Teori Vibrasi Ok

1. DASAR-DASAR PLTGPT PLN (PERSERO) JASA DIKLATUNIT PENDIDIKAN DAN PELATIHANSURALAYA

ANALISA VIBRASI

II

1. TEORI VIBRASI

Secara visual vibrasi adalah gerakan bolak balik dari suatu mesin, yng dapat dirasa dengan tangan atau oleh seluruh tubuh kita, yang dikenal sebagai getaran.

Sebagai ilustrasi lihat Gambar 1. Sebuah piringan yang sedang berputar pada tepinya ditempeli sebuah pemberat hingga unbalance. Maka timbullah gaya sentripetal oleh pemberat tersebut, yang berusaha menarik piringan itu keluar dari perputarannya secara radial.

Gambar 1

Pada posisi A dan C, gaya sentripetal menurut arah vertikal adalah nol. Pada posisi B dan D, gaya sentripetal adalah positif maximum (upper limit) dan negatif maximum (lower limit).

Lihat Gambar 1. Akibat dari gaya-gaya ini jika kita pandang pada arah vertikal (posisi B dan D), maka titik putar piringan akan tergeser keatas dan kebawah karena elastisitasnya, searah dengan gaya yang dideritanya.

Pergeseran ini disebut displacement yang besarnya tergantung dari elastisitas material dan bobot pemberat. Oleh karena piringan terus berputar, maka pergeseran ini akan berlangsung terus menerus secara bolak balik yang disebut vibrasi.

Secara matematis vibrasi mempunyai karakteristik yang disebut Parameter-parameter vibrasi.

SGS/MRG/UNJ/2010 1


ANALISA VIBRASI

II

1.1. Parameter-Parameter Vibrasi.

Parameter-parameter vibrasi ada tiga yaitu :

- Displacement- Velocity- Acceleration

1.1.1. Displacement (Jarak vibrasi),

Adalah jarak yang ditempuh oleh gerakan bolakbalik (getaran) pada suatu periode waktu tertentu.Hal ini jika menurut Gambar 1 adalah jarak pergeseran titik putar piringan karena gaya sent ri petal .Rumus : Displacement = A Sin ( 2πft ) (micron)

A = Panjang jarak radius pergeseran. (micron)f = Frekuensi gerakan bolak-balik. (Hertz)t = Waktu. (detik) Dalam

pengukuran vibrasi kita hanya dapat mengukur Peak to Peak Displacement, yaitu jarak dari positif maximum ke negatif maximum atau sama dengan 2 x A.

1.1.2. Velocity (Kecepatan vibrasi).

Adalah kecepatan gerakan bolak balik pada suatu periode waktu tertentu.

Kecepatan ini selalu berubah sepanjang jarak yang ditempuhnya, dimana pada posisi positif maximum dan negatif maximum kecepatan adalah nol. Pada posisi gerakan melewati daerah netral kecepatan adalah maximum.

Rumus : Velocity = 2πfA Cos (2πft) (mm/s)

Dalam pengukuran vibrasi kita hanya dapat mengukur kecepatan maximum atau disebut Peak Velocity.

1.1.3. Acceleration (Percepatan vibrasi).

Adalah percepatan gerak bolak balik pada suatu periode waktu tertentu.

Percepatan selalu berubah sepanjang jarak yang ditempuhnya, dimana maximum pada saat displacement mencapai positif maximum atau mendekati negatif maximum.

Rumus :

SGS/MRG/UNJ/2010 2


ANALISA VIBRASI

II

Acceleration = - (2πf)2 A Sin (2πft) (mm/s2)

Dalam pengukuran vibrasi kita hanya dapat mengukur percepatan vibrasi maximum atau disebut Peak Acceleration.

1.1.4. Hubungan ketiga parameter vibrasi.

Dalam kondisi suatu mesin yang sedang bervibrasi, ketiga parameter ini selalu ada dan tidak bisa berdiri sendiri-sendiri. Ketiganya mempunyai hubungan urutan diferensial mulai dari Displacement, Velocity dan Acceleration.

Ketiga rumusan itu telah diuraikan diatas, dan jika digambarkan masing-masing adalah merupakan kurva sinusoidal seperti pada Gambar 2.

Gambar 2

1.2. Sudut Fase, Frekuensi dan Waktu.

Sudut Fase, Frekuensi dan Waktu adalah menunjukkan .kondisi dari masing -masing ketiga parameter vibrasi. Ketiga kondisi ini dapat menentukan berapa besar suatu parameter terjadi.

1.2.1. Sudut Fase.

SGS/MRG/UNJ/2010 3


ANALISA VIBRASI

II

Sudut fase adalah posisi suatu bagian mesin yang sedang bervibrasi, dibandingkan dengan suatu point yang tetap (fixed point) dalam satuan sudut "derajat". Tanpa adanya fixed point, sudut fase suatu vibrasi tidak dapat diamati.

Gambar 3.

Lihat Gambar 3. Suatu poros yang sedang berputar mempunyai sebuah pemberat pada tepinya, ditentukan fixed point pada titik A. Pada gambar sebelahnya ditunjukkan posisi pemberat terhadap fixed point dalam satu kali putaran.

Sudut fase 0 derajat ketika pemberat melewati titik A. Seterusnya 90, 180, 270, dan 360 derajat atau kembali pada titik A.

Displacement terkecil (= 0 ) pada sudut fase 0 dan 180, dan terbesar (positif max/ min) pada sudut fase 90 dan 270.

1.2.2. Frekuensi.

SGS/MRG/UNJ/2010 4


ANALISA VIBRASI

II

Adalah jumlah gerak bolak balik suatu vibrasi persatuan waktu. Pada contoh poros sedang berputar yang tepinya diberi pemberat (unbalance), frekuensi adalah sama dengan putaran poros.

Satuan frekuensi ialah Cycle per minute (cpm) atau Cycle per detik (Hertz). Hal ini untuk membedakan dengan satuan putaran yaitu Rotation per minute (rpm).

Pada contoh poros yang berputar ini, frekuensi sama dengan putaran poros (rpm). Hal ini belum tentu sama jika sumber vibrasi bukan dari berputarnya poros yang unbalance, misalnya misalignment, loosness dan sebagainya.

1.2.3. W a k t u.

Waktu dalam vibrasi adalah, periode waktu yang diperlukan untuk melakukan satu gerakan bolak balik. Pada contoh poros berputar, adalah waktu tempuh yang diperlukan untuk malakukan satu kali putaran.

1.3. Vibrasi bebas.

Vibrasi bebas adalah vibrasi suatu benda yang terjadi tanpa adanya hentakan -hentakan dari luar benda itu secara terus menerus. Sebagai contoh sederhana adalah sebuah bell yang dipukul sekali saja pada Gambar 4. Vibrasi yang terjadi pada bell setelah itu adalah vibrasi bebas yang makin lama makin kecil (transient), dimana mempunyai suatu frekuensi tertentu yang disebut "frekuensi diri.

Gambar 4.

1.3.1. Frekuensi diri (Natural Frequency).

SGS/MRG/UNJ/2010 5


ANALISA VIBRASI

II

Vibrasi bebas yang dialami oleh suatu benda, terjadi pada frekuensi diri yang besarnya tergantung dari kekenyalan bahan dan berat benda itu.

Frekuensi diri, fd = 30/π √981.k /W cpm.

k = kekenyalan (Stiffness factor) W = Berat benda, kg.

Pada rumus di atas tampak bahwa frekuensi diri dapat dirubah oleh dua hal yaitu, kekenyalan bahan dan berat benda tersebut.

1.3.2. Damping

Damping adalah daya redam suatu benda terhadap vibrasi. Seperti pada contoh bell di atas, vibrasi bebas padanya akan semakin kecil yang pada akhirnya vibrasi akan berhenti. Hal ini menunjukkan bahwa adanya peredaman oleh bell tersebut terhadap vibrasi. Pada Gambar 5, vibrasi pada bell dapat 'digambarkan berupa sinusoidal yang amplitudenya mengecil, tetapi pada frekuensi yang tertentu.

Gambar 5

1.4. Vibrasi paksa

Vibrasi paksa terjadi hampir pada seluruh mesin-mesin yang sedang beroperasi. Pada contoh bell di atas (Gambar 4.), apabila pukulan pada bell dilakukan terus menerus, maka vibrasi yang terjadi adalah vibrasi paksa. Jika gaya pada pukulan itu tetap dan berulang secara sama, maka vibrasi bell akan stabil yaitu besar dan frekuensinya tetap seperti pada Gambar 1.

1.4.1. Resonansi

SGS/MRG/UNJ/2010 6


ANALISA VIBRASI

II

Seperti telah diuraikan sebelumnya bahwa setiap benda yang dapat bervibrasi mempunyai frekuensi diri atau natural frequency. Penyebab vibrasi juga mempunyai frekuensi terhadap benda obyek vibrasi. `Pada contoh bell di atas, jika frekuensi pukulan terhadap bell dalam hal ini penyebab vibrasi, sama dengan frekuensi diri bell, maka vibrasi yang ditimbulkannya besar. Hal ini dikarenakan arah gerakan bell searah dengan arah pukulan, sehingga gaya yang bekerja saling menjumlah. - Inilah yang disebut bell bervibrasi dalam keadaan resonansi.

Sama halnya dengan poros yang berputar. Apabila frekuensi diri poros tersebut sama dengan putarannya, maka vibrasi yang terjadi besar.

Untuk itu putaran operasi suatu mesin tidak diperbolehkan sama dengan frekuensi diri poros, atau biasa disebut putaran kritis.

Resonansi pada mesin berputar tidak hanya dapat terjadi pada poros, tapi bisa juga pada unsur - unsur mesin itu sendiri, misalnya terhadap suport/bearing, pondasi dan lain sebagainya.

1.4.2. Putaran kritis

Setiap poros yang berputar mempunyai putaran kritis yang besarnya sama dengan frekuensi diri dari poros tersebut.

Ada beberapa tingkat putaran kritis, yaitu putaran kritis tingkat pertama, kedua, ketiga dan seterusnya. Yang akan dibicarakan di sini adalah putaran kritis tingkat pertama, dimana sering dialami oleh poros yang berputar.

Lihat Gambar 6. Sebuah poros menopang sebuah disk berputar mempunyai data sebagai berikut :

’

Gambar 6.

W = Berat poros (dan disk), kg.e = Eksentrisitas (jarak titik berat poros/disk dengan titik putarnya),

cm.

SGS/MRG/UNJ/2010 7


ANALISA VIBRASI

II

y = Defleksi karena gaya sentriperal, cm. s = Titik berat poros.ω = Putaran sudut, rad/sec.

Gaya sentripetal berat poros, = m (y + e)ω2 kg. m = massa poros = W/g kg. (g = gravitasi).

Gaya ini akan ditahan oleh poros dengan besar yang sama,

p = k y kg.k = kekenyalan poros, kg/cm.

maka, m (y + e) ω 2 = p = k y

m ω 2 ey =

k - m W 2

Bila putaran poros (ω) ditambah, maka defleksi y akan bertambah pula. Pada suatu putaran tertentu, y besarnya akan tidak terhingga karena faktor penyebut ,

k - m ω 2 = 0

Dengan demikian putaran kritis terjadi ketika y mencapai besar yang tidak terhingga, yaitu :

= ω K = √ k / m rad/sec.'

Atau, nK = 30/π. ω K = 30 / π √981 k/W rpm

Bandingkan dengan rumus frekuensi diri sebelumnya !

Pada kenyataannya defleksi y tidaklah mencapai harga yang tidak terhingga besarnya. Hal ini dikarenakan setiap benda mempunyai sifat meredam vibrasi atau disebut Damping. Sifat inilah yang akan menahan defleksi yang tak terhingga itu, kecuali jika titik Ultimate Strength material poros telah dicapai. Hal ini akan mengakibatkan poros patah.

Maka, rumus defleksi dengan adanya damping adalah sebagai berikut .

m e ω 2

y = √ (k - m ω 2 ) 2 + (C ω ) 2.

c = Koefisien damping, kg sec/rad.

Jadi, walaupun pada putaran kritis dimana

k - m 2 = 0

SGS/MRG/UNJ/2010 8


ANALISA VIBRASI

II

m e ω 2

y = C ω

Pada Gambar 7, diperlihatkan hubungan Amplitude vibrasi dengan putaran. Amplitude terbesar ketika putaran melewati putaran kritis.

Sudut fase akan berubah 180° ketika putaran kritis dilewati.

Gambar 2.7

1.5. Filter - Out dan Filter - In.

Setiap getaran yang dapat kita rasakan, kemungkinan terdiri dari satu atau beberapa sumber getaran. Tetapi sumber-sumber tersebut dengan tangan tidak dapat kita

SGS/MRG/UNJ/2010 9


ANALISA VIBRASI

II

bedakan, melainkan hanya terasa adanya suatu getaran saja. Apa yang kita rasa di tangan itu adalah getaran total (overall) dari kemungkinan adanya beberapa sumber getaran. Atau dalam istilah alat pengukur vibrasi hal itu disebut pengukuran secara Filter - Out.

