EVALUASI SUBYEKTIF EMISI AKUSTIK MESIN BERPUTAR OLEH OPERATOR MESIN KRI PULAU RUPAT-712 DI KOMANDO ARMADA RI KAWASAN TIMUR SURABAYA

Transkripsi

1 JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2012) EVALUASI SUBYEKTIF EMISI AKUSTIK MESIN BERPUTAR OLEH OPERATOR MESIN KRI PULAU RUPAT-712 DI KOMANDO ARMADA RI KAWASAN TIMUR SURABAYA Dhenok Ayu Setianingsih, Dhany Arifianto 1), Suyanto 2) 1) Jurusan Teknik Fisika, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) 2) Bengkel Mesin, Fasharkan Surabaya, Lantamal V, Komando Armada RI Kawasan Timur Surabaya Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya dhany@ep.its.ac.id Abstrak Perubahan suara merupakan manifestasi adanya pola vibrasi mesin. Para operator mesin kapal, biasa melakukan deteksi awal kerusakan dengan mendengarkan Pperubahan suaranya. Pada penelitian ini bertujuan untuk mengkuantifikasi keahlian perseptual operator mesin dalam mendeteksi kerusakan awal mesin berputar. Suara kerusakan mesin yang digunakan adalah suara simulator motor pompa milik Bengkel Mesin Fasilitas Pemeliharaan Kapal (FASHARKAN) Pangkalan Utama Tentara Nasional Indonesia Angkatan Laut (LANTAMAL V) Surabaya. Suara rekaman ini digunakan sebagai penunjang untuk pelaksanaan kuesioner. Pengambilan data rekaman dilakukan masing-masing untuk 5 kondisi dengan menggunakan sensor mikrofon dan M-Audio pada titik terdekat penyebab kerusakan selama kurang lebih 20 detik. Variasi kondisi mesin yang digunakan adalah kondisi normal, kerusakan unbalance, misalignment, mechanical looseness dan bearing rusak. Variasi kondisi ini merepresentasikan kerusakan yang sering terjadi pada mesin berputar. Kecepatan mesin yang digunakan untuk pengukuran vibrasi (validasi) dan perekaman suara ialah 1500 RPM. Tujuan dari pemvalidasian rekaman ini ialah agar suara tersebut layak digunakan sebagai pendukung pelaksanan kuesioner. Pemvalidasian tersebut ialah melakukan pengukuran vibrasi dengan menggunakan alat ukur vibrotest 60 pada kondisi mesin yang sama. Didapatkan hasil validasi yang baik sehingga dapat dilakukan kuesioner. Kuesioner ini terdiri atas 19 pertanyaan dengan lima pertanyaan terakhir memperdengarkan suara mesin. Alat yang digunakan untuk memperdengarkan suara ini adalah earphone dengan pelaksanan dilakukan secara bertahap dan perorangan. Sehingga didapatkan hasil bahwa seluruh responden mampu mendeteksi awal kerusakan mesin dengan representasi nilai rata-rata yang baik sebesar 81,11. Sehingga dapat disimpulkan bahwa perseptual responden dapat digunakan dalam mendeteksi awal kerusakan mesin baik ketika kapal dalam keadaan bersandar ataupun berlayar. Kata Kunci kerusakan mesin, metode kuesioner, perseptual, 9 responden. I. PENDAHULUAN ada umumnya, vibrasi pada mesin berputar cenderung tidak diinginkan. Hal ini dikarenakan vibrasi pada mesin merupakan indikator adanya ketidaksesuaian atau kerusakan pada suatu peralatan. Oleh karena itu perlu adanya alat ukur untuk mengetahui kondisi mesin yang sebenarnya, baik untuk pengecekan rutin atau pemeliharaan secara berkala dan apabila dikarenakan suatu kondisi sehingga tidak tersedianya alat ukur vibrasi, merupakan salah satu kendala yang dihadapi oleh para operator mesin dalam melakukan diagnosa vibrasi. Selain itu, adanya perubahan vibrasi menimbulkan perubahan terhadap suara yang di-emisikan mesin. Dengan kata lain, perubahan suara merupakan manifestasi adanya perubahan pola vibrasi mesin [1]. Sehingga para operator kapal, biasa melakukan diagnosa awal berdasarkan pengalaman kerja mereka selama bertahun-tahun dengan mendiagnosa kerusakan mesin berdasarkan perubahan suara mesin. Dalam penelitian sebelumnya [2] mengenai perancangan akustik ruang multifungsi pada teater A ITS melakukan pengambilan data evaluasi subjektif dengan memberikan kuesioner dan didapatkan nilai Mean Opinion Score (MOS) dengan tujuan untuk mengetahui kejelasan informasi yang disampaikan pembicara pada setiap titik pengukuran dalam Teater A. Kemudian pada kerja praktek sebelumnya [3] mengenai analisa getaran berdasarkan pengukuran vibrasi pada Mesin Pendorong Pokok (MPK) KRI Pulau Rupat-712. Pengukuran vibrasi ini menggunakan alat ukur vibrotest 60 produksi Bruel Kjaer. Berdasarkan paparan tersebut, pada penelitian kali ini bertujuan untuk mengkuantifikasi keahlian perseptual operator mesin dalam mendeteksi kerusakan awal mesin berputar berdasarkan suara yang diemisikan. Metode yang digunakan adalah dengan memberikan kuesioner dan memperdengarkan suara kerusakan mesin. Kuisioner ini dilakukan kepada setiap operator mesin KRI Pulau Rupat 712 di Komando Armada RI Kawasan Timur Surabaya secara perorangan. Kemudian didapatkan nilai MOS.

