Abstrak — Amonia Feed Pump GA101A merupakan pompa jenis centrifugal multistage dan merupakan salah satu critical equipment pada pabrik urea PT. Petrokimia Gresik. Kegagalan yang terjadi pada pompa GA101A adalah patahnya poros. Patah poros pompa dianalisa  dengan  melalui  beberapa  tahapan,  yaitu  pengamatan makroskopis, melakukan pemodelan CAD, kemudian melakukan analisa Finite Element . Analisa thermal expansion yang dilakukan yakni dengan membandingkan material ring sebelum dan sesudah modifikasi serta mengetahui thermal expansion yang terjadi pada poros.  Dari  analisa  didapatkan  mekanisme  yang  menyebabkan poros  pompa  GA101A  patah,  yaitu  vibrasi  tinggi  pada  pompa yang  menyebabkan  gesekan  dan  kenaikan  temperatur  melebihi temperatur kerja pompa. Temperatur akibat gesekan menyebabkan ekspansi material kedua komponen, sehingga  ring mengunci  poros  hingga  akhirnya  patah.  Langkah  preventif  dari hasil  analisa  adalah  memperbesar clearance poros-ring  sebesar 0.40mm tanpa mengganti jenis material, yakni Stainless Steel 304, sedangkan  jika  dengan  material Stainless  Steel 410  clearance minimal yang dibutuhkan adalah sebesar 0.35mm.
Kata  Kunci — Centrifugal  Multistage  Pump,  Finite  Element Analysis, Thermal expansion

## I. PENDAHULUAN
ETROKIMIA  Gresik  merupakan  salah  satu  perusahaan pupuk terbesar di Indonesia yang berlokasi di Gresik, Jawa Timur.  Untuk  menunjang  produksi,  secara  keseluruhan  PT. Petrokimia Gresik terbagi menjadi tiga pabrik, yakni Pabrik 1 memproduksi  amoniak,  urea  dan  ZA,  Pabrik  2  memproduksi pupuk  fosfat  dan  phonska  serta  Pabrik  3  yang  memproduksi kalium  sulfat, asam sulfat dan asam  fosfat. Pabrik 1 memiliki peran  penting  secara  keseluruhan,  karena  beberapa  hasil produksinya  merupakan  bahan  baku  untuk  proses  di  pabrik  2 dan 3.
Produksi  urea  di  Pabrik  1  memiliki  kapasitas  sebesar  1400 tons per hari atau lebih tepatnya 460.000 tons dalam setahun. Dalam  proses  produksinya,  perusahaan  sering  menghadapi berbagai  permasalahan  teknis  terkait  dengan  perawatan peralatan,  baik static  maupun rotating  equipment . Perusahaan telah  menerapkan  metode  perawatan  preventif  dan  prediktif yakni terlihat dengan adanya jadwal perawatan ringan dan berat serta  pengecekan  vibrasi  secara  berkala  yang  dilakukan  oleh Departemen  Pemeliharaan  dan  Inspeksi  Teknik.  Namun¬ metode perawatan yang ada dinilai masih belum optimal karena kegagalan  yang  terjadi  pada  peralatan  tidak  pernah  dilakukan studi  lebih  lanjut  untuk  diketahui  akar  penyebab  kerusakan, sehingga kerusakan yang sama tidak dapat diantisipasi.
Amonia Feed Pump GA 101A merupakan salah satu critical equipment ,  yakni  apabila  pompa  tersebut  mengalami breakdown , maka produksi tidak dapat terjadi. Pompa GA101A sendiri  merupakan pompa  jenis centrifugal  multistage . Sesuai dengan teori, pompa multistage memiliki head yang tinggi yang dibutuhkan pada proses feeding amonia ke reaktor, dimana pada sisi suction pompa GA101A ini terhubung langsung dengan sisi discharge Amonia Boost Pump GA103.
Kegagalan  yang  terjadi  pada  pompa  GA101A  adalah patahnya poros ( shaft fracture ) pada tanggal 29 Februari 2016, pada  hari  pertama  pompa  beroperasi  setelah Turn  Arround (TA).  Indikasi  awal  adalah  terjadinya  kenaikan trend vibrasi pada bagian bea ring outboard sejak bulan November 2015, dan atas  saran  dari  Departemen  Inspeksi  Teknik  dilakukan  re- allignment dan  menyesuaikan  putaran  operasionalnya, sehingga  mampu  bertahan  hingga  proses TA.  Saat  proses TA selesai,  pompa  GA101A  dioperasikan  untuk  proses feeding, namun pompa hanya mampu beroperasi selama 11 jam, yakni mulai  pukul  08.00  WIB  hingga  pukul  19.00  WIB  pompa dinyatakan  macet.  Pengamatan  awal  yang  dilakukan,  yakni secara visual dari hasil patahan, menunjukkan bahwa letak shaft fracture pada bagian balance sleeve yang  juga ter- assembling dengan stage  piece-balance  sleeve .  Kondisi stage  piece- balance sleeve terkikis  lebih dari separuh dan  lengket dengan balance sleeve.
Hipotesa yang dilakukan oleh mekanik di lapangan, pompa diduga kehilangan flow pada sisi suction karena hasil kerusakan pompa  menunjukkan  bahwa  bagian discharge mendorong  ke sisi kopling atau sisi suction akibat gaya yang tidak berimbang. Dugaan tersebut dinilai  masih  lemah karena  hipotesa tersebut belum  mengarah  pada  akar  permasalahan.  Dengan  mengacu pada  studi  lapangan  bahwa  patah  yang  terjadi  pada  poros pompa  GA101A  adalah  diduga  karena  patah  lelah (fatigue fracture). Patah lelah yang terjadi adalah akibat beban dinamis yang terjadi pada pompa, yakni torsion [3]. Akan tetapi, letak dari patahan berada pada outboard , dimana tidak berhubungan langsung dengan couple steam turbine , sehingga diperkirakan memiliki  faktor  lain.  Faktor  lain  yang  memungkinkan  adalah terjadinya thermal expansion material poros dan ring di sekitar patahan. Clearance yang  tidak  mencukupi  untuk  ruang  muai material  menyebabkan  ring  mengunci  poros  pada  saat beroperasi dan berakibat patah.

