Dokumen tersebut memberikan ringkasan singkat tentang tiga topik utama yaitu: 1) gejala-gejala berbahaya pada operasi pompa seperti kavitasi, benturan air, tekanan berlebih, dan fluktuasi tekanan; 2) proses kavitasi dan bagaimana mencegahnya; 3) faktor-faktor yang mempengaruhi NPSHA dan NPSHR serta cara meningkatkan NPSHA dan menurunkan NPSHR.

1. Disampaikan pada: BIMBINGAN TEKNIK DUA HARI PUMPING PRACTICE FOR BUILDING & INDUSTRY SERVICES Jakarta, 1 – 2 Juli 2009 Grand Sahid Hotel Oleh: PUSAT TEKNOLOGI INDUSTRI MANUFAKTUR BADAN PENGKAJIAN DAN PENERAPAN TEKNOLOGI

2. WELCOME

4. PROSES KAVITASI Air pada kondisi biasa akan mendidih dan menguap pada tekanan 1 atm (14,7 PSIA) pada suhu 100 0 C (212ºF), apabila tekanan berkurang sampai cukup rendah, air pada suhu udara lingkungan yaitu sekitar 20 0 C – 33 0 C akan mendidih dan menguap. p enguapan akan menghasilkan gelembung gelembung uap.Tempat-tempat bertekanan rendah atau berkecepatan tinggi mudah terjadi kavitasi, terutama pada sisi isap pompa . Property Vp pada berbagai kondisi temperatur Fahrenheit Centigrade Vapor pressure lb/in2 A Vapor pressure (Bar) A 40 4.4 0.1217 0.00839 100 37.8 0.9492 0.06546 180 82.2 7.510 0.5179 212 100 14.696 1.0135 300 148.9 67.01 4.62

7. Gambar kerusakan Impeller karena Kavitasi Gambar bubble/vapor yang terbentuk pada impeller

13. Perumusan dari NPSH yang diperlukan (NPSHr) dapat ditulis :

15. TINGGI KENAIKAN INSTALASI = TINGGI KENAIKAN ISAP + TINGGI KENAIKAN TEKAN TINGGI KENAIKAN ISAP NPSHA > NPSHR Kecepatan dengan ketinggian (karena Permukaannya tidak berubah), maka energi total di titik A sebesar Energi fluida titik A terdiri: Tekanan dengan ketinggia n Titik S Energi berupa : Tekanan uap jenuh dengan ketinggian tekanan memperhitungkan kavitasi Tingi geodesi dengan ketinggian ZA; energi untuk mengatasi hambatan Hvs Kecepatan dengan ketinggian POMPA A S Z A Pa

16. Untuk menglirkan fluida ketitik S beserta hambatannya dibutuhkan energi sebesar NPSHA, sehingga energi total dititik S menjadi: Hukum kontinuitas Bernoulli didapat: Z A berharga positif bila letak yang dipompa diatas pompa NPSH yang diperlukan pompa, harganya ditentukan melalui pengamatan berdasarkan timbulnya gelembung – gelembung. Timbulnya gelembung – gelembung ini sangat dipengaruhi oleh beberapa factor antara lain: kecepatan fluida waktu memasuki impeller, bentuk ujung – ujung sudu jalan, tonjolan – tonjolan sudu dari rumah pompa, kehalusan permukaan sudu jalan, dan yang terutama adanya berubah – ubahnya pembebanan (Fritz Dietsel: 306)

25. Kasus 1 Tangki dan Pompa terletak pada level yang sama.Minyak didalam tangki dengan ketinggian tertentu. Dapat dilihat dengan jelas bahwa energi potensial ketinggian minyak didalam tangki akan mengalirkan ke dalam suction pompa. Energi ketinggian ditambah tekanan atmosfer akan memaksa minyak mengalir jika valve di suction pompa dibuka dan pompa mulai dioperasikan. Gabungan energi ini akan dikurangi oleh hilang tekan atau pressure drop sepanjang pipa suction karena efek adanya aliran, termasuk penurunan tekanan di nozzle tangki dan di flange antara pipa dengan pompa serta filter yang biasanya dipasang di suction pompa. Faktor lain yang Mengurangi gabungan energi penggerak adalah tekanan uap dari minyak. Hasil akhir dari pengurangan tersebut dikenal sebagai NPSH. NPSH atau Net pressure suction head adalah head yang tersedia di mata impeller yang nilainya harus lebih besar dari NPSH minimum yang dibutuhkan oleh pompa pada suatu laju alir tertentu . Keterangan ini dapat dijabarkan dalam persamaan matematika sederhana pada daerah antara tangki dengan suction pompa, yaitu: (P atm) + (Beda tinggi level minyak di tangki terhadap centerline pompa) – {hilang tekan atau pressure drop sepanjang pipa suction (termasuk di fiting-nya)} – (tekanan uap minyak bumi).

