Bunyi dan Getaran Pada Pompa Sentrifugal

Bunyi dan Getaran Pada Pompa Sentrifugal

1.      Pengertian Pompa Sentrifugal

Pompa adalah suatu alat yang berfungsi untuk memindahkan fluida dari satu tempat ketempat yang lainnya. Secara umum seluruh kerja pompa hampir sama yaitu merubah tekanan di dalam pompa (membuatnya vakum) agar fluida diluar pompa dapat masuk ke dalam pompa dan setelah itu pompa diberi tekanan kembali agar bisa berpindah atau mengalir kearah luar pompa melalui pipa.Secara umum pompa dibagi menjadi 2 yaitu pompa  positif displacement dan pompa dinamik. Dibawah ini adalah jenis-jenis pompa secara umum yang kita temukan dan gunakan didalam kehidupan sehari-hari dan pompa memiliki fungsi yang berbeda-beda tergantung pengaplikasiannya.

           

Pompa sentrifugal merupakan sebuah  pompa yang  berfungsi memindahkan suatu fluida cair dengan cara memanfaatkan  gaya sentrifugal. Gaya sentrifugal sendiri merupakan lawan dari gaya sentripetal yang artinya merupakan gaya yang ditimbulkan akibat suatu benda melakukan gerakan melingkar dan ketika gaya itu terjadi maka posisi benda akan berusaha untuk menjauhi sumbu putaran

2. Sistem Kerja Pompa Sentrifugal

Cara kerja pompa sentrifugal adalah pompa digerakkan oleh motor yang dari motor tersebut menghasilkan daya guna diberikan kepada poros untuk memutar impeller yang dipasangkan pada poros tersebut. Fluida cair yang ada didalam impeller akan berputar karena dorongan sudu-sudu dan  menimbulkan gaya sentrifugal. Akibat gaya sentrifugal tersebut maka fluida cair akan mengalir dari tengah impeller lalu keluar m

elalui saluran diantara sudu dan meninggalkan impeller dengan kecepatan tinggi. Fluida cair yang keluar dari impeller kemudian akan  mengalir  melalui  volute/diffuser, sehingga terjadi perubahan head  kecepatan menjadi head tekanan. Maka head total (selisih energi per satuan berat fluida cair pada flens keluar dengan flens masuk) fluida cair yang keluar dari pompa tersebut akan bertambah besar. Berpindahnya fluida cair  menuju  impeller  diakibatkan  karena  setelah  fluida  cair  dilemparkan  oleh  impeller, ruang diantara sudu-sudu menjadi vakum yang mengakibatkan fluida cair akan terhisap masuk.

Karakteristik dalam pompa sentrifugal dibagi menjadi 3 yaitu karakteristik ketika pompa dirangkai tunggal, dirangkai seri, dan dirangkai parallel.Pompa Sentrifugal terdiri dari beberapa bagian yaitu  sebagai berikut :

             

A. Stuffing Box

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

B. Packing

Digunakan untuk mencegah dan mengurangi bocoran cairan dari casing pompa melalui poros. Biasanya terbuat dari asbes atau teflon.

C. Shaft (poros)

Poros berfungsi untuk meneruskan momen puntir dari penggerak selama beroperasi dan tempat kedudukan impeller dan bagian-bagian berputar lainnya.

D. Shaft sleeve

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

E. Vane

Sudu dari impeller sebagai tempat berlalunya cairan pada impeller.

F. Casing

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

G. Eye of Impeller

Bagian sisi masuk pada arah isap impeller.

H. Impeller

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

I. Wearing Ring

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

J. Bearing

Beraing (bantalan) berfungsi untuk menumpu dan menahan beban dari poros agar dapat berputar, baik berupa beban radial maupun beban axial. Bearing juga memungkinkan poros untuk dapat berputar dengan lancar dan tetap pada tempatnya, sehingga kerugian gesek menjadi kecil.

 K. Casing

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

Pada saat  pemasangan  pompa sentrifugal kita harus memperhatikan apakah pompa yang dipasang mengalami getaran atau bunyi yang menganggu lingkungan. Berikut merupakan beberapa penjelasan bagaimana pencegahan dan  bunyi pada saat  pemasangan pompa sentrifugal.

3.  Pencegahan Getaran Dan Bunyi Pada Pompa Sentrifugal

Produsen pompa dan motor sekarang ini sedang memperhatikan persoalan yang menyangkut bunyi dan getaran dengan intensitas yang lebih besar dari waktu ke waktu yang sebelumnya.bunyi dan getaran sangat mengganngu unuk lingkungan dan performansi pompa itu sendiri. disini akan membahasan apa saja penyebab pompa bergetar dan bunyi dan bagaimana cara pencegahannya.

