BAB II TINJAUAN PUSTAKA - Pengujian Performansi Pompa Pemadam Kebakaran Yang Digunakan Di Terminal Senipah Total E&P Indonesie Kalimantan Timur Berdasarkan Standard Nfpa-20

BAB II
TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Klasifikasi Pompa
Pompa adalah suatu mesin / alat yang digunakan untuk menaikkan cairan dari
permukaan yang rendah ke permukaan yang lebih tinggi atau memindahkan cairan dari
tempat yang bertekanan yang rendah ke tempat yang bertekanan lebih tinggi. Pompa di dalam
kerjanya akan mentransfer energi mekanis dari suatu sumber energi luar ke cairan yang
mengalir melaluinya. Jadi, pompa menaikkan energi cairan yang melaluinya. Sehingga cairan
tersebut dapat mengalir dari permukaan rendah ke permukaan yang lebih tinggi, maupun dari
tempat bertekanan rendah ke tempat yang bertekanan lebih tinggi dan bersamaan dengan itu
bisa juga mengatasi tahanan hidrolis sepanjang pipa yang dipakai. [12]
Secara umum pompa dapat diklasifikasikan sebagai berikut :

Gambar 2.1. Klasifikasi Pompa

1. Pompa perpindahan positif (positive displacement pump)
Pompa Positive Displacement bekerja dengan cara memberikan gaya tertentu pada
volume fluida tetap dari sisi inlet menuju sisi outlet pompa. Kelebihan dari penggunaan
pompa jenis ini adalah dapat menghasilkan power density (gaya per satuan berat) yang lebih
berat. Dan juga memberikan perpindahan fluida yang tetap atau stabil di setiap putarannya.

Macam-macam pompa Positive Displacement yaitu :
a.

Pompa Reciprocating

Pada pompa jenis ini, sejumlah volume fluida masuk kedalam silinder melalui valve inlet
pada saat langkah masuk dan selanjutnya dipompa keluar dibawah tekanan positif melalui
valve outlet pada langkah maju.

Gambar 2.2. Pompa Reciprocating

b. Pompa Rotary
Pompa rotary adalah pompa yang menggerakkan fluida dengan menggunakan prinsip
rotasi. Vakum terbentuk oleh rotasi dari pompa dan selanjutnya menghisap fluida masuk.
Pompa rotary dapat diklasifikasikan kembali menjadi beberapa tipe, yaitu :
-

Gear Pumps

Sebuah pompa rotary yang simpel dimana fluida ditekan dengan menggunakan dua roda

gigi. Prinsip kerjanya saat antar roda gigi bertemu terjadi penghisapan fluida kemudian
berputar dan diakhiri saat roda gigi akan pisah sehingga fluida terlempar keluar.

Gambar 2.3. Prinsip Gear Pump
-

Screw Pumps

Pompa ini menggunakan dua ulir yang bertemu dan berputar untuk menghasilkan aliran
fluida sesuai dengan yang diinginkan. Pompa screw ini digunakan untuk menangani cairan
yang mempunyai viskositas tinggi, heterogen, sensitif terhadap geseran dan cairan yang
mudah berbusa. Cara kerja screw pumps adalah zat cair masuk pada lubang isap, kemudian
akan ditekan di ulir yang mempunyai bentuk khusus. Dengan bentuk ulir tersebut, zat cair
akan masuk ke ruang antara ulir-ulir, ketika ulir berputar, zat cair terdorong ke arah lubang
pengeluaran.

Gambar 2.4. Prinsip Screw Pumps

-

Rotary Vane Pumps

Memiliki prinsip yang sama dengan kompresor scroll, yang menggunakan rotor silindrik
yang berputar secar harmonis menghasilkan tekanan fluida tertentu. Prinsip kerjanya balingbaling menekan lubang rumah pompa oleh gaya sentrifugal bila motor diputar. Fluida yang
terjebak diantara dua bolang-baling dibawa berputar dan dipaksa keluar dari sisi buang
pompa.

Gambar 2.5. Prinsip rotary vane pump
2. Dynamic Pump
a. Pompa Sentrifugal (pompa rotor-dinamik)
Pompa sentrifugal merupakan peralatan dengan komponen yang paling sederhana pada
pembangkit. Tujuannya adalah mengubah energi penggerak utama (motor listrik atau turbin)
menjadi kecepatan atau energi kinetik dan kemudian enegi tekan pada fluida yang sedang
dipompakan. Perubahan energi terjadi karena dua bagian utama pompa, impeller dan volute
atau difuser. Impeller adalah bagian berputar yang mengubah energi dari penggerak menjadi
energi kinetik. Volute atau difuser adalah bagian tak bergerak yang mengubah energi kinetik
menjadi energi tekan.

Gambar 2.6. Pompa Sentrifugal

b. Pompa Aksial
Pompa aksial adalah salah satu pompa yang berfungsi untuk mengalirkan fluida dari
potensial rendah ke potensial yang lebih tinggi dengan menggunakan gerak putaran dari
blades dan mempunyai arah aliran yang sejajar dengan sumbu porosnya. Prinsip kerja pompa
aksial adalah energimekanik yang dihasilkan oleh sumber penggerak ditansmisikan melalui
poros impeller untuk menggerakkan impeller pompa. Putaran impeller memberikan gaya
aksial yang mendorong fluida sehingga menghasilkan energi kinetik pada fluida kerja
tersebut.

Gambar 2.7. Pompa Aksial
c. Special-Effect Pump
-

Pompa Jet-Eductor (injector)

Pompa Jet-Eductor (injector) adalah sebuah pompa yang menggunakan efek venturi dan
nozzle konvergen-divergen untuk mengkonversi energi tekanan dari fluida bergerak menjadi
energi gerak sehingga menciptakan area bertekanan rendah, dan dapat menghisap fluida di
sisi suction. Prinsip kerja pompa Jet-Eductor menggunakan nozzel yang bekerja sesuai efek
venturi sehingga mengkonversi energi tekan pada fluida menjadi energi gerak dan sisi suction

(hisap) bertekanan rendah dan sehingga fluida dapat mengalir.

Gambar 2.8. Pompa Injektor

-

Gas Lift Pump

Gas Lift Pump adalah salah satu bentuk sistem pengangkatan buatan yang lazim
digunakan untuk mengangkut fluida dari sumur-sumur minyak bumi. Sistem ini bekerja
dengan cara menginjeksikan gas bertekanan tinggi kedalam anulus (ruang antara tubing dan
casing), dan kemudian kedalam tubing produksi sehingga terjadi proses aerasi (aeration)
yang mengakibatkan berkurangnya berat kolom fluida dan tubing. Sehingga tekanan
recervoir mampu mengalirkan fluida dari lubang sumur menuju fasilitas produksi
dipermukaan.

