ANALISA VIBRASI PADA SP FAN 06 PLANT 3
LAPORAN AKHIR PROGRAM MANAGEMENT TRAINEE
PADA Mechanical Departement Plant 3-4 PT INDOCEMENT TUNGGAL PRAKARSA Tbk. DI CITEUREUP BOGOR
Oleh:
Edgar Pratama Sadika NIK: 11.1062.4
TAHUN 2012
Plant/Division
: 3-4
Departement
: 3-4 Maintenance Mechanic
TANDA PERSETUJUAN LAPORAN AKHIR
1. Nama
: Edgar Pratama Sadika
2. NIK
: 11.1062.4
3. Bagian
: 3-4 Maintenance Mechanic
4. Judul
: Analisa Vibrasi pada SP Fan 06 Plant 3
Citeureup, 26 September 2012
Menyetujui Pembimbing,
Retnawan Widhiantoro
Monty Ario Bimo
Plant Manager
Dept. Head
Plant/Division
: 3-4
Departement
: 3-4 Maintenance Mechanic
TANDA PERSETUJUAN LAPORAN AKHIR
1. Nama
: Edgar Pratama Sadika
2. NIK
: 11.1062.4
3. Bagian
: 3-4 Maintenance Mechanic
4. Judul
: Analisa Vibrasi pada SP Fan 06 Plant 3
Citeureup, 26 September 2012
Menyetujui Pembimbing,
Retnawan Widhiantoro
Monty Ario Bimo
Plant Manager
Dept. Head
ABSTRAK
Suspension preheater (SP) merupakan perangkat penting di proses produksi semen yang digunakan untuk proses prekalsinasi dari bahan baku sebelum masuk ke dalam kiln. Di plant 3 sendiri terdapat SP fan 06 dan SP fan 07 dengan feeding masing-masing line mencapai 120T/H. SP Fan 06 ini dalam satu tahun terakhir ini sering mengalami masalah yakni vibrasi fan yang tinggi. Dengan makalah ini, Faktor-faktor penyebab dari vibrasi SP fan 06 di Plant 3 dan caara penanggulangannya ingin diketahui. Vibrasi pada SP fan 06 dideteksi menggunakan dua alat portable portable yakni Vibrotip dan juga Vibscanner. Dengan menggunakan keduanya, vibrasi dalam bentuk kecepatan (mm/s) dapat diketahui dan juga dimonitor. Dengan vibscanner, spectrum frekuensi dari SP Fan 06 dapat diketahui sehingga dapat diprediksi kemungkinan kerusakan yang terjadi. Dari analisa vibrasi pada SP Fan 06 plant 3 ini didapatkan penyebab-penyebab penyebab-penyebab terjadinya vibrasi vibrasi yakni sering menempelnya coating pada impeler SP fan 06, adanya keausan pada impeler SP fan 06 dan adanya keausan pada metal dan housing bearing SP fan 06. Untuk
penanggulangan penanggulangan masalah masalah vibrasi vibrasi SP Fan 06 06 di Plant 3
dilakukan cleaning impeler SP Fan 06 saat vibrasi tinggi yang diakibatkan oleh menempelnya coating. Selain itu dilakukan juga balancing Impeler SP Fan 06 agar vibrasi dapat menurun.
Kata kunci: Vibrasi, SP Fan 06, Impeler, Bearing, Spektrum frekuensi, Cleaning, Balancing
KATA PENGANTAR Syukur Alhamdullilah, penulis dapat menyelesaikan makalah tugas akhir program Management Trainee PT. Indocement Tunggal Prakarsa. Makalah tugas akhir ini diberi judul “Analisa vibrasi pada SP Fan 06 Plant 3”. Penyusunan makalah ini bertujuan untuk mengembangkan dan juga menerapkan ilmu pengetahuan yang penulis peroleh selama mengikut program management trainee. Dalam menyusun makalah ini, Penulis banyak mendapat bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak. Dalam kesempatan ini penulis sampaikan terima kasih kepada: 1. Kedua Orang Tua dan adik penulis Edwina, atas doa dan dukungan penuhnya untuk menyelesaikan makalah tugas akhir ini 2. Bapak Monty Ario Bimo dan Bapak Armansjah sebagai pembimbing penulis dalam menyelesaikan makalah tugas akhir ini. 3. Bapak Retnawan Widhiantoro dan Bapak D.N. Wiryasantika W., sebagai Pimpinan di Plant 3-4 Indocement 4. Ibu Dani Handajani dan bapak Tomas Arista, sebagai Pimpinan di CHRD Indocement 5. Teman-teman Management Trainee 2011 yang telah bersamasama saling mendukung dalam menyelesaikan makalah ini. Penulis menyadari bahwa makalah ini masih jauh dari sempurna. Karenanya, penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun dari semua pihak demi kesempurnaan makalah ini. Penulis berharap makalah ini bermanfaat bagi penulis sendiri maupun bagi setiap pembaca. Akhir kata penulis mengucapkan terima kasih. Wassalam, Citeureup, September 2012 Edgar Pratama Sadika 11.1062.4
DAFTAR ISI ABSTRAK .................................................................................................. 3 KATA PENGANTAR .................................................................................. 4 DAFTAR ISI ............................................................................................... 5 DAFTAR GAMBAR .................................................................................... 7 DAFTAR TABEL ...................................................................................... 10 BAB I
PENDAHULUAN......................................................................... 11
1.1. Latar Belakang Masalah.............................................................. 11 1.2. Rumusan Masalah ...................................................................... 12 1.3. Batasan Masalah ........................................................................ 12 1.4. Tujuan Penelitian ........................................................................ 12 BAB II DASAR TEORI ........................................................................... 14 2.1. Maintenance ................................................................................ 14 2.2. Vibrasi ......................................................................................... 17 2.3. Fan .............................................................................................. 22 BAB III GAMBARAN UMUM ................................................................... 24 3.1
Lingkup pekerjaan perusahaan ................................................... 24
3.1.1. Industri Semen di Indonesia ................................................. 24 3.1.2. Sejarah PT Indocement Tunggal Prakarsa Tbk. ................... 25 3.1.3. Visi, Misi, dan Motto Organisasi ............................................ 27 3.1.4. Struktur Organisasi ............................................................... 27 3.1.5. Tipe Produk Semen .............................................................. 29 3.1.6. Proses Produksi Semen ....................................................... 30 3.2. Lingkup Tugas dan Tanggung Jawab Mechanical Department P34 . ……………………………………………………………………….39
BAB IV ANALISA VIBRASI PADA SP FAN 06 PLANT 3 ........................ 42 4.1. SP Fan 06 ................................................................................... 42 4.2. Data vibrasi pada IMS (Indocement Maintenance System) ......... 43 4.3. Data vibrasi pengukuran SP Fan 06 dengan VIbscanner....... ..... 46 4.3.1. Overall velocity ...................................................................... 46 4.3.2. Perbandingan Spektrum Frekuensi pada 31 Agustus 2012 (sebelum balancing) dengan 22 September 2012 (sesudah balancing)……………………………………………………….51 4.4. Pengecekan Visual Bearing dan Impeler SP Fan 06................... 59 4.5. Perbaikan dan pengecekan yang telah dilakukan ....................... 60 4.5.1. Cleaning ................................................................................ 60 4.5.2. Balancing .............................................................................. 61 4.6. Perbaikan yang akan dilakukan .................................................. 62 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ....................................................... 63 5.1. Kesimpulan ................................................................................. 63 5.2. Saran ........................................................................................... 63 DAFTAR PUSTAKA ................................................................................. 64 LAMPIRAN............................................................................................... 65
6
DAFTAR GAMBAR Gambar II. 1 Tujuan perawatan mesin (R. C. Mishra, 2006) .................... 14 Gambar II. 2 Tipe-tipe perawatan mesin (R. C. Mishra, 2006) ................. 15 Gambar II. 3 Gerakan harmonik yang menghasilkan grafik sinusoidal .... 17 Gambar II. 4 Parameter pada grafik sinusoidal untuk gerakan harmonik 18 Gambar II. 5 Contoh grafik time waveform dan spektrum frekuensi ........ 19 Gambar II. 6 Konversi time waveform ke spektrum frekuensi .................. 19 Gambar II. 7 Perbandingan tiga jenis sensor vibrasi ................................ 20 Gambar II. 8 Gambar spektrum penyebab-penyebab kerusakan mesin .. 21 Gambar II. 9 Bagian-bagian fan (a) Centrifugal fan (b) aksial fan (EUGENE A. AVALLONE, 2007) ............................................................. 22 Gambar II. 10 Karakteristik Fan dengan (a) damper control (b) variableinlet vane control (c) variable speed control (EUGENE A. AVALLONE, 2007) ........................................................................................................ 23 Gambar III.1 Market Share Industri Semen di Indonesia .................. ....... 24 Gambar III.2 Struktur Organisasi Director PT Indocement Tunggal Prakarsa Tbk. ........................................................................................... 28 Gambar III. 3 Proses Penambangan Batu Kapur ..................................... 30 Gambar III. 4 Lokasi Penambangan Batu Kapur di Quarry D ................ .. 31 Gambar III. 5 Alat-Alat untuk Proses Pengerukan dan Pengangkutan Batu Kapur (Hauling) ........................................................................................ 32 Gambar III. 6 Alat untuk Proses Penghancuran Batu Kapur (Crushing) .. 32 Gambar III. 7 Lokasi Penambangan Sandy Clay di Hambalang .............. 33 Gambar III. 8 Jenis Limbah ...................................................................... 34 Gambar III. 9 Lokasi Utility di Citeureup Bogor ........................................ 35
