Pompa GS (General Service)

Pompa GS adalah singkatan dari general service pump, sebuah pompa yang dirancang untuk melayani berbagai kebutuhan umum di kapal. Pompa ini biasanya berjenis centrifugal pump, digerakkan oleh motor listrik tiga fasa (440 V, 60 Hz) atau dalam beberapa kasus menggunakan penggerak mesin diesel. Pompa GS merupakan pompa serba guna, fungsinya sangat penting dalam menjaga keselamatan, kelancaran operasi, serta kesiapan kapal menghadapi keadaan darurat.

Pompa GS di kapal. (Gambar: Dokumentasi penulis)

Karakteristik utama pompa GS adalah:

• Multi-fungsi. Dapat dipakai untuk beberapa sistem dengan pengaturan valve (ballast, cooling, fire, bilge , deck water etc)
• Siap darurat. Dapat digunakan sebagai cadangan jika pompa khusus (misalnya fire pump, cooling pump atau bilge pump) tidak berfungsi.
• Konstruksi sederhana, mudah dalam perawatan dan pengoperasian.

Fungsi pompa GS sangat beragam, antara lain:

1. Pompa pendingin air laut (cooling sea water pump). Menyediakan media pendingin air laut apabila main cooling sea water pump untuk ME maupun AE tidak dapat berfungsi dengan baik.
2. Pompa ballast. Mengisi dan meng-kosong-kan tangki ballast apabila main ballast pump tidak dapat difungsikan.
3. Pompa sanitasi domestik (deck water). Dimungkinkan untuk dapat memompa air tawar dan air laut unt kepentingan deck seperti sanitasi toilet, pencucian deck dan kebutuhan umum lainnya.
4. Pompa pemadam kebakaran (fire pump). Untuk memastikan sistem dapat tersambung dengan main & emergency fire pump.
5. Pompa got (bilge pump). Untuk support sistem apabila sistem got tidak dapat berfungsi dengan cepat.

Continue

Kavitasi (Cavitation)

Diatas kapal, efek dari teori kavitasi pada umumnya terjadi pada valves, impeller pompa sentrifugal dan propeller blade.

Kavitasi (cavitation) adalah suatu fenomena dimana terjadi perubahan fasa (dari fasa cair menjadi fasa gas/uap bergelembung) dalam proses waktu yang sangat cepat pada fluida cair. Perubahan fasa zat cair dikarenakan turunnya tekanan sekeliling yang mengakibatkan zat cair mendidih dan menghasilkan uap. Pada dasarnya proses perubahan fasa pada fluida cair ini memiliki prinsip yang sama dengan proses penguapan pada fresh water generator. 

Housing pompa sentrifugal yang terkena efek kavitasi. (foto by: dokumentasi pribadi penulis)

Tekanan rendah yang terjadi disekitar shaft & blade memungkinkan fluida cair untuk mencapai titik didihnya (walaupun temperatur belum mencapai 100 derajat celcius). Fluida yang menguap artinya telah terjadi erubahan fasa menjadi zai gas/uap. Uap dalam air akan menghasilkan gelembung - gelembung uap. Gelembung - gelembung uap selanjutnya akan terbawa oleh aliran fluida sampai pada daerah yang memiliki tekanan tinggi.

Gelembung uap air yang terbawa oleh aliran fluida selanjutnya akan pecah karena tekanan (tinggi) fluida sekitarnya. Pecahnya gelembuang uap air ini apabila terjadi pada sekitar permukaan logam impeller pompa atau blade propeller akan tekanan siklis karena tumbukan yang berulang (antara gelembung uap air dengan material logam). Tumbukan yang terjadi secara menerus akan mengakibatkan kerusakan pada logam. kerusakan yang dimaksud tersebut berupa ke-aus-an permukaan dan pengikisan permukaan material logam.

Efek cavitation apabila terjadi pada pompa, keausan dan pengikisan material logam yang terjadi tentunya akan mempengaruhi performance pompa tersebut. Demikian halnya apabila terjadi pada blade propeller, kerugian yang terjadi karena efek kavitasi dapat berakibat berkurangnya gaya dorong propeller terhadap kapal. Dari segi ekonomi, efek kavitasi menjadi hal yang sangat merugikan karena membutuhkan biaya yang cukup besar untuk melakukan perbaikan dan/atau penggantian komponen.