26. NPSH available harus lebih besar dari NPSH yang dibutuhkan pompa (NPSH required) dikarenakan NPSH required akan naik seiring dengan naiknya laju alir fluida yang dipompakan, serta untuk mengkompensasi uncertainty pressure drop di pipa suction beserta fitingnya. Hal tersebut, dapat menjadi kritis, terutama ketika pertama kali pompa dioperasikan dengan valve di keluaran pompa dibuka penuh.

28. Kasus 2 Pada kasus ini, suction pompa ada di bawah pompa. Apakah persamaan NPSH available masih berlaku? Tentu saja, hanya harga energi potensial ketinggian menjadi negatif sehingga menjadi faktor pengurang. Satu-satunya yang berangka positif adalah tekanan atmosfer. Persamaan sebelumnya dituliskan kembali untuk model pemompaan suction lift ini: (P atm) – (beda tinggi level minyak di tangki terhadap centerline pompa) – {hilang tekan atau pressure drop sepanjang pipa suction (termasuk di fiting-nya)} – (tekanan uap minyak bumi). Sebagai akibat perubahan persamaan di atas, maka harga NPSH available akan turun. Para pembuat pompa sudah mengantisipasi hal demikian, yaitu dengan merancang pompa yang mempunyai harga NPSH required relative lebih kecil terhadap pompa pada kasus 1. Lebih jauh, sekarang sudah banyak Sekali pompa yang diletakkan di dalam sump caisson-nya sehingga dapat mengeliminasi NPSH required lebih kecil. Contoh pompa seperti ini adalah submersible pump yang banyak digunakan untuk teknologi pengangkatan minyak di dalam sumur yang tekanan reservoir-nya sudah lemah ataupun untuk firewater pump di anjungan lepas pantai

29. Benturan Air (Water Hammer) Benturan air terjadi karena pada aliran terjadi kenaikan dan penurunan tekanan secara tiba-tiba. Benturan air dapat terjadi karena dua sebab yaitu 1. Penutupan katup secara tiba-tiba 2. Pompa mendadak berhenti bekerja Pencegahan benturan air Proses terjadinya benturan air yaitu karena head pompa tidak dapat mengatasi head sistem sehingga terjadi tekanan negatif pada sisi keluar pompa, kondisi ini menyebabkan aliran balik dari sisi keluar pompa menuju pompa. Selanjutnya terjadi kenaikan tekanan yang drastis yang menuju impeler pompa. Maka dari kondisi tersebut, untuk melakukan pencegahan benturan air, tekanan negatif dan lonjakan tekanan harus dicegah.

30. Gejala Surjing Gejala surjing sering terjadi pada operasi pompa, laju aliran berubah-ubah secara periodik dan pada aliran terjadi fluktuasi tekanan. Gejala ini timbul karena pompa beroperasi dengan head yang semakin menurun dan head sistem yang naik. Atau, head pompa tidak mampu mengatasi head dari sistem secara normal. Untuk mecegah surjing harus dipilih pompa dengan head yang cukup tinggi, sehingga pada waktu pompa head nya menurun tidak sampai terjadi surjing. Tekanan Berubah-ubah Gejala tekanan yang berubah ubah atau berfluktuatif sepanjang aliran banyak terjadi pada pompa sentrifugal, khususnya pada pompa volut. Di dalam pompa ada daerah antara sisi luar impeler dan ujung dari volut (cut water), yang apabila setiap kali impeler berputar dan melewati daerah ini, tekanan zat cair akan berdenyut. Denyut yang terus-menerus akan dirasakan sebagai fluktuasi tekanan yang merambat pada zat cair di dalam pipa keluar. Apabila denyut tekanan zat cair beresonansi dengan kolom air menyebabkan getaran dan bunyi. Untuk mencegah dari fluktuasi tekanan antara pompa dan jalur pipa keluar, Pada jalur keluar pompa dipasang peredam bunyi yaitu kamar ekspansi. Kamar ekspansi akan memotong rambatan gelombang dari fluktuasi tekanan sehingga tidak sampai beresonansi dengan kolom air.

32. Thank you GOOD LUCK TO ALL