LANDASAN TEORI
1. PENDAHULUAN
Definisi Condition Monitoring adalah : proses memonitor kondisi dari sebuah mesin sehingga bisa diketahui kondisi dari mesin apakah dalam kondisi baik atau mulai ada gejala rusak. Dengan kata lain : Medical Check Up nya Mesin.
Condition Monitoring merupakan metode yang paling banyak dipakai untuk program pemeliharaan prediktif (predictive maintenance). Informasi yang diperoleh sangat akurat dan memadai untuk mengetahui kondisi mekanis mesin pada saat tertentu, bahkan data yang cukup dapat digunakan untuk memprediksi kondisi mesin pada waktu mendatang, melalui analisis trending (trending analysis). Proses pengolahan informasi juga cukup singkat sehingga data bisa diperoleh dengan cepat, demikian juga dengan penyajian laporan kondisi mesin yang mudah di pahami .
Salah satu prinsip dalam dunia maintenance adalah : “kerusakan terburuk adalah kerusakan yang kita tidak siap untuk menghadapinya”. Dengan melakukan Condition monitoring, diharapkan perusahaan/pemilik equipment dapat merencanakan tindakan lebih lanjut sehingga dapat menghindarkan terjadinya kerugian yang tidak perlu.
Mengapa harus menggunakan metode Conditiom Monitoring? Ada beberapa alasan kuat yang mendukungnya, antara lain:
1. Mesin semakin komplek dan dituntut kinerjanya dengan availabilitas yang tinggi;
2. Seringkali waktu yang tersedia untuk pemeliharaan dan perbaikan terlalu singkat;
3. Diperlukan kondisi siap pakai pada mesin dalam waktu panjang dan kontinyu;
4. Jadwal rencana pemeliharaan dan perbaikan memegang peran penting.
5. Membantu menghindari serta mencegah kehilangan waktu / kesempatan (unscheduled downtime) yang tidak terencana dalam situasi hidup dan mati.
Condition Monitoring System Diagram
Diagram diatas ini menunjukkan banyaknya sistem Condition Monitoring yang bisa di gunakan diantaranya :
● Bearing Condition
● Vibration Severity
● Shock Pulse Analysis/Spectrum
● Vibration Analysis - EVAM
● Oil Sample Analysis
● Thermal Imaging Analysis
● Ultra Sound
● Online Monitoring
● Online Portable Monitoring, dll
Mana yang paling efektif dari beberapa Teknik Condition Monitoring?
Teknik pemantauan kondisi terbaik hanya dapat ditentukan bila Anda tahu jawaban atas pertanyaan-pertanyaan berikut: Apakah mesin mesin? Di mana itu? Apa ini?. Anda kemudian link yang ke dalam anggaran yang tersedia dan risiko pemilik perusahaan yang ingin menggunakan /memilih untuk mengambil dan kemudian dapat teknik CM terbaik untuk aplikasi tersebut dipilih.
Semua teknik CM memiliki kelebihan dan kekurangan.. Dimana perusahaan telah memilih untuk melakukan monitoring getaran dan mengabaikan semua yang lain maka kemungkinan besar bahwa mereka telah gagal mencapai sangat banyak. Perusahaan yang mengambil dan cerdas pendekatan terpadu (menjawab point - point di atas sebelum memilih apa yang harus dilakukan) berdiri lebih banyak kesempatan untuk benar-benar mencapai sesuatu dengan CM.
2. TUJUAN CONDITION MONITORING
Monitoring kondisi mesin, umumnya memiliki beberapa tujuan, sebagai berikut:
(a) Peringatan perubahan atau penurunan kondisi untuk mencegah kegagalan dan kerusakan sekunder yang lebih mahal;
(b) Menyarankan tindakan atas kegagalan untuk mengurangi kerusakan sekunder, menjaga keselamatan personil, peralatan yang berdekatan, dan lingkungan;
(c) Meningkatkan kemampuan peralatan, mengurangi biaya pemeliharaan & operasi;
(d) Menyiapkan informasi untuk meyakinkan bahwa mesin beroperasi dalam batas tertentu.
(e) Memprediksi kerusakan & Mencegah Breakdown
(f) Menetapkan kelayakan setiap mesin berdasarkan standard tertentu;
(g) Menganalisa lebih dalam, antara lain dengan pengambilan data spectrum vibrasi, untuk menentukan sumber-sumber/penyebab vibrasi, jika terdapat mesin yang vibrasinya tinggi; dan menyarankan tindakan korektif yang spesifik.