Gambar III. 10 Proses Produksi Semen di Pabrik (Plant ) ........................ 35 Gambar III. 11 Struktur organisasi P3-4 mechanical departement........... 40 Gambar IV. 1 SP Fan 06 Plant 3 .............................................................. 42 Gambar IV. 2 Grafik vibrasi fix side bearing SP Fan 06 Plant 3 ............... 45 Gambar IV. 3 Grafik vibrasi free side bearing SP fan 06 Plant 3 ........... .. 46 Gambar IV. 4 Grafik overall velocity arah vertikal fix side bearing SP Fan 06 Plant 3 ................................................................................................. 47 Gambar IV. 5 Grafik overall velocity arah horizontal fix side bearing SP Fan 06 Plant 3.......................................................................................... 47 Gambar IV. 6 Grafik overall velocity arah aksial fix side bearing SP Fan 06 Plant 3 ...................................................................................................... 48 Gambar IV. 7 Grafik overall velocity arah vertikal free side bearing SP Fan 06 Plant 3 ................................................................................................. 49 Gambar IV. 8 Grafik overall velocity arah horizontal free side bearing SP Fan 06 Plant 3.......................................................................................... 49 Gambar IV. 9 Grafik overall velocity arah aksial free side bearing SP Fan 06 Plant 3 ................................................................................................. 50 Gambar IV. 10 Spektrum frekuensi arah vertikal fix side bearing SP fan 06 plant 3 (31/08/2012) ................................................................................. 51 Gambar IV. 11 Spektrum frekuensi arah horizontal fix side bearing SP fan 06 plant 3 (31/08/2012) ............................................................................ 52 Gambar IV. 12 Spektrum frekuensi arah aksial fix side bearing SP fan 06 plant 3 (31/08/2012) ................................................................................. 52 Gambar IV. 13 Spektrum frekuensi arah vertikal free side bearing SP fan 06 plant 3 (31/08/2012) ............................................................................ 53 Gambar IV. 14 Spektrum frekuensi arah horizontal free side bearing SP fan 06 plant 3 (31/08/2012) ...................................................................... 54
8
Gambar IV. 15 Spektrum frekuensi arah aksial free side bearing SP fan 06 plant 3 (31/08/2012) ................................................................................. 54 Gambar IV. 16 Spektrum frekuensi arah vertikal fix side bearing SP fan 06 plant 3 (21/09/2012) ................................................................................. 55 Gambar IV. 17 Spektrum frekuensi arah horizontal fix side bearing SP fan 06 plant 3 (21/09/2012) ............................................................................ 56 Gambar IV. 18 Spektrum frekuensi arah aksial fix side bearing SP fan 06 plant 3 (21/09/2012) ................................................................................. 56 Gambar IV. 19 Spektrum frekuensi arah vertikal free side bearing SP fan 06 plant 3 (21/09/2012) ............................................................................ 57 Gambar IV. 20 Spektrum frekuensi arah horizontal free side bearing SP fan 06 plant 3 (21/09/2012) ...................................................................... 57 Gambar IV. 21 Spektrum frekuensi arah aksial free side bearing SP fan 06 plant 3 (21/09/2012) ................................................................................. 58 Gambar IV. 22 Metal dan housing bearing free side SP Fan 06 plant 3 .. 60 Gambar IV. 23 Impeler SP fan 06 plant 3 ................................................ 60 Gambar IV. 24 Cleaning coating pada impeller dengan menggunakan pemanasan .............................................................................................. 61 Gambar IV. 25 Perangkat yang digunakan untuk balancing .................... 62
9
DAFTAR TABEL Tabel III. 1 Kapasitas Produsen Semen di Indonesia ....................... ....... 24 Tabel III. 2 Sejarah PT Indocement Tunggal Prakarsa Tbk ..................... 25 Tabel III. 3 Jumlah Karyawan PT Indocement Tunggal Prakarsa Tbk. hingga Desember 2011 ............................................................................ 28 Tabel III. 4 Cadangan Bahan Baku PT Indocement Tunggal Prakarsa Tbk. ................................................................................................................. 30 Tabel III. 5 Kapasitas Utilitas di Masing-Masing Lokasi Pabrik ................ 35 Tabel III. 6 Lokasi, Produk, dan Kapasitas Produksi Masing-Masing Pabrik (Plant ) ...................................................................................................... 36 Tabel IV. 1 Data IMS (Indocement Maintenance System) Vibrasi SP Fan 06 Plant 3 ................................................................................................. 44 Tabel IV. 3 Vibrasi maksimum pada spektrum vibrasi setelah balancing . 59
BAB I PENDAHULUAN 1.1.
Latar Belakang Masalah Maintenance atau perawatan mesin merupakan aspek penting
dalam menjaga kelancaran produksi dan juga performa mesin produksi dari industri semen. Saat ini Indocement memiliki sistem perawatan mesin secara preventive dengan menggunakan Indocement Maintenance System (IMS) sebagai sistem yang memonitor keadaan perawatan mesin di Pabrik Indocement. Indocement Maintenance System (IMS) memonitor keadaan mesin dengan mengeluarkan work order (W.O) untuk dilakukan inspeksi maupun perawatan mesin. Inspeksi ini meliputi pengecekan keadaan mesin dengan parameter-parameter seperti vibrasi, temperatur, suara, dan juga visual dari mesin. Sedangkan perawatan dapat meliputi pelumasan minyak maupun grease baik penambahan maupun penggantian oli. Selain itu juga dilakukan pengaturan maupun perbaikan mesin apabila mesin sudah tidak berjalan pada keadaan yang baik seperti penggantian belt , penggantian bearing , dan perbaikan lainnya. Dari hasil inspeksi, vibrasi merupakan parameter yang sangat dimonitor keadaannya karena menggunakan parameter vibrasi, kerusakan mesin dapat diprediksi. Dengan vibrasi, kerusakan mesin seperti adanya massa tidak balans (unbalance), ketidaksejajaran sumbu (misalignment ), kerusakan bearing, pondasi yang tidak baik dapat dimonitor dan dapat diprediksi. Dengan adanya prediksi ini, mesin dapat ditindaklanjuti lebih cepat
sebelum
mesin
tersebut
benar-benar
tidak
dapat
berjalan
(breakdown). Terdapat banyak sekali perangkat kritis dalam industri semen seperti Kiln, Raw Mill, Finish Mill, Coal Mill, Packer, Dust Collector, dan Cooler. Fan juga merupakan perangkat kritis untuk keberlangsungan produksi semen seperti SP fan, EP cooler Fan, EP raw mill fan dan Dust collector fan. SP fan di plant 3 dan 4 terdapat empat fan yang mendukung
empat line suspension preheater yang digunakan sebagai perangkat untuk proses prekalsinasi dari bahan baku sebelum masuk ke dalam kiln. Di plant 3 sendiri terdapat SP fan 06 dan SP fan 07 dengan feeding masing-masing line mencapai 120T/H. SP Fan 06 ini dalam satu tahun terakhir ini sering mengalami masalah yakni vibrasi fan yang tinggi. Adanya masalah pada SP fan 06 plant 3 ini membuat penulis melakukan penelitian terhadap perangkat tersebut. Penelitian ini berjudul
“Analisa Vibrasi pada SP Fan 06 Plant 3”.
1.2.
Rumusan Masalah Dalam makalah ini permasalahan vibrasi pada SP Fan 06 plant 3
akan dirumuskan sebagai berikut: 1. Faktor-faktor apa saja yang dapat menyebabkan vibrasi pada SP Fan 06? 2. Langkah-langkah apa saja yang dapat dilakukan untuk mengurangi vibrasi yang dapat merusak SP Fan 06?
1.3.
Batasan Masalah Makalah ini akan membahas permasalahan vibrasi yang terjadi
pada perangkat SP Fan 06 di plant 3 PT. Indocement Tunggal Prakarsa. Dalam makalah ini akan dikaji mengenai faktor-faktor penyebab terjadinya vibrasi
di
SP
Fan
06.
Faktor-faktor
tersebut
akan
dikaji
untuk
mendapatkan penyebab utama dari terjadinya vibrasi yang dapat mengakibatkan kerusakan mesin. Objek yang diteliti pada makalah ini adalah SP Fan 06 yang merupakan perangkat penting dalam proses produksi semen di Plant 3 PT Indocement Tunggal Prakarsa. Data yang dikaji diambil dari hasil inspeksi satu tahun terakhir meliputi data vibrasi baik overall vibrasi maupun spektrum frekuensi. Selain itu akan dikaji pula perbaikan-perbaikan mesin yang telah dilakukan selama satu tahun terakhir.