Efek negatif dari kavitasi tentunya harus dihindari untuk menjamin performance permesinan serta menekan pengeluaran berlebih yang sekiranya dapat dialokasikan sebagai profit perusahaan. Untuk dapat menghindari efek kavitasi dapat dilakukan dengan cara sebagai berikut,

1. Menjaga temperatur fluida agar tidak terlalu tinggi. Proses penguapan dapat sedikit dihindarkan salah satunya dengan menjamin temperatur fluida dalam ambang normal dan tidak terlalu tinggi. Hal ini menjadi salah satu indikasi bahwa penyebab kavitasi diantaranya adalah penguapan (vaporation).
2. Meletakkan pompa dibawah permukaan hisapnya. Dengan kondisi ini memungkinkan terjadinya net positive suction head (NPSH), sehingga meminimalkan / mencagah resiko "masuk angin" saat pertama kali pompa dijalankan.
3. Tidak menghambat aliran fluida. Salah satunya dengan cara meminimalkan adanya pemasangan pipa yang banyak belokannya (pemasangan elbow).
4. Dibuatkan instalasi pipa hisap yang tidak terlalu panjang dengan fluid flow speed yang tidak terlalu tinggi.
5. Apabila kavitasi sudah terjadi dan tidak dapat dihindarkan, namun pesawat dituntut untuk tetap berjalan, maka kondisi ini dapat tetap dipertahankan dengan me-minimal-kan flow rate pompa.

Untuk dapat mengidentifikasi ada atau tidaknya efek kavitasi pada saat mengoperasikan pesawat, maka harus dapat memahami ciri - ciri terjadinya kavitasi. Ciri- ciri terjadinya kavitasi adalah,

1. Permukaan pompa panas (karena efek penguapan).
2. Suara yang berisik pada pompa (karena efek tumbukan gelembung uap air dengan material logam)
3. Getaran berlebih pada saat pompa running. Getaran ini merupakan efek unbalance impeller yang berputar.
4. Tekanan pompa (discharge pressure) tidak stabil karena penurunan performance.

Continue

Fresh Water Generator (FWG)

Fresh water generator merupakan salah satu jenis auxiliary machinery diatas kapal yang berfungsi menghasilkan air tawar dengan cara merubah air laut. Proses merubah air tawar menjadi air laut ini dilaksanakan dengan beberapa tahapan. Diantaranya, tahapan memvacumkan ruangan selanjutny ada tahapan evaporasi dan kondensasi untuk menghasilkan air tawar yang berasal dari air laut.

Fresh water genenerator jenis plate. (Foto by: Dokumentasi pribadi penulis)

Prinsip terbentuknya air tawar dalam evaporator adalah dengan proses sebagai berikut,

1. Proses vacum. Proses vacum yang ada dalam fresh water generator memiliki keterkaitan dengan proses pengupan (evaporation). Pada dasarnya, air dalam suhu ruang dengan kondisi normal akan mendidih pada temperatur 100C (dengan asumsi tekanan sekeliling adalah normal yaitu 1 atm). Namun, dalam aplikasi yang ada dalam evaporator memiliki konsep yang berbeda dalam proses penguapan air laut. Energi panas yang digunakan untuk menguapkan air laut dalam FWG berasal dari temperatur air tawar pendingin mesin yang besarannya pada angka 75-85C. Dalam kondisi ini tentunya air laut sangat tidak mungkin untuk mengalami proses penguapan. Untuk memastikan bahwa air laut tetap dapat menguap pada temperatur kerja pendingin mesin 75-85C, maka tekanan sekitar harus diturunkan. FWG merupakan bejana tertutup. Untuk dapat menurunkan tekanan dalam bejana tersebut adalah dengan mem-vacum-kan ruangan. Ruangan yang vacum (dibawah tekanan 1 atm), sangat memungkinkan untuk dapat men-uap-kan zat cair dibawah temperatur titik didihnya / dibawah 100C.
2. Proses penguapan (evaporation). Pada dasarnya, air yang dipanaskan pada temperatur tertentu (yang mencapai titik didihnya) akan menguap. Dalam proses penguapan ini terjadi perubahan wujud dari zat cair menjadi uap (zat gas). Namun, hal yang perlu diperhatikan dalam proses penguapan zat cair adalah energi panas yang diterima oleh air akan menguapkan air murni dengan meninggalkan kandungan mineral dalam air tersebut (kandungan mineral dalam air misalnya Na-natrium atau kadar garam, C-kalsium dan yang lainnya). Contoh sederhana adalah dalam proses pembuatan garam. Air laut di-uap-kan dan akan menghilangkan kadar airnya namun kandungan mineral air tetap tertinggal yang selanjutnya akan terbentuk garam.
3. Proses pendinginan (condentation). Uap air (tanpa mineral) yang diuapkan selanjutnya akan mengalami proses pendinginan. perubahan wujud akan terjadi dari zat gas menjad zat cair. Zat cair hasil kondensasi ini merupakan hasil produksi air tawar yang selanjutnya akan di-cek kadar garamnya melewati alat "salino-meter". Hasil kondensasi dengan kandungan kadar garam yang tidak terlalu tinggi selanjutnya akan dialirkan menuju tangki. Namun, apabila dalam prosesnya air yang dihasilkan memiliki kadar kandungan garam yang cukup tinggi (melebihi batas maksimal yang telah ditentukan) artinya air tersebut tidak layak untuk digunakan. Maka air yang demikian adanya selanjutnya akan dialirkan menuju bilge.