Gambar 8.

Lihat Gambar 8.

Sebuah alat pengukur vibrasi yang sangat sederhana terdiri dari sebuah pegas, pemberat dan sebuah pinsil. Alat ini diletakkan pada bearing penumpu poros yang sedang berputar. Dimisalkan poros diberi sebuah pemberat yang menjadikannya tidak balans. Ketika pemberat tersebut berada pada posisi "a", maka gaya sentripetal akan mendesak bearing terdorong ke atas. Gerakan ini diteruskan ke pegas yang akan mendorong pemberat dan pinsil bergerak ke atas pula.

Sebaliknya jika pemberat itu berada pada posisi "b", bearing akan tertekan ke bawah yang mengakibatkan pemberat dan pinsil juga bergerak ke bawah. Demikian seterusnya pinsil akan bergerak naik turun selama poros berputar.

Jika gerakan pinsil ini dituliskan pada sebuah kertas yang berjalan dengan konstan, maka pinsil akan menggambarkan sebuah garis berbentuk sinusoidal

SGS/MRG/UNJ/2010 10


ANALISA VIBRASI

II

pada kertas. Dalam hal ini akan terukur sebuah vibrasi Filter - Out dari satu sumber getaran yang kita buat yaitu unbalance.

Gambar 9

Apabila sekarang sumber vibrasinya kita tambahkan dengan membuatnya misalignment pada poros, maka pinsil akan menggambarkan sebuah grafik yang tidak sinusoidal murni, melainkan kemungkinannya akan seperti pada Gambar 9. Pada gambar ini pinsil hanya dapat menggambarkan penjumlahan dari kedua sumber vibrasi yang mempunyai displacement dan frekuensi yang berbeda yaitu unbalance (kurva 1) dan misalignment (kurva 2). Sekali lagi akan terukur vibrasi Filter - Out yang merupakan total dari sumber-sumber vibrasi yang ada.

Apabila kedua sumber vibrasi di atas kita uraikan masing-masing -menurut amplitude dan frekuensinya, maka dapat digambarkan dalam tiga dimensi hubungan antara Displacement - Frekuensi - Waktu. Lihat Gambar 10.

SGS/MRG/UNJ/2010 11


ANALISA VIBRASI

II

Gambar 10

Pada gambar ini, kurva 1 adalah unbalance mempunyai frekuensi 1 x rpm; kurva 2 adalah misalignment mempunyai frekuensi 2 x rpm.

Dengan alat pengukur analisa vitirasi, sumber-sumber penyebab vibrasi ini dapat diuraikan masing-masing menurut frekuensinya,. dimana pengukuran ini disebut secara Filter - In. Vibrasi yang ditampilkan oleh alat pengukur. ini adalah hubungan antara Amplitude dengan Frekuensi, seperti yang terlihat pada Gambar 11.

Gambar 11

SGS/MRG/UNJ/2010 12


ANALISA VIBRASI

II

Pada gambar ini ditunjukkan sesuai pada contoh kita, yaitu sumber vibrasinya ada dua buah yaitu unbalance (kurva 1) dan misalignment (kurva 2). Tinggi kurva sesuai dengan besar displacementnya dan posisi sesuai dengan frekuensinya.

Perlu diketahui bahwa pada pengukuran Filter - In, alat pengukur analisa vibrasi tidak terbatas menunjukan hubungan antara Displacement - Frekuensi saja seperti pada contoh, tapi juga Velocity - Frekuensi dan Acceleration - Frekuensi.

2. PENGUKURAN VIBRASI

SGS/MRG/UNJ/2010 13


ANALISA VIBRASI

II

Vibrasi diukur dengan menggunakan peralatan yang bekerja secara elektronik, dengan kecanggihan tergantung dari display yang dapat ditunjukkan, serta kecepatan dan kemudahan pengoperasiannya.

Di bawah ini akan dikemukakan peralatan-peralatan yang umum digunakan dalam pengukuran vibrasi, serta metode-metode pengukurannya.

2.1. Peralatan-peralatan pengukur vibrasi.

Peralatan yang umum digunakan pada pengukuran vibrasi adalah sebagai berikut :

- Instrumen pengukur vibrasi. - Transducer.- Stroboscope dan keyphasor

2.1.1. Instrumen Pengukur Vibrasi.

Instrumen Pengukur Vibrasi adalah peralatan utama pengukur vibrasi. Alat ini merupakan otak pengolahan data, sekaligus memberikan kepada kita data yang diinginkan antara lain : Velocity, Displacement, Acceleration, Frekuensi dan Sudut fase.

Instrumen Pengukur Vibrasi dapat dibagi atas 3 jenis yaitu :

- Vibration Meter.- Vibration Monitor. - Vibration Analyzer.

Vibration Meter, adalah alat pengukur vibrasi yang kecil sederhana, mudah dibawa dan berguna untuk mengukur vibrasi secara rutin. Data yang diukur terbatas pada displacement, velocity dan acceleration secara "overall" (Filter Out).

Vibration Monitor, adalah alat pengukur vibrasi secara kontinu, serta dapat memberikan tanda, (alarm) jika besar vibrasi telah mencapai batas maximal. Adakalanya alat ini dirancang dapat mematikan mesin secara otomatis, jika vibrasi telah mencapai batas berbahaya. Alat ini terpasang permanen atau semi permanen dikontrol panel (control room).

Vibration Analyzer, adalah alat pengukur vibrasi yang bertujuan untuk mencari penyebab kerusakan/ kelainan mesin karena vibrasi. Umumnya alat ini bisa juga digunakan untuk balansing dinamik.

2.1.2. Transducer.

SGS/MRG/UNJ/2010 14


ANALISA VIBRASI

II

Transducer adalah salah satu unsur peralatan pengukur vibrasi. Alat ini diletakkan pada mesin yang hendak diukur vibrasinya, dan dihubungkan langsung atau dengan menggunakan kabel ke Instrumen Pengukur Vibrasi. Jadi, Transducer merupakan sensor penerima vibrasi.

Sesuai dengan parameter-parameter vibrasi : Displacement, Velocity dan Acceleration, maka Transducer juga ada tiga jenis sesuai dengan parameter-parameter tersebut yaitu :

- Proximity transducer - Velocity transducer- Acceleration transducer

Proximity transducer (Non Contact) :

Alat ini adalah sensor untuk mengukur gerak harmonik poros yang berarti sama dengan mengukur displacement. Ia tidak dapat digunakan untuk analisa vibrasi (mencari frekuensi sumber-sumber vibrasi), melainkan hanya mengukur tingkat besarnya vibrasi yang dalam hal ini adalah clearance gerakan poros terhadap bearing atau displacement. Lihat Gambar 12.

Gambar 12

Pengukurannya dilakukan langsung ke poros dengan menempatkan bagian ujung alat tersebut pada jarak yang sangat dekat dengan

SGS/MRG/UNJ/2010 15


ANALISA VIBRASI

II

permukaan poros yang sedang berputar. Medan listrik yang dikeluarkan pada ujung alat ini akan terpengaruh tegangannya terhadap perubahan-perubahan jarak tadi, dimana efek ini digunakan untuk menyatakan displacement poros.

Proximity transducer dipasang pada sisi muka atau sisi belakang rumah bearing, atau dengan cara melubangi rumah bearing hingga tembus ke poros agar transducer ini bisa mendekati permukaan poros. Hasil displacement yang didapat adalah relatip terhadap rumah bearing.

Velocity transducer :

Alat ini mengukur kecepatan vibrasi yang bekerja secara elektromekanik. Ia dapat digunakan untuk mengukur velocity overall (filter out) dan velocity pada masingmasing frekuensi sumber vibrasi (Filter In), dengan hasil yang didapat adalah bersifat absolut. Selain velocity ia juga bisa digunakan untuk mengukur displacement. Pemasangannya diletakkan pada rumah bearing dengan menggunakan magnet, atau sekrup, atau tang jepit, atau dipegang dengan tangan.

Gambar 13

Gerak bolak balik (getaran) rumah bearing diteruskan ke Pickup Case yang didalam ada Mass yang tidak terpengaruh oleh gerakan tersebut. Tegangan

SGS/MRG/UNJ/2010 16


ANALISA VIBRASI

II

medan magnet antara Pickup Case dengan Mass akan berubah proporsional dengan kecepatan gerakan. Maka dengan memanfaatkan perubahan tegangan ini, kecepatan Pickup Case yang juga adalah kecepatan gerak bolak balik rumah bearing, akan dapat dideteksi.

Acceleration transducer.

Alat ini mengukur percepatan vibrasi yang bekerja secara elektromekanik. Ia dapat digunakan untuk mengukur tingkat besarnya percepatan overall (filter out) dan acceleration pada masing-masing frekuensi sumber vibrasi ( Filter In ), dengan hasil yang didapat adalah bersifat absolut. Pemasangannya diletakkan pada rumah bearing dengan menggunakan magnet, atau sekrup, atau tang jepit, atau dipegang dengan tangan.Lihat Gambar 14.

Gambar 14

Alat ini menggunakan bahan utama Piezoelectric yang dapat mengeluarkan aliran listrik jika mendapat tekanan. Gerak bolak balik (getaran) rumah bearing diteruskan ke Frame, yang akan menekan Piezoelectric Disks. Dengan demikian bahan ini akan mengeluarkan aliran listrik, yang akan menyatakan percepatan vibrasi dalam kelipatan gravitasi "g".

Pada masa kini pabrik pembuat alat pengukur vibrasi lebih cenderung menggunakan bahan Piezoelectric pada satu transducer untuk sluruh pengukuran (displacement, velocity dan acceleration). Hal ini disebabkan oleh kemajuan teknologi yang memungkinkan transducer

ini dapat bekerja pada daerah frekuensi yang lebih luas, tidak hanya pada frekuensi tinggi saja dapat menjangkau ke frekuensi rendah.

SGS/MRG/UNJ/2010 17


ANALISA VIBRASI

II

Selain daripada itu kesalahan pengukuran yang ditimbulkannya kecil karena tidak ada komponen yang bergerak seperti pegas dan sebagainya pada velocity/displacement transducer, melainkan menggunakan Piezoelectric dari bahan kristal.

2.1.3. Stroboscope dan Keyphasor.

Stroboscope adalah lampu yang dihubungkan ke Instrumen Pengukur Vibrasi, digunakan untuk melihat sudut fase pada poros dengan cara menyinari poros yang sedang berputar. Lampu ini digunakan untuk analisa vibrasi dan dinamik balansing.

Selain daripada alat ini, ada juga peralatan yang menggunakan Keyphasor, dimana sudut fasenya yang terbaca pada Instrumen Pengukur Vibrasi, bukan langsung pada porosnya.

2.2. Pemilihan penggunaan Displacement, Velocity dan Acceleration.

Sebelum mengukur vibrasi suatu mesin, tentukan dahulu parameter vibrasi apa yang hendak kita inginkan. Hal ini penting, mengingat ada tiga jenis parameter vibrasi yaitu Displacement, Velocity dan Acceleration. Walaupun ketiganya menunjukkan besaran vibrasi, tapi dalam penggunaannya masing-masing mempunyai specialisasi yang berbeda, tergantung dari apa yang hendak diukur.

2.2.1. Pemilihan pengukuran Displacement.

Displacement sensitif pada pengukuran vibrasi frekuensi rendah. Frekuensi rendah pada setiap merek alat pengukur belum tentu sama. Sebagai contoh pada salah satu merek, batasan frekuensi rendah adalah maximum 600 cpm.

Mengingat keterbatasan daerah frekuensi yang rendah ini, maka untuk analisa vibrasi displacement jarang digunakan. Ia lebih banyak digunakan untuk mengukur besarnya vibrasi secara overall (Filter Out) dan balansing pada putaran rendah, serta mesin-mesin perkakas yang memerlukan ketelitian terhadap displacement karena dapat mempengaruhi mutu hasil kerjanya seperti : bubut, gerinda dan bor.

Ada dua jenis pengukuran displacement yaitu :

- Mengukur displacement poros terhadap journal bearing.- Mengukur displacement pada rumah bearing.

Mengukur displacement poros terhadap journal bearing, dilakukan jika rumah bearing sangat rigid dan besar dibanding dengan poros yang ditumpunya. Sehingga bila getaran pada poros sudah cukup besar,

SGS/MRG/UNJ/2010 18


ANALISA VIBRASI

II

tetapi pada rumah bearing masih terasa kecil. Biasanya proximity dilekatkan pada sisi muka/ belakang rumah bearing, atau melubanginya agar bisa masuk tembus ke permukaan poros, dengan arah perletakan umumnya radial (vertikal dan horizontal) terhadap sumbu poros.

