Artikel

Pemeliharaan Prediktif dengan Condition Base Monitoring (Analisa Vibrasi)

analisa vibrasi mesin

Pemeliharaan Prediktif (condition-base maintenance atau condition monitoring) merupakan metode yang paling efisien dan efektif dalam melaksanakan Pemeliharaan Preventif. Dalam metode tersebut tidak diperlukan adanya perencanaan inspeksi ...//

// ...jangka panjang sehingga dalam penerapannya  terasa sangat  praktis. Penjadwalan hanya dibuat  untuk keperluan pemantauan.

Daftar Isi :

 

condition monitoring

Pengantar

Pemeliharaan Preventif di industri perlu dilakukan untuk menghindari dan mengurangi terjadinya berhenti produksi yang disebabkan oleh gagal fungsi peralatan aau mesin industri. Produksi yang terhenti (stop, delay, dll,) menyebakan biaya tinggi karena meskipun produksi terhenti beberapa jenis biaya produksi berjalan terus.

Pengertian

Teknik pemantauan sebuah mesin di pabrik dapat dilakukan dengan berbagai cara mulai dari yang paling sederhana yaitu menggunakan panca indera hingga yang melibatkan instrument pendukung seperti yang dijumpai pada pemantauan yang memanfaatkan Getaran (Vibrasi) mesin/alat. 

Metode analisa vibrasi  merupakan  metode  perawatan  mesin  efektif  dengan  menganalisa  karateristik  dan  signal getaran sehingga diketahui kondisi ataupun kerusakan yang terjadi tanpa harus membongkar atau menghentikan mesin. Metode analisa vibrasi membutuhkan alat vibrations analyser untuk mengolah data yang dapat memberikan  informasi  tentang  kondisi  serta  kerusakan  pada  mesin  dan  memberikan  rekomendasi  untuk dilakukan perawatan. 

Pemantauan getaran tentu saja memerlukan pemahaman mengenai parameter getaran itu sendiri seperti frkuensi, kecepatan, amplitude, dan sebagainya. Namun demikian cara iniyang dipandang paling efektif sehingga dipakai secara luas dikalangan industri.
Kelebihan metoda ini selain bisa menunjukkan perubahan kondisi mesin/alat melalui pola getaran, juga mampu menunjukkan komponen mesin/alat mana yang mengalami gangguan atau kerusakan.

Condition base Monitoring atau pemantauan kondisi (CM) adalah proses pemantauan parameter kondisi di mesin (getaran, suhu, dll.), untuk mengidentifikasi perubahan signifikan yang menunjukkan kesalahan yang berkembang. Ini adalah komponen utama dari pemeliharaan prediktif. Penggunaan pemantauan kondisi memungkinkan pemeliharaan dijadwalkan, atau tindakan lain yang harus diambil untuk mencegah kerusakan konsekuensial dan menghindari konsekuensinya.

Maintenance mesin industri dengan cara ini memiliki manfaat unik karena kondisi yang memperpendek umur normal dapat diatasi sebelum berkembang menjadi kegagalan besar. Teknik pemantauan kondisi biasanya digunakan pada peralatan berputar (rotating equipment), sistem bantu dan mesin lainnya (kompresor, pompa, motor listrik, mesin pembakaran internal, press).

Getaran pada Mesin Industri

Pada pembuatan suatu mesin diperlukan adanya toleransi agar bagian bagian mesin apabila bisa bergerak bebas dan pembuatan komponen mesin menjadi lebih mudah. Nilai toleransi inilah yang mengakibatkan kelonggaran (losseness) sehingga terjadi gerakan bebas pada saat mesin beroperasi dan akhirnya mengasilkan getaran.

Nilai getaran pada saat mesin masih baru dapat dianggap sebagai nilai acuan (reference; standard) kondisi terbaik dari mesin tersebut. Namun demikian beberapa mesin baru kadang membutuhkan waktu beberapa saat untuk conditioning (pengkondisian) mencapai nilai getaran acuan; hal ini yang disebut dengan istilah ‚Äúinreyen‚ÄĚ.

Ketika mesin telah beroperasi sekian lama maka nilai getrannya diukur kembali dan dibandingkan dengan nilai ‚Äúgetaran asli‚ÄĚ (reference) pada saat mesin tersebut kondisi baru, atau dibandingkan dengan nilai ‚Äúvibration severity‚ÄĚ dari suatu standard (misalnya : ISO 10816).

Penyimpangan pola getaran akan menunjukkan seberapa parah kondisi mesin saat ini. Kerusakan pada komponen mesin dapat merubah pola getaran yang asli sehingga dari pola getaran yang ada sekarang bisa dilacak komponen mana yang telah mengalami keausan diluar batas yang diijinkan. Karena nilai investasi dalam pengukuran getaran relatif tingi maka biasanya hanya mesin mesin yang dianggap vital yang akan diukur nilai getrannya (misalnya : nilai biaya overhoulnya tinggi, atau menyebakan delay produksi yang bisa merugikan, dll.).