-

Pompa Hydraulic Ram

Pompa Hydraulic Ram adalah pompa air siklik dengan menggunakan tenaga hidro
(hydropower). Prinsip kerja dari Hydraulic Ram adalah dengan menggunakan energi kinetik
dari cairan dan energi tersebut diubah menjadi energi tekan dengan memberikan tekanan
dengan tiba-tiba.

Gambar 2.9. Pompa Hydraulic Ram
-

Pompa Elektromagnetik

Pompa elektromagnetik adalah pompa yang menggerakkan fluida logam dengan jalan
menggunakan gaya elektromagnetik. Prinsip kerja nya menggerakan fluida dengan gaya
elektromagnetik yang disebabkan medan magnetik yang dialirkan. [4]

Gambar 2.10. Prinsip Pompa Elektromagnetik

2.2 Pompa Sentrifugal
Sebuah pompa sentrifugal tersusun atas sebuah impeller dan saluran inlet ditengahtengahnya. Dengan desain ini maka pada saat impeller berputar, fluida mengalir menuju
casing disekitar impeller sebagai akibat dari gaya sentrifugal. Casing ini berfungsi untuk
menurunkan kecepatan aliran fluida sementara kecepatan putar impeller tetap tinggi.

Kecepatan fluida dikonversikan menjadi tekanan oleh casing sehingga fluida dapat menuju
titik outlet nya. Prinsip kerja pompa sentrifugal ada sebagai berikut, pompa digerakkan oleh
motor, daya dari motor diberikan kepada poros pompa untuk memutar impeler yang
dipasangkan pada poros tersebut. Zat cair yang ada dalam impeler akan ikut berputar karena
dorongan sudu‐sudu. Karena timbulnya gaya sentrifugal, maka zat cair mengalir dari tengah
impeler keluar melalui saluran diantara sudu dan meninggalkan impeler dengan kecepatan
yang tinggi. Zat cair yang keluar dari impeler dengan kecepatan tinggi ini kemudian mengalir
melalui saluran yang penampangnya makin membesar (volute/diffuser), sehingga terjadi
perubahan dari head kecepatan menjadi head tekanan. Maka zat cair yang keluar dari flens
keluar pompa head totalnya bertambah besar. Pengisapan terjadi karena setelah zat cair
dilemparkan oleh impeler, ruang diantara sudu‐sudu menjadi vakum sehingga zat cair akan
terisap masuk.
2.2.1 Terciptanya Gaya Sentrifugal
Cairan proses memasuki nosel sisi masuk menuju titik tengah impeller yang berputar.
Ketika berputar, impeller akan memutar cairan yang ada dan mendorongnya keluar antara
dua siripnya, serta menciptakan percepatan sentrifugal. Ketika cairan meninggalkan titik
tengah impeller, menciptakan daerah bertekanan rendah sehingga cairan dibelakangnya

mengalir ke arah sisi masuk. Karena sirip impeller berbentuk kurva, cairan akan terdorong ke
arah tangensial dan radial oleh gaya sentrifugal. Gaya ini terjadi di dalam pompa seperti

halnya yang dialami air dalam ember yang diputar diujung seutas tali.
Energi yang diciptakan oleh gaya sentrifugal adalah energi kinetik. Jumlah energi
yang diberikan ke cairan sebanding dengan kecepatan pada piringan luar impeller. Semakin
cepat impeller berputar atau semakin besar energi diberikan kepada cairan. Energi kinetik
cairan yang keluar dari impeller tertahan dengan penciptaan terhadap aliran. Tahanan pertama
diciptakan oleh rumah pompa (volute) yang menangkap cairan dan memperlambatnya. Pada
nosel keluar, cairan makin diperlambat dan kecepatannya diubah menjadi tekanan sesuai
dengan prinsip bernoulli. [4]

Gambar 2.11. Lintasan cairan di dalam pompa sentrifugal
2.2.2 Kerja Pompa Sentrifugal
Pompa digerakkan oleh motor, daya dari motor diberikan kepada poros pompa untuk
memutar impeler yang dipasangkan pada poros tersebut. Zat cair yang ada dalam impeller
akan ikut berputar karena dorongan sudu‐sudu. Karena timbulnya gaya sentrifugal, maka zat
cair mengalir dari tengah impeler keluar melalui saluran diantara sudu dan meninggalkan
impeller dengan kecepatan yang tinggi. Zat cair yang keluar dari impeler dengan kecepatan
tinggi ini kemudian mengalir melalui saluran yang penampangnya makin membesar
(volute/diffuser), sehingga terjadi perubahan dari head kecepatan menjadi head tekanan.
Maka zat cair yang keluar dari flens keluar pompa head totalnya bertambah besar. Pengisapan
terjadi karena setelah zat cair dilemparkan oleh impeler, ruang diantara sudu‐sudu menjadi

vakum sehingga zat cair akan terisap masuk. Selisih energi per satuan berat atau head total
dari zat cair pada flens keluar (tekan) dan flens masuk (isap) disebut head total pompa. [11]

Kerja yang dilakukan atau daya yang diperlukan oleh pompa, dapat diketahui dengan
cara menggambar segitiga kecepatan pada sisi masuk dan pada sisi keluar sudu pompa. Untuk
jelasnya dapat dilihat pada gambar berikut :
v1
Vw1
β

ψ
Vf1
V1

Vr1

R1=

V=Vf

Vr θ

R=
v

O

Gambar 2.12. Segitiga kecepatan pada sisi masuk dan sisi keluar pompa [4]
Keterangan :
V

= Kecepatan absolut/mutlak air masuk sudu

D

= Diameter sudu pada sisi masuk

v

= Kecepatan tangensial sudu pada sisi masuk

Vr

= Kecepatan relatif air terhadap roda sudu pada sisi masuk

Vf

= Kecepatan aliran pada sisi masuk

V1, D1, v1, Vr1, Vf1 = Besaran yang berlaku pada sisi keluar
N

= Kecepatan sudu dalam rpm

θ

= Sudut sudu pada sisi masuk

β

= Sudut pada saat air meninggalkan sudu

Ø

= sudut sudu pada sisi keluar

2.2.3. Kecepatan Spesifik dan Kecepatan Spesifik Suction Pompa
Kecepatan spesifik dinyatakan dalam persamaan:

Ns = n

……………………………………… (2.1)

n = kecepatan putaran pompa (rpm)
Q = Kapasitas aliran pada saat BEP (gpm atau m3/s)
H = Total head pada saat BEP (feet atau m)
Kecepatan spesifik dapat dihitung untuk nilai Q dan H pada saat titik efisiensi terbaik
(BEP) dengan diameter impeller maksimum dan hanya untuk pompa satu langkah (single
stage).
Kecepatan spesifik suction (suction specific speed, Nss) dapat dicari dengan
menggunakan rumus yang sama dengan kecepatan spesifik pompa, tetapi memakai nilai
NPSHR sebagai pengganti nilai Head pompa. Untuk menghitung kecepatan spesifik pompa
(Ns), gunakan nilai kapasitas penuh baik untuk pompa isapan tunggal maupun pompa isapan
ganda. Namun, untuk mencari nilai kecepatan spesifik suction (Nss), gunakan setengah dari
nilai kapasitas untuk pompa isapan ganda (doublé suction pump).

