## DETEKSI KERUSAKAN BEARING PADA CONDENSATE PUMP DENGAN ANALISIS SINYAL VIBRASI
Ganong Zainal Abidin, I Wayan Sujana
Program Studi Teknik Mesin, Institut Teknologi Nasional Malang
Email : ganongzainal@outlook.com

## ABSTRAKSI
Suatu  mesin  dikatakan  ideal  apabila  seluruh  energi  dalam  mesin  tersebut  dapat  diubah  menjadi  kerja. Walaupun demikian tidak ada suatu mesin yang dikatakan sebagai mesin ideal karena sebagian energi dalam mesin terbuang  menjadi  energi  bentuk  lain  seperti  getaran.  Getaran  dari  mesin  tersebut  membentuk  sinyal  yang  dapat dideteksi oleh alat CSI Analyzer 2130 untuk menghasilkan suatu sinyal vibrasi. Dari sinyal vibrasi inilah dapat di analisa  suatu  kerusakan  pada  mesin.  Seperti  kerusakan  yang  terjadi  pada  bantalanpompa  kondensat.  Dari penelitian  ini  didapatkan  hasil  analisa  bahwa  sinyal  vibrasi  pada  bantalan  dalam  kondisi  normal  dan  bantalan kondisi  rusak  sangat  berbeda.  Perbedaan  tersebut  terlihat  pada  bentuk  sinyal  spektrum  dan  waveform  vibrasi. Selain itu nilai overall juga menunjukkan perbedaan pada kedua kondisi  bantalan pompa kondensat. Nilai overall yang  dihasilkan  pada  bantalanrusak  yaitu  sebesar  3,491  G-s  pada  sisi  peakvue.  Berbeda  dengan  bantalanpada kondisi  normal  dengan  nilai  overall  sebesar  0,187  G-s.  Nilai  overall  bantalanrusak  sudah  melampaui  batas  baik vibrasi yaitu 1,80 G-s.
Kata  Kunci :  CSI  Analyzer  2130,  Vibrasi,  Frekuensi,  Spektrum,  Waveform,  Bantalan,  Pompa  Kondensat.

## PENDAHULUAN
Suatu  mesin  dikategorikan  dalam  keadaan ideal  apabila  seluruh  energi  dalam  mesin tersebut  dapat  diubah  menjadi  kerja. Walaupun  demikian  tidak  ada  suatu  mesin buatan  manusia  yang  sudah  dalam  kategori ideal karena beberapa energi yang dihasilkan  akan  terbuang  menjadi  energi dalam  bentuk  lain,  salah  satunya  adalah getaran  mekanik.  Getaran  mekanik  yang dihasilkan  dari  mesintersebut  berasal  dari aktivitas  mesin  dengan  operasi  putaran  dan kecepatan  tinggi.  tersebut  berasal  dari aktivitas  mesin  dengan  operasi  putaran  dan kecepatan  tinggi.  Sehingga  getaran  tersebut memiliki  frekuensi  yang  tidak  stabil  yang
tidak  dapat  dirasakan  secara  signifikan  oleh indra manusia.
Salah satu mesin yang memiliki putaran dan kecepatan  tinggi  dengan  frekuensi  getaran yang  selalu  berubah  –  ubah  adalah  pompa. Pompa  bertujuan  menyediakan  tekanan  dan temperatur  minyak  yang  tetap  untuk bantalan( bearing )  gas  turbindan  generator. Elemen  pompa  itu  sendiri  umumnya menggunakan  bantalan  untuk  mendukung putaran  poros.  Apabila  dalam  sistem mekanik seperti pompa menggunakan elemen bantalan, maka indikasi permasalahan  pada  pompa  dapat  ditentukan dari  frekuensi  getaran  yang  dihasilkan  oleh bantalan  tersebut.  Adapun  masalah  yang
dibahas yaitu getaran dengan frekuensi tidak stabil  pada bearing  condensate  pump perlu dianalisa  untuk  mengetahui  kerusakannya dengan  analisis  sinyal  vibrasi.  Tujuan  dari penulisan  ini  adalah  untuk  mengetahui kerusakan  pada bearing  condensate  pump dengan analisis sinyal vibrasi.

