hasil-hasil penelitian ebn tahun 2009 issn 0854 - 5561...

Hasil-hasil Penelitian EBN Tahun 2009 ISSN 0854 - 5561

KAHAN PEMAKAIAN GLAND PACKINGPENGGANTI MECHANICAL SEAL POMPA KONDENSOR

Yuwono, Sihabudin, Edi Mulyono

ABSTRAKKAJIAN PEMAKAIAN GLAND PACKING SEBAGAI PENGGANTI MECHANICAL SEAL

PAOA POMPA KONOENSOR. Pompa kondensor berfungsi untuk mensirkulasikan airpendingin refrigerant dari chiller ke menara pendingin untuk menurunkan suhu airtersebut. Mechanical seal terdiri dari beberapa bagian yaitu seal carbon, seal karet,pegas dan stopper berfungsi untuk mencegah terjadinya kebocoran air pada pompaKelebihan dari penggunaan mechanical seal adalah dapat mencegah kebocoran hingga100 %, namun memiliki kekurangan yaitu pemasangan lebih rumit dan harganya mahal..Gland packing terbuat dari jalinan atau anyaman berpenampang kotak dari graphite,Acrilic, PTFE, asbestos dan bahan lainnya Telah dilakukan pengkajian penggunaangland packing sebagai pengganti mechanical seal pada pompa kondensor denganmelakukan pengamatan bentuk fisik , pengukuran terhadap dudukan pad a porasdiperoleh diameter 54 mm dan panjang 62 mm sedangkan ukuran pad a tutup pompadiameter 64 mm dan panjang 62 mm sehingga diperlukan gland packing berbentukkubus 10x10 mm panjang 23,47 mm terdiri 6 susun dan satu buah flens untukmengencangkannya.

Kata kunci : pompa kondensor, mechanical seal, gland packing.

PENDAHULUANPompa merupakan suatu alat yang digunakan untuk mempermudah kerja manusia

terutama untuk memindahkan benda yang berupa fluida cair dari tekanan rendah ke tekanan lebihtinggi. Oahulu pompa hanya digunakan untuk memindahkan air saja, tetapi sekarangpenggunaannya semakin luas yaitu digunakan juga untuk memindahkan bahan-bahan kimia sertabenda cair lainnya. Salah satu jenis pompa adalah pompa centrifugal pada prinsipnya mempunyaisebuah impeler dim ana daya dari luar diberikan kepada poras pompa untuk memutar impelerdidalam zat cair, maka zat cair yang ada di dalam impeler oleh dorongan sudu-sudu ikut berputar.Bagian penting dari pompa sentrifugal adalah sudu-sudu ( impeller) , bantalan ( bearing) danpenyekat ( seal ). Bantalan harus dipasang pada posisi yang benar agar dapat tahan lama danberfungsi sebagaimana mestinya yaitu untuk menopang poros pada saat berputar. Bagian pentingyang lain yang fungsinya untuk mencegah terjadinya kebocoran fluida dari rumah pompa ( casing)adalah pengeblok sering orang menyebutnya seal, dan yang sering digunakan yaitu mechanicalseal dan gland packing.Oi lingkungan Instalasi Elemen Bakar Eksperimental ( IEBE ) Serpong terdapat banyak pompasentrifugal yang berguna untuk memindahkan berbagai macam fluida seperti cairan kimia, airdomestik, air pendingin dan bermacam fluida lainnya. Sistim VAC terdapat bermacam-macampompa salah satunya pompa kondensor berfungsi untuk mensirkulasikan air pendingin referigerantdari chiller ke menara pendingin (cooling tower) untuk melepas kalor ke lingkungan. Untukmenjaga kestabilan volume serta debit air yang disirkulasikan dengan cara menambah air secarakontinyu menggunakan pompa ac make up supply dan meminimalisasi kebocoran pada pompa.Berkurangnya debit air sering terjadi karena adanya kebocoran pada pompa terutama pada porosdan tutup pompa, untuk itu dipasang sil mekanik (mechanical seal ). Seal jenis ini memiliki unjukkerja yang sangat baik dalam mencegah kebocoran bahkan sampai 0 %, namun permasalahannyaia memiliki kelemahan antara lain harganya mahal, pemasangan lebih sulit terlebih jika sealkarbonnya mengalami kerusakan seperti retak, pecah akan menyebabkan terjadi kebocoran fluidadan memerlukan penanganan segera. Gland packing terbuat dari jalinan atau anyaman graphite,Acrilic, PTFE, asbestos dan bahan lainnya berpenampang kotak dari, bahan ini mudah diperoleh dipasaran, murah harganya dan mudah pemasangannya. Untuk itu penulis mengkaji penggantian