Pengukuran displacement pada rumah bearing dilakukan pada journal bearing yang flexibel, dan ukuran rumahnya sepadan dengan porosnya. Demikian pula pada roll/ ball bearing, dimana clearance yang terjadi relatif kecil.

Hal ini disebabkan vibrasi pada poros diteruskan ke rumah bearing tanpa ada peredaman yang berarti, sehingga getaran pada poros dan rumah bearing relatif sama. Transducer yang digunakan adalah velocity transducer dengan arah perletakannya adalah radial dan axial terhadap sumbu poros.

2.2.2. Pemilihan pengukuran Velocity.

Velocity (Kecepatan) sensitif pada vibrasi frekuensi menengah. Seperti halnya frekeunsi rendah, frekuensi menengah pada setiap merek alat ukur belum tentu sama. Sebagai contoh pada salah satu merek, frekuensi menengah adalah 600 cpm s.d. 60.000 cpm.

Melihat range frekuensi yang cukup besar itu, velocity banyak digunakan untuk analisa vibrasi (dengan Filter In), selain untuk pengukuran secara overall (Filter out).

Transducer yang digunakan adalah velocity transducer, yang diletakkan pada rumah' bearing, dengan arah perletakannya adalah radial dan axial terhadap sumbu poros.

2.2.3. Pemilihan pengukuran Acceleration.

Acceleration sensitiv pada vibrasi frekuensi tinggi. Frekuensi tinggi pada salah satu merek alat ukur adalah di atas 60.000 cpm. Dengan demikian acceleration digunakan untuk analisa vibrasi (dengan Filter In) pada frekuensi tinggi. Untuk pengukuran secara overall (filter out), acceleration baik digunakan pada roll/ ball bearing dan roda gigi, atau pada mesin - mesin putaran tinggi.

Transducer yang digunakan adalah acceleration transducer yang diletakkan pada rumah bearing, dengan arah perletakannya adalah radial dan axial terhadap sumbu poros.

2.3. Tingkat besarnya vibrasi.

Tingkat besarnya vibrasi suatu mesin untuk dinyatakan baik, ditentukan oleh pabrik pembuatnya sebagai data yang paling akurat. Apabila data ini tidak

SGS/MRG/UNJ/2010 19


ANALISA VIBRASI

II

ada, atau timbul permasalahan dalam acceptance test, atau pihak owner (pemilik) menginginkan suatu tingkat vibrasi tertentu dalam pemesanan, maka bisa dirujuk dari standard-standard yang berlaku sebagai pedoman.

Ada beberapa lembaga di dunia atau negara yang mengeluarkan standard tingkat vibrasi. Tapi sebagai contoh di sini akan diberikan dua buah, yaitu International Standard Organization (ISO 3945) dan Canadian Government Specification. Lihat Gambar 15 dan Gambar 16.

Ketentuan lain yang bukan standard umum dapat disajikan pedoman, antara lain menurut IRD Mechanalysis. Lihat Gambar 17, 18 dan 19.

Gambar 15

SGS/MRG/UNJ/2010 20


ANALISA VIBRASI

II

Gambar 16

SGS/MRG/UNJ/2010 21


ANALISA VIBRASI

II

Gambar.17

SGS/MRG/UNJ/2010 22


ANALISA VIBRASI

II

SGS/MRG/UNJ/2010 23


ANALISA VIBRASI

II

Gambar 18

SGS/MRG/UNJ/2010 24


ANALISA VIBRASI

II

Gambar 19

SGS/MRG/UNJ/2010 25


ANALISA VIBRASI

II

3. ANALISA VIBRASI

Analisa vibrasi bertujuan untuk mengidentifikasi penyebab - penyebab vibrasi yang bekerja pada suatu mesin.

Pada buku ini pembahasan analisa vibrasi terbatas pada :

- Frekuensi Domain- Analisa Fase- Analisa bentuk mode

Frekuensi Domain adalah salah satu metode mencari penyebab vibrasi berdasarkan frekuensi yang ditimbulkannya. Metode Analisa Fase dan Bentuk Mode akan dibicarakan pada topik selanjutnya.

Untuk metode-metode analisa vibrasi lainnya, akan dibicarakan pada buku lain yang merupakan kelanjutan daripada buku ini yaitu pada tingkatan "advance" (Tingkat Engineer) meliputi :

- Time Domain- Time Domain vs Frekuensi Domain (Amplitude-Frekuensi- Time) - Time Waveform- Lissajous Patterns (orbit)- Amplitude dan Sudut Fase vs Putaran - Sudut Fase vs Waktu

Lebih kurang 85% masalah-masalah vibrasi dapat dipecahkan dengan metode Frekuensi Domain. Berarti dengan menguasai metode ini sebagian besar analisa vibrasi telah dapat dikuasai, tinggallah sejauh mana ketepatan analisa yang diambil, akan tergantung kepada nalar dan pengalaman kita sendiri.

3.1. Prinsip kerja alat ukur analisa vibrasi.

Setiap penyebab vibrasi mesin mempunyai frekuensi yang berbeda namun ada pula yang sama. Berdasarkan frekuensi inilah dapat dikenal penyebab vibrasi pada suatu mesin, serta bagian-bagian apa yang menimbulkannya.

Bagaimana membedakan frekuensi-frekuensi vibrasi pada suatu mesin yang sedang beroperasi, hal ini dilakukan oleh alat ukur analisa vibrasi (diagnose) yang bekerja berdasarkan teori Fourier Transformer.

3.1.1. Time Domain dan Frekuensi Domain.

Seperti telah dibicarakan pada bagian sebelumnya, bahwa vibrasi dapat digambarkan sebagai bentuk sinusoidal yang berulang oleh sebuah alat pengukur vibrasi sederhana pada Gambar 8. Oleh karena sinusoidal tersebut digambar pada kertas yang berjalan selama waktu tertentu, maka apa yang ditampilkannya menunjukkan hubungan antara besaran vibrasi (amplitude) versus waktu, atau biasa disebut Time Domain.

SGS/MRG/UNJ/2010 26


ANALISA VIBRASI

II

Apabila vibrasi mesin terdiri dari beberapa sumber penyebab yang mempunyai frekuensi dengan besar yang berbeda-beda, maka masing-masing vibrasi dapat digambar secara tiga dimensi seperti pada Gambar 20. Gambar ini memperlihatkan hubungan antara . Amplitude - Waktu - Frekuensi. Dengan demikian apa yang dimaksud Frekuensi Domain pada gambar tersebut, adalah hubungan antara Amplitude versus Frekuensi.

Gambar 20.

3.1.2. FourierTransformer.

Umumnya vibrasi yang kita rasakan pada suatu mesin sudah merupakan penjumlahan dari satu atau beberapa sumber vibrasi yang ada pada mesin tersebut. Demikian pula halnya pada Gambar 8 pada topik sebelumnya, hanyalah menggambarkan satu bentuk sinusoidal yang merupakan penjumlahan dari beberapa vibrasi yang ada. Bagaimana cara menguraikan suatu penjumlahan vibrasi itu agar menjadi komponen-komponen yang membentuknya, hal ini dilakukan dengan menggunakan Fourier Transformer.

Fourier Transformer adalah suatu cara perhitungan matematik yang mentransformasikan vibrasi dari Time Domain ke Frekuensi Domain. Pada Gambar 20 dapat kita lihat bagaimana hubungan antara time domain dengan frekuensi domain.

SGS/MRG/UNJ/2010 27


ANALISA VIBRASI

II

Teori Fourier menyatakan bahwa :

Setiap fungsi periodik dapat diuraikan menjadi beberapa fungsi harmonik sinusoidal, yang mana frekuensi dari setiap fungsi sinusoidal itu mempunyai perkalian bilangan bulat 1, 2, 3.... dan seterusnya.

Gambar 21

Pada Gambar 21a memperlihatkan sebuah komponen vibrasi yang digambarkan dalam Time Domain dan Frekuensi Domain.

Pada Gambar 21b memperlihatkan sebuah penjumlahan vibrasi (garis putus-putus) dari 2 buah komponen vibrasi yang digambarkan dalam

Time Domain dan Frekuensi Domain. Pada komponen vibrasi A0

mempunyai frekuensi sebesar 1 unit.

(1x). Sedangkan komponen vibrasi A1 mempunyai 1 frekuensi sebesar 2 unit (2x).

Sesuai dengan teori Fourier seperti tersebut di atas, maka vibrasi dapat dirumuskan sebagai suatu fungsi sebagai berikut :

f(t) = A1 Sin (ωt + Φ1) + A2 Sin (2 ωt + Φ2) + A3 Sin (3 ωt + Φ3)...

ω = kecepatan sudut (rad/s) yang identik dengan putaran (rpm)ω / 2π = frekuensi; Φ = sudut fase; A = amplitude; t = waktu

f(t) adalah fungsi periodik suatu vibrasi yang merupakan penjumlahan dari komponen-komponen penyebab vibrasi yang dinyatakan dalam fungsi harmonik sinusoidal.

SGS/MRG/UNJ/2010 28


ANALISA VIBRASI

II

Dengan kata lain f(t) adalah vibrasi yang diukur secara Filter - Out.

Sedangkan komponen - komponennya : A1 , A2 , A3 dan seterusnya dengan frekuensi 1x, 2x, 3x dan seterusnya adalah vibrasi yang dapat diukur secara Filter - In atau pada analisa vibrasi biasa disebut frekuensi 1x rpm, 2x rpm, 3x rpm dan seterusnya.

Jadi, dengan mem "breakdown" getaran pada suatu mesin menjadi komponen-komponen vibrasi yang mempunyai frekuensi berkelipatan satu dengan lainnya, serta mempelajari sifat-sifat dari pada penyebab-penyebab vibrasi yang ada pada mesinmesin rotasi, maka penyebab vibrasi dapat ditentukan.

3.2. Pengumpulan data sejarah operasi mesin dan prosedur analisa.

Analisa vibrasi dilakukan jika data harian mesin menunjukkan kecenderungan meninggi. Atau jika timbulnya alarm yang menunjukkan batas vibrasi telah dilampaui. Untuk mesin-mesin perkakas hal ini ditandai oleh kurang sempurnanya hasil kerja mesin tersebut berproduksi, seperti kurang halusnya permukaan benda kerja, dimensi benda kerja melebihi dari toleransi, dan lain sebagainya. Setelah adanya tanda-tanda tersebut, maka analisa vibrasi untuk mencari penyebab . kerusakan dilakukan. Data vibrasi pada waktu kondisi mesin masih normal, atau data garansi merupakan sasaran dari usaha - usaha kita dalam memperbaiki mesin. Data tersebut disebut "baseline data".

Setelah diputuskan untuk diadakan adalah analisa vibrasi, maka langkah yang diambil selanjutnya adalah pengumpulan data operasi sebelum mesin dinyatakan rusak.

Data tersebut adalah :

- Data vibrasi rutin.Data vibrasi dari pengukuran rutin selama beberapa waktu terakhir hingga terjadinya kerusakan. Data ini secara pengukuran Filter-Out dengan arah radial dan axial pada setiap bearing, dimaksudkan untuk mengetahui gejala vibrasi dan pada bearing mana yang vibrasinya tinggi.

- Data kerusakan.Data operasi tentang kejadian-kejadian yang pernah dialami oleh mesin tersebut, berupa data gangguan/ kerusakan atau perbaikan yang disertai dengan perubahan atau penambahan pada bagian-bagian tertentu, yang diperkirakan dapat mempengaruhi vibrasi mesin.

- Data vibrasi terakhir.Data ini ditulis lengkap baik data vibrasi maupun data mesin yang digambarkan secara sketsa.

Lihat contoh tabel data pada Gambar 22.

SGS/MRG/UNJ/2010 29


ANALISA VIBRASI

II

Gambar.22

SGS/MRG/UNJ/2010 30


ANALISA VIBRASI

II

Setelah data-data di atas terkumpul, langkah selanjutnya adalah Interpretasi data. Memasuki langkah berikut ini diperlukan penalaran dan juga pengalaman kita sebagai pelengkap dalam menganalisa vibrasi suatu mesin.

3.3. Pengukuran vibrasi

Data vibrasi rutin seperti tersebut diatas diperlukan untuk diperbandingkan kecenderungannya dari waktu ke waktu, agar dapat diketahui pada bearing mana dari mesin tersebut yang menonjol kenaikan vibrasinya. Sedangkan data operasi mengenai kejadian-kejadian apa yang pernah dialami dan diperkirakan dapat mempengaruhi vibrasi, diperlukan untuk mengetahui kemungkinan penyebab vibrasi. Adakalanya dari kedua data ini kesimpulan penyebab vibrasi dapat langsung diketahui.

Data vibrasi terakhir yang diukur baik dengan Filter-Out maupun Filter-In, sangat diperlukan untuk mendiagnose penyebab kerusakan mesin yang mengakibatkan kenaikan vibrasi. Bagaimana interpretasi data tersebut dilakukan, akan dibicarakan lebih detail pada berikut ini.