2 JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2012) II. METODE PENELITIAN Pada penelitian ini terdapat metodologi penelitian yang telah dilaksanakan dan dapat dilihat pada diagram alir berikut. phase pompa ini merupakan produksi China dengan spesifikasi alat dapat dilihat pada tabel Penentuan Subjek Penelitian Penentuan subjek penelitian ini adalah para operator mesin KRI Pulau Rupat dengan masa kerja lebih dari 1 tahun dan korps yang berbeda-beda. Para operator mesin ini merupakan responden yang akan menjadi subyek penelitian. Untuk lebih jelasnya, pada tabel 2 berikut berisi tentang rentang masa kerja dan pangkat dari responden. Tabel 2. Data Subyek Penelitian Responden Rentang Masa Kerja Pangkat tahun Serka tahun Serka tahun Sertu tahun Kopda tahun Kopda tahun Kopda tahun K l k tahun K l s tahun K l s 2.3 Penentuan Titik Pengukuran Penentuan titik pengukuran ini berdasarkan titik terdekat. Dimana titik terdekat adalah antara dudukan dengan coupling dan pada bearing. Kemudian dilakukan 5 perekaman jenis suara dari yang dikondisikan normal hingga kondisi rusak. Berikut gambar 2 adalah contoh pengukuran vibrasi dan perekaman suara. Gambar. 1. Diagram alir penelitian 2.1 Penentuan Obyek Penelitian Tabel 1. Spesifikasi Simulator Motor Pompa No Spesifikasi Kapasitas 1. Daya 11 KWatt 2. Tekanan 16 HP 3. Tegangan 220/380 V 4. Frekuensi 50 Hertz 5. Kecepatan 920 r/min Obyek yang akan digunakan dalam pelaksanaan penelitian ini adalah simulator motor pompa milik Bengkel Mesin Fasilitas Pemeliharaan Kapal (FASHARKAN) Surabaya. Pemilihan objek tersebut digunakan untuk mempermudah dalam mengkondisikan jenis kerusakan yang sering terjadi pada mesin-mesin kapal. Kerusakan yang di digunakan dalam penilitian ini adalah misalignment, unbalance, mechanical looseness dan bearing rusak. Selain itu, pengkondisian 4 jenis kerusakan ini juga berdasarkan demo pengetesan vibrasi pada kecepatan 1500 RPM yang pernah dilakukan oleh Bengkel Mesin Fasharkan Surabaya. Sedangkan simulator motor 3 Gambar. 2. Titik-titik Pengukuran Pada Simulator Motor Pompa 2.4 Kuesioner Pelaksanaan kuesioner dilakukan tidak secara perorangan dan bertahap. Kuesioner ini terdiri atas 19 pertanyaan dengan jawaban pilihan. Sedangkan lima pertanyaan terakhir adalah dengan memperdengarkan suara mesin dengan kondisi yang berbeda-beda, yaitu mesin kondisi normal, misalignment, unbalance, mechanical looseness dan bearing rusak. Alat yang digunakan untuk memperdengarkan suara ini adalah earphone. Kemudian apabila dirasa kurang jelas, responden dapat meminta pemutaran ulang suara rekaman mesin tersebut. Bentuk kuesioner dapat dilihat pada lampiran.