## Analisa Kegagalan Poros Pompa Centrifugal Multistage (GA101A) Sub Unit Sintesa Urea PT. Petrokimia Gresik
Angga Setiawan, dan Witantyo
Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 Indonesia
e-mail : witantyo@me.its.ac.id
P
Sebagai  tindakan  antisipasi  agar  kegagalan  yang  sama  tidak terulang,  maka  perlu  dilakukan  tindakan proactive ,  yakni dengan melakukan analisa kegagalan (failure analysis). Untuk mengetahui  secara  detil  proses  terjadinya  patahan  pada  poros pompa  GA101A  maka  dilakukan  pendekatan  model  dan simulasi  sistem.  Pemodelan  dilakukan  dengan  mengacu  pada kondisi  nyata  di  lapangan,  yakni  menyesuaikan  ukuran spesimen  dan  parameter  lainnya  agar  didapatkan  model  yang mendekati.  Hasil  dari  simulasi  didapatkan  visualisasi bagaimana  mekanisme  terjadinya shaft  fracture serta  faktor- faktor penyebabnya.

## II. TINJAUAN PUSTAKA

## A. Pembebanan pada Poros
Beban yang diterima oleh poros antara lain adalah torsi, berat komponen  dan  gaya  hidrolik  radial  maupun  aksial.  Dalam merancang suatu poros, defleksi maksimal yang diperbolehkan, lama  pakai  dan  letak  pembebanan  harus  diperhatikan,  begitu pula dengan kecepatan kritisnya.
Poros  biasanya  diproporsikan  untuk  mengatasi  tegangan yang  timbul  pada  saat  pompa  dijalankan  dengan  cepat.  Jika pompa  digunakan  untuk  cairan  yang  panas,  poros  dirancang untuk  mengatasi  tegangan  yang  muncul  ketika  pompa  mulai dingin tanpa adanya pemancingan terlebih dahulu.