Penataan  FWG terhadap instalasi pipa pendingin air tawar main engine. (Foto by: Arsip data ALFA LAVAL). 

Prosedur / langkah kerja start fresh water generator.

1. Buka suction & discharge ejector pump.
2. Buka overboard valve untuk ejector pump.
3. Tutup air valve yang terpasang pada sisi atas FWG. (valve ini dapat dibuka sesekali untuk dapat memantau tinkat te-vacum-an dalam FWG, selain memantau dari vacum gauge yang terpasang pada perangkat FWG).
4. Tekan power ON untuk main source pada FWG.
5. Start ejector pump. Cek tekanan kerja sebelum ejector pump (0.28-0.3 MPa) dan tekanan setelah ejector pump (max 0.06 MPa).
6. Apabila ruangan dalam FWG telah tercapai tingkat ke-vacum-an minimal 90%, selanjutnya buka inlet dan outlet valve  sistem pendingin air tawar dari mesin. dalam kondisi ini, bisa diatur dengan menggunakan by-pass valve.
7. Atur temperatur air tawar pendingin yang masuk dalam FWG dengan menyesuaikan debit air tawar pendingin yang masuk melalui by-pass valve.
8. Start Fresh water pump untuk memompa air tawar yang dihasilkan oleh FWG.
9. Pantau kinerja FWG dan pastikan kadar garam dari air tawar yang dihasilkan tidak lebih tinggi dari set alarm yang telah ditentukan.

Sketsa gambar dan penataan pipa FWG (Foto by: Arsip data ALFA LAVAL)

Prosedur / langkah kerja stop fresh water genarator.

1. Hentikan aliran air tawar pendingin dari mesin yang masuk kedalam sistem pemanas FWG. (Buka by-pass valve dan kemudian tutup aliran inlet & outlet valve)
2. Stop fresh water pump dan kemudian matikan alarm panel.
3. Stop ejector pump.
4. Buka air valve yang terpasang pada body FWG. Hal ini menjadi sangat diperlukan untuk menjamin tekanan udara luar dengan tekanan dalam FWG adalah sama. (tidak ada penaruh vacum dan/atau pengaruh tekanan).
5. Tutup suction, discharge valve & overboard valve pada sistem ejector pump.
6. Selesai

Continue

Vacum Pump Pada GS-Bilge Pump

 Pada jenis pompa air laut yang terpasang diatas kapal, tidak jarang dipasangkan unit vacum pump yang konstruksinya tersambung dengan pompa itu sendiri. Jenis pompa air laut yang sering menggunakan unit vacum pump ini misalnya adalah GS pump dan/atau bilge pump.

Alasan pemasangan unit pompa ini adalah untuk menjamin pompa dapat beroperasi dengan cepat (dalam artian mencegah terhadap resiko ”masuk angin”) terlebih pada saat pertama kali dioperasikan.

Pompa vacum yang terpasang pada pompa GS (Foto by: Dokumentasi pribadi penulis)

Cara kerja pompa vacum adalah sebagai berikut,

Pada saat friction clutch yang terpasang pada shaft pompa dengan shaft vacum pump saling bersinggungan, maka pada saat pompa berputar akan menggerakkan shaft vacum pump. Putaran vacum pump pada saat awal operasional pompa (pada saat pompa belum menghisap cairan), akan menghisap udara yang ada dalam suction line pompa.

Pada saat suction line dalam kondisi vacum (tekanan dalam suction line bernilai negatif), maka dimungkinkan pompa akan beroperasi untuk menghisap cairan. Dalam kondisi ini, maka discharge line akan menghasilkan tekanan yang bernilai positif. Tekanan yang berasal dari discharge line sebagian kecil akan dialirkan menuju auto cylinder. Tekanan cairan dari discharge line akan mendorong piston yang terpasang dalam auto cylinder. Dalam kondisi ini, maka lever yang terpasang pada unung auto cylinder akan bergerak sesuai dengan prinsip pengungkit. Gerakan ini akan melepaskan sambungan friction clutch yang terpasang antara shaft pompa dengan shaft vacum pump akan terlepas sehingga putaran vacum pump akan terhenti. Vacum pump akan berputar kembali pada saat tekanan discharge line turun (saat ada masalah hisapan pada pompa, cairan telah habis dan/atau pada saat pompa dimatikan).