## TINJAUAN PUSTAKA
Analisa vibrasi adalah salah satu teknik yang sering  digunakan  dalam  melakukan  teknik prediktif mesin berputar. Teknik ini memanfaatkan  karakteristik  getaran  yang dibangkitkan oleh mesin berputar. Beberapa kerusakan  yang  sering  muncul  pada  mesin berputar  adalah bearing  defect , unbalance, looseness dan misalignment, beberapa kerusakan  tersebut  memiliki  karakteristik khusus  dalam  pola  sinyal  vibrasi  yang dibangkitkan.  Getaran  mempunyai  tiga parameter  penting  yang  dapat  dijadikan sebagai tolok ukur yaitu amplitudo, frekuensi, dan fase.
Amplitudo  adalah  ukuran  atau  besarnya sinyal vibrasi yang dihasilkan atau mengidentifikasikan  besarnya  gaya  yang dihasilkan  dari  getaran.  Makin  tinggi amplitudo  yang  ditunjukkan,  menandakan makin besar gangguan yang terjadi.
Besarnya  amplitudonya  bergantung  pada tipe  mesin  dan  kerusakan.  Kenaikan amplitudo pada frekuensi tertentu mengidentifikasi  jenis-jenis  gangguan  yang terjadi pada bagian mesin. Dengan diketahuinya  frekuensi  pada  saat  mesin mengalami  vibrasi,  maka  penelitian  atau pengamatan  secara  akurat  dapat  dilakukan untuk  mengetahui  penyebab  atau  sumber dari permasalahan.
Kenaikan tingkat getaran mesin dapat dilihat melalui  trend  pengukuran.  Ketika  tingkat getaran  mesin  bertambah  melampaui  sinyal baseline  maka  perlu  dilakukan  penanganan khusus pada mesin. Data baseline merupakan sekumpulan data yang didapatkan  melalui  pengukuran  pada  saat mesin  beroperasi  dengan  stabil,  sehingga data baseline berfungsi sebagai pembanding data  pengukuran  untuk  menentukan  kondisi mesin.  sedangkan  untuk  mengetahui  tingkat kerusakan  atau  keparahan  dari  mesin berputar digunakan standar untuk mengevaluasi  kerusakan  berdasarkan  kelas dan tipe mesin, salah satu standar pengukuran  getaran  yaitu International
Organization for Standardization (ISO).
Gambar 1 Standar Vibrasi Motor ISO 10816-1
Gambar 2 Karakteristik Kerusakan

## METODOLOGI PENELITIAN

## 1. Alir Penelitian
Gambar 3 Diagram Alir
2. Alat penelitian
Gambar 4 CSI Analyzer 2130 1. CSI Analyzer 2130 2. Bearing 6224/C3 (Kondisi baik dan
rusak) 3. Condensate Pump
4. Software AMS Suite : Machinary Health Manager
5. Safety APD dan IK

## 3. Prosedur Penelitian
Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah  pengambilan  sinyal  vibrasi  dengan CSI  Analyzer  2130 pada  sisi  vertikal, horizontal  dan  peakvue condensate  pump.
Prosedur tersebut adalah sebagai berikut :
1. Condensate Pump dalam kondisi operasi dengan  kecepatan  putar  1475  RPM, diukur  menggunakan  alat CSI  Analyzer 2130.
2. Pengukuran sinyal vibrasi menggunakan alat  ini  pada  sisi inboard vertikal,
horizontal dan peakvue. 3. Setelah  didapatkan  sinyal  vibrasi  yang menunjukkan kerusakan pada sisi inboard, maka data tersebut dimasukkan kedalam  database  software  AMS  Suite : Machinary Health Manager.
4. Pengukuran  selanjutnya  pada  bantalan baru  yang  telah  menggantikan  bantalan
rusak pompa kondensat yang rusak guna membandingkan  sinyal  normal  dengan sinyal vibrasi rusak.
5. Langkah pengukuran sinyal vibrasi pada bearing normal  sama  seperti  langkah pengambilan data awal.