## Gambar 2. Konsentrasi Tegangan pada Poros [4]
Gambar  2  menunjukkan  letak  konsentrasi  tegangan  pada poros dimana patah lelah mungkin bermula. Area paling umum menjadi awal patahan adalah konsentrasi tegangan yang terjadi pada  radius  terkecil  pada keyway dan  sudut-sudut  yang  tajam pada  area  penampang  yang  melintang  pada  poros.  Letak konsentrasi  tegangan  ini  harus  dihindari  ketika  mendesain poros.
Baja (kecuali  baja tahan karat) memiliki  batas kelelahan di mana  tegangan  di  bawah  perambatan  patah  lelah  tidak  akan terjadi tanpa adanya gaya  yang  berulang  [1]. Oleh karena  itu, adanya konsentrasi tegangan menurunkan batas tegangan yang
diperbolehkan pada poros di titik itu, dan membuatnya semakin rentan  terhadap  kelelahan.  Sementara  itu  baja  tahan  karat memiliki  batas  ketahanan,  misalnya  material  tersebut  mampu menahan  gaya  berulang  secara  terbatas  sebelum  mengalami kegagalan dikarenakan kelelahan.

## B. Failure Analysis
Analisis  kegagalan (Failure  Analysis) adalah  langkah- langkah  pemeriksaan  kegagalan  atau  kerusakan  pada  suatu komponen  yang  mencakup situasi dan kondisi kegagalan atau kerusakan  tersebut,  sehingga  dapat  ditentukan  penyebab  dari kegagalan/kerusakan yang terjadi pada komponen tersebut [2]. Analisis kegagalan mempunyai tujuan sebagai berikut:
1. Menemukan penyebab utama kegagalan
2. Menghindari  kegagalan/kerusakan  yang  sama  dimasa yang  akan  datang  dengan  melakukan  langkah-langkah penanggulangan
3. Sebagai  bahan  pengaduan  teknis  terhadap  pembuat komponen
4. Sebagai langkah awal untuk perbaikan kualitas komponen tersebut
5. Sebagai penentuan kapan waktu perawatan ( maintenance ) dilakukan.

## C. Identifikasi Jenis Kegagalan
Kegagalan dapat didefinisikan sebagai kerusakan yang tidak wajar atau rusak sebelum waktunya. Adapun penyebab utama kegagalan dapat dikelompokkan sebagai berikut:
1. Kesalahan dalam disain
2. Kesalahan dalam pemilihan material
3. Kesalahan dalam proses pengerjaan
4. Kesalahan dalam pemasangan/perakitan
5. Kesalahan operasional
6. Kesalahan perawatan ( maintenance )
Secara umum komponen dapat dikatakan gagal apabila masuk dalam kriteria sebagai berikut:
1. Komponen  tidak  dapat  beroperasi  atau  tidak  dapat digunakan sama sekali
2. Komponen dapat digunakan tetapi umur pakainya terbatas (tidak sesuai dengan umur pakai yang dikehendaki)
Komponen  mengalami  kelainan  dan  dapat  membahayakan bila digunakan.