1.4.
Tujuan Penelitian
12
Tujuan penelitian dari makalah “Analisa Vibrasi pada SP Fan 06 Plant 3”. adalah untuk mendapatkan:
1. Faktor-faktor penyebab dari vibrasi SP fan 06 di Plant 3 2. Cara penanggulangan masalah vibrasi SP Fan 06 di Plant 3
13
BAB II DASAR TEORI
2.1.
Maintenance Maintenance atau perawatan adalah proses rutin mempertahankan
bagian mesin ataupun kondisi operasi normal sehingga dapat meberikan performa terbaik tanpa menghilangkan waktu yang disebabkan oleh kerusakan tiba-tiba (R. C. Mishra, 2006). Tujuan yang paling penting dalam fungsi perawatan mesin adalah memaksimalkan peranan mesin yang ada untuk membantu tercapainya tujuan utama dari organisasi ataupun perusahaan. Tujuan penting lainnya adalah menciptakan kondisi kerja yang aman dan nyaman baik untuk operasi maupun personil perawatan mesin. Tujuan mesin lainnya dapat dilihat pada Gambar II.1 dibawah ini.
Gambar II. 1 Tujuan perawatan mesin (R. C. Mishra, 2006)
Secara umum perawatan mesin dapat dibagi delam dua kelompok yakni breakdown maintenance (perawatan mesin tidak terencana) dan planned maintenance(perawatan mesin yang terencana). Berikut adalah tipe-tipe dari perawatan mesin (R. C. Mishra, 2006):
14
Gambar II. 2 Tipe-tipe perawatan mesin (R. C. Mishra, 2006)
1. Breakdown maintenance Breakdown maintenance adalah tipe perawatan mesin dimana tidak ada
pekerjaan
yang
dilakukan
selama
mesin
tidak
rusak.
Perawatan mesin dilakukan setelah mesin operasi tersebut rusak ataupun mati. 2. Planned maintenance Planned maintenance adalah tipe perawatan mesin secara terencana dimana mesin dijaga selalu agar tetap pada kondisi terbaik secara terencana. Planned maintenance ini dibagi lagi ke dalam beberapa jenis lain, diantaranya: a. Scheduled maintenance Scheduled
maintenance adalah
perawatan
mesin
yang
terjadwal pekerjaannya berdasarkan jadwal dari departemen produksi. Perawatan mesin dapat dilakukan disaat mesin produksi tersedia untuk dirawat. Dengan perawatan mesin terjadwal, mesin dapat di rawat sesuai dengan jadwal dan dapat
15
ditentukan ketersediaan dari suku cadang, tenaga ahli dan aspek lain sebelum jadwalnya. b. Preventive maintenance Preventive maintenance adalah perawatan mesin terencana yang terkoordinasi dengan bagian inspeksi, perbaikan (repair ), penggantian (replacement ) dalam menjaga performa mesin. Perawatan mesin tipe ini betujuan untuk mendeteksi kondisi lebih dini dari kerusakan yang tidak diinginkan. Dengan perawatan ini, jadwal perawatan dapat ditentukan sendiri oleh bagian perawatan. Selain itu dapat ditentukan terlebih dahulu mesin dan sukucadang yang harus disiapkan, Terdapat empat aktifitas utama (R. C. Mishra, 2006) dari preventive maintenance: 1. Routine attention 2. Routine examination 3. Preventive replacement 4. Inspection measurement c. Corrective maintenance Preventive maintenance dilakukan untuk menghindari adanya kerusakan
mesin
yang
berulang-ulang.
Apabila
terjadi
kerusakan berulang-ulang, perawatan mesin yang dilakukan adalah corrective maintenance. Perawatan tipe ini adalah untuk memperbaiki keadaan mesin agar tidak terjadi kerusakan yang secara periodik terjadi secara berulang-ulang. Dengan adanya koreksi ini, biaya dan waktu yang harus diberikan untuk perbaikan dapat dikurangi. d. Condition based maintenance Perawatan mesin tipe Condition based maintenance adalah perawatan mesin dimana dilakukan pengecekan (monitor) terhadap
parameter
penting
dari
mesin
seperti
vibrasi,
temperatur, suara, dan visual. Monitor ini dilakukan untuk mendapatkan data performa mesin sehingga dapat dilakukan
16
perawatan terencana yang berdasar pada kondisi mesin. Diperlukan pengetahuan yang cukup untuk menganalisa data sehingga deteksi terhadapa kerusakan mesin dapat dilakukan lebih dini. Keuntungan dari dilakukannya perawatan mesin adalah: a. Meminimalisasi downtime b. Melakukan perubahan dan perbaikan terhadap ketersediaan sistem c. Memperpanjang umur dari mesin d. Keamanan bagi personil
2.2.
Vibrasi Vibrasi
merupakan
salah
satu
parameter
penting
dalam
menentukan kerusakan mesin. Melalui vibrasi, kerusakan mesin dapat dideteksi
seperti
kerusakan
bearing,
unbalance
pada
impeller,
misalignment pada poros, keretakan pondasi dan kerusakan lainnya. Vibrasi itu sendiri adalah gerakan osilasi atau gerakan bolak balik terhadap suatu titik referensi. Pada mesin, vibrasi merupakan hasil dari gaya dinamik internal yang dihasilkan elemen rotasi.(Mitchell) Gerakan harmonik merupakan bentuk sederhana dari vibrasi. Ketika
gerakan
tersebut
di
plot
terhadap
fungsi
waktu,
vibrasi
menghasilkan grafik sinusoidal.
Gambar II. 3 Gerakan harmonik yang menghasilkan grafik sinusoidal
Pada vibrasi terdapat parameter-parameter umum dari gerak osilasi. Persamaan gerak harmonik tersebut secara umum adalah
17
adalah amplitudo dari gerak harmonik dimana amplitude tersebut
merupakan simpangan terbesar dari vibrasi. adalah simpangan ratarata. adalah simpangan rata-rata kuadrat dari gerak harmonik. Sedangkan adalah simpangan atara puncak paling positif dan puncak paling negatif.
Gambar II. 4 Parameter pada grafik sinusoidal untuk gerakan harmonik
Grafik sinusoidal ini merupakan presentasi data yang dihasilkan oleh sensor-sensor getaran yang ada. Untuk grafik sinusoidal di atas merupakan bentuk gelombang waktu (time waveform). Dalam satu pengukuran vibrasi terdapat banyak time waveform dengan frekuensi yang berbeda-beda. GrafikTime waveform di atas di konversi menjadi spektrum frekuensi untuk mendapatkan grafik FFT (Fast Fourier Transform) untuk mengetahui gejala atau kerusakan mesin yang terjadi.
18
Gambar II. 5 Contoh grafik t i m e w a v e f o r m dan spektrum frekuensi
Gambar II. 6 Konversi time waveform ke spektrum frekuensi
Sensor getaran secara umum terdapat tiga kelompok. Sensorsensor tersebut berdasarkan simpangan, kecepatan dan juga akselerasi. Berikut adalah perbandingan di antara ketiga tipe sensor tersebut.
19
Gambar II. 7 Perbandingan tiga jenis sensor vibrasi
Di Plant 3-4 terdapat dua alat pengukur vibrasi portable yang digunakan untuk mengukur kondisi mesin. Yakni vibrotip dan vibscanner. Keduanya merupakan keluaran Pruftechnik. VIbrotip ini mengukur overall vibration yang merupakan vibrasi rata-rata kuadrat (RMS) dari mesin. Sedangkan vibscanner digunakan untuk mengukur overall vibration dan juga mengambil data spektrum frekuensi dari mesin. Berikut adalah ringkasan analisa amplitude frekuensi dan fase dari beberapa penyebab kerusakan mesin.
20
Gambar II. 8 Gambar spektrum penyebab-penyebab kerusakan mesin
21
2.3.
Fan Fan adalah merupakan perangkat yang penting dalam industri
semen. Fan digunakan untuk mengalirkan udara sebagai pneumatic conveying . Berikut adalah bagian-bagian dari fan.
