i
ANALISA UNJUK KERJA POMPA SUBMERSIBLE KAPASITAS
100 L/DETIK HEAD 18 M PUTARAN 1500 RPM DENGAN MENGGUNAKAN METODE
RELIABILITY CENTERED MAINTENANCE
PDAM TIRTANADI IPA SUNGGAL
SKRIPSI
Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi
Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
IQBAL AMSARI
120401001
DEPARTEMEN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2019
Universitas Sumatera Utara
ii
Universitas Sumatera Utara
iii
Universitas Sumatera Utara
iv
Universitas Sumatera Utara
v
Universitas Sumatera Utara
vi
Universitas Sumatera Utara
vii
Universitas Sumatera Utara
viii
Universitas Sumatera Utara
ix
Universitas Sumatera Utara
x
KATA PENGANTAR
Puji dan Syukur penulis ucapkan kepada Allah SWT, karena berkat Rahmat dan Karunia-Nya
yang telah memberikan kesehatan fisik dan pikiran kepada penulis, sehingga dapat menyelesaikan
laporan skripsi ini dengan judul “ANALISA UNJUK KERJA POMPA SUBMERSIBLE KAPASITAS
100 L/DETIK HEAD 18 M PUTARAN 1500 RPM DENGAN MENGGUNAKAN METODE
RELIABILITY CENTERED MAINTENANCE” dan dapat melaksanakan Penelitian di PDAM Tirtanadi
IPA Sunggal, Kec. Medan Sunggal, Kota Medan, Sumatera Utara.
Adapun laporan kerja praktek ini disusun adalah sebagai salah satu syarat memperoleh gelar
Sarjana Teknik di departemen Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara dimana
kami berkuliah saat ini. Laporan ini kami susun berdasarkan hasil penelitian yang kami laksanakan
kurang lebih selama 6 Bulan, mulai dari tanggal 01 Maret 2018 sampai 01 September 2018 di PDAM
Tirtanadi IPA Sunggal.
Penulis sangat menyadari bahwa suksesnya pelaksanaan kerja praktek di PDAM Tirtanadi
IPA Sunggal ini adalah berkat dukungan yang sangat baik oleh beberapa pihak.
Pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terimakasih kepada :
1. Bapak Dr. Ir. Muhammad Sabri, MT. selaku Ketua Dept. Teknik Mesin FT USU.
2. Bapak Terang UHSG Manik, ST. MT. selaku Sekretaris Dept. Teknik Mesin USU.
3. Bapak Ir. Alfian Hamsi, M.Sc. selaku Dosen pembimbing Skripsi penulis, atas bimbingan
yang sangat baik dari awal penelitian ini berlangsung hingga laporan ini selesai.
4. PDAM TIRTANADI PROVINSI SUMATERA UTARA, atas kesempatan yang diberikan
untuk melaksanakan kerja praktek di lingkungan PDAM TIRTANADI IPA Sunggal dan
fasilitas – fasilitas yang mendukung lancarnya penelitian ini.
5. Bapak Adam Parapat, S.T. selaku kepala Instalasi Pengolahan Air Sunggal yang telah
memberi kesempatan kepada kami untuk melaksanakan penelitian di PDAM TIRTANADI
IPA Sunggal.
6. Bapak Supratman selaku kepala bagian Mesin/Listrik (M/L) di PDAM TIRTANADI IPA
Sungal, yang telah banyak memberikan arahan, bimbingan ilmu, serta waktunya untuk kami
selama melaksanakan penelitian dan penyusunan skripsi hingga selesai.
7. Seluruh staff PDAM TIRTANADI IPA Sunggal.
Universitas Sumatera Utara
xi
8. Istriku Syafi’ah Mukhlishoh Siregar, S.KM untuk setiap dukungan, doa, dan motivasi selama
proses pengerjaan skripsi
9. Orang tua, istri dan keluarga besar penulis, untuk setiap dukungan , doa dan materil,
khususnya selama penelitian ini berlangsung.
10. Teman – teman penulis Stambuk 2012 Teknik Mesin USU, untuk setiap motivasi yang telah
diberikan.
Serta kepada seluruh pihak yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan penelitian ini
yang tidak dapat disebutkan satu – persatu.
Penulis menyadari banyak kekurangan dalam penulisan skripsi ini, penulis tidak menutup
kesempatan untuk pemberian saran. Semoga penelitian skripsi ini dapat bermanfaat bagi pembaca.
Terimakasih.
Medan, 16 April 2019
Penulis,
Iqbal Amsari
Universitas Sumatera Utara
xii
ABSTRAK
Pompa submersible merupakan pompa benam yang sering digunakan dalam dunia
perindustrian terutama industri air bersih seperti PT PDAM Tirtanadi. Pompa ini berfungsi
sebagai pompa di stasiun RWP. Selain itu juga digunakan untuk menguras bak filtering
ataupun menguras ruangan stasiun jika terjadi kebocoran dan menyebabkan banjir. Namun
karena aplikasi yang sering berubah ubah serta lokasi yang sering dipindah pindah maka
berdampak pada performa pompa submersible tersebut. Maka dari itu pada penelitian ini
akan dilakukan “Analisa unjuk kerja pompa submersible kapasitas100 l/detik head 18 m
putaran 1500 rpm dengan menggunakan metode reliability centered maintenance”. Setelah
dilakukan pengumpulan data dan analisa maka diperoleh nilai keandalan dari pompa ini
adalah 90.5 % dengan probabilitas kegagaalan 9.5 % setiap beroperasi selama 200 jam.
Selain itu juga diketahui bahwa kegagalan sering terjadi ketika reliability dibawah 70%
sehingga disarankan untuk dilakukan preventive maintenance pada nilai reliability mencapai
titik terebut yaitu setiap 29.8 hari.
Kata kunci : Pompa Submersible, Reliability, Maintenance, Kegagalan
Universitas Sumatera Utara
xiii
ABSTRACT
The submersible pump is the immerse pum that often used in industry, especially on
clean water industrial like PT PDAM Tirtanadi. This pump is used as the main pum in RWP
Station. Besides, this pump also used to drain the the filtering tub or to drain the station room
when it flood. However, because the aplication which often change, and also the location
which always placed anywhere, so we have to calculate this submersible pump perform. So,
in this research we will do “Work method analysis on submersible pump which has 100 L/s
capacity head 18 m, 1500 rpm round with used realiability centered maintenance method”.
After we collect the data and the analise, so we got the reliability value from this pump is
90.5 % with the failure probability value is 9.5 % after operated about 200 hour. Besides, we
have known that the failure often happen when the reliability value under 70%. So, we
suggest that the preventive maintenance have to do in each 29.8 days.
Keyword : Submersible Pump, Reliability, Maintenance, Failure
Universitas Sumatera Utara
xiv
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ............................................................................................... i
ABSTRAK ............................................................................................................... iii
ABSTRACT ............................................................................................................. iv
DAFTAR ISI............................................................................................................. v
DAFTAR TABEL ................................................................................................. viii
DAFTAR GAMBAR ............................................................................................... ix
BAB I PENDAHULUAN ......................................................................................... 1
1.1 Latar Belakang ..................................................................................................... 1
1.2 Perumusan Masalah ............................................................................................. 3
1.3 Tujuan .................................................................................................................. 3
1.4 Batasan Masalah .................................................................................................. 4
1.5 Manfaat Penelitian ............................................................................................... 4
1.6 Sistematika Penulisan .......................................................................................... 5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ............................................................................. 7
2.1 Maintenance (Perawatan) .................................................................................... 7
2.1.1 Tujuan Maintenance .................................................................................. 7
2.1.2 Fungsi Maintenance ................................................................................... 8
2.2 Klasifikasi Maintenance....................................................................................... 8
2.2.1 Preventive Maintenance ............................................................................ 9
2.2.2 Predictive Maintenance ............................................................................. 9
2.2.3 Condition Based Maintenance ................................................................... 9
2.2.4 Corrective Maintenance .......................................................................... 10
2.3 Kehandalan (Reliability) .................................................................................... 10
2.4 Metodologi RCM (Reliability Centered Maintenance) ..................................... 12
2.4.1 Seleksi Sistem dan Pengumpulan Informasi ............................................ 14
2.4.2 Deskripsi Batasan Sistem......................................................................... 14
2.4.3 Deskripsi Sistem dan Blok Diagram Fungsi ............................................ 14
2.4.4 Fungsi Sistem dan Kegagalan Fungsi ...................................................... 15
Universitas Sumatera Utara
xv
2.4.5 FMEA (Failure Mode and Effect Analysis) ............................................. 15
2.5 Distribusi Kerusakan .......................................................................................... 17
2.5.1 Distribusi Weibull .................................................................................... 17
2.5.2 Distribusi Lognormal ............................................................................... 17
2.5.3 Distribusi Exponential ............................................................................. 17
2.6 Dasar Pompa Submersible ................................................................................. 19
2.7 Penjelasan Pompa Submersible ......................................................................... 20
2.8 Instalasi Pompa Submersible ............................................................................. 21
2.9 Bagian – Bagian Utama Pompa Submersible .................................................... 24
2.9.1 Motor Listrik ............................................................................................ 24
2.9.2 Poros Pompa ............................................................................................ 25
2.9.3 Impeller .................................................................................................... 25
2.9.4 System Seal .............................................................................................. 25
2.9.4.1 Gland Packing Seal System .............................................................. 25
2.9.4.2 Mechanical Seal System ................................................................... 26
BAB III METODE PENELITIAN ....................................................................... 30
3.1 Tempat dan Waktu ............................................................................................. 30
3.1.1 Tempat Penelitian .................................................................................... 30
3.1.2 Waktu Penelitian ...................................................................................... 30
3.2 Kerangka Penelitian ........................................................................................... 30
3.3 Alat dan Bahan ................................................................................................... 30
3.3.1 Peralatan................................................................................................... 30
3.3.2 Bahan ....................................................................................................... 31
3.4 Proses Penelitian ................................................................................................ 31
3.5 Pelaksanaan Penelitian ....................................................................................... 32
BAB IV ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN ............................................. 33
4.1 Pompa Pada PDAM Tirtanadi ........................................................................... 33
4.2 Analisa Kualitatif dan Pengamatan Lapangan Pada Model Kegagalan Pompa 34
4.3 Data Kegagalan Pompa dan Sistem Seleksi ....................................................... 35
4.4 Identifikasi Distribusi Kegagalan Pada Pompa Submersible............................. 37
4.5 Batasan Sistem ................................................................................................... 40
4.6 Root Cause Analysis .......................................................................................... 41
Universitas Sumatera Utara
xvi
4.7 FMEA (Failure Mode and Effect Analysis) ....................................................... 43
4.8 FTA (Fault Tree Analysis) ................................................................................. 46
4.9 Pemilihan Tindakan ........................................................................................... 51
4.10 Analisa Reliability dan Penentuan Ideal Pengecekan ...................................... 54
4.10.1 Analisa Reliability dan Probabilitas Kegagalan .................................... 54
4.10.2 Perhitungan – Perhitungan Ideal Waktu Pengecekan ............................ 64
4.11 Analisis Availability Pompa ............................................................................ 66
4.12 Saran Kegiatan yang Dilakukan Ketika Pengecekan ....................................... 67
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ................................................................. 69
5.1 Kesimpulan ........................................................................................................ 69
5.2 Saran .................................................................................................................. 70
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
Universitas Sumatera Utara
xvii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Criteria of Severity Effect........................................................................ 15
Tabel 2.2 Probability of Occurence ........................................................................ 16
Tabel 2.3 Detection Design Control ....................................................................... 16
Tabel 2.4 Tabel Distribusi Kerusakan ..................................................................... 18
Tabel 2.5 Sambungan Las ....................................................................................... 23
Tabel 2.6 Sambungan Soket .................................................................................... 24
Tabel 2.7 Bagian – Bagian Sambungan Soket ........................................................ 24
Tabel 4.1 Pompa pada PDAM Tirtanadi ................................................................. 33
Tabel 4.2 Daftar Komponen Pompa Yang Sering Mengalami Failure ................... 34
Tabel 4.3 Kegagalan Pada Pompa RWP (Raw Water Pump) ................................. 35
Tabel 4.4 Distribusi Kegagalan Pada Submersible Pump ....................................... 37
Tabel 4.5 Klasifikasi Root Cause Analysis ............................................................. 41
Tabel 4.6 Analisis FMEA Pada Pompa Submersible .............................................. 43
Tabel 4.7 Keterangan Kode FTA (Fault Tree Analysis) ......................................... 47
Tabel 4.8 Tabel Pengambilan Tindakan Pada FTA ................................................ 52
Tabel 4.9 Tabel Hasil Perhitungan Analisa Reliability dan Penentuan Ideal Pengecekan 66
Universitas Sumatera Utara
xviii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 RCM Bathub Curve ............................................................................ 11
Gambar 2.2 Variasi RCM Bathub Curve .............................................................. 11
Gambar 2.3 Langkah – Langkah Metodologi RCM............................................... 13
Gambar 2.4 Pompa Submersible ............................................................................ 21
Gambar 2.5 Pompa Submersible Sebelum Instalasi ............................................... 21
Gambar 2.6 Pemasangan Dudukan Pipa Penyambung Pompa dan Pipa Keluaran ...
.................................................................................................................................. 22
Gambar 2.7 Proses Penyambungan Antara Pipa Pengeluaran dan Dudukan Pompa
.................................................................................................................................. 22
Gambar 2.8 Pipa Pengeluaran dan Pompa Setelah Terpasang ............................... 23
Gambar 2.9 Proses Pengisian Bak Penampungan .................................................. 23
Gambar 2.10 Bagian – Bagian Pompa Submersible............................................... 24
Gambar 2.11 Sistem Gland Packing Seal Pada Pompa ......................................... 26
Gambar 2.12 Komponen – Komponen Mechanical Seal ....................................... 27
Gambar 2.13 Kebocoran Pada Mechanical Seal .................................................... 28
Gambar 3.1 Diagram Alir Proses Pelaksanaan ...................................................... 32
Gambar 4.1 Pareto Chart Total Kegagalan Pompa PDAM Tirtanadi Sunggal..........
.................................................................................................................................. 36
Gambar 4.2 Distribusi Kegagalan Komponen Pompa Submersible ...................... 37
Gambar 4.3 Bagan FTA (Fault Tree Analysis) ...................................................... 46
Universitas Sumatera Utara
xix
Gambar 4.4 Tren Reliability Bearing ..................................................................... 56
Gambar 4.5 Tren Reliability Kopling..................................................................... 59
Gambar 4.6 Tren Reliability Impeller .................................................................... 61
Gambar 4.7 Reliability Pompa ............................................................................... 63
Universitas Sumatera Utara
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Dalam dunia industri pada saat ini, konsep perawatan yang memberikan jaminan untuk
menambah life time suatu mesin terus dikembangkan. Perawatan yang dimaksud adalah
sebuah operasi atau aktivitas yang harus dilakukan secara berkala dengan tujuan untuk
melakukan pergantian kerusakan peralatan dengan resources yang ada. Perawatan juga
ditujukan untuk mengembalikan suatu sistem pada kondisinya agar dapat berfungsi
sebagaimana mestinya, memperpanjang usia kegunaan mesin, dan menekan failure sekecil
mungkin.