3 JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2012) III. ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN Pada bab empat ini berisi mengenai analisa data berupa pengukuran aspek subyektif yaitu hasil skor dari kuesioner yang bertujuan untuk mengetahui kepakaran dari 9 orang operator mesin yang ditunjang dengan data pengukuran objektif yaitu berupa gambar pengukuran vibrasi dan perekaman suara akustik mesin motor pompa. spektrum (a) vibrasi dan (b) rekaman suara mesin simulator kondisi normal. Kondisi ini sesuai dengan vibration severity chart yang menunjukkan bahwa vibrasi 1 mm/s masih dalam kondisi baik. Seperti yang ditunjukkan pada gambar 4 berikut. 3.1 Analisa Data Analisa data ini terdiri atas dua subbab, yaitu pengukuran dari objektif dan pengukuran dari aspek subyektif. Berikut adalah pemaparan dari kedua pengukuran tersebut Pengukuran Aspek Objektif Pengukuran objektif yang dilakukan pada simulator motor pompa ini. Mesin motor pompa ini termasuk mesin kelas 1 seperti yang tercantum pada viberation severity chart gambar 4. Pengukuran ini adalah pengukuran vibrasi dan perekaman suara. Masing-masing pengukuran dilakukan pada 1500 RPM. Sedangkan pada kondisi mesin rillnya menggunakan 1200 RPM. Kemudian untuk mendapatkan 1x, 2x, 3x RPM dst didapatkan dengan melakukan pembagian masing-masing RPM/60 ( 1 menit = 60 detik). Sehingga untuk mesin simulator di dapatkan 1x RPM adalah 25 Hz dan untuk mesin rillnya adalah 20 Hz.dan pengukuran dari aspek subyektif. Tahap selanjutnya adalah melakukan perekaman suara mesin simulator dengan 5 kondisi. Kondisi ini terdiri atas 1 kondisi normal dan kondisi kerusakan yang sering terjadi di lapangan. 4 kondisi tersebut adalah unbalance, misalignment, mechanichal looseness dan kerusakan bearing. Berikut adalah pemaparan dari kedua pengukuran tersebut. Pada gambar 3 adalah menunjukkan hasil pengukuran berupa Gambar. 4. Viberation Saverity Chart [5] Pada kondisi yang kedua seperti yang terlihat pada gambar 5 menunjukkan hasil pengukuran berupa spektrum (a) vibrasi dan (b) rekaman suara mesin simulator unbalance. Kondisi unbalance terjadi pada 1xRPM dengan nilai amplitude sebesar 16,88 mm/s. Gambar. 5. Spektrum (a) Vibrasi dan (b) Rekaman Suara Mesin Simulator Kondisi Unbalance Gambar. 3. Spektrum (a) Vibrasi dan (b) Rekaman Suara Mesin Simulator Kondisi Normal Pada kondisi yang ketiga seperti yang terlihat pada gambar 6 menunjukkan hasil pengukuran berupa spektrum (a) vibrasi dan (b) rekaman suara mesin simulator pada kondisi misalignment pada 3xRPM dengan nilai 11,76 mm/s.

4 JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2012) ini menunjukkan hasil pengukuran berupa spektrum (a) vibrasi dan (b) rekaman suara mesin simulator pada keadaan bearing fault atau rusak dengan nilai 8,32 mm/s. Gambar. 6. Spektrum (a) Vibrasi dan (b) Rekaman Suara Mesin Simulator Kondisi Misalignment Pada kondisi yang ketiga seperti yang terlihat pada gambar 7 menunjukkan hasil pengukuran berupa spektrum (a) vibrasi dan (b) rekaman suara mesin simulator pada kondisi mechanical looseness pada 2xRPM dengan nilai 8,57 mm/s. Pada kondisi yang ke lima seperti yang terlihat pada gambar Gambar. 8. Spektrum (a) Vibrasi dan (b) Rekaman Suara Mesin Simulator Kondisi Bearing Fault Pengukuran Aspek Subyektif Pada gambar 9 merupakan gambar nilai hasil scoring Gambar. 7. Spektrum (a) Vibrasi dan (b) Rekaman Suara Mesin Simulator Kondisi Mechanical Looseness Gambar. 9. Error Hasil Skoring Kuesioner kuesioner. terlihat bahwa nilai tertinggi adalah pada pertanyaan 1 dengan nilai 9,86. Hal ini dikarenakan pada pertanyaan nomer 1 menanyakan mengenai penyebab kerusakan unbalance. Para operator sering menemui kerusakan ini, sehingga sebagian besar menjawab dengan jawaban yang tepat. Sedangkan pada pertanyaan nomer 4 menanyakan mengenai penyebab kerusakan bearing dengan nilai 9,7. Hal ini juga sering dijumpai, sehingga para operator mesin mampu menjawabnya dengan benar.