3. CONDITION MONITORING YANG DI GUNAKAN
3.1 Bearing Conditon & Shock Pulse Analysis/Spectrum
Metode Pulse Shock, juga dikenal sebagai SPM, adalah teknik dipatenkan untuk menggunakan sinyal dari berputar bantalan/bearing rolling elemen sebagai dasar untuk efisien memantau kondisi(condition monitoring) mesin.. Dari inovasi metode pada tahun 1969 itu kini telah lebih lanjut dikembangkan dan diperluas dan sekarang menjadi filosofi diterima di seluruh dunia untuk memantau kondisi (condition monitoring) bantalan /bearing rolling elemen dan pemeliharaan mesin.
Metode LR / HR dikembangkan dari Metode Shock Pulse asli untuk diagnosis kondisi bantalan elemen bergulir.Hal ini memungkinkan akurat dalam analisis oil film tickhness di antarmuka rolling dan berisi model perhitungan untuk menemukan pelumas yang optimal, pelumasan yang buruk adalah akar penyebab kegagalan bantalan /bearing.
Contoh Bearing Conditon with LH/HR & Lubmaster
3.2 Menganalisis LR / HR ( Spectrum SPM )
Tujuan 'SPM Spectrum adalah untuk memverifikasi sumber bacaan shock pulse yang di baca pada frekuensi 32 kHz. Guncangan yang dihasilkan oleh bantalan yang rusak biasanya akan memiliki pola frekuensi . Maka dari itu Kejutan/Getaran dari yang lain misalnya gigi rusak, memiliki pola yang berbeda, sedangkan Kejutan/Getaran acak dari sumber gangguan yang lain di abaikan.
Mengapa Shock Pulse Method (SPM ®) mampu mengukur pada putaran kecepatan sangat rendah? Untuk menjelaskan hal yang pertama harus melihat teknik.. Ada dua jenis guncangan yang dihasilkan oleh sebuah bantalan/bearing. Untuk menganalisis mereka satu harus melihat elemen rolling bearing dan daerah ras kontak. Selama pengembangan metode shock pulse ,SPM menemukan bahwa amplitudo dari guncangan yang dihasilkan oleh bantalan adalah fungsi dari kecepatan (dan bukan momentum) dari elemen Rolling. Dengan pengujian yang berbeda bantalan berbagai ukuran di bawah berbagai kecepatan putaran, SPM telah mampu membuat sebuah fungsi yang menggambarkan hubungan antara kecepatan putaran dan ukuran bantalan dan tingkat shock yang dihasilkan oleh bantalan itu.
Hubungan ini dinyatakan sebagai nilai yang disebut nilai (dBi) awal. Nilai ini merupakan salah satu tingkat guncangan harapkan dari sebuah bantalan tertentu yang berputar pada kecepatan tertentu dalam kondisi ideal. Pengukuran diambil oleh instrumen yang mengukur tingkat shock pulse mutlak dan kemudian mengurangi nilai dBi (yang dihitung secara otomatis ketika memasuki kecepatan putaran dan diameter poros/bearing yang akan diukur),sehingga memberikan indikasi tentang bagaimana kondisi operasi bantalan/bearing berbeda dari bantalan yang sama, berputar pada kecepatan sama tetapi di bawah kondisi ideal.
Dengan pengujian lebih lanjut dari bantalan ukuran yang berbeda dengan berbagai tingkat kerusakan SPM telah mampu menentukan tingkat shock pulse diterima untuk semua bantalan di bawah berbagai kondisi operasi.
Contoh Shock Pulse Analysis/Spectrum
3.3. Vibration Severity & Vibration Analysis - EVAM
Pengukuran vibrasi sering dikaitkan dengan Condition monitoring (CM), yaitu pengamatan (pengukuran) getaran yang teratur untuk mengenali dan memperhatikan perubahan signifikan kondisi mesin. CM dapat dilaksanakan: (1) secara kontinyu dengan instrumentasi yang ter-install, dan (2) secara periodik dengan instrumentasi portable.
Sedangkan, analisis vibrasi (atau juga digunakan istilah ‘diagnosis’), lebih berfokus pada perubahan gejala spesifik untuk mencari dan menentukan penyebab, dan merekomendasikan tindakan korektif. Prinsip diagnostik terkait dengan CM untuk mengindikasikan perubahan yang lebih dini & reliabel.
