bahan pipa) dan D = diameter pipa.

3. Kemudian lihat pada DIAGRAM MOODY factor gesekan f.

f) NPSH dihitung dengan persamaan:

NPSH = (Z1 – Z2)

P1+Patm – Pv

�� - hf – hm ; pada sisi hisap

Patm = Tekanan Atmosfir

Pv = Tekanan jenuh cairan menjadi uap atau disebut juga tekanan

pengupa (diambil tekanan temperature didih dan gunakan table uap cair).

g) Menentukan putaran motor listrik penggerak pompa

Putaran motor listrik penggerak dintentukan dengan rumus: np =

�� 60 �2

Pn

Karena biasanya terjadi slip putaran dalam pemakaian kesehariannya, putaran yang dihasilkan akan menurun sebesar 1% - 2%, maka putaran motor listrik penggerak pompa menjadi:

np = (98% + 99%) x

�� 60 �2

Pn

dimana:

f = frekuensi motor listrik = 50 hz (untuk Indonesia) pn= Pole number = jumlah kutup listrik (2, 4, 6, 8, 10, 12)

(biasanya untuk motor listrik putaran tinggi diambil adalah 2)

h) Menentukan jenis impeller pompa

Dalam menentukan jenis impeller pompa (sudu) yang nantinya akan dipakai untuk pompa, perllu diketahui terlebih dahulu Putaran Spesifik pompa. Putaran Spesifik adalah putaran dimana suatu pesawat mesin fluida (pompa, turbin, dll) menghasilkan head sebesar 1 meter dengan kapasitas 1m3/dt. Persamaan matematik untuk putaran spesifik adalah:

ns = np

���

�_�3/4

Dimana:

ns = Putaran spesifik pompa 1 tingkat

np = putaran pompa (rpm)

Qp = Kapasitas pompa (m3/dt)

Hp = Head pompa (meter)

i)Menghitung Minor Losses

Loses minor yang ditimbulkan loeh elbow, bends/lendutan, dan valves adalah merupakan sama dengan panjang Equivalen pipa. Panjang Eauivalen atau Equivalent length ( Leq) dapat dihitung dengan persamaan Leq = KD/f dimana f adalah factor

gesekan Darcy-Weisbach untuk pipa yang terdapat perlengkapan-perlengkapan pipa misalnya fitting. Gunakan f = 0.02sebagai contoh, suatu pipa terdapat kelengkapan 1 buah Gate Valve yang terbuka penuh dan 3 buah elbow biasa 90o, hitunglah minor losses yang terjadi?

2.1.9 Keausan pada Bantalan

Keausan (wear) didefinisikan perpindahan material dari permukaan suatu objek melalui kontak dengan permukaan objek lain yang bergerak relatif satu sama lain. Keausan dapat dibagi dua kategori; keausan yang didominasi oleh sifat mekanik bahan, dan keausan yang didominasi oleh sifat kimia bahan.Tipe keausan yang terjadi pada bantalan luncur ini adalah interaksi antara satu permukaan meluncur relatif terhadap permukaan lainnya pada suatu jarak tertentu.

Tabel 1.1 Penyebab keausan dan cara menanggulanginya

No Penyebab Keausan Cara menanggulangi

1 Adanya dua permukaan yang saling

bergesekan antara material lunak dan material padat

Melakukan pelumasan untuk meningkatkan waktu pakai dan produktifitas

2 Adanya interaksi mekanik

permukaan yang bergerak slidding dan dibebani

Mengurangi kegagalan bantalan premature dan waktu kerusakan mesin

3 Adanya pelepasan atau pengoyakan

salah satu material

Memperhatikan keperluan dan kapasitas penggunaan dan pemilihan pompa dan memilih spesifikasi pompa yang tepat

4 Bila suatu partikel keras (asperity)

dari material tertentu meluncur pada permukaan material lain yang lebih lunak sehingga terjadi penetrasi atau pemotongan material yang lebih lunak

Menjaga bearing agar tetap berputar pada poros nya sesuai dengan standar

5 Adanya interaksi permukaan

dimana permukaan yang mengalami beban berulang dan mengarah pada pembentukan retak mikro

Melakukan maintenance pada bearing dan poros pada saat beroperasinya mesin

6 Adanya gas dan cairan yang

membawa partikel padatan yang membentur permukaan material

Menyetel celah sempit pada cincin perapat agat gesekan tidak terlalu besar pengaruhnya

7 Adanya perpindahan material dari

permukaan suatu objek melalui kontak dengan permukaan objek lain yang bergerak relatif satu sama lain

Memperbaiki bagian yang terjadi kontak dengan yang baru jika yang lama sudah tak memungkinkan dipakai lagi

Gambar 4.8.Mekanisme gesekan dipermukaan bantalan. (Mang, Theo, Dresel, Wilfried, 2007)

1. Beban yang bekerja

Gaya tagensial yang terjadi pada poros (Ft) : Ft=��

(��₂)……… (Frizt Diesel, 1993)

Mt= 9,74 x 105 x��

� ………. (Frizt Diesel, 1993)

Dimana

Ni : Daya Netto

n : Putaran poros turbin (5294 rpm)

Untuk menentukan daya netto dingunakan persamaan : Ni = ��

����

Dengan Ng = Daya yang dibutuhkan generator listrik (1200 KW/cosᵩ)

ηm=EFesiensi mekanis (hasil pengamatan sebesar 0,995)

2.2Defenisi Pemeliharaan

Pemeliharaan adalah suatu kombinasi yang terdiri dari berbagai tindakan yang dilakukan untuk menjaga atau memperbaiki suatu barang sampai mencapai suatu kondisi tetap terjaga dengan baik.Pemeliharaan Mesin merupakan hal yang sering dipermasalahkan antara bagian pemeliharaan dan bagian produksi.Karena bagian pemeliharaan dianggap yang memboroskan biaya, sedang bagian produksi merasa yang merusakkan tetapi juga yang membuat uang (Soemarno, 2008). Pada umumnya sebuah produk yang dihasilkan oleh manusia, tidak ada yang tidak mungkin rusak, tetapi usia penggunaannya dapat diperpanjang dengan melakukan perbaikan yang dikenal dengan pemeliharaan (Corder, Antony, K. Hadi, 1992). Oleh karena itu, sangat dibutuhkan kegiatan pemeliharaan yang meliputi kegiatan pemeliharaan dan perawatan mesin yang digunakan dalam proses produksi.

Kata pemeliharaan diambil dari bahasa yunani terein artinya merawat,

menjaga, dan memelihara.(Corder, Antony, K. Hadi, 1992).Untuk Pengertian pemeliharaan lebih jelas adalah tindakan merawat mesin atau peralatan pabrik dengan memperbaharui umur masa pakai dan kegagalan/kerusakan mesin. (Setiawan F.D, 2008).Menurut Jay Heizer dan Barry Render, (2001) dalam bukunya “operations Management” pemeliharaan adalah :“all activities involved in keeping a system’s equipment in working order”. Artinya: pemeliharaan adalah segala kegiatan yang didalamnya adalah untuk menjaga sistem peralatan agar pekerjaan dapat sesuai dengan pesanan.

Menurut M.S Sehwarat dan J.S Narang, (2001) dalam bukunya “Production Management” pemeliharaan (maintenance) adalah sebuah pekerjaan yang dilakukan secara berurutan untuk menjaga atau memperbaiki fasilitas yang ada sehingga sesuai dengan standar (sesuai dengan standar fungsional dan kualitas).

Menurut Sofyan Assauri (2004) pemeliharaan adalah kegiatan untuk memelihara atau menjaga fasilitas/peralatan pabrik dan mengadakan perbaikan atau penyesuaian/penggantian yang diperlukan agar supaya terdapat suatu keadaan operasi produksi yang memuaskan sesuai dengan apa yang direncanakan.

Sedangkan menurut Manahan P. Tampubolon, (2004), Pemeliharaan merupakan semua aktivitas termasuk menjaga peralatan dan mesin selalu dapat melaksanakan pesanan pekerjaan.

Dari beberapa pendapat di atas bahwa dapat disimpulkan bahwa kegiatan pemeliharaan dilakukan untuk merawat ataupun memperbaiki peralatan perusahaan agar dapat melaksanakan produksi dengan efektif dan efisien sesuai dengan pesanan yang telah direncanakan dengan hasil produk yang berkualitas.