5 JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2012) Tabel 3. Hasil Skoring Kuesioner 9 Responden KRI Pulau Rupat -712 Gambar. 10. Error Hasil Skoring Kuesioner 3.2 Pembahasan Pada penelitian mengenai evaluasi subyektif emisi akustik mesin berputar oleh operator mesin KRI Pulau Rupat-712 di Komando Armada RI Kawasan Timur (KOARMATIM) Surabaya. Evaluasi ini terdiri atas evaluasi subyektif yang didukung dengan pengukuran vibrasi dan perekaman suara kerusakan mesin simulator. Mesin simulator motor pompa ini milik Bengkel Mesin Fasilitas Pemeliharaan Kapal (FASHARKAN) Surabaya. Evaluasi ini dilakukan dengan mengkondisikan simulator dalam 5 kondisi dan dilakukan pengukuran vibrasi dengan menggunakan vibrotest 60. Untuk kondisi pertama adalah kondisi normal, kondisi kedua adalah kondisi simulator dengan kerusakan unbalance, kondisi ketiga adalah kerusakan misalignment, kondisi ke empat adalah kondisi mechanical looseness dan kondisi kelima adalah kondisi bearing fault. Untuk mengkondisikan kerusakan unbalance, simulator diberi beban 2 mur dirumah bearing. Sedangkan kerusakan misalignmet dibuat dengan mengendurkan mur pada dudukan simulator dekat coupling dan diberi penyangga setebal ± 2mm. Kemudian untuk kerusakan mechanical looseness di kondisikan dengan mengendurkan seluruh mur pada dudukan simulator. Dan kondis kerusakan bearing fault adalah dengan memngganti bearing dalam kondisi baik dengan kondisi bearing yang rusak. Pengukuran vibrasi dilaksanakn secara bergantian pada masing-masing kerusakan. Sehingga didapatkan hasil pengukuran berupa gambar 3 sampai 8. Berdasarkan gambar, terlihat bahwa terdapat amplitude tertinggi pada kerusakankerusakan tersebut. Pada kondisi 1 nilai amplitudo tertinggi hanya sebesar 1 mm/s. Hal ini dikarenakan simulator dalam

6 JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 1, No. 1, (2012) kondisi normal. Sedangkan pada kondisi 2 nilai amplitude sebesar 16,88 mm/s. Pada kondisi 3 nilai amplitude sebesar 11,76 mm/s. Pada kondisi 4 nilai amplitude sebesar 8,57 mm/s mm/s. Pada kondisi 5 nilai amplitude sebesar 8,32 mm/s. Sehingga dapat dikatakan bahwa untuk evaluasi objektif ini sesuai dan dapat dilakukan perekaman suara untuk menunjang dilaksanakannya evaluasi subyektif. Pada evaluasi subyektif ini menggunakan metode kuesioner. Kuesioner tersebut merupakan kuesioner dengan penilaian skala rasio yang terdiri atas 19 pertanyaan pilihan. Bentuk dari kuisioner tersebut dapat dilihat pada Lampiran A-1. Dimana untuk setiap pertanyaan yang merupakan pertanyaan dengan pilihan jawaban iya dan tidak diberikan skor 1. Untuk pertanyaan jenis ini jumlahnya ada 10 pertanyaan. Dimana pertanyaan ini merupakan pertanyaan arahan. Sedangkan 9 pertanyaan sisanya, masing-masing diberikan bobot nilai 10. Pada gambar 4.6 tersebut hanya merepresntasikan pertanyaan pra-inti dan inti. Pada gambar 9 untuk pertanyaan 1 merupakan representasi pertanyaan nomer 8, pertanyaan 2 merupakan representasi pertanyaan nomer 10, pertanyaan 3 merupakan representasi pertanyaan nomer 12, pertanyaan 4 merupakan representasi pertanyaan nomer 14. Pertanyaan nomer 1sampai 4 pada gambar merupakan pertanyaan pra-inti. Lalu untuk 4 pertanyaan pra-inti ini, menanyakan mengenai penyebab terjadinya kerusakan. Kerusakan yang dimaksud adalah kerusakan unbalance, mechanical looseness, misalignment dan bearing yang rusak. Hal ini mampu dijawab dengan baik oleh para operator mesin. Sehingga memiliki skor