## 4. Pengambilan Data
Pengambilan  data  yang  benar  dan  akurat akan  sangat  membantu  untuk  proses  analisa hasil  penelitian.  Metode  pengambilan  data juga menentukan kualitas data yang diperoleh.  Pada  penelitian  ini,  peneliti mengambil  data  secara  langsung  dengan mengamati  peristiwa  yang  terjadi  dengan mengadakan  suatu  pengamatan  terhadap gejala kerusakan yang terjadi.

## DATA PENELITIAN
Penyajian  data  penelitian  berupa  grafik spektrum  dan  waveform  sinyal  vibrasi  dari proses  penelitian  pada bearing  condensate pump yang  rusak  dan  setelah  masa penggantian bearing yaitu bearing normal.
1. Sinyal Vibrasi Bearing Normal
 Motor Inboard Horizontal
Grafik 1 MIH
 Motor Inboard Peakvue Grafik 2 MIP  Motor Inboard Vertikal
Grafik 3 MIV
2. Sinyal Vibrasi Bearing Rusak
 Motor Inboard Horizontal
Grafik 4 MIH
 Motor Inboard Peakvue Grafik 5 MIP  Motor Inboard Vertikal Grafik 6 MIV

## 3. Nilai Overall Bearing
NO SISI PENGAMBILAN DATA OVERALL BEARING NORMAL OVERALL BEARING RUSAK 1 MIH 0.619 mm/sec 0.876 mm/sec 2 MIP 0.187 G-s 3.491 G-s 3 MIV 0.659 mm/sec 0.604 mm/sec Tabel 1 Nilai Overall ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN
Grafik  1 adalah  grafik  hasil  pengukuran pada  sisi  motor  inboard  horizontal  berupa sinyal  vibrasi  spectrum  dan  waveform.
Sinyal spectrum dan waveform ini menunjukkan  bahwa  sinyal  vibrasi  bagian inboard  horizontal  dalam  keadaan  normal. Meskipun pada grafik spectrum menunjukkan bahwa bearing dalam keadaan unbalance, namun dikarenakan nilai unbalance pada spectrum yaitu overall 0,619 mm/sec  termasuk  masih  dalam  batasan normal  vibrasi bearing pada  condensate pump.  nilai  ini  merupakan  nilai  rata  –  rata atau  nilai  secara  keseluruhan  amplitudo getaran  terhadap  berbagai  frekuensi  yang bisa dinyatakan dalam kecepatan, percepatan maupun perpindahan.
Grafik  2 adalah  grafik  yang  menunjukkan sinyal  vibrasi  pada  sisi  inboard  peakvue. Peakvue  disini  telah  dijelaskan  pada  3.3.4, yang merupakan sisi paling sensitif terhadap kerusakan bearing. Sinyal  vibrasi  tersebut menunjukkan  bahwa bearing pada  sisi inboard  tidak  memiliki  kendala  ataupun kerusakan,  dikarenakan  nilai  overall  motor inboard peakvue tidak mencapai batas alarm yaitu  0,187  G-s.  Order  harmonic  dari spectrum terlihat stabil dan tidak menunjukkan  tanda  –  tanda  maupun perubahan  yang  signifikan.  Order  dan harmonic  yang  stabil  juga  ditunjukkan  pada grafik  waveform  yaitu  harmonic  dari  sinyal vibrasi  tidak  mencapai  batas alert yang mengindikasikan bahwa bearing mengalami kerusakan.
Grafik 3 terlihat memiliki gelombang dengan  frekuensi  yang  halus.  Hal  ini ditunjukkan  pada  grafik  spectrum  yang memiliki  overall  sebesar  0,659  mm/sec dengan  sideband  antara  0-90  Hz.  Nilai  ini dibawah  batas  alarm  sinyal  vibrasi  dengan kerusakan  pada bearing meskipun  terlihat ada  sinyal  tinggi  pada  1xRPM  yang menyatakan bahwa bearing tersebut mengalami  unbalance.  Pada  sinyal  vibrasi waveform  pun  menunjukkan  bahwa  order tidak  mencapai  titik  batas  yang  dinyatakan bahwa bearing itu mengalami kerusakan.
