## ANALISIS VIBRASI PADA POMPA PENDINGIN PRIMER JE01 AP003
Pranto Busono, Syafrul, Aep Saefudin Catur
PRSG - BATAN

## Abstrak
ANALISIS  VIBRASI  PADA  POMPA  PENDINGIN  PRIMER  JE01  AP003 .  Pompa  pendingin primer  JE01  AP003  merupakan  salah  satu  komponen  utama  pada  keselamatan  operasi  reaktor sehingga  perlu  dilakukan  deteksi  awal  jenis  dan  tingkat  kerusakan  komponen  penyusunnya. Komponen utama dari pompa  yang sering  mengalami kerusakan adalah bearing. Salah satu indikasi bearing telah  mengalami  kerusakan  yaitu  adanya  vibrasi  atau  kenaikan  suhu  pada bearing .  Tujuan dari  penulisan  ini  adalah  untuk  mengetahui  gejala  kerusakan bearing dan  tingkat  kerusakannya berdasarkan analisis  vibrasi.  Salah satu cara  untuk  mendeteksi awal  gejala kerusakan pompa adalah dengan  mengetagui  respon  vibrasi  hasil  pengukuran  dengan  vibration  tester.  Berdasarkan  analisis vibrasi  akan  diperoleh cited  peak pada  arah  radial,  aksial  dan  tangensial.  Dari  hasil  analisis  vibrasi tersebut  maka  dapat  ditentukan  gejala  kerusakan  pada free  end  bearing pompa  pendingin  primer JE01AP003  berupa looseness dengan  tingkat  kerusakan moderate sehingga  perlu  dilakukan penggantian bearing JE01 AP003 meskipun kerusakan yang terjadi belum parah.
Kata kunci : pompa primer, analisis vibrasi

## Abstract
VIBRATION ANALYSIS OF PRIMARY AIR PUMP JE01 AP003 . JE01 AP003 primary coolant pump is one of the main components in the safe operation of the reactor so that needs to be done early detection  of  damage  types  and  levels  of  its  constituent  components.  The  main  components  of  the pump that is often damaged  bearing.  The purpose of this  paper is to know  the  symptoms of bearing damage and the level of damage based on vibration analysis. One indication of the bearing has been damaged, that is the vibration or temperature rise in the bearing. One way to detect early symptoms of damage to the pump is to use the vibration response peak Based on the analysis of the measurement results cited the obtained results that the primary coolant pump JE01 AP003 has been damage to a free end looseness bearing with moderate levels of damage.  Need JE01 AP003 bearing replacement even though the damage is not severe.
Key words : primary pump, vibration analysis

## PENDAHULUAN
Pompa  adalah  salah  satu  mesin  fluida yang  digunakan  untuk  memindahkan  fluida  dari suatu  tempat  ke  tempat  lain  dengan  cara menaikkan  tekanan  fluida  tersebut.  Pompa sentrifugal  mempunyai  beberapa  keunggulan dibandingkan  dengan  pompa  yang  lain,  yaitu: harga  murah,  konstruksi  sederhana,  kemudahan pemasangan,  kapasitas  dan head yang  tinggi, kemudahan  operasional  serta  pemeliharaan. Namun  dalam  pengoperasian  di  lapangan  sering dijumpai  kegagalan,  salah  satu  penyebabnya adalah getaran yang ditimbulkan dengan penyambungan  kopling  sebagai  penerus  putaran dan daya. Getaran tersebut dapat merusak poros, merusak bearing, menimbulkan noise, penurunan head ,  penurunan  kapasitas  dan  penurunan efisiensi pompa.
Pompa  pendingin  primer  JE01  AP003 merupakan  salah  satu  komponen  utama  pada keselamatan  operasi  reaktor.  Pompa  pendingin primer JE01 AP003 berfungsi untuk sirkulasi air pendingin  primer  reaktor  RSG-GAS.  Komponen utama  dari  pompa  yang  sering  mengalami kerusakan adalah bearing.
Tujuan  dari  penulisan  ini  adalah  untuk mengetahui gejala kerusakan bearing dan tingkat kerusakannya berdasarkan analisis vibrasi. Salah satu  cara    untuk  mendeteksi  awal  gejala kerusakan  pada bearing pompa  adalah  dengan menggunakan  respon  vibrasi.  Indikasi  kecil getaran  yang  terjadi  pada  poros  pompa  dapat digunakan untuk mengetahui jenis kerusakan dan tingkat  kerusakan pada bearing pompa.  Lingkup dari  penulisan  ini  adalah  analisis  gejala kerusakan free  end  bearing dari  pompa pendingin  primer  JE01  AP003 . Respon  vibrasi dari suatu pompa merupakan salah satu indikator yang  menunjukkan  kondisi  mekanis  dari  suatu pompa.  Dengan  menggunakan  alat  ukur  vibrasi maka  dapat  diketahui  jenis  kerusakan  yang terjadi  serta  seberapa  besar  tingkat  kerusakan tersebut.