Gambar 2.3 konsep strategi pemeliharaan dan Reliability yang baik membutuhkan karyawan dan prosedur yang baik

(Sumber: Jay Heizer and Barry Render (2001), operation management, practice hall, sixth edition)

2.2.1 Tujuan Pemeliharaan

Adapun tujuan dari pemeliharaan adalah sebagai berikut :

1). Agar semua mesin dan peralatan selalu dalam keadaan siap pakai secara optimal,

2). Untuk memperpanjang asset,

3). Untuk menjamin ketersediaan optimum peralatan yang dipasang untuk produksi dan mendapatkan laba investasi maksimal yang mungkin,

4). Untuk menjamin keselamatn orang yang menggunakan sarana tersebut. Information sharing skill

training reward system

power sharing _{Reduced inventory improved}

quality improved capacity reputation for quality continous improvment

Clean and lubricate monitor and adjust minor reapir comuterize

2.2.2 Fungsi pemeliharaan

Menurut pendapat Agus Ahyari, (2002) fungsi pemeliharaan adalah agar dapat memperpanjang umur ekonomis dari mesin dan peralatan produksi yang ada serta mengusahakan agar mesin dan peralatan produksi tersebut selalu dalam keadaan optimal dan siap pakai untuk pelaksanaan proses produksi.

Keuntungan-keuntungan yang akan diperoleh dengan adanya pemeliharaan yang baik terhadap mesin, adalah sebagai berikut (Agus Ahyari, 2002):

a. Mesin dan peralatan produksi yang ada dalam perusahaan yang bersangkutan akan dapat dipergunakan dalam jangka waktu panjang,

b. Pelaksanaan proses produksi dalam perusahaan yang bersangkutan berjalan dengan lancar,

c. Dapat menghindarkan diri atau dapat menekan sekecil mungkin terdapatnya kemungkinan kerusakan-kerusakan berat dari mesin dan peralatan produksi selama proses produksi berjalan,

d. Peralatan produksi yang digunakan dapat berjalan stabil dan baik, maka proses dan pengendalian kualitas proses harus dilaksanakan dengan baik pula,

e. Dapat dihindarkannya kerusakan-kerusakan total dari mesin dan peralatan produksi yang digunakn,

2.2.3 Kegiatan-kegiatan pemeliharaan

Kegiatan pemeliharaan dalam suatu perusahaan menurut Manahan P. Tampubolon, 2004 meliputi berbagai kegiatan sebagai berikut:

1)Inspeksi (inspection)

Kegiatan ispeksi meliputi kegiatan pengecekan atau pemeriksaan secara berkala dimana maksud kegiatan ini adalah untuk mengetahui apakah perusahaan selalu mempunyai peralatan atau fasilitas produksi yang baik untuk menjamin kelancaran proses produksi. Sehingga jika terjadinya kerusakan, maka segera diadakan perbaikan-perbaikan yang diperlukan sesuai dengan laporan hasil inspeksi, adan berusaha untuk mencegah sebab-sebab timbulnya kerusakan dengan melihat sebab-sebab kerusakan yang diperoleh dari hasil inspeksi.

2) Kegiatan teknik (Engineering)

Kegiatan ini meliputi kegiatan percobaan atas peralatan yang baru dibeli, dan kegiatan-kegiatan pengembangan peralatan yang perlu diganti, serta melakukan penelitian-penelitian terhadap kemungkinan pengembangan tersebut.Dalam kegiatan inilah dilihat kemampuan untuk mengadakan perubahan-perubahan dan perbaikan-perbaikan bagi perluasan dan kemajuan dari fasilitas atau peralatan perusahaan. Oleh karena itu kegiatan teknik ini sangat diperlukan terutama apabila dalam perbaikan mesin-mesin yang rusak tidak di dapatkan atau diperoleh komponen yang sama dengan yang dibutuhkan.

3) Kegiatan produksi (Production)

Kegiatan ini merupakan kegiatan pemeliharaan yang sebenarnya, yaitu memperbaiki dan meresparasi mesin-mesin dan peralatan.Secara fisik, melaksanakan pekerjaan yang disarakan atau yang diusulkan dalam kegiatan inspeksi dan teknik, melaksankan kegiatan service dan perminyakan (lubrication).Kegiatan produksi ini dimaksudkan untuk itu diperlukan usaha-usaha perbaikan segera jika terdapat kerusakan pada peralatan.

4) Kegiatan administrasi (Clerical Work)

Pekerjaan administrasi ini merupakan kegiatan yang berhubungan dengan pencatatan-pencatatan mengenai biaya-biaya yang terjadi dalam melakukan pekerjaan-pekerjaan pemeliharaan dan biaya-biaya yang berhubungan dengan kegiatan pemeliharaan, komponen (spareparts) yang di butuhkan, laporan kemajuan (progress report) tentang apa yang telah dikerjakan. Waktu dilakukannya inspeksi dan perbaikan, serta lamanya perbaikan tersebut, komponen (spareparts) yag tersedia di bagian pemiliharaan. Jadi dalam pencatatan ini termasuk penyusunan planning dan scheduling, yaitu rencana kapan suatu mesin harus dicek atau diperiksa, diminyaki atau di service dan di resparasi.

5) Pemeliharaan Bangunan (housekeeping)

Kegiatan ini merupakan kegiatan untuk menjaga agar bangunan gedung tetap terpelihara dan terjamin kebersihannya.

2.2.4 Jenis-jenis Pemeliharaan (Maintenance)

Kengiatan pemeliharaan yang dilakukan pada suatu perusahaan dapat

dibedakan menjadi dua jenis, yaitu preventive maintenance dan breakdown

maintenance.

1) Preventive Maintenance

Pengertian preventive maintenance adalah kegiatan pemeliharaan dan perawatan yang dilakukan untuk mencegah timbulnya kerusakan-kerusakan yang tidak terduga dan menemukan kondisi atau keadaan yang dapat menyebabkan fasilitas produksi mengalami kerusakan pada waktu digunakan dalam proses produksi.

Dengan demikian, semua fasilitas produksi yang mendapatkan preventive maintenance akan terjamin kelancaran kerjanya dan selalu diusahakan dalam kondisi atau keadaan siap dipergunakan untuk setiap operasi atau proses produksi pada setiap saat sehingga dapatlah dimungkinkan bahwa pembuatan suatu rencana dan schedule pemeliharaan dan perawatan yang sangat cermat dan rencana produksi yang lebih cepat. Preventive maintenance ini sangat penting karena kegunaannya yang sngat efektif di dalam menghadapi fasilitas-fasilitas produksi yang termasuk pada golongan critical unit, dimana sebuah fasilitas atau peralatan produksi akan termasuk pada golongan ini apabila:

a. Kerusakan fasilitas atau peralatan tersebut akan membahayakan kesehatan atau keselamatan para pekerja.

b. Kerusakan fasilitas ini akan mepengaruhi kulitas produk yang dihasilkan. c. Kerusakan fasilitas ini akan menyebabkan kemacetan suatu proses produksi.

Dalam praktiknya, preventive maintenance yang dilakukan oleh suatu perusahan pabrik dapat dibedakan atas:

• Routine Maintenance • Periodic Maintenance

2) Breakdown Maintenance

Breakdown atau corrective maintenance adalah kegiatan pemeliharaan dan perawatan yang dilakukan setelah terjadinya suatu kerusakan atau kelainan pada fasilitas

maupun peralatan sehingga tidak dapat berfungsi dengan baik dan benar.Kegiatan breakdown maintenance yang dilakukan sering disebut dengan kegiatan perbaikan atau reparasi.

Perbaikan yang dilakukan karena adanya kerusakan yang dapat terjadi akibat tidak dilakukannnya preventive maintenance ataupun telah dilakukan tetapi sampai pada waktu tertentu fasilitas atau peralatan tersebut tetap rusak.Jadi, dalam hal ini, kegiatan maintenance sifatnya hanya menunggu sampai kerusakan terjadi dahulu, baru kemudian diperbaiki. Maksud dari tindakan perbaikan ini adalah agar fasilitas atau peralatan tersebut dapat dipergunakan kembali dalam proses produksi sehingga proses produksinya dapat berjalan lancar kembali.

Dengan demikian, apabila perusahaan hanya mengambil kebijaksanaan untuk melakukan breakdown maintenance saja, maka terdapatlah faktor ketidakpastian (uncertainity) dalam kelancaran proses produksinya akibat ketidakpastian akan kelancaran bekerjanya fasilitas atau peralatan produksi yang ada. Oleh karena itu, kebijaksanaan untuk melaksanakan breakdown maintenance saja tanpa preventif maintenance akan menimbulkan akibat-akibat yang dapat menghambat ataupun memacetkan kegiatan produksi apabila terjadi suatu kerusakan yang tiba-tiba pada fasilitas produksi yang digunakan.