3.3.1. Data vibrasi Filter - Out.

Langkah pertama pada pengukuran vibrasi adalah pengambilan data vibrasi dengan Filter-Out. Pengukuran ini dilakukan pada setiap bearing dan pada arah radial maupun axial, berguna untuk mencari pada bearing mana terjadi vibrasi terbesar, agar menjadi pusat perhatian kita untuk melakukan langkah analisa selanjutnya. Lihat Gambar 23 kolom Filter Out. Pada gambar tersebut amplitude vibrasi yang diukur adalah Displacement, Velocity dan Acceleration.

SGS/MRG/UNJ/2010 31


ANALISA VIBRASI

II

Gambar 23

SGS/MRG/UNJ/2010 32


ANALISA VIBRASI

II

Jika jarum penunjuk (digital display) amplitude pada instrument vibrasi bergoyang (maju-mundur), catatlah angka terendah dan tertinggi dan jangan dirata-ratakan. Hal ini berarti vibrasi yang terjadi cukup kompleks, sehingga besarnya tidak tetap melainkan bervariasi naik turun.

Jika jarum penunjuk (digital display) frekuensi tidak menunjuk pada angka yang tetap (unsteady), berarti vibrasi yang terjadi tidak mempunyai frekuensi dominan. Untuk itu frekuensi dicatat dengan lambang cacing (N).

Dari pengukuran ketiga arah (horizontal, vertikal dan axial) pada setiap bearing, perlu diperhatikan hal-hal sebagai berikut :

- Adakah vibrasi arah axial besarnya lebih dari 50% terhadap arah horizontal maupun vertikal pada suatu bearing ?

Jika ada, kemungkinan penyebab vibrasi ialah misalignment atau poros bengkok.

- Adakah vibrasi arah horizontal jauh lebih besar terhadap arah vertikal pada suatu bearing ? Vibrasi arah horizontal adalah wajar jika lebih besar dari arah vertikal dengan perbandingan 2:1 s.d. 5:1.

Tapi jika perbandingannya lebih daripada itu, maka kemungkinannya adalah terjadi resonansi pada support structure terhadap putaran poros.

- Adakah vibrasi arah vertikal 2 kali atau beberapa kali lebih besar terhadap arah horizontal pada suatu bearing ?

Jika ada, kemungkinannya adalah clearance bearing terlalu besar, atau terjadi gesekan langsung antara poros dengan bearing, atau ada looseness (kerenggangan) pada bagian-bagian di daerah sekitar bearing/support.

3.3.2. Data Vibrasi Filter In

Pengukuran vibrasi dengan Filter In dimaksudkan untuk mencari vibrasi-vibrasi yang mempunyai frekuensi yang berbeda-beda. Atau dengan kata lain, menguraikan vibrasi Filter Out menjadi komponen-kompenen vibrasi yang membentuknya, menurut frekuensi yang dimiliki pada masingmasing komponen tersebut.Dengan demikian berarti penjumlahan amplitudeamplitude pada Filter In akan sama dengan amplitude pada Filter Out, yang mana hal ini dapat dijadikan pengecekan'terhadap kelengkapan komponen-komponen vibrasi pada Filter In.

SGS/MRG/UNJ/2010 33


ANALISA VIBRASI

II

Pengecekan Filter In.

Sebagai contoh lihat Gambar 4.4 pada bearing A posisi horizontal. Penjumlahan velocity pada kolom Filter In adalah sebagai berikut : 0,4 + 0,10 + 0,06 = 0,56 in/sec. Pada kolom Filter Out, velocity = 0,54 in/sec. Secara teoritis hasilnya sama. Tapi karena akurasi alat, hal ini bisa terjadi walau tidak menjadikan permasalahan. Dari contoh tersebut berarti sudah semua komponen vibrasi terdeteksi. Masalahnya apabila penjumlahan komponen-komponen vibrasi pada Filter In itu lebih kecil dari pada Filter Out, berarti masih ada komponen vibrasi pada Filter In yang belum terdeteksi. Maka pencarian vibrasi pada frekuensi yang lebih tinggi perlu dilanjutkan.

Pemilihan parameter vibrasi pada Filter In.

Seperti telah dikemukakan pada sebelumnya, pemilihan parameter vibrasi (displacement, Velocity dan acceleration) ditentukan oleh pada frekuensi berapa yang menjadikan perhatian kita.

Frekuensi sampai dengan 600 cpm digunakan displacement, 600 cpm s.d. 60.000 cpm digunakan velocity, lebih dari 60.000 cpm digunakan acceleration. Batasan ini belum tentu sama pada setiap produk alat ukur tapi sudah dapat memberikan gambaran mengenai penggunaan parameter vibrasi menurut tingkatan frekuensi.

Mencari kemungkinan-kemungkinan penyebab vibrasi. Data vibrasi pada kolom Filter In yang melebihi batas ketentuan diberikan lingkaran. Batas ketentuan ini boleh kita ambil menurut ketentuan Gambar 17 untuk displacement atau velocity dan Gambar 19 untuk acceleration.

Dari data yang diberi lingkaran ini, kita cocokkan frekuensinya pada gambar 4.1 untuk mencari kemungkinan-kemungkinan apa vibrasi itu disebabkan.

SGS/MRG/UNJ/2010 34


ANALISA VIBRASI

II

SGS/MRG/UNJ/2010 35


ANALISA VIBRASI

II

Tabel 4.1

SGS/MRG/UNJ/2010 36


ANALISA VIBRASI

II

Tabel 4.2

Pengukuran Filter In dapat pula dilakukan dengan alat X-Y Recorder secara semi otomatis seperti terlihat pada Gambar 24.

Dengan menggunakan alat ini, amplitude yang ada pada setiap frekuensi akan digambarkan secara spektrum tidak perlu dicatat pada Data Sheet.

Gambar 24

3.4. Mencari penyebab kerusakan mesin

Penyebab tingginya vibrasi yang terjadi dapat dikenal, melalui karakternya. Setiap penyebab vibrasi mempunyai karakter yang berbeda, dimana hal

SGS/MRG/UNJ/2010 37


ANALISA VIBRASI

II

tersebut masing-masing dapat dilihat pada tabel 4.2. Tabel ini membantu kita untuk membedakan masing-masing karakter penyebab vibrasi, walaupun adakalanya perlu beberapa penambahan pembuktian.

3.4.1. Ketidak balans (unbalance)

Ketidak balans adalah hal yang sering terjadi pada mesin-mesin rotasi, mempunyai beberapa karakter yang hampir mirip dengan misalignment atau poros bengkok.

Penyebab ketidak balans antara lain :

- Ada rongga atau kerapatan yang tidak merata pada bahan poros/ rotor.- Pemasangan pasak pada poros.- Distorsi : Yaitu perubahan bentuk poros / rotor karena pemuaian yang tidak merata (tidak simetris), atau terjadi kecenderungan perubahan kebentuknya semula karena pengerjaan penempaan yang diderita poros / rotor sebelumnya.- Kotor, deposit dan robekan pada poros / rotor.

Karakter ketidak balans adalah sebagai berikut :

- Lihat tabel 4.2.- Amplitude arah radial tinggi, sedangkan arah axial tidak melebihi 50 % dari arah radial. Hal ini tidak berlaku jika unbalance yang terjadi adalah jenis Couple (Kopel), yang bisa terjadi pada poros/rotor panjang seperti turbin beberapa tingkat, generator, pompa beberapa tingkat dan sebagainya.- Frekuensi 1x rpm.- Perpindahan transducer dari arah vertikal ke horizontal atau sebaliknya akan merubah sudut fase sebesar 90 derajat.- Kenaikan amplitude vibrasi pada putaran dari 0 rpm sampai dengan putaran kritis sangat mendaki.

Amplitude vibrasi pada putaran kritis lebih tinggi dari pada biasanya, sedangkan penurunan vibrasi setelah melewati putaran kritis tidak seberapa besar.

Sebagai contoh karakteristik ketidak balans yang digambarkan secara spektrum, lihat Gambar 24.

Pada frekuensi 1x rpm (2200 cpm) amplitude arah horizontal (radial) lebih tinggi dari arah axial. Hal ini berarti unbalance terjadi pada Fan. Amplitude pada frekuensi lainnya (2x, 3x, 4x rpm) tidak menjadikan masalah, selama besarnya tidak melebihi 50 % dari amplitude 1x rpm. Jika melebihi, kemungkinannya adalah looseness, clearance bearing terlalu besar, pondasi retak. Dengan demikian balansing hasilnya sulit dicapai sebelum kerusakan tersebut diatasi.

Pada overhung rotor, ketidak balans terjadi pada frekuensi 1x rpm, tetapi amplitude arah axial tinggi bahkan dapat melebihi arah amplitude arah radial. Overhung rotor adalah rotor yang letaknya tidak

SGS/MRG/UNJ/2010 38


ANALISA VIBRASI

II

berada diantara kedua bearing penumpu, melainkan berada tergantung diluar daripadanya.

3.4.2. Misalignment.

Jenis-jenis misalignment adalah sebagai berikut : - Misalignment kopling (Sudut, Ketidak Sejajaran atau kombinasi

keduanya).- Torque Lock.- Misalignment bearing.

Misalignment kopling.

Karakteristik misalignment bearing adalah sebagai berikut :- Lihat tabel 4.2.- Amplitude pada arah radial dan axial tinggi, tapi arah axial besarnya lebih dari 50% arah radial.- Frekuensi 1x rpm, jika cukup besar, 2x atau 3x rpm.- Jika amplitude pada frekuensi 2x atau 3x rpm besarnya 30% s.d. 75% dari amplitude pada frekuensi 1x rpm, maka mesin masih boleh dijalankan. Jika amplitudenya antara 75% s.d. 150%, maka mesin harus diamati dengan cermat selama beroperasi, dan diadakan perbaikan hingga ada kesempatan untuk stop. Jika amplitude tersebut lebih dari 150%, maka kerusakan telah terjadi dan mesin harus segera distop untuk diperbaiki.- Terjadi kenaikan temperatur dan tekanan minyak pelumas di bearing. Hal ini merupakan pengaruh; tidak langsung dari misalignment terhadap minyak pelumas.

Adakalanya gaya misalignment yang bekerja pada kopling dapat diredam karena kekarnya kopling tersebut. Tetapi reaksi daripada gaya ini akan timbul pada bagian poros diluar kedua bearing penumpu, dan dapat merusak peralatan yang ada disana.

Poros bengkok mempunyai karakter yang sama dengan misalignment kopling. Jika kebengkokan itu tidak terlalu parah cukup diatasi dengan membalans. Membedakan masalah misalignment dengan poros bengkok dibahas pada Bab 5 Analisa Fase.

Torque Lock.

Misalignment dapat terjadi pada roda gigi yang mengkopel mesin penggerak dengan mesin yang digerakkan, misalnya reduction gear pada PLTG. Misalignment ini terjadi akibat gaya torsi yang bekerja pada poros, sehingga salah satu poros roda gigi akan terangkat ke atas dan yang lainnya tertekan ke bawah (Apabila kedudukan kedua poros tersebut sejajar horizontal).

Hal ini terjadi apabila poros roda gigi terlalu panjang atau material poros kurang kuat, sehingga poros mudah melengkung akibat momen yang dideritanya, atau pelumasan pada bearing-bearing tidak baik, sehingga clearance padanya tidak terisi minyak melainkan terisi oleh poros.

SGS/MRG/UNJ/2010 39


ANALISA VIBRASI

II

Kejadian ini dapat diidentifikasi dengan cara mengukur amplitude vibrasi dan sudut fase pada arah axial dibearing penumpu roda gigi. Setelah itu mesin dimatikan hingga putaran berhenti. Kemudian mesin dihidupkan lagi hingga mencapai pada kondisi sebelum dimatikan tadi (putaran, temperatur, beban dan sebagainya), lalu pengukuran vibrasi seperti sebelumnya diulang kembali. Apabila amplitude vibrasi dan sudut fase tidak sama dengan pengukuran pada saat sebelumnya, maka berarti terjadi "Torque Lock".

Misalignment bearing.

Misalignment bukan saja dapat terjadi dikopling tapi bisa juga pada posisi bearing penumpu poros. Lihat Gambar 25a dan 25b.

Gambar 25a Gambar 25b

Pada sleeve bearing gambar 25a, karakter yang diberikan hanyalah gejala unbalance (Frek. 1x rpm) tapi vibrasi radial dan axial besarnya tidak jauh berbeda. Masalah ini dapat diatasi dengan membalans rotor dimana vi.brasi radial maupun axial akan mengecil setelah rotor balans.