Berbagai metode diupayakan demi terwujudnya keadaan tersebut. Hal ini sebenarnya
tidak mengherankan, mengingat semakin lama suatu mesin dapat bertahan maka semakin
kecil biaya yang dikeluarkan perusahaan untuk membeli mesin baru. Hal ini sama dengan
meningkatnya kebutuhan perusahaan.
Mengacu pada ilmu mechanical engineering konsentrasi maintenance, berbagai metode
dicetuskan untuk menjawab tantangan diatas. salah satu yang paling sering diterapkan adalah
reliability centered maintenance (RCM), yaitu suatu proses yang diakukan untuk memastikan
peralatan atau mesin melakukan fungsinya dengan baik dan sesuai dengan yang diharapkan.
Pada penelitian ini yang menjadi topik utama penelitian adalah pompa submersible yang
digunakan di PDAM Tirtanadi Sunggal. Hal ini dikarenakan kondisi pompa ini yang sudah
cukup tua sehingga perlu dilakukan perencanaan, pelaksanaan, pengawasan, dan evaluasi
terhadap sistem perawatan handal untuk mengurangi downtime pada mesin/peralatan.
Sehingga downtime mesin menjadi hal yang sangat perlu di perhatikan secara lebih bijak.
Universitas Sumatera Utara
2
Selain itu, pompa submersible ini menjadi bahasan yang sangat menarik karena belum
ada penelitian mengenai pompa submersible ini, adapun head dan capacity dari pompa ini
adalah 18 meter dan 100 liter/detik.
Adapun maksud dari pernyataan diatas adalah pompa mempunyai head 10 meter
artinya pompa dapat mengalirkan air dengan tekanan kurang lebih 1 bar. Jadi jika kita ingin
mentransfer air dari basement ke atap gedung pencakar langit yang tingginya 1000 meter,
maka dengan mudah kita akan mengatakan bahwa kita butuh pompa dengan head 1000 meter.
Sedangkan kapasitas (capacity) adalah banyaknya cairan yang dapat dipindahkan oleh
pompa setiap satuan waktu. Dinyatakan dalam satuan volume persatuan waktu, seperti :
1. Barel per day (BPD)
2. Galon per menit (GPM)
3. Cubic meter per hour (m3/hr)
Adapun dalam pembahasan pompa kali ini satuan yang digunakan oleh penulis adalah
liter/detik, maka kita harus mengkonversi kedalam Cubic meter per hour sehingga 100
liter/detik tadi sama dengan 360 m3/hr.
Dalam hal ini unjuk kerja yang penulis lakukan adalah untuk tujuan mengamati dan
menemukan solusi untuk mendapatkan nilai keandalan dari pompa submersible yang akan
kita bahas nantinya. Jadi dalam penelitian ini nanti penulis akan lebih banyak mencatat data
dan menganalisa data – data yang sudah dikumpulkan menjadi satu tadi, agar didapatlah
solusi agar kerusakan pompa dapat dicegah dengan melakukan metode – metode analisa
maintenance.
1.2 Perumusan Masalah
Universitas Sumatera Utara
3
Penelitian ini fokus pada proses pelaksanaan langkah reliability centered maintenance
pada mesin pompa submersible. Sehingga dalam proses produksi pabrik akan mencapai
tingkat efisiensi yang semakin baik dengan biaya yang semakin rendah.
1.3 Tujuan
Adapun tujuan dari penelitian ini adalah mengetahui sistem manajemen perusahaan dan
melaksanakan langkah reliability centered maintenance mesin pompa submersible.
1. Mengetahui jenis pompa yang rentan mengalami kegagalan di PDAM tirtanadi
2. Mengetahui persentase kegagalan setiap komponen pompa yang sering mengalami
kerusakan
3. Menentukan tindakan yang diperlukan untuk mengatasi kegagalan
4. Mengetahui interval waktu pengecekan ideal.
Adapun hubungannya dengan analisa unjuk kerja adalah yaitu pada saat proses
pengamatan pompa, kita dapat mengetahui kerusakan – kerusakan yang terjadi, dan melalui
kerusakan tersebut kita dapat mengetahui bahwasannya pompa submersible lah yang paling
banyak mengalami kerusakan. Karena itu melalui unjuk kerja ini juga kita dapat menentukan
tindakan – tindakan yang perlu kita lakukan agar kerusakan tersebut dapat dicegah.
1.4 Batasan Masalah
Untuk mendapatkan arah penelitian yang baik, maka diperlukan adanya batasan
masalah sebagai berikut:
1. Manajemen perusahaan khususnya pada PDAM Tirtanadi IPASunggal.
2. Reliability centered maintenance pada pompa submersible di PDAM Tirtanadi IPA
Sunggal.
1.5 Manfaat Penelitian
Adapun manfaat penelitian adalah sebagai berikut :
Universitas Sumatera Utara
4
1. Secara aspek akademis, penelitian ini berhubungan dengan mata kuliah manajemen
pemeliharaan, proses produksi, analisa kegagalan, manajemen pemeliharaan pabrik,
dan manajemen perubahan dan pemeliharaan, sehingga dengan dilakukannya
penelitian ini dapat menambah wawasan serta mengembangkan pola pikir tentang
manajemen suatu perusahaan.
2. Secara aspek praktis, penelitian ini diharapkan dapat diaplikasikan untuk ilmu dalam
dunia kerja. Karena ilmu ini merupakan salah satu ilmu yang cukup mahal.
3. Secara aspek kekeluargaan, penelitian ini dapat mempererat kerja sama antara
Departemen Teknik Mesin dengan Perusahaan PDAM Tirtanadi.
4. Dalam aspek ilmu, penelitian ini membuat peneliti dapat mengetahui sistem / proses
pemeliharaan (maintenance) yang digunakan.
5. Dalam aspek perusahaan, penelitian ini dapat menjadi pemecahan masalah yang dapat
dijadikan bahan masukan untuk dan pengembangan berbagai aspek dalam perusahaan.
1.6 Sistematika Penulisan
Penelitian ini di jadikan dalam bentuk laporan hasil penelitian skripsi yang dibagi atas
lima bab, yang masing-masing bab terdiri dari sub bab, yaitu :
Bab 1 : Pendahuluan
Berisi tentang Pendahuluan yang terdiri dari latar belakang, perumusan masalah, tujuan
penelitian, batasan masalah, manfaat penelitian dan sistematika penulisan.
Bab 2 : Tinjauan pustaka
Berisi tentang literatur yang berkenaan dengan reliability centered maintenance, yaitu tujuan,
fungsi, klasifikasi, kehandalan, metodologi, distribusi kerusakan, pompa submersible, dan
bagian – bagian utama pompa submersible.
Bab 3 : Metodologi Penelitian
Universitas Sumatera Utara
5
Berisi tentang urutan dan tata cara yang dilakukan. Dimulai dari waktu dan tempat,
persediaan alat dan bahan, prosedur penelitian dan proses yang dilaksanakan.
Bab 4 : Analisa Data dan Pembahasan
Berisi tentang data yang diperoleh dari penelitian dan hasil wawancara lapangan langsung.
Bab 5 : Kesimpulan dan Saran
Berisi tentang penutup yang terdiri dari : kesimpulan dan saran. Dalam bab ini diuraikan
tentang kesimpulan yang merupakan resume dari bab-bab sebelumnya. Terutama jawaban
atas permasalahan yang diajukan, selanjutnya diberikan saran berkaitan dengan hasil
penelitian.
Daftar Pustaka
Lampiran
Universitas Sumatera Utara
6
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Maintenance (Perawatan)
Maintenance (pemeliharaan) adalah suatu kombinasi dari berbagai tindakan yang
dilakukan untuk menjaga suatu barang atau memperbaikinya sampai suatu kondisi yang bisa
diterima. Di dalam praktek – praktek maintenance masa lalu dan saat ini baik pada sektor
swasta dan pemerintah mengartikan maintenance itu adalah suatu tindakan pemeliharaan
mesin atau peralatan pabrik dengan memperbaharui usia pakai dan kegagalan atau kerusakan
mesin.
Mesin merupakan hal yang sering dipermasalahkan antara bagian pemeliharaan dan
bagian produksinya. Karena bagian pemeliharaan dianggap yang memboroskan biaya,
sedangkan bagian produksi merasa yang merusakkan tetapi juga yang menghasilkan uang.
Secara umum sebuah produk yang dihasilkan oleh manusia, tidak ada yang tidak mungkin
rusak, tetapi usia penggunaannya dapat diperpanjang dengan melakukan perbaikan yang
dikenal dengan pemeliharaan. Oleh karena itu sangat dibutuhkan kegiatan pemeliharaan yang
meliputi kegiatan pemeliharaan dan perawatan pada peralatan produksi atau mesin.
2.1.1 Tujuan Maintenance
Menurut Daryus A, (2008) dalam bukunya "manajemen pemeliharaan mesin" tujuan
maintenance yang utama adalah sebagai berikut:
1. Untuk memperpanjang kegunaan aset,
2. Menjaga kualitas pada tingkat yang tepat untuk memenuhi apa yang dibutuhkan oleh
produk itu sendiri dan kegiatan produksi yang tidak terganggu.
3. Untuk membantu mengurangi pemakaian dan penyimpangan yang diluar batas dan
menjaga modal uang diinvestasikan tersebut,
4. Untuk mencapai tingkat biaya pemeliharaan serendah mungkin, dengan melaksanakan
kegiatan pemeliharaan yang dapat membahayakan keselamatan para pekerja,
5. Menghindari kegiatan pemeliharaan yang dapat membahayakan keselamatan para
pekerja,
Universitas Sumatera Utara
7
6. Mengadakan suatu kerja sama yang erat dengan fungsi-fungsi utama lainnya dari
suatu perusahaan dalam rangka untuk mencapai tujuan utama perusahaan yaitu tingkat
keuntungan yang sebaik mungkin dan total biaya yang serendah mungkin.
2.1.2 Fungsi Maintenance
Menurut pendapat Agus Ahyari, (2002) fungsi maintenance adalah agar dapat
memperpanjang umur ekonomis dari mesin dan peralatan produksi yang ada serta
mengusahakan agar mesin dan peralatan produksi tersebut selalu dalam keadaan optimal dan
siap pakai untuk pelaksanaan proses produksi.
Keuntungan-keuntungan yang akan diperoleh dengan adanya pemeliharaan yang baik
terhadap mesin adalah sebagai berikut:
1. Mesin dan peralatan produksi yang ada dalam perusahaan yang bersangkutan akan
dapat dipergunakan dalam jangka waktu panjang,
2. Pelaksanaan proses produksi dalam perusahaan yang bersangkutan berjalan dengan
lancar,
3. Dapat menghindarkan diri atau dapat menekan sekecil mungkin terdapatnya
kemungkinan kerusakan berat dari mesin dan peralatan produksi selama proses
produksi berjalan,
4. Peralatan produksi yang digunakan dapat berjalan stabil dan baik, maka proses dan
pengendalian kualitas proses harus dilaksanakan dengan baik pula,
5. Dapat dihindarinya kerusakan-kerusakan total dari mesin dan peralatan produksi yang
digunakan,
6. Apabila mesin dan peralatan produksi berjalan dengan baik, maka penyerapan bahan
baku dapat berjalan normal.
2.2 Klasifikasi Maintenance
Secara umum maintenance diklasifikasikan menjadi:
2.2.1 Preventive Maintenance
Preventive Maintenance adalah salah satu komponen penting dalam aktivitas perawatan
(maintenance). Preventive maintenance adalah aktivitas perawatan yang dilakukan sebelum
terjadinya kegagalan atau kerusakan pada sebuah sistem atau komponen, dimana
Universitas Sumatera Utara
8
sebelumnya sudah dilakukan perencanaan dengan pengawasan yang sistematik, deteksi,
dan koreksi, agar sistem atau komponen tersebut dapat mempertahankan kapabilitas
fungsionalnya.
Dengan adanya preventive maintenance, diharapkan semua mesin yang ada akan
terjamin kelancaran proses kerjanya sehingga tidak ada yang terhambat dalam proses
produksinya dan selalu dalam keadaan optimal. Preventive maintenance sangat penting
karena kegunaannya sangat efektif dalam menghadapi atau mendukung fasilitas produksi
yang termasuk dalam golongan critical unit. Kategori komponen kritis menurut Tampubolon
(2004), yaitu:
1. Kerusakan fasilitas atau peralatan akan membahayakan keselamatan atau kesehatan
para pekerja.
2. Kerusakan fasilitas akan mempengaruhi kualitas dari produk yang dihasilkan.
3. Kerusakan fasilitas tersebut akan menyebabkan kemacetan atau terhentinya seluruh
proses produksi.
4. Modal yang ditanamkan (investasi) dalam fasilitas tersebut cukup mahal harganya.
2.2.2 Predictive Maintenance
Predictive maintenance didefinisikan sebagai pengukuran yang dapat mendeteksi
degradasi sistem, sehingga penyebabnya dapat dieliminasi atau dikendalikan tergantung
pada kondisi fisik komponen. Hasilnya menjadi indikasi kapabilitas fungsi sekarang dan
masa depan. Perbedaan predictive maintenance berbeda dengan preventive maintenance
dengan berdasarkan kebutuhan perawatan pada kondisi actual mesin dari pada jadwal yang
telah ditentukan.
2.2.3 Condition Based Maintenance
Condition Based Maintenance merupakan aktivitas perawatan pencegahan yang
dilakukan berdasarkan kondisi tertentu dari suatu komponen atau sistem, yang bertujuan
untuk mengantisipasi sebuah komponen atau sistem agar tidak mengalami kerusakan.
Karena variable waktunya tidak pasti diketahui, kebijakan yang sesuai dengan kondisi
tersebut adalah predictive maintenance.
2.2.4 Corrective Maintenance
Universitas Sumatera Utara
9
Corrective Maintenance merupakan kegiatan perawatan yang dilakukan untuk
mengatasi kegagalan atau kerusakan yang ditemukan selama masa waktu preventive
maintenance. Pada umumnya, corrective maintenance bukanlah aktivitas perawatan yang
terjadwal, karena dilakukan setelah sebuah komponen mengalami kerusakan dan bertujuan
untuk mengembalikan kehandalan sebuah komponen atau sistem ke kondisi semula.
2.3 Kehandalan (Reliability)
Kehandalan atau reliability dapat diartikan sebagai peluang bahwa sebuah komponen
akan mampu melaksanakan sebuah fungsi yang spesifik dalam suatu kondisi operasi dan
periode waktu tertentu.
Reliability Centered Maintenance (RCM) merupakan suatu proses yang digunakan
untuk menentukan apa yang harus dilakukan untuk menjamin agar suatu aset fisik dapat
berlangsung terus guna memenuhi fungsi yang diharapkan dalam konteks operasinya saat ini
atau suatu pendekatan pemeliharaan yang mengkombinasikan praktek dan strategi dari
preventive maintenance (pm) dan corective maintenance (cm) untuk memaksimalkan umur
(life time) dan fungsi aset/sistem /equipment dengan biaya minimal (minimum cost). RCM
memiliki batas umur, dan jumlah kegagalan yang umumnya terjadi mengikuti “kurva bak
mandi
(bath-tub
curve)”
seperti
terlihat
dari
Gambar
berikut :
Universitas Sumatera Utara
10
Gambar 2.1: RCM Bathtub Curve
G
amb
ar
2.2 :
Vari
asi
RC
M
Bath
tub
Curv
e
Ada
7
pertanyaan dasar yang harus diajukan agar implementasi dari RCM dapat berlangsung secara
efektif, yaitu [1] :
1. Apa fungsi-fungsi dan standar-standar prestasi dan kaitannya dengan aset dalam
konteks operasinya saat ini?
