BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA SISTEM 4.1 Pengujian Pompa Reciprocating Pengujian kinerja pompa ini dimaksudkan untuk mengetahui kinerja pompa setelah proses modifikasi, yang meliputi ketangguhan sistem konstruksi yang dimodifikasi serta kemampuan alir pompa. Pengujian pada system konstruksi modifikasi ini dilakukan dengan cara pengetesan yang meliputi pengetesan pengamatan serta selanjutnya melakukan analisa terhadap hasil pengetesan dan pengamatan tersebut. Pengujian terhadap pompa tersebut dilakukan secara langsung yang terdiri dari pengujian kemampuan alir, serta pengujian tekanan ( pressure test ) Untuk pengujian kemampuan alir dilakukan dengan menggunakan power pack yang menggerakan pompa reciprocating melalui motor hidrolik yang ditransmisikan ke poros pompa menggunakan transmisi sprocket. Adapun perlengkapan yang digunakan sebagai berikut : a. Power Pack : Engine Tipe : Perkins : 6 silinder 50
Daya Pompa hidrolik Serial number Relief valve Tipe : 120 HP : Denison : T6DC B38 B20 3R200 B1 : Vickers : CT 10F30 Gambar 4.1 Flow Diagram Sistem Hidrolik Power Pack b. Pompa Reciprocating Pompa : AIRCO Tipe : Triplex pump ( 3 plunger ) Stroke : 2 inchi ( 50.8 mm ) Diameter plunger terpasang : 3.25 inchi (82.55 mm ) MAWP modifikasi : 7500 Psi. 51
Suction ( inlet ) Discharge ( Outlet ) : 4 inchi (101.6 mm ) NPS : 2 inchi ( 50.8 mm ) NPS Gambar 4.2 Flow diagram sistem hidrolik pompa reciprocating c. Sistem Penggerak Pompa Reciprocating Motor hidrolik Model Tipe Valve kontrol hidrolik Tipe : STAFA motor : Motor bintang : GH 1300 1H : Vickers : C -175 F20 52
Transmisi sprocket : 2 x RS x 30 ( Driver ) : 2 x RS x 45 ( Driven ) d. Alat ukur Pengukur ketinggian Pengukur kecepatan putar Pengukur waktu : penggaris roll : tachometer digital. : Stop watch 4.2 Prosedur Pengujian 4.2.1 Pengujian Tekanan Reciprocating Pengujian tekanan dilakukan dengan tujuan untuk memastikan secara nyata bahwa sistem konstruksi modifikasi cukup aman jika pompa beroperasi. Pengujian tekanan ini dilakukan dengan menutup aliran discharge secara perlahan hingga tertutup rapat ketika pompa berputar mengalirkan fluida. Sehingga terjadi kenaikan tekan sampai pada tekanan yang dinginkan dalam keadaan statis selama waktu yang ditentukan.pada pengujian ini menggunakan sistem transmisi penggerak yang berbeda dengan ketika melakukan pengujian kemampuan alir pompa. Transmisi penggerak yang digunakan sebagai berikut : Motor hidrolik Tipe Valve kontrol hidrolik Tipe : Vickers : 35ML15A 11C20 : Vickers : C -175 F20 Transmisi sprocket : 2 x RS x 30 ( Driver ) 53
: 2 x RS x ( Driven ) Adapun langkah langkah pengujian sebagai berikut : 1. Pastikan kondisi semua perlengkapan dalam keadaan siap digunakan. 2. Kemudian hubungkan antara unit power pack dengan pompa reciprocating.. Susunan koneksinya sebagai berikut : Power pack STAFA motor ( transmisi roda gigi ) pompa reciprocating. 3. Nyalakan power pack terlebih dahulu selama kurang lebih 15 menit, 4. Pastikan hidrolik mengalir melalui hose hose yang ada dengan menyetting relief valve pada kondisi tekanan ringan, serta tidak ada kebocoran. 5. Cek untuk koneksi suction ( inlet ) dan discharge (outlet ) dalam keadaan terbuka. 6. Setting perlahan lahan relief valve sehingga hidrolik mengalir menuju pompa STAFA motor yang kemudian menggerakan pompa. 7. Pada kondisi ini pompa reciprocating akan mulai berputar dan menggerakan plunger sehingga terjadi proses hisap tekan pada ruang fluid end. Sebelum proses pengukuran jalankan putaran pompa selama 15 menit. 8. Setting putaran engine power pack pada kecepatan 2000 Rpm. 9. Setelah lima belas menit setting putaran pompa sesuai dengan yang diharapkan dengan cara memperkecil atau memperbesar aliran hidrolik menuju STAFA motor ( driver ) 10. Kemudian dilakukan tahap pentupan secara perlahan lahan pada saluran discharge yang terhubung dengan ball valve 11. Selama dalam keadaan holding pressure, pengecekan dilakukan pada semua bagian yang terdapat fluida bertekanan didalamnya dan memastikan tidak ada kebocoran sedikitpun. 54