Nss = n

.............................................................

(2.2)

Kecepatan spesifik adalah referensi bilangan yang akan menunjukkan jenis impeller
pompa, apakah menggunakan model radial, semi-axial (tipe francis), atau model balingbaling (propeller). [15]

Gambar 2.13 .Hubungan antara harga ns dengan bentuk impeller [8]

2.2.4. Klasifikasi Pompa Sentrifugal
Pompa sentrifugal dapat diklasifikasikan menurut beberapa cara yaitu :
A. Menurut jenis aliran dalam impeler
1. Pompa aliran radial
Pompa ini mempunyai konstruksi sedemikian sehingga aliran zat cair yang keluar dari
impeler akan tegak lurus poros pompa (arah radial).

Gambar 2.14. Pompa sentrifugal aliran radial
2. Pompa aliran campur
Aliran zat cair didalam pompa waktu meninggalkan impeler akan bergerak sepanjang
permukaan kerucut (miring) sehingga komponen kecepatannya berarah radial dan aksial.

Gambar 2.15. Pompa sentrifugal aliran campur

3. Pompa aliran aksial
Aliran zat cair yang meninggalkan impeler akan bergerak sepanjang permukaan
silinder
(arah aksial).

Gambar 2.16. Pompa aliran aksial

B. Menurut jenis impeler
1. Impeler tertutup
Sudu‐sudu ditutup oleh dua buah dinding yang merupakan satu kesatuan , digunakan
untuk pemompaan zat cair yang bersih atau sedikit mengandung kotoran.
2. Impeler setengah terbuka
Impeler jenis ini terbuka disebelah sisi masuk (depan) dan tertutup di sebelah
belakangnya. Sesuai untuk memompa zat cair yang sedikit mengandung kotoran misalnya :
air yang mengandung pasir, zat cair yang mengauskan, slurry, dll
3. Impeler terbuka
Impeler jenis ini tidak ada dindingnya di depan maupun di belakang. Bagian belakang
ada sedikit dinding yang disisakan untuk memperkuat sudu. Jenis ini banyak digunakan untuk
pemompaan zat cair yang banyak mengandung kotoran.

Gambar 2.17. Jenis impeller tertutup dan impeller terbuka

C. Menurut bentuk rumah
1. Pompa volut
Bentuk rumah pompanya seperti rumah keong/siput (volute), sehingga kecepatan
aliran keluar bisa dikurangi dan dihasilkan kenaikan tekanan.

Gambar 2.18. Pompa volut
2. Pompa diffuser
Pada keliling luar impeler dipasang sudu diffuser sebagai pengganti rumah keong.

Gambar 2.19. Pompa diffuser
3. Pompa aliran campur jenis volut
Pompa ini mempunyai impeler jenis aliran campur dan sebuah rumah volut.

D. Menurut jumlah tingkat
1. Pompa satu tingkat
Pompa ini hanya mempunyai satu impeler. Head total yang ditimbulkan hanya berasal
dari satu impeler, jadi relatif rendah.
2. Pompa bertingkat banyak
Pompa ini menggunakan beberapa impeler yang dipasang secara berderet (seri) pada
satu poros. Zat cair yang keluar dari impeler pertama dimasukkan ke impeler berikutnya dan
seterusnya hingga impeler terakhir. Head total pompa ini merupakan jumlahan dari head yang
ditimbulkan oleh masing‐masing impeler sehingga relatif tinggi.

Gambar 2.20. Pompa bertingkat banyak [14]

E. Menurut letak poros
Menurut letak porosnya, pompa dapat dibedakan menjadi poros horisontal dan poros
vertikal seperti pada gambar berikut ini. [11]

Gambar 2.21. Posisi poros pompa

2.2.5. Penyekat / Seal Pada Pompa Sentrifugal
Pemilihan yang tepat pada sebuah seal sangat penting bagi keberhasilan pemakaian
pompa. Untuk mendapatkan kehandalan pompa yang terbaik, pilihan penyekat harus tepat
antara jenis seal dan lingkungan yang dipakai. Ada dua jenis seal, yaitu statis dan dinamis.
Seal statis dipakai di mana tidak ada gerakan yang terjadi pertemuan antara kedua
permukaan yang akan disekat. Gasket dan O-ring merupakan contoh yang umum dari seal
statis, sedangkan seal dinamis digunakan di mana ada permukaan yang bergerak relatif
terhadap satu sama lain. Seal dinamis misalnya digunakan pada poros yang berputar dan
menghantarkan power melalui dinding sebuah tangki, melalui casing dari pompa, atau
melalui rumah peralatan berputar lainnya seperti filter atau layar.

Gambar 2.22 Daerah yang perlu di sekat agar pompa terlindungi dari kebocoran
Contoh umum dari pemakaian alat-alat penyekat adalah penyekat untuk poros yang
berputar pada pompa. Untuk mengetahui lebih banyak tentang fungsi dari penyekat ini, kita
harus tahu terlebih dahulu dasar-dasar pengetahuan pompa.
Pada pompa sentrifugal, cairan masuk ke pompa melalui bagian suction pada pusat (eye)
impeller yang berputar.

Gambar 2.23 Fluida masuk ke pompa melaui pusat (eye) impeller yang berputar.
Pada saat kipas impeller berputar, mereka menghantarkan gerakan untuk memasukan
produk, yang kemudian meninggalkan impeller, dikumpulkan di dalam rumah pompa
(casing) dan meninggalkan pompa melalui tekanan pada sisi keluar (discharge) pompa.
Tekanan discharge akan menekan beberapa produk ke bawah di belakang impeller menuju
poros, di mana ia akan mencoba keluar sepanjang poros yang berputar. Pabrik pembuat
pompa menggunakan berbagai macam teknik untuk mengurangi adanya tekanan produk yang
mencoba keluar. Beberapa cara yang umum dilakukan adalah:
1. Penambahan lobang penyeimbang (balance hole) melalui impeller untuk memberikan
jalan bagi tekanan yang akan keluar melalui sisi isap impeller.
2. Penambahan kipas pada sisi belakang impeller (back pump-out vanes).
Bagaimanapun juga, sepanjang tidak ada jalan untuk mengurangi adanya tekanan ini
seluruhnya, maka peralatan penyekat mutlak diperlukan untuk membatasi keluarnya produk.
Seperti penyekat kompresi (packing )atau penyekat mekanis (mechanical seals).

-

Stuffing Box Packing

Pengaturan penggunaaan „stuffing box‟ ditunjukan pada gambar di bawah, komponennya
terdiri dari:
1. Lima ring packing.
2. Sebuah lantern ring yang digunakan untuk menginjeksi pelumas dan atau untuk
membuang cairan
3. Sebuah penekan (gland) untuk menahan packing dan menjaga kebutuhan tekanan
yang disesuaikan dengan kondisi pengencangan packing.