Ilustrasi penataan pompa vacum pada instalasi pompa GS. (Foto by: Dokumentasi pribadi penulis)

Cara pengoperasian Vacum Pump

Cara pengoperasian vacum pump (berdasarkan sketsa gambar) adalah dengan langkah kerja sebagai berikut,

1. Untuk pertama kali pengoperasian, isikan air kedalam circulating water tank sampai dengan permukaannya penuh. 
2. Buka suction dan discharge valve pada pompa.
3. Putar searah putaran jarum jam adjustable nut yang terpasang pada auto cylinder. Adjustable nut diputar sampai dengan permukaan friction clutch yang terpasang pada shaft pump dengan friction clutch yang terpasang pada vacum pump saling bersinggungan atau saling bergesekan. 
4. Persiapkan untuk start pompa.
5. Pompa vacum akan bekerja untuk “menciptakan” vacum pada suction line pompa. Setelah cairan berhasil dipompa, maka tekanan cairan akan mendorong piston yang terpasang dalam auto cylinder. Piston yang terdorong akan menggerakkan lever yang tersambung pada friction clutch. Dengan demikian, maka vacum pump akan berhenti beroperasi.

Continue

Mechanical Seal

Mechanical seal merupakan salah satu komponen penting yang terpasaang pada poros pompa untuk mencegah keebocoran fluida serta mencegah kerusakan permukaan poros karena operasional putaran dan gesekan. Selain menggunakan mechanical seal, beeberapa pompa dengan jenis yang lain menggunakan gland packing untuk fungsi yang sama.

Mechanical seal untuk pompa di kapal. (Foto by: Dokumentasi pribadi penulis)

Mechanical seal pada umumnya terdiri dari dua bagian yang masing - masing memiliki permukaan yang rata untuk saling bersentuhan. Bagian pertama adalah yang terpasang pada shaft yang berputar dan menerima gaya aksial-radial. Pada bagian ini komponen dilengkapi dengan spring untuk menjamin posisinya tetap bertahan dalam putaran karena menerima besarnya gaya aksial-radial. Pada bagian yang lain, merupakan komponen yang terpasang statis pada housing dan akan menerima gaya dorong dari spring.

Beberapa karakter penggunaan mechanical seal yang digunakan pada pompa-pompa diatas kapal diaantaranya adalah sebagai berikut,

• Mechanical seal dipakai pada pompa - pompa jenis sentrifugal, roda gigi serta pompa ulir. Penggunaan mechanical seal dipakai pada pompa yang memiliki diameter shaft sebesar 20 - 140 mm.
• Penggunaaanya pada media air tawar (maksimal 90°C), air laut (maksimal 40°C),  minyak lumas serta bahan bakar (maksimal 100°C) memiliki batasan tekanan dan temperatur kerja. Apabila operasional melebihi temperatur kerja yang ditentukan maka mechanical seal membutuhkan pendinginan untuk mencegah kerusakan pada bahan.
• Tekanaan kerja menyesuaikan dengan jenis bahan komponen yang bersinggungan. Bahan yang sering digunakan adalah ceramic vs carbon, tungsten carbide vs carbon, silicone carbide vs carbon.
  
  
  

Continue

Gland Packing

Gland packing merupakan salah satu unsur penting yang terdapat pada pompa - pompa dan valves yang menunjang kinerja permesinan diatas kapal. Fungsinya yang cukup penting mewajibkan penanganan gland packing dengan baik dan benar. Penanganan yang kurang tepat akan memperpendek usia pakai gland packing, memicu keausan shaft, menjadi lebih cepat, rendahnya efisiensi pompa dan kebocoran yang tidak teratasi dengan baik.

Penggunaan pada shaft pompa selain menggunakan gland packing, beberapa jenis pompa menggunakan mechanical seal untuk mendapatkan fungsi yang sama pada gland packing.