2. Dengan jalan apa saja aset ini dapat gagal untuk memenuhi fungsi - fungsinya?
3. Apa yang menyebabkan masing-masing kegagalan fungsi?
4. Apa yang terjadi apabila setiap kegagalan timbul?
5. Apa saja yang dipengaruhi oleh setiap kegagalan?
6. Apa yang harus dilakukan untuk mencegah setiap kegagalan?
7. Apa yang harus dilakukan apabila suatu cara pencegahan tidak dapat ditemukan?
Universitas Sumatera Utara
11
2.4 Metodologi RCM
Pada umumnya metode RCM memakai pendekatan RCM dalam melaksanakan
program maintenance dominan bersifat predictive dengan pembagian sebagai berikut:
Metodologi RCM dijelaskan dalam empat fitur unik:
1. Pemeliharaan fungsi-fungsi komponen.
2. Identifikasi apa yang dapat menyebabkan terjadinya kegagalan.
3. Prioritaskan kebutuhan fungsi.
4. Memilih kegiatan perawatan yang efektif dan aplikatif terhadap prioritas
Dimana metodologi tersebut mengikuti langkah-langkah:
Universitas Sumatera Utara
12
Gambar 2.3 : Langkah – Langkah Metodologi RCM
STEP 1 : System
Selection and Data
Collection 1.2 Operation and maintenance
data Collection
1.1 Selection of critical equipment
2.1 Boundary Overview
2.2 Boundary Details
3.1 System Description
3.2 Functional Block Diagram
3.3 Equipment History
4.1 System function
4.2 Functional Failures
5. Failure Mode and Effect Analysis
6. Logic Tree Analysis
7. Task Selection
STEP 2 : System
boundary
definition
STEP 3 : System
description and
functional block
STEP 4 : System
Functional
Failures
STEP 5 : FMEA
STEP 6 : LTA
STEP 7 : TASK
Universitas Sumatera Utara
13
2.4.1 Seleksi Sistem dan Pengumpulan Informasi
Pada tahapan ini dilaksanakan seleksi sistem untuk mengetahui potensial terbesar
untuk dilakukan analisis. Dalam pengumpulan informasi, waktu dan usaha dapat dipersingkat
jika terdapat dokumen mengenai sistem dan informasi yang berhubungan. Daftar dokumen
dan informasi yang berhubungan dengan setiap sistem untuk analisa RCM adalah:
a. Sistem skematik atau block diagram.
b. Buku manual untuk sistem yang mungkin memiliki informasi penting dari desain dan
operasi sistem.
c. Data historis peralatan.
d. Sistem operasi manual, yang memiliki detail bagaimana sistem tersebut berfungsi.
e. Spesifikasi sistem disain.
2.4.2 Deskripsi Batasan Sistem
Fungsi dari batasan sistem adalah untuk mendata daftar komponen yang akan dianalisa
serta menentukan faktor faktor yang berpengaruh
2.4.3 Deksripsi Sistem dan Blok Diagram Fungsi
Setelah seleksi sistem selesai dan batasan sistem juga selesai, maka dilanjutkan pada
langkah ketiga untuk identifikasi dan mendokumentasikan detail-detail penting dari sistem.
Lima item yang dikembangkan pada langkah ini adalah:
a. Deskripsi Sistem
b. Functional Block Diagram
c. Sistem In/Out
d. Struktur Sistem Breakdown
e. Historis Peralatan
2.4.4 Fungsi Sistem dan Kegagalan Fungsi
Universitas Sumatera Utara
14
Pada bagian ini, proses analisis difokuskan pada kegagalan fungsi, bukan kegagalan
peralatan. Biasanya kegagalan fungsi memiliki dua atau lebih kondisi yang menyebabkan
kegagalan parsial, minor maupun mayor pada sistem.
2.4.5 FMEA (Failure Mode and Effect Analysis)
FMEA merupakan suatu metode yang bertujuan untuk mengevaluasi desain sistem
dengan mempertimbangkan bermacam-macam mode kegagalan dari sistem yang terdiri dari
komponen komponen dan menganalisis pengaruh-pengaruhnya terhadap keandalan sistem
tersebut.
Dalam FMEA, dapat dilakukan perhitungan RPN untuk menentukan tingkat kegagalan
tertinggi. Risk Priority Number (RPN) merupakan hubungan antara tiga buah variabel yaitu
Severity (Keparahan), Occurrence (Frekuensi Kejadian), Detection (Deteksi Kegagalan) yang
menunjukkan tingkat resiko yang mengarah pada tindakan perbaikan.
a) Severity
Severity adalah tingkat keparahan atau efek yang ditimbulkan oleh mode kegagalan
terhadap keseluruhan mesin. Nilai rating Severity antara 1 sampai 10. Nilai 10 diberikan
jika kegagalan yang terjadi memiliki dampak yang sangat besar terhadap sistem.
Tabel 2.1 : Criteria of Severity Effect
Rating Criteria of Severity Effect
10 Tidak berfungsi sama sekali
9 Kehilangan fungsi utama dan menimbulkan peringatan
8 Kehilangan fungsi utama
7 Pengurangan fungsi utama
6 Kehilangan kenyamanan fungsi penggunaan
5 Mengurangi kenyamanan fungsi penggunaan
4 Perubahan fungsi dan banyak pekerja menyadari adanya masalah
3 Tidak terdapat efek dan pekerja menyadari adanya masalah
2 Tidak terdapat efek dan pekerja tidak menyadari adanya masalah
b) Occurence (O)
Occurence adalah tingkat keseringan terjadinya kerusakan atau kegagalan. Occurence
berhubungan dengan estimasi jumlah kegagalan kumulatif yang muncul akibat suatu
Universitas Sumatera Utara
15
penyebab tertentu pada mesin. Nilai rating Occurence antara 1 sampai 10. Nilai 10 diberikan
jika kegagalan yang terjadi memiliki nilai kumulatif yang tinggi atau sangat sering terjadi.
Tabel 2.2 : Probability of Occurrence
Rating Probability of Occurence
10 Lebih besar dari 100 per seribu kali penggunaan
9 50 per seribu kali penggunaan
8 20 per seribu kali penggunaan
7 10 per seribu kali penggunaan
6 5 per seribu kali penggunaan
5 2 per seribu kali penggunaan
4 1 per seribu kali penggunaan
3 0,5 per seribu kali penggunaan
2 Lebih kecil dari 0,1 per seribu kali penggunaan
1 Tidak pernah sama sekali
c) Detection (D)
Deteksi diberikan pada sistem pengendalian yang digunakan saat ini yang memiliki
kemampuan untuk mendeteksi penyebab atau mode kegagalan. Nilai rating deteksi berkisar
antara 1 sampai 10.
Tabel 2.3: Detection Design Control
Rating Detection Design Control
10 Tidak mampu terdeteksi
9
Kesempatan yang sangat rendah dan sangat sulit untuk
terdeteksi
8 Kesempatan yang sangat rendah dan sulit untuk terdeteksi
7 Kesempatan yang sangat rendah untuk terdeteksi
6 Kesempatan yang rendah untuk terdeteksi
5 Kesempatan yang sedang untuk terdeteksi
4 Kesempatan yang cukup tinggi untuk terdeteksi
3 Kesempatan yang tinggi untuk terdeteksi
Universitas Sumatera Utara
16
2 Kesempatan yang sangat tinggi untuk terdeteksi
1 Pasti terdeteksi
2.5 Distribusi Kerusakan
Distribusi kerusakan adalah informasi mengenai umur pakai suatu peralatan. Distribusi
yang digunakan pada penelitian ini adalah distribusi yang menggunakan variabel acak yang
kontinyu (waktu, jarak, temperatur). Adapun distribusi kerusakan yang umum digunakan
sebagai model distribusi keandalan yaitu :
2.5.1 Distribusi Weibull
Distribusi Weibull merupakan distribusi empiris yang paling banyak digunakan dan
muncul pada hampir semua karakteristik kegagalan produk karena mencakup ketiga frase
kerusakan yang mungkin terjadi pada distribusi kerusakan.
2.5.1.1 Alasan Digunakannya Distribusi Weibull Pada Penelitian Ini
Distribusi weibull digunakan untuk berbagai masalah keteknikan karena kegunaannya
yang bermacam – macam. Pada dasarnya distribusi weibull ini dimaksudkan untuk
menggambarkan keadaan optimal dari suatu mesin atau peralatan baik perbagiannya ataupun
komponen – komponennya. Adapun alasan kenapa metode distribusi weibull ini digunakan
dalam penelitian ini adalah karena selama bertahun – tahun model distribusi ini menjadi salah
satu model data statistik yang memiliki jangkauan luas dalam pengaplikasiannya.
Kemudian, kelebihan utamanya, model distribusi ini dapat menyajikan keakuratan
kegagalan dengan sampel yang sangat kecil dan juga distribusi weibull mendukung untuk
menyelesaikan data yang simetris maupun tidak simetris
Selain itu, model distribusi ini juga digunakan untuk menyelesaikan masalah – masalah
yang menyangkut waktu (umur) suatu objek yang mampu bertahan hingga akhirnya objek
tersebut tidak berfungsi sebagaimana mestinya (rusak atau mati).
2.5.1.2 Hubungan Antara Pareto Chart dan Distribusi Weibull
Pareto dan distribusi weibul adalah 2 cara yang digunakan untuk menentukan atau
mengkerucutkan suatu masalah dari data pendukung yang diperoleh, yang mana Pareto dan
distribusi Weibull, keduanya sama¬sama memiliki parameter bentuk dan skala. Hubungan
antara pareto dan weibul pada penelitian ini adalah pareto digunakan untuk mengklasifikan
masalah yang terjadi yang dikelompokan berdasarkan persentasi kejadian yang dialami
kemudian dijadikan sebagai tolak ukur untuk mengambil tindakan selanjutnya. Umumnya
penggunaan parreto akan menghasilkan keputusan yang berdampak besar pada sistem.
Setelah ditentukan secara pareto maka digunakan distribusi weibul untuk menganalisa data
lebih lanjut sehingga diperoleh kesimpulan yang lebih rinci dari subsistem yang dipilih dari
pareto sebelumnya.
Universitas Sumatera Utara
17
Sehingga dapat disimpulkan pada penelitian ini korelasi antara pareto dan distribusi
weibul adalah bahwa pareto digunakan untuk menentukan masaah awal yang akan dianalisa
lebih lanjut menggunakan distribusi weibul
2.5.2 Distribusi Lognormal
Distribusi lognormal sangat cocok menggambarkan lamanya waktu perbaikan suatu
komponen. Fungsi-fungsi dari distribusi Lognormal
2.5.3 Distribusi Exponential
Distribusi ini secara luas digunakan dalam kehandalan dan perawatan. Hal ini laju kegagalan
yang konstan selama masa pakai.
Ketiga ditribusi diatas dinyatakan dalam:
Universitas Sumatera Utara
18
Parameter Distribusi Weibul Distribusi Lognormal Distribusi
Eksponensial
Fungsi Kepadatan
Probabilitas
Fungsi Distribusi
Kumulatif
Fungsi Keandalan
Fungsi Laju Kerusakan
MTTF (Mean Time To
Failure)
Tabel 2.4 : Distribusi Kerusakan Umum
Universitas Sumatera Utara
19
2.6 Dasar Pompa Submersible
Pompa submersible termasuk pompa sentrifugal jenis pompa sumur dalam
dengan letak permukaan air diluar kekuatan hisap pompa biasa. Pompa dengan
sumbu vertikal dan motor penggeraknya merupakan satu unit yang dipasang
terbenam dibawah permukaan air dan posisi pompa digantung pada pipa penyalur.
Motor berada dibawah pompa, karena air mengalir dari bawah maka
diameter motor lebih kecil daripada pompa biasa. Dengan demikian pompa
terlihat panjang berbentuk batang. Pompa jenis ini sangat cocok untuk sumur-
sumur dalam karena pompa tidak perlu menghisap air keatas dimana pompa dan
motor dibenamkan bersama-sama kedalam air.
Sistem kerja dari Submersible Pump ini adalah dengan mengalirkan energi
listrik dari transformer (step down) melalui switchboard. Pada switchboard,
semua kinerja dari Submersible Pump dan kabel akan dikontrol atau dimonitor.
Kemudian energi listrik akan diteruskan dari switchboard ke motor melalaui cable
yang diletakkan di sepanjang tubing.
Selanjutnya, melalui motor, energi listrik akan dirubah menjadi energi
mekanik yaitu berupa tenaga putar. Putaran akan diteruskan ke protector dan
pump melalui shaft yang dihubungkan dengan coupling. Pada saat shaft dari
pompa berputar, mengubah energy mekanis menjadi energy hidrolis yang
memberikan gaya sentrifugal pada fluida yang dipindahkan. Pompa submersible
digerakkan oleh motor listrik. Fluida masuk melalui saringan antara motor
penggerak dengan pompa dan oleh sudu-sudu impeller yang berputar bersamaan
dan searah dengan poros pompa akan mempercepat aliran fluida secara axial.
Kemudian oleh sudu-sudu diffuser yang posisinya diam dan fluida diarahkan
keatas menuju impeller berikutrnya. Di dalam diffuser energi kecepatan berkurang
dan diubah menjadi energi tekanan. Hal ini terjadi sampai ketingkat yang lebih
tinggi, sehingga untuk dapat memompa fluida dengan debit dan head tertentu
diperlukan stage–stage sedemikian rupa sesuai dengan kedalaman sumur yang
akan dipompa.
Universitas Sumatera Utara
20
Pada PDAM Tirtanadi pompa submersible berfungsi sebagai antara lain :
1. Menguras Bak Filtering
2. Menguras Air ketika banjir
3. Spare untuk RWP Pump
2.7 Penjelasan Pompa Submersible
Pompa submersible termasuk pompa sentrifugal jenis pompa sumur dalam
dengan letak permukaan air diluar kekuatan hisap pompa biasa. Pompa dengan
sumbu vertikal dan motor penggeraknya merupakan satu unit yang dipasang
terbenam dibawah permukaan air dan posisi pompa digantung pada pipa penyalur.
Motor berada di atas pompa, karena air mengalir dari bawah maka diameter
motor lebih kecil daripada pompa biasa. Dengan demikian pompa terlihat panjang
berbentuk batang. Pompa jenis ini sangat cocok untuk sumur-sumur dalam karena
pompa tidak perlu menghisap air keatas dimana pompa dan motor dibenamkan
bersama-sama kedalam air.
Cara kerja pompa submersible adalah dengan mengubah energy mekanis
menjadi energy hidrolis yang memberikan gaya sentrifugal pada fluida yang
dipindahkan. Pompa submersible digerakkan oleh motor listrik. Fluida masuk
melalui saringan antara motor penggerak dengan pompa dan oleh sudu-sudu
impeller yang berputar bersamaan dan searah dengan poros pompa akan
mempercepat aliran fluida secara axial. Kemudian oleh sudu-sudu diffuser yang
posisinya diam dan fluida diarahkan keatas menuju impeller berikutrnya. Di
dalam diffuser energi kecepatan berkurang dan diubah menjadi energi tekanan.