Gambar 2.24 Stuffing Box Packing
Fungsi dari packing adalah untuk mengontrol kebocoran, bukan untuk mencegah
seluruh kebocoran. Karena packing harus selalu terlumasi dan kebocoran yang dianjurkan
untuk menjaga adanya pelumasan adalah sekitar 40 sampai 60 tetes per menit.
Metode pelumasan pada packing tergantung pada kondisi cairan yang dipompa dan
juga tekanan pada stuffing box. Ketika tekanan stuffing box di atas tekanan atmosfir dan
cairan yang ditekan bersih dan tidak korosif, maka cairan pada pompa itulah yang berfungsi
sebagai pelumas paking.

Gambar 2.25 Kebocoran yang di jaga untuk melumasi dan mendinginkan poros.
Tatkala tekanan pada stuffing box di bawah tekanan atmosfir, sebuah lantern ring di
pasang dan pelumas di injeksikan ke dalam stuffing box. Sebuah pipa bypass dari sisi tekan
pompa ke penghubung lantern ring umumnya dipakai untuk menyediakan aliran cairan jika
cairannya bersih.

Gambar 2.26 Pelumas diinjeksikan ke dalam stuffing box jika tekanannya turun.
Manakala cairan yang dipompakan kotor atau berpartikel, perlu diinjeksikan cairan
pelumas yang bersih dari luar melalui lantern ring. Aliran sebanyak 0.2 sampai 0.5 gpm
diperlukan dan sebuah keran pengatur serta flowmeter perlu dipasang untuk mendapatkan
aliran yang akurat. Lantern ring biasanya dipasang pada tengah stuffing box, tetapi untuk
cairan yang sangat kental seperti bahan baku kertas disarankan dipasang di leher stuffing box
untuk menghindari tersumbatnya lantern ring.

Gambar 2.27 Pelumas diinjeksikan dari luar melalui latern ring.
Rumah packing (gland) merupakan tipe „quench gland‟. Air, minyak atau cairan
lainnya dapat diinjeksi ke dalam gland untuk mengurangi panas poros, ia dapat memperkecil
perpindahan panas dari poros ke rumah bearing. Alasan inilah yang memperbolehkan
temperatur kerja dari pompa lebih tinggi dari tempertur desain bearing dan pelumas. Tipe
„quench gland‟ yang sama dapat digunakan untuk mencegah keluarnya racun atau cairan
berbahaya keluar ke udara luar di sekitar pompa. Ini dinamakan „smothering gland‟, dengan

mengalirkan cairan dari luar dan membawa kebocoran yang tidak diinginkan ke parit atau
tangki pengumpul cairan bekas.

-

Mechanical Seal
Mechanical Seal, apabila diterjemahkan secara bebas, adalah alat pengeblok mekanis.

Namun penerjemahan tersebut menjadi lebih susah dimengerti dan dibayangkan bila
dibandingkan pengertian teknisnya dikarenakan pengertian seal mekanis mengandung arti
begitu luas. O-ring merupakan seal mekanikal, demikian juga Labyrinth Seal, namun
keduanya jelas bukan Mechanical Seal.

Gambar 2.28 Mechanical Seal
Mechanical seal banyak dipakai pada pompa-pompa kelas industri, agitator, mixer,
chiller dan semua rotating equipment (mesin-mesin yang berputar).
Berikut adalah beberapa bagian dari mechanical seal yang perlu untuk di pahami.
a.Shaft
Shaft adalah as/bagian poros sebuah alat dan merupakan bagian utama dari mesinmesin yang berputar. Banyak buku yang lebih sering menggunakan kata shaft dibandingkan
as.
b. Shaft Sleeve
Shaft Sleeve adalah sebuah bushing/adapter yang berbentuk selongsong yang
terpasang pada shaft dengan tujuan melindungi shaft akibat pengencangan baut/screw
Mechanical Seal.

c. Seal
Seal adalah suatu part/bagian dalam sebuah konstruksi alat/mesin yang berfungsi
untuk sebagai penghalang/pengeblok keluar/masuknya cairan, baik itu fluida proses maupun
pelumas. Pada sepeda motor atau mobil sering disebut dengan karet sil, sil-as kruk, oil-seal.
Analogi lainnya adalah lem kaca pada aquarium yang akan mengeras. Bisa disepakati bahwa
seal lebih merujuk pada pengertian suatu fungsi. Apapun bentuk dan materialnya, apabila
berfungsi untuk mencegah kebocoran, maka dia disebut sebagai seal.

d. O-Ring
O-Ring awalnya adalah merujuk pada karet berbentuk bundar yang berfungsi sebagai
Seal. Perkembangan teknologi o-ring sebagai alat pengeblok cairan sekunder (secondary
sealing device) menghasilkan berbagai tipe o-ring berdasarkan materialnya. Material o-ring,
ada dari karet alam, EPDM, Buna, Neoprene, Viton, Chemraz, Kalrez, Isolast hingga tipe
Encapsulated O-Ring, dimana o-ring dibalut dengan PTFE. Ada pula yang murni dibuat dari
PTFE dan disebut dengan Wedge.
e. Sealface
Sealface adalah bagian paling penting, paling utama dan paling kritis dari sebuah
Mechanical Seal dan merupakan titik pengeblok cairan utama (primary sealing device).
Terbuat dari bahan Carbon atau Silicone Carbide atau Tungsten Carbide atau keramik atau
Ni-resist, dengan serangkaian teknik pencampuran. Permukaan material yang saling bertemu
(contact) dibuat sedemikian halusnya hingga tingkat kehalusan / kerataan permukaan
mencapai 1 - 2 lightband.
Seringkali Sealface disebut juga dengan contact face. Seal faces berarti ada 2
sealface. Yang satu diam dan melekat pada dinding pompa, dan yang lainnya berputar,
melekat pada shaft.
Yang berputar biasanya terbuat dari bahan yang lebih lunak/soft. Kombinasinya bisa berupa
carbon vs silicone carbide, carbon vs ceramic, carbon vs tungten carbide, silicone carbide vs
silicone carbide, silicone carbide vs tungsten carbide.
Setelah memahami bagian-bagian yang menyusun Mechanical Seal, maka dapatlah
dipahami bahwa Mechanical Seal adalah suatu sealing device yang merupakan kombinasi
menyatu antara sealface yang melekat pada shaft yang berputar dan sealface yang diam dan
melekat pada dinding statis casing/housing pompa/tangki/vessel/kipas.

Sealface yang ada pada shaft yang berputar seringkali disebut sebagai Rotary
Face/Primary Ring. Sedangkan Sealface yang diam atau dalam kondisi stasioner sering
disebut sebagai StationaryFace / Mating Ring / Seat.