420


mechanical seal menggunakan gland packing karena memiliki keunggulan yaitu harganya murah,pemasangannya mudah, tersedia dipasaran.

TEORI

Pompa adalah suatu alat yang digunakan untuk memindahkan cairan dari suatu tempatke tempat yang lain melalui suatu media perpipaan dengan cara menambahkan energi pada cairanyang dipindahkan dan berlangsung secara terus menerus. Pompa beroperasi dengan prinsipmembuat perbedaan tekanan antara bagian masuk (suction) dengan bagian keluar (discharge),dengan kata lain, pompa berfungsi mengubah tenaga mekanis dari suatu sumber tenaga mekanismenjadi tenaga kinetis , dimana tenaga ini berguna untuk mengalirkan cairan dan mengatasihambatan yang ada sepanjang pengaliran.

1 POMPA SENTRIFUGAL

Secara umum bagian utama pompa sentrifugal dapat dilihat pada Gambar 1 dan masingmasing bagian mempunyai fungsi sebagai berikut :

A. Stuffing box yaitu tempat seal dan bearing diletakkan berfungsi menumpu agar paras dan rumahpompa dapat disatukan

B. Packing / penyekat digunakan untuk mencegah dan mengurangi bocoran cairan dari rumahpompa melalui paras, biasanya menggunakan mechanical seal

C. Shaft berfungsi untuk meneruskan momen puntir dari motor selama beraperasi dan tempatkedudukan impeller dan bagian-bagian berputar lainnya

D. Shaft sleeve berfungsi untuk melindungi paras dari erosi, korosi dan keausan pada stuffing box.

A &t;I$J\g~'

B Pe4kil1j;!

C stMtt

H tmpctlur

t C~ W(!;'!f tb:J

Gambar 1 Pompa Sentrifugal

E. Vane biasa disebut juga sudu-sudu ( impeller) sebagai tempat berlalunya cairan pada rumahpompa. '

F. Casing merupakan bagian paling luar dari pompa yang berfungsi sebagai pelindung elemen yangberputar, tempat kedudukan diffusor (guide vane), saluran masuk dan keluar serta tempatmemberikan arah aliran dari impeller dan mengkonversikan energi kecepatan cairan menjadienergi dinamis.

G. Eye of impeller yaitu bagian sisi masuk pada arah isap impellerH. Impeller berfungsi untuk mengubah energi mekanis dari pompa menjadi energi kecepatan pada

cairan yang dipompakan secara kontinyu.I. Wearing ring berfungsi untuk memperkecil kebocoran cairan yang melewati bagian depan

maupun bagian belakang impeller.

421


J. Bearing berfungsi untuk menumpu dan menahan beban dari poras agar dapat berputar denganlancar dan tetap pada tempatnya, sehingga kerugian gesek menjadi ked!.