## DASAR TEORI

## Time Domain Characterization
Sinyal  secara  umum  dapat  dinyatakan dalam  bentuk  : time  domain  characterization atau frequency domain characterization [1] . Bentuk  sinyal time  domain  characterization ditunjukkan pada Gambar 1.
Gambar 1. Time domain characterization
Bentuk  sinyal  seperti  gambar  di  atas adalah  bentuk  sinyal    sinusoidal,  yang    dapat dinyatakan dalam persamaan matematika sebagai berikut :
s(t) = A sin(2πft + θ)
Dimana : (t) : tinggi gelombang θ : beda fase f : frekuensi = 1 / period (T) A : amplitudo t
: waktu (detik)

## Frequency Domain Concepts
Suatu  sinyal  periodik  merupakan  hasil penjumlahan  dari  beberapa  sinyal  penyusunnya dengan  menggunakan  deret Fourier ,  yang  dapat dinyatakan sebagai berikut
Komponen  sinyal  sinusoidal  pada  frekuensi tertentu  merupakan  perkalian  (harmonik)  dari frekuensi  periodik  dasarnya.    Bentuk frequency domain  characterization [1] tersebut  dapat digambarkan pada Gambar 3.
Gambar 2. Grafik penjumlahan dari beberapa frekuensi yang berbeda
Gambar 3. Frequency Domain Characterization
Setelah  diperoleh  grafik frequency  domain characterization maka  dapat  dihitung cited  peak yang terjadi seperti  pada Gambar 4. [2]
Gambar 4. Cara menentukan cited peaks
Setelah citied  peak pada  masing-masing spektrum  dihitung  maka  dapat  ditentukan  jenis perubahan  dengan  menggunakan  acuan  Tabel  1. Sedangkan  untuk  menentukan  tingkat  kerusakan bearing dapat menggunakan acuan pada Tabel 2.
S(t) = sin (2πft) + 1/3 sin (2π(3f)t) a. sin (2πft) b . 1/3 sin (2π(3f)t) S(f)
c. sin (2πft) + 1/3 sin (2π(3f)t)
Tabel 1. Jenis kerusakan sistem berdasarkan spektrum frekuensi. [3] Machine Fault Frequency and Axis  found Component found Advanced Severity Unbalance 1X - All radial directions On affected component Higher amplitude 1X Parallel Misalignment 2X - Radial & Tangential Both sides of coupling Higher amplitude 2X Angular Misalignment 1X – Axial Both sides of coupling Higher amplitude 1X Looseness 1X harmonics - All directions On affected component More harmonics, higher Roller Bearings Non integer - All directions On affected component Harmonic, sidebands noise hump, noise floor Tabel 2. Tingkat kerusakan bearing [3] No. Nilai Severity Rekomendasi Prioritas Diskripsi prioritas 1 0 – 25 Slight Tidak perlu tindakan 1 Tidak ada rekomendasi perbaikan 2 26 – 50 Moderate Monitoring vibrasi, Tidak perlu dilakukan perbaikan 2 Tidak ada tindakan perbaikan segera yang diperlukan 3 51 – 75 Serious Perencanaan perbaikan 3 Perlu untuk segera dilakukan penjadwalan perbaiklan 4 76 – 100 Extreme Segera dilakukan perbaikan atau penggantian 4 Segera dilakukan perbaikan