Gambar II. 9 Bagian-bagian fan (a) Centrifugal fan (b) aksial fan (EUGENE A. AVALLONE, 2007)
Fan diklasifikasikan berdasarkan aliran yang masuk melewati sudu fan. Berdasarkan alirannya, fan dapat dibagi dua yakni aksial flow, radial flow mixed flow dan cross flow . Fan memiliki karakteristik seperti pada gambar
22
Gambar II. 10 Karakteristik Fan dengan (a) damper control (b) variable-inlet vane control (c) variable speed control (EUGENE A. AVALLONE, 2007)
Saat damper fan perlahan ditutup, tekanan akan meningkat disertai kapasitas menurun dan juga daya yang menurun. Saat guide vane yang diatur, tekanan output fan akan menurun disertai kapasitas menurun dan daya yang menurun. Pada variable speed control, fan juga memiliki karakteristik mirip dengan fan dengan control guide vane
23
BAB III GAMBARAN UMUM 3.1
Lingkup pekerjaan perusahaan
3.1.1. Industri Semen di Indonesia Berikut ini produsen semen di Indonesia dan kapasitasnya: Tabel III. 1 Kapasitas Produsen Semen di Indonesia
Andalas
1,4 juta ton/tahun
Semen Padang
5,87 juta ton/tahun
Batu Raja
0,6 juta ton/tahun
Holcim
9,7 juta ton/tahun
PT Indocement Tunggal Prakarsa Tbk.
18,6 juta ton/tahun
Semen Gresik
8,7 juta ton/tahun
Semen Tonasa
3,48 juta ton/tahun
Bosowa
1,8 juta ton/tahun
Kupang
0,27 juta ton/tahun
Dari sekian banyak produsen semen di Indonesia, berikut ini market share industri semen di indonesia: Lainnya, 7.70% Gresik Group (Semen Gresik, Semen Padang, Semen Tonasa)
Baturaja, 2.80%
Holcim, 14.10%
Gresik Group (Semen Gresik, Semen Padang, Semen Tonasa), 43.70%
PT Indocement Tunggal Prakarsa Tbk, 31.70%
PT Indocement Tunggal Prakarsa Tbk Holcim
Baturaja
Lainnya
Gambar III.1 Market Share Industri Semen di Indonesia
24
3.1.2. Sejarah PT Indocement Tunggal Prakarsa Tbk. Tabel III. 2 Sejarah PT Indocement Tunggal Prakarsa Tbk
1973
Indocement Group memulai usaha industri semen dengan membangun PT Distinct Indonesia Cement Enterprise (DICE)
1975
Plant 1 (DICE)
1976
Plant 2 (DICE)
1978
Plant 3 (PICE)
1980
Plant 4 (PICE)
1981
Plant 5 (PIICE)
1983
Plant 6 (PAUICE)
1984
Plant 7 (PIAICE)
1985
Plant 8 (PAMICE)
1985
6 perusahaan (DICE, PICE, PIICE, PAUICE, PIAICE, PAMICE) bergabung menjadi PT Indocement Tunggal Prakarsa
1989
Perusahaan resmi di bursa efek sehingga menjadi PT Indocement Tunggal Prakarsa Tbk
1991
Plant 9 (TMPC) di Cirebon
1996
Plant 10 di Cirebon
1999
Plant 11 di Citeureup
2000
Plant 12 di Tarjun
2001
Diambil alih oleh Heidelberg Cement Group
Pada tahun 1973, Indocement Group memulai usaha sebagai perseroan terbatas yang berkecimpung dalam industri semen dengan membangun PT Distinct Indonesia Cement Enterprise (DICE). DICE (Plant 1) mulai beroperasi 18 Juli 1975 dan pada 4 Agustus 1975 diresmikan oleh Bapak Soeharto. Kemudian dibangun Plant 2 yang mulai beroperasi pada 14 Juli 1976 dan diresmikan 5 Agustus 1976. Plant 1 dan 2 menggunakan peralatan dari Kawasaki Heavy Industries Ltd, Jepang. Plant 1 memiliki kapasitas 700.000 ton /tahun sedangkan Plant 2 600.000 ton/tahun.
25
PT Perkasa Indonesia Cement Enterprise (PICE) meresmikan Plant 3 pada 26 Oktober 1978. Kemudian diresmikan Plant 4 pada 17 November 1980. Plant 3 dan 4 menggunakan peralatan dari KHD Humboldt Wedag HG, Jerman Barat dan memiliki kapasitas masingmasing 1.100.000 ton/tahun. PT Perkasa Indah Indonesia Cement Putih Enterprise (PIICE) meresmikan Plant 5 pada 16 Maret 1981. Plant 5 menggunakan peralatan dari Kawasaki Heavy Industries Ltd, Jepan dan NIHON Cement Co, Ltd. Plant 5 mulai memproduksi semen putih pada 1982 dan semen sumur minyak mulai diproduksi pada 1983. Total kapasitas Plant 5 adalah 200.000 ton/tahun yang terdiri dari semen putih (White Cement ) 150.000 ton/ tahun dan semen sumur minyak (Oil Well Cement ) 50.000 ton/tahun. PT Perkasa Agung Utama Indonesia Cement Enterprise (PAUICE) membangun Plant 6 yang mulai beroperasi 5 September 1983 dan memiliki kapasitas 1.600.000 ton/tahun. Plant 6 menggunakan peralatan dari KHD Humboldt Wedag HG, Jerman Barat. PT Perkasa Inti Abadi Indonesia Cement Enterprise (PIAICE) membangun Plant 7 yang mulai beroperasi 16 Desember 1984 dan memiliki kapasitas 1.900.000 ton/tahun. Plant 7 menggunakan peralatan dari Poliysius Heavy Industries, Prancis. PT Perkasa Abadi Mulia Indonesia Cement Enterprise (PAMICE) membangun Plant 8 yang mulai beroperasi 16 Desember 1985 dan memiliki kapasitas 1.900.000 ton/tahun. Plant 8 menggunakan peralatan dari Poliysius Heavy Industries, Prancis. Pada tahun 1985, enam perusahaan DICE, PICE, PIICE, PAUICE, PIAICE, dan PAMICE bergabung menjadi PT Indocement Tunggal Prakarsa sehingga terdapat 8 Plant di satu lokasi Citeureup, Bogor, Jawa Barat. Kemudian sejak 5 Desember 1989, status PT Indocement Tunggal Prakarsa adalah perusahaan publik dan mencatatkan sahamnya dalam bursa efek sehingga nama perusahaan menjadi PT Indocement Tunggal Prakarsa Tbk.
26
PT Tridaya Manunggal Perkasa Cement (TMPC) (Plant 9) terletak di Palimanan, Cirebon dan pada 30 September 1991 diambil alih oleh PT Indocement Tunggal Prakarsa Tbk. Pada tahun 1996, Plant 10 selesai dibangun di lokasi yang sama dengan Plant 9. Plant 9 dan 10 menggunakan peralatan dari PT Kawasaki Heavy Industries Ltd, Jepang. Kapasitas Plant 9 dan 10 masing-masing adalah 1.300.000 ton/tahun. Pada 21 Februari 1997 mulai dibangun Plant 11 di Citeureup, Bogor. Plant 11 menggunakan peralatan dari PT Kawasaki Heavy Industries Ltd, Jepang. Plant 11 diresmikan pada 1 Maret 1999 dengan kapasitas produksi 2.600.000 ton/tahun. Pada 29 Desember 2000, dilakukan merger antara PT Indocement Tunggal Prakarsa Tbk. dengan PT Indocement Investama dan PT Indo Kodeco Cement (IKC) sehingga pabrik semen yang terletak di Tarjun, Kota Baru, Kalimantan Selatan menjadi milik PT Indocement Tunggal Prakarsa Tbk. (Plant 12). Heidelberg Cement Group merupakan produsen semen kelas dunia yang berpusat di Jerman dan beroperasi di 50 negara. Semenjak tahun 2001,
Heidelberg
Cement
Group
menjadi
pemegang
saham
PT
Indocement Tunggal Prakarsa Tbk.
3.1.3. Visi, Misi, dan Motto Organisasi Visi Premium domestic player in cement business and market leader in Java in ready –mix concrete, aggregates, and sand business. Misi We are in the business of providing quality cement and building materials at competitive prices, in a way that promotes sustainable development Motto Better shelter for a better life 3.1.4. Struktur Organisasi PT Indocement Tunggal Prakarsa Tbk. memiliki tiga lokasi pabrik, yatu:
9 pabrik ( plant ) di Citereup, Bogor
27
2 pabrik ( plant ) di Palimanan, Cirebon
1 pabrik ( plant ) di Tarjun, Kota Baru, Kalimantan Selatan Tenaga Kerja yang digunakan untuk menunjang proses produksi
terbagi atas karyawan tetap dan outsourcing . Sementara itu, jam kerja di PT Indocement Tunggal Prakarsa Tbk. dapat dibagi 2: 1.
Kerja Normal:
Senin-Kamis : 08.00-17.00 (Istirahat 12.00-13.00)
Jumat
2.
Kerja Shift
Shift 1
: 07.00-15.00
Shift 2
: 15.00-23.00
Shift 3
: 23.00-07.00
: 08.00-17.00 (Istirahat 11.00-13.00)
Berikut ini jumlah karyawan hingga Desember 2011: Tabel III. 3 Jumlah Karyawan PT Indocement Tunggal Prakarsa Tbk. hingga Desember 2011
Karyawan Tetap
Staff
Non Staff
Total
Head Office
409
301
710
Citeureup
400
2374
2774
Cirebon
68
625
693
Tarjun
95
641
736
Total
972
3941
4913
President Director
Vice President Director
Human Resources Director
HTC
Finance Director
Commercial Director
Technical Director
Gambar III.2 Struktur Organisasi Director PT Indocement Tunggal Prakarsa Tbk.
