Mechanical Seal.pdf PDF

Preview

Summary

PROBLEM STATEMENT MENGENAI SERVICE ENGINEER PADA MECHANICAL SEAL POMPA Oleh : Ridho Nur Fahmi Sari Kajian ini merupakan kelengkapan dalam proses seleksi yang diadakan oleh PT. Duta Indomandiri sebagai syarat untuk melanjutkan tahapan test kandidat selanjutnya dan berharap dapat menjadi karyawan pada...

Description

PROBLEM STATEMENT MENGENAI SERVICE ENGINEER PADA MECHANICAL SEAL POMPA Oleh :

Ridho Nur Fahmi Sari Kajian ini merupakan kelengkapan dalam proses seleksi yang diadakan oleh PT. Duta Indomandiri sebagai syarat untuk melanjutkan tahapan test kandidat selanjutnya dan berharap dapat menjadi karyawan pada PT. Duta Indomandiri. Problem Statement yang akan dibahas adalah Service Engineer pada mechanical seal pompa untuk mengisi kekosongan pada posisi Field Service Engineer pada PT. Duta Indomandiri. Metode yang digunakan dalam pembahasan adalah analisa penggunanaan mechanical seal pada pompa industri yang meliputi analisa getaran pompa, dan evaluasi desain pompa tersebut. Mechanical seal yang dibahas yaitu tipe Seal yang dipakai pada pompa-pompa kelas industri, agitator, mixer, chiller dan semua rotating equipment (mesin-mesin yang berputar). Keutamaan dalam analisa ini yaitu agar peralatan yang digunakan dalam dunia industri yang meliputi mesin yang berputar dapat berjalan lancar dan peralatan dapat terjaga kondisinya sehingga menguntungkan profit terhadap perusahaan. Hasil analisa yang dilakukan terhadap peralatan berputar pada mesin pompa khususnya mechanical seal yang sering terjadi kebocoran. Permasalah yang difokuskan dalam penggunaan ; Shaft, Shaft Sleeve, Seal, O-Ring, and Sulface. Analisis ini akan mencakup beberapa bagian yaitu ketika sistem perpompaan dengan keadaan ideal (sesuai spesifikasi), perubahan beban (load) pada motor induksi, dan ketika parameter motor berubah – ubah. Kebocoran Mechanical Seal pompa biasanya karena Seal Face yang ada pada mech Seal aus atau menipis akibat gesekan dan kurangnya pelumasan pada Mechanical Seal. Dalam pengoperasiannya Mechanical Seal harus tercelup sepenuhnya (100%) di dalam cairan, ini untuk menghindari kondisi kekeringan (dry running) yang bisa menyebabkan kerusakan habisnya permukaan (end faces) Mechanical Seal Kata kunci : field Support Engineer, Mechanical seal, Shaft, Shaft Sleeve, Seal, O-RING, Sealface, Cartridge.

PENDAHULUAN

TEORI DASAR

Perkembangan Teknologi Industri dari tahun ke tahun semakin menunjukan bahwa sumber daya manusia kearah yang lebih kompeten pada setiap bidang industri. Dengan berbagai macam bidang industri antara lain : oil and gas, kimia, power plant, pulp and paper dan lainnya. Bidang ini sangat berkaitan erat dengan yang namanya mesinmesin yang berputar (rotating equipment) sebagai alat penggeraknya. Untuk mencegah kerusakan pada mesin-mesin tersebut perlu adanya maintenance yang berkala.