2.2.5 Hubungan Kegiatan Pemeliharaan Dengan Biaya

Tujuan utama manajemen produksi adalah mengelola penggunaan sumber daya berupa faktor-faktor produksi yang tersedia baik berupa bahan baku, tenaga kerja, mesin dan fasilitas produksi agar proses produksi berjalan dengan efektif dan efisien. Pada saat ini perusahaan-perusahaan yang melakukan kegiatan pemeliharaan harus mengeluarkan biaya pemeliharaan yang tidak sedikit.

Menurut Mulyadi (1999) dalam bukunya akuntansi biaya, biaya dari barang yang diproduksi terdiri dari:

a. Direct Material Used (biaya bahan baku langsung yang digunakan), b. Direct manufacturing Labor (biaya tenaga kerja langsung),

Permasalahan yang sering dihadapi seorang manajer produksi adalah bagaimana menentukan untuk melakukan kebijakan pemeliharaan baik untuk pencegahan maupun setelah terjadinya kerusakan, dari kebijakan itulah nantinya akan mempengaruhi terhadap pembiayaan. Oleh karena itu, seorang manajer produksi harus mengetahui hubungan kebijakan pemeliharaan dengan biaya yang ditimbulkan sehingga tidak salah dalam mengambil kebijakan tentang pemeliharaan.Dibawah ini diperlihatkan hubungan biaya pemeliharaan pencegahan dan breakdown dengan total biaya.

(a)

(b)

Gambar 2.4 HubunganPreventive Maintenance dan Breakdown Maintenance

dengan biaya. (a) Traditional View Maintenance, (b) Full Cost View of Maintenance

(Sumber: Jay Heizer and Barry Render (2001), Operation Management, Prentice Hall, sixt Edition)

Dengan demikian metode yang digunakan untuk memelihara mesin dalam perusahaan adalah metode probabilitas untuk menganalisa biaya. Menurut Hani Handoko T, (1997) Langkah-langkah perhitungan biaya pemeliharaan adalah:

a. Menghitung rata-rata umur mesin sebelum rusak atau rata-rata mesin

hidup dengan cara:

Rata-rata mesin hidup = Σ (bulan sampai terjadinya kerusakan setelah perbaikan X probabilitas terjadinya kerusakan)

b. Menghitung biaya yang dikeluarkan jika melaksanakan kebijakan pemeliharaan breakdown:

TCr =NC2/ Σni=1(PL)

Keterangan:

TCr = biaya bulanan total kebiakan Breakdown

NC2 = biaya perbaikan mesin = jumlah bulan yang diperkirakan antara kerusakan.

c. Menghitung biaya yang dikeluarkan jika melaksanakan kebijakan pemeliharaan preventive:

Untuk menentukan biaya pemeliharaan preventive meliputi pemeliharaan setiap satu bulan, dua bulan, tiga bulan dan seterusnya, harus dihitung perkiraan jumlah kerusakan mesin dalam suatu periode.Rumusnya adalah:

Bn = N + B(n-1)P1 + B(n-2)P2 + B(n-3)P3 + B1P(n-1) Keterangan:

Bn = perkiraan jumlah kerusakan mesin dalam n bulan, N = jumlah Mesin,

Pn = Probabilitas mesin rusak dalam periode n.

2.2.6Pekerjaan Pemeliharaan Pabrik

1) Pemeliharaan rutin

Pemeliharaan rutin adalah kegiatan pemeliharaan dan perawatan yang dilakukan secara rutin, misalnya setiap hari seperti: pembersihan peralatan, pelumasan, dan pemeriksaan bahan bakar sebelum mesin dioperasikan.

Peranan utama dari perawatan rutin termasuk

1.Perawatan rutin dari peralatan agar mesin tetap berdaya guna 2.Menciptakan mesin selalu siap operasi

3.Penjagaan bagian-bagian mesin yang kiranya perlu diganti atau overhoul 4.Kontrol dari bagian-bagian mesin hasi perawatan dari penjualan ( jasa perawatan )

5.Kontrol mutu dari hasi kerja kelompok perawatan 2) Pemeliharaan Berkala

Pemeliharaan berkala adalah kegiatan pemeliharaan dan perawatan yang dilakukan secara berkala atau jangka waktunya tertentu, misalnya setiap 1 (satu) minggu sekali, lalu meningkat 1 (satu) bulan sekali, dan akhirnya setiap satu tahun sekali.

Pemeliharaan berkala dapat pula dilakukan dengan menggunakan lamanya jam kerja mesin atau fasilitas produksi tersebut sebagai jadwal kegiatan, misalnya setiap 100 jam kerja mesin. Pada umumnya, sebuah pabrik memisahkan jadwal pemeliharaannya, yaitu:

• Pelumasan untuk mesin-mesin pengolahan

• Pemeliharaan alat-alat listrik

• Mesin-mesin maupun alat-alat pengolahan

• Mesin-mesin pembangkit tenaga

3) Repair

Repair korektif adalah untuk memperingan/memperbaiki kondisi yang tidak diinginkan yang diperoleh selama kontrol perawatan pencegahan agar mesin dari alat-alat berat siap dioperasikan.

4) Overhoul

Overhoul atau turun mesin atau disebut juga perawatan total atau perawatan besar adalah menyangkut : perencanaan waktu, jadwal pekerjaan dari penggantian atau pembaruan atau juga rekondisi dari tiap-tiap bagian dari mesin.Pekerjaan ini akan selamanya terdiri dari satu atau lebih bagian-bagian atau titik patah, pengujian, penggantian, pembaruan, pemasangan kembali serta pengetesan hasilnya.

5) Rekontruksi

Pada beberapa pekerjaan maintenance, strategi dasar dari perawatan juga dimungkinkan pula dengan pekerjaan-pekerjaan membangunatau mengkonstruksikan seperti misalnya mengkonstruksikan bagian-bagian dari engine yang terbuat dari kayu, baja, plastik, concrete, benda tuang, instalasi listrik, instalasi kontroler elektronik dan lain-lain.

2.4 Instalasi Pengolahan Air

Instalasi Pengolahan Air Sunggal merupakan salah satu unit pengolahan air milik PDAM Tirtanadi dengan sumber air baku dari sungai Belawan dan merupakan instalasi yang kedua dibangun setelah Instalasi Mata Air (IMA) Sibolangit.

Proses pengolahan meliputi: 1. Bendungan

Sumber air baku adalah air permukaan sungai Belawan yang diambil melalui bendungan dengan panjang 25 m (sesuai lebar sungai) dan tinggi 4 m. Pada sisi kanan bendungan dibuat sekat (channel) berupa saluran penyadap yang lebarnya 2 m dilengkapi dengan pintu pengatur ketinggian air masuk ke intake.

Gambar 2.5. Bendungan

2. Intake

Bangunan ini adalah saluran bercabang dua yang dilengkapi dengan bar screen (saringan halus) yang berfungsi untuk mencegah masuknya kotoran-kotoran yang terbawa oleh arus sungai. Masing-masing saluran dilengkapi dengan pintu (sluce gate) pengatur ketinggian air.Pemeriksaan maupun pembersihan saringan dilakukan secara periodik untuk menjaga kestabilan jumlah masuk air.

Gambar 2.6. Intake 3. Raw Water Tank (RWT)

Bangunan RWT (bak pengendapan) dibangun setelah intake yang terdiri dari 2 unit (4 sel) setiap unitnya berdiamensi 23,3 m x 20 m, tinggi 5 m dilengkapi dengan 2 buah inlet gate, 2 buah outlet sluce gate dan pintu bilas 2 buah, berfungsi sebagai tempat pengendapan lumpur sementara, pasir, dan lain-lain yang bersifat sediment.

Gambar 2.9. Raw Water Tank

4. Raw Water Pump (RWP)

RWP (Pompa Air Baku) berfungsi untuk memompakan air dari RWT ke Clearator terdiri dari 16 unit pompa air baku, dengan kapasitas RWP I 160 l/s dengan head 22 meter.

5. Clearator

Bangunan Clearator (proses penjernihan air) terdiri dari 5 unit, dengan masing-masing kapasitas 350 l/s berfungsi sebagai tempat pemisahan antara flok yang bersifat sediment dengan air bersih sebagai effluent (hasil olahan) dilengkapi agigator sebagai pengaduk lambat dan selanjutnya dialirkan ke filter. Endapan flok-flok tersebut kemudian dibuang sesuai dengan tingkat ketebalannya secara otomatis.

Clearator ini terbuat dari beton berbentuk bulat dengan lantai kerucut yang dilengkapi dengan sekat-sekat pemisah untuk proses-proses sebagai berikut:

a. Primary Reaction Zone b. Secondary Reaction Zone c. Return Reaction Zone d. Clarification Reaction Zone e. Concentrator

Gambar 2.8. Clearator 6. Filter

Dari Clearator air dialirkan untuk menyaring kekeruhan (turbidyti) berupa flok-flok halus dan kotoran lain yang lolos dari Clearator melalui pelekatan pada media filter yang berjumlah 32 unit menggunakan jenis saringan cepat masing-masing menggunakan motor AC nominal daya 0,75 KW.

