TUGAS AKHIR
MENENTUKAN LAJU KERUSAKAN/KEGAGALAN PADA POMPA DENGAN MENGGUNAKAN METODE FMEA & RCM
diajukan guna menyelesaikan program studi di Jurusan Teknik Mesin ( S1 ) Fakultas Teknologi Industri Universitas Mercu Buana
Nama
: BUDI LISTIYONO
Nim
: 01301 - 023
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI UNIVERSITAS MERCU BUANA 2007
i
LEMBAR PENGESAHAN
TUGAS AKHIR
MENENTUKAN LAJU KERUSAKAN/KEGAGALAN PADA POMPA DENGAN MENGGUNAKAN METODE FMEA & RCM Diajukan untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam menempuh gelar Sarjana Strata satu (S-1)
Tugas ini telah diperiksa dan disetujui oleh :
Pembimbing Tugas Akhir
Pembimbing Utama
Pembimbing Kedua
(Ir. Alfino Alwie M. Sc)
(Ir. Yuriadi Kusuma M.Eng)
ii
LEMBAR PENGESAHAN
TUGAS AKHIR
MENENTUKAN LAJU KERUSAKAN/KEGAGALAN PADA POMPA DENGAN MENGGUNAKAN METODE FMEA & RCM Diajukan untuk memenuhu salah satu persyaratan dalam menempuh gelar Sarjana Strata satu (S-1)
Tugas ini telah diperiksa dan disetujui oleh :
Koordinator Tugas Akhir,
(Nanang Ruhiyat,ST.MT)
iii
LEMBAR PERNYATAAN
Saya yang bertanda tangan dibawah ini :
NAMA
: BUDI LISTIYONO
NIM
: 01301-023
JURUSAN
: TEKNIK MESIN
FAKULTAS
: TEKNOLOGI INDUSTRI
PERGURUAN TINGGI
: UNIVERSITAS MERCU BUANA
Menyatakan dengan sesungguh – sungguhnya dan sebenar – benarnya bahwa Tugas Akhir yang saya buat dan susun ini adalah hasil pemikiran serta karya saya sendiri. Tugas Akhir ini tidak dibuat oleh pihak lain, duplikat baik sebagian atau keseluruhan. Kutipan – kutipan diambil hanya dari referensi yang telah disebutkan sumbernya.
Jakarta, Maret 2007 Yang membuat pernyataan
(BUDI LISTIYONO)
DAFTAR ISI Halaman Judul ................................................................................................... i Lembar Pengesahan .......................................................................................... ii Abstraksi ............................................................................................................ iii Kata Pengantar ................................................................................................... iv Daftar Isi ............................................................................................................ vi Daftar Lampiran ................................................................................................. xv BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ............................................................................ 1 1.2 Identifikasi Permasalahan.. ......................................................... 3 1.3 Pembatasan Masalah.……........................................................... 4 1.4 Tujuan Penelitian …..................................................................... 4 1.5 Metode Penelitian..... ................................................................... 4 1.6 Sistematika Penulisan .................................................................. 5 BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Jenis-jenis Pompa ......................................................................... II-1 2.2 Proses kerja Pompa Sentrifugal .....................................................II-3 2.3 Bagian-bagian Pompa Sentrifugal ................................................ II-3 2.4 Menurut Jumlah Tingkat ...............................................................II-4 2.4.1 Menurut Letak Poros................................................................. II-5 2.5 Kecepatan Aliran ………………................................................. II-7 2.6 Kavitasi…………….................................................................... II-10
2.7 Pengertian dan Tujuan Perawatan ……………………………..
BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Kondisi Perusahaan...................................................................... III-1 3.2 Langakah Penelitian................................................................. III-1 3.3 Kehandalan (Reliability)..................................................................... III-1 3.3.1 Faktor yang Mempengaruhi Kehandalan............................................. III-2 3.4 Tingkat Kegagalan MTTF,MTBF......................................................... III-2 3.5 Reliability Centred Maintenance (RCM) ......................................................... III-2 3.6 Failure Mode and Effect Analysis (FMEA)................................................ III-3 3.7 Reliability Block Diagram (RBD).......................................... III-3 3.8 Analisa Penyebab Kerusakan pada Pompa........................................ III-4 3.9 Kalkulasi Menentukan Laju Kegagalan ............................................... III-5 3.10 Data Part Reject atau Rusak .................................... III-6 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Pengumpulan Data ..................................................................... IV-1 4.2 Pengolahan Data ........................................................................ IV-1 4.2.1 Define (pendefinisian) .......................................................... IV-1 4.2.1.1 Pemilihan Proses ............................................................ IV-1 4.2.1.2 Diagram Aliran Proses ................................................... IV-9 4.2.1.3 Pembuatan Diagram Masukan-Proses-Keluaran (Input-Process-Output) ................................................... IV-24 4.2.2 Measure (Pengukuran).......................................................... IV-24
4.2.2.1 Pengidentifikasian Karakteristik Kualitas (Critical To Quality/CTQ) .............................................. IV-25 4.2.2.2 Uji Normalitas ................................................................ IV-26 4.2.2.3 Pembuatan Peta Kendali Pada Lini Final D ................... IV-32 4.2.2.4 Pembuatan Peta Kendali Pada Lini Top Cabinet dan CD-changer .............................................................. IV-37 4.2.2.5 Perhitungan Indek Kapabilitas Proses............................. IV-43 4.2.2.6 Penentuan Level Sigma................................................... IV-45 4.2.2.6.1 Penentuan Level Sigma untuk Lini Final D ................ IV-45 ix 4.2.2.6.2 Penentuan Level Sigma untuk Lini Top Cabinet dan CD-changer .................................................................. IV-47 4.2.3 Analyze (Analisis) ...................................................................... IV-50 4.2.3.1 Pengidentifikasian Sumber-sumber dan Akar Penyebab Dominan ......................................................... IV-50 4.2.3.2 Pembuatan Failure Mode and Effect . Analysis (FMEA) ........................................................... IV-53 4.2.3.3 Perhitungan Biaya Kegagalan Kualitas (cost of poor quality).................................................................... IV-55 4.2.4 Perbaikan (Improve) ............................................................. IV-56 4.2.4.1 Front Cacat .................................................................... IV-57 4.2.4.2 Open Close Noise ........................................................... IV-61 4.2.5 Pengendalian (Control) ........................................................ IV-62
BAB V PEMBAHASAN DAN ANALISA 5.1 Pembahasan ................................................................................ V-1 5.1.1 Define (Pendefinisian)........................................................... V-1 5.1.2 Measure (Pengukuran).......................................................... V-3 5.1.3 Analyze (Analisa) .................................................................. V-5 5.1.4 Improve (Pengembangan) ..................................................... V-6 5.1.5 Control (Pengendalian) ......................................................... V-6 5.2 Analisa ........................................................................................ V-6 5.2.1 Define (Pendefinisian)........................................................... V-6 5.2.2 Measure (Pengukuran).......................................................... V-9 5.2.3 Analyze (Analisa) .................................................................. V-13 5.2.4 Improve (Pengembangan) ..................................................... V-17 5.2.5 Control (Pengendalian) ......................................................... V-17 x BAB VI PENUTUP 6.1 Kesimpulan .................................................................................... VI-1 6.2 Saran .........................................................................................VI-3 Daftar Pustaka Lampiran
vii
DAFTAR TABEL
Tabel 4.1 Tabel Mode Kegagalan ................................................................... 42 Tabel 4.2 Tabel FMEA .................................................................................. 43 Tabel 4.3 Tabel FMEA .................................................................................. 44 Tabel 4.4 Tabel FMEA .................................................................................. 45 Tabel 4.5 Fungsi FMEA ................................................................................. 46 Tabel 4.6 Tabel Critical Matrik ...................................................................... 52 Tabel 5.2 Tabel Interval Maintenance ........................................................... 55
viii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1 Jenis pompa sentrifugal yang akan dibahas ............................... 3 Gambar 2.1 jenis-jenis pompa ........................................................................ 8 Gambar 2.2 Lintasan aturan cairan pompa sentrifugal .................................. 9 Gambar 2.3 Impeller jenis tertutup dan terbuka ............................................. 11 Gambar 2.4 Potongan rumah pompa volume ................................................. 13 Gambar 2.5 Komponen pada pompa sentrifugal ........................................... 14 Gambar 2.6 Pompa tingkat banyak ................................................................ 15 Gambar 2.7 Pompa jenis horizontal ............................................................... 15 Gambar 2.8 pompa jenis vertical ................................................................... 16 Gambar 3.1 Decision flow chart .................................................................... 25 Gambar 3.2 reliability blok diagram .............................................................. 33
PENDAHULUAN
1
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Bila kita perhatikan pompa-pompa di pasaran maka akan kita jumpai bahwa berbagai jenis pompa memang disediakan untuk bermacam-macam keperluan yang spesifik. Setiap disain selalu ada tujuan terapannya. Oleh karena itu sangat penting untuk dapat memilih pompa sebelum pemasangan dalam instalasi. Dan bila ditinjau dari pompanya, maka hal-hal yang perlu menjadi bahan pertimbangan adalah: a. Bagaimana jenis pompa yang mungkin dipergunakan. b. Bagaimana kesederhanaan disainnya. c. Apa dasar kebutuhannya, dan sampai dimana kemudahannya untuk diinstalasi. d. Bagaimana prinsip pengoperasiannya dalam kondisi-kondisi khusus yang mungkin timbul. e. Kesiapannya untuk dipergunakan akan memakan waktu beberapa lama dan kemudahan penggunaanya sejak start. f. Berapa efisiensinya dan beberapa efisien komersilnya.
