Analisis Karakteristik Kerusakan Intermittent Rub Berbasis Shaft Vibration dengan Variasi Lokasi Rub pada Single-Disk Rotor

THOMAS RAVANDA, Dr. I Made Miasa, S. T., M. Sc.

2024 | Skripsi | TEKNIK MESIN

Industri gas dan petrokimia mengolah minyak bumi dan gas alam menjadi produk yang berguna. Industri ini memiliki serangkaian proses yang melibatkan rotating equipment yang menjadi salah satu item kritis dalam menjaga keberlangsungan industri. Salah satu permasalahan pada rotating equipment adalah rubbing, salah satunya intermittent rub. Predictive maintenance menggunakan data vibrasi diperlukan untuk mengetahui gejala kerusakan yang terjadi pada peralatan, sehingga dapat melakukan penanganan lebih cepat. Oleh karena itu, penelitian ini melakukan analisis karakteristik antara rotor yang mengalami rubbing dengan rotor yang tidak mengalami rubbing dan antara berbagai kemungkinan lokasi rubbing pada sistem rotor menggunakan data vibrasi. 

Pengujian rubbing pada penelitian ini menggunakan rotor kit RK4. Pendekatan rubbing dilakukan menggunakan sistem rotor single-disk yang dikenai screw sebagai stator yang berperan dalam fenomena rub. Jarak screw yang digunakan 0,4 mm dengan material kuningan. Pengujian rubbing dilakukan dengan variasi tanpa rub, rub dekat bearing inboard, rub dekat rotor mass inboard, rub dekat rotor mass outboard, dan rub dekat bearing outboard. Sensor proximity digunakan pada penelitian ini, yaitu INB A, INB B, OTB A, dan OTB B. Data vibrasi diakuisisi dengan menggunakan ADRE 208 Data Acquisition Interface Unit dan diolah pada software ADRE 208. 

Hasil pada penelitian ini didapatkan pada Bode plot bahwa karakteristik sistem rotor tanpa rub memiliki nilai critical speed yang mendekati design dengan error 1,77%. Sedangkan sistem rotor dengan rub mengalami pergeseran sedikit nilai critical speed sejauh 3,5%. Pada saat rub, amplitudo vibrasi akan tertahan pada lokasi terjadinya rub, sedangkan sisi yang berlawanan akan teramplifikasi. Pada orbit plot terlihat bahwa bentuk orbit akan pipih pada lokasi yang mengalami rubbing dan circular pada sisi yang teramplifikasi. Pada SDI plot juga terlihat bahwa ketika rub, vibrasi akan cenderung acak karena mengalami bouncing akibat impact oleh rub. Hasil pada penelitian ini, dapat digunakan sebagai referensi dalam melakukan predictive maintenance pada rotating equipment dengan sensor proximity.

The gas and petrochemical industry processes crude oil and natural gas into useful products. This industry involves a series of processes, with rotating equipment being one of the critical components for maintaining operational continuity. One of the issues with rotating equipment is rubbing, specifically intermittent rub. Predictive maintenance using vibration data is crucial for identifying equipment malfunctions, enabling faster corrective actions. Therefore, this study analyses the characteristics of rotors experiencing rubbing versus non-rubbing rotors and examines the effects of rubbing at various possible locations on the rotor system using vibration data. 

The rubbing tests in this study were conducted using an RK4 rotor kit. Rubbing was introduced through a single-disk rotor system, with a screw acting as the stator to simulate the rub phenomenon. The screw gap was set at 0.4 mm using brass material. Rubbing tests were carried out with variations: no rub, rub near the inboard bearing, rub near the inboard rotor mass, rub near the outboard rotor mass, and rub near the outboard bearing. Proximity sensors were used, specifically INB A, INB B, OTB A, and OTB B. Vibration data was acquired using the ADRE 208 Data Acquisition Interface Unit and processed using the ADRE 208 software. 

The results showed that the rotor system without rubbing had a critical speed close to the design value, with an error of 1.77%. In contrast, the rotor system with rubbing experienced a slight shift in critical speed by 3.5%. During rubbing, the vibration amplitude was suppressed at the rubbing location, while the opposite side experienced amplification. The orbit plot indicated that the orbit shape was flattened at the rubbing location and circular at the amplified side. The SDI plot also showed that during rubbing, the vibration tended to be random due to bouncing caused by the rubbing impact. These findings can serve as a reference for predictive maintenance on rotating equipment using proximity sensors.

Kata Kunci : Bode Plot, Intermittent Rub, Orbit Plot, Predictive Maintenance, Sensor Proximity