Hal ini memungkinkan tindakan korektif (seperti alignment dengan teknologi laser, atau rotor balancing) bisa dilakukan sedini, spesifik, dan seakurat mungkin di lapangan, guna menghindari terjadinya kerusakan lebih parah pada mesin-mesin, misalnya motor elektrik, gearbox, pompa, kompresor, power-generator, dan lain-lain.
Vibration Severity
Ada dua ISO rekomendasi tentang pemantauan kondisi mesin dengan jenis pengukuran, banyak digunakan ISO 2372 dan ISO 10816 yang lebih terbaru.
Pengukuran dibuat dalam tiga arah (horizontal, vertikal, aksial).
Kondisi mesin umumnya didiagnosis berdasarkan pengukuran getaran nilai RMS. ISO 10816 membuat rentang frekuensi yang lebih rendah fleksibel antara Hz 2 dan 10, tergantung pada jenis mesin. Frekuensi atas adalah 1000 Hz.
ISO 10816 beroperasi dengan besarnya getaran panjang, yang, tergantung pada jenis mesin, bisa menjadi nilai RMS dari getaran, kecepatan percepatan atau perpindahan. Jika dua atau lebih dari parameter ini diukur, tingkat keparahan getaran adalah satu mengembalikan nilai tertinggi relatif RMS. Untuk mesin tertentu, ISO 10816 juga mengakui nilai-nilai puncak ke puncak sebagai syarat kriteria.
Standar ini terdiri dari beberapa bagian, masing-masing mengobati jenis tertentu mesin, dengan tabel nilai batas membedakan antara getaran yang dapat diterima (kisaran hijau), getaran yang tidak memuaskan (kisaran kuning), dan getaran yang akan menyebabkan kerusakan kecuali berkurang (kisaran merah).
Vibration Analysis - EVAM
EVAM singkatan Evaluation Vibration Analysis Method , metode ini menghasilkan tiga set data kondisi mesin:
● Kondisi parameter, yang diukur dan dihitung nilai-nilai yang menggambarkan berbagai aspek getaran mesin.
● Getaran Spektrum mana pola-pola garis yang signifikan ditemukan, disorot dan dievaluasi dengan bantuan gejala kesalahan preset.
● Mesin kode kondisi tertentu (hijau, kuning, merah) dan nilai-nilai kondisi, didasarkan pada evaluasi statistik dari parameter kondisi dan nilai-nilai gejala.
Untuk setiap titik pengukuran, pengguna dapat membuat seleksi individu dan menentukan jenis data yang paling cocok untuk pengawasan mesin individu.
Pembacaan random tinggi disebabkan oleh resonansi atau sumber lain gangguan akan disaring keluar, meminimalkan jumlah sinyal palsu.
Contoh Vibration Analysis - EVAM
Kondisi parameter
Kondisi parameter diukur untuk rentang frekuensi yang dipilih.Mereka dapat secara individual diaktifkan dan ditampilkan dalam tabel hasil pengukuran dan diagram. Yang tersedia adalah:
| Tersedia parameter kondisi | |
| VEL Vel | RMS nilai kecepatan getaran |
| ACC ACC | RMS nilai percepatan getaran |
| DISP DISP | RMS nilai displacement getaran |
| CREST CREST | Crest nilai, perbedaan antara puncak dan RMS |
| KURT KuRt | Kurtosis, jumlah transien dalam sinyal getaran |
| SKEW Miring | Skewness, asimetri sinyal getaran |
| NL1-4 NL1-4 | Tingkat kebisingan di empat perempat rentang frekuensi. |
Spectrum analysis with 'symptoms' /Analisis spektrum dengan 'simbol gejala'
Untuk pengenalan pola mudah dalam spektrum, EVAM memasok berbagai pola untuk spectrum. Ini adalah petunjuk untuk menyoroti pola garis spektrum dan menampilkan jumlah dari nilai garis 'RMS sebagai parameter gejala (yang dapat dievaluasi dan cenderung terus).
Kebanyakan gejala secara otomatis dikonfigurasi dengan menggunakan rpm sebagai variabel, untuk beberapa input diperlukan, misalnya jumlah baling-baling pada rotor. Cocok gejala dan kelompok gejala dipilih dari menu di Condmaster saat titik pengukuran di set up.
Mesin kode kondisi tertentu
Dalam Condmaster, batas alarm dapat diatur pada semua parameter yang aktif. Setelah hasil pengukuran dikumpulkan, 'kriteria' sebuah EVAM dapat diciptakan yang membandingkan nilai parameter baru dengan nilai rata-rata statistik dan menampilkan nilai kondisi berdimensi terhadap hijau - skala merah - kuning.