Grafik  4 menunjukkan  bahwa  terdapat ketidak  stabilan  order  pada  harmonic frekuensi  tinggi.  Hal  ini  ditunjukkan  pada band 70-90 Hz dan mengindikasikan bahwa adanya  unbalance  pada bearing pompa. Nilai  overall    yang  menyatakan  0,876 mm/sec  yang  berarti  unbalance  tidak mencapai  sinyal  alarm  namun  sinyal  yang ditunjukkan  oleh  spectrum  bahwa  tidak  ada gelombang  harmonic  pada  sisi  inboard horizontal.  Sinyal  yang  ditampilkan  oleh grafik  waveform  pun  juga  menunjukkan bahwa  peak  sudah  melebihi  batas  alert bahkan  mencapai  sinyal  fault.  Nilai  RMS juga hanya mencapai nilai 1,06 G-s.
Grafik  5 terlihat  terdapat  simpang  order pada  harmonic  spectrum  pada  band  1000 Hz,  sehingga  pada  sisi  peakvue  ini mendukung  bahwa  terjadi  kerusakan  pada sisi bearing dengan  nilai  overall  3,491  G-s yang  melebihi  batas  normal  vibrasi bearing 6224/C3 pada sisi inboard. Namun kerusakan bearing dengan  overall  tersebut tidak  dapat  terdeteksi  oleh  sisi  horizontal dan  vertikal.  Pada  sinyal  waveform  juga menunjukkan  bahwa  pada  band  2000  Hz,
nilai RMS juga melebihi batas normal  yaitu 4,39  G-s.  Gelombang  pada  waveform  juga menunjukkan  bahwa  order  telah  melebihi alert  signal yang  jika  diartikann  bahwa bearing tersebut dalam keadaan rusak.
Grafik  6 adalah  grafik  pada  sisi  inboard vertikal,  yang  menunjukkan  bahwa  terdapat order  yang  tidak  harmonik  pada  frekuensi tinggi.  Gelombang  amplitudo  juga  tidak menunjukkan  adanya  harmonic  sehingga menyatakan bahwa adanya kerusakan meskipun  nilai  overall  pada  batas  aman, yang  artinya  kerusakan  tersebut  tidak terdeteksi secara nilai overall.
Setelah  dilakukan  kaji  analisa  terhadap kerusakan  bearing  ini  rusak  disebabkan karena  grease  atau  minyak  pelumas  bearing tidak  diberikan  sesuai  standar  pemberian grease  pada  bearing  6224/C3  condensate pump.  Selain  itu  pemberian  grease  juga tidak  sesuai  dengan  tipe  dan  seri  yang dianjurkan sesuai name plate pada condensate pump.
Pemberian  grease  yang  tidak  sesuai  standar disini dikarenakan kesengajaan ketika pemasangan untuk menghindari temperature tinggi  akibat  gesekan  yang  diberikan  antara minyak  pelumas  dengan  casing  bearing. Karena  pada  mulanya  pompa  tersebut pernah  diberikan  minyak  pelumas  sesuai standar,  namun  temperature  berangsur  naik selama  3  hari  setelah  pemasangan.  Hal inilah yang sengaja dihindari dan perbandingan  antara  pemberian  grease  yang sesuai  standar  dengan  pemberian  grease dibawah  standar  adalah  pada  umur  pakai bearing. Apabila pemberian minyak pelumas sesuai  standar  tentu  saja  umur  bearing  akan sesuai  dengan  umur  pakai  yang  telah  di
prediksi  oleh  pabrik,  akan  tetapi  akan  ada peningkatan  temperature  selama  beberapa hari  yang  tentunya  akan  mengganggu kinerja  kopling,  alignment,  gear  box  dan vibrasi  pompa  itu  sendiri.  Namun  apabila pemasangan bearing dengan grease dibawah standar maka umur pakai bearing itu sendiri akan  dibawah  prediksi  umur  pakai  bearing sesuai  pabrik,  gesekan  yang  timbul  akan kecil  dan  temperature  condensate  pump akan tetap stabil sehingga tidak mengganggu komponen lain pada equipment itu sendiri.