28
3.1.5. Tipe Produk Semen O r d i n a r y P o r t l a n d C e m e n t ( O PC )
Ordinary Portland Cement (OPC) merupakan semen abu-abu yang memiliki banyak kegunaan. Semen Portland Tipe 1 berdasarkan standar SNI 15-2049-1994 (Indonesia), ASTM C 150-95 (Amerika), dan BS 12-1989 (Inggris). Semen Portland Tipe 1 digunakan untuk penggunaan umum seperti perumahan, gedung bertingkat, jembatan, jalan, asbes semen, ubin, batako, paving block, dan lain-lain. Semen Portland Tipe 2 berdasarkan standar SNI 15-2049-1994 (Indonesia) dan ASTM C 150-96 (Amerika). Semen Portland Tipe 2 dapat digunakan untuk bangunan yang memerlukan ketahanan sulfat sedang atau panas hidrasi rendah seperti bangunan di daerah rawa, dan lain-lain. Semen Portland Tipe 5 berdasarkan standar SNI 15-2094-1994 (Indonesia) dan ASTM C-150-96 (Amerika). Semen Portland Tipe 5 biasa digunakan untuk proyek yang membutuhkan ketahanan terhadap sulfat tinggi, seperti konstruksi bangunan di daerah gambut, bangunan di tepi laut, dan lain-lain. P o r t l a n d C o m p o s i t e C em e n t ( P C C )
Portland Composite Cement (PCC) merupakan campuran semen portland dengan bahan lain yang memiliki sifat pozzolan. Jenis semen ini diadopsi dari eropa. PCC dapat digunakan untuk penggunaan umum dan memiliki kualitas yang sama dengan OPC Tipe 1. Oil Well Cemen t (OWC)
Semen sumur minyak berdasarkan standar API Specification 10A (American Petroleum Institute), dengan class G-HSR (High Sulfat Resistant), dan SNI 15-3044-1992 kelas G. Semen sumur minyak digunakan untuk proses pengeboran minyak bumi atau gas alam di darat maupun lepas pantai. White Cement
Semen Portland Putih berdasarkan standar SNI 15-2049-1994 (Indonesia). Semen putih dapat dipakai untuk penggunaan umum dan
29
biasa digunakan untuk dekorasi, ubin teraso, patung-patung, filter lantai, tembok, keramik, dan lain-lain. Penggunaan semen putih juga dapat menghemat penggunaan cat daripada semen abu-abu. PT Indocement Tunggal Prakarsa merupakan satu-satunya produsen semen putih di Indonesia. White Mor tar TR30
White Mortar biasa digunakan untuk pengacian dan lantai karena lebih halus, lebih ekonomis, cepat, praktis. Selain itu crack dapat berkurang karena sifat plasticity dan high adhesiveness. 3.1.6. Proses Produksi Semen Bahan Baku
Berikut ini cadangan bahan baku yang dimiliki PT Indocement Tunggal Prakarsa Tbk. di setiap lokasi pabrik: Tabel III. 4 Cadangan Bahan Baku PT Indocement Tunggal Prakarsa Tbk. Citeureup Bahan Baku
Area (Ha)
Jangka Waktu (tahun)
Cirebon Kapa sitas (Juta Ton)
Are
Jangka
a
Waktu
(Ha)
(tahun)
Tarjun Kapa sitas
Area
(Juta
(Ha)
Ton)
Jangka Waktu (tahun)
Kapa sitas (Juta Ton)
Lime stone
1,82
81
1251
238
66
254
1
>100
360
Sandy clay
2,58
75
160
50
250
94
1
>50
144
86
80
30
1,1
>50
18
1
>50
18
Silica Laterite
Bahan Baku Utama
Bahan baku utama untuk membuat semen adalah batu kapur atau lime stone. Batu kapur dapat diperoleh dari penambangan. Saat ini, untuk keperluan pembuatan semen di pabrik Citeureup dilakukan penambangan batu kapur di Quarry D yang terletak kurang lebih 6 km dari pabrik.
Drilling
Blasting
Loading & Hauling
Crushing
Conveying
Gambar III. 3 Proses Penambangan Batu Kapur
30
Pertama-tama penambangan dilakukan dengan menentukan lokasi yang akan ditambang, kemudian dilakukan drilling atau pengeboran lubang. Lubang tersebut diisi oleh bahan peledak. Bahan peledak yang digunakan adalah 0,165 kg/ton. Bahan peledak terdiri dari 3 bahan utama yaitu anfo, dinamit, dan detonator. Kabel-kabel dihubungkan dengan detonator kemudian detonator ditusukan ke dinamit. Dinamit dimasukkan ke lubang-lubang yang telah ditentukan kemudian lubang ditutup oleh anfo dan pasir halus. Anfo merupakan campuran dari amonium sulfat dan solar. Jika lubang basah (hujan atau kemasukan air), anfo tidak akan reaktif sehingga perlu dilapisi plastik terlebih dahulu sebelum anfo dimasukkan ke lubang atau dibentuk lubang baru beberapa meter disebelah lubang yang basah. Kabel-kabel dari beberapa lubang disatukan dan kemudian dilakukan peledakan (blasting ). Demi keamanan, juru ledak akan bersembunyi di suatu rumah kecil ketika peledakan terjadi. Blasting biasa dilakukan sekitar jam istirahat (11.45 atau 12.00) agar pekerja yang tidak bertugas dalam peledakan tersebut sedang berada di tempat aman (jauh dari lokasi peledakan).
Gambar III. 4 Lokasi Penambangan Batu Kapur di Quarry D
Kemudian setelah peledakan, dilakukan hauling atau pengerukan batu kapur hasil peledakan dengan menggunakan kemudian dimuat di dump truck .
31
diesel shovel yang
Gambar III. 5 Alat-Alat untuk Proses Pengerukan dan Pengangkutan Batu Kapur (Hauling)
Dump truck membawa batu kapur yang masih berdiameter 60-80 cm ke crusher untuk dihancurkan hingga berdiameter lebih kecil. Setelah itu, batu kapur akan dibawa ke pabrik dengan menggunakan conveyor .
Gambar III. 6 Alat untuk Proses Penghancuran Batu Kapur (Crushing)
Masalah yang dapat timbul ketika operasi penambangan adalah getaran peledakan, kestabilan lereng, debu tambang, air tambang, kebisingan konveyor. Oleh karena itu, getaran peledakan perlu diukur dan dikontrol agar tidak menimbulkan bahaya. Selain itu, perlu dilakukan studi kestabilan lereng. Debu yang dihasilkan dari operasi penambangan selalu dimonitor dan dilakukan penanggulangan seperti penyiraman, alat
32
penangkap debu, penanaman pohon. Tingkat kebisingan konveyor pun selalu dimonitor agar selalu didalam batas aman. B a h a n B a k u K o r e k t if
Sandy clay
Bahan baku berikutnya untuk pembuatan semen adalah tanah liat ( sandy clay , clay ). Konsentrasi clay yang digunakan 8-10% dari keseluruhan bahan baku. Tempat penambangan tanah liat untuk keperluan pabrik Citeureup adalah di Hambalang. Cara penambangan yang dilakukan kurang lebih sama dengan penambangan batu kapur.
Gambar III. 7 Lokasi Penambangan Sandy Clay di Hambalang
Pasir Silica
Untuk proses produksi di Citeureup, pasir silica diperoleh dengan cara membeli. Pasir silica digunakan sekitar 3-5% dari keseluruhan bahan baku.
Pasir Besi
33
Pasir besi diperoleh dengan cara membeli dari daerah Cilacap, Jawa Tengah.
Konsentrasi
yang
digunakan
adalah
sekitar
1-2%
dari
keseluruhan bahan baku.
Laterite
Laterite merupakan sejenis iron sand, memiliki warna merah, kandungan Fe tinggi sekitar 60%. Komposisinya adalah sekitar 2%. B a h a n B a k u T am b a h a n
Gypsum
Gypsum diperoleh dengan membeli dari PT Petrokimia Gresik (gypsum sintesis) atau Thailand (gypsum alami). Konsentrasi gypsum yang digunakan adalah sekitar 3-4% dari keseluruhan bahan baku.
Trass
Trass berasal dari gunung berapi dan mengandung clay . Bahan ini sangat menguntungkan ketika ditambah free lime. Energi Batubara
Bahan bakar utama yang digunakan dalam proses pembuatan semen adalah batubara. Alternatif bahan bakar dan bahan baku perlu dicari karena bahan baku dan bahan bakar merupakan sumber daya terbatas dan semakin lama semakin berkurang.