12. Setelah holding pressure selama batas waktu yang ditentukan maka tekanan dilepas secara perlahan dengan membuka ball valve. 13. Setelah proses pengujian selesai, tutup secara perlahan -lahan aliran hidrolik dari power pack menuju STAFA motor, hingga motor tersebut tidak berputar. Kurangi kecapatan putaran engine pada power pack. 14. Matikan power pack Dari hasil pengamatan selama holding pressure, tidak ditemukan adanya kebocoran, penurunan tekanan, kerusakan atau keanehan lainnya pada bagian pompa tersebut. Sehingga untuk tahap pengujian tekanan tidak diperlukan analisa lebih lanjut. 4.2.2 Pengujian Kemampuan alir Pompa Reciprocating Pengujian kemampuan alir dilakukan dengan cara mengukur volume alir pompa pada kecepatan putar pompa tertentu dalam jangka tertentu. Volume alir tersebut dialirkan pada sebuah tangki yang berukuran : Panjang : 1210 mm Lebar : 880 mm Tinggi : 1200 mm Adapun langkah langkah pengujian sebagai berikut : 1. Pastikan kondisi semua perlengkapan dalam keadaan siap digunakan. 2. Kemudian hubungkan antara unit power pack dengan triplex pump. Susunan koneksinya sebagai berikut : Power pack motor hidrolik ( transmisi roda gigi ) pompa reciprocating. 3. Nyalakan power pack terlebih dahulu selama kurang lebih 15 menit, 4. Pastikan hidrolik mengalir melalui hose hose yang ada dengan menyetting relief valve pada kondisi tekanan ringan, serta tidak ada kebocoran. 55
5. Cek untuk koneksi suction ( inlet ) dan discharge (outlet ) dalam keadaan terbuka. 6. Setting perlahan lahan relief valve sehingga hidrolik mengalir menuju pompa motor hidrolik yang kemudian menggerakan pompa. 7. Pada kondisi ini pompa reciprocating akan mulai berputar dan menggerakan plunger sehingga terjadi proses hisap tekan pada ruang fluid end. Sebelum proses pengukuran jalankan putaran pompa selama 15 menit. 8. Setting putaran engine power pack pada kecepatan 2000 Rpm. 9. Setelah lima belas menit setting putaran pompa sesuai dengan yang diharapkan dengan cara memperkecil atau memperbesar aliran hidrolik menuju motor hidrolik ( driver ) 10. Putaran pompa yang digunakan berbeda beda, dari putaran rendah sampai putaran tinggi. 11. Proses pengukuran volume alir mulai dilakukan selama 1 menit dengan cara mengukur kenaikan permukaan air tangki yang terisi oleh aliran discharge pompa reciprocating tersebut. 12. Setelah proses pengujian selesai, tutup secara perlahan -lahan aliran hidrolik dari power pack menuju motor hidrolik, shingga motor tersebut tidak berputar. Kurangi kecapatan putaran engine pada power pack. 13. Matikan power pack. Dari hasil pengujian didapat data berupa kenaikan permukaan dalam skala millimeter, yang kemudian dikalkulasikan dalam bentuk volume alir fluida. Adapun data kemampuan alir yang diperoleh adalah sebagai berikut : 56
4.2.3 Data Hasil Pengujian Kemampuan Alir Tabel 4.1 Data Hasil Pengujian Volume Alir Pompa No Kecepatan putaran ( rpm ) Waktu ( detik ) Panjang ( mm ) Lebar ( mm ) Kenaikan permukaan ( mm ) liter Volume Barrel 1 2 3 4 5 6 7 100 200 300 400 500 597 678 1210 1210 1210 1210 1210 1210 1210 880 880 880 880 880 880 880 65 126 215 280 340 385 480 69.212 134.165 228.932 298.144 362.032 409.948 511.104 0,435 0,844 1,440 1,875 2,277 2,579 3,215 Gambar 4.3 Grafik Hasil Pengujian Volume Alir Pompa 57
Data pengujian volume alir pompa reciprocating diatas, kemudian dibandingkan dengan volume alir teoritis awal sebelum mengalami proses modifikasi. Tabel 4.2 Perbandingan Volume Alir Sebelum dan Sesudah Modifikasi No 1. 2. Ukuran plunger Diameter awal ( 50,8 mm ) Diameter akhir ( 82,55 mm ) Putaran pompa reciprocating ( RPM ) 100 200 300 400 500 597 678 0,194 0,388 0,583 0,777 0,435 0,844 1,440 1,875 0,970 1,159 1,317 2,277 2,579 3,215 Keterangan : Satuan yang digunakan untuk volume alir yaitu bbl / menit Gambar 4.4 Grafik perbandingan volume alir sebelum dan sesudah modifikasi 58