Pada anti-friction bearing gambar 25b, karakter yang diberikan adalah frekuensi 1x, 2x, 3x rpm atau pada frekuensi sebesar perkalian jumlah roll/ ball dengan rpm. Sedangkan vibrasi axialnya besar walaupun poros/ rotor telah dibalans. Untuk mengatasinya ialah dengan memperbaiki posisi bearing tersebut.

Bearing misalignment bisa terjadi bukan saja karena kesalahan pemasangan bearing yang tidak benar posisinya, tapi bisa juga karena distorsi (penyimpangan bentuk) pada alas kaki suport (baseplate) akibat kencangnya tekanan salah satu atau beberapa baut pengikat terhadap baseplate, sehingga posisi support/ bearing menjadi miring.

SGS/MRG/UNJ/2010 40


ANALISA VIBRASI

II

Untuk itu baut pengikat perlu direnggangkan agar bagian suport yang miring tersebut terangkat dan posisinya menjadi rata. Ketika merenggangkan baut yang terlalu kencang itu, sebaiknya mesin dalam

keadaan beroperasi sambil vibrasinya dipantau apakah terjadi penurunan. Jika turun berarti baut itulah yang mengakibatkan distorsi pada kaki suport/ baseplate.Kejadian diatas biasanya disebut "Soft Foot".

3.4.3. Kerusakan bearing

Ada dua jenis bearing yang dibahas pada bagian ini yaitu Anti Friction bearing dan Sleeve bearing. Keduanya mempunyai karakter vibrasi yang berbeda, dan juga kerusakan yang ditimbulkannya berlainan. -

Yang termasuk Anti Friction bearing ialah ball bearing dan roll bearing, sedangkan Sleeve bearing adalah Journal bearing.

Anti Friction bearing.

Kerusakan pada bearing jenis ini dapat terjadi pada salah satu atau lebih daripada elemenelemennya, yaitu pada ball/ roll, alur luar atau dalam dan sangkar.

Karakteristik kerusakan Anti Friction bearing sebagai berikut :- Lihat tabel 4.2.- Vibrasi terjadi pada frekuensi tinggi tapi tidak pada angka yang

tetap, demikian pula dengan amplitudenya.

Hal ini disebabkan kemungkinan kerusakan lebih dari satu elemen yang terjadi secara bersamaan. Lihat Gambar 26.

SGS/MRG/UNJ/2010 41


ANALISA VIBRASI

II

Gambar 26

Secara pendekatan, frekeunsi vibrasi dapat dihitung dengan rumus seperti yang tampak pada Gambar 27. Hal ini untuk lebih meyakinkan apakah frekuensi yang ditunjukkan pada X-Y Recorder adalah benar disebabkan oleh kerusakan bearing. Apabila ukuran elemen-elemen bearing tidak diketahui, maka rumus untuk kerusakan pada Inner Race (alur dalam) dan Outer Race (alur luar) dapat dihitung dengan mengalikan faktor 0,6 dan 0,4.

SGS/MRG/UNJ/2010 42


ANALISA VIBRASI

II

Gambar. 27

- Jika bearing menerima vibrasi akibat ketidak balans rotor, maka kerusakan pertama terjadi pada alur dalam.- Jika bearing menerima vibrasi akibat misalignment, maka kerusakan pertama terjadi pada alur luar. Frekuensi terjadi sebesar jumlah ball/ roll kali rpm - Jika kerusakan pertama terjadi di ball/ roll, maka penyebabnya adalah pelumasan yang tidak baik, overheating, atau ada arus listrik yang melewati bearing tapi pentanahannya (ground) tidak baik.

Adakalanya kerusakan bearing disertai dengan resonansi. ' Jika hal ini terjadi, frekuensi besarnya sangat tinggi dan bukan merupakan fungsi dari putaran.

Dengan demikian frekuensi tidak dapat dirumuskan, karena resonansi terjadi terhadap komponenkomponen mesin seperti : rumah bearing, poros, ball/ roll, alur dalam, alur luar, sangkar dan lain-lain, yang mana masing-masing mempunyai frekuensi pribadi berbeda-beda.

SGS/MRG/UNJ/2010 43


ANALISA VIBRASI

II

Sleeve bearing.

Kerusakan pada sleeve bearing umumnya adalah clearance terlalu besar, beban yang ditumpu terlalu besar dan pelumasan yang tidak baik. Karakteristik kerusakan sleeve bearing adalah sebagai berikut :

- Frekuensi vibrasi terjadi pada 2x, 3x atau beberapa kali putaran.- Clearance yang terlalu besar biasanya disertai dengan agak tidak

balans, misalignment, looseness pada bagian-bagian sekitar bearing atau rubbing.

- Jika antara poros dengan bearing terjadi kontak langsung tanpa pelapisan minyak, amplitude vibrasi arah vertikal umumnya lebih besar dari arah horizontal. Hal ini bisa disertai dengan clearance yang terlalu besar.

3.4.4. Kerusakan gigi.

Kerusakan gigi dapat disebabkan oleh keausan, sentuhan antar gigi tidak smooth, bentuk gigi yang tidak sesuai, pelumasan yang tidak baik dan eksentrisitas.

Karakteristik kerusakan gigi sebagai berikut :

- Lihat tabel 4.2.- Frekuensi terjadi umumnya pada frekuensi gear mesh, yaitu

frekuensi sebesar perkalian jumlah gigi dengan putaran (rpm).

SGS/MRG/UNJ/2010 44


ANALISA VIBRASI

II

Gambar 28

Hal ini terjadi jika kerusakan karena keausan gigi, sentuhan dan bentuk gigi yang tidak tepat atau pelumasan yang tidak baik. Apabila keausan gigi yang terjadi mengakibatkan kerenggangan yang cukup besar, maka frekuensi dapat terjadi pada 2x atau 3x frekuensi gear mesh bahkan bisa lebih daripada itu.

- Jika kelainan yang terjadi disebabkan misalignment atau eksentrisitas, maka akan muncul frekuensi "side band" pada sebelum dan sesudah frekuensi gear mesh, yaitu munculnya 2 buah amplitude dengan frekuensi yang mengapit frekuensi gear mesh sebesar plus dan minus dari 1x rpm gigi.

Jika kelainan yang dominan adalah misalignment atau poros bengkok pada frekuensi 2x rpm, maka frekuensi side band adalah plus dan minus 2x rpm gigi.

Dalam menentukan gigi mana yang berkelainan (driver atau driven), adalah yang mempunyai putaran yang sama dengan selisih gear mesh dengan salah frekuensi side band.

- Jika kerusakan gigi karena patah atau retak sebanyak satu atau beberapa buah, maka frekuensi yang terjadi adalah perkalian antara jumlah gigi yang rusak tersebut dengan rpm.

Kemungkinan misalignment pada roda gigi ada dua yaitu :

- Misalignmnet kopling (terjadi di luar gear box)- Misalignment bearing (terjadi di dalam gear box)

SGS/MRG/UNJ/2010 45


ANALISA VIBRASI

II

Misalignment bearing bisa disebabkan oleh bautbaut pengikat gear box pada baseplate tidak sama tekanannya, sehingga terjadi kemiringan gear box atau terjadi apa yang disebut "soft foot".

Untuk mengatasi ini maka haruslah diperbaiki masalah misalignmentnya terlebih dahulu, baru diamati lagi adanya kerusakan gigi.

3.4.5.Kerenggangan mekanis (Mechanical looseness).

Kerenggangan pada suatu mesin dapat disebabkan oleh kerenggangan baut, kerenggangan bearing, keretakan di pondasi, kerenggangan antara rotor dengan poros, dan sebagainya. Pada motor listrik dan generator, kerenggangan dapat terjadi pada rotor bar atau gulungan rotor maupun stator.

Untuk mengetahui pada bagian-bagian mana di pondasi atau di sekitar mesin yang terjadi kerenggangan mekanis, dapat dilakukan dengan cara "analisa fase" seperti yang dikemukakan pada topik berikutnya.

Karakteristik kerenggangan mekanis sebagai berikut :

- Lihat tabel 4.2.- Frekuensi dapat terjadi pada 2x s.d. 6x rpm. Biasanya disertai

dengan unbalance atau misalignment.- Jika balansing atau alignment sulit dicapai hasil yang baik, ada

kemungkinan terjadi kerenggangan mekanis yang cukup berarti.- Apabila amplitude pada frekuensi 2x rpm atau lebih mempunyai

besar yang melebihi setengah dari amplitude pada frekuensi 1x rpm, maka masalah kerenggangan mekanis perlv mendapat perhatian yang lebih serius.

3.4.6. Vibrasi karena listrik.

Vibrasi karena masalah listrik pada mesin-mesin rotasi hanya terjadi pada generator dan motor listrik. Masalah ini biasanya disebabkan oleh ketidakmerataan gaya medan magnet yang bekerja pada rotor atau stator. Hal ini bisa disebabkan karena hubung singkat pada gulungan, kerusakan pada rotor, sumbu rotor dan stator tidak segaris, stator atau rotor tidak bundar benar dan sebagainya.

Karakteristik vibrasi karena masalah listrik sebagai berikut :

- Lihat Tabel 4.2.- Vibrasi menurun secara drastis jika aliran listrik dimatikan.

Untuk ini pengukuran dilakukan secara Filter Out.- Jika vibrasi menurun secara perlahan setelah aliran listrik

dimatikan, penyebabnya bukan masalah listrik tapi masalah mekanis.

3.4.7. Vibrasi karena gaya Aerodinamis

SGS/MRG/UNJ/2010 46


ANALISA VIBRASI

II

Vibrasi yang disebabkan oleh gaya aerodinamis pada mesin-mesin rotasi sering terjadi pada fan atau blower. Hal ini umumnya dikarenakan adanya turbulensi fluida (udara/gas) yang berlebihan, akibat pukulan blade dengan fluida tersebut.

Vibrasi karena aerodinamis biasanya kecil dan tidak menimbulkan masalah yang serius. Tetapi jika vibrasi tersebut besarnya di luar kewajaran, perlu diperhatikan 2 hal yaitu :

- Kemungkinan terjadinya resonansi pada bagianbagian peralatan yang menerima vibrasi dari gaya aerodinamis tersebut.

Untuk ini perlu diadakan pengecekan resonansi pada masing-masing peralatan.

- Kemungkinan adanya halangan yang mengganggu kelancaran aliran fluida. Hal ini perlu pemeriksaan adanya gangguan pada sisi aliran masuk maupun keluar fan/blower.Posisi pembukaan damper dan bentuk damper yang kurang aerodinamis juga dapat mengakibatkan gangguan pada aliran fluida ini.

Demikian pula jika ada masalah eksentrisitas pada rotor fan sentrifugal, yang mengakibatkan jarak kerenggangan antara blade dengan rumah fan selalu berubah-ubah selama berputar. Perubahan-perubahan ini mengakibatkan aliran udara keluar blade terganggu.

Karakteristik vibrasi aerodinamis :

- Lihat Tabel 4.2.- Frekuensi pada 1x rpm terjadi jika jarak antar blade ada yang tidak sama.- Frekuensi sebesar perkalian jumlah blade dengan putaran karena adanya hambatan aliran fluida. - Turbulensi pada duct terjadi pada belokan atau perubahan diameter penampang yang tiba-tiba. Hal ini dapat menimbulkan vibrasi yang frekwensinya tidak mempunyai hubungan perkalian dengan putaran, tapi umumnya besarnya antara 50 cpm sampai dengan 2000 cpm.

Vibrasi karena gaya HidrolikVibrasi hidrolik terjadi pada aliran fluida cair seperti pada peralatan pompa, pipa, katup dan sebagainya. Sama seperti pada vibrasi Aerodinamik, vibrasi ini menjadi serius apabila disertai adanya reonansi pada peralatan yang dilalui fluida atau kesalahan desain.

Penyebab adalah : • KAVITASI.

Terjadi pada :

SGS/MRG/UNJ/2010 47


ANALISA VIBRASI

II

- Pipa isap pompa - Katup- Perubahan diameter pipa dari kecil ke besar

• ALIRAN BALIK.Terjadi pada pompa ketika beroperasi pada kapasitas rendah.

• TURBULENSI.Terjadi pada belokan tajam pada pipa, gesekan dengan pipa atau adanya hambatan aliran fluida.

Karakteristik vibrasi Hidrolik :Beberapa hal sama dengan karakteristik vibrasi aerodinamis, kecuali : kavitasi, Aliran Balik dan Turbulensi, mempunyai vibrasi random yang tidak tetap. Lihat Gambar 29

Gambar 29

3.4.8. Vibrasi karena resonansi.

Instalasi suatu mesin biasanya terdiri dari rangka, pipa, duct, dan sebagainya, dimana komponen-komponen tersebut mempunyai frekuensi diri (natural frequency), yang didesain besarnya tidak boleh ada yang sama dengan putaran mesin. Jika salah satu atau beberapa komponen yang ada pada mesin itu mempunyai frekuensi diri yang sama besar dengan putaran mesin, maka vibrasi akan meninggi atau disebut terjadi Resonansi.