PENDAHULUAN
2
Pompa yang telah beropersi dengan waktu yang cukup lama perlu dilakukan evalusi kehandalan untuk mengeatahui kehandalan penyebab
kegagalan/
kerusakan
sistem dan
masing-masing komponen.Kemanan
dan
keselamatan pengoprasian mesin indutri akan dapat terpenuhi jika system yang ada berfungsi sesuai dengan spesifikasi yang telah ditentukan. Hampir semua perusahan memerlukan pompa sebagai salah satu alat pendukung guna membantu kelancaran kegiatan produksi. Sebagai contoh pentingnya dalam kegiatan produksi adalah untuk memompa bahan baku yang berbentuk fluida kedalam proses produksi.Pada pompa umumnya sering tejadi kegagalan yang disebabkan karena komponen-komponen yang terdapat pada pompa menunjukan keausan dan memiliki umur pendek. Hal ini disebabkan karena pompa bekerja secara terus menerus hingga dapat menyebabkan terjadinya keausan pada komponen.Sehubungan dengan adanya kegagalan yang terjadi pada pompa maka perlu dilakukan analisa kehandalanya sehingga dapat mengidentifikasi bagaimana pompa mengalami kegagalan.Tujuan analisa kehandalan tersebut yaitu untuk dapat mengidentifikasi mode kegagalan, penyebab kegagalan dan dampak kegagalan komponen terhadap kondisi operasional perusahaan Analisa life time berbasis kehandalan yang digunakan yaitu analisa kualitatif menggunakan 2(dua) metode yaitu failure Mode and Effect Analisys (FMEA) dan Reliability Centred Miantenance (RCM).
PENDAHULUAN
3
Gambar 1.1. Jenis pompa Sentrifugal yang akan dibahas
1.2 Pokok Permasalahan Sebuah mesin memiliki berbagai macam part dan komponen yang sangat mempengaruhi beroperasinya mesin tersebut. Jikalau salah satu dari part dan komponen itu rusak atau bermasalah, dapat mengakibatkan mesin itu tidak dapat beroperasi sama sekali atau mesin beroperasi tetapi tidak dalam keadaan yang normal. Hampir semua perusahan memerlukan pompa sebagai salah satu alat pendukung guna membantu kelancaran kegiatan produksi. Sebagai contoh pentingnya dalam kegiatan produksi adalah untuk memompa bahan baku yang berbentuk fluida kedalam proses produksi. Dalam menjaga agar pompa dapat menghasilkan unjuk kerja yang maksimum perlu dilakukan tindakan pemeliharaan dan perawatan sehingga dapat memperkecil biaya pengeluaran perusahaan.
PENDAHULUAN
4
1.3 Pembatasan Masalah Dalam penyusunan Tugas Akhir ini penulis hanya membahas sebatas ruang lingkup “ Menentukan Laju Kerusakan/Kegagalan pada Pompa dengan Metode FMEA ( Failure Mode Effect Anayisis )& RCM (Reliability Centred Maintenance) di PT Dynaplast “ yang sekaligus merupakan judul dari penulisan ini.
1.4 Tujuan Penulisan Tujuan analisa ini yaitu untuk dapat mengidentifikasi mode kegagalan, penyebab kegagalan dan dampak
kegagalan komponen terhadap kondisi
operasional preusan.Dan Merupakan salah satu syarat perkuliahan di Jurusan Teknik Mesin Universitas Mercu Buana. Mengetahui lingkungan di PT. Dynaplast itu sendiri dan bagaimana dunia kerja yang sesungguhnya.
1.5 Metode Penulisan Dalam memperoleh data yang berhubungan dengan penulisan ini, digunakan metode penelitian : Studi literature, yaitu pengumpulan data dan analisa perhitungan dengan mempelajari teori-teori yang berhubungan dengan Tugas Akhir yang disusun. Studi lapangan, yaitu pengambilan data dari lapangan dan melihat langsung pengaplikasiannya.
PENDAHULUAN
5
Menggunakan metode-metode yang dipergunakan dalam menganalisa kegagalan suatu alat/sistem, salah satunya adalah FMEA (Failure Mode Effect Analisis) & RCM (Reliability Centred Maintenace) Konsultasi dan diskusi dengan dosen pembimbing dan teman-teman mahasiswa.
1.6 Sistematika Penulisan Sistematika penulisan yang digunakan mencakup keseluruhan isi penulisan yang diuraikan oleh masing – masing bab. Sistematika penulisan dibuat sebagai berikut : BAB I PENDAHULUAN Dalam bab ini membahas tentang latar belakang permasalahan, pokok permasalahan, pembatasan masalah, tujuan penulisan,
metode penulisan dan
sitematika penulisan. BAB II LANDASAN TEORI Dalam bab ini membahas tentang prinsip kerja pompa sentrifugal,serta apa dan bagaimana pompa dan juga fungsinya dan materi-materi yang berkaitan dengan pompa serta teori perawatan. BAB III METODOLOGI Dalam bab ini berisikan data-data kondisi operasi perusahaan, laju kerusakan dan langkah-langkah penulisan, serta metode Reliability Enginering yang akan digunakan untuk memecahkan permasalahan yang akan dibahas.
PENDAHULUAN
6
BAB IV ANALISA PEMBAHASAN Dalam bab ini membahas tentang menganalisa penyebab permasalahan (Laju Kegagalan) yang terjadi pada Pompa Sentrifugal , effect dari kegagalan tersebut, dan mengantisipasi atau mengatasi permasalahan / kegagalan tersebut. BABV KESIMPULAN DAN SARAN Dalam bab ini berisikan tentang kesimpulan–kesimpulan dan saran–saran yang didapat dari hasil pembahasan dan pengamatan penulis.
LANDASAN TEORI
7
BAB II LANDASAN TEORI
Pompa adalah suatu alat yang berfungsi untuk dan mengalirkan atau memindahkan fluida dari tempat satu ketempat yang lain yang diingankan melalui instalasi pipa dengan bantuan gaya yang dihasilkan oleh gerak putar dari impeller. Dalam menjalankan fungsinya ada beberapa faktor yang harus diperhatikan mulai dari jenis fluida yang akan dialirkan serta jarak dimana fluida akan dialirkan. Pompa yang akan dianalisa disini adalah pompa yang berfungsi untuk mengalirkan fluida kedalam Heat Exchanger, dimana fungsi fluida ini untuk mendinginkan fluida jenis lain (oil) yang terdapat didalam Tube pada heat exchanger tersebut. Maka untuk menjamin kestabilan aliran fluida maka diharapkan pompa bekerja secara normal guna kestabilan debit aliran fluida pada Heat Exchanger. Teori Dasar yang beraku secara umum Didalam sistem pompa besar tekananan yang terjadi tergantung kepada besarnya kerapatan fluida yang sesuai dengan persamaan tekananan (P) :
LANDASAN TEORI
8
P = .g.H (N/m) Dimana : P = Massa jenis zat cair (kg/m3) g = Gaya gravitasi 9,81 (m/det2) H = Beda tinggi tekanan permukaan (m) = Massa jenis air (Sularso,Haruo Tahara, Pompa & Compresor : 9) Pengaruh gesekan pada pipa mempengaruhi ketinggian yang akan dicapai dan agar kerugian gesekan tidak terlalu besar maka kecepatan fluida disesuaikan 2.1.