## TATA KERJA
Peralatan  yang  digunakan  untuk  melakukan pengukuran  vibrasi  adalah Fluke  810  Vibration Tester, Data  yang  diperlukan  sebelum  dilakukan pengukuran  adalah:  tipe  motor,  daya  nominal, putaran  motor,  jenis  bearing,  tipe  pemasangan
motor. Urutan langkah untuk menentukan jenis kerusakan bearing:
1. Melakukan  pengukuran  putaran  motor dengan fluke  810  vibration  tester untuk menentukan frekuensi baseline .
2. Pengukuran  vibrasi  pompa  JE01  AP003 dengan  fluke  810  vibration  tester  untuk mendapatkan spektrum frekuensi.
3. Menentukan cited peaks dari setiap spektrum hasil pengukuran yang menyimpang dari frekuensi baseline.
4. Melakukan  analisis  Cited  peak  yang diperoleh terjadi dengan cara:
 Cari cited  peak pada high  range yang lebih besar dari 10.
 Cari cited peak yang terjadi low range t.
5. Melakukan  diagnose  gejala  kerusakan yang terjadi berdasarkan spektrum
frekuensi  hasil  pengukuran  dibandingkan dengan Tabel 1.
6. Menentukan  severity/tingkat  keparahan dengan  acuan  Tabel  2.  dan  memberikan rekomendasi perbaikan.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada  pengukuran  ini  dilakukan  di  dua posisi, yaitu free end bearing (lokasi 1) dan free end  ball  bearing (  lokasi  2)  seperti  terlihat  pada Gambar 5.
Gambar 4. Lokasi pengukuran
Sedangkan data detail  motor  pompa  yang dilakukan pengukuran dapat dilihat pada Tabel 3.
Tabel 3. Data detail motor pompa
Sistem JE01 AP003 Tipe motor AC AC motor with VFD (Variable Frequency Dynamic) No Kecepatan putaran 1500 rpm Daya nominal 160 kw Pemasangan motor harizontal Tipe bearing Roller bearing Tipe pompa Centrifugal pump
Hasil  pengukuran  vibrasi  motor  pompa  dapat dilihat  pada  Gambar  6  sampai  dengan  Gambar 11.
Gambar 6. Spektrum frekuensi aksial pada skala tinggi pada lokasi 1
Pada  gambar  5  diperoleh  data  spektrum pengukuran  vibrasi  dalam  arah  aksial  (searah dengan  poros).  Dari  grafik  terlihat  bahwa cited peak pada high  scale terjadi  pada  frekuensi antara 0 sampai dengan 10 sehingga
kemungkinan  kerusakan  yang  terjadi  adalah looseness .