Gland packing dengan ukuran 15mm. (Foto by: Dokumentasi pribadi penulis)

Beberapa hal tentang glaand packing yang perlu diperhatikan diantaranya adalah,

1. Ukuran. Gland packing idealnya berbentuk persegi (sama sisi) yang berbentuk memanjang. Ukuran gland packing dapat diidentifikasi dari kemasannya atau dapat diukur sisi persegi-nya.
2. Penanganan. Gland pacing harus selalu dalam kondisi baik dan terhindar dari panas secara langsung, kontaminasi minyak dan radiasi sinar matahari secara langsung untuk menjamin elastisitas bahan (mencegah gland packing "mati" dalam waktu singkat).
3. Kebersihan. Permukaan gland packing harus selalu dalam komdisi bersih. Ketika gland packing telah dikeluarkan dari kemasannya, maka gland packing harus dibungkus dengan kertas atau plastik untuk menghindari kontaminasi debu, kotoran dan radiasi panas.
4. Melepas gland packing lama. Apabila ada indikasi kebocoran dan/atau penurunaan efisiensi pompa yang disebabkan oleh gland packing, maka perlu dilakukan penggantian gland packing yang baru. Penggantian menggunakan packing tool. Penggantian harus dilakukan secara menyeluruh, artinya semua gland packing lama harus dilepas semua sebelum menggantinya dengan gland packing yang baru. Penggantian tidak menyeluruh dan kemudian memasang gland packing baru tidak dapat mengatasi masalah dan/atau meningkatkan efisiensi pompa/valves.
5. Memotong. Gland packing dikemas dalam bentuk gulungan. Untuk menggunakan harus dipoting sesuai dengan kebutuhan. Idealnya gland packing harus dipotong 1 - 2 % lebih panjang dari ukuran yang dibutuhkan. Hal ini dimaksudkan untuk mencegah terjadinya "ujung berumbai" pada kedua sisi gland packing.
6. Pemasangan. Pemasangan gland packing dilakukan satu persatu. Letak potongan harus diposisikan 180° atau berseberangan satu sama lain untuk menjamain optimalisasi pemasangan.
7. Kebocoran. Kebocoran tetap dibutuhkan untuk mendinginkan gland packing yang mendapat radiasi panas secara langsung dari putaran shaft. Kebocoran yang ideal untuk mendinginkan gland packing secara teoritis berbanding lurus dengan diameter shaft. Misalnya, apabila sebuah pompa dengan diameter shaft sebesar 20mm, maka kebocoran yang ideal untuk mendinginkan gland packing sebesar 20 cc/menit.

Continue

Domestic Water System

Domestic water system terdiri dari air tawar yang digunakan untuk memenuhi kebutuhan minum, memasak dan mencuci serta air laut yang digunakan untuk kebutuhan sanitasi di toilet kapal. Kedua sistem air tersebut diatas menggunakan perangkat bejana air bertekanan (pressure water tank) yang digunakan untuk mengalirkan air dari tangki penampungan (pada air tawar) atau dari laut (pada air laut) untuk sampai ke setiap sisi kapal yang membutuhkan peran domestic water system.

Pada sistem dimestik air tawar, air yang tersimpan pada tangki penyimpanan akan diisap oleh FW domestic pump untuk selanjutnya dialirkan kedalam bejana air bertekanan (pressure water tank). Bejana air bertekanan pada umumnya juga disebut dengan istilah hydrophore tank.

Hydrophore tank & domestic water pump diatas kapal. (Foto by: Dokumentasi pribadi penulis)

Hydrophore tank memiliki peran yang sangat penting dalam "distribusi" air menuju seluruh sisi kapal. Bejana diisi dengan air dan udara bertekanan dengan perbandingan kurang lebih 75% dan 25%. Perbandingan jumlah antara air dengan udara dapat dipantau secara langsung melalui gelas duga (slight glass) yang terpasang pada sisi bejana.

Udara bertekanan yang dimasukkan dalam bejana akan memberikan gaya dorong terhadap air. "Dorongan" ini akan memungkinkan air untuk dapat mengalir menuju seluruh instalasi domestic water yang ada dikapal. Pemakaian/penggunaan air akan menurunkan tekanan yang ada dalam bejana / tangki. Tekanan dalam bejana dihubungkan dengan pressure switch yang akan menjalankan dan mematikan domestic water pump. Pompa akan terus beroperasi mengisi air dalam bejana sampai tekanan dan volume air semakin bertambah apabila tekanan dalan bejana berkurang dan mengaktifkan pressure switch. Pengisian air dari domestic water pump akan memberikan pengaruh bertambahnya tekanan dalam bejana dan mengaktifkan pressure switch untuk mematikan domestic water pump. (Operasional domestic water pump dihubungkan dengan pressure switch).

Pada umumnya, domestic water system yang diperuntukkan sebagai air mandi dilewatkan perangkat calorifier yang difungsikan sebagai pemanas. Calorifier mendapatkan sumber panas dari steam atau electric heater.

Contoh penataan domestic water system diatas kapal. (Foto by: Dokumentasi pribadi penulis_introduction to marine engineering).

Continue