2 Dasar-dasar penyekat

Contoh umum dari pemakaian alat-alat penyekat adalah penyekat poros yang berputarpad a pompa. Untuk mengetahui lebih banyak tentang fungsi dari penyekat ini, kita harus tahuterlebih dahulu dasar-dasar pengetahuan pompa. Pada pompa sentrifugal, cairan masuk ke pompamelalui bagian suction pada pusat impeller yang berputar. Pada saat kipas impeller berputar merekamenghantarkan gerakan untuk memasukan produk kemudian meninggalkan impeller, dikumpulkandi dalam rumah pompa (casing) dan meninggalkan pompa melalui tekanan pad a sisi keluar(discharge) pompa. Tekanan discharge akan menekan beberapa produk ke bawah di belakangimpeller menuju poros, di mana ia akan mencoba keluar sepanjang poras yang berputar. Pabrikpembuat pompa menggunakan berbagai macam teknik untuk mengurangi adanya tekanan produkyang mencoba keluar. Beberapa cara yang umum dilakukan adalah:

1. Penambahan lobang penyeimbang (balance hole) melalui impeller untuk memberikan jalan bagitekanan yang akan keluar melalui sisi isapnya.

2. Penambahan kipas pada sisi belakang impeller (back pump-out vanes).3. Bagaimanapun juga, sepanjang tidak ada jalan untuk mengurangi adanya tekanan ini seluruhnya,

maka peralatan penyekat mutlak diperlukan untuk membatasi keluarnya praduk, seperti penyekatkompresi (packing) atau penyekat mekanis (mechanical seals).

Penyekat yang umumnya disebut juga seal adalah suatu bagian dalam sebuah konstruksialat I mesin yang berfungsi sebagai penghalang / pengeblok keluar masuknya cairan, baik itu fluidaproses maupun pelumas. Seal lebih merujuk pada pengertian suatu fungsi apapun bentuk danmaterialnya, apabila berfungsi untuk mencegah kebocoran. Pemilihan sebuahseal yang terbaiksang at penting bagi keberhasilan pemakaian pompa untuk mendapatkan kehandalan pompa. Secaraumum seal ada dua macam, pertama adalah seal statis dipakai pad a suatu pertemuan antara keduapermukaan yang akan disekat tidak terjadi gerakan. Gasket dan a-ring merupakan contoh yangumum dari seal statis diperlihatkan pada Gambar 2. a-ring awalnya adalah merujuk pad a karetberbentuk bundar yang berfungsi sebagai seal. Material a-ring ada yang terbuat dari karet alam,EPDM, Buna, Neoprene, Viton, Chemraz, Kalrez, Isolast hingga tipe Encapsulated a-Ring, dimanaa-ring dibalut dengan PTFE. Ada pula yang murni dibuat dari PTFE dan disebut dengan Wedge.

Gambar 2 Static seal Gambar 3 a Mechanical seal Gambar 3 b Gland packing

Kedua adalah seal dinamis digunakan pada permukaan yang bergerak relatif terhadap satusama. Mechanical seal diperlihatkan pada Gambar 3a adalah suatu sealing device yangmerupakan kombinasi menyatu antara sealface yang melekat pad a shaft yang berputar dan sealfaceyang diam dipakai pada pompa-pompa kelas industri, agitator, mixer, chiller dan semua rotatingequipment ( mesin-mesin yang berputar ) dan memiliki bagian-bagian sebagai berikut :

1. Shaft disebut juga as yaitu bagian sebuah alat dan merupakan bagian utama dari mesin-mesinyang berputar.

422

ISSN 0854 - 5561 Hasil-hasil Penelitian EBN Tahun 2009

2. Shaft sleeve adalah sebuah bushing / adapter berbentuk selongsong bagian terpasang pad ashaft dengan tujuan melindungi shaft akibat pengencangan baut.

3. O-Ring awalnya adalah merujuk pada karet berbentuk gelang yang berfungsi sebagai Seal untukpengeblok cairan sekunder

4. Sealface eringkali contact face adalah bagian paling penting, paling utama dan paling kritis darisebuah Mechanical Seal dan merupakan titik pengeblok cairan utama terbuat dari Carbon atauSilicone Carbide atau Tungsten Carbide atau keramik atau Ni-resist, dengan serangkaian teknikpencampuran, terdiri dari 2 bagian yang satu diam dan melekat pada dinding pompa, dan yanglainnya berputar melekat pada shaft.