## III. METODE PENELITIAN

## A. Alur Penelitian
Alur  penelitian  bertujuan  untuk  membuat  peneltian  lebih terstruktur  dan  sistematis.  Dalam  sub  bab  ini  akan  dibahas bagaimana urutan langkah penelitian serta metode-metode yng dipergunakan selama penelitian. Diawali dari tahap investigasi lapangan  hingga  didapatkan  sebuah  hasil  yaitu  rekomendasi yang tepat untuk mengantisipasi kerusakan yang sama di masa yang  akan  datang.  Untuk  lebih  jelasnya  dapat  dilihat  pada penjelasan di bawah ini.
1. Studi Lapangan dan Identifikasi Permasalahan Pada tahap  studi  lapangan,  dilakukan  pengamatan terhadap beberapa  peralatan  pabrik  yang  sedang  dalam  kondisi breakdown ,  ataupun  merupakan  komponen  kritis  dari  pabrik. Tersedia  beberapa  pilihan  peralatan  yang  sedang breakdown, namun  pompa  GA101A  memiliki  permasalahan  yang  lebih
Gambar. 1.  Patahan Poros dari kedua sisi
kompleks  akibat  kegagalan  poros  ( shaft  fracture )  dan merupakan  salah  satu  komponen  kritis  yang  ada  di  pabrik. Tahap  ini  meliputi  mempelajari  secara  detail  desain  pompa, fungsi  dan  sistematika  kerja  pompa,  spesifikasi  pompa,  serta pengamatan visual dari kerusakan pompa yang ada yakni pada patahnya poros.
2. Pengumpulan Historical Data Pompa GA101A Historical data dikumpulkan,  mulai dari data vibrasi, work order yang dilakukan oleh pihak  mekanik, spesifikasi pompa, spesifikasi bahan komponen poros. Dari historical data, dapat dilihat  kerusakan  apa  saja  yang  pernah  terjadi  pada  pompa selama operasinya.
3. Studi Literatur
Studi  Literatur  merupakan  tahap  mempelajari  referensi- referensi  yang  ada,  baik handbook maupun  jurnal.  Studi literatur berguna untuk mendukung penulis melakukan analisa kerusakan  yang  terjadi  serta  mengetahui  penelitian-penelitian terdahulu yang telah dilakukan oleh peneliti lain.
4. Melakukan Pengamatan Makroskopis
Pengamatan  secara  makroskopis  berguna  untuk  melihat bentuk  dan  pola  patahan  yang  terjadi  pada  poros  pompa. Pengamatan  ini dilakukan dengan  melakukan  fotografi  secara close up pada penampang patahan.
5. Analisa thermal expansion ring dan poros
Tahap  ini  berguna  untuk  mengetahui  bagaimana thermal expansion memiliki  pengaruh  besar  dalam  proses  patahnya poros  pompa  GA101A.  Selain  itu  dengan  analisa  ini  dapat membandingkan material dan clearance ring hasil modifikasi, apakah memiliki pengaruh besar dalam patah poros.
6. Alternatif Penyelesaian
Analisa dengan menggunakan Finite Element dilakukan agar dapat  diketahui  alternatif  penyelesaian  yang  ada.  Alternatif penyelesaian  yang  dapat  dicapai  adalah  perubahan  desain, melakukan penyesuaian beban operasi, deteksi dini kegagalan serta penggantian jenis material.
7. Kesimpulan dan Saran
Tahap  akhir  dari  penelitian  ini  didapatkan  sebuah kesimpulan akan penyebab kerusakan  yang terjadi. Selain  itu, setelah ditemukan penyebab kerusakan yang pasti, maka akan didapatkan sebuah rekomendasi kepada perusahaan khususnya PT.  Petrokimia  Gresik  untuk  menghindari  kerusakan  dengan modus yang sama di masa yang akan datang.

## B. Finite Element Analysis
Dalam  menganalisa  menggunakan finite  element ,  terdapat beberapa langkah-langkah yang dilakukan, yaitu:
1. Desain geometri 3D
Pembuatan desain geometri tiga dimensi dari komponen poros dengan  mengacu  pada  dimensi  aktual  karena  dari  pihak manufactu ring tidak memberikan dimensi orisinil.
2. Import CAD ke Finite Element Software
Setelah  desain  tiga  dimensi  CAD  selesai,  maka  tahap selanjutnya  adalah  mengimpor  geometri  ke Finite  Element Software untuk dilakukan analisa lebih lanjut.
3. Enginee ring Data
Enginee ring data yang dimasukkan dalam software adalah data yang  termuat  dalam mechanical  properties  Stainless  Steel 410H serta 304.
4. Meshing
Pada proses meshing ini ada beberapa metode pilihan yang bisa dipergunakan,  salah  satu  metode  yang  akan  dipergunakan dalam penelitian ini adalah Hex Dominant. 5. Fixed Support dan Thermal Condition
Pada tahap ini ditentukan posisi titik-titik pusat tegangan statis serta aplikasi thermal condition yang diberikan pada komponen ring dan poros.
6. Coordinate System
Pada  langkah  ini  ditentukan  koordinat  system  baru,  karena untuk  mengetahui  ekspansi  material  secara  radial,  sehingga dipilih tipe cylindrical dengan axis X ke arah radial. 7. Solution
Tahap  ini  merupakan  proses  analisa  untuk  memperoleh  hasil. Solution dilakukan  jika  pemodelan  dan  variable  telah ditentukan