Hal ini terjadi sampai ketingkat yang lebih tinggi, sehingga untuk dapat
memompa fluida dengan debit dan head tertentu diperlukan stage–stage
sedemikian rupa sesuai dengan kedalaman sumur yang akan dipompa.
Universitas Sumatera Utara
21
Gambar 2.4 : Pompa Submersible
2.8 Jenis – Jenis Pompa Submersible
Jenis pompa submersible merupakan salah satu dari varian mesin pompa air
yang secara teknis operasionalnya dengan dibenamkan kedalam air dan bekerja
mendorong cairan menuju ke permukaan.
Pada dasarnya pompa celup hanya ada 2 model yang paling sering dan
umum digunakan yaitu pompa benam untuk sumur dalam dan jenis pompa celup
untuk air
2.8.1 Pompa Submersible sumur dalam
Lebih umum disebut dengan istilah pompa submersible ada juga yang
mengatakan pompa sible. Jenis mesin pompa air ini lebih tepat digunakan untuk
keperluan suplay air bersih dari sumber mata air sumur dalam.
Kedalaman yang dapat di capai oleh pompa jenis ini hingga ratusan meter
dengan pilihan debit air sesuai dengan power maksimum spesifikasi pompa
berdasarkan ukuran PK/HP serta diameter pipa outputnya.
Universitas Sumatera Utara
22
Pemasangan pompa submersible untuk sumur dalam
memerlukan perencanaan teknis yang cukup rumit karena harga pompanya
sendiri beserta system electrikalnya juga sangat mahal untuk menjaga kinerja dan
keamanan unit pompa. Simak juga tentang memilih pompa untuk sumur bor
dalam.
1. Pompa Submersible Untuk Air Dangkal
2.8.2 Pompa Submersible Sumur Dangkal
Pompa submersible ini biasa digunakan untuk memompa air dengan medan
seperti Kolam, sirkulasi air dan pengurasan air kotor.
Universitas Sumatera Utara
23
Model yang kedua ini memiliki perbedaan dengan type submersible pump
untuk sumur dalam meskipun pada dasarnya sama – sama merupakan jenis pompa
benam karena secara teknis pompa celup yang ini adalah bersifat portable.
Di katakan pompa portable karena pengunaannya tidak di pasang secara
permanent dan dapat di pindah pindah dengan mudah sesuai kebutuhan.
Perbedaan yang lebih mencolok lagi adalah pada desain mesin pompanya
yang mana pompa celup portable ini biasanya memiliki dimensi yang sangat
simple dan perpanjangan kabel yang sudah built in (include) dari paket
pemebelian unit pompa. Untuk kontrol otomatis pompa celup kolam dan sirkulasi
biasanya dilengkapi dengan floating switch (pelampung) berbeda dengan pompa
submersible sumur dalam yang harus merakit sendiri system electrical water level
kontrolnya (WLC).
Kedalaman yang dapat dicapai jenis pompa submersible sumur dangkal
maupun pompa celup sirkulasi dan pengurasan masih terbatas untuk sumber air
dangkal namun pilihan yang disediakan juga bervariasi menurut daya serta debit
air dalam satuan liter per detik atau menit.
Dari kedua type pompa celup yang sudah di uraikan di atas maka meskipun
pada dasarnya memiliki cara kerja yang sama yaitu dengan dibenamkan kedalam
air untuk mendorong air kepermukaan, akan tetapi keduanya memiliki karekter
yang sangat jauh berbeda baik cara instalasi ataupun kelengkapannya.
2.9 Instalasi Pompa Submersible
Dalam proses pengenalan pada pompa, proses instalasi merupakan hal yang
sangat penting karena jika proses instalasi tidak diketahui sama sekali maka dalam
proses perbaikan ataupun tindakan pencegahan tidak akan maksimal dan efisien
dari segi waktu dan cara kerja. Selain itu, dengan mengetahui sistem instalasi pada
pompa submersible ini, kita juga dapat memperkecil risiko kerusakan pada saat
pembongkaran atau pemasangan kembali dalam proses perbaikannya.
Universitas Sumatera Utara
24
Gambar 2.5 : Pompa Submersible Sebelum Instalasi
Dalam gambar 2.5, merupakan bentuk pompa awal sebelum dilakukan
pemasangan pipa, pompa submersible ini bersifat semi-permanen, artinya butuh
mesin pemindah bahan untuk melakukan instalasi ataupun pencopotannya.
Gambar 2.6 : Pemasangan Dudukan Pipa Penyambung Pompa dan Pipa Keluaran
Langkah instalasi berikutnya adalah dengan menyambungkan pipa
pengeluaran kedalam dudukan pipa penyalur. Dalam proses ini pompa harus
benar – benar dalam posisi yang tepat dikarekan jika posisi tidak tepat maka akan
menyebabkan kebocoran.
Universitas Sumatera Utara
25
Gambar 2.7 : Proses Penyambungan antara Pipa Pengeluaran dan Dudukan
Pompa
Setelah terpasang rapi, langkah selanjutnya adalah menggabungan pipa
penyalur ke dudukan pipa.
Gambar 2.8 : Pipa Pengeluaran dan Pompa Setelah Terpasang
Universitas Sumatera Utara
26
Setelah pompa terpasang menuju pipa – pipa penyalur, maka dilakukan
pengecekan kembali, agar tidak terjadi kebocoran pada pompa ataupun pipa
penyalur, karena jika terjadi kebocoran makan akan menyebabkan kerusakan pada
pompa.
Gambar 2.9 : Proses Pengisian Bak Penampungan
Setelah proses pengecekan selesai, dan bak sudah terisi penuh oleh air,
maka pompa submersible telah sempurna proses instalasinya. Hal yang harus
dihindari dari pemasangan submersible pump ini adalah kecacatan pada kabel
penyalur sumber daya listrik yang akan diubah menjadi energi gerak pada pompa.
Karena akan menyebabkan konsleting listrik, dan akan menyebabkan arus pendek
pada pompa lainnya mengingat air merupakan penyalur energi listrik yang baik.
Perlu diketahui juga dalam proses pengisian bak ini, kita juga harus
melakukan filtering pada pipa pengisian, dikarenakan dalam stasiun RWP,
seringkali terjadi penyumbatan pada pompa oleh sampah – sampah kecil terutama
plastik.
2.10 Bagian-bagian Utama Pompa Submersible
Universitas Sumatera Utara
27
Gambar 2.10 : Bagian – Bagian Pompa Submersible
2.10.1 Motor Listrik
Pompa submersible merupakan jenis pompa sentrifugal yang menggunakan
motor listrik sebagai penggerak utama untuk menghasilkan daya yang berfungsi
sebagai pemutar poros pompa sehingga dapat menaikkan fluida dengan cara
mengubah energi listrik menjadi energi mekanik.
2.10.2 Poros Pompa
Poros merupakan komponen utama yang meneruskan daya dari motor listrik
ke impeller pompa serta mengubahnya menjadi energi mekanis untuk menaikkan
fluida dari dalam tanah.
2.10.3 Impeller
Universitas Sumatera Utara
28
Impeller merupakan komponen yang berputar bersamasama dengan poros
yang dikunci dengan pasak dan berfungsi memberikan gaya sentrifugal sehingga
fluida naik melalui pipa kolom sampai ke bak penampungan.
2.10.4 System Seal
System Seal merupakan sistem yang keberadaannya digunakan untuk menyegel
antara casing pompa dan impeller agar tidak terjadi kebocoran fluida. Ada dua
tipe seal pompa yang lazim kita temui di dunia industri, tipe gland packing
seal dan tipe mechanical seal.
2.10.4.1 Gland Packing Seal System
Sistem seal ini cukup sederhana dengan hanya melibatkan beberapa
komponen penting. Komponen utamanya adalah sebuah packing/gland yang
menjadi titik pertemuan antara sisi casing pompa dengan poros
pompa. Packing ini ditahan oleh sebuah komponen bernama gland follower yang
posisinya dapat diatur untuk memberikan tekanan tertentu terhadap packing.
Besar tekanan gland follower diatur oleh beberapa buah sekrup (gland bolts).
Semakin kuat tekanan yang diberikan oleh gland follower terhadap packing ini
maka akan semakin sedikit fluida yang bocor melalui sela-sela antara poros
dengan packing. Akan tetapi jika gesekan antara packing dengan poros terlalu
besar, akan lebih cepat mengurangi umur packing karena temperatur kerja nya
yang terlalu tinggi. Untuk mengatasinya maka dibutuhkan sistem pendinginan
pada packing tersebut, hal ini umumnya didapatkan dengan sedikit membocorkan
fluida kerja ke sela-sela poros dengan packing. Sehingga keketatan gland
bolts harus tepat agar didapatkan pendinginan yang optimal pada packing.
Universitas Sumatera Utara
29
Gambar 2.11 : Sistem Gland Packing Seal Pada Pompa
Penggunaan sistem gland packing ini membutuhkan perhatian khusus
dalam hal perawatannya. Dalam interval tertentu, tekanan gland
follower terhadap gland perlu diatur sedemikian rupa sehingga kebocoran fluida
tidak terlalu besar ataupun tidak terlalu kecil. Dan dalam interval tertentu pula,
komponen gland perlu diganti dengan yang baru.\
2.10.4.2 Mechanical Seal System
Sistem gland packing sudah tidak banyak digunakan pada pompa-pompa
modern. Penyebab utamanya adalah kebutuhan perawatan yang cukup
tinggi. Mechanical seal menjadi tipe yang saat ini paling banyak digunakan pada
pompa. Perawatannya yang sangat mudah bahkan hampir zero-
maintenance menjadi alasan utamanya. Selain itu sistem ini juga benar-benar
men-seal sistem pompa sehingga kebocoran fluida kerja menjadi sangat-sangat
kecil dan dapat diabaikan jumlahnya.
Universitas Sumatera Utara
30
Gambar 2.12 : Komponen – Komponen Mechanical Seal
Komponen-komponen mechanical seal dikelompokkan menjadi dua bagian
yaitu bagian yang berputar dan bagian yang stasioner.
1. Komponen Berputar
Bagian dari mechanical seal yang berputar, terkoneksi secara
langsung ke poros pompa dan ikut berputar pada saat pompa bekerja.
Komponen yang terhubung langsung dengan shaft adalah rubber
bellows (8). Tekanan dari pegas (6) yang diteruskan oleh torque
transmission ring (7), menjaga agar rubber bellows selalu menempel ke
sisi shaft dan ikut berputar.
Pegas (6) berfungsi untuk mentransfer tekanan ke torque
transmission ring sisi atas dan bawah (5 dan 7). Tekanan yang
didistribusikan melalui torque transmission ring sisi atas (5) akan
diteruskan ke rotating seal ring (4). Rotating seal ring adalah
komponen mechanical seal yang terpasang dan ikut berputar
Universitas Sumatera Utara
31
bersama rubber bellows. Komponen ini bergesekan langsung dengan
bagian yang stasioner.
Sifat rubber bellows yang elastis dan fleksibel secara aksial,
berfungsi untuk mencegah kebocoran fluida kerja di antara shaft (9)
dengan rotating seal ring (4). Tekanan dari pegas serta sifat rubber
bellows yang dapat berdeformasi secara aksial, akan menjaga semua
komponen seal saling menekan sehingga tidak terjadi kebocoran pada saat
pompa beroperasi maupun tidak.
2. Komponen Stasioner
Komponen-komponen mechanical seal yang diam terkoneksi
dengan casing/housing pompa (1). Komponen tersebut terdiri atas sebuah
dudukan/stationery seat (3) dan secondary rubber seal (2). Secondary
rubber sealberfungsi untuk mencegah terjadinya kebocoran di antara
dudukan dengan casing pompa. Sedangkan stationery seat menjadi
komponen yang bergesekan langsung dengan rotating seal ring. Oleh
karena itu, secondary rubber(karet) seal juga berfungsi untuk
menjaga stationery seat agar tidak berputar mengikuti putaran rotating
seal ringtersebut.
Pada saat pompa bekerja, di antara dua komponen mechanical seal yang
saling bergesekan yakni stationery seat dan rotating seal didesain terbentuk
sebuah lapisan film. Lapisan ini terbentuk dari fluida kerja yang sangat sedikit
jumlahnya keluar melalui sela-sela komponen-komponen mechanical seal.
Lapisan film tersebut berfungsi sebagai pelumas dan secara alami akan menguap
akibat temperatur gesekan yang tinggi. Penguapan tersebut tidak kasat mata, dan
karena jumlahnya yang sangat sedikit maka dapat diabaikan. Namun apabila
komponen-komponen mechanical seal tidak bekerja dengan baik, maka dapat
menimbulkan kebocoran yang lebih besar.
Universitas Sumatera Utara
32
Gambar 2.13 : Kebocoran Pada Mechanical Seal
Berikut adalah beberapa faktor penyebab terjadinya kebocoran
pada mechanical seal:
Kekasaran permukaan komponen seal
Vibrasi pompa
Kecepatan putaran
Diameter shaft
Temperatur, viskositas, dan jenis fluida kerja
Adapun perbedaan diantara keduanya adalah gland packing atau compression
packing atau packing diciptakan sebagai sealing device (alat pengeblok), namun
karena ia harus menetes, maka ia lebih tepat disebut sebagai restrictional device
(alat penghalang). Gland packing lahir lebih dahulu dari mechanical seal.
Biasanya dibuat dengan sistem jalinan atau anyaman dengan bentuk penampang
kotak. Bahan penyusunnya bisa berupa graphite, acrilic, PTFE, asbestos dan lain
sebagainya. Sedangkan mechanical seal digunakan pada pompa dengan fluid
service hydrocarbon, toxic fluid, dll, dimana kebocoran dari fluid service tersebut
di haram kan / tidak boleh bocor.
Jadi dalam penggunaan pompa jenis submersible pump, kita menggunakan
jenis kita menggunakan jenis system seal mechanical seal. Karena tidak
mengharapkan kebocoran fluida sama sekali.
Universitas Sumatera Utara
33
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1 Tempat dan Waktu
3.1.1 Tempat Penelitian
Adapun tempat dilaksanakannya penelitian adalah di PDAM Tirtanadi
Sunggal, Jalan Sunggal Pekan No. 1A, Medan, Sumatera Utara 20135
3.1.2 Waktu Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan selama kurang lebih 6 bulan, yaitu dimulai
Bulan Juni – Selesai.
3.2 Kerangka Penelitian
Penelitian ini adalah suatu proses yang dilakukan untuk menganalisa
kerusakan yang terjadi pada pompa submersible di PDAM tirtanadi. Konsep dari
peneitian ini adalah dengan pengumpulan data kerusakan yang terjadi kemudian
dilakukan analisis RCM sehingga dapat diidentifikasi macam bentuk kerusakan
dan penanganan yang dapat ditawarkan.
Adapun hubungannya dengan unjuk kerja adalah pada saat proses
pengumpulan data, maka harus dilakukan pengamatan secara rutin. Pengamatan
merupakan metode kerja (unjuk kerja) yang harus dilakukan sebelum data tersebut
terkumpul. Karena itu kaitannya antara kerangka penelitian dan unjuk kerja sangat
erat. Artinya dalam proses pengumpulan data maka harus dilakukan pengamatan
secara rutin, setelah data – data pengamatan tersebut terkumpul, maka akan
didapatkan data yang valid.
