RCA untuk Mengidentifikasi Masalah Penyebab Kegagalan Turbin

Abstrak

Metode analisis akar penyebab terdiri dari tiga langkah: deteksi sasaran masalah, deteksi akar

penyebab dan inovasi tindakan korektif. Dalam makalah ini metode analisis akar penyebab untuk

mengidentifikasi kasus kegagalan pompa turbo-driven yang terjadi di salah satu perusahaan

petrokimia ternama. Pompa turbo-driven adalah salah satu peralatan utama yang memompa uap

ke boiler untuk menghasilkan sejumlah kekuatan yang diperlukan untuk menjalankan pabrik.

Akar penyebabnya diidentifikasi menggunakan pendekatan 'sympton' berbasis metode Analisis

Akar Penyebab dimana gejala menjadi fokus pertama. Berbagai alat teknik industri digunakan

dan akhirnya solusi yang layak dan dapat diterima teridentifikasi.

Indeks Syarat-Root Cause Analysis, Moisture Deposition, Turbin, Gejala, Rust, Pemeliharaan.

I. PENDAHULUAN

Kunci untuk pencegahan masalah yang efektif adalah mendeteksi penyebab masalah, diikuti oleh

penyelidikan terstruktur dari masalah untuk mengidentifikasi penyebab yang perlu diperbaiki.

Analisis akar penyebab (RCA) adalah metode yang digunakan untuk mengatasi masalah atau

ketidaksesuaian, untuk menemukan akar penyebab masalah. Hal ini digunakan untuk

memperbaiki atau menghilangkan penyebabnya, dan mencegah masalah terjadi secara berulang.

Penyelesaian dari pengaduan pelanggan; penempatan material yang tidak sesuai (pengikisan atau

perbaikan) melalui proses pemeriksaan material; rencana tindakan korektif yang dihasilkan dari

audit internal dan pelanggan, dll adalah aplikasi tradisional analisis akar penyebab. Akar

penyebabnya adalah kerusakan fundamental atau kegagalan suatu proses dimana ketika

diselesaikan, mencegah kambuhnya masalah. Oleh karena itu analisis akar penyebab adalah

pendekatan sistematis untuk mendapatkan akar penyebab sebenarnya dari masalah proses.

Sebagian besar kasus industri dalam industri kimia analisis akar penyebab bertujuan untuk

menurunkan tingkat cacat dengan mencegah penyebab jenis cacat yang paling khas. Metode

RCA telah terbukti menjanjikan dan menghasilkan tindakan korektif yang berkualitas tinggi.

Makalah ini menyajikan masalah kegagalan pompa turbo-driven dimana metode analisis akar

penyebab akan diterapkan untuk mengidentifikasi akar penyebab masalah. Sisa dari makalah ini

disusun sebagai berikut. Deskripsi masalah diberikan dalam bagian 2. Bagian 3 menjelaskan

metodologi dan bagian 4 memberikan hasil dan diskusi. Hasil kesimpulan yang diberikan di

bagian 5.

II. DESKRIPSI MASALAH

Pembangkit tenaga listrik dari divisi petrokimia memiliki 3 boiler kapasitas 60 ton / jam. Uap

dihasilkan pada 110 kg / cm2 abs. dan 510oC. Selama kondisi normal, 2 boiler dioperasikan,

menyediakan total 110,227 ton uap per jam. Selama periode kebutuhan daya maksimum, 3 boiler

dioperasikan, memproduksi 151,116 ton uap per jam. Meskipun kapasitas pabrik adalah 16MW,

hanya 8MW daya yang dihasilkan untuk penggunaan sehari-hari. Kapasitas penuh pabrik

digunakan ketika ada kekurangan daya dari catu papan listrik. Untuk memproduksi sebesar

15MW listrik, kebutuhan uap 129 ton per jam. Selama operasi normal (untuk 8MW), kebutuhan

uap 96,5 ton per jam. Ada 3 pakan pompa turbo-driven dan 2 pakan pompa motor driven untuk

memfasilitasi pasokan uap ke turbin primer. Prosedur biasa untuk menghasilkan 8MW daya

adalah dengan menjalankan 1 turbo-driven dan turbin motor driven dalam kondisi normal. Tetapi

selama kegagalan daya atau jika pabrik terdekat ini perlu uap tambahan, semua pompa turbo

driven akan digunakan untuk menghasilkan kekuatan dan uap yang diperlukan. Selama situasi

seperti itu perlu untuk semua pompa berfungsi dengan baik untuk menghindari penurunan output

daya atau, dalam kasus-kasus tertentu, untuk menghindari kerugian produksi. Oleh karena ini 5

turbin memainkan peran penting di lini produksi. Masalah teridentifikasi di salah satu pompa

turbo driven. Perusahaan ini membutuhkan uap tambahan sebagai turbin utama di pabrik