Jenis-Jenis Pompa Bagian ini menjelaskan berbagai jenis pompa. Pompa hadir dalam
berbagai ukuran untuk penggunaan yang luas. Pompa-pompa dapat digolongkan menurut prinsip operasi dasarnya seperti pompa dinamik atau pompa pemindahan positif
Gambar 2.1. Jenis-jenis pompa
LANDASAN TEORI
9
Pada prinsipnya, cairan apapun dapat ditangani oleh berbagai rancangan pompa. Jika berbagai rancangan pompa digunakan, pompa sentrifugal biasanya yang paling ekonomis diikuti oleh pompa rotary dan reciprocating. Walaupun, pompa perpindahan positif biasanya lebih efisien daripada pompa sentrifugal, namun keuntungan efisiensi yang lebih tinggi cenderung diimbangi dengan meningkatnya biaya perawatan. 2.2.
Proses kerja pompa sentrifugal Pompa sentrifugal merupakan salah satu peralatan yang paling sederhana
dalam berbagai proses pabrik. Cairan dipaksa menuju sebuah impeler oleh tekanan atmosfir, atau dalam hal jet
pump oleh tekanan buatan.Baling-baling impeler meneruskan energi
kinetik ke cairan, sehingga menyebabkan cairan berputar. Cairan meninggalkan impeler pada kecepatan tinggi. Impeler dikelilingi oleh volute casing atau dalam hal pompa turbin digunakan cincin diffuser stasioner. Volute atau cincin diffuser stasioner mengubah energi kinetik menjadi energi tekanan.
Gambar 2.2. Lintasan Aliran Cairan Pompa Sentrifugal
LANDASAN TEORI
2.3.
10
Bagian – bagian Pompa Sentrifugal Impeller ( Kipas ) Impeler merupakan cakram bulat dari logam dengan lintasan untuk aliran
fluida yang sudah terpasang. Impeler biasanya terbuat dari perunggu, polikarbonat, besi tuang atau stainless steel, namun bahan-bahan lain juga digunakan. Sebagaimana kinerja pompa tergantung pada jenis impelernya, maka penting untuk memilih rancangan yang cocok dan mendapatkan impeler dalam kondisi yang baik. Jumlah impeler menentukan jumlah tahapan pompa. Pompa satu tahap memiliki satu impeler dan sangat cocok untuk layanan head (=tekanan) rendah. Pompa dua tahap memiliki dua impeler yang terpasang secara seri untuk layanan head sedang. Pompa multi-tahap memiliki tiga impeler atau lebih terpasang seri untuk layanan head yang tinggi. Impeler dapat digolongkan atas dasar:
Arah utama aliran dari sumbu putaran: aliran radial, aliran aksial, aliran campuran Jenis hisapan: hisapan tunggal dan hisapan ganda Bentuk atau konstruksi mekanis: -
Impeler yang tertutup memiliki baling-baling yang ditutupi oleh penutup pada kedua sisinya. Biasanya digunakan untuk
pompa air, dimana
baling-baling seluruhnya mengurung air. Hal ini mencegah perpindahan air dari sisi pengiriman ke sisi penghisapan, yang akan mengurangi efisiensi pompa. Dalam rangka untuk memisahkan ruang pembuangan dari ruang penghisapan, diperlukan sebuah sambungan yang bergerak
LANDASAN TEORI
11
diantara impeler dan wadah pompa. Penyambungan ini dilakukan oleh cincin yang dipasang diatas bagian penutup impeler atau dibagian dalam permukaan silinder wadah pompa. Kerugian dari impeler tertutup ini adalah resiko yang tinggi terhadap rintangan. -
Impeler terbuka dan semi terbuka kemungkinan tersumbatnya kecil. Akan tetapi utnuk menghindari terjadinya penyumbatan melalui resirkulasi internal, volute atau back-plate pompa harus diatur secara manual untuk mendapatkan setelan impeler yang benar.
-
Impeler pompa berpusar/vortex cocok untuk bahan-bahan padat dan berserabut akan tetapi pompa ini 50% kuran efisien dari rancangan yang konvensional.
Gambar 2.3. Impeler Jenis Tertutup dan Terbuka
LANDASAN TEORI
12
Rumah Pompa Fungsi utama rumah pompa adalah menutup impeler pada penghisapan dan pengiriman pada ujung dan sehingga berbentuk tangki tekanan. Tekanan pada ujung penghisapan dapat sekecil sepersepuluh tekanan atmosfir dan pada ujung pengiriman dapat dua puluh kali tekanan atmosfir pada pompa satu tahap. Untuk pompa multi-tahap perbedaan tekanannya jauh lebih tinggi. Rumah pompa dirancang untuk tahan paling sedikit dua kali tekanan ini untuk menjamin batas keamanan yang cukup. Fungsi rumah pompa yang kedua adalah memberikan media pendukung dan bantalan poros untuk batang torak dan impeler. Oleh karena itu wadah pompa harus dirancang untuk: Memberikan kemudahan mengakses ke seluruh bagian pompa untuk pemeriksaan, perawatan dan perbaikan Membuat rumah pompa anti bocor dengan memberikan kotak penjejal Menghubungkan pipa-pipa hisapan dan pengiriman ke flens secara langsung Mudah dipasang dengan mudah ke mesin penggerak (motor listrik) tanpa kehilangan daya.
LANDASAN TEORI
13
Gambar 2.4. Potongan rumah pompa volute Poros Berfungsi untuk memindahkan tenaga dari motor penggerak keimpeller. Biasanya poros sering dilapisi dengan shaft sleeve atau selubung poros dengan tujuan apabila dengan terajadi gesekan poros dapat terlindungi, karena dengan mengganti shaft sleeve biaya yang dikeluarkan akan lebih murah daripada mengganti poros. Bantalan Berfungsi sebagai poros sehingga gesekannya relatif kecil. Pada bantalan di beri pelumas sehingga efisien mekaniknya dapat diperbaiki. Bantalan harus mampu menahan gaya baik kearah radial maupun kearah aksial.
LANDASAN TEORI
14
Gelang Perapat Agar jangan sampai terlampau banyak zat cair mengalir kembali kesepanjang kipas disebabkan antara lalin oleh kotoran dalam zat cair disini dapat terjadi pengausan sehingga rugi bocor meningkat. Oleh sebab itu rumah pompa seringkali dilengkapi dengan gelang perapat lepas yang dapat diganti baru. Untuk mencegah pengausan kipas ditempat gelang perapat, kadang-kadang juga kipas dilengkapi dengan sebuah gelang lepas: gelang aus. Untuk zat cair dengan bagian susunan yang sangat mengauskan dan gelang perapat kadang-kadang disepuh keras
Gambar 2.5.Komponen pada pompa sentrifugal 2.4.
Menurut jumlah tingkat Pompa satu tingkat Pompa ini hanya memilikai satu buah impeller sehingga tekanan yang ditimbulkan relatif rendah.
LANDASAN TEORI
15
Pompa bertingkat banyak atau lebih dari satu Pompa sentrifugal yang memiliki impeller dipasang secara berderet secara seri pada satu poros. Zat cair keluar dari impeller kedua dan seterusnya sampai dengan impeller yang terakhir, dimana pada tiap – tiap impeller terjadi kenaikan tekanan, sehingga tekanan yang ditimbulkan relatif tinggi.
Gambar2.6.Pompa Tingkat Banyak 2.4.1. Menurut letak poros Pompa Jenis Horizontal Pompa ini mempunyai poros dengan posisi horizontal atau mendatar.
Gambar2.7.Jenis Horizontal
LANDASAN TEORI
16
Pompa Jenis Vertikal Pompa ini mempunyai poros dengan posisi vertikal atau tegak. Rumah pompa semacam ini tergantung pada lantai kolom yang menyalurkan zat cair dari pompa keatas.
Gambar.2.8.Jenis vertikal 2.5.
Kecepatan Aliran Q A
Rumus
:
V=
Dimana
:
V = Kecepatan Fluida m/s Q = Debit Fluida m3/s A = Luas Penampang (m3)
( Sularso,Haruo Tahara, Pompa&Kompresor : 53 )
LANDASAN TEORI
2.6.
17
Kavitasi Kavitasi atau penguapan adalah pembentukan gelembung dibagian dalam
pompa. Hal ini dapat terjadi manakala tekanan statik fluida setempat menjadi lebih rendah dari tekanan uap cairan (pada suhu sebenarnya). Kemungkinan penyebabnya adalah jika fluida semakin cepat dalam kran pengendali atau disekitar impeler pompa. Penguapan itu sendiri tidak menyebabkan kerusakan. Walau demikian, bila kecepatan berkurang dan tekanan bertambah, uap akan menguap dan jatuh. Hal ini memiliki tiga pengaruh yang tidak dikehendaki: Erosi permukaan baling-baling, terutama jika memompa cairan berbasis air. Meningkatnya kebisingan dan getaran, mengakibatkan umur seal dan bearing menjadi lebih pendek Menyumbat sebagian lintasan impeler, yang menurunkan kinerja pompa dan dalam kasus yang ekstrim dapat menyebabkan kehilangan head total. Head Hisapan Positif Netto Tersedia / Net Positive Suction Head Available (NPSHA) enandakan jumlah hhisapan pompa yang melebihi tekanan uap cairan, dan merupakan karakteristik rancangan sistim. NPSH yang diperlukan (NPSHR) adalah hisapan pompa yang iperlukan untuk menghindari kavitasi, dan merupakan karakteristik rancangan pompa.
