Satu dunia: Perbandingan pelumas turbin

Assalamualaikum, silahkan mungkin ada yang memerlukan referensi pelumas turbin, selain sebagai pengingat saya di dunia online,, semoga bermanfaat..

Salam

E.E

[perbandingan pelumas turbin]

Perbedaan yang sangat signifikan antara spesifikasi pelumas turbin ISO VG 32 dan ISO VG 46 dikhawatirkan dapat mempengaruhi kinerja pelumas turbin dalam membentuk lapisan film untuk mengurangi gesekan.

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Seringnya terjadi masalah yang menyebabkan turbin trip karena kegagalan system maupun indikasi-indikasi yang tidak normal menyebabkan adanya tindakan atau inisiatif untuk mengetahui proses operasional pembangkit listrik lebih mendalam sebagai langkah menjalankan fungsi kontrol pada tim commissioning . Fungsi kontrol ini nantinya tidak hanya dilakukan pada pengoperasian tetapi juga pada langkah konstruksi, spesifikasi alat dan juga desain sehingga bisa didapatkan hasil yang maksimal dalam proyek pembangkit listrik.

Salah satu yang fungsi kontrol kepada sebagai consortium proyek yaitu pada kebijakan vendor yang menurunkan spesifikasi pelumas dari ISO VG 46 menjadi ISO VG 32 atau memperbolehkan 2 type pelumas, berbeda dengan manual book pabrikan turbin yang menyatakan bahwa spesifikasi pelumas yang sesuai dengan turbin adalah ISO VG 46 dan tidak diperbolehkan menggunakan ISO VG 32.

Spesifikasi pelumas yang sesuai dengan karakteristik dan kinerja baik pada mesin, peralatan industry dan alat hydraulic mutlak dibutuhkan karena hal tersebut menjamin bahwa mesin-mesin maupun peralatan industry dapat bekerja optimal sesuai dengan desain. Hal inilah yang membuat kami mencoba membandingkan spesifikasi pelumas yang penggunaannya berbeda antara manual book dan juga rekomendasi vendor. Perbandingan ini nantinya bisa dipakai untuk mengevaluasi kebijakan vendor yang merekomendasikan pelumas dengan tipe ISO 32 dengan spesifikasi pada manual book yaitu ISO 46 (Governing and lubricating oil used in steam turbine should adopt the national standar GB 11120-1989 “L-TSA turbine oil”) berkaitan dengan kegagalan turbin pada saat menjalani uji coba

Perubahan tersebut dikhawatirkan menjadi penyebab kegagalan turbin beroperasi dalam uci coba sehingga perlu diadakan pengkajian perbedaan spesifikasi pelumas turbin agar nantinya tidak terjadi masalah dalam pengoperasian baik pada saat uji coba dan juga performance test kedepannya agar pembangkit listrik tersebut dapat di hand over tepat waktu dan memuaskan pihak owner.

1.2 Rumusan masalah

Rumusan masalah dalam penulisan ini adalah:

· Cara membandingkan kinerja pelumas ISO VG 32 dan ISO VG 46 dengan parameter turbin

1.3 Batasan Masalah

Batasan masalah dalam penulisan ini adalah :

· Membandingkan parameter utama pelumas

· Tidak mebahahas mengenai properties yang ada pada pelumas

1.4 Tujuan Penulisan

Tujuan penulisan adalah:

· Mengetahui apakah penurunan spesifikasi pelumas tersebut masih dalam batas aman untuk operasional turbin

1.5 Manfaat Penulisan

Hasil karya penulisan diharapkan bermanfaat :

· Memberikan pengetahuan mengenai pelumas

· Memberikan pengetahuan pentingnya spesifikasi pelumas sesuai dengan rekomendasi pabrikan terhadap equipment