Tahap pengukuran
Fasa adalah waktu tunda dinyatakan dalam derajat rotasi. Kami menghitung waktu tunda antara bagian dari pulsa tachometer dan puncak dari komponen frekuensi bunga dari transduser getaran pada kecepatan rotasi .Nilai yang disajikan adalah sudut relatif, bukan mutlak, karena tidak ada kompensasi untuk lag fase dalam transducer
4. METODE PEMELIHARAAN
Desain, instalasi, dan pemilihan komponen mesin merupakan faktor penting dalam penghematan biaya dan peningkatan keselamatan. Sebelum mesin difungsikan, ada dua pertanyaan penting, yaitu: (1) sistem atau metode pemeliharaan apa yang sesuai, dan (2) monitoring apa yang paling sesuai untuk mesin tersebut. Tetapi, beberapa kasus tidak ada data statistik untuk menetapkan sistem pemeliharaan, misalnya kapan periode overhoul dilakukan. Data gangguan alat seringkali juga tidak terisi dengan lengkap dan breakdown banyak terjadi.
Beberapa metode pemeliharaan yang biasa digunakan adalah: Breakdown maintenance, Preventive maintenance, dan Predictive maintenance. Masing-masing metode tersebut memiliki kelebihan dan kekurangan. Breakdown Maintenance melakukan kegiatan pemeliharaan hanya pada saat terjadi gangguan pada mesin. Periodic Maintenance menggunakan inspeksi dengan interval waktu tertentu, sedangkan Predictive Maintenance melakukan monitoring berdasarkan kondisi mesin aktual .
.Gambar 1. Trending LR/HR dari Software CONDMASTER® yang mendukung Sistem Pemeliharaan Prediktif, melalui Monitoring Kondisi Bearing dengan LR/HR®
Gambar 2. Diagram Condition Statistics dari Software CONDMASTER® yang mendukung Sistem Pemeliharaan Prediktif, untuk melihat performa dari kondisi mesin
Pada gambar di atas, bisa diketahui kondisi suatu mesin melalui pengukuran kondisi bearing dari mesin secara teratur. Inspeksi secara periodik tetap diperlukan, dan kemudian dilakukan trending analysis untuk memprediksi kondisi mesin tersebut.
Dengan demikian, pemeliharaan yang dilakukan lebih dari sekedar reparasi ringan dan rutin. Pengukuran vibrasi bisa digunakan untuk: (1) menentukan kondisi mekanis mesin, (2) merencanakan jadwal pemeliharaan berikutnya, (3) memeriksa hasil overhaul atau repair, (4) menghentikan mesin untuk mencegah gangguan lebih serius, (5) lokalisasi gangguan, dan (6) legitimasi aspek keselamatan.
5. RUANG LINGKUP PEMELIHARAAN
Beberapa tipe mesin tercakup dalam program pemeliharaan prediktif dengan menggunakan analisis vibrasi, dan tindakan korektif alignment dengan laser terhadap mesin-mesin tersebut. Terdapat tiga kelompok utama, yaitu:
(1) Kelompok penggerak mula
Penggerak mula adalah mesin-mesin yang mampu mengolah daya sendiri. Mesin ini biasanya ditugasi untuk menggerakkan mesin lain. Kelompok mesin ini terdiri dari: electric motor, steam turbine, gas turbine, expansion turbine, hydraulic dan pneumatic motor, fluid turbine.
(2) Kelompok sistem transmisi daya
Sistem transmisi daya adalah peralatan untuk memindahkan daya. Alat ini biasanya menjadi perantara antara penggerak mula dengan mesin yang digerakkan. Kelompok mesin ini terdiri dari: gearbox, fluid couplings, electro dynamic coupling, gear-type couplings, diapraghma couplings, elastic couplings, hydraulic torque converter, V-belts, flat-belts, universal
(3) Kelompok mesin bukan penggerak mula
Merupakan peralatan produksi yang harus digerakan oleh penggerak mula. Kelompok alat ini terdiri dari: generators, centrifugal compressors, axial compressors, reciprocating compressors, screw compressors, centrifugal pumps, reciprocating pumps, hydraulic pumps, vacuum pumps, fans, centrifuges, extruders, mixers, vibratory separators, screwfeed transporters, cooling tower fans, roots blowers, rolling machines.