Gambar 2.29 Bagian-bagian dari mechanical seal
Dengan demikian bisa diambil simpulan definisi Mechanical Seal adalah Sebuah alat
pengeblok cairan/gas pada suatu rotating equipment, yang terdiri atas:
1. Dua buah sealface yang bisa aus, dimana salah satu diam dan satunya lagi berputar,
membentuk titik pengeblokan primer (primary sealing).
2. Satu atau sekelompok o-ring/bellows/PTFE wedge yang merupakan titik pengeblokan
sekunder (secondary sealing).
3. Alat pembeban mekanis untuk membuat sealface saling menekan.
4. Asesoris metal yang diperlukan untuk melengkapi rangkaian Mechanical Seal.
Cara Kerja Mechanical Seal
Titik utama pengeblokan dilakukan oleh dua sealfaces yang permukaannya sangat
halus dan rata. Gesekan gerak berputar antara keduanya meminimalkan terjadinya kebocoran.
Satu sealface berputar mengikuti putaran shaft, satu lagi diam menancap pada suatu dinding
yang disebut dengan Glandplate.
Material kedua sealfaces itu biasanya berbeda. Yang satu biasanya bersifat lunak,
biasanya carbon-graphite, yang lainnya terbuat dari material yang lebih keras seperti
silicone-carbide. Perbedaan antara material yang digunakan pada stationary sealface dan
rotating sealface aalah untuk mencegah terjadinya adhesi antara dua buah sealfaces tersebut.

Pada sealface yang lebih lunak biasanya terdapat ujung yang lebih kecil sehingga sering
dikenal sebagai wear-nose (ujung yang bisa habis atau aus tergesek).

Gambar 2.30 Ilustrasi cara kerja Mechanical Seal
Ada 4 (empat) titik sealing/pengeblokan, yang juga merupakan jalur kebocoran jika
titik pengeblokan tersebut gagal. Silakan lihat gambar di atas. Titik pengeblokan utama
(primary sealing) adalah pada contactface, titik pertemuan 2 buah sealfaces, lihat Point A.
Jalur kebocoran di Point B diblok oleh suatu O-Ring, atau V-Ring atau Wedge. Sedangkan
jalur kebocoran di Point C dan Point D, diblok dengan gasket atau O-Ring. Point B, C & D
disebut dengan secondary sealing. [7]

2.3 Performansi Pompa
2.3.1. Hukum Kesebangunan (Afinity Law)
Jika dua buah pompa sentrifugal yang geommetris sebangun satu dengan yang lain
maka untuk kondisi aliran yang sebangun pula berlaku hubungan sebagai berikut :

=

=
=

…………………………………………… (2.3)

D = diameter impeler (m)
Q = kapasitas aliran (m3/s)
H = head total pompa (m)
P = daya poros pompa (kW)
N = putaran pompa (rpm)
Hubungan diatas dinamakan Hukum Kesebangunan Pompa. Hukum tersebut sangat
penting untuk menaksir perubahan performansi pompa bila putaran diubah dan juga untuk
memperkirakan performansi pompa yang direncanakan apabila pompa tersebut geometris
sebangun dengan pompa yang sudah diketahui performansinya. [12]

2.3.2. Efisiensi Pompa
Pompa tidak dapat mengubah seluruh energi kinetik menjadi energi tekanan karena
ada sebagian energi kinetik yang hilang dalam bentuk losis. Efisiensi pompa adalah suatu
faktor yang dipergunakan untuk menghitung losis ini. Efisiensi pompa terdiri dari :
-

Efisiensi hidrolis, memperhitungkan loses akibat gesekan antara cairan dengan
impeler dan loses akibat perubahan arah yang tiba‐tiba pada impeler.

-

Efisiensi volumetris, memperhitungkan loses akibat resirkulasi pada ring, bush, dll.

-

Efisiensi mekanis, memperhitungkan loses akibat gesekan pada seal, packing gland,
bantalan, dll.

Setiap pompa dirancang pada kapasitas dan head tertentu, meskipun dapat juga
dioperasikan pada kapasitas dan head yang lain. Efisiensi pompa akan mencapai maksimum
pada designed point tersebut, yang dinamakan dengan titik BEP.Untuk kapasitas yang lebih
kecil atau lebih besar efisiensinya akan lebih rendah. Efisiensi pompa adalah perbandinga
antara daya hidrolis pompa dengan daya poros pompa.

Ŋ=

……………………….. (2.4)

Daya hidrolis adalah daya yang diperlukan oleh pompa untuk mengangkat sejumlah zat cair
pada ketinggian tertentu. Daya hidrolis dapat dicari dengan persamaan berikut :

=

kW …………………………………………………….. (2.5)

ρ = massa jenis , kg/m3
g = gaya gravitasi
H = head , m
Q = kapasitas, m3/s
Untuk setiap pompa, biasanya pabrik pembuatnya memberikan kurva karakteristik
yang menunjukkan unjuk kerja pompa pada berbagai kondisi pemakaian. Karakteristik
sebuah pompa digambarkan dalam kurva karakteristik menyatakan besarnya head total, daya
pompa dan efisiensi pompa terhadap kapasitas.

2.3.3. Menghitung Head Kerugian (hl)
Head kerugian (yaitu head yang mengatasi kerugian-kerugian) terdiri atas head
kerugian gesek didalam pipa atau kerugian akibat pipa lurus, head kerugian di dalam
belokan-belokan, dan head kerugian karena katup (valve).
- Kecepatan Rata-Rata Aliran (v)
Kecepatan aliran adalah jarak yang mampu ditempuh oleh partikel zat cair dalam
satuan waktu tertentu. Untuk mencari nilai kecepatan rata-rata aliran dapat menggunakan
persamaan berikut.

v=

⁄

……………………………………… (2.6)

v = kecepatan rata-rata aliran di dalam pipa (m/s)
D = diameter dalam pipa (m)
Q = laju aliran (m3/s)

- Bilangan Reynold
Bilangan Reynold adalah bilangan tidak berdimensi yang menyatakan perbandingan
gaya-gaya inersia terhadap gaya-gaya kekentalan (viskos) pada pipa bulat dengan aliran
penuh. Sedangkan Viskositas (kekentalan) sendiri adalah sifat fluida yang mendasari
diberikannya tahanan terhadap tegangan geser oleh fluida tersebut. Viskositas dinyatakan
dalam dua bentuk :
1. Viskositas Dinamik
Viskositas dinamik adalah perbandingan tegangan geser dengan laju perubahan,
besarnya nilai viskositas dinamik dipengaruhi oleh temperatur, konsentrasi larutan, bentuk
partikel dan sebagainya, untuk viskositas dinamik air pada temperatur standar lingkungan
(27oC) adalah 8,6 x 10-4 kg/m.s
2. Viskositas Kinematik
Viskositas kinematik merupakan perbandingan viskositas dinamik terhadap kerapatan
(densitas) massa jenis dari fluida tersebut. Viskositas kinematik ini terdapat dalam beberapa
penerapan antara lain dalam bilangan Reynold yang merupakan bilangan tak berdimensi.
Nilai viskositas kinematik air pada temperatur standar (27oC) adalah 8,7 x 10-7 m2/s.
Untuk menentukan jenis aliran, apakah turbulen atau laminar., dapat menggunakan
perhitungan sebagai berikut:

Re =

……………………………………….. (2.7)

Re = bilangan Reynolds (tak berdimensi)
v = kecepatan rata-rata aliran dalam pipa (m/s)
D = diameter dalam pipa (m)
ν = viskositas kinematik zat cair (m2/s)
Keterangan :
Pada Re < 2300 aliran bersifat laminar.
Pada Re > 4000 aliran bersifat turbulen.
Pada Re 2300 - 4000 aliran bersifat transisi.