Monitoring Getaran Mesin Industri

Merupakan teknik paling dominan yang digunakan pada manajemen pemeliharaan prediktif. Karena populasi terbesar pemeliharaan pabrik adalah tipe mekanik, tenknik ini memiliki penyebaran yang luas dan ternyata memberi keuntungan pada program pabrik secara keseluruhan. Teknik ini memanfaatkan suara atau getaran yang ditimbulkan oleh peralatan mekanis untuk menentukan kondisi aktualnya.

Puluhan hingga tahun tujuhpuluhan, banyak perusahaan di Amerika menanamkan biaya besar untuk pengembangan teknik analisis yang mengacu pada suara atau getaran yang bisa digunakan untuk mendeteksi masalah mekanis pada mesin-mesi yang kritis. Namun piranti yang diperlukan untuk monitoring sangat mahal sehingga  analisis getaran hanya diterapkan pada mesin-mesin yang sangat vital saja.

Dengan ditemukaanya mikroprosesor serta pengalaman perusahan yang bergerak dalam teknik analisis dan diagnose mesin, diperoleh piranti baru yang sangat efektif biayanya. Sistem yang berbasis mikroprosesor mengambil alih pengumpulan data, manajemen data otomatis, dan mengurangi kebutuhan akan ahli berpengalaman untuk interpretasi data.

Monitoring getaran dari mesin industri menghasilkan kaitan langsung antara kondisi mekanis dengan catatan data getaran setiap mesin dalam pabrik. Setiap kemunduran kondisi mekanis pada mesin bias dideteksi menggunakan teknik monitoring getaran. Bila digunakan secara benar, analisis getaran mampu menandaikemunduran spesifik komponen atau jenis kegagalan dari mesin pabrik sebelum muncul gangguan serius. Program pemeliharaan prediktif berbasis getaran memiliki beberapa teknik antar lain broadband-trending, narrowband-trending, dan signature-analysis.

Metoda Analisa Vibrasi

Metoda Analisa Vibrasi ada beberapa jenis, antara lain adalah ; Broadband Trending, Narrowband Trending, dan Signature Analysis.

1) Broadband Trending
Teknik ini mendapatkan pembacaan getaran menyeluruh atau broadband dari titik-titik yang dipilih pada mesin. Data tersebut kemudian dibandingkan dengan pembacaan acuan yang diambil dari mesin baru atau kartu acuan, atau standard getaran untuk mengetahui kondisi relatif mesin. Biasanya untuk pengukuran broadband tanpa filter memperlihatakan energi getaran total diantara 10 s/d 10.000 Hertz. Data broadband atau RMS total merupakan nilai kasar yang mempelihatkan getaran total mesin pada titik pengukuran tertentu yang menghasilkan data tesebut. Tidak ada informasi mengenai freukuensi individual komponen atau dinamis mesin yang menghasilkan nilai terukur.

2) Narrowband Trending
Sebagaimana pada broadband, cara ini memonitor energi total pada lebar ban spesifik dari frekuensi getaran. Tidak seperti pada broadband, analisis narrowband memanfaatkan frekuensi getaran yang akan memperlihatkan komponen mesin spesifik atau jenis kegagalan alat. Dengan demikian yag dimonitor, bukan fokus pada kondisi mesin secara keseluruhan; namun bagian bagian vital komponen mesin yang sering mengalami kerusakan; misalnya : bearing, roda gigi, shaft, dll.

Metode ini memonitor dengan cepat kondisi mekanis dari komponen mesin kritis, tidak hanya kondisi mesin keseluruhan. Teknik ini juga memperlihatkan kemampuan untuk monitor kondisi gearset, bearing, dan komponen lain tanpa analisis manual dari jejak getaran.

3) Signature Analysis
Berbeda dengan kedua teknik trending, signature analysis merupakan gambaran visual dari setiap frekuensi komponen yang dibangkitkan oleh mesin/alat. Dengan melalui pelatihan, staf pabrik biasa menggunakan vibration signature untuk menentukan  pemeliharaan spesifik yang diperlukan oleh mesin/alat pabrik.

Banyak program pemeliharaan prediktif berbasis getaran menggunakan format signature analysis pada programnya. Tetapi sebagian besar dari program ini seringkali merupakan analisis komparatif daripada teknik penyebab penuh.  Jadi hanya membandingkan kondisi aktual dengan standard; bukan menemukan penyebab kegagalan; hal ini membatasi keuntungan yang bisa diperoleh dari Condition Base Monitoring melalui Analisa Vibrasi.