SGS/MRG/UNJ/2010 48


ANALISA VIBRASI

II

Untuk mengetahui apakah terjadi resonansi pada suatu mesin, dapat dilakukan pengukuran amplitude vibrasi secara Filter Out dan sudut fase secara berasamaan. Pengukuran ini dilaksanakan selama mesin dalam keadaan rolling ketika start up, mulai dari'putaran nol hingga putaran kerjanya. Atau dalam kondisi rolling ketika mesin dimatikan dari putaran nominal hingga stop.

Apabila pada suatu putaran tertentu dalam keadaan rolling amplitude naik dan sudut fase berubah 180 derajat, maka pada komponen mesin yang kita pasang transducer itu terjadi resonansi. Lihat Gambar 30.

Gambar 30

Kejadian ini bisa terjadi beberapa kali selama rolling, tergantung dari berapa banyak komponen yang mempunyai frekuensi diri di bawah putaran nominal mesin; termasuk putaran kritis.

Karakteristik vibrasi resonansi :

- Terjadi perubahan fase sebesar 180° pada amplitude peak ketika rolling.

- Rasio perbandingan amplitude pada suatu arah (H atau V atau A) dengan arah lainnya terlalu besar (lebih dari 5x).Pengukuran ini dilakukan pada putaran kerjanya.

- Frekuensi resonansi tidak merupakan perkalian dari putaran, tetapi tergantung dari frekuensi diri pada masing-masing komponen.

SGS/MRG/UNJ/2010 49


ANALISA VIBRASI

II

- Sudut fase pada pengukuran vertikal dan horizontal adalah sama, atau berbeda 180°.

Cara mencari penyebab resonansi :

Dalam menentukan komponen dari suatu mesin yang beresonansi, adalah dengan mengetahui frekuensi diri dari masing-masing komponen tersebut. Apabila frekuensi diri suatu komponen sama besar dengan putaran mesin, maka dapat dipastikan terjadi resonansi. Caranya ialah dengan "bumb test", yaitu memukul komponen yang dicurigai dengan palu, sambil diukur frekuensi peaknya secara Filter Out. Transducer (velocity atau acceleration) dipasang pada komponen yang dicurigai tersebut. Jika penunjukan pada frekuensi -meter terlalu cepat, lakukanlah pemukulan beberapa kali agar pembacaan frekuensi mudah dilihat.

Apabila pada beberapa kali pemukulan frekuensi tidak menunjukkan angka peak yang tetap, maka kemungkinan resonansi pada komponen itu terjadi lebih dari satu frekuensi diri. Untuk ini gunakan Filter In, kemudian lakukan tunning frekuensi dengan menggunakan X-Y Recorder sambil pemukulan dilakukan berulang-ulang. Pada X-Y Recorder akan tampak pada frekuensi-frekuensi berapa saja terjadi amplitude peak, dimana hal itu menunjukkan frekuensi diri yang dipunyai oleh komponen tersebut.

Cara mencegah vibrasi resonansi :

Mencegah resonansi pada dasarnya adalah menjadikan putaran mesin tidak sama besar dengan frekuensi diri pada suatu komponen.

- Rubahlah putaran mesin lebih tinggi atau lebih rendah daripada semula, agar tidak sama besar dengan frekuensi diri dari komponen yang membuat resonansi. Hal ini bisa dilakukan apabila putaran mesin dapat dirubah.

- Apabila putaran mesin tidak dapat dirubah, maka perkuatlah komponen dengan menambah kekakuannya (stifness). Penambahan ini akan merubah frekuensi diri menjadi lebih besar, sehingga melebihi putaran mesin.

Cara lain adalah dengan menambah berat komponen tersebut. Hal ini akan membuat frekuensi diri komponen menjadi lebih rendah dari putaran mesin.

- Apabila baik putaran mesin maupun frekuensi diri suli-t dirubah, maka bisa dipasang "Dynamic Absorber" pada komponen yang beresonansi tersebut. Dynamic Absorber adalah sebuah batang besi yang di ujungnya mempunyai pemberat, yang disekrup (dilas) pada komponen yang beresonansi, dimana arah getaran padanya

SGS/MRG/UNJ/2010 50


ANALISA VIBRASI

II

akan berlawanan dengan arah getaran komponen yang beresonansi itu.

Hal ini berarti gaya gerak antara Dynamic Absorber dengan komponen akan saling tarik menarik, sehingga dapat mengurangi (menghilangkan) vibrasi resonansi.Lihat Gambar 31.

Gambar 31

Apabila resonansi terjadi pada frekuensi sedikit di bawah putaran mesin, maka penambahan stifness akan mengakibatkan kenaikan frekuensi diri yang dapat memungkinkan frekuensi tersebut menjadi sama dengan putaran mesin. Keadaan ini akan mengakibatkan vibrasi resonansi malah menjadi bertambah besar.

Sebaliknya jika resonansi berada pada frekuensi sedikit di atas putaran mesin, maka penambahan berat akan menurunkan frekuensi diri yang dapat memungkinkan menjadi sama dengan putaran mesin. Hal ini malah akan memperbesar vibrasi resonansi. Maka dalam menentukan penambahan stifness atau penambahan berat suatu komponen yang beresonansi, perlu diketahui terlebih dahulu berapa sesungguhnya frekuensi resonansi yang terjadi.

Alternatif lain yang tidak langsung dapat mengurangi vibrasi karena resonansi, ialah dengan melakukan balansing dan atau alignment. Meskipun kedua cara ini tidak langsung mengatasi resonansi, tapi dapat mengurangi gaya-gaya yang membuat vibrasi resonansi.

Masalahnya apakah hasil vibrasinya cukup memuaskan untuk tidak perlu mengambil cara perbaikan lainnya, tergantung dari besarnya kekakuan komponen dalam meredam vibrasi.

SGS/MRG/UNJ/2010 51


ANALISA VIBRASI

II

Resonansi sudu.

Pada turbin uap dan turbin gas, resonansi sudu dapat terjadi meskipun agak jarang ditemui. Dalam pendesainan' sudu, frekuensi dirinya tidak boleh sama dengan putaran nominal mesin. Tapi adakalanya setelah sudu-sudu tersebut dipasang, satu atau beberapa grup sudu mengalami resonansi. Resonansi sudu terjadi pada frekuensi tinggi dengan tidak mempunyai angka tertentu. Penempatan transducer untuk pengambilan data diletakkan pada casing turbin.

Tidak ada cara untuk dapat mengetahui apakah telah terjadi retak atau patah pada sudu-sudu turbin dalam keadaan beroperasi. Tapi dapat dicurigai apabila vibrasi turbin yang pada mulanya tinggi, setelah beberapa waktu turun menjadi stabil tanpa dilakukan perbaikan. Maka bisa kemungkinan sudu telah retak atau patah, yang mengakibatkan frekuensi diri berubah tidak lagi sama dengan putaran mesin.

Lihat Gambar 32. Pada gambar atas adalah bentuk spektrum vibrasi sudu. Sedangkan gambar bawah setelah perbaikan atau penggantian sudu.

Gambar 32

3.4.9. Vibrasi karena putaran minyak pelumas (Oil Whirl)

Vibrasi ini terjadi pada journal bearing, yang hanya terjadi pada mesin-mesin dengan sistem pelumasan minyak bertekanan, serta mesin putaran tinggi (di atas putaran kritis pertama).Lihat Gambar 33.

SGS/MRG/UNJ/2010 52


ANALISA VIBRASI

II

Gambar 33

Selama berputar, poros di dalam bearing akan bergerak-gerak cenderung terangkat ke atas pada satu sisi rongga bearing.

Makin besar clearance yang terjadi antara poros dan bearing makin jauh gerakannya. Karena keterangkatannya itu, minyak akan mengisi clearance antara poros dengan linning bearing bagian bawah.

Minyak ini mendapat tekanan dari poros karena beratnya, sehingga ada lapisan minyak yang menempel pada poros dan ikut berputar. Oleh karena minyak ini juga melapisi linning yang tidak berputar, maka putarannya adalah putaran rata-rata poros dan linning yaitu 50% putaran poros. Tetapi karena adanya faktor gesekan, maka putarannya akan kurang sedikit daripada itu. Gaya putaran minyak pelumas ini akan menimbulkan vibrasi dengan frekuensi antara 43% s.d. 48% rpm poros.Oil Whirl dapat disebabkan oleh :

- Desain bearing tidak sesuai dengan beban statik poros yang terlalu kecil.

- Kerenggangan (clearance) antara poros dengan bearing terlalu besar disebabkan keausan bearing.

- Bertambahnya tekanan minyak pelumas.- Bertambahnya viskositas minyak pelumas.

Adakalanya indikasi. vibrasi oil whirl (frekuensi 45% rpm) pada bearing terjadi bukan karena penyebab itu sesungguhnya, tapi disebabkan oleh vibrasi "background" sekitar mesin, yang kebetulan frekuensinya sama dengan ciri yang dimiliki oleh oil whirl. Misalnya ada mesin di sekitar yang putarannya setengah daripada putaran mesin yang diamati.

Selain daripada itu, bisa juga terjadi resonansi pada pipa atau pondasi mesin yang ditimbulkan oleh turbulensi aliran fluida.

Hal mana secara kebetulan frekuensinya sama dengan frekuensi oil whirl. Jadi sebelum memutuskan vibrasi karena Oil Whirl, perlu dilakukan pemeriksaan vibrasi lain di sekitarnya

3.4.10. Vibrasi karena gesekan (rubbing).

SGS/MRG/UNJ/2010 53


ANALISA VIBRASI

II

Gesekan antara bagian yang berputar dengan bagian yang tetap disebut rubbing. Gesekan ini bisa terjadi secara terputus-putus (intermitent) atau secara terus menerus (continue) selama berputar.

Vibrasi yang ditimbulkannya dapat diketahui dengan cara sebagai berikut :

Misalkan putaran turbin uap pada 3.000 rpm mempunyai amplitude dan sudut fase pada besaran tertentu. Jika putaran diturunkan menjadi 1.500 rpm, kemudian dinaikkan lagi menjadi 3.000 rpm, maka amplitude dan (atau) sudut fase tersebut besarnya tidak sama lagi dengan pengukuran pada putaran 3.000 rpm sebelumnya. Maka dapat disimpulkan bahwa rotor turbin terjadi gesekan (rubbing) dengan stator, atau poros dengan labirin-labirinnya.

Frekuensi vibrasi bisa 2x rpm, atau tinggi sekali jika disertai resonansi pada bagianbagian yang bergerak.

3.4.11. Vibrasi karena menambahkan (beat).

Vibrasi ini terjadi karena adanya gaya-gaya vibrasi yang saling menjumlah dan saling mengurangi secara berulang, dari dua buah atau beberapa mesin yang berdekatan di atas satu rangka pondasi yang sama. Kejadian ini biasanya terjadi jika putaran dari mesin-mesin itu tidak sama.

Misalkan ada dua buah pompa di atas satu rangka pondasi mempunyai putaran 3.000 rpm dan 2.500 rpm. Maka vibrasi masing-masing pompa akan saling berinteraksi satu sama lain.

Gaya sentrifugal kedua pompa pada saat tertentu mempunyai arah yang sama, tapi juga mempunyai arah yang berlawanan pada saat lainnya. Hal ini dikarenakan putaran kedua pompa tersebut tidak sama besar, sehingga pompa yang putarannya lebih tinggi mempunyai putaran relatif terhadap pompa yang putarannya lebih rendah. Dengan demikian pada posisi putaran rotor tertentu, gaya sentrifugal keduanya akan searah dan pada posisi lainnya akan berlawanan.

Frekuensi vibrasi yang ditimbulkan oleh masalah ini adalah penjumlahan kedua putaran (3.000 2.500 = 5.500 cpm) atau selisihnya (3.000 - 2.500 = 500 cpm.).

4. ANALISA FASE

Selain menyatakan kondisi parameter vibrasi, sudut fase juga dapat digunakan untuk mengidentifikasi masalah-masalah penyebab vibrasi. Penggunaan sudut fase dalam analisa vibrasi, lebih ditujukan untuk lebih memperjelas penyebab vibrasi yang telah ditentukan, daripada baru mau mencarinya. Pada tabel 4.2 Bagian 3 dapat dilihat penggunaan sudut fase selain frekuensi dalam meyakinkan penyebab vibrasi. Pada bab ini akan dibicarakan penggunaan sudut fase selain dari apa yang tertera pada Tabel 4.2.

SGS/MRG/UNJ/2010 54


ANALISA VIBRASI

II

4.1. Misalignment dan poros bengkok.

Seperti telah dijelaskan pada bab sebelumnya, bahwa karakter vibrasi akibat misalignment atau poros bengkok adalah vibrasi axial yang besarnya lebih dari separuh vibrasi radial pada pengukuran di bearing. Untuk lebih mengetahui apa penyebab misalignment atau poros bengkok dan di mana lokasinya, maka digunakan analisa fase sebagai berikut.