## IV. ANALISA DAN PEMBAHASAN

## A. Analisa Patahan
Kerusakan  yang  terjadi  pada  pompa  sentrifugal multistage GA101A  adalah  patahnya  poros  pompa  yang  terjadi  setelah proses turn  arround (TA)  Januari-Februari  2016.  Informasi ukuran  geometri  dari  poros  sendiri  tidak  diberikan  oleh manufacturer ,  sehingga  dilakukan  pengukuran  aktual  pada poros yang ada. Bentuk poros dan posisi patahan yang terjadi dapat dilihat pada gambar 3, sedangkan foto patahan pada poros dapat dilihat pada gambar 4.
Gambar 3. Lokasi Patahan Poros
Gambar 4. Penampang Patahan Poros kedua sisi
Dari  gambar  3  terlihat  bahwa  posisi  patahan  poros  tidak berdekatan dengan couple steam turbine , sehingga dugaan akan patahan terjadi karena besarnya pengaruh torsi menjadi sangat lemah. Hipotesa selanjutnya mengacu pada terjadinya thermal expansion yang terjadi antara shaft dan ring yang berada dalam barrel cover . Hipotesa ini dipicu adanya informasi bahwa ring yang  digunakan  merupakan  ring  baru  yang  diganti  pada  saat proses Turn Arround (TA).
Mengacu pada gambar 6, spektrum warna yang terdapat pada patahan  poros  gambar  5  menunjukkan  adanya  pengaruh temperatur antara 1500-2700 o K atau 1227-2427 o C, yang sangat jauh  dari  temperatur operasi  pompa  itu  sendiri,  yakni  sebesar 40-60 o C. Temperatur tinggi ini disebabkan oleh  gesekan yang
terjadi  antara  komponen  ring  dan  poros  yang  menimbulkan panas  berlebih.  Hasil  simulasi thermal dapat  dilihat  pada  sub bab selanjutnya.
Gambar 5. Spektrum Warna pada Poros
Gambar 6. Kelvin Temperature Chart [5] Gambar 7. Potongan Joint Shaft, Ring dan Barrel Cover
Gambar 8. Ring sebelum (kiri) dan sesudah (kanan) modifikasi
Dalam  histori  perawatan,  terjadi  modifikasi  geometri  ring dan poros akibat terjadi unbalance yang menyebabkan keausan pada  ring.  Modifikasi  yang  dilakukan  pada  ring berupa penambahan  labirin  pada inner  diameter dan  penggantian material  dari stainless  steel 410  menjadi  304  dikarenakan ketersediaan material yang ada. C learance poros dan ring pada desain  awal  sebesar  0.165  mm,  akan  tetapi  setahun  sebelum patahnya  poros, clearance hasil  pengukuran  aktual  poros  dan ring adalah sebesar 2.12 mm. Pada kegiatan turn around 2016
dilakukan  pengurangan clearance hingga  mendekati  desain, yakni  dari  2.12  mm  menjadi  0.30  mm  dengan  melakukan pengurangan diameter poros dari 80 mm hingga menjadi 75,83 mm, sedangkan ring pada gambar 8 dari inner diameter 82.12 mm  menjadi  76.13  mm.  Langkah  ini  dilakukan  karena  poros yang  bersinggungan  dengan  ring  terjadi  aus  di  beberapa  sisi, sehingga  dilakukan  pengurangan  diameter  poros  untuk meratakan diameter.