3.1  Penyebab getaran dan bunyi

3.1.1        Fluktuasi tekanan

Karena jumlah sudu impeller pompa terbatas maka tekanan pada sisi keluar impeller tidak merata di seluruh kelilingnya. Fruktuasi tekanan ini akan dirambatkan secara periodik mulai dari lidah volut dan ujung sudu antara ke sisi keluar pompa sehingga menimbulkan getaran dan bunyi.

3.1.2        Aliran yang tak mantap

Di dalam impeller, sudu antara dan rumah pompa akan terjadi pusaran jika pompa dioperasikan jauh diluar titik spesifikasinya. Pusaran ini akan menimbulkan gaya penyebab getraran. Demikian pula jika katub terbuka sebagian dapat timbul pusaran tak stabil yang menyebabkan getaran dan bunyi.

3.1.3        Kavitasi

Kavitasi adalah gejala menguapnya zat cair yang sedang mengalir, karena tekanannya berkurang sampai dibawah tekanan uap jenuhnya. Apabila zat cair mendidih, maka akan timbul gelembung-gelembung uap zat cair. Hal ini dapat terjadi pada zat cair yang mengalir didalam pompa maupun didalam pipa. Tempat-tempat yang bertekana rendah atau berkecepatan tinggididalam aliran, sangat rawan terhadap terjadinya kavitasi. Pada pompa misalnya, bagian yang mudah mengalami kavitasi adalah pada sisi isapnya. Kavitasi akan timbul apabila tekanan isap terlalu rendah. Jika pompa mengalami kavitasi, maka akan timbul suara berisik dan getaran. Selain itu performansi pompa akan menueun secara tiba-tiba, sehingga pompa tidak dapat bekerja dengan baik.

3.1.4        Surjing

Beberapa pompa sentrifugal mempunyai lengkungan head H yang menanjak dan beberapa lagi mempunyai lengkunagn yang menurun, jika kapasitas Q mengecil mendekati nol.pompa yang mempunyai kurva H yangmenganjak selalu bekerja dengan stabil. Namun pompa dengan kurva H yang menurun dalam keadaan tertentu dapat mengalami gejala seperti orang bernafas. Di sini laju aliran berubah-ubah terus menerus secara periodik dan penunjukan manometer di nosel keluar serta vakummeter di sisi isap popa memperlihatkan adanya fluktuasi tekanan. Gejala seperti ini disebut surjing

3.1.5        Benturan air

Benturan air terjadi jika suatu aliran zat cair didalam pipa tiba-tiba dihentikan misalnya dengan menutup katub secara sangat cepat. Disini seolah-olah zat cairv membentur katup sehingga timbul tekanan yang melonjak dan diikiuti fluktuasi tekanan disepanjang pipa untuk beberapa saat.

3.2  Keadaan seimbang bagian yang berputar

Keadaan tak seimbang dapat terjadi karena keausan dan korosi pada bagian yang berputar. Selain itu kopling yang rusak sering pula menyebabkan getaran.

3.2.1        Pencegahan getaran dan bunyi karena pompa dan katub

Untuk mencegah getaran dan bunyi dapat diambil langkah-langkah berikut :

a.       Perkuat pondasi dan penumpu pompa

b.       Ambil tindakan pencegahan kavitasi

Pencegahan kavitasi dapat dilakukan dengan hal- hal dibawah ini :

·         Ketinggian letak pompa terhadap permukaan zat cair yang diisap harus dibuat serendah mungkin agar head statis menjadi rendah pula.

·         Pipa isap harus dibaut sependek mungkin. Jika terpaksa dipakai pipa isap yang panjang, sebaiknya diambil pipa yang berdiameter satu nomer lebih besar untuk mengurangi kerugian gesek

·         Sama sekali tidak dibenarkan untuk memperkecil laju aliran dengan menghambat aliran di sisi isap.

·         Jika pompa mempunyai head total yang berlebihan, maka pompa akan bekerja dengan kapasitas aliran yang berlebihan pula, sehingga kemungkinan akan terjadi kavitasi menjadi lebih besar. Karena itu head total pompa harus ditentukan sedemikian hingga sesuai dengan yang diperlukan pada kondisi operasi sesungghnya

·         Bila head total pompa sangat berfluktuasi, maka pada keadaan head terendah harus diadakan pengamanan penuh terhadap terjadinya kavitasi. Namun, dalam beberapa hal terjadinya sedikit kavitasi yang tidak mempengaruhi performansi sering tidak dapat dihindari sebagai akibat dari pertimbangan ekonomis. Dalam hal ini perlu dipilih baha impeller yang tahan erosi karena kavitasi.          