Dimensi tiap filter yaitu lebar 4 m, panjang 8,25 m, tinggi 6,25 m. Tinggi permukaan air maksimum 5,05 m serta ketebalan media filter 114 cm, dengan susunan lapisan sebagai berikut:

a. Pasir kuarsa, diameter 0,50 mm – 1,50 mm dengan ketebalan 61 cm. b. Pasir kuarsa, diameter 1,80 mm – 2,00 mm dengan ketebalan 15 cm. c. Kerikil halus, diameter 4,75 mm – 6,30 mm dengan ketebalan 8 cm.

d. Kerikil sedang, diameter 6,30 mm – 10, 00 mm dengan ketebalan 7,5 cm. e. Kerikil sedang, diameter 10,00 mm – 20,00 mm dengan ketebalan 7,5 cm. f. Kerikil kasar, diameter 20,00 mm – 40,00 mm dengan ketebalan 15 cm. Dalam jangka waktu tertentu Filter ini harus dibersihkan dari kotoran atau endapan yang dapat mengganggu proses penyaringan dengan menggunakan elektromor.(Sumber : PDAM Tirtanadi Sunggal, 2013)

Gambar 2. 9. Filter 7. Reservoir

Yaitu bangunan beton berdimensi panjang 50 m, lebar 40 m, tinggi 7 m berfungsi untuk menampung air minum/air olahan setelah melewati media filter dengan kapasitas 12.000 m3 dan kemudian didistribusikan ke pelanggan melalui reservoir-reservoir distribusi di berbagai cabang. Air yang mengalir dari filter ke reservoir dibubuhi chlor (post chlorinasi) dan untuk proses netarlisasi dibubuhkan larutan kapur jenuh atau soda.

Gambar 2. 10. Reservoir 8. Finish Water Pump ( FWP)

FWP (pompa distribusi air bersih) berjumlah 14 unit berfungsi untuk mendistribusikan air bersih dari reservoir instalasi ke reservoir-reservoir. Distribusi cabang-cabang melalui pipa transmisi yang di bagi menjadi 5 jalur Q1 s/d Q5 dengan

kapasitas masing 150 l/s, total head 50 m menggunakan motor AC masing-masing nominal daya 110 KW.

Gambar 2.11. Finish Water Pump 9. Sludge Lagoon

Daur ulang adalah cara paling tepat dan aman dalam mengatasi clan meningkatkan kualitas lingkungan. Prinsip ini telah diterapkan sejak tahun 2002 di Unit Instalasi Pengolahan Air Sunggal yaitu dengan membangun unit pengendapan berupa Lagoon dengan kapasitas 10.800 m3.

Lagoon ini berfungsi sebagai media penampungan air buangan bekas pencucian sistim pengolahan dan kemudian air olahannya disalurkan kembali ke RWT untuk diproses kembali.

Gambar 2.12. Slude Lagoon

BAB III

OBJEK DAN METODOLOGI

a. OBJEK

Dalam penulisan Skripsi ini, yang menjadi objek penelitian adalah tentang analisa kerusakan dan manajemen pemeliharaan pompa. Pemeliharaan pompa dilakukan dalam upaya menjaga kelancaran proses pendistribusian air kepada masyarakat dan agar pompa tetap terjaga dan terawat dengan baik di PDAM Tirtanadi Sunggal.

b. METODOLOGI

Metode yang dingunakan penulis tujuannya adalah memberikan uraian dari pelaksanaan penelitian yang dilakukan penulis untuk mengetahui kerusakan dan sistem pemeliharaan yang dilakukan oleh perusahaan. Adapun uraian penelitian yang dibuat penulis adalah sebagai berikut :

3.2.1 Jenis penelitian

Adapun metode penelitian yang dilakukan penulis adalah metode studi kasus berdasarkan survey di lapangan.Survey dilakukan untuk mengetahui bagaimana kerusakan dankegiatan pemeliharaan pada pompa yang dilakukan.Dan melakukan studi literatur agar penelitian yang dilakukan memiliki pedoman yang kuat.Sehingga mendukung penulis dalam menyusun laporan ini.

3.2.2 Lokasi dan Waktu Penelitian 3.2.2.1 Lokasi penelitian

Lokasi penelitian yang dilakukan oleh penulis adalah di PDAM Tirtanadi, tepatnya di IPA Sunggal.Lokasi tersebut terletak di Sunggal, Sumatera Utara.

3.2.2.2 Waktu penelitian

Penulis melakukan penelitian di PDAM Tirtanadi selama dua minggu, mulai dari tanggal 18-28 Februari 2013.

3.2.3. Data yang diambil

Pada PDAM Tirtanadi Sunggal mempunyai 14 pompa vertikal pada lokasi

Finish Water Pump (FWP). Disini peneliti hanya membahas 1 buah pompa sebagai

samplepenelitian dengan spesifikasi sebagai berikut : (Sumber : PDAM Tirtanadi Sunggal, 2013)

a) Spesifikasi Motor Penggerak

Tipe : Tait Model 15 BCH-3

Type impeller : Tertutup

Jenis pompa : Vertikal

Penggerak pompa : Motor listrik

Power Input : 110 KW

Putaran : 1470 rpm

b) Spesifikasi Pompa

Head : 50 m

Puataran : 1470 rpm

Capasitas : 150 l/s

c) Pipa

1. Diameter 600 mm dengan panjang 70 m

2. Diameter 250 mm dengan panjang 20 m

d) Data fluida

Jenis fluida : Air

Gambar 3.1 Pompa vertikal

3.2.4 Sumber data

Sumber data yang diperoleh penulis dalam penelitian ini berasal dari : 1) Data primer

Data primer yaitu data yang diperoleh dengan peninjauan secara langsung ke lapangan atau perusahaan tersebut yang menjadi objek penelitian dan wawancara dengan pihak perusahaan.Data primer tersebut adalah hal-hal yang berkenaan dengan pompa.

2) Data sekunder

Data sekunder diperoleh melalui perusahaan, dimana data tersebut sudah ada disimpan oleh perusahaan sebelumnya, diantaranya adalah spesifikasi mesin, data shet tentang pemeliharaan pompa pada bulan atau tahun yang sudah lewat, kemudian penulis melakukan studi kepustakaan dengan mempelajari buku-buku atau hal-hal yang berhubungan dengan pompa. Meliputi data kegiatan pemeliharaan perusahaan umumnya, serta pada pompa khususnya.

3.2.5 Bahan penelitian

Bahan Penelitian yang digunakan adalah :

2) Impeller 3) Bearing 4) Gland packing 5) Shaft

3.3 Inspeksi yang dilakukan di PDAM Tirtanadi Sunggal

Kegiatan pengecekkan pada pompa dilakukan secara berkala, mulai dari inspeksi, pemeriksaan kondisi, penggantian dan overhaul.Kegiatan ini dilakukan untuk meminimalkan kerusakan sekaligus untuk mengantisipasi terjadinya kerusakan pada saat operasi sedang berlangsung.

Pada PDAM Tirtanadi IPA Sunggal inspeksi yang dilakukan adalah: 1. Inspeksi 2 bulanan.

Kegiatannya : permeriksaan terhadap packing.

Toolsnya : tool set. Man Power : 2 orang. Consumable : kain majun. 2. Inspeksi 4 bulanan.

Kegiatannya : pemeriksaan pada bagian bearing.

Toolsnya : tools set Man Power : 2 orang.

Consumable : kain majun, greese, bearing heater. 3. Inspeksi 6 bulanan.

Kegiatannya : pemeriksaan terhadap impeller dan shaft.

Tools : tools set Man Power : 1 orang.

BAB IV

ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN

4.1 Penanganan Perawatan Pada Pompa

Sistem perawatan yang dilakukan pada pompa bertujuan supaya mesin dapat efektif saat beroperasi.Hal ini dilakukan karena pompa beroperasi terus menerus.Pada

PDAM Tirtanadi tepatnya di IPA Sunggal pada bagian Finish Water Pump (FWP)

jenis pompa yang digunakan adalah jenis pompa vertikal.

Biasanya kegiatan yang dilakukan adalah :

1. Melakukan inspeksi 2 bulanan, 4 bulanan dan 6 bulanan.

2. Mencatat hasil kegiatan mulai dari preventive sampai dengan perbaikan. 3. Mengawasi pekerjaan yang dilakukan oleh mekanik bagian perawatan. 4. Menerima laporan kerusakan dari mekanik dan membuat laporannya. 5. Menjaga kegiatan perbaikan dan perawatan.