3.3 Alat dan Bahan
3.3.1 Peralatan
Peralatan-peralatan yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai
berikut:
Universitas Sumatera Utara
34
1. Kamera
Kamera adalah alat untuk menangkap gambar dan dapat menjadi
sebuah data untuk di komputer.
2. Komputer
Komputer berfungsi mengolah berbagai macam data yang diperlukan
seperti melakukan analisis data dengan sofware easyfit dan lain sebagainya.
3.3.2 Bahan
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Pompa Sentrifugal
Pompa Sentrifugal yang digunakan dalam penelitian ini adalah pompa
ssubmersible yang di pakai di PDAM Tirtanadi IPA Sunggal.
3.4 Proses Penelitian
Berikut proses penelitian yang telah saya kerjakan :
1. Melakukan studi lapangan dengan mengobservasi lapangan agar dapat
mengetahui jenis pompa mana yang paling banyak mengalami kerusakan.
2. Mengamati pompa yang digunakan dari satu stasiun ke stasiun lainnya.
3. Mengamati jenis mesin yang di gunakan.
4. Melakukan metode pengamatan dan pengumpulan data pompa yang akan
diteliti dalam proses produksi PDAM Tirtanadi.
5. Mencari dan menentukan berapa nilai dan range hari untuk memberikan
perilaku pemeliharaan rutin (preventive maintenance) yang perlu
diterapkan.
3.5 Pelaksanaan Penelitian
Universitas Sumatera Utara
35
Pelaksanaan penelitian dimulai dari studi literatur, persiapan,
pengumpulan data, pengolahan data, analisa data dan kesimpulan, secara garis
besar dapat dilihat pada Gambar 3.1 mengenai diagram alir proses pelaksanaan
sebagai berikut:
Gambar 3.1 : Diagram alir proses pelaksanaan
Pengumpulan Data:
Menyusun dan mencari data
yang diperlukan
Pengolahan Data:
Pengolahan data dari hasil observasi dan wawancara
Kesimpulan
Hasil
Selesai
Identifikasi masalah dan menetapkan tujuan penelitian
Persiapan Alat dan Bahan:
- Menyiapkan alat yang diperlukan
- Membuat denah lokasi
Studi Awal:
Studi literatur
Mulai
Universitas Sumatera Utara
36
BAB IV
ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN
4.1 Pompa Pada PDAM Tirtanadi
PDAM Tirtanadi yang notabenenya adalah sebuah industri air bersih, maka
pompa merupakan komponen yang memegang peranan penting dalam setiap
prosesnya. Berdasarkan data yang diperoleh maka ada 51 pompa yang
dioperasikan di perusahaan tersebut. Secara rinci ditampilkan pada tabel lampiran
1.
Namun pada penelitian ini fokus pompa yang akan dianalisa adalah pompa
dalam kategori pompa RWP dengan jumlah total 21 pompa.
Tabel 4.1: Pompa pada PDAM Tirtanadi
No Jenis Pompa
Spesifikasi
Putaran
(RPM)
Daya
(Kw)
Head
(meter)
Kapasitas
(l/s)
1 RWP I No.1 1450 55 22 160
2 RWP I No.2 1450 55 22 160
3 RWP I No.3 1450 55 22 160
4 RWP II No.4 1450 55 22 160
5 RWP II No.5 975 75 20-25 200-250
6 RWP II No.6 975 75 20-26 200-251
7 RWP III No.7 1450 55 22 160
8 RWP III No.8 1470 55 22 160
9 RWP III No.9 1450 77 22 250
10 RWP III No.10 1450 55 22 160
11 RWP IV No.11 1450 55 15 160
12 RWP IV No.12 1450 55 15 160
13 RWP IV No.13 1460 55 22 160
14 RWP V No.14 1460 75 22 250
15 RWP V No.15 1460 75 22 250
16 RWP V No.16 1460 75 22 250
17 RWP VI No. 1 740 160 20 550
18 RWP VI No. 2 740 160 20 550
19 RWP VI No. 3 740 160 20 550
20 Submersible Pump 1500 25 18 100
21 Surface Pump 2920 22 70 10
Universitas Sumatera Utara
37
4.2 Analisa Kualitatif dan Pengamatan Lapangan Pada Model Kegagalan
Pada Pompa
Kegagalan pada pompa umumnya disebabkan oleh hilangnya fungsi salah
satu dari komponen pompa. Kegagalan tersebut dapat berupa kegagalan tunggal
maupun kegagalan kelompok yang artinya, beberapa komponen pompa
mengalami kegagalan fungsi yang terjadi disaat yang bersamaan. Adapun
komponen pompa yang mengacu pada wawancara dan studi kelapangan maka
komponen - komponen pompa yang rentan mengalami kerusakan beserta efek
yang ditimbulkannya adalah sebagai berikut :
Tabel 4.2 : Daftar komponen pompa yang sering mengalami failure
Komponen Fungsi Model
Kegagalan
Efek
Bearing untuk menumpu dan
menahan beban poros
pada saat berputar
Cage retak,
outer / inner
pecah, aus, ball
bearing tidak
pada posisi
Vibrasi, noise,
panas, dampak
lanjutan pada
mechanical seal
Mechanical Seal Untuk mencegah
kebocoran fluida dari
sisi impeller menuju
sisi rotor
Bocor Pressure turun,
efisiensi turun,
losses fluida
Impeller Menciptakan gaya
sentrifugal
Pecah, retak Pompa tidak
bekerja
sebagaimana
mestinya
Shaft Meneruskan torsi dari
motor ke impeller
Aus, patah Pompa tidak
berfungsi
Coupling Meneruskan torsi dari
motor ke pompa
Pecah, flexible
element aus,
misaligment,
backlash
Pompa tidak
berfungsi
Shaft Sleeve melindungi poros dari
erosi, korosi dan
keausan pada motor
case.
Aus, korosi, Korosi pada
shaft
Universitas Sumatera Utara
38
Motor Case Mencegah fluida
mencapai casing
Retak, korosi,
pecah
Pompa tidak
berfungsi
Dari tabel diatas diketahui bahwa bearing, mechanical seal, Impeller, shaft,
coupling, shaft sleeve, dan motor case merupakan komponen-komponen yang
sering mengalami kegagalan pada sebuah equipment pompa. Oleh karena itu pada
penelitian ini akan berfokus pada komponen - komponen tersebut dan melakukan
analisa mengenai tingkat keparahan yang terjadi.
4.3 Data kegagalan pompa dan sistem seleksi
Pada penelitian ini, 2 tahun adalah rentang waktu yang dipilih untuk
mengamati tren kegagalan yang terjadi pada pompa yang digunakan PDAM
Tirtanadi. Berikut adalah data yang diperoleh yang ditunjukan seperti tabel 4.3 :
Tabel 4.3: Kegagalan pada pompa RWP
No
Jenis Pompa
Total Downtime
To t
a l
Bea
ring
Mechanical
Seal
Impel
ler
Shaf
t
Coupli
ng
Shaf
t
Sle
ave
Stu
fing
Box
1 RWP I No.1 2 1 - - 1 - - 4
2 RWP I No.2 2 1 4 - - 2 - 9
3 RWP I No.3 3 - 1 - - 4 - 8
4 RWP II No.4 - - 2 - - 1 - 3
5 RWP II No.5 - - - - - - 2 2
6 RWP II No.6 1 - - - - - - 1
7 RWP III No.7 - - - - 2 - - 2
8 RWP III No.8 - - - 1 - - - 1
9 RWP III No.9 3 - 1 - - 3 - 7
10 RWP III No.10 2 1 2 - - - - 5
11 RWP IV No.11 1 - - - - - - 1
12 RWP IV No.12 - - 1 - - 2 - 3
13 RWP IV No.13 - - 2 - - - - 2
14 RWP V No.14 - - 1 - - - - 1
15 RWP V No.15 - - - 3 - - - 3
16 RWP V No.16 - 1 - - - - - 1
17 RWP VI No. 1 4 - - - 1 - - 5
18 RWP VI No. 2 - - - - - 1 - 1
19 RWP VI No. 3 2 - - - - - - 2
20 Surface Pump - 1 - - 1 - 2
Universitas Sumatera Utara
39
21 Submersible Pump 6 - 5 - 4 - 1 16
Total 12 26 5 19 4 8 19 3
Gambar 4.1: Pareto Chart Total Kegagalan pompa PDAM Tirtanadi
Sunggal
Berdasarkan tabel dan diagram pareto diatas diketahui bahwa kegagalan
pompa yang tertinggi terjadi pada pompa submersible pump. Pada suatu diagram
pareto, prinsip 80% : 20% menjadi titik ukur yang penting untuk mengeksekusi
suatu tindakan. Dari diagram pareto diatas pada kasus PDAM Tirtanadi Sunggal,
Pompa Submersible adalah yang paling sering mengalami kegagalan. Dalam
kasus ini diatas 80% kegagalan yang ada terjadi pada pompa submersible.
Adapun penyebab seringnya terjadi kegagalan pada pompa submersible ini
dikarenakan pompa submersible sangat intens digunakan dalam proses produksi
di PDAM Tirtanadi karena pompa – pompa di setiap stasiun RWP harus selalu
dilakukan maintenance secara bergantian dikarenakan usia pompa yang sudah
sangat tua. Selain itu, pompa ini juga digunakan untuk memompa keluar air di
filtering dan mengosongkannya dalam suatu waktu tertentu agar bak
penampungan filtering dapat di maintenance, oleh karena itu pompa submersible
memiliki peranan penting dalam proses produksi PDAM Tirtanadi.
Do
wnt
ime
Urutan Prioritas Perawatan
Ting
kat
Pers
ent
ase
keg
agg
alan
nya
Nama – Nama Pompa
Universitas Sumatera Utara
40
Dalam prinsip pareto maka urutan prioritas yang harus dilakukan akan
bergerak dari kiri kekanan, sehingga untuk menghilangkan atau meminimalisir
kegagalan pada pompa submersible adalah yang paling penting dalam kasus ini,
baru diikuti pompa pompa berikutnya sesuai dengan grafik pada gambar 4.1
tersebut. Maka dari itu, pada penelitian ini dipilih pompa submersible yang akan
dianalisa lebih lanjut.
4.4 Identifikasi Distribusi Kegagalan Pada Pompa Submersible.
Setelah dilakukan analisa untuk melihat kecenderungan kegagalan yang
terjadi pada subbab 4.3 sebelumnya, maka pompa submersible adalah yang paling
rentan mengalami kegagalan. Distribusi kegagalan yang terjadi adalah seperti
yang dilampirkan pada tabel berikut :
Tabel 4.4: Distribusi Kegagalan pada submersible pump
No Komponen Jumlah
Downtime
Total
Downtime
(Jam)
Persentase
Downtime
1 Bearing 6 6.4 14.00
2 Impeller/vane 5 21.7 47.48
3 Coupling 4 9.2 20.13
4 Motor Case 1 8.4 18.38
Gambar 4.2: Ditribusi kegagalan komponen pompa submersible
Motor Case
Universitas Sumatera Utara
41
Dari data diatas dapat diketahui 0 – 80 merupakan lama waktu
downtimenya, sehingga dapat disimpulkan bahwa komponen yang paling sering
rusak adalah bearing dan impeller, hal ini dikarenakan beberapa faktor
diantaranya:
1. Teknik pemasangan yang kurang benar
Kerusakan dini bearing yang disebabkan oleh faktor pemasangan, pada umumnya
terjadi akibat tidak tersedianya peralatan kerja yang tepat untuk mendukung
pemasangan. Akibatnya mekanik di lapangan memasang bearing dengan cara
yang sangat kasar.
2. Pelumasan yang kurang tepat
Umumnya ada beberapa hal yang mengakibatkan kesalahan dalam hal
pelumasan, seperti: jenis pelumas yang tidak tepat, jumlah dan interval re-
lubrikasi yang kurang benar, mutu pelumas, serta penanganan pelumas yang
salah sehingga mengakibatkan kontaminasi.
3. Kontaminasi
Bearing dan impeler adalah komponen penting dalam suatu mesin. Mesin tidak
bisa beroperasi secara efektif apabila terdapat kontaminasi benda asing seperti
debu, kotoran, dan sebagainya.
4. Kelelahan produk
Mesin yang beroperasi dengan beban berlebih akan memperpendek usia pakai
bearing. Dengan senantiasa monitorlah kondisi mesin-mesin secara teratur &
menggunakan alat monitoring yang tepat akan dapat menghindari un-schedule
downtime.
Sedangkan untuk seringnya kerusakan pada impeller disebabkan oleh
beberapa hal berikut ini. Menurut penelitian Amit Suhane (2012) Kerusakan
impeler pompa sentrifugal bisa dikarenakan beberapa macam sebab sebagai
berikut:
1. Kavitasi.
Universitas Sumatera Utara
42
2. Erosi asam.
3. Erosi bahan kimia.
4. Kerusakan karena impeler menghantam benda asing, seperti batu atau baut.
Mengacu kepada tabel dan grafik diatas, dalam rentang waktu 3 tahun,
pompa submersible memiliki 4 histori kerusakan komponen yang mengakibatkan
downtime. Adapun komponen tersebut adalah bearing dengan jumlah kerusakan
tertinggi yaitu sebanyak 6 kali dengan total waktu downtime 6.4 jam atau rata-rata
persentasi 14 % dari total waktu downtime. Sedangkan motor case adalah
komponen yang memiliki kegagalan paing jarang yaitu 1 kali kerusakan dengan
total waktu downtime 8.4 jam atau 18.38 %.
Adapun secara mendetail histori kegagalan yang terjadi pada komponen
tersebut adalah sebagai berikut :
1. Bearing, Pada PDAM Tirtanadi bearing yang digunakan adalah bearing
Double raw angular contact ball bearing ukuran 3311 C3 jumlah 2.
No Tanggal Downtime
(Jam)
Interval
(Jam) Keterangan
1 25-Jan-16 1.1 4270 Aus pada outer race bearing
2 22-Jul-16 1 4300 Aus pada outer race bearing
3 22-Jan-17 0.9 4430 Aus pada outer race bearing
4 24-Jun-17 1.2 3670 retak pada cage bearing
5 08-Oct-17 1.3 2530 cage bearing pecah
6 28-Apr-18 0.9 4867 Aus pada outer race bearing
2. Coupling, Pada PDAM Tirtanadi Coupling yang digunakan adalah splined
coupling ukuran 2 inch
No Tanggal Downtime
(Jam)
Interval
(Jam) Keterangan
1 05-Mar-16
2.1
6950
Pasak Coupling tidak ketat
(Clearance pasak berubah)
2 25-Dec-16 2.5 7080 Grid rusak
3 24-Jun-17
2.3
4344
Misaligment menyebabkan
vibrasi dan merusak bearing
4 08-Oct-17
2.3
2530
Misaligment menyebabkan
vibrasi dan merusak bearing
Universitas Sumatera Utara
43
3. Impeler, Pada PDAM Tirtanadi material impeller yang digunakan adalah
impeller semi open material cast iron.