Mechanical Seal

PROBLEM STATEMENT Kendala yang biasanya terjadi adalah masalah kerusakan pada mesin-mesin rotating equipment yaitu antara lain seperti pompa, kompressor, turbin dan blower. Jika peralatan yang menunjang kegiatan pengolahan mengalami masalah maka akan mengurangi effisiensi dari hasil pengolahan industri tersebut. Sehingga dalam pengolahannya tidak begitu maksimal. Oleh sebab itu di perlukan perawatan terhadap mesin-mesin yang bekerja untuk mengurangi serta mencegah kerusakan agar dapat menghasilkan pengolahan yang baik dan bekerja secara maksimal. Mesin sangat berkaitan erat dengan mechanical seal sebagai alat penggembok mekanis yang sangat berkaitan dengan Shaft, Shaft Sleeve, Seal, O-RING, Sealface, Ridho Nur Fahmi

Mechanical seal adalah seal mekanik yang dapat bergerak, yaitu seal yang menghubungkan bagian diam (stasionary) dengan bagian berputar (rotary). Mechanical seal terdiri dari dua bagian, satu bagian dipasang pada bagian diam (stasionary) dan satu lagi terpasang pada bagian bergerak (rotary). Mechanical seal di desain dapat di lepas agar mudah dalam penggantian, Mechanical seal selalu bergesekan sehingga mudah rusak/aus. Jika sudah aus maka akan terjadi kebocoran. Penggunaan mechanical seal tidak hanya terbatas pada pompa saja namun pada mesin mesin lain yang menggunakan poros berputar seperti mixer, agitator atau lainnya Macam – Macam Mechanical Seal Berdasarkan cara pemasangan, seluruh MechanicalSeal di dunia dibagi menjadi 2 tipe: A. Basic Mechanical Seal/ Non-Cartridge Mechanical Seal. B. Cartridge Mechanical Seal Untuk mencapai target dimana permukaan tidak memungkinkan (adanya bangunan). 1

A.

Basic Mechanical Seal / Basic Seal / Conventional

1. Oh, iya. Tapi itu tidak langsung dapat dihitung. Kalau pompa berhenti, dan tidak ada cadangannya, maka besarnya nilai kehilangan adalah lamanya waktu terhentinya kapasitas produksi. Semakin lama semakin besar.  Nah, dengan tipe cartridge, waktu pemasangan normal hanya ¼ waktu pemasangan tipe basic/konvensional. Maka kapasitas produksi yang hilang bisa diperkecil. 1. Tapi kalo aus beli lagi kan mahal.  Apakah Cartridgenya juga habis? Kan tidak? Jadi cukup beli basic mechanicalsealnya saja. 1. Oh, bisakah?  Mengapa tidak? Itulah sebabnya, Manajemen Maintenance kelas tinggi memahami sekali pentingnya penghematan biaya jangka panjang. Lagipula, siapa disini yang biasa pasang tipe basic/konvensional dengan tingkat keberhasilan 100%? 1. Cuma Pak Fulan. Teknisi lainnya kadang berhasil, kadang tidak. Adakalanya begitu pompa distart, MechanicalSeal bocor. Bahkan baru buka valve, MechanicalSeal langsung bocor. Repotnya, rumah Pak Fulanjauh. Sehingga jika ada kebocoran MechanicalSeal di malam hari, harus tunggu besoknya baru bisa ditangani.  Nah, jika Bapak pakai cartridge, siapapun teknisi pompa yang stand-by saat itu, dia akan bisa pasang dengan baik..  Mechanical Seal Untuk mencapai target dimana permukaan tidak memungkinkan (adanya bangunan).

pemasangannya memerlukan sekian tahap perhitungan untuk mendapatkan kompresi optimal sesuai petunjuk Pabrik. Perhitungan kompressi dilakukan secara manual. Over kompresi, resikonya pecah. Kurang kompresi, pompa bocor. (Gambar 1)

(Gambar A.1)

Ciri-ciri Basic/Conventional Mechanical Seal lainnya adalah:  Disuplai tanpa shaft sleeve, dalam kondisi terpisah antara rotating seal dan stationary sealface.  Diperlukan penandaan pada shaft sleeve untuk mengetahui presisi tempat pemasangan.  Tempat / dudukan stationary face adalah buatan pabrik pompa, bukan disuplai oleh pabrik Mechanical Seal. Tempat dudukan tersebut dinamakan Stationary housing atau Glandplate atau Gland Ring. Berikut gambar pemasangan Basic Mechanical Seal pada Stuffing Box Pompa, perhatikan bahwa Gland plate adalah part dari pompa, bukan dari Mechanical Seal. (Gambar A.2).