6. Melakukan identifikasi aspek, penentuan tujuan, sasaran dan program. (Sumber : PDAM Tirtanadi, 2013)

4.2 Tanda-tanda Kerusakan Pada Tiap Bagian Pompa

Dalam memaksimalkan performance pompa, pemeliharaan harus tetap

dilakukan, namun peristiwa kerusakan tentu akan terjadi, namun dengan langkah preventivekerusakan dapat diprediksi agar dapat direncanakan perbaikan kapan dan tidak terjadi kerusakan yang lebih fatal.Kerusakan pada pompa umumya terjadi pada bagian packing, bearing, impeller, dan shaft.

1. Impeller

Tanda-tanda kerusakan pada impeller adalah: a. debit air yang dihasilkan berkurang.

Gambar 4.1 Impeller yang mengalami kerusakan

Cara penanggulangannya adalah dengan cara memperhatikan keperluan dan kapasitas penggunaan pompa dan memilih spesifikasi pompa yang tepat.

2) Bearing

Tanda-tanda kerusakan pada bearing adalah:

a. Getarannya tinggi dan dapat diukur dengan vibrator meter b. Suaranya kasar

c. Bahan pelumas yang tidak sesuai akibatnya akan terjadi korosi atau pengumpalan pelumas yang dapat menghambat berputarnya bantalan.

Gambar 4.2 Bearing

Cara menanggulanginya adalah dengan cara memberikan pelumasan yang cukup agar putaran poros pada bearing tetap balance dan tidak menimbulkan gesekan yang berlebihan.

3) Poros (shaft)

Pada bagian ini terjadi beban puntir yang berlebihan akan mengakibatkan poros akan patah. Shaft merupakan tempat bertumpunya bearing. Kita harus menjaga bearing berputar pada porosnya agar shaft terjaga dengan baikcdan tahan lama

4. Packing

Tanda-tanda bahwa Gland peacking itu sudah rusak adalah pompa kurang hisap karena terlalu banyak udara di dalam pompa dan kadang-kadang air mengalir deras di sela-sela pompa. .

Gambar 4.3 Packing

4.3. Prosedur Perbaikan Pompa

4.3.1. Pengecekkan pada saat pompa beroperasi

1. Pengamatan jika ada yang bocor, panas, dll.

2. Mendengarkan ketidaknormalan/bunyi pada pompa. 3. Pengukuran temperatur bearing.

4. Pengukuran getaran < 14 mm/s.

4.3.2. Pada saat pembongkaran pompa .

Instruksi kerja yang harus dilakukan adalah: 1. Pastikan kunci dan peralatan lengkap

2. Matikan power dengan menekan handle MCB ke posisi off di panel motor.

4. Tutup valve pipa tekan.

5. Buka baut mur sasis motor sebanyak 4 buah. 6. Buka kabel power electromotor.

7. Buka mur casis pompa.

8. Buka baut penyanngga pompa. 9. Buka baut penyangga impler.

10.Buka impeller dari shaft dengan menggunakan trecker. 11. Lepaskan casing pompa dari carter pompa.

12. Lepaskan joint coupling dengan trecker 13.Buka cover bearing depan dan belakang. 14. Keluarkan shaft dari carter pompa.

15. Keluarkan bearing dari shaft pompa satu persatu dengan trecker. 16. Panaskan bearing dengan heater sampai suhu 70-75C.

17. Masukan bearing dalam as pompa satu persatu.

18. Masukan shaft pompa yang telah terpasang bearing baru kedalam carter pompa.

19. Pasang casing pompa.

20. Pasang impeller baru dan pastikan telah terkunci dengan sempurna. 21. Pasang carter pompa dengan memasukan impeller kedalam rumah pompa.

21. Kunci baut casing pompa dengan sempurna. 22. Kunci baut penyangga pompa dengan sempurna.

23.Geser posisi electromotor ke posisi semula dan stel kopling pompa dan hingga center.

24. kunci baut sasis motor.

25. Cek seluruh pemasangan motor dan pompa.

26. Saklar MCB diidupkan pada posisi ON dan test operasi. (Sumber : PDAM Tirtanadi, 2013)

4.3.3 Data teknis peralatan/spesifikasi pompa

e) Spesifikasi Motor Penggerak

Tipe : Tait Model 15 BCH-3

Power Input : 110 KW

Putaran : 1470 rpm

Power Supply : 400 V – 50 Hz

Proteksi : IP 68

f) Spesifikasi Pompa

Head : 50 m

Putaran : 1470 rpm

Capasitas : 150 l/s

g) Pipa

Diameter 600 mm dengan panjang 70 m Diameter 250 mm dengan panjang 20 m h) Data fluida

Jenis fluida : Air

4.1 Tabel Perlengkapan pipa terpasang

No Perlengkapan Jumlah

Pipa masuk

1 Untuk diameter 600 mm

Reduser 2

Flengsa 5

Cheak-valve 2

Elbow radius panjang 900 2

Elbow long radius 450 1

Gate-valve fully open 1

2 Untuk diameter 250 mm

Reduser 1

Flengsa 2

Elbow radius panjang 900 3

Gate-valve fully open 1

Perhitungan head loss untuk mencari Head total Hp (m)

Head total dapat dihitung dengan rumus

Hp + (Z1-Z2) +

�_1−�2 ��

+

�₁₋2 �₂2

2� = hf + hm

a) Head loss dalam pipa

Kerugian yang terjadi akbiat gesekan di sepanjang saluran pipa dinyatakan dalam rumus :

hf = f

��2 �2�

g = 9,8 m/s2

untuk diameter D1 = 600 mm = 0,6 m dengan L =70 m

V1

=

� � 4��2

= _3,140,15 4 ( 0,6)2 = 0,15

0.2826

V1= 0,5 m/s

Untuk menentukan apakah aliran yang ada dalam pipa laminar atau turbulen kita harus mencari bilangan Reynold terlebih dahulu:

Dimana : � ∶ 980 ��/�3

� ∶ 0,9 � 10−3��/�2 Maka

Re = 980 0,5�0,6

0,9�10−3

=

294

0,9�10−3

Re

=

326.666 > aliran Turbulen

Mencari kekerasan relative pipa dimana harga � = 0,00145 maka :

�/D = 0,00026/0,25 = 0,00104

Dari hasil perhitungan di atas, kita dapat mengetahui bahwa aliran bersifat turbulen karena Re > 4000. Dengan kita membaca Diagram Moody kita dapat mengetahui nilai dari f = 0,017. Maka kerugian akibat gesekan di dalam pipa adalah :

hf = 0,017

70� (0,5)2

0,6�2(9,8)

= 0,2975

11,76

hf = 0,025 m

untuk diameter D2 = 250 mm = 0,25 m dengan L = 20 m kita dapat mengetahui

kecepatan dengan rumus : A1 . V1 = A2 . V2

V2 =

(0,2)2�0,5 (0,25)2

= 002

0,0625

= 0,32 m/s

Mencari bilangan Reynold :

Re = 980 0,32�0,25

0,9�10−3

= 78,4

0,9�10−3

Re = 8.711.111 Mencari kekerasan relative

= 0,00104

Dengan membaca diagram moody kita dapat mengetahui nilai dari f = 0,022. Maka kerugian akibat gesekan di dalam pipa adalah:

hf = 0,022

20� (0,32)2

0,25�2(9,8)

= 0,045

4,9

= 0,009 m

b) Head loss yg terjadi akibat adanya kelengkapan pipa (hm)

1)Dari hasil pengamatan terdapat kelengkapan di pipa D = 0,6 m, V = 0,5 m/s 1 elbow radius panjang 45o, 2 elbow radius panjang, 5 flengsa, 2 check valve, dan 2 reducer. Lalu kita cari nilai hm

berdasarkan koofesien minor dari setiap kelengkapan. Untuk elbow long radius 90o nilai nilai km = 0,7 maka :

hm = n x km

�2 2�

= 2 x 0,7 (0,5) 2

2(9,8)

= 0,35 19,6

hm = 0,017 m

Untuk elbow radius panjang 45o nilai km = 0,2 maka :

hm = 1 x 0,2

(0,5)2

= 0,05

19,6 hm = 0,002 m

Untuk flengsa nilai km = 0,2 maka :

hm = 5 x 0,2

(0,5)2

2(9,8)

=2,5

19,6

hm =0,13 m

Untuk katup Gate (Gate-valve) fully open nilai km = 0,15 maka :

hm =2x 0,15

(0,5)2

2(9,8)

= 0,075

19,6

hm = 0,0038 m

Untuk Check-valve nilai km = 2

hm = 2 x 2

(0,5)2

2(9,8)

= 1

19,6

= 0,05 m

hm = 2 x 0,2

(0,5)2

2(9,8)

= 0,1

19,6

hm = 0,005 m

2)Head loss minor yang terjadi di pipa D = 0,25 m dengan V = 0,32 m/s terdapat kelengkapan seperti 3 Elbow long radius 90o, 2 Flengsa, 1 Gate-valve, 1 Reducer.