BAB II

DASAR TEORI

2.1 Parameter utama steam turbine:

1. Model :

2. Type : Single axis, double casings, double

exhausting, reactive and condensing type

3. Rated Power :

4. Governing Mode : Nozzle governing

5. Rated Rotating Speed : 3000 RPM

6. Rotating Direction : Clockwise (see from turbine side)

7. Steam Pressure before Main Steam Valve : 9.0 ±0.5 MPa

8. Temperature of steam before MSV : 535 Degree C (max: 540 min 525)

9. Steam Flow : 240 T/H

10. Regenerative extraction : 6 grades

11. Pressure of the exhaust steam : 8,7 KPa

12. Feedwater Temp : 220 Degree C

13. Critical speed : 1608

14. Number of stages : 20 (1+19)

15. Manufacturer :

Lubricating Oil Parameter :

1. Jacking system pressure : 7-12 MPa

2. Temperature : 35-45 Degree C

3. Water Content allowed at outlet : ≤ 0,05%

4. Mechanical foreign diameter allowed : ≤ 25mu

5. Outlet Oil Pressure of main oil Pump : 1.96 MPa

6. Inlet Oil Pressure of main oil Pump : 0.0981

7. Lubricating Oil Pressure : 0.078-0.118 MPa

8. Inlet oil temperature of bearing : 40-45 Degree C

9. Returning Oil Temperature bearing : ≤ 65 Degree C

2.2 Pelumasan

Pelumas umumnya cairan yang diberikan di antara dua benda bergerak untuk mengurangi gesekan, berikut definisi yang lebih lengkap.

2.2.1 Definisi sempit

Proses menyisipkan bahan tertentu (disebut “pelumas”) diantara dua permukaan yang saling kontak atau bergerak relatif satu sama lain untuk mengurangi gesekan yang pada akhirnya mengurangi keausan dan meringankan pergerakan.

2.2.2 Definisi luas

Suatu kegiatan yang menggunakan media pelumas pada operasi mesin maupun peralatan industry dengan tujuan mengoptimalkan kemampuan mesin/peralatan agar efisiensi mesin dapat optimal, hemat bahan bakar, menjaga kehandalan dan juga menghemat biaya maintenance.

Jenis pelumasan pun dapat dibagi lagi secara mendetail menjadi 3 bagian yang akan di jelaskan berikut ini.

2.3 Jenis pelumasan

2.1 Jenis pelumasan

2.4 Karakteristik Pelumas

Pelumas mempunyai sifat dan fungsi yang sesuai dengan kebutuhan dan sifat dari material itu sendiri, berikut sifat dan fungsi pelumas

Sifat pelumas

• Kekentalan (Viscosity)

Viskositas merupakan ukuran kekentalan fluida yang menyatakan besar kecilnya gesekan di dalam fluida.

• Index Kekentalan (Viscosity Index )

Ukuran sensitifitas/ kestabilan kekentalan terhadap temperature yang menyatakan bahwa makin tinggi VI makin kecil perubahan kekentalan akibat nerubahnya temperature

• Titik Tuang (Pour Point)

Mengukur kemampuan pelumas untuk tetap dapat mengalir pada temperature rendah (dibawah 0 derajat)

• Titik Nyala (Flash Point)

Titik nyala pelumas

• Total Base Number (TBN)

Menunjukkan jumlah senyawa-senyawa yang bersifat basa yang ada pada pelumas, TBN berasal dari additive detergent yang ditambahkan kedalam pelumas, senyawa-senyawa basa dalam pelumas dibutuhkan untuk menetralisir senyawa asam yang terbentuk.

• Total Acid Number (TAN)

Adalah ukuran asam organic lemah dan kuat dalam pelumas.

• Kemampuan memisahkan air (Demulsibility)

Kemampuan pelumas untuk memisahkan air

• Sifat anti karat (Anti Rust)

• Sifat anti korosi (Anti Corrosion)

Additive menempel pada permukaan metal dan mencegah molekul air menempel dan membentuk lapisan pelindung

Fungsi pelumas

· Mencegah/mengendalikan/mengurangi gesekan

· Mencegah/mengendalikan/mengurangi keausan

· Mencegah/mengendalikan/mengurangi panas

· Mencegah/mengendalikan/mengurangi kotoran

· sebagai pembersih dan reseptor kontaminasi

· Mencegah/mengendalikan/mengurangi korosi

· Sebagai peredam getaran

· Sebagai pemindah tenaga

· Sebagai perapat

· Sebagai isolator listrik.