B.

Cartridge Mechanical Seal

Cartridge Mechanical Seal, pemasangannya tidak memerlukan setting kompresi. Pabrik Mechanical Seal telah merangkai Basic Seal diatas sleeve, melengkapi rangkaian ini dengan glandplate dan spacer. (Gambar B.1)

(Gambar A.2) Sekalipun pemasangan tipe basic/conventional dapat dengan mudah dipelajari, trend penghematan biaya perawatan menunjukkan naiknya jumlah permintaan Mechanical Seal tipe Cartridge. Ilustrasinya sebagai berikut: 1. Loh, tipe cartridge kan mahal?  Begini Kisanak, menurut Anda, biaya perawatan itu terdiri dari apa saja? 1. Biaya pembelian, yaitu harga barang + ongkos beli (telpon/fax supplier, gaji purchasing, PpN).  Berhentinya pompa produksi, kok tidak dimasukkan? Ridho Nur Fahmi

(Gambar B.1) Keunggulan Cartridge MechanicalSeal adalah:  Tidak perlu setting kompresi manual, mengurangi kesalahan pasang secara signifikan.  Biaya perawatan lebih rendah. Bila aus, cukup membeli basic seal.  Parts yang bukan cakupan Basic Seal adalah: GlandPlate, sleeve, O-Ring sleeve, Gasket, 2

Spacer, Retaining/Snap Ring, Set Screws, Collar Drive. (Gambar B.2)

Istilah-istilah Pada Mechanical Seal Istilah-istilah yang digunakan dalam penyebutan bagian mechanical seal, antara lain ; A. B. C. D. E.

Shaft Shaft Sleeve Seal O-RING Sealface

A. Shaft

(Gambar B.2) PENTING!: 1. Cartridge MechanicalSeal dipasang langsung pada shaft pompa, karena disuplai lengkap dengan sleeve, kecuali pada pompa tertentu. 2. Perubahan dari tipe Basic/Conventional ke Cartridge, pada pompa yang menggunakan shaftsleeve, maka ukuran Cartridge yang dipilih menjadi lebih kecil karena shaftsleeve pompa tersebut tidak diperlukan lagi. Hasilnya,biaya perawatan dalam 2 tahun lebih murah karena bila ContactFace/SealFace MechanicalSeal aus, Anda tidak perlu beli Cartridge komplit, cukup beli Basic Seal, atau Repair-Kit saja. 3. Karena ukuran Basic MechanicalSeal tipe Cartridge < ukuran Basic Seal sebelumnya , maka harga jelas lebih murah. Apalagi jika perhitungan waktu down time ikut dimasukkan dalam pertimbangan. 4. Biaya perawatan lebih murah juga terjadi apabila ada perubahan tipe fluida, pressure atau temperatur, cukup dilakukan dengan merubah Basic Seal, tanpa harus membeli komplit cartridge. Ini bisa dilakukan pada MechanicalSeal John Crane tipe 5600 yang memiliki varian 5610 (tipe single, secondary sealing nya elastomer o-ring), ke 5611 (secondary sealing nya elastomer bellows) atau 5615 (secondary sealing nya metal bellows), 5620 (tipe double, secondary sealing nya elastomer o-ring) ke 5625 (secondary sealing nya metal bellows). 5. Pembelian Repair Kit biasanya tidak ada garansi performance. Namun ada Brand yang bisa memberikan garansi tersebut dengan syarat Pemasangan repair-kit / basic MechanicalSeal ke dalam Cartridge, mendapat pengawasan atau dilakukan perwakilan brand. 6. Warranty yang didapat adalah suatu penghematan biaya yang sangat besar. Komponen dan Meterial Mechanical seal Mechanical Seal terdiri dari 3 buah komponen yaitu :  Rotating Unit (Bagian yang berputar).  Stationary Unit (Bagian yang diam).  Metal Hardware (Komponen logam) seperti, sleeve, gland plat, collar. Ridho Nur Fahmi