B3 Biomass (Sekam padi, serbuk gergaji, kelapa sawit)
Jenis Limbah Non B3
Non Biomass (Municipal waste)
Gambar III. 8 Jenis Limbah
Terdapat beberapa alternatif bahan bakar sebagai pengganti batubara, yaitu biomass, oil sludge, dan sampah plastik. Utility PT Indocement Tunggal Prakarsa memiliki pembangkit listrik sendiri untuk memenuhi kebutuhan seluruh operasi pembuatan semen. Walaupun
34
begitu perusahaan juga tetap menggunakan jasa PLN. Dengan begitu terdapat 3 jenis energi listrik yang digunakan yaitu PLN, turbin gas, diesel. Tabel III. 5 Kapasitas Utilitas di Masing-Masing Lokasi Pabrik
Kapasitas Citeureup
376,5 MW
Cirebon
45 MW
Tarjun
55 MW
Gambar III. 9 Lokasi Utility di Citeureup Bogor
Proses Produksi Pengeringan
Penggilingan awal (Raw Mill)
Pembakaran dan Pendinginan
Penggilingan akhir (Finish Mill)
Packaging
Gambar III. 10 Proses Produksi Semen di Pabrik ( Plant )
Konveyor akan membawa bahan baku dari tempat penambangan ke plant - plant yang membutuhkan. Bahan yang telah dihancurkan tersebut dikeringkan dalam pengering yang berputar. Kadar air pada material diturunkan sesuai dengan standar yang telah ditentukan. Setelah pengeringan, bahan digiling dalam raw mill .
35
Pembakaran pertama-tama dilakukan dengan memasukan bahan ke dalam suspension preheater dengan suhu 885 ˚C. Kemudian bahan dimasukkan ke dalam rotary kiln yang memiliki suhu 1200-1500 ˚C hingga bahan menjadi klinker dengan CaO max 1,8%. Klinker didinginkan secara mendadak dengan cara dihembuskan udara bebas 5800-6000 m 3/menit. Setelah didinginkan, klinker disimpan di tempat penyimpanan clinker silo. Klinker dicampur dengan gypsum dan digiling hingga menjadi semen. Penggilingan dilakukan dengan sistem close circuit kemudian dipompa ke dalam tangki penyimpanan. Packaging dilakukan dengan bantuan mesin pengisi. Semen yang telah dibungkus, ditransfer ke truk dengan menggunakan konveyor. Tabel III. 6 Lokasi, Produk, dan Kapasitas Produksi Masing-Masing Pabrik (Plant )
Kapasitas Pabrik
Lokasi
Produk
Produksi Semen (Juta Ton / Tahun)
Plant 1
Plant 2
Plant 3
Plant 4
Plant 5
Plant 6
Plant 7
Plant 8
Citeureup, Bogor, Jawa Barat Citeureup, Bogor, Jawa Barat Citeureup, Bogor, Jawa Barat Citeureup, Bogor, Jawa Barat
PCC/OPC Tipe 2
0,7
PCC/OPC Tipe 2
0,6
PCC
1,1
PPC
1,1
Citeureup, Bogor,
OWC/WC/OPC
Jawa Barat
Tipe 5
Citeureup, Bogor, Jawa Barat Citeureup, Bogor, Jawa Barat Citeureup, Bogor, Jawa Barat
0,2
PCC
1,6
PCC
1,9
PCC
1,9
PCC
2,05
Palimanan, Plant 9
Cirebon, Jawa Barat
36
Plant 10
Palimanan, Cirebon, Jawa
Citeureup, Bogor,
11
Jawa Barat
12
2,05
PCC
2,6
PCC
2,6
Barat
Plant
Plant
PCC
Tarjun, Kotabaru, Kalimantan Selatan Total
18,6
P e n g e n d a l i a n K u a l i t as
Hal yang berkenaan dengan kualitas ditangani oleh Quality Assurance & Research Division (QARD). QARD terbagi atas 3 bagian, yaitu QA (Quality Assurance), PCL, dan R&D (Research & Development ). QA bertugas untuk menjamin semua produk yang dihasilkan dan dipasarkan sesuai dengan spesifikasi kualitas yang telah ditentukan. QA terdiri dari beberapa laboratorium, yaitu XRF, Mikroskop, Chemical Wet, Physical, Coal . Parameter yang perlu dikendalikan untuk menjaga kualitas antara lain, blaine/kehalusan (semakin halus daya rekat semakin tinggi namun biaya semakin tinggi), setting time (berapa lama mulai mengeras), normal consistency (banyak air yang dibutuhkan), compressive strenght , residu. Sedangkan PCL melakukan pengujian pada setiap tahap mulai dari raw material, bahan yang telah digiling dengan raw mill , bahan yang akan masuk tahap pembakaran (akan masuk kiln), clicker, hingga produk jadi. Pengujian tersebut dilakukan pada seluruh tahap di seluruh Plant . R&D melakukan riset dan pengembangan terhadap aplikasi semen seperti pembuatan beton, komposisi semen, pasir, agregat, dan air untuk menghasilkan tipe beton dengan kuat tekan tertentu, desain baru, dan sebagainya. Setiap minggu QARD melakukan penelitian terhadap berbagai produk yang dipasarkan oleh produsen semen lainnya. Hal ini dilakukan untuk menjadi patokan agar produk yang dihasilkan PT Indocement Tunggal Prakarsa Tbk memiliki kualitas terbaik. Dengan begitu QARD merancang
37
formula campuran raw material agar sesuai dengan spesifikasi kuat tekan yang diinginkan. Formula tersebut terdiri dari Lime Securation Factor (LSF), Silica Modulus (SM), Iron Modulus (IM). Dari ketiga faktor tersebut dapat
diketahui
komposisi
persentase
dibutuhkan.
38
setiap
bahan
baku
yang
3.2. Lingkup Tugas dan Tanggung Jawab Mechanical Department P34 Mechanical Department sebagai salah satu Department penunjang utama akan kelancaran proses produksi semen bertanggung jawab atas ketersediaan
mesin-mesin
dalam
kondisi
yang
optimal
sehingga
memungkinkan tercapainya target produksi yang ditetapkan oleh Top Management . Tolok ukur keberhasilannya adalah running days mesinmesin penunjang produksi tercapai. Program perbaikan saat overhaul mesin dapat dilaksanakan dengan baik dan tepat waktu dengan budget yang tidak menyimpang dari budget yang sudah diprogramkan. Dalam menjalankan tugasnya, Mechanical Department membawahi dua seksi dengan tugas dan wewenangnya masing-masing.
3.1.1. P l a n n i n g & E v a l u a t i o n G r o u p Secara umum ruang lingkup tugas dan tanggung jawab Planning & Evaluation mencakup semua area, dari Raw Mill sampai ke Packing House. Adapun tugas dan tanggung jawabnya adalah:
Melakukan Perencanaan
Melakukan Evaluasi
Menyiapkan Suku cadang
Dalam menjalankan tugas dan tanggung jawabnya, seorang Planner dibantu oleh satu orang Part Material Control Officer , dua orang Inspector , enam orang Junior Inspector dan dua orang clerk
3.1.2. P r ev e n t i v e M a i n t e n a n c e G r o u p Secara umum ruang lingkup tugas dan tanggung jawab Preventive Maintenance Group adalah melakukan perawatan mesin-mesin produksi dari Raw Mill sampai Packing House baik saat mesin beroperasi maupun saat mesin stop, agar performa mesin tetap optimal sehingga kelancaran proses produksi tetap terjaga.
39
3.2.
Struktur Organisasi
Gambar III. 11 Struktur organisasi P3-4 mechanical departement
40
41
BAB IV ANALISA VIBRASI PADA SP FAN 06 PLANT 3 4.1. SP Fan 06 SP fan 06 merupakan centrifugal fan yang memiliki peranan penting dalam produksi semen. SP fan ini memiliki fungsi sebagai penarik aliran gas panas dari AQC (air quenching cooler) yang juga sebagai secondary air untuk kebutuhan udara pembakaran di dalam kiln maupun pada pre calsiner (suspension preheater). Selain itu udara yang ditarik oleh SP fan membawa material untuk melakukan pemanasan awal di SP (suspension preheater).
Gambar IV. 1 SP Fan 06 Plant 3
Terdapat dua buah SP fan di setiap kiln di P3-4 untuk mendukung masing dua line produksi dari kiln. Setiap linenya di P3-4 mampu feeding mencapai 120 Ton/h raw meal.