c.       Ambil tindakan untuk mencegah surjing

d.      Ambil tindakan untuk mencegah benturan air

Pada waktu terjadi benturan air karena hilangnya daya,tekanan akan jatuh pada tahap pertama dan melonjak naik pada tahap kedua. Lonjakan tekanan akan semakin tinggi jika penurunan tekanan pada tahap pertama juga sangat besar. Jadi tindakan pencegahan dapat dilakukan dengan menghindari terjadinya tekanan negative dan kemudian mencegah timbulnya kenaikan tekanan adapun pencegahannya dapat dilakukan sebagai berikut :

·         Untuk menghindari tekanan negative dan pemisahan kolam zat cair dapat menggunakan peralatan sebagai berikut :

ü  Roda gaya pada pompa

ü  Tangki peredam

ü  Katup laluan udara

ü  Kamar udara ( air chamber)

ü  Mengurangi kecepatan didalam pipa

ü  Mengubah bentuk pipa

·         Pencegahan lonjakan tekanan dapat dicegah dengan berbagai cara dibawah ini :

ü  Penutupan Lambat

ü  Pelepasan tekanan

ü  Penutupan cepat

e.       Operasikan pompa pada daerah kerja yang semestinya, yaitu dalam batas-batas yang diberikan oleh peberik (mengenai kapasitas, head total pompa,tinggi isap, dan lain-lain)

f.       Operasikan pompa tanpa terlalu banyak mengecilkan pembukaan (mentrotel) katup keluar. Jika laju aliran terlalu besar secara berlebihan pada keadaan katup terbuka penuh, sebaiknya pompa diganti dengan yang lebih baik, atau pada pipa keluar dipasang orifis.

g.      Jika getaran dan bunyi timbul karena ada bagian yang aus atau mengalami korosi,perbaiki atau gani bagian ini dengan yang baru. Selain itu periksa dan luruskan poros.

3.3   Cara mencegah rambatan getaran dan bunyi

Meskipun bunyi yang ditimbulkan oleh pompa dan motor tidak berapa keras namun bunyi dapat dipantulkan oleh dinding- dinding ruang pompa yang kecil atau dapat dirambatkan melalui pipa ke ruanagn lain yang jauh dari pompa. Akibatnya dapat timbul resonansi yang menghasilkan bunyi yang keras. Berbagai cara perambatan bunyi dari pompa serta pencegahannya akan diuraikan dibawah ini.

3.3.1        Perambatan melalui pondasi dan gedung

Getaran dari pompa dan motor penggeraknya dapat dirambatkan ke tempat-tempat lain melalui pondasi dan gedung. Cara terbaik untuk mencegah hal ini adalah  dengan memisahkan pondasi pompa dengan lantai gedung. Namun untuk pompa –pompa kecil cara ini jarang digunakan karena biaya pembuatannya mahal. Untuk mengatasi hal ini pada umumnya dianjurkan agar pondasi pompa diperkuat dan jika mungkin pompa jangan dipasang pada lantai yang dibuat langsung diatas tadah isap.Penggunaan bantalan karet dibawah landasan pompa merupakan suau cara yang efektif untuk mencegah perambatan getaran ke pondasi. Dalam hal ini harus juga digunakan sambungan pipa luwes untuk mencegah bergetarnya pipa.

3.3.2        Perambatan melalui pipa penyalur

3.3.3        Sambungan pipa luwes harus dipasang ditengah pipa untuk memisahkan getaran pompa dari pipa . jika ada kemungkinan bahwa getran akan dirambatkan ke gedung melalui tumpuan pipa, maka pada tumpuan dan gelang pemegang pipa dapat diberi karet penyekat getaran.

3.3.4        Perambatan melalui air

Denyutan tekanan yang ditimbulkan oleh susu impeller yang terbatas jumlahnya akan dirambatkan melalui air. Hal ini sering kali menimbulkan bunyi keras yang tak diharapkan diruangan yang jauh dari pompa. Masalh ini dapat diatasi dengan memasang tangki udara ditengah pipa keluar untuk menyerap gelombang tekanan . cara lain juga dapat ditempuh  yaitu dengan mengurangi denyut tekanan. Untuk itu dapat digunakan pipa penyaring bunyi atau pipa 1/4  panjang gelombang yang disesuaikan dengan gelombang denyutnya yang ada.

3.3.5        Perambatan melalui udara

Jika bunyi di dalam kamar pompa dapat diterima, asal tidak keluar dari ruanagan,maka dinding kamar pompa harus dibuat dari bahan yang menyerap bunyi atau menyekat bunyi. Kontruksi penyekat bunyi dapat terdiri dari jendela kaca dua lapis atau dinding beton tebal tanpa jendela.untuk penyerap bunyi dapat dipakai papan-papan akuistik atau genting akustik yang dilapiskan pada dinding dan langit-langit.

 

Sumber :  Sularso dan Harua Tahana. 2004. Pompa dan Kompresor Pemilihan,Pemakaiandan Pemeliharaan. Jakarta