Maintenance Mesin dengan Cara Klasik

Pada program Maintanance secara tradisional, penjadwalan  perbaikan (reparasi) selalu mengalami banyak kesulitan karena keperluan untuk perbaikan biasanya tidak dapat ditaksir tanpa membongkar mesin, tetapi masalahnya (problem) cukup serius, maka dengan mudah dapat ditaksir bahwa kerusakan sudah terjadi. 

Tanpa sarana dari luar, menentukan kerusakan mesin dan penjadwalan reparasi tidak akan akurat¬† : mesin mesin yang bekerja dengan baik diperbaiki, sedangkan¬† mesin-mesin yang¬† rusak dibiarkan saja. Teknologi modern melengkapi sejumlah metode untuk menentukan kondisi mesin dari luar. Yang paling efektif dari metode ini adalah ‚ÄúAnalisa Vibrasi‚ÄĚ.
 
Tujuan Maintenance adalah untuk menjaga agar mesin dapat beroperasu dengan baik, terutama pada pabrik pabrik yang memproduksi bahan atau material yang amat vital atau pabrik yang selalu menjaga efisiensi produksinya.  Bencana kegagalan dapat menyebabkan kehilangan produksi dan timbulnya biaya perbaikan yang besar. 

Strategi Maintenance klasik untuk menghindari kegagalan demikian adalah membongkar mesin mesin yang kritis secara periodik untuk inspeksi. Proses ini mengakibatkan  kehilangan waktu karena sering menginspeksi mesin yang sedang beroperasi dengan baik. Karena itu proses ini membutuhkan biaya yang besar, sehingga hanya diterapkan terbatas pada mesin mesin yang dianggap kritis. Kekeliruan pemasangan kembali atau kerusakan pada saat pemindahan dari bengkel (workshop), kadang kadang mengakibatkan kondisi mesin lebih buruk daripada sebelum diperbaiki.

Maintenance Mesin dengan Analisa Vibrasi

Bila kerusakan terjadi pada sebuah mesin seperti bearing jelek, mengakibatkan level vibrasi naik. Dengan pengukuran level vibrasi secara teratur, kerusakan dapat diketahui sebelum vibrasi tersebutmenyebabkan kerusakan yang lebih luas atau kegagalan.
Yang lebih penting lagi adalah bahwa vibrasi mempunyai karakteristik yang khas untuk kerusakan yang khas pula. Dengan analisa sinyal vibrasi , kerusakan selalu dapat ditentukan. Keuntungan utama dari cara ini adalah suatu problem dari sebuah mesin yang dapat ditaksir tanpa membongkar mesein tersebut.

Strategi Preditcive Maintenance ini dapat diterapkan pada semua mesin mesin yang ada di pabrik, dan telah dibuktikan efektifitasnya oleh beribu ribu organisasi maintenance diseluruh dunia.  Dalam program yang khusus, semua level vibrasi diukur secara teratur dengan alat ukur  vubrasi dan dibandingkan dengan batas standard yang diijinkan oleh pembuat mesin (fabrikan) atau standard lainnya (misalnya : ISO 10816 atau ISO 7919). 

Level vibrasi dari mesin mesin yang vital selalu dimonitor secara kontinu dan dibandingkan dengan batas yang ada (istilah ini dikenal dengan : online monitoring); misalnya pada turbin pembangkit listrik, dll. Jika level yang dideteksi melebihi batas yang diijinkan, Dynamic Signal Analyzer digunakan untuk menentukan kekerasan dan kelainannya.

Kelebihan Analisa Vibrasi :
(1). Semua level vibrasi dapat berubah dengan perubahan beban dan kecepatan pengoperasian,  dengan demikian analisa dapat menghindarkan gambaran yanga salah tentanga kondisi mesin. Analisa spektrum vibrasi menunjukan apakah serius atau tidak problem yang ada. Ini adalah suatu langkah yang penting dalam menghindari perbaikanyang tidak perlu.

(2). Mengambil mesin keluar dari pelayanan untuk diperbaiki, jarang dapat dilakukan tanpa beberapa kejutan pada produksi, jadi adalah penting untuk mengetahui bagaimana kondisi problem yang ada. Analisa dapat membantu kita memutuskan, apakah mesin dapat beroperasi hingga jadwal plant shut down berikutnya. Denagan demikian analisa dapat bermanfaat dalam meningkatkan keefektifan program maintenence.

(3). Waktu perbaikan menjadi minimum, karena problem yang ada telah diketahui. Teknisi tidak menggunakan waktunya untuk mencari kerusakan lagi.

 


Baca Juga :

  1. Bearing atau Bantalan untuk Mesin Industri
  2. Mengenal Pabrik Baja Lembaran Panas - Hot Strip Mill

Baca Juga

Toilet dan fasilitasnya merupakan sarana sanitasi yang harus...

Kabel daya adalah kabel listrik, satu atau rakitan sekian banyak...

Motor listrik merupakan sebuah perangkat elektromagnetis yang...

Scaffolding atau Perancah adalah bangunan pelataran kerja...