- Head Kerugian Gesek Dalam Pipa
Untuk menghitung kerugian gesek di dalam pipa dapat menggunakan rumus berikut
ini :

hf1 = λ

……………………………………….. (2.8)

hf = head kerugian gesek dalam pipa (m)
λ = koefisien kerugian gesek
g = percepatan gravitasi (m/s2)
v = kecepatan rata-rata aliran dalam pipa (m/s2)
L = panjang pipa (m)
D = diameter dalam pipa (m)
Dalam hal aliran laminar, koefisien kerugian gesek untuk pipa (λ) di dalam persamaan (2.8)
dihitung dengan rumus :

λ=

…………………………………………… (2.9)

Untuk menghitung kerugian gesek dalam pipa pada aliran turbulen terdapat berbagai rumus
empiris. Salah satu rumus yang dapat dipergunakan adalah dengan menggunakan rumus
Darcy. Dengan cara Darcy, koefisien kerugian gesek λ dari persamaan (2.8) dihitung menurut
rumus :

λ = 0,020 +

………………………………. (2.10)

dimana D adalah diameter dalam pipa (m). Rumus ini berlaku untuk pipa baru dari besi cor.
Jika pipa telah dipakai selama bertahun-tahun, harga λ akan menjadi 1,5 sampai 2,0 kali
harga barunya. [13]

- Kerugian Gesek Karena belokan 90˚ (hf2)
Kerugian gesek karena belokan 90˚ adalah kehilangan tekanan akibat gesekan yang terjadi

karena belokan 90˚ pada instalasi perpipaan. Untuk mencari nilai kerugian gesek karena
belokan 90˚ dapat menggunakan persamaan berikut :

hf2 = f

……………………………...………….. (2.11)

hf2 = kerugian head karena belokan (m)
f = koefisien gesek pipa
g = percepatan gravitasi (m/s2)
v = kecepatan rata-rata di dalam pipa (m/s)
Tabel 2.1 Koefisien kerugian belokan pipa [13]
θ0
F

5

10

15

22,5

30

45

60

90

Halus

0,016

0,034

0,043

0,066

0,130

0,236

0,471

1,129

Kasar

0,024

0,44

0,062

0,154

0,165

0,320

0,6684

1,265

- Head Kerugian Gesek Karena Katup (hf3)
Kerugian head pada katup dapat ditulis sebagai berikut :

hf3 = fv

……………………………………………………………. (2.12)

dimana
v = kecepatan rata-rata di penampang masuk katup (m/s)
fv = koefisien kerugian katup
hf3 = kerugian head katup (m)
Harga fv untuk berbagai jenis katup dalam keadaan terbuka penuh diberikan dalam tabel
berikut.

Tabel 2.2 Koefisien kerugian pada katup [13]
D (mm)

100

150

200

250

300

0,14

0,12

0,10

0,09

0,07

400

500

600

700

800

900

1000

1200

1350

1500

1650

1800

Jenis katup
Katup sorong

=0

Katup kupu-kupu

0,6 - 0,16 (bervariasi menurut konstruksi dan diameternya)

Katup putar

0,09 - 0,026 (bervariasi menurut diameternya)

Katup cegah

1,2

1,15

1,1

1,0

0,98

0,96

0,94

0,92

0,9

0,88

1,2

1,15

1,1

1,0

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

-

-

-

-

-

jenis ayun
Katup cegah tutupcepat jenis tekanan
Katup cegah jenis

1,44

1,39

1,34

1,3

1,2

7,3

6,6

5,9

5,3

4,6

-

-

-

-

-

1,97

1,91

1,84

1,78

1,72

angkat bebas
Katup cegah tutupcepat jenis pegas
Katup kepak
Katup isap

0,9 - 0,5

(dengan saringan)

2.3.4. 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. Ketika zat cair terhisap pada sisi isap
pompa, tekanan pada permukaan zat cair akan turun, seperti pada gambar dibawah ini.

2000

Gambar 2.31. Turunnya tekanan mengakibatkan penguapan zat cair.
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 berlubang atau bopeng. Peristiwa ini disebut dengan erosi
kavitasi sebagai akibat dari tumbukan gelembung-gelembung uap yang pecah pada dinding
secara terus menerus. Fenomena ini dinamakan kavitasi. Jika permukaan saluran/pipa terkena
tumbukan gelembung uap tersebut secara terus menerus dalam jangka lama akan
mengakibatkan terbentuknya lubang‐lubang pada dinding saluran atau sering disebut erosi
kavitasi. Pengaruh lain dari kavitasi adalah timbulnya suara berisik, getaran dan turunnya
performansi pompa. [5]

Berikut ini pengaruh-pengaruh kavitasi yang terjadi pada pompa :


Berkurangnya kapasitas pompa



Berkurangnya head (pressure)



Terbentuknya gelembung-gelembung udara pada area bertekanan rendah di dalam
selubung pompa (volute)



Suara bising saat pompa berjalan.



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 212oF (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. [5]

-

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.
Bagian-bagian Pompa Rusak

-

• Gelembung-gelembung itu pecah di dalam dirinya sendiri, ini dinamakan imploding
kebalikan dari exploding. Gelembung-gelembung itu pecah dari segala sisi, tetapi bila ia jatuh
menghantam bagian dari metal seperti impeller atau volute ia tidak bisa pecah dari sisi
tersebut, maka cairan masuk dari sisi kebalikannya pada kecepatan yang tinggi dilanjutkan
dengan gelombang kejutan yang mampu merusak part pompa. Ada bentuk yang unik yaitu
bentuk lingkaran akibat pukulan ini, dimana metal seperti dipukul dengan ball peen.
• Kerusakan ini kebanyakan terjadi membentuk sudut ke kanan pada metal, tetapi
pengalaman menunjukan bahwa kecepatan tinggi cairan kelihatannya datang dari segala
sudut.
Semakin tinggi kapasitas pompa, kelihatannya semakin mungkin kavitasi terjadi. Nilai
Specific speed pump yang tinggi mempunyai bentuk impeller yang memungkinkan untuk
beroperasi pada kapasitas yang tinggi dengan power yang rendah dan kecil kemungkinan
terjadi kavitasi. Hal ini biasanya dijumpai pada casing yang berbentuk pipa, dari pada casing
yang berbentuk volute seperti yang sering kita lihat.
Kavitasi pada dasarnya dapat dicegah dengan membuat NPSH yang tersedia lebih
besar dari pada NPSH yang diperlukan. Dalam perencanaan instalasi pompa, hal‐hal berikut
harus diperhitungkan untuk menghindari kavitasi.
1. Ketinggian letak pompa terhadap permukaan zat cair yang dihisap harus dibuat
serendah mungkin agar head isap statis menjadi rendah pula.