No Tanggal Downtime
(Jam)
Interval
(Jam) Keterangan
1 13-May-16 5.3 6530 Impeller Touching ke Casing
2 29-Jan-17 4.8 6264 Vane Impeler retak
3 31-May-17 3.8 2928 Impeller Touching ke Casing
4 08-Oct-17 4 3120 Impeller Touching ke Casing
5 22-Feb-18 3.8 3288 Aus pada wearing impeler
4. Motor Case
No Tanggal Downtime
(Jam) Interval Keterangan
1 05-Sep-17 8.4 - Kebocoran
4.5 Batasan Sistem
Setelah pengumpulan informasi, reliability centered maintenance ini adalah
tahapan batasan sistem dimana kita membatasi sistem yang akan dianalisa
sehingga fokus dan tujuan dari maintenance dapat tercapai.
Pada penelitian ini informasi kegagalan pada pompa submersible yang
diperoleh terjadi pada 4 komponen berdasaran data yang dikumpulkan dan
terdokumentasi dari PT PDAM Tirtanadi yaitu,
1. Bearing
2. Coupling,
3. Impeler,
4. Motor Case.
Adapun data tersebut didapat dan ditentukan berdasarkan data dari Tabel
4.3 : Kegagalan Pada Pompa RWP, melalui data tersebut diketahui bahwasannya
komponen yang paling banyak mengalami kegagalan adalah bearing, coupling,
impeler dan motor case.
Universitas Sumatera Utara
44
Maka yang akan dilakukan analisa, hanya pada keempat komponen tersebut.
4.6 Root Cause Analysis
Dalam metode root cause analysis merupakan suatu alat pengukuran secara
kualitatif yang bertujuan untuk menekan suatu prioritas dan sumber daya yang
harus dialokasikan pada setiap mode kegagalan untuk mengklasifikasikan mode
kegagalan karena mode kegagalan tidaklah sama.
Tabel 4.5 : Klasifikasi Root Cause Analysis
Kompone
n Fungsi
Model
Kegagalan
Penyebab
Kegagalan Antisipasi
Bearing Untuk
menumpu
dan
menahan
beban poros
pada saat
berputar
Aus pada outer
race bearing
Kegagalan sistem
pelumasan
Melakukan
pengecekan
kondisi
pelumasan,
serta
membuat
jadwal
pengecekan
Retak pada cage
bearing
Dampak lanjutan
Kegagalan sistem
pelumasan,
Temperatur yang
tinggi, vibrasi
berlebihan
Melakukan
pengecekan
temperatur,
dan vibrasi
cage bearing
pecah
Kegagalan sistem
pelumasan,
Overload,
misalignment,
vibrasi
Melakukan
pengecekan
vibrasi,
mengaligne
d ulang
poros
Coupling Meneruska
n torsi dari
motor ke
pompa
Pasak Coupling
tidak ketat
(Clearance
berubah)
Overload, Mengganti
pasak
coupling,
Clearance
ulang
Grid rusak Aus Mengecek
temperatur
Misaligment
menyebabkan
vibrasi dan
Vibrasi, Mengecek
vibrasi
Universitas Sumatera Utara
45
merusak bearing
Impeller Menciptakan gaya
sentrifugal
Impeller Touching ke
Casing
Unbalance, Vibrasi
Vane Impeler
retak
Korosi
Aus pada outer
race bearing
Gesekan tinggi
Motor
Case
Mencegah
fluida
mencapai
casing
Kebocoran Korosi melakukan
pacthup
(pengelasan
untuk
menutup
kebocoran)
pada area
yang bocor
Berdasarkan root cause analysis diatas maka, dapat diketahui penyebab
atas model kegagalan yang terjadi sehingga dapat ditentukan langkah yang tepat
untuk mengantisipasi dari kegagalan kegagalan tersebut.
Sebagaimana dijelaskan pada tabel diatas pada bearing memiliki 3 histori model
kegagalan yaitu aus pada outer bearing, retak pada cage bearing dan pecah pada
cage bearing. Setelah dilakukan analisa maka yang menjadi penyebab kegagalan
berawal dari kegagalan sistem pelumasan sehingga menyebabkan terjadinya
gesekan yang tinggi dan kemudian diperparah karena adanya vibrasi karena
keadaan tertentu atau pun karena overload.
Untuk sistem pelumasan bearing Double raw angular contact ball bearing
mengunakan sistem dimana bearing sudah mempunyai pelumasnya sendiri dibalik
layar enclousurenya. Kegagalan yang terjadi aalah kamungkinan karena seringnya
pompa dibawa berpindah pinah sehingga merusak sistem enclousure bearing dan
pelumas keluar dan berkurang
Begitu juga dengan komponen lain yang dapat kita lihat pada tabel diatas.
Universitas Sumatera Utara
46
4.7 FMEA (Failure Mode and Effect Analysis)
Pada metode FMEA, analisis dilakukan bertujuan untuk menguji tingkat keseringan terjadinya kegagalan, beserta tingkat keparahann
yang terjadi. FMEA dinyatakan dalam nilai RPN (Risk Priority Number). Berikut adalah tabel analisis FMEA pada pompa submersible.
Tabel 4.6 : Analisis FMEA Pada Pompa Submersible
Komponen Model Kegagalan OCC Penyebab Kegagalan DET Dampak Kegagalan Sev RPN Rata-
Rata
RPN
Bearing Aus pada outer race
bearing
5 Kegagalan sistem
pelumasan
4 Vibrasi, panas, putaran
dan daya pompa
menurun, noise
7 140 160
retak pada cage
bearing
5 Dampak lanjutan
Kegagalan sistem
pelumasan, Temperatur
yang tinggi, vibrasi
berlebihan
4 Daya pompa menurun,
noise
8 160
cage bearing pecah 5 Overload, misalignment,
vibrasi
4 Bearing tidak berfungsi 9 180
Coupling Pasak Coupling
tidak ketat
(Clearance berubah)
4 Overload, 4 Pompa kehilangan
fungsi
10 160 144
Universitas Sumatera Utara
47
Grid rusak 4 Aus
4 Pompa kehilangan
FUNGSI
10 160
Misaligment
menyebabkan
vibrasi an merusak
bearing
4 Vibrasi, 4 Vibrasi, dapat merusak
bearing atau
mechanical seal
7 112
Impeller Impeller touching
ke casing
4 Coupling unbalance 5 Pompa tidak berfungsi
air tadak dapat di
distribusikan, pompa
downtime
10 200 186.7
Vane Impeler retak 4 Korosi 5 Pompa tidak berfungsi
air tdak dapat di
distribusikan, pompa
downtime
10 200
aus pada wearing
ring
4 Gesekan tinggi 5 Pressure tidak stabil,
efisiensi turun
8 160
Motor Case Kebocoran 3 Korosi 4 Pompa tidak berfungi 10 120 120
Universitas Sumatera Utara
48
Berdasarkan analisa FMEA diatas dengan melakukan perhitungan nilai
RPN, maka hasil perkalian antara nilai occurrence, severity, dan detection maka
diperoleh kesimpulan yaitu:
1. Komponen bearing yang memiliki 3 model kegagalan yaitu, aus pada outer
bearing, cage bearing retak dan cage bearing pecah memiliki nilai RPN 140, 160,
180, dengan rata-rata nilai RPN 160. Artinya pada komponen bearing model
kegagalan yang terjadi secara umum tidak sering terjadi dan untuk mendeteksi
kegagaan tersebut juga termasuk sedang untuk terdeteksi. Sedangkan dampak
yang terjadi akibat kegagalan tersebut dapat mengurangi fungsi utama dari
komponen atau kemungkinan terburuk yang terjadi adalah kehilangan fungsi
utama dari komponen tersebut.
2. Pada komponen Coupling, nilai RPN yang diperoleh berdasarkan model
kegagalan yang terjadi adaah 160, 160, 112, dengan rata-rata nilai RPN 144.
Berdasarkan hasil analisa maka diketahui bahwa model kegagalan yang terjadi
pada coupling juga cukup jarang terjadi, dan mudah untuk di deteksi. Namun
tingkat keparahan dari kegagalan bearing sangat tinggi karena dapat berdampak
pada tidak berfungsinya pompa atau dengan kata lain pompa tidak berfungsi sama
sekali,
3. Pada komponen impeller, nilai RPN yang diperoleh adalah 200, 200, 160 atau
dengan rata-rata 186,7. Dari tabel diatas maka diketahui bahwa model kegagalan
yang terjadi pada impeller cukup sulit untuk dideteksi, dan juga dapat berdampak
pada kehilangan fungsi sistem
4. Untuk komponen motor case, keseringan kegagalan memang sangat jarang,
serta cukup mudah untuk dideteksi. Namun dampak yang diakibatkan oleh
kegagalan ini cukup parah karena dapat menghilangkan fungsi pompa secara total.
Hal ini dapat dilihat dari nilai RPN motor case yaitu 120.
Dilihat dari nilai RPN diatas maka komponen impeller merupakan komponen
yang harus diprioritaskan dalam perawatan kerena dampak yang diakibatkannya
cukup berpengaruh dan dapat menyebabkan downtime.
Universitas Sumatera Utara
49
4.8 Hubungan Antara RCA dan FMEA
Ketika ditemukan suatu permasalahan dalam hal ini kegagalan fungsi suatu
equipment, maka hal yang pertama yang perlu kita lakukan adalah menemukan
penyebab masalah tersebut. Dalam menemukan penyebab masalah yang terjadi
maka yang harus dilakukan adalah menganalisa kemungkinan- kemungkinan
penyebab kegagalan yang mungkin terjadi berdasarkan data-data pendukung yang
tersedia.
Untuk itu diperlukan sebuah root cause analysis atau RCA yang dimana
pada proses ini engineer akan mengumpulkan data dan menyimpulkan penyebab
kejadian beserta langkah yang perlu diambil. Namun pada proses RCA engineer
hanya akan menemukan penyebab masalah namun tidak dapat menilai tingkat
keparahan dari kegagalan tersebut.
Maka dari itu diperlukan analisa lebih lanjut dengan metode Failure Mode
and effect Analisis dimana engineer akan membuat analisa yang dilengkapi
dengan nilai RPN (risk priority number) yang mana akan menentukan part atau
equipment mana yang akan diprioritaskan pada proses maintenance karena
memiliki dampak yang lebih besar.
Universitas Sumatera Utara
50
4.9 Fault Tree Analisis
Setelah dikumpulkan data serta dibangun diagram yang sesuai maka analisa dari FTA pada pompa submersible adalah sebagai
berikut:
Gambar 4.3 : Fault Tree Diagram Pompa Submersible
Universitas Sumatera Utara
51
Adapun keterangan dari masing - masing kode fault tree diagram diatas adalah:
Tabel 4.7 : Keterangan Kode Fault Tree Analisis
No Kode Keteragan
1 T Kegagalan Pompa Submersible
2 A1 Pompa berhenti (Stop Operasi)
3 A2 Peforma Pompa tergangu
4 B1_1/B1_2 Bearing
5 B2 Coupling
6 B3_1/B3_2 Impeller
7 B4 Motor Case
8 C1 Retak Cage Bearing
9 C2 Cage Bearing Pecah
10 C3 Grid Rusak
11 C4 Misalignment
12 C5 Vane Impeller retak
13 C6 Impeller Touching ke Casing
14 D1 Korosi
15 D2 Vibrasi dan atau kegagalan sistem
pelumasan
16 D3 Overload
17 D4 Vibrasi dan atau kegagalan sistem
pelumasan
18 D5 Aus
19 D6 Vibrasi
20 D7 Unbalance
21 D8 Vibrasi
22 D9 Korosi
23 D10 Lifetime
24 D11 Kegagalan sistem pelumasan
25 D12 Lifetime
26 13 Lifetime
Langkah selanjutnya dalam analisa fault tree analisis adalah menentukan peluang kegagalan
equipment. Untuk itu harus mengacu pada nila severitas berikut:
Universitas Sumatera Utara
52
Rangking Severity Deskripsi
0.09 Berbahaya tanpa
peringatan Kegagalan sistem menghasilkan efek yang
sangat berbahaya
0.08 Berbahaya dengan
peringatan Kegagalan sistem menghasilkan efek yang
sangat berbahaya
0.07 Sangat tinggi Sistem tidak beroperasi
0.06 Tinggi sistem beroperasi tetapi tidak dijalankan
dengan penuh
0.05 Sedang sistem beroperasi tetapi mengalami
penurunan peforma sehingga menggangu
output
0.04 Rendah mengalami penurunan kinerja secara
bertahap
0.03 Sangat rendah Efek yang kecil pada performa sistem
0.02 Kecil Sedikit berpengaruh pada kinerja sistem
Sangat kecil Efek yang diabaikan pada kinerja sistem
0.01 Tidak ada efek Tidak ada efek
Maka diperoleh perhitungan peluang kegagalan adalah:
1. Bearing
- Berdampak pada mesin mati
B1_1 = ….?
C1 = D2 = 0.06; D3 = 0.05; D4 = 0.06
C2 = 0.05 x 0.06 = 0.003
B1_1 = (0.06 + 0.003) – (0.06 x 0.003)
B1_1 = 0.063 – 0.00018 = 0.06282
B1_1 = 6.282 %
- Hanya mempengaruhi peforma pompa
Universitas Sumatera Utara
53
B1_2 = ….?
D10 = 0.04; D11 = 0.05
B1_2 = 0.04 x 0.05 = 0.002
B1_2 = 2 %
2. Coupling
B2 =….?
C3 = D5 x D13 = 0.05 x 0.05 = 0.0025
C4 = D6 = 0.06
B2 = (0.0025 + 0.06) – (0.05 x 0.06)
B2 = 0.0625 – 0.003 = 0.0595
B2 = 5.95 %
3. Impeller
Universitas Sumatera Utara
54
- Berdampak pada pompa mati
B3 = ….?
D7 = 0.06; D8 = 0.06; D9 = 0.06
C5 = 0.06 x 0.06 = 0.0036; C6 = D9 = 0.06
B3 = (0.0036 + 0.06) – (0.0036 x 0.06)
B3 = 0.0636 – 0.000216 = 0.063384
B3 = 6.33 %
- Hanya mempengaruhi peforma pompa
B3_2 = ….?
B3_2 = D12 = 0.03 = 3 %
4. Motor Case
B4 = ….?
B4 = D1 = 0.05 = 5 %
Setelah dilakukan analisa kegagalan mengunakan metode diatas maka persentase
peluang kegagalan masing masing komponen adalah
Kode Komponen Persentase
Universitas Sumatera Utara
55
B1_1 Bearing (berdampak pada poma mati) 6.28%
B1_2 Bearing (hanya mempengaruhi peforma
pompa)
2%
B2 Coupling 5.95 %
B3_1 Impeller (berdampak pada poma mati) 6.33%
B3_2 Impeller (hanya mempengaruhi peforma
pompa)
3%
B4 Motor Case 5%
Setelah diperoleh persentase peluang kegagalan masing masing komponen
menggunakan metode fault tree analisis, maka peluang kegagalan pompanya sendiri atau
dihitung bedasarkan top eventnya adalah sebagai berikut:
T = ….?
A1 = B1_1 x B2 x B3_1 x B4
A1 = 0.06282 x 0.0595 x 0.0633 x 0.05 = 0.00001419
A2 = (B1_2 + B3_2) – (B1_2 x B3_2)
A2 = (0.02 + 0.03) – (0.02 x 0.03)
A2 = 0.05 – 0.006 = 0.0494
T = (A1 + A2) – (A1xA2)
T = (0.00001419 + 0.0494) – (0.00001419x 0.0494)
T = 0.04941419 – 0.0000007 = 0.0494 = 4.9 %
Dengan menggunakan metode fault tree analisis maka diketahui bahwa nilai peluang
kegagalan dari pompa submersible adalah 4,9%.