## B. Spesifikasi Material
Tabel 1. Physical and Mechanical Properties SS 410H Density 7740 kg/m3 Coefficient of Thermal expansion 0-649 o C    =  11.6  x  10 -6 /
o C
Zero Thermal Strain Reference Temperature 22 o C Young Modulus 1.93 x 10 11 Pa Poisson Ratio 0.31 Bulk Modulus 1.693 x 10 11 Pa Shear Modulus 7.3664 x 10 10 Pa Tensile strength 620 MPa Compressive Yield Strength 620 MPa Tensile Ultimate Strength 830 MPa Tabel 2. Physical and Mechanical Properties SS 304 Density 8030 kg/m3 Coefficient of Thermal expansion 0-315 o C    =  17.3  x  10 -6 / o C
Zero Thermal Strain Reference Temperature
22 o C Young Modulus 1.93 x 10 11 Pa Poisson Ratio 0.29 Bulk Modulus 1.5317 x 10 11 Pa Shear Modulus 7.4806 x 10 10 Pa Tensile strength 215 MPa Compressive Yield Strength 215 MPa Tensile Ultimate Strength 505 MPa C. Finite Element Analysis 1. Thermal Load pada Poros
Analisis thermal pada poros dilakukan dengan memberikan beban thermal secara menyeluruh pada bodi. Kemudian untuk pengambilan  data,  dilakukan  dengan  mengambil  ekspansi maksimal pada titik joint poros dan ring. Simulasi thermal pada poros  dapat  dilihat  pada  gambar  9  hingga  11  dan  hasil  data ekspansi dapat dilihat pada tabel 4.
2. Thermal Load pada Ring Simulasi Thermal  load pada  ring  dilakukan  pada  dua  jenis material  yang  berbeda  namun  dengan  geometri  yang  sama. Keadaan  ini  mengacu  pada  keadaan  sebelum  dan  sesudah modifikasi  ring, untuk mengetahui  bagaimana efek perbedaan material  terhadap thermal  expansion .  Simulasi Thermal  Load pada  masing-masing  material  dapat  dilihat  pada  gambar  12 hingga 15 dan data hasil analisa disajikan pada tabel 3.
Gambar 9. Directional Deformation pada Poros
Gambar 10. Detail Ekspansi Thermal pada Joint ring dengan Temperatur akhir 100 o C
Gambar 11. Detail Ekspansi Thermal pada Joint ring dengan Temperatur Akhir 200 o C
Gambar 12. Ekspansi Thermal Inner ring SS 304 Pada Temperatur Akhir 100 o C
Gambar 13. Ekspansi Thermal Inner ring SS 304 Pada Temperatur Akhir 200 o C
Gambar  14.  Ekspansi Thermal  Inner  ring SS  410  Pada  Temperature  Akhir
100 o C
Gambar 15 Ekspansi Thermal Inner ring SS 410  Pada Temperatur Akhir 200 o C
Hasil  simulasi thermal pada  ring  dan  poros  akan  didapatkan seperti pada tabel dibawah ini.
Tabel 3. Perbandingan Thermal expansion material ring
Tempera- tur Ekspan- si Poros Ring Ekspan- si Ring Clea- rance Total Expan - sion
Sisa Clea - rance
100 o C 0.04372 mm 304 0.0382 mm 0.15 mm 0.081918 mm 0.068082 mm 410 0.0269 mm 0.15 mm 0.070618 mm 0.079382 mm 200 o C 0.10072 mm 304 0.08722 mm 0.15 mm 0.18794 mm -0.03794 mm 410 0.0614 mm 0.15 mm 0.16212 mm -0.01212 mm
Hasil analisa finite element , mekanisme patahan yang terjadi karena thermal  expansion pada  poros  dan  ring  yang  melebihi batas clearance yang ada. Initial thermal load disebabkan oleh temperature kerja pompa itu sendiri sebesar 40-60 o C dan pada kondisi tersebut masih tergolong aman. Namun, dengan adanya vibrasi  tinggi  pada  poros  pompa,  maka  gesekan  akan  selalu terjadi.  Gesekan  inilah  yang  akan  menaikkan  suhu  ring, sehingga melebihi temperatur kerja pompa. Saat suhu mencapai sekitar  200 o C,  gesekan  akan  semakin  besar  bahkan  menurut spektrum  warna  pada  poros,  suhu  mencapai  sekitar  1200 o C sebelum poros putus.
Vibrasi  yang  terjadi  pada  pompa  diperkirakan  diakibatkan oleh unbalance maupun misalignent . Unbalanc e  muncul  dari massa unbalance pada impeller pompa. Modal  analysis pada poros pompa menunjukkan tidak terjadi resonansi, pada putaran operasi. Pada gambar 4.20 terdapat sepuluh natural frequency poros.  Operasi  poros  sendiri  pada  putaran  6300  rpm  atau 105rps,  sehingga  apabila  dicocokkan  pada  frekuensi  natural poros, tidak  terjadi  resonansi  karena  frekuensi  eksternal  tidak ada yang mendekati frekuensi natural poros.
Gambar 16. Modal Analysis
Mengacu  pada  hasil  analisa finite  element ,  untuk menanggulangi thermal expansion material yang terjadi antara ring dan poros, maka rekomendasi yang dapat dilakukan adalah dengan  mengubah  besaran clearance antara  kedua  komponen tersebut. Clearance aman menurut hasil finite element analysis , dengan material ring Stainless Steel 304 dan temperatur 200 o C adalah  diatas  0.40  mm,  sehingga  penggantian  jenis  material tidak diperlukan. Namun, apabila digunakan material Stainless Steel 410, clearance  ring -poros  minimal  yang  dibutuhkan adalah  sebesar  0.35  mm.  Selain  itu,  apabila  terjadi  perbaikan pada  pompa  sehingga  harus  dilakukan  pembongkaran,  maka perlu  dilakukan balancing setelah impeller terpasang  pada poros,  karena  berpotensi  adanya  massa unbalance pada impeller yang dapat mengakibatkan munculnya vibrasi.