4.1.1. Kebengkokan poros yang terjadi di sekitar bearing.

Gambar 34A Gambar 34B

Pada gambar 34A diperlihatkan empat titik pengukuran vibrasi secara axial pada suatu rumah bearing. Dengan menggunakan Filter In pada Frekuensi 1x rpm, sinari poros dengan lampu strobo, agar Mark (tanda panah) yang telah ditandai pada poros tampak berhenti pada suatu posisi; dimana posisi ini menunjukkan besarnya sudut fase. Skala sudut fase dibuat mengelilingi poros dengan menggunakan kertas, nol derajat dimulai dari sisi poros paling atas (titik 1) membesar searah jarum jam.

SGS/MRG/UNJ/2010 55


ANALISA VIBRASI

II

Apabila posisi Mark pada setiap titik pengukuran berbeda-beda, berarti bearing mengalami "twisting". Maka dapat disimpulkan bahwa terjadi bengkokan poros pada sekitar bearing, yang mengakibatkan bearing terpuntir akibat kelengkungan poros yang berputar tersebut. Lihat Gambar 34B.

4.1.2. Menentukan bagian poros yang bengkok dan misalignment.

Jika poros ditumpu oleh lebih dari dua buah bearing, maka untuk menentukan pada bagian mana jika terjadi kebengkokan dapat dilakukan dengan analisa fase. Demikian juga halnya jika ada dua atau lebih kopling pada suatu poros, maka untuk menentukan pada kopling mana terjadi misalignment dapat ditentukan dengan cara yang sama.

Pengukuran dilakukan pada keempat titik axial pada semua rumah bearing seperti cara di atas; dan dicatat pada posisi mana Mark berhenti (sudut fase) dengan frekuensi 1x rpm.

Apabila arah transducer tidak memungkinkan untuk searah pada setiap bearing melainkan ada yang berlawanan"arah, maka sudut fase yang ditunjukkan oleh Mark harus dikoreksi sebesar 180'.

Apabila sudut fase yang didapat kurang dari 180°, maka dikoreksi dengan menambah 180°. Sedangkan jika yang didapat lebih besar dari 180 °, maka dikoreksi dengan mengurangi 180°.

Misal dari hasil pengukuran Mark berhenti pada posisi-posisi jam seperti pada Gambar 35.

SGS/MRG/UNJ/2010 56


ANALISA VIBRASI

II

Gambar 35

Pada gambar di atas dapat dilihat bahwa, antara bearing A dan B hampir tidak terdapat perbedaan fase yang berarti. Juga pada bearing C dan D. Tetapi antara bearing B dan C rata-rata terjadi perbedaan fase yang cukup besar (180°) dimana antara kedua bearing itu terdapat kopling. Maka dapat disimpulkan bahwa kopling yang terletak antara bearing B dan C mengalami misalignment. Jika perbedaan sudut fase yang cukup besar terjadi antara bearing A dan B atau C dan D, maka dapat disimpulkan bahwa terjadi kebengkokan poros antara kedua bearing. Atau kemungkinan lainnya ialah terjadi misalignment bearing pada salah satu atau kedua bearing tersebut.

Apabila pada semua bearing sudut fasenya relatif sama (tapi vibrasi axial lebih dari setengah vibrasi radial), maka besar kemungkinan terjadi resonansi pondasi arah axial pada frekuensi 1x rpm, atau unbalance jika rotor ditumpu secara "overhung".

SGS/MRG/UNJ/2010 57


ANALISA VIBRASI

II

4.2. Menentukan kerenggangan mekanis (looseness).

Penggunaan sudut fase dalam menentukan kerenggangan mekanis, khususnya digunakan pada bagian mana distruktur terjadi kerenggangan tersebut.

Gambar 36

Lihat Gambar 36. Pengukuran vibrasi dengan Filter In pada frekuensi 1x rpm, dilakukan pada ketiga titik seperti tampak pada gambar. Apabila perbedaan sudut fase antara salah satu titik atau ketiganya cukup besar, maka dapat disimpulkan terjadi kerenggangan antara bagianbagian yang berbeda sudut fasenya tersebut.

4.3. Menentukan ketidak balans.

Dalam menentukan ketidak balans, sudut fase digunakan untuk lebih memastikan adanya indikasi tersebut. Karena dari amplitude yang muncul pada frekuensi 1x rpm, maka dari karakteristik ini sesungguhnya hal itu telah dapat diketahui. Hanyalah apakah karakter ini tidak overlaping dengan indikasi-indikasi vibrasi lainnya; seperti misalignment yang bisa juga terjadi pada frekuensi 1x rpm, maka perlu dicari karakteristik selain daripada itu yang dapat mendukung.

Pengukuran displacement dengan Filter In pada frkuensi 1x rpm pada posisi vertikal dan horizontal, dilakukan dengan mencatat besar sudut fasenya masing-masing. Apabila perbedaan sudut fase tersebut sebesar 90', maka dapat disimpulkan bahwa terjadi ketidak balans pada rotor yang diukur. Hal ini disebabkan oleh "heavyspot" (gaya ketidak balans) yang berputar bersama dengan poros, mendorong transducer vertikal dan horizontal dengan beda posisi 90°.

SGS/MRG/UNJ/2010 58


ANALISA VIBRASI

II

4.4. Menentukan adanya resonansi.

Pada bagian sebelumnya telah diuraikan bahwa, pada saat rolling startup dan startdown ketika putaran poros sama dengan frekuensi diri dari salah satu komponen mesin atau struktur, maka sudut fase akan berubah 180° disertai "peak amplitude". Peristiwa ini disebut resonansi.

Apabila putaran kerja mesin sama atau dekat dengan frekuensi diri struktur (pondasi, suport dsb), maka akan terjadi resonansi selama mesin beroperasi.

Indikasi ini dapat diketahui apabila perbedaan amplitude arah vertikal dan horizontal sangat besar (lebih dari 5x), sedangkan arah yang mempunyai amplitude terbesar adalah menunjukkan arah resonansinya.

Penggunaan sudut fase untuk lebih memastikan gejala resonansi tersebut ialah, lakukan pengukuran vibrasi arah vertikal dan horizontal pada komponen mesrn atau struktur yang hendak diamati pada frekuensi 1x rpm. Apabila sudut fase pada kedua pengukuran tersebut relatif sama atau berlawanan 180°, maka dapat disimpulkan bahwa putaran mesin beresonansi terhadapnya.

5. ANALISA BENTUK MODE

SGS/MRG/UNJ/2010 59


ANALISA VIBRASI

II

Mode dalam pengertian ini adalah bentuk kelenturan yang diderita oleh suatu mesin, pipa, struktur (pondasi), support dan komponen-komponen lainnya yang dibentuk oleh vibrasi mengikuti pola daripada arah gerakan vibrasi tersebut. Analisa Bentuk Mode berguna untuk mengetahui dimana daerah komponen yang lemah, memastikan adanya resonansi dan menentukan dimana Nodal Point (titik dimana terjadi amplitude terkecil).

Berbeda dengan Analisa Fase dimana yang diukur hanya sudut fasenya saja, pada Analisa Bentuk Mode pengukuran meliputi sudut fase dan amplitude.

5.1. Bentuk mode struktur (pondasi).

Apabila amplitude vertikal pada bearing jauh melebihi amplitude horizontal, maka kemungkinan yang terjadi adalah melemahnya struktur atau terjadi resonansi struktur. Untuk lebih meyakinkan hal ini, bentuk mode struktur diperlukan. Pengukuran amplitude dan sudut fase sepanjang struktur, dilakukan pada titik-titik yang kita tentukan dengan selang jarak yang pendek-pendek.

Gambar 37A

SGS/MRG/UNJ/2010 60


ANALISA VIBRASI

II

Gambar 37B

Gambar 37C

Gambar 37D

SGS/MRG/UNJ/2010 61


ANALISA VIBRASI

II

Gambar 37A adalah suatu struktur yang menopang mesin beserta titik -titik pengukuran yang kita tentukan. Lakukan pengukuran amplitude (dipilih parameter yang sesuai) dan sudut fase dengan Filter In pada frekuensi 1x rpm pada setiap titik-titik pengukuran tersebut. Gambarkan sketsa struktur itu dengan suatu skala, dan gambarkan seluruh amplitude yang telah didapat dalam satuan panjang, dengan arah yang telah ditentukan oleh sudut fase (digambarkan arah vertikal).

Lihat Gambar 37B dan 37C. Kedua gambar ini memperlihatkan dua jenis kemungkinan bentuk mode yang dapat terjadi. Arah panah dari amplitude-amplitude itu menunjukkan arah sudut fase. Dengan menghubungkan ujung-ujung panah tersebut, maka akan didapat bentuk mode yang terjadi.

Gambar 37B memperlihatkan dua daerah lenturan terbesar yang masing-masing membentuk setengah sinusoidal searah. Arah ini ditentukan oleh pengukuran sudut fase pada kedua daerah tersebut yang secara keseluruhan arahnya sama. Nodal point berada di tengah memisahkan kedua lenturan itu. Maka dapat dilihat bahwa ada dua daerah lemah pada struktur, yaitu pada kedua daerah puncak sinusoidal tersebut.

Gambar 37C memperlihatkan kemungkinan lain dari jenis lenturan yang dapat terjadi. Bentuknya hampir sama dengan gambar 37B, tapi arah sudut fase pada kedua daerah lenturan secara keseluruhan membentuk satu sinusoidal penuh. Bentuk ini menunjukkan pondasi terjadi resonansi tingkat kedua pada arah vertikal, dimana nodal point terjadi pada daerah yang membagi dua sinusoidal tersebut.

Resonansi tingkat pertama terjadi apabila amplitude sepanjang struktur itu membentuk setengah sinusoidal penuh, yang berarti tidak terjadi perubahan arah sudut fase dan tidak ada nodal point. Dengan demikian amplitude terbesar atau daerah struktur terlemah menerima vibrasi terjadi di tengah, dimana terdapat puncak setengah sinusoidal tersebut.

Nodal point dapat mengarahkan kita dalam melakukan perbaikan atau penguatan suatu struktur.

Apabila penguatan dilakukan pada daerah nodal point, maka tidak akan terjadi perbaikan yang diharapkan. Pada gambar 37D diperlihatkan kesalahan memasang rangka penguat pada struktur, karena pemasangannya dilakukan pada nodal point, bukan pada 'daerah-daerah dimana terjadi amplitude maximum, yaitu daerah dimana struktur mengalami kelemahan.

5.2. Bentuk mode suport.

Analisa Bentuk Mode pada suport dilakukan jika amplitude horizontal pada bearing, jauh melebihi amplitude vertikal. Hal ini menunjukkan melemahnya suport atau terjadi resonansi suport. Untuk lebih meyakinkannya, bentuk mode suport perlu diketahui.

SGS/MRG/UNJ/2010 62


ANALISA VIBRASI

II

Gambar 38A

Gambar 38B

SGS/MRG/UNJ/2010 63


ANALISA VIBRASI

II

Gambar 38C

Gambar 38A memperlihatkan bentuk mode suport (garis putus-putus) yang diukur dari permukaan lantai ke atas. Dari permukaan lantai hingga bagian alas rumah bearing, besarnya amplitude sama (sudut fase tidak diukur). Tapi dari alas rumah bearing ke atas, amplitude berangsur membesar. Hal ini dimungkinkan karena

melemahnya rumah bearing atau terjadi resonansi bearing.

Gambar 38B adalah bentuk mode suport, dimana amplitude dari permukaan lantai hingga alas rumah bearing sama besar. Tapi pada alas rumah bearing mendadak besar hingga ke atas. Hal ini dimungkinkan oleh melemahnya pelat alas dudukan rumah bearing, atau resonansi pada baut pengikat rumah bearing.

Gambar 38C menunjukkan amplitude membesar dari permukaan lantai proporsional dengan ketinggian pondasi. Kemungkinan hal ini disebabkan oleh lemahnya pondasi, atau berkurangnya'daya tahan tanah dalam menopang suport diatasnya.

5.3. Analisa bantuk mode mesin.

Mesin-mesin yang dapat diukur bentuk modenya, adalah mesin yang berukuran panjang dengan tidak ada penopang ditengahnya. Dari segi konstruksi, mesin yang berbentuk demikian mudah terjadi kelemahan pada bagian-bagian tertentu akibat vibrasi. Contohnya adalah pompa-pompa vertikal, mesin roll dan sebagainya.

Apabila amplitude horizontal pada bearing jauh melebihi , amplitude vertikalnya, maka Analisa Bentuk Mode diperlukan untuk meyakinkan apakah terjadi resonansi, atau pada bagian mana dari mesin yang terlemah menerima vibrasi.