Fungsi dari packing adalah untuk mengontrol kebocoran, bukan untuk mencegah seluruhkebocoran, karena packing harus selalu terlumasi dan kebocoran yang dianjurkan untuk menjagaadanya pelumasan adalah sekitar 40 sampai 60 tetes per menit. Metode pelumasan pada packingtergantung pada kondisi cairan yang dipompa dan juga tekanan pad a stuffing box. Ketika tekananstuffing box di atas tekanan atmosfir dan cairan yang ditekan bersih dan tidak korosif .Contohpaenyekat ini adalah Gland packing atau Compression packing atau packing diciptakan sebagaisealing device (alat pengeblok) diperlihatkan pada Gambar 3 b, namun karena ia harus menetes,maka ia lebih tepat disebut sebagai restrictional device (alat penghalang). Gland packing biasanyadibuat dengan sistem jalinan atau anyaman dengan bentuk penampang kotak dan bahanpenyusunnya bisa berupa graphite, Acrilic, PTFE, asbestos dan seterusnya cairan pad a pompaitulah yang berfungsi sebagai pelumas paking.

ALAT DAN BAHAN

1. Pompa sentrifugal merk: Torishima, type: 150X125-315 Th.19862. Treker

3. Kunci pas dan ring4. Sichmat5. Mistar6. Mechanical seal

7. Gland packing

TAT A KERJA

Pertama-tama melepas pompa dan motor, tutup pompa, bearing, impeller, mechanical sealdengan cara melepas baut pengikatnya. Melakukan pengukuran diameter dan panjang dudukanmechanical seal pada shaft dan tutup pompa, selanjutnya memilih jenis gland packing yang sesuaikemudiaan dibuat flens untuk mengencangkan gland packing.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Hasil pengamatan dan pengukuran shaft diperlihatkan pad a Gambar 4. Pompa kondensormemiliki peranan sangat penting dalam operasi sistem pendingin air yang digunakan untukmengkodisikan udara pada Instalasi Elemen Bakar Ekperimental ( IEBE ). Penggunaan mechanicalseal pada pompa kondensor diharapkan tidak ada kebocoraan air dari rumah pompa., namunmechanical seal memiliki kelemahan yaitu mahal harganya dan pemasangan yang rumit karenadapat terjadi kerusakan pada seal arang. Untuk mengatasi kelemahan tersebut dapat digunakangland packing. Pengamaatan bentuk dan pengukuran shaft dan tempat dudukan mechanical sealdengan cara membongkar pompa yaitu melepas pompa dari motor penggerak lalu tutup pompa danmelepas bearing

423

Hasil-hasil Penelitian EBN Tahun 2009

588

ISSN 0854 - 5561

114 60 138 60 60 62 60

80 T-T-T T-T-l- - -0 - ~ 1-~n- ; i-I

Gambar 4 Shaft Pompa Kondensor

Keterangan :

1. dudukan pulley2. dudukan bearing3. dudukan mechanical seal

4. dudukan impeller5. dudukan baut impeller

424

ISSN 0854 - 5561

Keterangan :

1. Plat tutup2. Dudukan gland packing3. Lubang baut pengencang

Gambar 5 Tutup Pompa

Hasil-hasil Penelitian EBN Tahun 2009

Pompa kondensor memiliki peranan sangat penting dalam operasi sistem pendingin airyang digunakan untuk mengkodisikan udara pada Instalasi Elemen Bakar Ekperimntal ( IEBE ).