2. Pipa isap harus dibuat sependek mungkin. Jika terpaksa dipakai pipa isap yang
panjang, sebaiknya diambil pipa yang berdiameter satu nomor lebih besar untuk
mengurangi kerugian gesek.
3. Hindari penggunaan katup yang tak perlu dan menekuk pipa pengisapan.
4. Hindari masuknya udara pada sisi isap pompa.
Berikut adalah cara menentukan apakah pompa mengalami kavitasi/tidak:
1. Hitung pressure static di suction pompa (tidak termasuk pressure akibat velocity
fluida). Pakai software simulasi jika sistemnya kompleks. Pastikan anda memasukkan
komponen2 yang berpengaruh (valve, orifice, elbow, panjang pipa, dll).
2. Cek NPSHR di curve dari manufacturer pompa (Pada umumnya pompa ditest
menggunakan air pada temperature kamar, jadi berhati-hatilah jika fluida anda bukan
air)
3. GPSA databook memberikan guide safety margin 2-3 ft NPSHA lebih tinggi dari
NPSHR.
Menyambung dengan ekspander setidaknya akan membuat restriksi ke suction pompa anda
berkurang (meninggikan NPSHA).Menggunakan expander juga akan memperkecil resiko
udara terperangkap. Namun dibandingkan dengan menggunakan pipa yang sesuai, grafik
sistem akan berubah (perubahan diameter dianggap restriksi).
Beberapa efek yang ditimbulkannya dan klasifikasi kavitasi,yaitu :
1. Vaporisation - Penguapan.
2. Air Ingestion - Masuknya Udara Luar ke Dalam System
Pompa sentrifugal hanya mampu meng'handle' 0.5% udara dari total volume. Lebih dari 6%
udara, akibatnya bisa sangat berbahaya, dapat merusak komponen pompa. Udara dapat masuk
ke dalam system melalui beberapa sebab, antara lain :


Dari packing stuffing box. Ini terjadi, jika pompa dari kondensor, evaporator atau
peralatan lainnya bekerja pada kondisi vakum.



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



Flens (sambungan pipa) yang bocor.



Tarikan udara melalui pusaran cairan (vortexing fluid).



Jika 'bypass line' letaknya terlalu dekat dengan sisi isap, hal ini akan menambah suhu
udara pada sisi isap.



Berkurangnya fluida pada sisi isap, hal ini dapat terjadi jika level cairan terlalu
rendah.

3. Internal Recirculation - Sirkulasi Balik di dalam System
Kondisi ini dapat terlihat pada sudut terluar (leading edge) impeller, dekat dengan
diameter luar, berputar balik ke bagian tengah kipas. Ia dapat juga terjadi pada sisi awal isap
pompa. Efek putaran balik ini dapat menambah kecepatannya sampai ia menguap dan
kemudian 'pecah' ketika melalui tempat yang tekanannya lebih tinggi. Ini selalu terjadi pada
pompa dengan NPSHA yang rendah. Untuk mengatasi hal tersebut, kita harus tahu nilai
Suction Spesific Speed, yang dapat digunakan untuk mengontrol pompa saat beroperasi,
berapa nilai terdekat yang teraman terhadap nilai BEP(Best Efficiency Point) pompa yang
harus diambil untuk mencegah terjadinya masalah.
Catatan penting :


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



Ideal untuk 'membeli' pompa dengan nilai Suction Spesific Speed kurang dari
8500(5200 metrik) kecuali untuk kondisi yang ekstrim.



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



Nilai Suction Spesific Speed yang tinggi menandakan impeller eye-nya lebih besar
dari biasanya dan biasanya nilai efisiensinya disesuaikan dengan nilai NPSHR yang
rendah.



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



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

Jika kita memakai open impeller, kita dapat mengoreksi internal recirculation dengan
mengatur suaian(clearance) impeller sesuai dengan spesifikasi pabrik pembuatnya. Jenis
impeller untuk jenis Closed Impeller lebih banyak masalahnya dan kebanyakan pada
prakteknya dikembalikan ke pabrik pembuatnya untuk di evaluasi atau mungkin didesain
ulang pada impellernya atau perubahan ukuran suaian (clearance) pada wearing ring. [5]

2.3.5. Net Positive Suction Head (NPSH)
Kavitasi akan terjadi bila tekanan statis zat cair turun sampai dibawah tekanan uap
jenuhnya. Agar dalam system pemompaan tidak terjadi kavitasi, harus diusahakan agar tidak
ada satu bagianpun dari aliran pada pompa yang mempunyai tekanan statis lebih rendah dari
tekanan uap jenuh cairan pada temperatur yang bersangkutan. Berhubung dengan hal ini
didefinisikan sutu Head Isap Positif Netto atau NPSH yang dipakai sebagai ukuran keamanan
pompa terhadap kavitasi. Ada dua macam NPSH yaitu NPSHa dan NPSHr. Agar pompa
dapat bekerja tanpa mengalami kavitasi maka harus dipenuhi persyaratan berikut :

NPSH yang tersedia > NPSH yang diperlukan
- NPSHa (NPSH yang tersedia)
NPSH yang tersedia adalah head yang dimiliki zat cair pada sisi isap pompa dikurangi
dengan tekanan uap jenuh zat cair ditempat tersebut. NPSH yang tersedia tergantung pada
tekanan atmosfer atau tekanan absolut pada permukaan zat cair dan kondisi instalasinya.
Besarnya dapat dihitung dengan persamaan berikut :

hsv =

-

- hs - hls ……….………………………… (2.13)

hsv : NPSH yang tersedia, m
pa : tekanan pd permukaan cairan, kgf/m2
pv : tekanan uap jenuh, kgf/m2
γ : berat jenis zat cair, kgf/m3
hs : head isap statis, m
hls : kerugian head dalam pipa isap, m
- NPSHr (NPSH yang diperlukan)
NPSH yang diperlukan adalah NPSH minimum yang dibutuhkan untuk membiarkan
pompa bekerja tanpa kavitasi. Besarnya NPSH yang diperlukan berbeda untuk setiap pompa.
Untuk suatu pompa tertentu NPSH yang diperlukan berubah menurut kapasitas dan
putarannya. NPSH yang diperlukan harus diperoleh dari pabrik pompa yang bersangkutan.
Namun untuk perkiraan secara kasar, NPSH yang diperlukan dapat dihitung dari konstanta
kavitasi σ.