LANDASAN TEORI
2.7.
18
Pengertian dan Tujuan Perawatan. Pemeliharaan adalah suatu kombinasi dari berbagai tindakan yang
dilakukan untuk menjaga suatu barang dalam atau memperbaikinya sampai suatu kondisi yang bisa diterima. Dalam istilah industri, pemeliharan yang tepat secara umum digambarkan sebagai suatu aktivitas yang menghasilkan operasi yang lebih lama, waktu rusak yang pendek dan sedikit serta mengakibatkan peningkatan produktivitas pabrik. Tujuan utama pemeliharaan/perawatan didefenisikan sebagai berikut : •
Untuk memperpanjang usia keguanaan aset, yaitu setiap bagian dari suatu tempat kerja, bangunan dan isinya.
•
Untuk menjamin ketersediaan optimum peralatan yang dipasang untuk produksi dan laba investasi semaksimum mungkin.
•
Untuk menjamin kesiapan operasional dari seluruh peralatan yang diperlukan dalam keadaan darurat setiap waktu, misalnya unit cadangan.
•
Untuk menjamin keselamatan orang yang menggunakan sarana tersebut.
Bentuk-bentuk Pemeliharaan atau perawatan secara umum pemeliharaan dapat dikatagorikan dalam tiga bagian, yaitu : a. Break Down Maintenance (Pemeliharan Darurat) Didefenisikan sebagai pemeliharaan yang memerlukan tindakan dengan segera untuk mencegah akibat yang serius. Misalnya hilang produksi, kerusakan besar pada peralatan atau untuk keselamatan kerja. Break Down Maintenance cenderung tertuju kepada barang atau alat yang sudah lama atau
LANDASAN TEORI
tua
prosesnya
tidak
19
terencana,
jadi
intinya
peralatan/mesin
yang
digunakan/dijalankan sampai rusak sebalum diganti atau diperbaiki. b. Preventive Maintenance (Pemeliharaan Pencegahan) Yang termasuk pemeliharaan ini adalah sebagai berikut : •
Pemeriksaan yang telah dijadwalkan.
•
Penyesuaian kondisi peralatan agar berfungsi sebagaimana mestinya.
•
Pelumasan dan penggantian suku cadang.
•
Overhoul meskipun peralatan tersebut membutuhkan atau tidak, dll.
Pemeliharaan jenis ini dapat menghasilkan keputusan yang akurat dan dapat diandalkan. c. Predictive maintenance (Pemeliharaan Korektif) Metode pemeliharan korektif sangat tergantung pada pengalaman sebelumnya terhadap benda atau mesin yang dapat diamati. Dengan data-data yang ada, kita dapat mengakumulasi data tersebut guna meramal secara akurat mengenai berapa lama mesin atau alat tersebut diharapkan beroperasi sebelum perbaikan dan penggantian dilakukan. Pemeliharaan ini sama dengan pencegahan yang termasuk kedalam jenis pemeliharaan terencana. Umumnya alat atau mesin yang dapat perlakuan khusus itu adalah alat yang cukup mahal, seperti pusat riset dan komputer, alat quantitatif di laboratorium dan lain-lain. Jika kita membandingkan
data mengenai
dua kelompok besar.
Pemeliharaan tersebut diatas, maka untuk industri dan penangana manajemen yang baik akan lebih menguntungkan untuk menggunakan metode
LANDASAN TEORI
20
pemeliharaan terencana. Sebab pelaksanaan pemeliharaan terencana yang tepat akan mengurangi keadaan darurat dan waktu menganggur mesin atau alat. Kedua lat ini merupakan prinsip utama penerapan pemeliharaan terencana khususnya Preventive Maintenance. Keuntungan lainnya yang tidak kalah penting dari pemeliharaan terencana adalah: •
Menaikan ketersediaan untuk produksi.
•
Meningkatkan penggunaan tenaga kerja untuk pemeliharaan dan produksi.
•
Memperpanjang waktu antara overhoul.
•
Pengurangan penggantian suku cadang.
•
Meningkatkan efisiensi peralatan produksi.
•
Memberikan informasi untuk primbangan penggantian mesin.
Istilah-istilah Pemeliharaan atau Perawatan Pemeliharaan (Maintenance) Suatu kondisi dari setiap tindakan yang dilakukan untuk menjaga suatu barang dalam atau memperbaikinya sampai suatu kondisi yang bisa diterima Pemeliharaan Darurat (Emergency Maintenance) Pemeliharaan yang perlu untuk seger dilakukan untuk mencegah akibat yang serius.
LANDASAN TEORI
21
Pemeliharaan Terencana (Planned Maintenance) Pemeliharaan yang diorganisasi dan dilakukan dengan pemikiran kemasa depan, pengendalian dan pencatatan sesuai dengan rencana yang telah ditentukan sebelumnya. Rusak (Break Down) Kegagalan yang menghasilkan ketidak tersediaan suatu alat. Pemeliharaan Korektif (Corective Maintenance) Pemeliharaan yang dilakukan untuk memperbaiki suatu bagian (termasuk penyetelan dan reparasi) yang telah terhenti untuk memenuhi kondisi yang bisa diterima. Pemeliharaan Pencegahan (Preventive Maintenance) Pemeliharaan yang dilakukan pada selang waktu sebelumnya atau terhadap kriteria lain yang diuraikan dan dimaksudkan untuk mengurangi kemungkinan bagian-bagian lain yang tidak berfungsi. Pemeliharaan Berjalan (Running Maintenance) Pemeliharaan yang dapat dilaksanakan selama mesin dipakai. Pemeliharaan Berhenti (shut Down Maintenance) Pemeliharaan yang dapat dilakukan selama mesin berhenti bekerja.
METODOLOGI
22
BAB III METODOLOGI
3.1
Kondisi operasi perusahaan Untuk meningkatkan fleksibilitas dan megantisipasi kebutuhan pasar yang
senantiasa berubah, PT. Dynaplast melengkapi tiga pabriknya dengan teknologi canggih yang beroperasi selama 24 jam penuh. Pabrik-pabrik tersebut menurut katagori produk sebagai berikut : Dynaplast I
:Injection Molding untuk komponen.
Dynaplast II
:Blow Molding, Injection Molding dan Screen Painting untuk botol plastik/kemasan.
Dynaplast III
:Sheet Extrusion untuk lembaran plastic dan Blow Molding untuk kemasan oli.
Kegiatan operasional PT Dynaplast berawal dari adanya pesanan produk dari costumer. Departemen sales NPD menerima permintaan Quotation pembuatan produk baru dari customer melalui sales Executive. Jika customer mempunyai cetakan (mold) produknya sendiri, maka mold tersebut ditransfer ke Departemen technical untuk melakukan trial produk. Jika customer belum
METODOLOGI
23
mempunyai atau membuat mold sendiri, maka bagian New Project Division (NPD) akan mengajukan penawaran pembuatan mold. Pembuatan mold bisa dilakukan Die Shop yang berada di Departemen Technical atau bisa diluar PT Dynaplast, menggunakan sub kontraktor specialist mold maker. Jika customer sudah menyetujui beberapa syarat yang diajukan, seperti spesifikasi mold yang akan dibuat dan harganya, maka departemen Sales dan NPD akan mengajukan technical request untuk permohonan trial ke PPIC. Hasil trial berupa sample dan hasil pemeriksaan yang mendapatkan approved Departemen Quality Assurance (QA) diberikan kepada customer. Bila customer setuju, maka Departemen Injection akan melakukan produksi dengan diawasi PPIC. Biaya produksi dikalkulasikan oleh Departemen Sales & NPD dengan memperhatikan tiga hal pokok, yaitu : 1. Bahan, antara lain berat netto dan berat standar bahan, jenis bahan baku, harga bahan per kg, harga warna per kg dan harga bahan/warna per unit. 2. Processing, antara lain jumlah cavity, cycle time, standar out put per jam, faktor efesiensi, type mesin, processing cost per jam dan per unit. 3. Lain-lain, antara lain depresiasi mold, ongkos kirim, biaya packing (kartoon box dan kantong plastic) Selanjutnya dari total kalkulasi harga dihitung profit/overhead perusahaan, harga jual / unit (sebelum PPN), harga jual sebenarnya dan harga jual termasuk PPN
METODOLOGI
3.2.
