ANALISA KEGAGALAN POROS DAN MECHANICAL SEAL POMPA SENTRIFUGAL

TITO RIZAL PRABOWO, Dr. Kusmono, S.T., M.T.

2013 | Skripsi | TEKNIK MESIN

Poros adalah salah satu rotary part pompa sentrifugal yang sering mengalami kerusakan sebagai dampak tingginya kecepatan putar pompa. Poros berfungsi untuk meneruskan momen puntir dari penggerak selama beroperasi. Kegagalan pada poros pompa dapat diakibatkan karena korosi, konsentrasi tegangan, atau pemilihan bahan yang tidak tepat. Sebuah perusahaan geothermal melaporkan bahwa poros original pompa sentrifugal patah setelah dipakai 19 hari pada lokasi pompa pond #9, poros non original patah setelah dipakai 16 hari pada lokasi pompa pond #27. Kegagalan terjadi jauh dari asumsi awal perancangan kedua poros pompa. Mechanical seal pompa tersebut juga mengalami kegagalan pada sealface berupa keausan pada dinding seal dan retak searah dengan sumbu poros. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui jenis material, penyebab, mekanisme kegagalan kedua poros dan mechanical seal pompa sentrifugal. Hasil dari penelitian ini diharapkan dapat memberikan rekomendasi untuk pencegahan kerusakan kedua poros dan mechanical seal. Penelitian dilakukan melalui pengujian di Laboratorium Bahan Teknik JTMI UGM. Analisa kegagalan kedua poros dilakukan dengan beberapa tahap, yaitu pengumpulan data historis, pengamatan visual, pengujian komposisi kima, pengamatan struktur mikro, pengujian mekanis, dan pengamatan fraktografi menggunakan Scanning Electron Microscopy (SEM). Analisa kegagalan pada sealface mechanical seal dilakukan dengan pengamatan visual menggunakan kamera digital dan studi pustaka tentang penyebab kegagalan sealface. Hasil pengujian menunjukkan bahwa poros original dan non original mengalami patah akibat beban torsi yang berulang (dynamic). Permukaan patah poros mengacu pada torsional fatigue fracture. Silika yang terkandung dalam fluida brine water mengalami perubahan fasa menjadi jenuh saat dipompa naik ke permukaan. Silika berubah menjadi slurry yang mengendap di impeller. Kegagalan poros diduga terjadi akibat poros menerima beban puntir terlalu besar saat memutar impeller yang disisipi endapan silika. Selain itu, kegagalan juga terjadi akibat kesalahan pemilihan bahan yang menggunakan baja tahan karat martensitik 410. Baja tahan karat martensitik relatif getas sehingga kurang cocok untuk dijadikan material poros pompa sentrifugal. Baja tahan karat austenitik dan baja tahan karat duplex dapat menjadi alternatif material poros pompa original dan non original. Keausan pada mechanical seal diduga juga diakibatkan oleh silika yang mengendap di antara pegas dan sealface. Sedangkan retak terjadi akibat konsentrasi tegangan pada dinding sealface. Perawatan rutin dapat mengurangi terjadi kegagalan mengingat 39% kegagalan pompa sentrifugal terjadi pada mechanical seal.

-

Kata Kunci : poros, mechanical seal, pompa sentrifugal, fatik