## Gambar 7. Spektrum frekuensi aksial pada skala rendah lokasi 1
Pada  gambar  7  diperoleh  data  spektrum pengukuran  vibrasi  dalam  arah  aksial  (searah dengan  poros).  Dari  grafik  tersebut  terlihat bahwa cited peak pada low scale terjadi kelipatan satu  (bilangan  bulat)  dari  frekuensi baseline sehingga  kemungkinan  kerusakan  yang  terjadi adalah angular misalignment dan looseness .
Gambar 8. Spektrum frekuensi tangensial pada skala tinggi lokasi 1
Pada  gambar  8  diperoleh  data  spektrum pengukuran vibrasi dalam arah tangensial (tegak lurus  dari  jari-jari  poros).  Dari  grafik  terlihat bahwa cited  peak pada high  scale terjadi  pada frekuensi  antara  0  sampai  dengan  10  sehingga kemungkinan  kerusakan  yang  terjadi  adalah looseness .
Gambar 9. Spektrum frekuensi tangensial pada skala rendah lokasi 1
Pada  gambar  9  diperoleh  data  spektrum pengukuran vibrasi dalam arah tangensial (tegak lurus  dari  jari-jari  poros).  Dari  grafik  terlihat bahwa cited  peak pada low  scale terjadi  pada kelipatan  1  frekuensi  naturalnya    sehingga kemungkinan  kerusakan  yang  terjadi  adalah looseness .
Gambar 10. Spektrum frekuensi radial pada skala tinggi lokasi 1
Pada  gambar  10  diperoleh  data  spektrum pengukuran  vibrasi  dalam  arah  radial  (menuju pusat  poros).  Dari  grafik  terlihat  bahwa cited peak pada high  scale terjadi  pada  sembarang frekuensi sehingga kemungkinan kerusakan yang terjadi adalah looseness .
Gambar 11. Spektrum frekuensi radial pada skala rendah  lokasi 1
Pada  gambar  10  diperoleh  data  spektrum pengukuran  vibrasi  dalam  arah  radial  (menuju pusat  poros).  Dari  grafik  terlihat  bahwa cited peak pada low  scale terjadi  pada  daerah  yang tidak  teratur  sehingga  kemungkinan  kerusakan yang  terjadi  adalah rooler  bearing,  unbalance dan looseness .
Dari beberapa grafik  6 sampai dengan 11 diperoleh cited  peak yang  dapat  disederhanakan seperti pada tabel 4.
Tabel 4. cited peak berdasarkan spektrum frekuensi No Sumbu Amplitudo Order Range 1 Aksial 2.40 mm/sec 3 Low 2 Tangensial 1.14 mm/sec 4 Low 3 Aksial 1.03 mm/sec 4 Low 4 Tangensial 0.57 mm/sec 5 Low 5 Tangensial 0.49 mm/sec 3 Low 6 Radial 0.23 mm/sec 5 Low 7 Radial 0.22 mm/sec 93 High 8 Radial 0.21 mm/sec 4 Low
Berdasarkan  kondisi  diatas  maka  dapat diperoleh  bahwa  pada free  end  bearing motor pompa pendingin primer
JE01 AP003 kemungkinana  terjadi  terjadi  kerusakan  berupa Looseness .  Tingkat  kerusakan  pada free  end bearing motor  pompa  primer    sebesar  26 sehingga  berdasarkan  Tabel  2,  maka  tingkat kerusakan  termasuk Moderate. Berdaasrkan kondisi  tersebut  maka  direkomendasikan  untuk segera dijadwalkan penggantian bearing tersebut meskipun tingkat kerusakan yang terjadi belum parah.

## KESIMPULAN
Analisis hasil  pengukuran vibrasi pada motor pompa JE01 AP003 menunjukkan:
1. Bearing pompa  pendingin  primer  JE01 AP003  telah  mengalami  kerusakan looseness dengan  tingkat  kerusakan moderate
2. Direkomendasikan  untuk  melakukan penjadwalan  penggantian bearing meskipun kerusakan yang terjadi belum terlalu parah.

## SARAN
Untuk  memperoleh  hasil  pengukuran yang  lebih  baik  maka  diperlukan  alat  ukur  lain dan  metode  lain  sebagai  pembanding,  misalkan analisis berdasarkan perubahan suhu bearing .

## UCAPAN TERIMA KASIH
- Operator  dan  supervisor  reactor  RSG-
GAS yang telah membantu mengoperasikan system - Bapak  Suwarno  PT.  Siwali  Swantika FLUKE & FLUKE NETWORKS Authorized  Distributor  in  Indonesia yang telah memberikan konultasi tentang Fluke 810 Vibration Tester .

## DAFTAR PUSTAKA
1. William T. Thomson, Teori Getaran dengan penerapan, edisi ke 2, Alih bahasa Dra. Lea Prasetio M.Sc. Penerbit
Erlangga, Indonesia, 1995. 2. Richard G. Budynas, Mechanical
Engineering  design,  eighth  edition,  Mc
Graw Hill, 2008.
3. Viewer  Software  –  Review  Diagnostic Results, Fluke 810 Vibration Tester, 2010