SP fan 06 dibuat oleh SOLYVENT
VENTEC dengan kapasitas 5800 m3/min. Berikut adalah karakteristik dari SP Fan 06 berdasarkan manual book ABB Solyvent Ventec: Fan type Flow Fluid density Rated Temperature Inlet static pressure Peripherical speed
HL 4S – 310 5800 m /s 0,545 kg/m 450˚C -800mmCE 159 m/sec
42
Speed Power required Motor power Bearing type Sleeve bearings type Coupling type
980 rpm 1105 kW 1400 kW HRZLQ and HRZLK 22-200 H-ZLQ and H-ZLK 22-200 RUPEX RWN 500
Berikut adalah kerusakan-kerusakan mesin yang mungkin terjadi berdasarkan buku manual: 1. Stop yang diakibatkan oleh pelepasan temperatur Penyebab: Kelebihan panas pada bearing Penanggulangan: Cek kebenaran kuantitas oli 2. Meningkatnya level vibrasi dari bearing Rotor unbalance yang disebabkan:
Lepasnya bandul balancer
Clogging pada sudu impeler
Keausan pada sudu impeler
Masalah pada baut impeler terhadap poros
Penanggulangan:
lakukan
pembersihan
(cleaning)
dan
check
pemasangan baut, lalu lakukan balancing rotor impeler 4.2. Data vibrasi pada IMS (Indocement Maintenance System) Berikut adalah data vibrasi yang terdapat pada IMS yang diambil dari 12 Oktober 2011 hingga 15 Agustus 2012
43
Tabel IV. 1 Data IMS (Indocement Maintenance System) Vibrasi SP Fan 06 Plant 3 SP Fan 06 Date A 15-Aug-12 8-Aug-12 1-Aug-12 25-Jul-12 15-May-12 9-May-12 2-May-12 25-Apr-12 29-Mar-12 22-Mar-12 15-Mar-12 8-Mar-12 29-Feb-12 22-Feb-12 15-Feb-12 8-Feb-12 1-Feb-12 18-Jan-12 11-Jan-12 5-Jan-12 21-Dec-11 16-Dec-11 1-Dec-11 22-Nov-11 11-Nov-11 2-Nov-11 27-Oct-11 20-Oct-11 12-Oct-11 max min average
4 5 3 4 3 3 2 2 2 3 2 1 3 2 2 2 3 2 1 2 5 2 5 3 7 2 2 3 5 7 1 2.93
Fix Bearing H 4 4 3 3 6 6 2 1 2 2 6 5 8 4 6 5 6 5 4 5 11 4 8 3 6 4 1 7 5 11 1 4.69
V 5 7 5 5 8 3 1 3 2 2 5 4 6 4 5 3 7 5 4 6 9 2 8 4 8 4 2 5 2 9 1 4.62
Free Bearing A H 12 6 20 8 11 7 5 7 13 4 22 4 9 3 12 5 6 3 12 4 11 4 9 3 27 7 14 2 15 4 12 2 23 10 21 3 19 3 22 7 23 8 13 3 10 9 3 7 7 7 3 3 7 3 5 7 4 4 27 10 3 2 12.76 5.07
V 8 9 7 9 10 10 4 4 3 4 8 8 15 7 10 5 12 6 8 10 13 5 11 4 6 2 2 3 2 15 2 7.07
Dari data atas di dapat vibrasi arah aksial pada free bearing memiliki kecenderungan lebih tinggi dibandingkan dengan fix bearing dan pada arah lainnya. Vibrasi aksial mencapai 27mm/s pada 29 Februari 2012. Rata rata vibrasi pada aksial free bearing adalah 12.76 mm/s. Berikut grafik dari data vibrasi di atas
44
30
25 ) s / m20 m ( y t i c o 15 l e V l l a r 10 e v O
Axial Horizontal Vertical
5
0
1 1 p e S
1 1 v o N
1 1 c e D
2 1 b e F
2 1 r p A
2 1 y a M
Date
2 1 l u J
2 1 g u A
2 1 t c O
Gambar IV. 2 Grafik vibrasi fix side bearing SP Fan 06 Plant 3
Grafik di atas menunjukkan data vibrasi untuk bearing SP fan 06 fix side. Data tersebut diambil menggunakan vibrotip oleh junior inspector. Data di atas menunjukkan bagian fix side memiliki vibrasi maksimal 11 mm/s pada arah horizontal (21 Desember 2012). Untuk mengurangi vibrasi pada arah horizontal tersebut perbaikan yang telah dilakukan adalah cleaning impeller dan juga balancing. Vibrasi dominan pada horizontal merupakan ciri kerusakan mesin akibat unbalance pada mesin. Grafik dibawah menunjukkan data vibrasi untuk bearing SP fan 06 free side. Data bagian free side memiliki vibrasi maksimal 27 mm/s pada arah aksial (29 Februari 2012). Vibrasi arah aksial dapat disebabkan oleh adanya kerusakan mesin pada sleeve bearing yang digunakan SP fan 06. Selain itu dapat juga disebabkan adanya misalignment. Kedua kerusakan tersebut dapat dideteksi lebih lanjut dengan pengecekan spektrum frekuensi dan pemeriksaan bearing secara visual saat mesin stop
45
30
25 ) s / m20 m ( y t i c o 15 l e V l l a r 10 e v O
Axial Horizontal Vertical
5
0
1 1 p e S
1 1 v o N
1 1 c e D
2 1 b e F
2 1 r p A
2 1 y a M
Date
2 1 l u J
2 1 g u A
2 1 t c O
Gambar IV. 3 Grafik vibrasi free side bearing SP fan 06 Plant 3
4.3. Data vibrasi pengukuran SP Fan 06 dengan VIbscanner Vibscanner merupakan perangkat pendeteksi vibrasi selain vibrotip yang dapat mendeteksi spektrum frekuensi (FFT). VIbscanner ini biasa digunakan saat pengukuran lebih detail diperlukan. SP fan 06 plant 3 ini telah beberapa kali diambil data spektrum frekuensinya. Berikut adalah data overall velocity dari metal bearing SP Fan 06. Dari data overall velocity merupakan data vibrasi yang dideteksi secara keseluruhan untuk besaran kecepatan (mm/s). Data ini diambil di 3 aksis dari bearing baik bagian fix maupun free. Data satu bulan terakhir Agustus 2012-September 2012 ini yang akan di evaluasi. 4.3.1. Overall velocity Pada grafik arah vertikal pada bagian fix bearing, overall velocity mengalami variasi dengan maksimum vibrasi 9 mm/s pada tanggal 31 Agustus 2012.
46
Gambar IV. 4 Grafik overall velocity arah vertikal fix side bearing SP Fan 06 Plant 3
Gambar IV. 5 Grafik overall velocity arah horizontal fix side bearing SP Fan 06 Plant 3
47
Sedangkan untuk arah horizontal, maksimum overall velocity terjadi pada tanggal yang sama dengan nilai 8,5 mm/s. Untuk arah aksial, maksimum overall velocity terjadi pada tanggal 21 September 2012 dengan nilai 4,5 mm/s.
Gambar IV. 6 Grafik overall velocity arah aksial fix side bearing SP Fan 06 Plant 3
Pada bagian free side, maksimum overall velocity untuk arah vertikal terjadi pada tanggal 31 Agustus 2012 dengan nilai 14,5 mm/s. Sedangkan arah horizontal terjadi pada tanggal 21 September 2012 dengan nilai 10,5. Vibrasi overall velocity menunjukan vibrasi dominan pada bagian free bearing arah aksial dengan nilai 36 mm/s. Vibrasi pada arah aksial dapat disebabkan beberapa kerusakan mesin diantaranya adalah adanya misalignment pada shaft dan friksi pada sleeve bearing. Kerusakan mesin ini dapat diprediksi lebih lanjut dengan menggunakan spektrum frekuensi.
48
Gambar IV. 7 Grafik overall velocity arah vertikal free side bearing SP Fan 06 Plant 3
Gambar IV. 8 Grafik overall velocity arah horizontal free side bearing SP Fan 06 Plant 3
49
Gambar IV. 9 Grafik overall velocit arah aksial free side bearing SP Fan 06 Plant 3 arah velocit y
50
4.3.2. Perbandingan Spektrum Frekuensi pada 31 Agustus 2012 (sebelum balancing) dengan 22 September 2012 (sesudah balancing) Setelah diketahui vibrasi dominan pada grafik overall velocity, spektrum frekuensi akan di telaah untuk mendapatkan prediksi mengenai penyebab vibrasi dari SP Fan 06. Untuk analisa spektrum frekuensi digunakan data pada tanggal 31 Agustus 2012 sesaat sebelum di cleaning dan balancing serta data pada tanggal 22 September dimana cleaning dan balancing telah dilakukan. Dari data yang diambil pada kedua hari tersebut dapat dibandingkan antara vibrasi sebelum dan sesudah impeller di balancing.
SEBELUM BALANCING (31 Agustus 2012) Untuk arah vertikal pada fix f ix bearing, dapat dilihat vibrasi dominan
terjadi pada frekuensi 990cpm (1x) dengan nilai 8,27 mm/s.
Gambar IV. 10 Spektrum frekuensi arah vertikal fix side bearing SP fan 06 plant 3 (31/08/2012)
Untuk arah horizontal, pada frekuensi 990 cpm (1x) terjadi vibrasi maksimum sebesar 8,5 mm/s.