24
Langkah langkah dalam Metode perawatan. Penulisan ini merupakan penelitian terapan yang merekayasa rencana
perawatan guna mendapat tingkatan atau batasan suatu alat dapat beroperasi dengan memperkirakan seberapa besar kegagalan yang akan terjadi. Sesuatu yang akan dibahas dalam rekayasa rencana perawatan ini adalah Pompa (Alat untuk mengalirkan fluida kedalam tube pada Heat Excangher). Alat yang merupakan bagian komponen yang cukup penting pada
mesin Injection Moulding dan
dengan adanya alat ini mesin tersebut dapat bekerja dan sangat berpengaruh sekali. Langkah-langkah dalam menyelesaikan analisa ini meliputi : a. Pengumpulan data. b. Analisa dan pengolahan atau pembahasan data laju kegagalan/kerusakan yang terjadi, yaitu dengan menggunakan metode pendekatan reliability dan RCM dan perhitungan statistic akan didapat resiko dalam berapa lama kegagalan akan terjadi. c. Menarik kesimpulan dan memberikan saran-saran untuk mendapatkan perawatan yang baik. Data-data awal/mentah diperoleh dengan cara wawancara dan pengamatan langsung di PT Dynaplast, sedangkan untuk data-data teoritis didapat dengan cara study literature dari buku-buku dan pedoman-pedoman yang berhubungan dengan pembahasan. Untuk dapat mempermudah pelaksanaan maka diperlukan alur berfikir sebagai berikut :
METODOLOGI
25
METODOLOGI
3.3
26
Reliability (kehandalan) Definisi kehandalan adalah “Kemampuan sebuah alat untuk melaksanakan
suatu fungsi yang diperlukan tanpa kegagalan dalam keadaan yang ditentukan untuk suatu jangka waktu yang ditentukan” Kehandalan sangat terpaut erat dengan kegagalan, dimana kegagalan merupakan “berakhirnya kemampuan sebuah alat untuk melaksanakan fungsinya yang diperlukan”. Kegagalan tergantung pada : a.
Derajat kegagalan apakah alat yang bersangkutan baru saja menyimpang dari spesifikasi atau sama sekali telah macet.
b.
Sebab kegagalan Penggunaan yang salah atau alat itu memang lemah
c.
Laju waktu kegagalan mendadak atau bertahap
a. Derajat kegagalan Kegagalan sebagian kegagalan sebagai akibat dari penyimpangan dalam karakteristik-karakteristik atau parameter-parameter di luar batas yang ditetapkan, tetapi tidak menyebabkan gagalnya fungsi yang diperlukan secara total. Kegagalan seluruhnya kegagalan sebagai akibat dari penyimpangan dalam karakteristik-karakteristik di luar bata-batas yang ditetapkan sehingga menyebabkan gagalnya fungsi yang diperlukan secara total. b. Penyebab Kegagalan Kegagalan karena salah penggunaan kegagalan yang diakibatkan oleh penerapan tekanan-tekanan diluar kemampuan yang ditentukan bagi alat yang bersangkutan.
METODOLOGI
27
Kegagalan karena kelemahan alat
kegagalan yang diakibatkan oleh
kelemahan yang memang terdapat dalam alat itu sendiri bila mana dikenai tekanan-tekanan dalam kemampuan yang ditentukan bagi alat itu. c. Waktu Kegagalan Kegagalan mendadak kegagalan yang tidak dapat diperkirakan dengan penelitian sebelumnya. Kegagalan bertahap kegagalan yang dapat diperkirakan dengan penelitian kegagalan yang terjadi sebelumnya. D. Kombinasi Kegagalan Kegagalan katastropik
kegagalan yang bersifat mendadak
dan
menyeluruh. Kegagalan degradasi kegagalan yang bersifat bertahap dan merupakan kegagalan sebagian. 3.3.1. Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Kehandalan Rancangan: •
Pemilihan Komponen
•
Pengoperasian di bawah nilai nominal
•
Tata letak
Produksi •
Tenaga kerja
•
Piranti dan peralatan
•
Metode uji coba dan pemeriksaan
METODOLOGI
28
Lingkungan operasi
3.4.
•
Suhu
•
Kelembaban
•
Getaran dan goncangan mekanik
•
Tekanan
•
Debu dan unsur-unsur korosif dalam atmosfir
Tingkat Kegagalan, MTTF, MTBF Pada dasarnya teori tentang kehandalan adalah studi mengenai kegagalan
dari komponen-komponen dan sistem. Percobaan lapangan dari peralatan dapat dipergunakan untuk memberikan data mengenai tingkat-tingkat kegagalan sistem, tetapi untuk meramalkan kehandalan, seorang perancang perlu mengetahui dengan kepercayaan tertentu tingkat kegagalan dari setiap jenis komponen yang dipergunakan untuk menyusun sistem yang bersangkutan. Mengapa komponen-komponen mengalami kegagalan/keausan selama penggunaan, dan tekanan-tekanan yang bekerja padanya akan menyebabkan barang itu suatu waktu mengalami kegagalan. Untuk komponen-komponen elektronika, tekanan-tekanan itu disebabkan oleh: a. Kedaan operasi rancangan Tegangan dan arus yang diterapkan, daya yang didisipasikan, dan tekanantekanan mekanik yang disebabkan oleh metoda pemasangan. b. Keadaan lingkungan Suhu tinggi atau rendah, perubahan suhu, kelembaban tinggi, getaran dan goncangan mekanik, tekanan tinggi atau rendah, atmosfir yang korosif, radiasi, debu, serangan oleh serangga atau jamur merupakan bahaya-bahaya yang lebih
METODOLOGI
29
merusak dibanding dengan yang lain. Contoh perubahan suhu yang cepat dan besar dibarengi dengan kelembaban yang tinggi dalam waktu singkat dapat mengakibatkan rusaknya beberapa komponen. Umur sebuah komponen dapat ditingkatkan bila sebuah alat betul-betul dioperasikan dalam batas-batas nilai nominal penuh dari arus, tegangan dan daya. Teknik ini disebut dengan Derating. Tingkat
kegagalan
sebuah
komponen
dapat
ditemukan
dengan
mengoperasikan sejumlah besar komponen untuk jangka waktu yang lama dan mencatat jumlah kegagalan yang terjadi. Periode awal dari tingkat kegagalan yang tertinggi ini dikenal sebagai Burn-in atau kegagalan dini, disusul dengan suatu perioda dimana tingkat kegagalan merata sampai suatu nilai yang besarnya hampir tetap.
Periode ini dikenal sebagai perioda kegagalan acak atau masa guna.
Dengan menggunakan tingkat kegagalan sepanjang perioda ini dimungkinkan ramalan-ramalan kehandalan yang harus dilakukan dengan menggunakan teori kemungkinan. Bila uji coba dilakukan sampai melampaui perioda masa guna, akan diamati kenaikan dalam tingkat kegagalan tahap demi tahap karena komponenkomponen tersebut satu demi satu mengalami kegagalan akibat proses penuaan ini disebut dengan periode keausan. Perubahan tingkat kegagalan (FR, Failure Rate) seiring dengan bertambahnya waktu.
METODOLOGI
30
Gambar 3.1. Variasi tingkat kegagalan seiring dengan pertambahan waktu Ref(Charles E. Ebeling, An Introduction to Reability and Maintainability Engineering, The McGraw-Hill Companies. Inc,Singapore, 1997 : 31) 3.5.
Reliability Centered Maintenace (RCM) Reliability Centered Maintenance (RCM) adalah sebuah proses sistematis
yang harus dilakukan untuk menjamin seluruh fasilitas fisik dapat beroperasi dengan baik sesuai dengan desain dan fungsinya. RCM akan membawa kepada sebuah program maintenance yang fokus pada pencegahan terjadinya jenis kegagalan yang sering terjadi. Tujuan dari RCM: 1. Untuk mengembangkan desain yang sifatnya mampu dipeliharanya (maintainability) baik. 2. Untuk memperoleh informasi yang penting untuk melakukan improvement pada desain awal yang kurang baik.
METODOLOGI
31
3. Untuk mengembangkan sistem maintenance yang dapat mengembalikan kepada reliability dan safety sepert awal mula equiment dari deteriorasi yang terjadi setelah sekian lama dioperasikan. 4. Untuk mewujudkan semua tujuan di atas dengan biaya minimum 3.6.