4.10 Pemilihan tindakan
Pemilihan tindakan merupakan tahap terakhir dalam proses RCM. Proses ini akan
menentukan tindakan yang tepat untuk mode kerusakan tertentu. Jika tugas pencegahan
secara teknis tidak menguntungkan untuk dilakukan, tindakan standar yang harus dilakukan
bergantung pada konsekuensi kegagalan yang terjadi.
Model keputusan yang dipilih adalah sebagai berikut:
Universitas Sumatera Utara
56
1. Condition Directed (C.D) adalah tindakan yang diambil yang bertujuan untuk
mendeteksi. Apabila ada pendeteksian ditemukan gejala-gejala kerusakan peralatan
maka dilanjutkan dengan perbaikan atau penggantian komponen.
2. Time Directed (T.D) adalah tindakan yang diambil yang lebih berfokus pada aktivitas
pembersihan yang dilakukan secara berkala.
3. Finding Failure (F.F) adalah tindakan yang diambil dengan tujuan untuk menemukan
kerusakan peralatan yang tersembunyi dengan pemeriksaan berkala.
4. Run to Failure, yaitu tindakan yang menggunakan peralatan sampai rusak, karena tidak
ada tindakan yang ekonomis yang dapat dilakukan.
Setelah dilakukan LTA pada subbab sebelumnya, maka pengambilan tindakan yang
diperlukan untuk model kegagalan yang terjadi pada kasus ini adalah sebagai berikut:
Tabel 4.8 : Tabel Pengambilan Tindakan Pada LTA
Komponen Model Kegagalan Tindakan
Bearing Aus pada outer race
bearing
Condition Directed
retak pada cage
bearing
Condition Directed
cage bearing pecah Failure Finding
Coupling Pasak Coupling
tidak ketat
(Clearance berubah)
Failure Finding
Grid rusak Failure Finding
Misaligment
menyebabkan
vibrasi an merusak
bearing
Condition Directed
Impeller Impeller Touching
ke Casing
Failure Finding
Vane Impeler retak Failure Finding
aus pada wearing
ring
Condition Directed
Motor
Case
Kebocoran Condition Directed
Universitas Sumatera Utara
57
1. Tindakan yang dapat dilakukan pada model kegagalan aus pada outer bearing adalah
Condition Directed, hal ini karena model kegagalan ini bersifat minor atau tidak berdampak
ekstrim pada fungsi pompa, selain itu secara aus pada outer bearing berhubungan erat dengan
life time bearing. Hal yang paling mungkin yang mempercepat kerusakan pada model ini
hanyalah kegagalan sistem pelumasan sehingga dengan memastikan sistem pelumasan
bekerja dengan baik maka penggantian dapat dilakukan ketika komponen sudah betul betul
saat yang tepat. Tindakan ini diambil karena lebih menguntungkan secara ekonomis.
2. Untuk model kegagalan retak pada cage bearing maka tindakan yang dilakukan adalan
Condition Directed, dimana pengguna harus melakukan pendeteksian dengan alat, apabila
terjadi indikasi yang menunjukan kerusakan tersebut maka harus diambil tindakan
penggantian secepat mungkin. Karena kondisi ini jika dibiarkan dalam waktu yang lama akan
berdampak pada kondisi yang lebih parah yaitu cage akan pecah dan ball bearing akan
terkosentrasi pada satu titik.
3. Untuk model kegagalan dimana cage bearing sudah sampai pecah, maka tindakan yang
dilakukan adalah Failure Finding dimana pengguna harus menemukan kerusakan komponen
dan melakukan penggantian.
4. Pada komponen Coupling dengan model kegagalan pasak couping tidak ketat (Clearance
berubah) dan Grid yang rusak maka tidakan yang dilakukan adalah Failure finding, yaitu
menemukan sumber kerusakan dan melakukan penggantian atau perbaikan.
5. Untuk kegagalan karena misalignment maka model tindakan yang dapat diambil adaah
condition directed dengan melakukan pengecekan kondisi. Jika ditemukan indikasi maka
dapat dilakukan pencegahan dengan alignment ulang.
6. Pada komponen impeller, Impeller Touching ke Casingdan Vane impeler retak, maka
Finding failure adaah tindakan yang harus diambil. Dengan menemukan sumber kegagalan
maka tindakan penggantian dapat dilakukan.
7. Sedangkan untuk aus pada ring impeller maka condition directed adalah pilihan yang tepat
karena lebih ekonomis.
8. Kegagalan motor case cukup mudah di indikasi sehingga condition directed dapat menjadi
pilihan tindakan untuk pencegahan, dengan mengecek tanda kegagalan dan melakukan
pengelasan untuk menutup kebocoran.
Universitas Sumatera Utara
58
4.11 Grafik Hubungan Antara Distribusi Weibull dan Lognormal Pada Penelitian Ini
Melalui data downtime yang telah kita peroleh maka kita dapat menginput data – data
tersebut kedalam software bernama Easy Fit. Maka akan didapatlah grafik seperti dibawah
ini :
Gambar 4.4 : Grafik Weibull Bearing
Universitas Sumatera Utara
59
Gambar 4.5 : Grafik Lognormal Bearing
Gambar 4.6 : Grafik Weibull Coupling
Gambar 4.7 : Grafik Lognormal Coupling
Universitas Sumatera Utara
60
Gambar 4.8 : Grafik Weibull Impeller
Universitas Sumatera Utara
61
1096.63316
2980.95799
8103.08393
1 10 40 70 95 99.5
Lognormal Probability Plot of A.
shape = 8.27601 scale = 0.23397
Lognormal Percentiles
A
Percentiles
Reference Line
Lower Percentiles
Upper Percentiles
Gambar 4.9 : Grafik Lognormal Impeller
Dari hasil analisis diatas dengan bantuan software easy fit, diketahui bahwa trend kurva
yang terjadi adalah logaritmik. Hal ini mungkin terjadi karena data kejadian kegagalan terjadi
secara random dan acak sehingga kepadatan data yang kita dapat mengikuti kurva dari
logaritma data kejadian kegagalan yang diperoleh, dimana tou ( ) dan miu ( ) dari data
kurva ini akan digunakan pada proses selanjutnya dalam menentukan reliability komponen.
4.12 Analisa Reliability dan Penentuan Ideal Pengecekan
4.12.1 Analisis Reliability dan Probabilitas Kegagalan
Untuk meminimilasir sebuah kegagalan maka pengecekan dan perawatan yang rutin
dan konsisten adalah kunci untuk memperpanjang life time sebuah komponen. Sehingga
diperlukan perhitungan yang ideal untuk melakukan pengecekan.
Hal yang paling utama adalah menentukan bentuk distribusi dari tren kegagalan yang terjadi.
Berdasarkan data yang diperoleh maka perlu dilakukan analisa distribusi yang terbentuk
terlebih dahulu. Pada kasus ini digunakan model distribusi lognormal untuk mendefenisikan
fitting data. Untuk memudahkan proses fitting data maka digunakan sofware Origin Pro 2016
sebagai alat bantu. Untuk mengvalidasi hasil fitting sofware ini maka digunakan satu sofware
lain yaitu easy profesional 5.6. Perbandingan nilainya akan dilampirkan sebagai lampiran.
1. Bearing
- Parameter fitting Data
a. MTTF b. MTTR
Gambar : Fiting Parameter Lognormal Bearing
0.36788
1
1 10 40 70 95 99.5
Lognormal Probability Plot of D.
shape = 0.05488 scale = 0.15185
Lognormal Percentiles
D
Percentiles
Reference Line
Lower Percentiles
Upper Percentiles
Universitas Sumatera Utara
62
a.
jam
b.
c. Analisa Reliability Bearing
Untuk menghitung reliability bearing maka digunakan fungsi:
Untuk mendapatkan trend dari reliability yang terjadi maka hingga total
waktu sistem hingga rusak. Untuk kondisi dimana keadaan sistem dapat diperbaiki maka
Reliabity setelah repair dihitung:
- Maka Reliability untuk bearing pada kasus ini) adalah
Sehinga probabilitas kegagalanya adalah
Artinya pada kasus ini kehandalan bearing pada waktu operasi setiap mencapai 200 jam
adalah peluang berhasil 95.57 % dan peluang gagal (probability) adalah 4.43%.
Sehingga dapat dilihat bahwa reliability bearing pada keruasakan pertama (waktu operasi
4270 jam adalah;
Secara kesuluruhan trend dari reliability bearing selama penelitian ini adalah:
Universitas Sumatera Utara
63
Sehinga probabilitas kegagalanya adalah
Trend grafik reliability untuk bearing adalah sebagai berikut:
Gambar 4.10 : Trend Reliability Bearing.
Dari grafik diatas dapat kita lihat bahwa reliability bearing akan menurun seiring
lama waktu operasinya. Hal ini sesuai dengan konsep reliability dimana reliability akan
berkurang semakin lama waktu operasi komponen tersebut. Namun yang menjadi perhatian
disini adalah jika kita banding antara trend reliability actual dan treand reliability yang
standar berpatokan kepada estimasi lifetime bearing maka trend actual terlihat tidak baik. Hal
ini jika dilihat nilai reliability misalkan pada titik kerusakan 1 (4270 jam operasi) dimana
reliabilitynya 34.83 sehingga peluang kegagalannya cukup besar. Selain itu terlihat juga
bahwa pada rentang waktu 3 tahun telah terjadi 4 kali ganti bearing sementara seharusnya
berdasarkan standart hanya 2 kali saja. Berasarkan histori penyebabnya adalah kegagalan
pada sistem pelumasan sehingga improvisasi sistem pelumasan dapat menjadi solusi yang
baik.
2. Coupling
- Parameter fitting Data
1
2.71828
1 10 40 70 95 99.5
Lognormal Probability Plot of E.
shape = 0.83101 scale = 0.07121
Lognormal Percentiles
E
Percentiles
Reference Line
Lower Percentiles
Upper Percentiles
403.42879
1096.63316
2980.95799
8103.08393
22026.46579
59874.14172
1 10 40 70 95 99.5
Lognormal Probability Plot of B.
shape = 8.48101 scale = 0.48581
Lognormal Percentiles
B
Percentiles
Reference Line
Lower Percentiles
Upper Percentiles
Universitas Sumatera Utara
64
a. MTTF b. MTTR
Gambar : Fiting Parameter Lognormal Coupling
a.
b.
c. Analisa Reliability Coupling
Dengan diketahuinya nilai dari MTTF dari komponen kopling mana dapat dihitung
reliabilitinya adalah :
Maka probabilitas kegagalannya adalah
Artinya komponen kopling memiliki tingkat keandalan 96.38 % saat beropersi 200 jam
dengan tingkat kegagalan 3.63 %.
Pada kasus ini coupling telah diasumsikan telah digunakan selama 5 tahun berdasarkan
informasi dari PT PDAM dan telah melakukan beberapa maintenance tetapi belum pernah
melakukan pergantian komponen. Sehingga waktu operasi yang telah dilalui sebelum analisa
ini dibuat dalam jam = . Untuk membantu perhitungan reliability
maka diasumsikan bahwa Reliability
Universitas Sumatera Utara
65
Karena tidak diketahui berapa reliability pada kondisi repair sebelumnya maka pada
kasus ini Reliability dianggap pada kondisi yang sama dengan Reliability standard terhadap
lifetime komponen (Berdasarkan data lifetime kopling berkisar 7-8 tahun, dalam kasus ini
diambil nilai terkecil 7 tahun atau 70080 jam). Sehingga
Berdasarkan perhitungan tersebut maka reliability kopling pada waktu operasi 43800 jam
adalah 49.72% dengan peluang kegagalan 50.28 %.
Sehingga trend reliability komponen kopling untuk kondisi selanjutnya mengikuti history
kegagalan yang terjai adalah:
Gambar 4.11 : Tren Reliability Kopling.
Berasarkan grafik diatas terlihat bahwa tren yang sama terjadi pada kopling dimana
Reliability berkurang seiring bertambahnya waktu operasi. Dimana nilai reliability pernah
mendekati 0 yaitu 4.14 % namun setelah dilakukan maintenance nilai reliability kembali
meningkat namun tidak mencapai nilai reliability yang seharusnya jika berpatokan pada
standar lifetime. Namun tindakan yang dilakukan dapat memperpanjang umur pakai dari
kopling tersebut.
Universitas Sumatera Utara
66
c. Impeller
- Parameter fitting Data
403.42879
1096.63316
2980.95799
8103.08393
22026.46579
1 10 40 70 95 99.5
Lognormal Probability Plot of C.
shape = 8.33049 scale = 0.39756
Lognormal Percentiles
C
Percentiles
Reference Line
Lower Percentiles
Upper Percentiles
a. MTTF b. MTTR
Gambar : Fiting Parameter Lognormal Impeller
a.
b.
c. Analisis Reliability Impeller.
Adapun keandalan komponen impeller adalah
Maka probabilitas kegagalannya adalah
1
2.71828
7.38906
1 10 40 70 95 99.5
Lognormal Probability Plot of F.
shape = 1.45852 scale = 0.15134
Lognormal Percentiles
F
Percentiles
Reference Line
Lower Percentiles
Upper Percentiles
Universitas Sumatera Utara
67
Sama halnya seperti kopling, impeller pompa submersible pada study ini berdasarkan
informasi dari PDAM telah beroperasi selama 6 tahun atau 52560 jam dan telah dilakuakan
beberapa kali perawatan namun belum pernah dilakukan penggantian komponen. Diketahui
berdasarkan data produk bahwa lifetime impeller berkisar diantara 10-12 tahun. Dalam studi
ini diambil lifetime terendah yaitu 10 tahun atau 87600 jam.
Sehingga Reliability komponen impeller adalah
Dari perhitungan ini diketahui bahwa nilai reliability komponen impeller untuk jam operasi
52560 jam adalah 52.54 % dan peluang kegagalan adalah 47.76 %
Secara trend secara keseluruhan dari histori kegagalan adalah;
Gambar 4.12 : Tren Reliability Impeller
Dari grafik diatas dapat disimpulkan bahwa meski seiring waktu operasi impeller
bertambah dan berdampak pada berkurangnya reliability komponen dimana terlihat bahwa
reliability pernah mencapai nilai terendah 10.94 % namun dengan perlakuaan maintenance
yang dilakukan dapat kembali menaikan nilai reliability sehingga menambah umur pakai dari
komponen impeller. Terlihat juga bahwa kegagalan yang terjadi belum sampai berdampak
pada penggantian komponen.
Universitas Sumatera Utara
68
0.13534
0.36788
1
2.71828
7.38906
20.08554
54.59815
1 10 40 70 95 99.5
Lognormal Probability Plot of I.
shape = 0.90743 scale = 0.74543
Lognormal Percentiles
I
Percentiles
Reference Line
Lower Percentiles
Upper Percentiles
20.08554
54.59815
148.41316
403.42879
1096.63316
2980.95799
8103.08393
22026.46579
59874.14172
1 10 40 70 95 99.5
Lognormal Probability Plot of H.
shape = 7.21991 scale = 0.90785
Lognormal Percentiles
H
Percentiles
Reference Line
Lower Percentiles
Upper Percentiles
5. Analisis Reliability Pompa
Dengan menggabung semua urutan history kegagalan yang terjadi pada pompa maka
kita dapat menghitung keandalan pompa tersebut yaitu :
- Parameter Fitting Data.