adalah as/bagian poros sebuah alat dan merupakan bagian utama dari mesin-mesin yang berputar. Buku manual mesin-mesin lebih sering menggunakan kata shaft dibandingkan as. B. Shaft Sleeve adalah as/bagian poros sebuah alat dan merupakan bagian utama dari mesin-mesin yang berputar. Buku manual mesin-mesin lebih sering menggunakan kata shaft dibandingkan as. C. Seal suatu part/bagian dalam sebuah konstruksi alat/mesin yang berfungsi untuk sebagai penghalang/pengeblok keluar/masuknya cairan, baik itu fluida proses maupun pelumas. Pada sepeda motor atau mobil sering kali bengkel bilang karet sil, sil-as kruk, oil-seal. D. O-RING merujuk pada karet berbentuk bundar yang berfungsi sebagai Seal. Perkembangan teknologi o-ring sebagai alat pengeblok cairan sekunder (secondary sealing device) menghasilkan berbagai tipe o-ring berdasarkan materialnya. Material o-ring, ada dari karet alam, EPDM, Buna, Neoprene, Viton, Chemraz, Kalrez, Isolast hingga tipe Encapsulated O-Ring, dimana o-ring dibalut dengan PTFE. Ada pula yang murni dibuat dari PTFE dan disebut dengan Wedge. E. Sealface bagian paling penting, paling utama dan paling kritis dari sebuah Mechanical Seal dan merupakan titik PENGEBLOK CAIRAN UTAMA (primary sealing device) Terbuat dari bahan Carbon atau Silicone Carbide atau Tungsten Carbide atau keramik atau Ni-resist, dengan serangkaian teknik pencampuran. Permukaan material yang saling bertemu (contact) dibuat sedemikian halusnya hingga tingkat kehalusan / kerataan permukaan mencapai 1 - 2 lightband. Seringkali Sealface disebut juga dengan contact face. Seal faces berarti ada 2 sealface. Yang satu diam dan melekat pada dinding pompa, dan yang lainnya berputar, melekat pada shaft. Yang berputar biasanya terbuat dari bahan yang lebih lunak/soft. Kombinasinya bisa berupa carbon versus silicone carbide, carbon vs ceramic, carbon vs tungten carbide, silicone carbide vs silicone carbide, silicone 3

carbide vs tungsten carbide.

1. Check Problem Pompa

Setelah memahami bagian-bagian yang menyusun Mechanical Seal, maka bisa dilanjutkan bahwa Mechanical Seal adalah suatu sealing device yang merupakan kombinasi menyatu antara sealface yang melekat pada shaft yang berputar dan sealface yang diam dan melekat pada dinding statis casing/housing pompa/tangki/vessel/kipas. Berikut adalah gambar mengenai pemahaman mechanical seal pada pompa. (Gambar. B.3)

Menentukan masalah pada pompa dapat terlihat secara kasat mata dari kebocoran atau tetesan fluida pada pompa. Cara ini menjadi hal pertama untuk memastikan apakah pompa mengalami kebocoran dan persentasi kebocoran berapa persen sehingga dapat dilakukan tindakan selanjutnya untuk mengatasi kebocoran tersebut. 2. Problem mechanical seal Pompa Masalah yang sering terjadi pada pompa ini adalah kerusakan pada Mechanical Seal, kerusakan tersebut diakibatkan oleh tingginya suhu dalam pompa. Dalam proses yang terjadi di bidang Industri pompa menjadi alat penggerak yang sangat vital karena dapat memompa fluida (cairan dan gas) dari satu tempat ke tempat lain. 3. Penggantian Mechanical Seal

(Gambar B.3) Cara Kerja Mechanical Seal Titik utama pengeblokan dilakukan oleh dua sealfaces yang permukaannya sangat halus dan rata. Gesekan gerak berputar antara keduanya meminimalkan terjadinya kebocoran. Satu sealface berputar mengikuti putaran shaft, satu lagi diam menancap pada suatu dinding yang disebut dengan Glandplate. Meterial dua sealfaces itu biasanya berbeda. Yang satu biasanya bersifat lunak, biasanya carbon-graphite, yang lainnya terbuat dari material yang lebih keras seperti silicone-carbide.