51
Gambar IV. 11 Spektrum frekuensi arah horizontal fix side bearing SP fan 06 plant 3 (31/08/2012)
Gambar IV. 12 Spektrum frekuensi arah aksial fix side bearing SP fan 06 plant 3 (31/08/2012)
52
Arah aksial dari fix side bearing mengalami vibrasi dominan pada frekuensi 990 cpm (1x) dengan nilai 3,8 mm/s.
Gambar IV. 13 Spektrum frekuensi arah vertikal free side bearing SP fan 06 plant 3 (31/08/2012)
Dari spektrum frekuensi untuk free side bearing dapat dilihat vibrasi dominan terjadi pada 1x RPM dengan sebesar 13,82 mm/s. Sementara arah horizontal terjadi vibrasi sebesar 6,69 mm/s pada frekuensi 1x rpm. Untuk frekuensi lain (2x rpm dan 3x rpm) terdapat vibrasi sebesar 1,69 dan 1,21 rpm. Untuk arah aksial terjadi vibrasi sebesar 35,64 mm/s di frekuensi 1x rpm.
53
Gambar IV. 14 Spektrum frekuensi arah horizontal free side bearing SP fan 06 plant 3 (31/08/2012)
Gambar IV. 15 Spektrum frekuensi arah aksial free side bearing SP fan 06 plant 3 (31/08/2012)
54
SETELAH BALANCING (21 September 2012)
Gambar IV. 16 Spektrum frekuensi arah vertikal fix side bearing SP fan 06 plant 3 (21/09/2012)
Data vibrasi setelah balancing dilakukan diambil pada tanggal 20 September 2012. Dari spektrum frekuensi dapat dilihat vibrasi dominan pada fix side bearing terjadi pada 1x rpm dengan nilai 0,67 untuk arah vertikal, 0,67 arah horizontal serta 1,03 arah aksial.
55
Gambar IV. 17 Spektrum frekuensi arah horizontal fix side bearing SP fan 06 plant 3 (21/09/2012)
Gambar IV. 18 Spektrum frekuensi arah aksial fix side bearing SP fan 06 plant 3 (21/09/2012)
56
Gambar IV. 19 Spektrum frekuensi arah vertikal free side bearing SP fan 06 plant 3 (21/09/2012)
Gambar IV. 20 Spektrum frekuensi arah horizontal free side bearing SP fan 06 plant 3 (21/09/2012)
57
Untuk free side bearing, frekuensi dari vibrasi dominan terjadi pada 1x rpm atau 990 cpm dengan nilai 2,77 untuk arah vertikal, 2,48 untuk arah horizontal, dan 6,99 arah aksial
Gambar IV. 21 Spektrum frekuensi arah aksial free side bearing SP fan 06 plant 3 (21/09/2012)
Analisa
Dari dua keadaan antara sebelum dan sesudah balancing,vibrasi dominan dari SP fan dapat disimpulkan ke dalam tabel berikut.
Analisa spektrum vibrasi sebelum balancing
Tabel IV. 2 Vibrasi maksimum pada spektrum vibrasi sebelum balancing Arah
Fix Side Bearing (mm/s)
Free Side Bearing (mm/s)
Vertikal
8,27 pada 1xrpm
15,82 pada 1xrpm
Horizontal
8,5 pada 1xrpm
6,69 pada 1xrpm
Aksial
3,8 pada 1xrpm
35,64 pada 1xrpm
58
Analisa spektrum vibrasi setelah balancing Tabel IV. 3 Vibrasi maksimum pada spektrum vibrasi setelah balancing Arah
Fix Side Bearing (mm/s)
Free Side Bearing (mm/s)
Vertikal
0,63 pada 1xrpm
2,77 pada 1xrpm
Horizontal
0,67 pada 1xrpm
2,48 pada 1xrpm
Aksial
1,03 pada 1xrpm
6,99 pada 1xrpm
Dari tabel di atas dapat disimpulkan setelah dilakukan balancing terhadap impeler, vibrasi dari SP Fan 06 plant 3 dapat dikurangi. Akan tetapi, arah aksial dari free side bearing tetap memiliki vibrasi yang termasuk tinggi yakni 6,99 mm/s (setelah balancing). Adanya vibrasi pada arah aksial ini mengindikasikan adanya keausan pada bearing free side. Indikasi ini ditunjukkan dengan adanya vibrasi tinggi pada 1x rpm.
4.4. Pengecekan Visual Bearing dan Impeler SP Fan 06 Pengecekan terhadap bearing dan impeler telah dilakukan ketika kiln plant 3 stop pada tanggal 17 Juli 2012. Bearing bagian fix side dan free side mengalami keausan akibat bergesekan dengan shaft. Keausan terjadi baik pada metal maupun housing bearing. Berikut Gambar IV.22 adalah keausan pada metal dan housing bearing free side. Selain itu dilakukan juga pengecekan impeller dari SP fan 06. Dari hasil pengecekan didapatkan adanya keausan pada impeller. Gambar IV. 23 menunjukkan keausan pada impeler SP fan 06.
59
Gambar IV. 22 Metal dan housing bearing free side SP Fan 06 plant 3
Gambar IV. 23 Impeler SP fan 06 plant 3
4.5. Perbaikan dan pengecekan yang telah dilakukan 4.5.1. Cleaning Cleaning merupakan perawatan yang dilakukan saat vibrasi tinggi pada impeller. Perawatan ini adalah membuang semua coating yang menempel pada impeller yang terbawa dari SP line. Cleaning ini bisa menggunakan waterjet cleaning ataupun pemanasan coating yang diikuti
60
perontokkan coating menggunakan tongkat. Cleaning ini dilakukan pada permukaan impeller SP fan. Setiap vibrasi tinggi, langkah pertama yang dilakukan adalah cleaning.
Gambar IV. 24 Cleaning coating pada impeller dengan menggunakan pemanasan
4.5.2. Balancing Balancing merupakan perbaikan yang dilakukan disaat terjadi unbalance pada impeller. Unbalance ini terjadi akibat adanya ketidak seimbangan massa impeller. Unbalance ini terjadi saat vibrasi horizontal terjadi vibrasi yang dominan dibandingkan dengan vibrasi arah lainnya. Langkah yang dilakukan adalah dengan cara penambahan massa menggunakan pelat yang biasa disebut bandul pada titik yang kekurangan massa. Perangkat yang digunakan adalah vibscanner dangan sensor putaran beserta sensor vibrasi. Pertama-tama dilakukan penandaan posisi sudut pada poros kopling. Test awal (memutarkan mesin) dilakukan untuk mendapatkan data awal posisi mana yang harus ditambahkan pada impeller. Setelah tes awal dilakukan posisi yang ditunjukkan oleh vibscanner diberi tambahan massa. Massa yang ditambahkan sebesar massa bandul yang ada. Misalkan untuk SP fan 06 diberi 500 gram massa. Jumlah massa yang diberikan pada impeller diinput ke dalam vibscanner untuk mendapatkan posisi dan jumlah massa berikutnya yang harus ditambahkan setelah test yang kedua. Setelah tes kedua dilakukan didapatkan data posisi dan jumlah massa yang harus diberikan. Demikian seterusnya hingga vibrasi arah horizontal menurun dan vibscanner menunjukkan posisi titik pusat massa sudah berada di center impeller.
61
Gambar IV. 25 Perangkat yang digunakan untuk balancing
4.6.
Perbaikan yang akan dilakukan
Setelah didapatkannya beberapa faktor penyebab dari vibrasi pada SP fan 06 yakni
Sering menempelnya coating pada impeler SP fan 06
Adanya keausan pada impeler SP fan 06
Adanya keausan pada metal dan housing bearing SP fan 06
Impeler dan bearing SP Fan 06 plant 3 ini akan dilakukan penggantian pada tahun 2013. Purchase request (PR) sudah diajukan untuk keduanya. Dan impeler telah masuk ke dalam tahap purchase order (PO) dengan on before 28 Februari 2013.
62
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1.
Kesimpulan
Berikut adalah Faktor-faktor penyebab dari vibrasi SP fan 06 di Plant 3
Sering menempelnya coating pada impeler SP fan 06
Adanya keausan pada impeler SP fan 06
Adanya keausan pada metal dan housing bearing SP fan 06
Cara penanggulangan masalah vibrasi SP Fan 06 di Plant 3
Melakukan cleaning impeler SP Fan 06 saat vibrasi tinggi yang diakibatkan oleh menempelnya coating
Melakukan balancing Impeler SP Fan 06 agar vibrasi dapat menurun
5.2.
Saran SP Fan 06 di line 1 plant 3 perlu dilakukan penggantian impeler dan
juga bearing dikarenakan adanya keausan pada impeler dan juga bearing yang menyebabkan vibrasi pada SP fan 06 tinggi.
63
DAFTAR PUSTAKA
EUGENE A. AVALLONE, T. B. (2007). Marks' Standard Handbook for Mechanical Engineers. The McGraw-Hill Companies, Inc. Mitchell, J. S. Introduction to Machinery Analysis and Monitoring – Second Edition . R. C. Mishra, K. P. (2006). Maintenance Engineeering And Management. Prentice Hall India.
64