Untuk Elbow long radius 90o maka :

hm = 3 x 0,7

(0,32)2

2(9,8)

= 0,22

19,6

hm = 0,01 m

Untuk Flengsa maka :

hm =2x 0,2

(0,32)2

2(9,8)

= 0,04

19,6

= 0,002 m

hm =1 x 0,15

(0,32)2

2(9,8)

= 0,015

19,6

hm = 0,0007 m

Untuk Reducer maka :

hm = 1 x 0,2

(0,32)2

2(9,8)

= 0,02

19,6

hm = 0,001 m

dari analisa tentang head losses yang terjadi di perpiaan dapat dilihat di table di halaman berikutnya.

4.2 Tabel head loses yang terjadi pada jalur perpipaan

No Head losses yang terjadi pada pipa masuk dan keluar

Panjang hf

m m

1 Head losses dalam pipa

Diameter 0,6 m 70 0,025

Diameter 0,25 m 20 0,009

Total head lossess di dalam pipa 0,034

2 Head losses kelengkapan pipa Jumlah hm

Diameter 0,6 mm m

Elbow long radius 900 2 0,017

Elbow long radius 450 1 0,002

Flengsa 5 0,13

Check-valve 2 0,05

Reduser 2 0,005

Gate-valve 2 0,0038

Total head losses 0,2078

Diameter 0,25 m m

Elbow long radius 900 3 0,01

Flengsa 2 0,002

Gate-valve 1 0,0007

Reduser 1 0,001

Total head losses 0,0137

Jadi total head loeses yang terjadi di sepanjang perpipaan adalah : Ht = hf + hm

= 0,034 + (0,2078+0,0137) = 0,2555 m

c) Head statis total (hz)

Besarnya head statis total dapat kita ukur berdasarkan perbedaan tinggi permukaan air di sisi keluar dan sisi isap adalah 17 m. Tanda minus karena pompa berada di bawah permukaan isi isap.

d) Pergitungan head kecepatan

Head kecepaatan dapat dihitung dengan rumus :

hk =

�₁₋2 �₂2 2�

= (0,5)

2_−(0,32)2

2(9,8)

= 0,1476

19,6

e) Perhitungan perbedaan tekanan yang bekerja pada kedua permukaan (∆ℎ_�).

Dimana :

P1 = 1 atm = 1,033 kg/cm2 = 10330 kg/m2

P2 = 0 (karena permukaanya tertutup)

∆ℎ�= �1−�2 ��

= 10332−0

980�9,8

= 10332 9604

= 1,075 m

Dari perhitungan di atas, maka besar head total pompa yang dibutuhkan adalah:

Hp = hz + (hm + hf) + ∆ℎ_� + hk = ( 17) + 0,2555 + 1,075 + 0,0075

Hp = 18 m

Untuk kemanan, besarnya head total pompa bisanya ditambahkan 10-20% dari head total teoritis. Penulis mengambil 10% sebagai factor keamanan, maka:

10% x 18m = 1,8m

Head total nyata yang dibutuhkan menjadi: Hpac = 10 + 1,8

Head total pompa yang harus disediakan untuuk mengalirkan bahan baku ( air baku) ke unit pengolahan air yang ditentukan dari kondisi instalasi yang dikerjakan pompa adalah sebesar 11,8 m.

f) Untuk mencari NPSH pompa

Untuk mencari P uap jenuh air pada 250c aadalah

P

u

= P

atm

A

ɤ

( hA)

= 1,412 kgf/m

2

.0,02 m

2

. 955 kg/m

2

(11,8 . 0,2)

= 63,65 kgf/m

2

Pa= 1 atm = 1,033 kg/cm2 = 10330 kg/m2

NPSH =

��_ɤ

- hs - h

tot

-��

ɤ

NPSH =

10332

995

- 1 – 1,6–

63,65

995

= 10,38 – 1 – 1,6 – 0,06

=7,76 m

NPSH yang tersedia adalah 3,3 m, maka NPSH yang tersedia lebih besar dari pada NPSH yang diperlukan, jadi aman terhadap kavitasi.

g) Menentukan efisiensi pompa (ŋp)

Untuk menentukan efisiensi suatu pompa sentrifugal kita terlebih dahulu menghitung kecepatan spesifikasi dari suatu pompa sentrifugal, yaitu :

ns = n

�1/2 �_�3/4

untuk mengantisipasi kebocoran Q ditambah 10-20 %. Penulis mengambil 10 % menjadi :

10% x 150 = 15 l/s Kapasitas nyata menjadi : Qp = 150+15

= 155 m3/s maka :

=1470 √150

11,53/4

= 18301,35

6,2

= 2.951,8 rpm

Dari hasil perhitungan ns kita dapat mengetahui besarnya efisiensi pompa(ŋp)

ŋ

p=

n

_���_3/4 ŋp=1470√0

,15

11,534

ŋ

p=91 %

maka didapat hasil efesiensi pompa adalah 91 % h). Menentukan keausan pompa

maka : = 1200/0,9

0,995�0,968

= 1384 kw Mt = 9,74 x 105 x1384

1470 = 9,47 x 105 x 0,94 = 91701,7 kg/mm Ft = 91701,7

70/2

Beban pada poros sebesar :

W = berat poros + berat cakram + roda gigi = 50,2kg + 150,5kg + 2,5 kg

= 203,2 kg Maka gaya radial sebesar :

Fr = √�2 + Ft2

= √(203)2 + (2620)2 = √6.905.609

= 2627,8 kg

Kecepatan poros :

Karena diameter poros 0,06 maka kecepatan tangensial poros adalah Vr = ���

60

= � (0,06�)(1470���)

60

= 4,6158 m/s

R = ½ diameter bantalan = ½ (0.06) m = 0.03 mm Contact modulus:

Permukaan yang berkontak adalah antara poros dan bantalan. Bahan poros adalah baja paduan dengan E = 200 GPa, sedangkan bahan bantalan adalah kuningan

dengan E = 100 GPa. Koefisien ratio (υ ) bahan metal diambil 0,3. Maka Contact

modulus adalah:

Dimana: N = contact modulus N/m2

E1 = modulus elastis poros = 200 GPa E2 = modulus elastis bantalan = 100 GPa

N =

1−(0,2)2

200 ���

+

1−(0,2)2 100���

= 0,0144 / Gpa Contact radius:

a.= 0.93 (W.N.R)3/1

dimana : a = contact radius m ( T.A, Stolarski,1990) W = beban N

N = contact modulus N/M2 R = radius Poros = 0,025m

Jadi = 0,93[(203,2N)(0,0144x10/N/m)(0,03)]1/3 = 0.89 m

Friction moment M = 2��

3�

=

2 (203,2)0,89

3.3,14

=

361,7

9,42

= 38,39 Nm Friction Coefficient: Μ = 2�

��

= 2 (38,39��)

203,20,06

= 6,29

Gaya gesek pada bantalan dengan dinding poros (Fgesek)

Kekasaran permukaan antara bidang kontak dinding poros dengan bushing bantalan merupakan penghambat gerakan poros, gaya penghambat pada bushing bantalan poros ini dinamakan gaya gesek (Fgesek).