Jika diamati data yang ada diatas dengan perubahan modifikasi diameter plunger dari 50,8 mm ( 2 inchi ) ke 82,55 mm ( 3,25 inchi ) terjadi perubahan volume alir yang sangat signifikan. Peningkatan yang terjadi melebihi 200 % pada setiap tingkat putarannya. 4.2.4 Perhitungan Efisiensi Volumetris Pada tahap selanjutnya data hasil volume alir aktual setelah proses modifikasi yang telah diperoleh kemudian dibandingkan dengan volume alir teoritis, sehingga dapat diketahui effisiensi volumetris pompa. Efisiensi ini digunakan sebagai tolak ukur kinerja sistem pompa reciprocating yang dimodifikasi tersebut selain proses pengujian tekanan. Berikut data perbandingan antara volume alir aktual dengan volume teoritis. Tabel 4.3 Perbandingan Volume Alir Teoritis dan Sesudah Modifikasi No 1. 2. Deskripsi Volume alir teoritis Volume alir aktual Putaran pompa reciprocating ( RPM ) 100 200 300 400 500 597 678 0,513 1,026 1,538 2,051 2,564 3,061 3,477 0,435 0,844 1,440 1,875 2,277 2,579 3,215 Keterangan : perhitungan volume air teoritis diatas diasumsikan diameter plunger 82,55 mm ( 3,25 inchi ) 59
Gambar 4.5 Grafik perbandingan volume alir aktual dan teoritis Berdasarkan data volume alir pada tabel diatas dapat diketahui pompa tersebut memiliki efisiensi volumetris sebagai berikut. Pada kecepatan putaran 100 rpm : Volume alir teoritis : 0,513 bbl / menit = 81,5 liter / menit Volume alir aktual : 0,453 bbl / menit = 69,159 liter / menit
Efisiensi volemetris pada kecepatan tersebut : = 69,159 x 100 % 81,5 = 84,8 % Pada kecepatan putaran 200 rpm : Volume alir teoritis : 1,026 bbl / menit = 163,121 liter / menit Volume alir aktual : 0,844 bbl / menit = 134,185 liter / menit Efisiensi volemetris pada kecepatan tersebut : = 134,185 x 100 % 163,121 = 82,3 % Pada kecepatan putaran 300 rpm : Volume alir teoritis : 1,538 bbl / menit = 244,522 liter / menit Volume alir aktual : 1,440 bbl / menit = 228,942 liter / menit Efisiensi volemetris pada kecepatan tersebut : = 228,942 244,522 x 100 % 61
= 93,63 % Pada kecepatan putaran 400 rpm : Volume alir teoritis : 2,051 bbl / menit. = 326,083 liter / menit Volume alir aktual : 1,875 bbl / menit = 298,101 liter / menit Efisiensi volemetris pada kecepatan tersebut = 298,101 x 100 % 326,083 = 91,42 % Pada kecepatan putaran 500 rpm : Volume alir teoritis : 2,564 bbl/menit. = 407,643 liter / menit Volume alir aktual : 2,227 bbl/menit = 354,065 liter / menit Efisiensi volemetris pada kecepatan tersebut = 354,065 407,643 x 100 % = 86,86 % Pada kecepatan putaran 597 rpm : Volume alir teoritis : 3,061 bbl/menit = 486,66 liter / menit 62
Volume alir aktual : 2,579 bbl/menit = 410,028 liter / menit Efisiensi volemetris pada kecepatan tersebut : = 410,028 x 100 % 486,66 = 84,25 % Pada kecepatan putaran 678 rpm : Volume alir teoritis : 3,477 bbl/menit = 552,799 liter / menit Volume alir aktual : 3,215 bbl/menit = 511,144 liter / menit Efisiensi volemetris pada kecepatan tersebut = 511,144 552,799 x 100 % = 92,5 % Maka efisiensi volumetris rata rata pompa tersebut, yaitu : rata - rata = 84,8+ 82,6 + 93,63 + 91,42 + 86,86 + 84,25 + 92,5 7 = 88 % 63
4.2.5 Analisa Hasil Pengujian Terjadinya efisiensi merupakan indikasi adanya volume fluida yang mengalir dari pipa hisap ( suction ) menuju pipa tekan ( discharge ) mengalami loss.faktor faktor yang mempengaruhi besar kecilnya nilai efisiensi volumetris adalah sebagai berikut : 1. Dimensi pegas pada bagian discharge check valve terlalu besar, sehingga katup pada check valve tersebut tidak terbuka secara maksimal. 2. Setting pegas pada suction check valve perlu dimampatkan lagi, sehingga dapat memperkecil terjadinya slip saat plunger pada tahap kompresi 3. Lubang pada discharge chamber yang relatif kecil terhadap plunger, sehingga ada kemungkinan aliran fluida yang keluar menjadi kurang stabil. 64