-
a. MTTF b. MTTR
Gambar : Fiting Parameter Lognormal Pompa
a.
b.
c. Analisis Reliability Pompa
Adapun kehandalan pompa secara keseluruhan dalam 200 Jam operasi adalah
Maka probabilitas kegagalannya adalah sebagai berikut :
Universitas Sumatera Utara
69
Maka dapat disimpulkan bahwa tingkat keandalan pompa setelah beroperasi selama 200 jam
adalah 90.5 % dengan probabilitas kegagalan 9.5 %.
Trend yang terjadi adalah sebagi berikut:
Gambar 4.13 : Reliability Pompa.
Jika kita lihat grafik diatas maka terlihat bahwa kerusakan terjadi rata-rata ketika reliability
dibawah 70%. Sehingga dapat diambil kesimpulan bahwa untuk mempertahan keandalan
pompa maka harus dijaga indeks keandalannya tida berada dibawah 70 % sehingga dapat
disaranan bahwa jarak maintenance yang dapat dilakaan adalah
Sehingga dapat disimpulan bahwa untuk menjaga reliabiliti dari pompa tetap berada pada
titik 70% maka perlu dilakukan paling tidak 1 bulan sekali kegiatan perventive maintenance
pompa secara keseluruhan.
4.12.2 Perhitungan - Perhitungan Ideal Waktu Pengecekan
Selain preventive maintenance diatas juga dapa dilakukan pengecekan untuk
mengetahu peforma masing masing komponen sebagai berikut:
Universitas Sumatera Utara
70
1. Bearing.
a. Diasumsikan waktu kerja perbulan = 26 hari
b. Waktu kerja aktif perhari = 8 jam
c. Total jam kerja perbulan = 8 x 26 = 208 jam
d. Jumlah kerusakan dalam 3 tahun = 6
e. Waktu rata-rata perbaikan
f. Waktu lama pemeriksaan diasumsikan 30 menit = 0.5 jam
g. Rata-rata kerusakan per 3 tahun (k) =
h. Frekuensi pemeriksaan optimal =
i. Interval waktu pemeriksaan (t) =
2. Coupling.
a. Diasumsikan waktu kerja perbulan = 26 hari
b. Waktu kerja aktif perhari = 8 jam
c. Total jam kerja perbulan = 8 x 26 = 208 jam
d. Jumlah kerusakan dalam 3 tahun = 4
e. Waktu rata-rata perbaikan
.9
f. Waktu lama pemeriksaan diasumsikan 30 menit = 0.5 jam
Universitas Sumatera Utara
71
g. Rata-rata kerusakan per 3 tahun (k) =
h. Frekuensi pemeriksaan optimal =
i. Interval waktu pemeriksaan (t) =
3. Impeller.
a. Diasumsikan waktu kerja perbulan = 26 hari
b. Waktu kerja aktif perhari = 8 jam
c. Total jam kerja perbulan = 8 x 26 = 208 jam
d. Jumlah kerusakan dalam 3 tahun = 5
e. Waktu rata-rata perbaikan
f. Waktu lama pemeriksaan diasumsikan 45 menit = 0.75 jam
g. Rata-rata kerusakan per 3 tahun (k) =
h. Frekuensi pemeriksaan optimal =
i. Interval waktu pemeriksaan (t) =
Dari hasil perhitungan diatas maka diperoleh hasil sebagai berikut.
Tabel 4.9 : Tabel Hasil Perhitungan Analisa Reliability dan Penentuan Ideal Pengecekan
No Komponen MTTF MTTR
Interval
pengecekan
jam hari
1 Bearing 4409.91 1.06 349.6 14.5
2 Coupling 5431.91 1.51 358.6 14.9
3 Impeller 4474.05 4.35 222.2 10.5
Universitas Sumatera Utara
72
Maka dapat disimpulkan dari tabel diatas bahwa untuk preventeve maintenance untuk
komponen bearing disaran diakukan setiap 14.5 hari, sedangkan untuk komponen coupling
maka dilakukan setiap 14.9 hari. Karena kedua waktu pengecekan yang disarankan untuk
kedua komponen ini hampir sama, maka ditinjau secara ekonomis maka pengecekan dapat
dilakukan secara bersamaan.
perusahaan dapat memilih salah satu dari 2 waktu yang disarankan, tetapi dalam hal ini
penulisnya menyarankan untuk memakai waktu dari komponen bearing yaitu 14.5 hari.
Sedangkan untuk komponen impeler pengecekan dilakukan setiap 10.5 hari.
Secara jumlah kegagalan memang komponen impeller lebih kecil dibandingkan bearing.
Akan tetapi ditinjau dari downtime yang diakibatkannya serta waktu pengecekan yang
dibutuhkan lebih tinggi dan dampak yang diakibatkannya lebih parah jika terjadi kegagalan
maka perusahaan harus konsisten pada waktu ideal tersebut.
4.13 Analisis Availability Pompa.
Untuk mengukur pengaruh suatu kegiatan maintenance terhadap suatu unjuk kerja
mesin maka mechanical availability merupakan parameter yang dapat diukur. Adapun
availability untuk pompa submersible pada study ini adalah :
Sehingga dari perhitungan ini ketersedian pompa untuk digunakan adalah sebesar 99.8 %.
Nilai ini termasuk sangat baik jika dilihat dari ketersediannya pompa untuk digunakan.
Akan tetapi nilai ini mejadi tidak terlalu baik jika kita melihat keandalan dan peluang
kegagalan yang sudah dibahas sebelumnya. Sebagaimana secara teori keandalan adalah
jumlah waktu ketersedian pompa dibandingkan dengan jumlah waktu total operasional
pompa temasuk waktu perbaikan. Nilai ketersedian pompa memang tinggi karena secara
histori terlihat setiap kerusakan yang terjadi tidak memrlukan waktu yang lama untuk
memperbaikinya.
4.14 Saran Kegiatan yang Dilakukan Ketika Pengecekan.
Universitas Sumatera Utara
73
Setelah diperoleh interval waktu pengecekan ideal maka berikut adalah saran kegiatan
yang dapat dilakukan ketika pengecekan.
No Komponen Interval
pengecekan
Kegiatan Tools
1 Bearing 14.5 -mengecek vibrasi
-Mengecek temperatur
-mengecek noise
-mengecek kondisi
sistem pelumasan
- Vibration meter
- Sound level meter
- infrared
Thermometer
- lubrication test kit
- Vibration meter
- Sound level meter
- infrared
Thermometer
- lubrication test kit
Leak detector
2 Coupling 14.9 -Mengecek vibrasi
-Mengecek temperatur
-Mengecek noise
- mengecek aligment
3 Impeller 10.5 -Mengecek vibrasi
-Mengecek temperatur
-Mengecek noise
- Pressure check
4 Motor case - -test kebocoran
Setelah dilakukan pengecekan, dan jika seandainya ditemukan tanda-tanda kegagalan,
maka tindakan yang dapat diambil adalah sebagai berikut:
No Komponen Indikasi Kemungkinan Antisipasi
1
Bearing
Noise
overload Check beban pompa,
kegagalan sistem
pelumasan
check kondisi pelumasan, jika
pelumas berkurang lakukan
pelumasan ulang
outer atau inner
bearing aus
ganti bearing
Clearance bearing check clearance bearing, clearance
ulang
vibrasi
Misalignment Check misaligment poros dan
aligment ulang
terdapat partikel
luar
bersihkan bearing
bearing erosi ganti bearing
Temperatur
tinggi
overload Check beban pompa,
kegagalan sistem
pelumasan
check kondisi pelumasan, jika
pelumas berkurang lakukan
Universitas Sumatera Utara
74
pelumasan ulang
Clearance bearing check clearance bearing, clearance
ulang
2
Coupling
Vibrasi
Misaligment Check misaligment poros dan
aligment ulang
pasak tidak ketat
(Clearance
berubah
Reclearance ulang
Coupling sudah
rusak
Ganti coupling,
Backlesh Check backleas coupling, ganti
insert jika becklash sudah lebih 2
derajat
Noise
Misaligment Check misaligment poros dan
aligment ulang
Coupling sudah
rusak
Ganti coupling,
Universitas Sumatera Utara
75
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Setelah dilakukan simulasi dan analisis yang dibahas pada Bab IV, maka kesimpulan
yang dapat diperoleh dari penelitian ini adalah:
1. Setelah dilakukan analisa maka pompa submersible di PT PDAM Tirtanadi
merupakan komponen yang paling rentan mengalami kegagalan 3 tahun terakhir, hal
ini dapat terlihat dari jumlah kegagalan yang dialami yaitu total 16 kali kegagalan.
2. Adapun komponen pompa submersible memiliki histori kegagalan 16 kali dengan
persentasi sebagai berikut, dimana bearing dengan akumulasi kegagalan 6 kali
dengan 37.5%, Impeller 5 kali dengan 31.25%, Coupling 4 kali dengan 25 %, dan
Motor case 1 kali dengan 6.35 %. Namun secara total downtime adalah bearing 14
%, Impeller 47.48 %, Coupling 20.13 % dan motor case 18.38 %
3. Bentuk tindakan yang diambil berdasakan analisa FMEA untuk setiap kegagalan yang
terjadi pada komponen pompa submersible adalah untuk kerusakan yang diakibatkan
karena kegagalan yang bersifat karena efek lama pemakaian dan sulit dilakukan
maintenance seperti aus pada impeler dan bearing maka tindakan yang diambil
adalah condition directed yaitu melakuan pemantauan dan tindakan diambil
berdasaran perkembangan kondisi yang terjadi. Sedangkan untuk kegagalan yang
dapat dideteksi ketika perawatan seperti kebocoran, misaligment maka tindakan
yang dilakukan adalah condition directed yaitu bergantung pada hasil pemeriksaan
dan gejala yang ditimbulkan. Sedangkan Finding failure adalah tindakan yang
diambil ketika menemukan kegagalan yang parah dan harus diambil langsung
tindakan yang dibutuhkan seperti penggantian bearing ketika cage bearing becah.
4. Setelah dilakukan analisa maka reliability untuk komponen pompa adalah 95.57 %
setelah beroperasi selama 200 jam dengan peluang kegagalan 4.43 %, sedangan
coupling setelah beroperasi selama 200 jam memilii reliability 96.38 % dengan
probabilitas kegagaan 3.62 %, impeller memiliki reliability 95.63% dengan
probabilitas kegagalan 4.37%. Secara keseluruhan sistem pompa memiliki reliability
sebesar 90.5 % dengan probabilitas kegagalan 9.5 % setiap beroperasi seama 200
Universitas Sumatera Utara
76
jam. Sehingga interval watu maintenance pompa yang disaranan adalah setiap 29.8
hari dan interval waktu pengecekan yang disarankan adalah 349.6 jam atau 14.5
hari untuk bearing, 358.6 jam atau 14.9 hari untuk coupling, 222.2 hari atau 10.5
hari untuk impeller
5.2 Saran
Untuk penelitian selanjutnya adapun saran yang dapat diberikan antara lain:
1. Perlu dilakukan analisa untuk rentang waktu yang lebih panjang sehingga keputusan
yang diambil tepat sasaran
2. Analisa pada keseluruhan komponen sangat diperlukan untuk mengetahui peforma
ketahan pompa secara akurat
3. Kajian ekonomi sangat diperlukan agar dapat mengkalkulasi biaya yang dibutuhkan
dan biaya yang dapat disave.
.
Universitas Sumatera Utara
77
DAFTAR PUSTAKA
Afety, Islam H. 2010. Reiability Centered Maintenance Methodology and Application: A Case Study.
Egypt. Industial Engineering Department Fayoum University. Scintific Research: 863-873
Agri-Facts. 2007. Submersible Pump. Alberta Agricuture & Rural Development.
Azadeh, A. et all. A Pump FMEA Approach to Improve Reliability Centered Maintenance Procedure:
The Case of Centrifugal Pump in Onshore Industry. Iran: Industrial Engineering and Centered
of Excelence for Inteligent Experimental Mechanics University of Tehran: ISSN 1790-5095
Cahyono, Dwi Tri. Penerapan Reliability Centered Maintenance Pada Sistem Gas Buang Boiler di PT.
Ipmomi Paiton. Surabaya: Institut Teknologi Sepuluh November
Hakim, Legisnal dan Fahrizal. Penerapan RCM pada Sistem Distribusi Air PDAM Pasir Putih
Pematanagan Barangan Kabupaten Rokan Hulu: Riau: Teknik Mesin Unversita Pasir Pangarian.
Karanth, Shyam. 2014. Design, Modeling & Analysis of a Submersible Pump and to Improve the
Pump Eficiency. India: Departmen of Mechanical Engineering, SDM Collage of Engineering and
Technology. IJLET Vol. 4 Issue 2
Lukodono, Rio Presetyo. Dkk. 2013. Analisis Penerapan Motode rCM dan MVSM Untuk
meningkatkan Keandalan Pada Sistem Maintenance (Studi Kasus PG. X). Malang: Teknik Mesin
Universitas Brawijaya. Jurnal Rekayasa Mesin Vol 4 No.1: 43-52
Momono, Tatsunabo & Banda Noda. Sound And Vibration in Rolling Bearing.
Pflueger, Michelle. 2011. Electrical Submersible Pump Survival Analysis. Texas: Departmen of
Statistic Texas A&M, Collage Station
Ramhadan, Muhammad Arizki. 2018. Penetuan Interval Waktu Preventive Maintenance Pada Nail
Making Mexhine dengan Menggunakan Metode Reliablity Centered Maintenance (RCM) II
(Study Kasus: PT Surabaya Wire). Teknik Indutri, Universitas Muhammadiyah Sidoarjo
Rasindyo. Muhammad Riseno, dkk. 2015. Analisis Kebijkan Perawatan Mesin Cincinnati dengan
Menggunakan Metode Reliability Centered Maintenance di Pt. Dirgantara Indonesia. Bandung:
Teknik Industri, Istititut Teknologi Nasional. Jurnal Online Institue Teknologi Nasional No. 1
Universitas Sumatera Utara
78
Syahruddin. Analisis Sistem Perawatan Mesin Menggunakan Metode Releability Centered
Maintenance (RCM) Sebagai Dasar Kebijakan Perawatan yang Optimal Di PLTD “X”.
Balikpapan: Teknik Mesin Alat Berat, Politeknik Negeri Balikpapan. Jurnal Teknologi Terpadu
No. 1 Vol. 1: ISSN 2338-6649
Singh, Deeptesh & Amit Suhane. 2013. Study of Centrifugal Pump Using Failure Mode Effect and
Critical Analysis Based on Fuzzy Cot Estimation: A Case Study. India: Department of Mechanical
Engineering, Maulana Azad National Institude of Technology. International Journal of Science
and Research (IJSR): 2319-7064
Taifig and Selly Septian. Penentuan Interval Waktu Perawatan Komponen Kritis Pada Mesin Turbin di
PLN Sektor Pembangkit Ombilin. Padang: Teknik Industri, Universitas Andalas. ISSN: 2088-
4842
Yansen, Siswanto. 2011. Perencanaan Preventive Maintenance Berdasarkan Metode Releability
Centered Maintenance (RCM) pada PT. Sinar Sosro. Medan: Departement Teknik Industri,
Universitas Sumatera Utara
Universitas Sumatera Utara