425


Penggunaan mechanical seal pad a pompa kondensor diharapkan tidak ada kebocoraan air darirumah pompa., namun mechanical seal memiliki kelemahan yaitu mahal harganya dan pemasanganyang rumit karena dapat terjadi kerusakan pada seal arang. Untuk mengatasi kelemahan tersebutdapat digunakan gland packing. Pengamaatan bentuk dan pengukuran shaft dan tempat dudukanmechanical seal dengan cara membongkar pompa yaitu melepas pompa dari motor penggerak lalututup pompa dan melepas bearing Shaft pompa digunakan untuk menghubungkan motor penggerakdengan pompa melalui kopling statis Pengukuran dilakukan terhadap shaft pompa seperti terlihatpada gambar 4 dimana shaft dan pengukuran dilakukan juga terhadap tutup pompa pad a bagianuntuk dudukan mechanical seal. Pada shaft tempat dudukan mechanical seal diperoleh ukurandiameter 54 mm dan panjangnya 62 mm ( pada Gambar 4 nomor 3 ), sedangkan pad a platpenutup casing pompa diperoleh ukuran diameter dudukan mechanical seal dimeter 64 mm danpanjangnya 62 mm ( pad a Gambar 5 nomor 2 ). Mechanical seal dipasang pad a shaft pompa untukmencegah terjadinya kebocoran cairan yang terjadi pada shaft dan tutup casing pompa tersebut.Pemasangan diatur sedemikian rupa dengan mengatur jaraknya dan mengencangkan stopper danflens menggunakan baut pengencang , adapun flens berupa lempengan bulat yang berfungsimengencangkan pegas mechanical seal. Dari hasil pengamatan dan pengukuran mechanical sealdapat diganti dengan gland packing yang berbentuk persegi dengan ukuran 64 -54 mm= 10mm.

Pemasangan gland paking adalah dengan cara melepas mechanical seal dari shaft terlebihdahulu, kemudian gland packing dipotong sepanjang keliling tutup pompa yaitu p D, diketahui bahwaD = 64 mm maka panjang gland packing adalah 23,47 mm. pad a seperti terlihat pada Gambar 6.Tutup dan shaft yang nantinya bersinggungan dengan gland packing dibersihkan dari kotoranterutama karat yang menempel pada permukaan shaft dan tutup tersebut. Pemasangan glandpaking dilakukan dengan pertimbangan kedalaman pada tutup ( Gambar 6 nomor 2 ) dalam halini adalah 62 mm apabila gland packing memiliki ketebalan 5mm, maka penyusunan terdiri dari 62 :10 = 6 susunan. Cara memasang adalah dengan memotong gland packing yang ujungnya dipotongmiring, dan dipasang tidak segaris untuk meminimalisir terjadinya kebocoran dan dikengencangkanmenggunakan flens sehingga susunan gland packing tidak berubah. Keuntungan pemakaian glandpacking yaitu harganya murah, mudah pemasangannya sehingga diharapkan menghemat biayayang dikeluarkan untuk perawatan pompa.

-8--

Gambar 6 Susunan pemasangan gland packing

KESIMPULAN1. Untuk mencegah terjadinya kebocoran pompa kondensor dipasang mechanical seal2. Mechanical seal dapat diganti dengan gland packing3. Ukuran dan bentuk harus gland packing disesuakan dengan poros dan tutup pompa yaitu persegi

10x10 mm panjang 23,47 mm terdiri 6 susun

426

ISSN 0854 - 5561 Hasil-hasil Penelitian EBN Tahun 2009

DAFT AR PUST AKA

[1] PT. GUNA ELEKTRO, " Manual book of Torishima Centrifugal Pump" Jakarta 1986[2] HAROLD HENRY ANDERSON," CENTRIFUGAL PUMPS MACHINERY" 1994[3] BRUCE R.MUNSON, DONALD F.YOUNG,THEODORE H OKIISHI, " MEKANIKA FLUIDA " Edisi

4 PT.Gelora Aksara Pratama, 2003[4] IGOR J.KARASSIK JOSEPH, MESSINA PAUL, CHARLES HEALD., " PUMP HANDBOOK

TEKNOLOGI ENGINEERING" 2003

427

hasil-hasil penelitian ebn tahun 2009 issn 0854 - 5561...

Documents