Pada bahasan terjadi suatu kerusakan pada Mechanical Seal maka sebagai field Support Engineer pada suatu perusahaan kita harus cepat mengambil tindakan dengan cara berdiskusi dan bertindak untuk mengatasi hal tersebut agar segera di perbaiki. Ketika alat yang mengalami kerusakan sudah tidak dapat diperbaiki maka harus dilakukan pergantian alat oleh orang yang mempunyai kompetensi yang sesuai dengan bidang kerusakan alat tersebut. 4. Prepare pompa plan Setelah melakukan pergantian Mechanical Seal proses selanjutnya adalah merapikan atau menata kembali pompa yang telah dibongkar. Dari kerusakan alat tersebut kita dapat menyimpulkan bahwa dalam dunia industri maintenance pada equipment harus sering dilakukan agar dapat mencegah pompa rusak dan memperbaiki sebelum terjadi kerusakan yang parah. 5. Evaluasi Desain

Pembedaan antara material yang digunakan pada stationary sealface dan rotating sealface aalah untuk mencegah terjadinya adhesi antara dua buah sealfaces tersebut. Pada sealface yang lebih lunak biasanya terdapat ujung yang lebih kecil sehingga sering dikenal sebagai wear-nose (ujung yang bisa habis atau aus tergesek).

PEMBAHASAN Analisa Kerusakan Pompa Pada kegiatan dalam dunia Industri yang meliputi Proses equipment sangat berkaitan dengan mesin sebagai alat penggeraknya, berikut ini adalah analisa mesin yang dilakukan dalam bentuk pompa meliputi ; 1. Check Problem Pompa 2. Problem Mechanical Seal Pompa 3. Penggantian Mechanical Seal 4. Prepare Pompa Plan 5. Evaluasi Disain Mechanical Seal 6. Desain Mechanical Seal

Ridho Nur Fahmi

Spesifikasi teknis pompa yang dibahas mengenai pompa 14P7 A/B adalah sebagai berikut : 1. Type Pompa/Merk 2. Liquid 3. Pumping Temperature (PT) 4. SG at PT 5. Vap. Press. At PT 6. Capacity 7. Suct. Press 8. Disch. Press 9. Diff. Head 10. NPSHA

: Centrifugal/UNITED : Water : 280 °C (Normal) : 0.750 : 65.4 kg/cm²A : 245 m³/jam (Normal) : 270 m³/jam (Rated) : 65.8 kg/cm²G (Rated) : 69.1 kg/cm²G : 44 m : 9.0 m

Spesifikasi teknis Mechanical Seal yang terpasang di 14P7 A/B saat ini : Merk : Durametallic Type : Multiple Spring & O Ring Flush Plan : Seal Flush Plan 21 Umur Pakai : ± 6 bulan 4

Umur pakai Mechanical Seal tersebut diatas relatif pendek, hanya sekitar 6 bulan. Kerusakan yang sering terjadi adalah O-ring nya mengeras serta contact face aus dan berwana kemerahan. Dilihat dari kerusakan O-ring yang hangus. Seal flush Plan 21 menggunakan fluida ex-discharge (fluida yang telah diproses di Impeller) pompa bertemperatur tinggi yang disirkulasikan ke dalam chamber melalui orifice dan Cooler . Oleh karena itu temperatur air dari discharge cukup tinggi 280 °C maka Cooler yang ada diperkirakan tidak mampu menurunkan temperatur air secara signifikan, sehingga kondisi temperatur di dalam Seal chamber masih tinggi

2.

3.