FMEA (Failure Mode & Effect Analysis ) FMEA ( Failure Mode & Effect Analisis ) gaya kegagalan dan analisa efek
adalah suatu teknik untuk rancang bangun yang dapat digunakan pada pabrikasi (Perusahaan) Untuk meningkatkan mutu, kehandalan dan keselamatan suatu produk menyediakan suatu pendekatan sistematis untuk menguji dimana suatu alat dapat gagal, fungsi FMEA aadalah mengidentifikasi kegagalan, permasalahan dan kesalahan dari desain produk sebelum atau sesudah didesain. FMEA dirancang untuk membantu memaksimalkan suatu produk pabrikasi untuk keselamatan, aman dan ekonomis. Proses FMEA melibatkan langkah – langkah sebagai berikut : 1. Dokumen dan materi alat untuk dianalisa. 2. Gambaran fungsi dari setiap item. 3. Mengidentifikasi semua gaya kegagalan. 4. Menentukan penyebab gaya kegagalan. 5. Menugaskan suatu penilaian untuk kegagalan yang fatal, kejadian dan mendeteksi untuk masing – masing kegagalan. 6. Identifikasi tugas yang mungkin dilakukan oleh pemeliharaan operasi. 7. Menentukan pencegahan / memeriksa tindakan yang paling dasar pada jumlah utama resiko.
METODOLOGI
32
8. Melakukan tindakan rekomendasi. FMEA digunakan untuk sepanjang tahapan desain yang konsepnya pada suatu
desain komersil. Hasilnya jika digunakan dengan tepat dan dengan baik
mendukung suatu produk yang lebih sempurna dan dapat memperkecil biaya perawatan untuk perusahaan dan menyediakan suatu peningkatan proses dapat dipertahankan dan direncanakan dengan baik. Sasaran dari suatu FMEA aadalah untuk mengidentifikasi semua jalan yang mungkin suatu proses atau produk dapat gagal atau tidak berfungsi sebagaimana diharapkan untuk memenuhi suatu cross-functional dirakit untuk menyediakan masukan dan penyajian. 3.7
Reliability Block Diagram Pembahasan kehandalan suatu sistem tentu diawali dari penentuan definisi
dari fungsi dari sistem tersebut. Karena dengan fungsi yang jelas maka dapat mendefinisikan kegagalan secara jelas pula. Fungsi sistem harus mencakup paling tidak fungsi dari sisi servis, safety. Pada kasus sistem pemompaan, fungsi servis minimal harus mencakup tentang berapa tekanan dan flow capacity yang dibutuhkan. Fungsi safety dan enviromental secara sederhana adalah mencakup seberapa tingkat efek terhadap lingkungan dan safety yang diijinkan bila terjadi kegagalan pada sistem, seperti akibat kebocoran seal, kebocoran pada tangki/pipa, pompa gagal berfungsi dan sebagainya. Setelah semua fungsi sistem tadi terdefinisikan dengan baik, maka bisa melakukan breakdown fungsi-fungsi dari sub sistem agar fungsi secara system keseluruhan dapat tercapai. Dari proses dan fungsi diatas maka komponen bearing, impeller, seal ring, wearing ring, dan motor, dapat dimodelkan kedalam blok diagram dengan
METODOLOGI
33
susunan seri. Karena komponen-komponen ini harus harus bekerja atau berfungsi seluruhnya agar sistem dapat menjalankan fungsinya. Dan jika salah satu dari komponen mengalami kegagalan maka akan mengakibatkan kegagalan pada sistem pendinginan.
Gambar 3.3. Reliability Block Diagram 3.8.
Analisa penyebab kerusakan pada pompa Keterangan ini bukan bagian yang dipersyaratkan oleh dokumen standar
ini, tetapi termasuk di dalamnya untuk tujuan informasi semata. Penyebab kerusakan pompa Keterangan ini berisi pedoman yang terpisah mengenai lokasi kerusakan pompa dan kemungkinan penyebabnya. Keterangan ini juga berisi daftar terpisah dan cara perbaikan yang disarankan. Daftar penyebab ditambahkan disini untuk kerusakan mekanik yang mungkin jelas terlihat pada waktu pemeriksaan. Dalam hal kerusakan tersebut, disarankan bahwa kerusakan yang mudah diperiksa sebaiknya yang pertama dibetulkan atau diatasi sedapat mungkin.
METODOLOGI •
34
Masuknya udara ke sambungan hisap melalui kebocoran. Masuknya udara ke dalam jalur hisap melalui kebocoran menyebabkan pompa kehilangan daya hisapnya atau gagal dalam mempertahankan tekanan pelepasannya. Buka pipa hisap dan temukan serta perbaiki kebocoran.
•
Sambungan hisap yang terganggu. Periksa intake hisapan, saringan, dan pipa hisap serta hilangkan gangguan. Perbaiki atau lengkapi dengan saringan untuk mencegah perbaikan berulang.
•
Kantong udara dalam pipa hisap. Kantong udara menyebabkan berkurangnya aliran, dan tekanan ke pipa terganggu. Buka pipa hisap dan susun ulang untuk membatasi kantong udara.
•
Sumur rusak atau ketidak sejajaran yang serius. Konsultasikan pada perusahaan pengeboran yang profesional dan pabrik pembuat pompa untuk memperoleh saran perbaikan.
•
Tabung paking terlalu kencang atau paking yang dipasang kurang betul, keausan, tidak efektif, terlalu kencang, atau pipa yang tidak betul. Lepaskan baut paking dan bongkar paking yang membagi dua tabung paking, ganti paking.
METODOLOGI •
35
Seal air atau pipa untuk seal perintang. Longgarkan baut penutup paking dan lepaskan tabung paking yang terbagi dua sepanjang cincin seal air dan paking. Bersihkan jalur air ke dan dalam cincin seal air. Ganti cincin seal air, penutup paking, dan paking sesuai instruksi pabrik pembuat.
•
Kebocoran udara ke dalam pompa melalui tabung paking. Sama seperti kasus yang mungkin pada butir diatas.
•
Impeller yang terhalang. Tidak terlihat pada salah satu instrumen, tetapi tekanan cepat turun bila berusaha untuk menarik sejumlah besar air. Untuk pompa split case horisontal, lepaskan rumah pompa bagian atas dan buang kotoran yang menghalangi impeller. Perbaiki atau lengkapi saringan pada intake hisap untuk mencegah kejadian berulang kembali.
•
Kerusakan cincin karena aus. Lepaskan rumah bagian atas dan sisipkan pengukur raba (feeler) antara cincin yang aus dan cincin impeller yang aus, jaraknya jika baru 0,19 mm (0,0075 inci). Jarak yang lebih dari 0,38 mm (0,015 inci) terlalu besar.
•
Kerusakan impeller. Lakukan perbaikan kecil atau kembalikan ke pabrik pembuat untuk penggantian. Jika kerusakan tidak terlalu serius, pesan impeller yang baru dan gunakan impeller yang rusak sampai penggantinya tiba.
METODOLOGI •
36
Impeller dengan diameter yang salah. Ganti dengan impeller yang benar.
•
Head neto aktual lebih rendah dari nominalnya. Periksa diameter impeller dan nomor dan nomor model pompa untuk memastikan kurva head betul yang digunakan.
•
Cacat pada Gasket rumah pompa memungkinkan kebocoran di dalam (Pompa bertingkat tunggal dan jamak). Ganti gasket yang rusak. Periksa gambar dari pabrik pembuat untuk melihat gasket apakah yang dibutuhkan.
•
Pengukur tekanan ada pada bagian atas rumah pompa. Tempatkan pengukur pada lokasi yang benar.
•
Penyetelan impeller yang kurang benar (Hanya pada pompa tipe turbin poros vertikal). Setel impeller sesuai instruksi dari pabrik pembuatnya.
•
Impeller yang macet. Untuk pompa tipe turbin poros vertikal, setel impeller bagian teratas dan terbawah dengan menyetel mur poros bagian atas. Jika penyetelan ini tidak berhasil, ikuti instruksi pabrik pembuat. Untuk pompa split case horisontal, lepas rumah bagian atas dan temukan serta batasi hambatan.
METODOLOGI •
37
Poros pompa atau selosong poros tertakik, bengkok, atau aus. Ganti poros atau selongsong poros.
•
Pompa tidak mengisap. Jika pompa dioperasikan tanpa air di dalam rumahnya, keausan cincing kemungkinan terjadi. Keausan pertama adalah perubahan suara pada penggerak. Berhentikan pompa.
•
Penempatan cincin seal kurang betul dalam tabung penutup paking. Mencegah air dari ruang masuknya ke sistem seal. Longgarkan baut penutup paking dan lepas tabung penutup paking yang terbagi dua sepanjang cincin seal air dan paking. Ganti, taruh cincing seal dalam posisi yang benar.
•
Gesekan bantalan yang berlebihan karena kurang pelumasan, aus, kotor, berkarat, rusak, atau instalasi yang kurang betul. Lepaskan bantalan dan bersihkan, lumasi, atau ganti bila perlu.