Jka head total pompa pada titik efisiensi maksimum dinyatakan sebagai HN dan
NPSH yang diperlukan untuk titik ini Hsvn, maka σ (koefisien kavitasi Thoma ) didefinisikan
sebagai :

σ=

…….………………………………….. (2.14)

Besarnya koefisien kavitasi Thoma dapat ditentukan dari grafik pada gambar, sedangkan
NPSH
yang diperlukan ditaksir sebagai berikut :
NPSH yang diperlukan : HSVN = σ x HN ………. (2.15)
Rumus diatas berlaku untuk pompa pada efisiensi tertinggi (dipergunakan pada titik
BEP), bila pompa dipergunakan diluar titik BEP maka NPSH yang diperlukan dikoreksi
menggunakan grafik pada gambar. [12]

2.3.6. Perubahan Kurva Performansi.
Pada saat fluida mengalir melalui pompa, kerugian-kerugian hidrodinamik
dipengaruhi oleh viskositas fluida, dimana setiap kenaikan dari nilai viskositas akan
mengurangi besarnya nilai head dan efisiensi suatu pompa, dan akan meningkatkan daya
yang diperlukan pompa.

Gambar 2.32 Perubahan performansi oleh perbedaan viskositas cairan [15]

Kebanyakan pompa sentrifugal diaplikasikan untuk mengalirkan fluida dengan
viskositas dibawah 3.000 SSU, namun walaupun begitu, ada juga pompa sentrifugal yang
diaplikasikan untuk fluida dengan viskositas 15.000 SSU. Penting untuk diperhatikan bahwa
ukuran diameter dalam dari jalur dimana fluida mengalir memiliki efek yang besar terhadap
kerugian, dengan kata lain, lebih kecil pompa tersebut maka akan lebih lebih besar efek
kerugian oleh viskositas. Jadi, jika ukuran pompa semakin besar, maka viskositas maksimum
yang diijinkan untuk pompa tersebut akan semakin besar. Pompa dengan ukuran diameter
nozel pada sisi keluar sebesar 3 inchi, dapat menerima fluida dengan viskositas 500 SSU;
dimana pompa dengan ukuran diameter nozel pada sisi keluar sebesar 6 inchi, dapat
menerima fluida dengan viskositas 1.700 SSU. Pompa-pompa sentrifugal ini dapat menerima
fluida dengan viskositas

yang lebih besar, namun jika lewat batasannya, akan ada

peningkatan kerugian (loss). Jika viskositas fluida yang akan dipompakan bernilai tinggi,
maka pompa yang diperlukan akan lebih besar. Jangkauan operasi dari viskositas fluida
versus ukuran pompa ditunjukkan pada gambar dibawah. Metode didalam memprediksi
performansi pompa dan viskositas cairan dengan jelas dibahas pada Institusi Standard
Hidrolik (Hydraulic Institute Standards).

Gambar 2.33 Viskositas maksimum yang diijinkan pada pompa sentrifugal. [15]

2.4 Standard NFPA-20 dan GS EP SAF-321
Instalasi pemadam kebakaran adalah sesuatu hal yang sangat diperlukan dan
dibutuhkan dalam suatu industri produksi terlebih untuk industri yang bersentuhan dengan
hidrokarbon. Kegiatan industri eksplorasi dan produksi hidrokarbon, baik itu berupa minyak
atau gas, memiliki risiko kebakaran yang sangat tinggi. Sebuah kecelakaan karena kebakaran
dapat membahayakan seluruh pekerja, disamping kerugian finansial perusahaan yang sangat
besar. Tak dapat di pungkiri, bahwa kebakaran adalah suatu hal yang paling ditakuti dalam
sebuah perusahaan yang bergerak di bidang produksi minyak dan gas. Oleh karena itu, setiap
industri hidrokarbon selalu memiliki suatu sistem keselamatan terhadap kebakaran, baik itu
standard yang di keluarkan oleh perusahaan itu sendiri maupun mengikuti standard
keselamatan yang lain. Standard internal perusahaan biasanya dikeluarkan oleh Tin
Keselamatan (Safety) perusahaan itu sendiri, yang mana standard nya akan mengacu kepada
kegiatan eksplorasi dan produksi perusahaan itu sendiri. Sehingga, standard internal suatu
perusahaan industri, belum tentu dapat digunakan oleh perusahaan industri lainnya.
Selain standard internal perusahaan, ada juga standard-standard keselamatan lain
yang universal yang dapat dipakai dalam suatu kegiatan industri minyak dan gas. Terkhusus
untuk instalasi pompa pemadam kebakaran, ada suatu standard yang dikeluarkan oleh Komite
Pompa Pemadam Kebakaran di Amerika Serikat, yaitu standard NFPA (National Fire
Protection Association). Standard NFPA berbicara banyak mengenai pemadam kebakaran,
baik itu untuk pompa, motor, kelistrikan, instalasi, dan lain sebagainya. Contohnya adalah :
NFPA 10 yang membahas standard untuk alat pemadam kebakaran yang bergerak (portable),
NFPA 20 yang membahas tentang standard untuk instalasi pompa pemadam kebakaran yang
stasioner, NFPA 54 yang membahas tentang standard keselamatan instalasi berbahan bakar
gas, NFPA 70 yang membahas kelistrikan instalasi pemadam kebakaran, NFPA 72 yang
membahas tentang alarm dan signal-signal yang mengandung kode, NFPA 86 yang
membahas tentang standard keselamatan pada dapur atau tungku peleburan, dan masih
banyak standard yang lainnya yang di terbitkan oleh NFPA.
Selain NFPA, ada juga standard EN (European Standards), yang mana standard ini
disusun oleh CEN (European Committee for Standardization), CENELEC (European
Committee for Electrotechnical Standardization) dan ETSI (European Telecommunications
Standards Institute). Standard EN ini tidak banyak mengatur tentang pompa pemadam
kebakaran. Beberapa contoh dari standard Eropa ini adalah sebagai berikut : EN1 membahas
masalah kompor minyak dan pembakarnya, EN2 membahas tentang klasifikasi kebakaran,

EN805 yang mambahas masalah suplai air ketika terjadi kebakaran, EN12845 standard yang
mengatur tentang jalur pompa pemadam kebakaran, dan lain sebagainya.
Institusi standardisasi di Jerman, DIN, juga membuat suatu standard untuk satuan
pemadam kebakaran, yaitu FNFW (Normenausschuss Feuerwehwesen). Walaupun tidak
banyak membahas masalah pompa pemadam kebakaran, namun standard DIN ini membahas
masalah standard-standard yang diperlukan oleh satuan unit pemadam kebakaran, dan
masalah keselamatan kebakaran di gedung bangunan ataupun di rumah.

2.4.1 Standard NFPA-20
Standar Nation