tetangga karena ditutup untuk pemeliharaan, tapi karena pompa turbo driven ini menunjukkan

getaran yang abnormal, maka harus dihentikan untuk pemeriksaan. Oleh karena itu, semua

mengalami kekurangan uap dan listrik. Sebuah tahapan impuls turbin uap digunakan untuk

menjalankan pompa ini. Turbin dengan jenis APE Belliss SSA dengan single tahpan impuls

turbin uap memiliki desain impuls dengan dua baris pisau yang bergerak dan satu baris pisau

tetap. Uap memasuki turbin melalui serangkaian nozel dan setelah ekspansi di nozel, uap masuk

ke dalam baris pertama pisau gerak. Baris pisau tetap membalikkan aliran uap, mengarahkan

kembali ke baris kedua pisau gerak dan kemudian ke pembuangan. Rotor perakitan dilakukan

oleh dua minyak pelumas bantalan jurnal jenis lengan dengan liners dapat diganti dan terdiri dari

cangkang baja dengan lapisan logam putih. Dorongan aksial diambil oleh empat titik bola kontak

sudut bantalan dorong. Poros turbin disegel di mana melewati penutup oleh kelenjar cincin

karbon, yang terdiri dari cincin karbon yang didukung pegas anti karat. Kebocoran dari koneksi

untuk kebocoran uap dan air disediakan. Turbin dilengkapi dengan katup darurat dan katup yang

mengatur terpisah. Pembukaan katup yang mengatur dikendalikan oleh seorang gubernur paket

hidrolik akting langsung. Masalah dengan pompa adalah getaran yang abnormal dan harus

mematikannya untuk pemeriksaan. Getaran diamati di sisi penutup turbin, yang berarti ada

kesalahan di sisi turbin. Oleh karena penutup itu disingkirkan. Masalah terdeteksi adalah:

Hilangnya material dari permukaan poros karena getaran tinggi

cincin karbon Patah

Karat pada bilah turbin

Deposisi partikel karat pada permukaan impeller menyebabkan ketidakseimbangan dan

getaran

partikel karat hadir dalam minyak pelumas

Poros, impeller dan cincin karbon harus diganti dengan yang baru segera sejak pompa dalam

kondisi beroperasi sesegera mungkin. Tetapi akar penyebab masalah ini dibiarkan tak

teridentifikasi. Karat prematur bagian internal yang mengarah ke getaran tinggi telah diteliti

untuk menemukan akar penyebab masalah ini. Spesifikasi turbin diberikan dalam tabel I.

III.METHODOLOGY

Gejala didefinisikan sebagai tanda khas atau indikasi adanya situasi yang tidak

diinginkan atau gangguan secara fisik. Hal ini merupakan fenomena atau keadaan yang

menyertai gangguan dan juga sebagai bukti adanya gangguan. Gejala utama yang diidentifikasi

adalah getaran yang abnormal. Dalam pendekatan berbasis symptom/gejala, langkah pertama

adalah pengumpulan data berdasarkan gejala utama. Setiap mesin adalah unik dan memiliki

karakteristik perilaku yang unik pula. Dalam rangka untuk mencari tahu akar penyebab

gangguan, penting untuk mengetahui sejarah mesin melalui logbook nya. Melalui brainstorming,

berbagai penyebab getaran dan berbagai jenis kegagalan diidentifikasi. Proses kerja untuk

mengidentifikasi penyebab ditunjukkan pada Gambar. 1. Setelah sesi brainstorming, masalah

akhir yang diidentifikasi adalah kegagalan prematur dari jurnal bearing liners; material removal

dari permukaan poros; meningkatnya tren pada getaran di sisi impeller; soft foot pada sisi pompa;

ketidakseimbangan karena adanya partikel asing; penuaan dari berbagai parts dalam perakitan

turbin; kurangnya tenaga kerja terampil; kurangnya peralatan yang tepat untuk melakukan

pemeliharaan; dan kurangnya bahan baku karena dana tidak mencukupi.

Maintenance logbook turbin juga dirujuk untuk melihat bagaimana sejarah mesin.

Beberapa masalah yang berkaitan dengan peralatan, penuaan mesin, material removal,

kekurangan bahan baku dan kurangnya masalah tenaga kerja terampil telah disebutkan dalam

logbook.

Diagram sebab-akibat (Gambar. 2) dibuat untuk membuat daftar masalah yang

menyebabkan kegagalan pompa turbo-driven. Masalah dikategorikan ke dalam lima bagian-

bagian utama: material, peralatan, mesin, tenaga kerja dan penuaan/aging. Kelima bagian

membentuk sisi tulang yang mengarah ke tulang pusat, yang menunjuk ke arah kepala mewakili

efek akhir "Kegagalan Turbin". Setiap tulang sisi memiliki tulang sekunder yang mewakili

masalah atau penyebab dalam tulang primer. Berbagai alasan kegagalan pompa turbo driven juga

dicantumkan dalam tabel II.