•
Pengikat elemen berputar terhadap elemen tetap. Periksa jarak antara pelumasan dan ganti atau perbaiki bagian yang rusak.
•
Pondasi yang tidak kokoh. Kencangkan baut pondasi atau ganti pondasi jika perlu.
METODOLOGI •
38
Sistem pendinginan mesin terhalang. Alat penukar kalor atau sistem pendinginan air terlalu kecil. Pendinginan pompa gagal. Lepaskan thermostat. Buka bypass sekeliling katup pengatur dan saringan. Periksa bekerjanya katup pengatur. Periksa saringan. Bersihkan dan perbaiki bila perlu. Lepaskan bagian dari sistem pendingin untuk menentukan dan buang kotoran yang mungkin menghalangi. Setel motor air pendingin - sabuk pompa sirkulasi untuk mendapatkan kecepatan yang benar tanpa terhambat. Lumasi bantalan dari pompa ini. Jika panas lebih masih terjadi pada beban sampai dengan 150 persen dari kapasitas nominalnya, hubungi pabrik pembuat pompa dan motor sehingga langkah yang perlu dapat diambil untuk membatasi panas lebih.
•
Penggerak gagal. Periksa motor listrik, atau turbin uap, sesuai instruksi pabrik pembuat, untuk menentukan alasan kegagalan start.
•
Kurang pelumasan. Jika bagian-bagiannya macet, ganti bagian-bagian yang rusak dan sediakan pelumas yang benar. Jika tidak, hentikan pompa dan sediakan pelumasan yang benar.
•
Putaran dalam arah yang salah. Contoh putaran impeller arah kebalikan jarang terjadi tetapi dapat jelas dikenali dengan kurang efisiennya aliran pompa. Arah yang salah dari
METODOLOGI
39
putaran dapat ditentukan dengan membandingkan arah putaran kopling fleksibel dengan arah panah dari rumah pompa. Dengan motor listrik phasa jamak sebagai penggerak, dua kabel harus dibalik; dengan penggerak arus searah (dc) sambungan armatur harus dibalik dengan pengaruh pada penyambungan di lokasi. Apabila dua sumber arus listrik ada, arah putaran dihasilkan oleh salah satunya, sebaiknya diperiksa. •
Kecepatan terlalu tinggi. Lihat pompa dan yang berhubungan dengan kecepatan nominal dari penggerak. Ganti motor listrik dengan satu motor listrik dengan kecepatan nominal yang betul. Set governor dari penggerak dengan kecepatan variabel dengan kecepatan yang benar. Frekuensi pada pusat pembangkit pribadi dapat menjadi lebih tinggi.
3.9.
Menentukan Laju Kegagalan Laju kegagalan dan MTBF adalah hal penting untuk dapat menetukan nilai
kehandalan dimana dalam menentukan nilai Laju kegagalan dapat diestimasikan sebagai berikut: =
Number of Failure Total operating hours
= Laju Kegagalan (Failure Rate) sementara dalam menentukan nilai Mean Time Between Failure (MTBF) kita dapat mengestimasikannya dengan kalkulasi berikut : MTBF =
1
METODOLOGI
40
setelah kita mengetahui nilai failure rate dan MTBF maka dengan itu kita dapat mengestimasikan nilai Reliability sebagai berikut : R(t) = e-(failure rate)(total R(t) = e-
waktu operasi)
.t
Ref.( Mitchell O. Locks,”Reliability, Maintainnability and, Avaibility Assessment”, : 83 )
3.10.
Data Part Reject/Rework Data yang ditampilkan bukan berdasarkan laporan produk,jaminan
asuransi mutu yang menangani pompa. Data yang telah dikelompokan sebagai salah satu imputan dalam potensial failure.
No 1
Komponen Seal
2
Bearing
3
coupling
4
Rumah Pompa
5
Impeller
6
Selubung Poros
7
Poros
8
Motor
Gambar 3.4. Beberapa komponen pompa yang rusak
PEMBAHASAN MASAAH
42
BAB IV ANALISA DAN PEMBAHASAN Pengolahan Data Awal
4.1.
Analisa dan Pembahasan Pompa merupakan salah satu sistem penunjang pada heat exchanger,
dimana berfungsi menyuplai fluida (air) kedalam tube pada heat exchanger agar dapat bekerja sebagaimana fungsinya. Dari hasil pengamatan langsung dan wawancara penulis didapat data – data sebagai berikut :
Tabel. 4.1. Data Kartu Sejarah Waktu 2 Januari 1996
Modus Kegagalan Bearing Rusak
Keterangan Ganti : Bearing Selubung Poros Packing Seal Ganti : Bearing Seal
30 Desember 1998
Bearing karatan kemasukan air
30 Juni 2001
Vibrasi tinggi,
Over houl pompa Ganti : Bearing Impeller Selubung Poros
01 Juli 2005
Bearing rusak Seal Bocor Repait Motor
Ganti : Bearing Seal Selubung Poros Motor
PEMBAHASAN MASAAH
43
4.2. Analisa Data MTTR = 8 Hours
t1 26280 Hours
26280 Hours
Fail 30-12-1998
26280 Hours
Downtime
MTTR = 8 Hours
t3 30660 Hours
T4 35040 Hours MTTF4
MTTF3
MTTF2
Start 30-12-1998
Bearing fail Mech seal fail Packing Selubung Poros
MTTR = 8 Hours
t2 26280 Hours
MTTF1
Start 02-01-1996
Downtime
Fail 30-06-2001
Start 30-06-2001
30660 Hours
Fail 01-07-2005
35040 Hours
Start 01-07-2005 Inspection 30-12-2005
Bearing fail Seal
Bearing fail Selubung Poros fail Impeller
Bearing fail Selubung Poros fail Selubung poros Motor
PEMBAHASAN MASAAH
44
FAILURE MODE AND EFFECT ANALYSIS (FMEA)
Function : 1 menjaga suhu stabil 25° -35° C pada tube pada heat exchanger dengan kapasitas 0,7m3/jam Functional Failure : 1.1 Gagal menjaga kestabilan suhu 25° - 35° C Item Identification Failure Effect Caused Failure Mode Severity by Item Name Local Effect End Effect Bearing
Leaks
Bearing kemasukan air
Pump Shutdown
Major
Pump Shutdown
Major
Packing rusak
Pump Shutdown
Major
Seal ring bocor
Pump Shutdown
Low
Korosi
Selubung poros POMPA SENTRIFUGAL
Korosi
selubung poros tdk berfungsi
Crack
Packing
Leaks Fouling
Seal Ring
Leaks Fouling
Date
: Januari 1996
System
: Cooling
Prepared by
: Budi listiyono
Sub system
: Pompa
Checked by Approve by
: PT.Dynaplast : Alfino Alwie
PEMBAHASAN MASAAH
45
FAILURE MODE AND EFFECT ANALYSIS (FMEA)
Function
: 1.
Functional Failure : 1.1. Item Identification Item Name
POMPA SENTRIFUGAL
menjaga suhu stabil 25° - 35° C pada tube pada heat exchanger dengan 3 kapasitas 0,7m /jam Gagal menjaga kestabilan suhu 25° C - 35° C Failure Mode Beraing fail
Korosi
Failure Effect Local Effect End Effect Bearing tdk berfungsi Pump shutdown
Seal ring fail
Leaks
Seal ring bocor
Pump shutdown
Date Prepared by Checked by Approve by
: Desember 1998 : Budi listiyono : PT.Dynaplast : Alfino Alwie
Caused by
Korosi
System Sub system
: Cooling : Pompa
Severity Major
Low
PEMBAHASAN MASAAH
46
FAILURE MODE AND EFFECT ANALYSIS (FMEA)
Function
: 1.