Minyak  pelumas  condensate  pump  yang tidak  sesuai  dengan  name  plate  pompa dikarenakan  tipe  minyak  yang  sesuai  dan dianjurkan  untuk  melumasi  pompa  tersebut adalah Mobilux EP2, akan tetapi  pemberian grease  adalah  alvania  EP2  yang  memiliki nilai  viskositas  yang  lebih  kecil  yaitu  100 dibandingkan  dengan  viskositas  Mobilux EP2  yaitu  160.  Karena  dianggap  tidak berbeda jauh dari Mobilux EP2  yang sesuai name plate condensate pump maka dipakailah
Alvania EP2.
Meskipun spesifikasi  antara  kedua  minyak  pelumas pompa  tersebut  tidak  jauh  berbeda,  namun faktor inilah yang termasuk dalam penyebab unbalance  dan  anti-friction  bearing  pada bearing.  Dari  spesifikasi  Condensate  Pump, Mobilux  EP2  telah  disebutkan  bahwa kesesuaian grease dengan name plate pompa adalah  standar  yang  telah  ditetapkan  pada Condensate Pump tersebut.
Dalam  teori  yang  saya  temukan  buku Reliability Solution : Analisa Vibrasi Mesin, menyatakan  bahwa  pada  analisis  spectrum menyatakan  bahwa  suatu  mesin  mengalami kerusakan  unbalance  ketika  amplitudo  yang tinggi  pada  1xRPM.    Pada  standar  vibrasi
ISO 10816-1 menyatakan bahwa pada mesin tingkat  3  memiliki  kondisi  yang  baik  pada saat  mesin  tersebut  memiliki  nilai  vibrasi mencapai  1,80  mm/s.  mesin  tingkat  3 dinyatakan  dalam  keadaan  tidak  baik  ketika mesin tersebut memiliki nilai vibrasi sebesar 1,80 – 4,50 mm/s.
Fenomena  tersebut  terjadi  pada  penelitian ini,  dimana  bearing  pada  condensate  pump memiliki  nilai  overall  sebesar  3,491  G-s dengan  amplitudo  tidak  harmonic  sehingga bearing condensate pump tersebut dinyatakan dalam keadaan rusak. Kerusakan yang  terjadi  pada  bearing  tersebut  termasuk dalam  jenis  kerusakan  unbalance  karena memiliki  amplitudo  tinggi  pada  1xRPM sehingga  bearing  pada  condensate  pump tersebut perlu dilakukannya penggantian

## KESIMPULAN
Setelah dilakukan penelitian tentang kerusakan bearing pada condensate  pump, maka  dapat  diambil  kesimpulannya  sebagai berikut :
1. Karakteristik  kerusakan  pada bearing 6224/C3  adalah  kerusakan  unbalance dan  bearing  defect.  Kerusakan  ini terdeteksi  dikarenakan  muncul  sinyal amplitude  tinggi  pada  1XRPM  dan ketidak  harmonikan  pada  frekuensi tinggi.
2. Hasil  analisa  dari  kerusakan  tersebut adalah  munculnya  nilai  overall  tinggi pada sisi peakvue, yaitu 3,491 G-s. Nilai yang  sangat  tinggi  jika  dibandingkan dengan  nilai  vibrasi bearing normal yaitu 0,187 G-s.

## DAFTAR PUSTAKA
1. Agilent Technologies. The Fundamentals  of  Signature  Analysis .
Note: 243
2. Mackay,  Steve  (Ed.).  2004. Practical Machinery  of  Vibration  Analysis  and
Predictive Maintenance. Oxford: Elsevier.
3. Pratama, Tiara Vibrasindo. 2005.
Pemrosesan Sinyal. Jakarta: Tiara
Reliability Solution.