4. 6. Desain Mechanical Seal Spesifikasi pompa 14P7 A/B yang diharapkan : Type : Single Seal arrangement-1, menggunakan Single Spring & U-Cup Material : Rotating face Tungsten Carbide Stationari face Carbon O-Ring Perfluoroelastomer U-Cup Glass filled Teflon Seal Flush : Plan 23/62,dengan Cooler modelX-0750-FW U-Cup mengunakan suatu gasket yang digunakan untuk aplikasi tekanan tinggi, berfungsi sebagai bantalan bagi mating face, sehingga kedudukan Rotating face menjadiflexible dan dapat mengkompensasi minor misaligement. Secara umum desainMechanical Seal DW/2,250 (Model Mechanical Seal) tersebut di atas masih mengacu kepada standard API 682 (Standard acuan industri yang mensyaratkan sebuahmechanical yang baik harus mencapai umur pakai minimal 36 bulan), yaitu : a)

Kontruksi Cartridge Design yang memberikan kemudahan pada proses pemasangan maupun pelepasan. b) Disain Mechanical Seal tersebut diatas termasuk kategori type A Seal arrangement-1 menggunakan single spring stainless steel 316 (sesuai standard API) c) Material Rotating Face menggunakan Tungsten Carbide dengan batasan temperatur sampai dengan 400°C,sedangkan material Stationary Face menggunakan Carbon (sesuai standard API 682 section 3.2). d) O-Ring menggunakan Perfluoroelastomer dengan batasan temperatur sampai dengan 290 °C (sesuai dengan standard API 682 section 3.5).

KESIMPULAN & SARAN Kesimpulan yang didapat dari hasil problem statement mengenai mechanical seal pompa adalah sebagai berikut: 1. Masalah akan selalu ada dalam dunia perindustrian yang meliputi mechanical error and human error. Sebagai perencana dirancang suatu alat dan sikap

Ridho Nur Fahmi

5.

untuk meminimalisir masalah tersebut dengan cara yang efektif dan efisien sehingga menimbulkan profit kepada perusahaan. Kebocoran Mechanical Seal pada Pompa 14P7A adalah kurangnya pelumasan pada Mechanical Seal pompa plan yang menyebabkan adanya gesekan antara seal face rotating dengan sealface station. Kurangnya pelumasan pada pompa plan disebabkan karna cooler tidak mampu mensirkulasikan fluida yang digunakan untuk melumasi Mechanical Seal tersebut, karena temperatur fluida yang sangat tinggi. Karena fluida berasal dari discharge yaitu fluida dari hasil kerja impller. Cara mengatasinya adalah mengganti Mechanical Seal dan merubah cara pengambilan flushing yaitu seperti pada pompa plan. Komponen yang sering rusak pada bagian Mechanical Seal adalah Seal face,Shaft sleeve, Impeller, Bearing and Shaft.

DAFTAR SIMBOL ASME

= American Society of Mechanical Engineer

JIS

= JAPANESE INDUSTRIAL STANDARD

SNI

= STANDAR NASIONAL INDONESIA

ASTM

= American Society for Testing and Materials

API

= American Petroleum Institute

ISO

= International Standard Organitation

0

= Derajat Celcius

C

kg

= Kilogram

cm

= Centimeter

m

= Meter

DAFTAR PUSTAKA 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.

PT. EJJV sebagai Mechanical Technician PT. Unico Utama sebagai Production Operator. www.google.com http://www.dutaindomandiri.com/products/item/p ump tp://fajarisman31.blogspot.co.id/2015/01/pengerti an-standar-teknik-proses.html http://industryoleochemical.blogspot.co.id/2012/0 3/pengertian-dasar-mechanical-seal-pada.html https://mechanicalseal.wordpress.com/mechanica l-seal/ http://raymondsiburian.blogspot.co.id/2016/01/ke rusakan-mechanical-seal.html https://mechanicalseal.wordpress.com/problemati ka-mechanicalseal/mengapa-mechanicalsal-boco r/

5...