Functional Failure : 1.1. Item Identification Item Name
menjaga suhu stabil 25° C -35° C pada tube pada heat exchanger dengan 3 kapasitas 0,7m /jam Gagal menjaga kestabilan suhu 25° C -35° C Failure Mode
Failure Effect Local Effect End Effect Bearing tdk berfungsi Pump shutdown
Major
Severity
Beraing fail
Korosi
Impeller fail
Fouling Korosi Crack
impeller termakan kavitasi
Pump shutdown
Major
Selubung Poros fail
Korosi Crack
Selubung Poros tdk berfungsi
Pump shutdown
Major
Date Prepared by Checked by Approve by
: Juni 2001 : Budi listiyono : PT.Dynaplast : Alfino Alwie
POMPA SENTRIFUGAL
System Sub system
Caused by
: Cooling : Pompa
PEMBAHASAN MASAAH
47
FAILURE MODE AND EFFECT ANALYSIS (FMEA)
Function : 1 menjaga suhu stabil 25° C -35° C pada tube pada heat exchanger dengan kapasitas 0,7m3/jam Functional Failure : 1.1 Gagal menjaga kestabilan suhu 25° - 35° c Item Identification Failure Effect Caused Failure Mode Severity by Item Name Local Effect End Effect Motor
Leaks
Motor mengalami vibrasi tinggi
Pump Shutdown
Major
Pump Shutdown
Major
Fouling Korosi
Selubung poros POMPA SENTRIFUGAL
Korosi
selubung poros tdk berfungsi
Crack
Bearing
Korosi
Bearing tidak berfungsi
Pump Shutdown
Major
Seal Ring
Leaks
Seal ring bocor
Pump Shutdown
Low
Date
: Juli 2005
Fouling
System
: Cooling
Prepared by
: Budi listiyono
Sub system
: Pompa
Checked by Approve by
: PT.Dynaplast : Alfino Alwie
PEMBAHASAN MASAAH
48
Dilihat dari fugsinya pompa yang bekerja berfungsi untuk mensuplai flluida kedalam tube pada heat excanger pada kasus ini setelah beroperasi selama seratus dua puluh enam bulan (126 Bulan) terdapat kegagalan fungsi dari pompa. Dan dapat menyebabkan kesalahan fungsional, Sebagai berikut : Sistem : Pompa Air Pendingin Fungsi
Kesalahan Fungsional
Mode Kesalahan
( Hilang Fungsi )
( Penyebab Kesalahan )
Tidak dapat menyalurkan 1. Impeller mengalami air sama sekali
keretakan . 2.Hubungan kopling macet 3. Poros pompa bengkok atau tidak centering
Untuk
menyuplai
4.Cacat pada Gasket
air
kedalam tube pada Heat
rumah pompa
Excangher
memungkinkan kebocoran di dalam 5.Gelang perapat mengalami keausan 6. Bearing kemasukan air Pompa tidak sempurna 1. Selubung poros mengalirkan air kedalam tube
berkarat 2. Bearing Aus 3. Seal bocor 4. Impeller tersangkut benda asing
PEMBAHASAN MASAAH
49
Berikut adalah kalkulasi untuk dapat menentukan laju kegagalan, main time between to failure, dan kehandalan tiap-tiap komponen pada pompa dalam jangka waktu seratus dua puluh enam bulan (168 bulan),118260 jam
Impeller :
=
1 83220
= 0.00001202 fail/hours
MTBF =
1 0.00001202
= 83195 hours/fail
Motor : =
1 118260
= 0.000008456 fail/hours
MTBF
=
1 0.000008456
= 118259 hours/fail
PEMBAHASAN MASAAH
50
Penentuan distribusi komponen pompa tersebut juga dapat dilakukan dengan menggunakan distribusi weibull. Input data untuk menentukan distribusi yaitu dengan memasukan data time to failure tiap-tiap komponen. Apabila kegagalan yang terjadi lebih dari satu kali kejadian. Data-data kegagalan yang di analisis ditabulasi sebagai berikut Failure mode : Bearing.
Tanggal
TTF
Keterangan
02 Januari 1996
26280 Jam
Fail
30 Desember 1998
26280 Jam
Fail
30 Juni 2001
30660 Jam
Fail
01 Juli 2005
35040 Jam
Fail
Fail=? 1 2 3 4
Time To Failure (Jam) 26280 52560 83220 118260
d(t) 1 1 1 1
Failure rate 3,38238E-05 6,76476E-05 0,000101471 0,000135295
Grafik 4.1. Laju Kegagalan
MTBF 29565
PEMBAHASAN MASAAH
TTF 26280 52560 83220 118260
Rank 1 2 3 4
Beta
1,549444
Ln(TTF) 10,17656 10,86971 11,32924 11,68064
51
Median Rank 0,159090909 0,386363636 0,613636364 0,840909091
1/(1-MR) 1,189189 1,62963 2,588235 6,285714
ln(ln(1/(1-MR))) -1,752894273 -0,716717249 -0,050266149 0,608830072
Grafik 4.2. Distribusi Weibull
Data-data kegagalan yang di analisis ditabulasi sebagai berikut Failure mode : Mech Seal
Tanggal
TTF
Keterangan
02 Januari 1996
26280 Jam
Fail
30 Desember 1998
26280 Jam
Fail
1 Juli 2005
65700 Jam
Fail
PEMBAHASAN MASAAH
52
Fail=?
Time To Failure (Jam)
d(t)
Failure rate
MTBF
1 2 3
26280 52560 118260
1 1 1
2,53678E-05 5,07357E-05 7,61035E-05
39420
Grafik 4.3. Laju Kegagalan
TTF 26280 52560 118260 Beta =
Rank 1 2 3
Ln(TTF) 10,17656 10,86971 11,68064
Median Rank 0,205882353 0,5 0,794117647
1/(1-MR) 1,2592593 2 4,8571429
1,272526
Grafik 4.4. Distribusi Weibull
ln(ln(1/(1-MR))) -1,467401781 -0,366512921 0,457709854
PEMBAHASAN MASAAH
53
Data-data kegagalan yang di analisis ditabulasi sebagai berikut Failure mode : Selubung Poros
Tanggal 02 Januari 1996 30 Juni 2001 1 Juli 2005 Fail=? 1 2 3
TTF 26280 Jam 56940 Jam 35040 Jam
Time To Failre (Month) 26280 61320 118260
d(t) 1 1 1
Keterangan Fail Fail Fail Failure rate 2,17439E-05 4,34877E-05 6,52316E-05
Grafik 4.5. Laju Kegagalan
MTBF 45990
PEMBAHASAN MASAAH
TTF 26280 61320 118260 Beta =
Rank 1 2 3
Ln(TTF) 10,17656 11,02386 11,68064
54
Median Rank 0,205882353 0,5 0,794117647
1/(1-MR) 1,2592593 2 4,8571429
1,280845
Grafik 4.6.Distribusi Weibull
ln(ln(1/(1-MR))) -1,467401781 -0,366512921 0,457709854
PENUTUP
54
BAB V PENUTUP
5.1. Kesimpulan yang didapat dari penelitian ini adalah : 1. Mempertahankan kehandalan komponen-komponen yang terkait pada pompa dengan cara membuat jadwal pemeliharaan komponen-komponen tersebut. 2. Penilaian kinerja mesin sangat dibutuhkan, dengan demikian perusahaan dapat mengetahui sejauh mana tingkat keaktifan dari pompa itu digunakan. 3. Dalam perhitungan kehandalan dan membuat distribusi weibull, diperlukan laju kegagalan/kerusakan dari setiap bagian. 4. Hasil analisa Failure Mode and Effect Analisys (FMEA) &RCM (Reliability Centred Maintenance) yang didapat didalam komponen dari pompa telah terdeteksi bahwa kegagalan/kerusakan tergolong low
PENUTUP
55
5.2. Saran Jangan pernah membiarkan kegagalan/kerusakan terjadi, kareana sekecil apapun resiko yang akan terjadi, suatu saat akan berpengaruh terhadap tingkat kegagalan yang lebih besar. Dengan adanya informasi yang dihasilkan oleh analisa dengan metode FMEA&RCM ini, maka penulis menganjurkan metode perawatan yang harus dilakukan pada pompa adalah Perawatan Preventive. Hal ini dilakukan untuk bisa mempertahan kan performa dari pompa dan Juga mesin Injection Molding umumnya.
Interval Maintenance
Item
Pengerjaan tugas
Interval
Keterangan
(Bulan) Bearing Mech Seal
Ganti
36
MTBF = 40
36
Mengikti
jadwal
interval
penggantian bearing Selubung Poros
36
Mengikti
jadwal
interval
penggantian bearing Poros
36
Mengikti
jadwal
interval
penggantian bearing Impeller
36
Mengikti
jadwal
interval
penggantian bearing Motor
84
MTBF = 90
Casing
36
Mengikti
jadwal
penggantian bearing
interval
DAFTAR PUSTAKA
Prof. Difl. Ing. Fritz Diesel, ”Turbin Pompa dan Kompresor” Erlangga, Jakarta 1980 Ir. Suarso,MSME dan Prof.Dr.Haruo Tahara, ”Pompa dan Kompresor” , PT.Pradya Paramita, Jakarta 2004 Ir. Alfino Alwie.MSc, ”Mata Kuliah Perawatan Mesin”
Universitas
Mercu Buana O’Connor.P.D.T, “Practical Reliability Enginering”, New York,Wiley,1991 Locks,M.O,
“Reliability
Maintainability
Availability
Assessment”,
Singapura 1996 “Potential Failure And Effect Analisys”, Automotive Industry Action Group, (AIAG)