SGS/MRG/UNJ/2010 64


ANALISA VIBRASI

II

Gambar 39A

Gambar 39B Gambar 39C

SGS/MRG/UNJ/2010 65


ANALISA VIBRASI

II

Gambar 39D Gambar 39E

Pada gambar di atas diperlihatkan satu contoh pompa vertikal (Gambar 39A) beserta kemungkinan-kemungkinan bentuk mode yang dapat terjadi (amplitude dan arah panah sudut fase).

Gambar 39B dan 39C, memperlihatkan bentuk mode yang . menunjukkan terjadi resonansi tingkat pertama dan tingkat kedua pada pompa.

Gambar 39D menunjukkan lemahnya pondasi atau tanah penopang pondasi.

Sedangkan Gambar 39E menyatakan terjadinya resonansi pada pondasi.

SGS/MRG/UNJ/2010 66


ANALISA VIBRASI

II

6. STUDI KASUS VIBRASI.

Pada bab-bab sebelumnya telah dibahas bagaimana mengenal kerusakan-kerusakan mesin dari karakter vibrasinya. Contohcontoh yang diberikan adalah kejadian-kejadian yang umum sering terjadi rii lapangan. Pada bab ini akan dibahas beberapa contoh yang unik dari kejadian-kejadian yang pernah terjadi, yang dapat memperluas pengetahuan kita dalam menganalisa vibrasi mesin.

6.1. Olakan minyak pelumas di bearing (Oil Whirl).

Permasalahan :

Sebuah turbin uap 500 MW dengan putaran 3600 rpm. Pada waktu startup, turbin kadangkala trip pada putaran 2880 rpm, disebabkan bekerjanya sensor trip akibat tingginya vibrasi pada bearing sisi generator.

Pengamatan :

Dilakukan pengukuran Amplitude vs Frekuensi pada bearing tersebut di atas. Pada saat putaran mencapai (mendekati) 2880 rpm, spektrum Amplitude vs Frekuensi diambil datanya. Lihat Gambar 40.

Kesimpulan dan Tindakan :

Pada Gambar 40, tampak pada frekuensi 1440 rpm (0,5 x 2880 rpm) terjadi amplitude tinggi sebesar 6,7 mils. Hal ini adalah karakter yang dimiliki olahan minyak pelumas (Oil Whirl) yang terjadi pada bearing. Bearing tersebut ditambahkan shim setebal 7 mils agar lebih terangkat. Ternyata vibrasi pada frekuensi 1440 rpm tersebut menjadi 0,2 mils yang berarti sudah cukup aman. Peristiwa ini terjadi berbarengan antara misalignment bearing akibat "soft foot" dengan oil whirl akibat tekanan terhadap poros cukup besar karena misalignment tersebut.

SGS/MRG/UNJ/2010 67


ANALISA VIBRASI

II

Gambar 40

6.2. Aliran uap masuk turbin tidak merata (part admission).

Permasalahan :

Ketika overhaul suatu turbin uap 650 MW, ditemukan keretakan pada empat buah sudu jalan yang berurutan di tingkat pertama (curtis). Karena unit harus segera beroperasi, maka dilakukan tindakan sementara yaitu memotong sudu -sudu yang retak tersebut (4 buah). Agar supaya rotor turbin tetap balans, maka sudu-sudu yang berseberangannya (lawannya) dipotong juga dengan jumlah yang sama.

Setelah turbin dioperasikan, ternyata vibrasi turbin menjadi besar.

Pengamatan :

Vibrasi filter out terbesar pada bearing di daerah pedestal, yaitu sebesar 4,2 mils dan 8,4 mils masingmasing pada beban 350 MW dan 500 MW dengan pembukaan katup regulasi sebesar 3/4 admisi. Sedangkan vibrasi yang diijinkan pada beban-beban tersebut adalah 4,5 mils dan 5 mils. Dari hasil pengukuran Amplitude vs Frekuensi, diketahui terjadi Amplitude tinggi pada 2x rpm sebesar 5 mils pada beban 500 MW.

SGS/MRG/UNJ/2010 68


ANALISA VIBRASI

II


Vibrasi pada 2x rpm disebabkan oleh adanya dua buah daerah kosong pada rangkaian sudu-sudu jalan tingkat pertama, yaitu sebanyak 2 grup (2x 4 buah sudu). Kedua daerah kosong ini selama berputar melewati daerah admisi aktif terbuka dan admisi non aktif tertutup. Hal ini menyebabkan terjadinya turbulensi aliran uap sebanyak 2x pada setiap perputaran, yang menimbulkan vibrasi pada frekuensi 2x rpm.

Untuk mengatasi vibrasi tersebut, maka turbin dioperasikan pada admisi penuh, sehingga aliran uap tidak dikejutkan dengan adanya daerah admisi aktif dan non aktif tersebut.

Dari hasil pengamatan ternyata vibrasi filter out turun dari 8,4 mils menjadi 2,3 mils pada beban 500 MW, dan dari 5 mils menjadi 0,5 mils pada frekuensi 2x rpm.

6.3. Resonansi pondasi.

Permasalahan :

Sebuah pompa baru terpasang di atas pondasi beton, hendak diukur vibrasinya. Ternyata vibrasi cukup besar, sehingga perlu diadakan pengukuran Amplitude vs Frekuensi untuk analisa.

Pengamatan :

Dari spektrum Amplitude vs Frekuensi, menunjukkan bahwa Amplitude tertinggi terjadi pada 7200 cpm (1x rpm) arah horizontal sebesar 0,6 in/s (1,6 mils) (lihat Gambar 41a). Setelah pompa dimatikan, pondasi ternyata mengalami vibrasi cukup besar, yang berasal dari mesin disel yang terletak beberapa meter dari pompa. Maka dilakukan test resonansi pada pondasi yaitu dengan bump test.

Pompa dipukul berulang-ulang dengan martil sambil diukur spektrum Amplitude vs Frekuensinya.

Dari spektrum itu Amplitude tertinggi terjadi pada frekuensi 7725 cpm (Lihat Gambar 41b) yang berarti menyatakan frekuensi diri dari pondasi tersebut.

SGS/MRG/UNJ/2010 69


ANALISA VIBRASI

II

Gambar 41a

SGS/MRG/UNJ/2010 70


ANALISA VIBRASI

II

Gambar 41b


Dapat disimpulkan bahwa telah terjadi resonansi pada pondasi, karena frekuensi penyebab vibrasi (putaran pompa) hampir sama dengan frekuensi diri pondasi pompa, yaitu masing-masing sebesar 7200 cpm dan 7725 cpm.

Untuk itu perlu dilakukan pengerasan pondasi, agar frekuensi dirinya berubah jauh dari frekuensi penyebab vibrasi.

6.4. Vibrasi Kavitasi.

Permasalahan :

Dua buah pompa air laut pendingin kondesor bekerja paralel. Jika salah satu yang beroperasi, maka vibrasi horizontal dan axial tinggi.

Pengamatan :

Karena vibrasi telah diketahui tinggi jika salah satu pompa yang bekerja, maka dilakukan pengukuran Amplitude vs Frekuensi.

Pada Gambar 42 menunjukkan bahwa Amplitude tidak mempunyai harga "frekuensi yang merupakan perkalian terhadap putaran. Indikasi ini menunjukkan penyebab vibrasi adalah turbulensi atau kavitasi.

Setelah data operasi pompa diteliti ternyata back pressure hanya 10 ft, sedangkan untuk design seharusnya 38 ft.

SGS/MRG/UNJ/2010 71


ANALISA VIBRASI

II


Karena back pressure terlalu kecil, maka terjadi kavitasi. Untuk penanganan sementara pada operasi satu pompa katup discharge tidak dibuka penuh. Hal ini agar back pressure pompa naik, sehingga kavitasi dapat dikurangi atau hilang sama sekali.

Gambar 42

6.5. Vibrasi karena ketidak balans.

Permasalahan :

Sebuah FD Fan mempunyai vibrasi yang.tinggi pada kedua bearingnya, yaitu masing-masing sebesar 10 mils dan 5 mils arah horizontal.

Pengamatan :

Dari hasil pengukuran Amplitude vs Frekuensi, diketahui bahwa vibrasi terbesar pada 1x rpm arah horizontal. Maka dapat disimpulkan bahwa fan tidak balans. Kemungkinan tidak balans disebabkan oleh deposit yang menempel pada sudu-sudu fan. Setelah sudu-sudu dibersihkan fan distart kembali, ternyata vibrasi naik .menjadi.20 mils dan 8 mils.

SGS/MRG/UNJ/2010 72


ANALISA VIBRASI

II

Maka dilakukanlah balansing dengan menambahkan trial weight yang diperkirakan cukup sepadan. Setelah fan distart lagi untuk melihat efek trial weight tersebut, ternyata vibrasi makin tinggi yaitu mencapai 80 mils.


Dari gejala-gejala yang ditunjukkan, dapat disimpulkan bahwa fan sangat sensitif terhadap perubahan ketidakbalans. Kemungkinan ini disebabkan oleh putaran fan dekat dengan frekuensi pribadi penopangnya, yaitu kombinasi dari bearing support pondasi. Untuk lebih meyakinkan hal ini bisa diadakan test resonansi terhadap penopang fan tersebut.

Maka untuk perbaikannya, frekuensi bearing pondasi perlu dirubah dengan memberikan perkekuatan. Melihat vibrasi horizontalnya yan -g tinggi, maka perkekuatan dilakukan terhadap arah horizontal.

6.6. Vibrasi Aerodinamis.

Permasalahan :

Suatu fan cooling tower pada PLTP sering mengalami penggantian bearing dan gangguan pada sistem roda giginya. Poros pemutar fan cukup panjang karena motor penggerak berada di tepi cooling tower, sedangkan sistem roda gigi berada pada pusat lingkaran cooling tower di pusat fan. Lihat Gambar 43.

Pengamatan :

Dilakukan pengukuran Amplitude vs Frekuensi pada bearing motor penggerak. Spektrum yang didapat menunjukkan vibrasi muncul pada frekuensi jumlah daun fan- kali putarannya.

Gambar 43


SGS/MRG/UNJ/2010 73


ANALISA VIBRASI

II

Spektrum yang ditunjukkan sebesar frekuensi n x rpm (n = jumlah daun fan), berarti terjadi vibrasi aerodinamis pada fan. Setelah diadakan penelitian dapat disimpulkan bahwa aliran udara yang diisap oleh fan mengalami gangguan ketika daun fan melewati tepat di atas poros pemutar.

Gangguan ini disebabkan terhalangnya aliran udara karena poros dan lebih diperburuk lagi karena poros berputar, sehingga memberikan pusaran udara di sekitarnya yang bertabrakan dengan aliran udara yang diisap oleh fan.

Untuk mengatasi hal ini jarak daun-daun fan dengan poros pemutar lebih diperpanjang.

6.7. Vibrasi karena aliran listrik.

Permasalahan :

Bearing pada suatu turbin PLTU sering mengalami kerusakan yang diakibatkan pitting dan sedikit material permukaan bearing hilang terlepas.

Kesimpulan sementara kerusakan terjadi karena minyak pelumas kurang baik mutunya.

Tetapi setelah diteliti di laboratorium, minyak pelumas dalam kondisi baik dan sistem lubrication oil setelah diperiksa bekerja dengan baik pula.

Pengamatan :

Dilakukan pengukuran Amplitude vs Frekuensi pada bearing yang terparah kerusakannya.

Dari hasil beberapa kali pengambilan/ pengukuran, kadang-kadang muncul vibrasi yang tidak harmonik (tidak beraturan seperti penyebab turbulensi) dan kadang-kadana hilang atau normal.

Pada suatu ketika dalam keadaan agak remang-remang (malam) terlihat antara bearing dengan poros sekali-kali mengeluarkan cahaya-cahaya kecil seperti kilat (api las).


Kadang-kadang terjadi ketidakseimbangan tegangan listrik dari generator yang memberikan listrik statis ke ground. Listrik statis ini melewati poros turbin yang mana tahanan terendah berada pada clearance antara poros dengan bearing, sehingga terjadi loncatan api.

Untuk mengatasi hal ini dipasang sikat pada beberapa tempat di poros yang dihubungkan ke ground.

Catatan :

SGS/MRG/UNJ/2010 74


ANALISA VIBRASI

II

Vibrasi karena aliran listrik ini pada awalnya sulit ditentukan, biasanya mulai diambil tindakan setelah bearing beberapa kali rusak dengan keadaan pitting dan terlepas material permukaannya.

Pendeteksian awal masalah ini dapat diamati dengan menggunakan Non contect Transducer. Displacement yang ditunjukkan sering berubah-ubah karena terjadi gangguan medan listrik yang dikeluarkannya disebabkan listrik statis yang melewati poros tersebut.

Tetapi kadang-kadang cara inipun sulit untuk mendeteksinya.

SGS/MRG/UNJ/2010 75

Teori Vibrasi Ok

Documents

Transcript of Teori Vibrasi Ok