yang tinggi. Hal ini dapat dilihat pada gambar 9. Dan 5 pertanyaan terakhir merupakan representasi pertanyaan nomer 15 sampai 19. Dengan 5 pertanyaan terakhir adalah memperdengarkan suara mesin simulator motor pompa dengan 5 kondisi mesin yang berbeda. Dan untuk 5 pertanyaan inti mengenai suara yang diperdengarkan. Para responden ini sering mengalami kebingungan ketika memperdengarkan suara antara misalihnment dengan bearing yang rusak. Hal ini dikarenakan bearing yang rusak tidak terlalu mengalami kerusakan. Sehingga suara yang di emisikan sulit untuk dibedakan. Kemudian data subyektif ini juga diklasifikasikan berdasarkan rentang masa kerja para responden. Hal ini dapat dilihat pada gambar 10. Pada gambar ini dapat dilihat bahwa perbandingan error yang paling besar adalah pada rentang 1-5. Kemudian pada tabel 3 ini juga ditampilkan nilai keseluruhan dari 19 pertanyaan yang diajukan. Nilai terbaik didapatkan oleh responden nomer 6 dengan nilai 92 dan nilai terendah didapatkan oleh responden nomer 3 dengan nilai 72. Untuk rata-rata nilai dari 9 responden adalah 71,11. Sehingga dapat disimpulkan bahwa pada penelitian kali ini, responden yang merupakan operator mesin ini mampu mendeteksi kerusakan mesin berdasarkan emisi akustik yang diperdengarkan dengan representasi nilai yang baik. Sehingga kepakaran responden tersebut dapat digunakan dalam mendeteksi awal kerusakan mesin untuk menggantikan sementara alat ukur, baik ketika kapal dalam keadaan bersandar ataupun berlayar. IV. KESIMPULAN DAN SARAN Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, didapatkan beberapa kesimpulan sebagai berikut: 1. Nilai terbaik untuk kuesioner dengan 19 pertanyaan didapatkan oleh responden nomer 6 dengan nilai Seluruh responden mampu mendeteksi awal kerusakan mesin berdasarkan emisi akustik yang diperdengarkan dengan representasi nilai rata-rata yang baik sebesar 81, Kepakaran responden dapat digunakan dalam mendeteksi awal kerusakan mesin untuk menggantikan sementara alat ukur, baik ketika kapal dalam keadaan bersandar ataupun berlayar. Untuk penelitian selanjutnya sebaiknya diperbanyak lagi variable kerusakannya untuk lebih mengetahui secara detail kepakaran para operator tersebut. DAFTAR PUSTAKA [1] Hayati, Dian Nur, Penerapan Independent Component Analysis (ICA) Untuk Pemisahan Sinyal Suara Mesin Berputar Di PT. Gresik Power Indonesia (The Linde Group), tugas akhir, Jurusan Teknik Fisika, ITS, Surabaya (2011). [2] Syahadhatin, Yuniar, Perancangan Akustik Ruang Multifungsi Pada Teater A ITS Dengan Desain Modular, tugas akhir, Jurusan Teknik Fisika, ITS, Surabaya (2011). [3] Arista, Elok Yudishtyra, Analisa Getaran Berdasarkan Pengukuran Vibrasi Pada Mesin Pokok (MPK) KRI Pulau Rupat-712, kerja praktek, Jurusan Teknik Fisika, ITS, Surabaya (2011). [4] Setianingsih, Dhenok Ayu, Analisa Vibrasi Untuk Predictive Maintenance Pada Mesin Pendorong Pokok (MPK) KRI Pulau Rupat-712 Di Komando Armada RI Kawasan Timur Surabaya, kerja praktek, Jurusan Teknik Fisika, ITS, Surabaya (2011). [5] Tri P., Agung, Pembelajaran Vibrasi Bengkel Mesin Fasilitas Pemeliharaan Kapal Surabaya,LANTAMAL V (2011). [6] Permana P., Ricky, Evaluasi Unjuk Kerja Independent Component Analysis (ICA) Untuk Mendeteksi Kerusakan Mesin Kapal Di PT.Dharma Lautan Utama Surabaya,tugas akhir, Jurusan Teknik Fisika, ITS, Surabaya (2011). [7] Sekaran, Uma, Research Methods For Business- Metodologi Penelitian Untuk Bisnis, Salemba Empat, Edisi 2 (2006).