Maka :

Fgesek = 0.01120 x 1.44E-11 = 0.01613E3

Energi Panas

Energi panas yang timbul akibat gesekan antara poros dan bantalan dapat dihitung sebagai berikut:

Putaran poros = 1470 rpm

dimana: V = kecepatan tangensial roda d = diameter roda = 0,07 m energi panas yang timbul:

Q = 0.105x106−.M.n/60 (T.A. Stolarski,1990) Dimana : M = Friction moment (Nmm)

N = Putaran Poros (rpm)

Jadi : Q = 0.105x10-6−(38,39Nm) (1470 rpm/60) = 0,105 x 10-6-940,555

= 10,405 x 10-6w

Temperature Rise (kenaikan temperatur):

Kenaikan temperatur pada bantalan akibat adanya energi panas dapat dihitung sebagai berikut:

Volume bantalan yang mengalami kenaikan temperatur adalah

Vol = �(d1−d2)�

4

Dimana : d1 = diameter luar bantalan = 0,08 m

d2 = diameter dalam bantalan = 0,06 m:

jadi :

Vol bantalan = �(0,08−0,06).0,069

4

Massa bantalan = massa jenis x volume = (5650 kg/m3) (0,00035 m3) = 1,9775 kg

Panas Q = m.C.Δt

= (1,9755kg) (934,92J/kgK)Δt

Δt= �

�.�

Dimana : m = massa bantalan

C =panas jenis bantalan (kuningan) = 934,92 J/kg0 C Jadi :

Δt= 10,405�10−6

(1,9755��) (934,92�/���)

= 0,56 x 10-6

T = �����

���������

= 2 (117�)

0,5�/�

=

468 s

Jadi kenaikan temperature sebesar :

Δt = (0,56 x 10-6 0

C/s) (468 s) = 262,08 x 10-6 0C

Sliding distance:

Sliding distance adalah jarak yang ditempuh selama gesekan. S =ɷ.r.t

=2�.�.�

60

t

Dimana : ɷ=kecepatan sudut poros rad/s

n=putaran poros rpm

t=waktu tempuh s jadi:

s= ɷ.r.t

=2�.(1470���).0,03

60 (380,5)

=1.756,6 m Wear Volume:

Volume keausan bantalan tanpa pelumas dapat dihitung dengan rumus:

Wr = K.s.W (T.A, Stolarski,1990)

Dimana: s = sliding distance m W = beban N

K = koefisien keausan per satuan beban per jarak sliding

Maka: laju keausan :

Wr = (0,2505x10-12 m3/Nm).( 1.756,6 m).(203,2N) = 89.413,75 x 10-12 m3

= 89,41375 mm3

Jadi laju keausan bantalan untuk stiap kali jalan adalah 89,41375 mm3

Tabel 4.3 Koefisien Keausan

Classification Wear Mechanisms Wear coefficient K

(range) Wear dominated by

mechanical behavour of materials

1.Asperity deformation and removal 2.Wear caused by plowing

3.Delamination wear 4.Adhesive wear 5.Abrasive wear 6.Fretting wear

7.Wear by solid particle impingement

10-4 10-4 10-4 10-4 10-2 to10-1 10-6 to10-4 -

Wear dominated by mechanical behavour of materials

1. Solution wear 2.Oxidation wear 3.Diffusion wear

4.Wear by melting of the surface layer -

5.Adhesive wear at high temperatures

(Sumber : Calculation wear,Thomson.M.Jhon/e-journal/mechanical engineering)

Diameter dalam bantalan setelah pemakaian satu hari :

Dimana: dx = diameter dalam setelah operasi d = diameter dalam sebelum operasi = 50 mm

1 panjang bantalan = 75 mm Jadi : 89,413753= �(��−�).75

4

dx2-502=

(89,41375)(4)

�(75)

=

0,3796

dx=√(0,3796)+(502)

= 50,0038 mm Laju keausan bantalan

ketebalan diameter bantalan yang berkurang setelah pemakaian 10 hari :

t=

(��−�) 2

=

50,0038-50 =0,038 mm/hari Contact pressure

Tekanan kontak antara poros dengan bantalan dapat dihitung :

P = F / (L.D) (T.A, Stolarski,1990)

Dimana, F adalah beban yang ditumpu bantalan, L panjang bantalan dan D diameter poros, maka :

P = 39240 N / (0,75 m x 0,50 m) = 104.640 N/m2

Umur bantalan

Dari hasil pengukuran terhadap bantalan setelah beroperasi, diperoleh diameter dalam bantalan arah vertikal adalah 58 mm. Jadi diameter dalam bertambah sebesar 8 mm. Hal ini berarti bantalan telah beroperasi selama:

8

0,038 = 210,5 hari

Maka umur bantalan dapat diketahui selama operasi yaitu 210,5 hari.

4.4 Masalah Pembiayaan Pada Pengerjaan Pompa

Pada pekerjaan preventive maintenance pada pompa di PDAM Tirtanadi. 4.4.1 Hubungan Biaya dengan Man Power Impeller

Berdasarkan standar biaya PDAM Tirtanadi bahwa biaya Man Power per orang untuk Preventive Maintenance Impeller yaitu Rp 390.520,00 maka biaya yang dikeluarkan Perusahaan untuk perawatan (Maintenance) ialah Man Power x Rp 390.520,00

Tabel 4.4 Biaya Man Power Impeller

Nama MPinsp MPovh Biaya=( MPovh x Rp. 390.520,00) +

(MPinsp x Rp. 50.000,00 x 12)

Impeller 2 orang 3 orang = (3 x Rp. 390.520,00) + (2 x Rp.

50.000,00 x 12)

Total MP 2 orang 3 orang = Rp. 2.371.560,00

4.4.2 Hubungan Biaya Man Power Shaft

Berdasarkan standar biaya PDAM Tirtanadi bahwa biaya Man Power per orang untuk Preventive Maintenance Shaft yaitu Rp 415.000,00 maka biaya yang dikeluarkan Perusahaan untuk perawatan (Maintenance) ialah Man Power x Rp 415.000,00

Tabel 4.5 Biaya Man Power Shaft

Nama MPinsp MPovh Biaya=( MPovh x Rp. 415.000,00) +

(MPinsp x Rp. 50.500,00 x 12)

Shaft 2 orang 3 orang = (3 x Rp. 415.000,00) + (2 x Rp.

Total MP 2 orang 3 orang = Rp. 2.457.000,00

4.4.3 Hubungan Biaya Man Power Bearing

Berdasarkan standar biaya PDAM Tirtanadi bahwa biaya Man Power per orang untuk Preventive Maintenance Bearing yaitu Rp 105.640,00 maka biaya yang dikeluarkan Perusahaan untuk perawatan (Maintenance) ialah Man Power x Rp 105.640,00

Tabel 4.6 Biaya Man Power Bearing

Nama MPinsp MPovh Biaya=( MPovh x Rp. 105.640,00) +

(MPinsp x Rp. 50.000,00 x 6)

Bearing 1 orang 2 orang = (2 x Rp. 105.640,00) + (1 x Rp.

50.000,00 x 6)

Total MP 1 orang 2 orang = Rp. 511.280,00

4.4.4 Hubungan Biaya dengan Man Power Packing

Berdasarkan standar biaya PDAM Tirtanadi bahwa biaya Man Power per orang untuk Preventive Maintenance Packing yaitu Rp 95.000,00 maka biaya yang dikeluarkan Perusahaan untuk perawatan (Maintenance) ialah Man Power x Rp 115.000,00

Tabel 4.7 Biaya Man Power Packing

Nama MPinsp MPovh Biaya=( MPovh x Rp. 115.000,00) +

(MPinsp x Rp. 55.000,00 x 6)

Packing 2 orang 2 orang = (2 x Rp. 115.000,00) + (2 x Rp.

55.000,00 x 6)

Total MP 2 orang 2 orang = Rp. 890.000,00

4.5 Hubungan Biaya dengan Man Hour pada Pompa 4.5.1 Hubungan Biaya dengan Man Hour Impeller

Berdasarkan standar biaya PDAM Tirtanadi bahwa biaya Man Hour per 1 jam untuk Preventive Maintenance Impeller yaitu Rp 130.173,00 maka biaya yang dikeluarkan Perusahaan untuk perawatan (Maintenance) ialah Man Power x Man Hour x Rp 130.173,00

Tabel 4.8 Biaya Man Hour Impeller

Nama MPinsp MPovh Biaya=( MP x MH Rp. 130.173,00)

+ (MPinsp x Rp. 25.000,00)

Impeller 2 jam 4 jam = (3 x 4 x Rp. 130.173,00) + (2 x 2

x Rp. 25.000,00)

Total MH 2 jam 4 jam = Rp. 1.662.076,00

4.5.2 Hubungan Biaya dengan Man Hour Shaft

Berdasarkan standar biaya PDAM Tirtanadi bahwa biaya Man Hour per 1 jam untuk Preventive Maintenance Shaft yaitu Rp 103.750,00 maka biaya yang dikeluarkan Perusahaan untuk perawatan (Maintenance) ialah Man Power x Man Hour x Rp 103.750,00

Tabel 4.9 Biaya Man Hour Shaft

Nama MPinsp MPovh Biaya=( MP x MH Rp.103.750,00)

+ (MPinsp x Rp. 50.500,00)

Shaft 1 jam 2 jam = (3 x 2 x Rp. 130.750,00) + (2 x 1

x Rp. 50.500,00)

Total MH 1 jam 2 jam = Rp. 723.500,00

4.5.3 Hubungan Biaya dengan Man Hour Bearing

Berdasarkan standar biaya PDAM Tirtanadi bahwa biaya Man Hour per 1 jam untuk Preventive Maintenance Bearing yaitu Rp 90.420,00 maka biaya yang dikeluarkan Perusahaan untuk perawatan (Maintenance) ialah Man Power x Man Hour x Rp 90.420,00