## V. KESIMPULAN
Dari hasil analisa dan pembahasan pada penelitian ini dapat disimpulkan bahwa:
1. Penggantian  jenis  material  ring,  dari stainless  steel 410 menjadi 304, menjadi salah satu faktor penyebab patahnya poros,  karena  jika  ditinjau  dari thermal  expansion material,  stainless  steel  304  memiliki thermal  expansion lebih tinggi daripada 410.
2. Vibrasi  yang  terdeteksi  pada  pompa  merupakan  akibat dari  massa unbalance pada sudu-sudu pompa (impeller), karena  setelah  dilakukan modal  analys is  pada  poros, antara  frekuensi  beban  yang  diberikan  dengan  frekuensi natural poros masih dalam kategori aman.
3. Vibrasi  yang  terdeteksi  pada  pompa  menyebabkan komponen  poros  dan  ring  saling  bergesekan,  sehingga temperatur  di  sekitar  komponen  tersebut  meningkat drastis.  Dari  hasil  pengamatan, terlihat  adanya  spektrum warna  disekitar  patahan,  yang  merupakan  indikasi terjadinya  temperature  berlebih.  Mengacu  pada Kelvin Temperature  chart ,  temperatur  pada  area  patahan  dapat mencapai kisaran 1200-2700 o K
4. Berdasarkan simulasi, solusi yang dapat dilakukan adalah memodifikasi clearance ring dan poros, dengan minimal besarannya  adalah  0.40  mm  dengan  material  304  yang ada, sedangkan apabila menggunakan material 410, maka minimal clearance  ring -poros  yang  dibutuhkan  adalah sebesar 0.35 mm .

## UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis  A.S.  mengucapkan  terima  kasih  kepada  Ir. Witantyo, M.Eng.Sc, Dr. Eng. Sutikno, ST, MT, Indra Sidharta, ST,  MSc  dan  Arif  Wahyudi,  ST,  MT,  PhD  yang  telah memberikan  bimbingan  selama  proses  pengerjaan  penelitian ini.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]  Akuan,  Abrianto.  2007. Diktat  Kuliah  Kelelahan  Logam . Jurusan  Teknik Metalurgi. Universitas Jenderal Achmad Yani Bandung. [2] ASM Handbook Committee. 2002, ASM Metals Handbook Vol. 11: Failure Analysis and Prevention . Ohio, USA: ASM International.
[3] ASM Handbook Committee. 2002, ASM Metals Handbook Vol. 19: Fatigue and Fracture . Ohio, USA: ASM International.
[4]  Berndt,  F.and  Bennekom,  A.  Van.,  2001. “Pump  Shaft  failures  – A Compendium of Case Studies” , Engineering Failure Analysis 8 (2001) 135- 144 [5] Kelvin Temperature Chart. www.commons.wikimedia.org/wiki/File:Kelvin_Temperature_Chart.svg
(diakses pada tanggal 27 Juli 2016)