Sebuah grafik Pareto (Gambar. 3) dibangun untuk menyoroti masalah utama yang

menyebabkan kegagalan pompa turbo-driven dan jelas bahwa getaran dan ketidakseimbangan

bersama-sama memberikan kontribusi sebesar 66,94% dari masalah.

Diagram sebab-akibat dibuat untuk membuat daftar masalah yang menyebabkan getaran

dan ketidakseimbangan (Gambar. 4).

Alasan untuk getaran dan ketidakseimbangan tercantum dalam tabel III.

Sebuah grafik Pareto dibangun menggunakan data dari tabel III yang ditunjukkan pada Gambar.

5.

Dari grafik Pareto (Gbr. 5) jelas bahwa masalah yang disebabkan karena masalah karat

lebih banyak. Pembentukan karat pada poros, pisau berkarat dan deposisi partikel asing bersama-

sama memberikan kontribusi sebesar 83,54% dari masalah. Partikel asing yang ditemukan akan

menjadi partikel karat. Partikel karat ini diendapkan pada permukaan poros dan pisau

menyebabkan keseimbangan yang tidak tepat dan getaran berat yang menyebabkan kegagalan

pada berbagai parts turbin. Deposisi kelembaban adalah alasan utama yang menyebabkan

pembentukan karat. Penelitian dilakukan dalam rangka mengidentifikasi kemungkinan cara

pengendapan air dan pembentukan karat. Di dalam turbin sebuah gland box digunakan untuk

mencegah masuknya uap ke bagian-bagian penting dari turbin. Bagian utama yang mencegah

uap untuk memasuki bantalan dan kompartemen lainnya adalah gland box ini. Oleh karena itu

ada kemungkinan bahwa gland box telah gagal. Penelitian lebih lanjut dilakukan pada carbon

ring gland box. Carbon ring gland box adalah salah satu gland box yang paling murah dan

efisien [1]. Gland box yang digunakan pada turbin ini memanfaatkan tenon joint carbon ring.

Masalah dengan carbon ring ini adalah bahwa, dengan koefisien ekspansi termal adalah setengah

dari poros bajanya. Artinya adalah carbon ring ini akan membutuhkan lebih banyak waktu untuk

siap bila dibandingkan dengan porosnya [3]. Karena masalah ini, cincin dirancang dengan

pembersihan untuk mengatasi masalah ini. Tapi itu saja tidak akan cukup. Perlu dipastikan pula

bahwa servis dan pemeliharaan yang tepat telah dilakukan dalam rangka untuk memastikan parts

dapat berfungsi dengan tepat dan tahan lama. Praktek umum dengan carbon ring gland relatif

untuk membuang uap yang bocor melalui gland, adalah untuk mengorbankan kebocoran dari

poros melalui leaf-off, dan bergantung satu dua atau tiga carbon ring untuk mencegah jumlah

yang berlebihan dari uap untuk melewati cincin terakhir. Apa pun yang akan meningkatkan

tekanan pada gland di lokasi leak-off seperti, membatasi leak-off pipa, akan meningkatkan

kebocoran bekas gland dan meningkatkan titik embun di mana udara ditarik ke dalam blok mesin

bearing. Penghapusan vaccuum di leak-off, diperoleh melalui eductors atau gland condenser,

umumnya tidak dianggap perlu dengan carbon ring. Namun demikian, metode ini akan praktis

kecuali untuk hal biaya instalasi dan operasi tambahan.

Carbon ring memakan waktu sekitar 12 jam untuk siap pada suhu dibawah 140 °C dan

kecepatan 2500-3500 rpm. Jika tidak, cincin akan gagal untuk mencegah kebocoran. Juga,

menggunakan carbon ring baru pada poros tua dan sebaliknya adalah tidak dianjurkan karena

pembersihan akan berbeda. Jika cincin diganti, pembersihan harus dikalibrasi untuk poros ini.

Prosedur yang tepat harus diikuti untuk fungsi yang tepat. Dari maintanence logbook jelas bahwa

servis dan pemeliharaan mesin tidak benar. Cincin gland tidak seharusnya berbunyi nyaring

untuk dingin. Jika semua itu terjadi, maka sebelum memulai, harus dipastikan bahwa gland

dipertahankan pada suhu 140 ° C selama 3 jam. Nanti setelah start up, karena peningkatan

temperatur, kecepatan dan tekanan cincin akan diatur dengan benar. Oleh karena itu

kemungkinan kerusakan carbon ring diidentifikasi. Poros perakitan utama ditunjukkan di bawah

(Gbr. 6). Impeller adalah yang di pusat/tengah dan gland box adalah yang terletak di kedua sisi

impeller.