Tabel 4.10 Biaya Man Hour Bearing

Nama MPinsp MPovh Biaya=( MP x MH Rp.90.420,00) +

(MPinsp x Rp. 45.200,00)

Bearing 2 jam 2 jam = (2 x 2 x Rp. 90. 420,00) + (2 x 2 x

Rp. 45.200,00)

Total MH 2 jam 2 jam = Rp. 542.480,00

4.5.4 Hubungan Biaya dengan Man Hour Packing

Berdasarkan standar biaya PDAM Tirtanadi bahwa biaya Man Hour per 1 jam untuk Preventive Maintenance Packing yaitu Rp 80.250,00 maka biaya yang dikeluarkan Perusahaan untuk perawatan (Maintenance) ialah Man Power x Man Hour x Rp 80.250,00

Tabel 4.11 Biaya Man Hour Shaft

Nama MPinsp MPovh Biaya=( MP x MH Rp.80.250,00) +

(MPinsp x Rp. 32.000,00)

Packing 2 jam 2 jam = (2 x 2 x Rp. 80.250,00) + (2 x 2 x

Rp. 32.000,00)

Total MH 2 jam 2 jam = Rp. 449.000,00

4.6 Hubungan Biaya dengan Material Pompa

Material disini berupa sparepart ( suku cadang ) yang dipakai dari bagian pompa, sehingga hubungan biaya dengan material dapat diketahui.

Tabel 4.12 Biaya Material/ Sparepart Pompa

Nama Jumlah Biaya

Impeller 1 pc Rp. 10.774.000,00

Shaft 1 pc Rp. 12.510.000,00

Bearing 1 pc Rp. 6.260.430,00

Gland Packing ½ kg Rp. 12.219.533,00

4.7 Hubungan Biaya dengan Tool Pompa

Biaya Tool didapat dari peralatan yang dingunakan pada pekerjaan Pompa seperti pada tabel dibawah ini.

Tabel 4.13 Biaya Tool Pompa

Nama Jumlah Biaya

Peralatan Perkakas 1 set Rp. 3.850.000,00

Jangka Sorong 1 pc Rp. 160.000,00

Tracker 1 pc Rp.2.520.000,00

Press Machine 1 pc Rp.3.500.000,000

Oil Gun 1 pc Rp.120.000,00

Grease Gun 1 pc Rp.160.000,00

Total Rp. 10.310.000,00

4.8 Hubungan Biaya dengan Consumable Pompa

Total biaya yang dikeluarkan perusahaan untuk consumable harus dapat dihitung.

Biaya Consumabledapat dilihat pada tabel dibawah ini. Tabel 4.14 Biaya Consumable Pompa

Nama Jumlah Biaya

Sarung tangan 1 pc Rp. 2.500

Kain majun 5 pc Rp. 5.000

Sabun 1 buah Rp.3.500

Oli 5 liter Rp.250.000

Cat 1 kaleng Rp.60.000

DAFTAR PUSTAKA

Alfian Hamsi 2001, Laporan Pembuatan Buku Ajaran Pemeliharaan Pabrik untuk Mahasiswa Departemen Teknik Mesin Universitas Sumatera Utara, Medan

Assauri, Sofyan, 2004, Manajemen Produksi dan Operasi, edisi revisi, Lembaga Penerbit FE UI, Jakarta.

Corder, Antony & Kusnul Hadi1988. “Teknik Manajemen Pemeliharaan”, Erlangga. Jakarta.

Daryus, Asyari, 2007, Diktat Manajemen Pemeliharaan Mesin, Universitas Darma Persada – Jakarta

Dhillon, B.S, 2006.Maintainability, Maintenance, and Reliability for Engineers, Taylor & Francis, Boca Raton.

Fritz Dietzel, Dakso Sriyono, "Turbin Pompa dan Kompresor", Penerbit Erlangga. Cetakan keempat, Jakarta, 1993.

Hani Handoko, T, 2000, Dasar-dasar Manajemen Produksi dan Operasi, Edisi 1, BPFE Yokyakarta.

Heizer, Jay and Barry Render, 2001, Operation Management, 6th edition, Prentice-Hall Inc, New Jersey.

IndonesiaKister, Timothy C “and” Bruce Hawkins.Maintenance Planning and Shceduling Handbook.Elsevier Butterworth. USA. 2006

Mobley, R. Keith, 2002. An introduction to predictive maintenance, 2nd ed, butterworth-heinemann, USA

Sularso, Haruo Tahara, Pompa dan Kompressor : Pemilihan, Pemakaian dan Perawatan. PT. Pradnya Paramita, Jakarta 2000 .

Setiawan, F.D, 2008. Perawatan Mekanikal Mesin Produksi, Maximus, Yogyakarta

Tampubolon, P. Manahan, 2004, Manajemen Operasional, edisi pertama, Ghalia

Lampiran

3. PRO FIL INSTALASI PENG O LAHAN AIR (IPA) SUNG G AL

Pe rusa ha a n Da e ra h Air Minum ( PDAM ) Tirta na d i a d a la h Ba d a n Usa ha Milik Da e ra h (BUMD) Milik Pe m e rinta h Pro p insi Sum a te ra Uta ra , d id irika n p a d a ta ng g a l 23 Se p te m b e r 1905 d e ng a n na m a “ NV Wa te rle id ing Ma a tsc ha p p ij Aye r Be re sih ” d a n b e rka nto r p usa t d i Am ste rd a m Ne g e ri Be la nd a .

Pa d a ta hun 1979, na m a p e rusa ha a n d ite ta p ka n m e nja d i PDAM Tirta na d i b e rke d ud uka n d i Me d a n Pro p insi Sum a te ra Uta ra d e ng a n d a sa r p e m b e ntuka nnya a d a la h Pe ra tura n Da e ra h No m o r 11 Ta hun 1979 ya ng b e rp e d o m a n ke p a d a Und a ng -Und a ng No . 5 Ta hun 1962 d a n re sm ila h b e rd irinya Pe rusa ha a n Da e ra h Air Minum Tirta na d i milik Pro p insi Da e ra h Ting ka t I Sum a te ra Uta ra d ising ka t d e ng a n PDAM Tirta na d i.

Insta la si Pe ng o la ha n Air (IPA) Sung g a l te rle ta k d i Ke c a m a ta n Me d a n Sung g a l d e ng a n ka p a sita s se b e sa r 1.800 ltr/ d tk. Dib a ng un se c a ra b e rta ha p d a ri ta hun 1970 hing g a ta hun 1986. De ng a n sum b e r a ir untuk insta la si ini b e ra sa l d a ri Sung a i Be la w a n.

Insta la si Pe ng o la ha n Air Sung g a l m e m p unya i w e w e na ng d a n b e rta ng g ung ja w a b untuk m e nja m in b a hw a a ir b a ku ya ng d io la h m e nja d i a ir minum m e m p unya i kua lita s se sua i d e ng a n Ke p utusa n Me nte ri Ke se ha ta n Re p ub lik Ind o ne sia No . 907 Ta hun 2002. Air Minum te rse b ut d ia lirka n se c a ra ko ntiniu se la m a 24 ja m se ha ri d e ng a n d e b it m a ksim a l 2.100 ltr/ d tk, d e b it minim a l 1.200 ltr/ d tk.

PROFIL INSTALASI PENGOLAHAN AIR (IPA) SUNGGAL

Tabel 2.1 Sifat-sifat air ( Air di bawah 1 atm, dan air jenuh diatas 100 oC)

Temperatur (0C)

Kerapatan (kg/l) Viscositas kinematik (m2/s) Tekanan uap jenuh (kgf/cm2)

0 0,9998 1,792 x 10-6 0,00623

5 1,000 1,520 x 10-6 0,00889

10 0,9998 1,307 x 10-6 0,01251

20 0,9983 1,004 x 10-6 0,02383

30 0,9957 0,801 x 10-6 0,04325

40 0,9923 0,658 x 10-6 0,07520

50 0,9880 0,554 x 10-6 0,12578

60 0,9832 0,554 x 10-6 0,20313

70 0,9777 0,554 x 10-6 0,3178

80 0,9716 0,475 x 10-6 0,4829

90 0,9652 0,413 x 10-6 0,7149

100 0,9581 0,365 x 10-6 0,0332

120 0,9431 0,326 x 10-6 0,0246

140 0,9261 0,295 x 10-6 0,685

160 0,9073 0,244 x 10-6 0,303

180 0,8869 0,244 x 10-6 10,224

200 0,8647 0,211 x 10-6 15,855

220 0,8403 0,186 x 10-6 23,656

240 0,814 0,168 x 10-6 34,138

260 0,784 0,155 x 10-6 47,869

280 0,751 0,150x 10-6 65,468

300 0,712 0,127 x 10-6 87,621