2.5 Komponen Pelumas

Pelumas yang biasa kita pakai baik pada mesin maupun gear dan bearing adalah perpaduan antara base oil ditambah dengan additive, base oil atau bahan dasar pelumas umumnya mencapai 90% dari total volume pelumas, yang memberikan sifat dasar pelumasan (kekentalan) untuk mendukung beban / memisahkan bagian yang bergerak. Sedangkan additive adalah zat kimia yang ditambahkan dalam jumlah yang relative sedikit, untuk memperbaiki kekurangan base oil untuk membentuk sifat pelumas yang diinginkan.

2.2 Komposisi additive

2.6 Aplikasi Pelumas

Penggunaan pelumas pada rotating equipment mutlak di perlukan, Fungsi Lubricating oil sendiri yang utama adalah untuk melumasi bagian yang bergesekan, sedangkan fungsi lain tergantung dari pemakaian lubricating oil itu sendiri seperti penahan korosi pada material, fungsi pembersih dan fungsi pendingin. Adapun klasifikasi kekentalan dapat digolongkan menjadi

v Engine Oil (Pelumas Mesin)

Spesifikasi didasarkan pada table SAE J 300 Dec 99, selain sebagai pelumas ada fungsi lain yang d masukkan ke dalam oli tersebut yaitu zat aditif dan kegunaannya sebagai berikut:

2.3 Zat additive

v Gear Oil (Pelumas Roda gigi otomotif)

Spesifikasi didasarkan pada table SAE J 306, Jan 05

2.4 spesifikasi oli hidrolis

v Industrial Oil (Pelumas Industri)

Spesifikasi didasarkan pada klasifikasi ISO VG

2.5 Viskositas kinematis ISO VG

2.6 Produk Turbine Lube Oil Pertamina

Keterangan :

- Viscosity Grade : Penamaan Internasional

- Kynematic Viscosity : Kekentalan yang di ukur pada dua temperatur standar yaitu 100 dan 40 C

- Density : berat cairan per satuan volume pada 150 °C (satuan gr/cm3 atau kg/l)

- Viscosity Index :1. Ukuran sensitifitas/kestabilan kekentalan terhadap temperatur

2. Makin tinggi VI makin kecil perubahan kekentalan akibat berubahnya temperatur

3. VI dihitung dari harga viscositas pelumas pada dua temperatur standar yaitu 100 C dan 40 C

- Flash point : Titik bakar

- Pour Point : kemampuan pelumas untuk tetap dapat mengalir pada temperatur rendah ( dibawah 0 C)

2.7 Properties penting pelumas turbin

• Ketahanan terhadap oksidasi

• Kecenderungan pembentukan sludge yang rendah

• Tidak korosif terhadap metal ferro dan non ferro

• Tidak berbusa dan mudah melepaskan udara yang terperangkap dalam pelumas

• Demulsibility

• Mencegah keausan khususnya pada sistim turbin yang memiliki gearbox

• Adanya udara dan pemanasan pada saat sirkulasi

– Temp pelumas meningkat karena gesekan dan karena panas konduksi dari shaft turbine

– Pelumas akan terpecah menjadi butiran (droplet) atau mist di dlm system, shg kontak dg udara meningkat.

– Dua faktor di atas mempercepat terjadi oksidasi.

– Oksidasi dipercepat akibat metal yg aus dan kontaminan yg beraksi sbg katalis.

– Akan terbentuk insoluble material, visc naik.

– Insoluble oxidation product membentuk gum, varnish, atau sludge pada governor, bearing passage, cooler, strainer, oil reservoir.

– Sludge mengganggu suplai pelumas ke bearing dan mengganggu operasi servo valve

– Bisa membentuk gelembung, mengganggu hydraulic control, mengurangi load carrying ability dr oil film.

– Pada kondisi ekstrim membentuk foaming, meningkatkan oil loss dan hazard.

2.7 Hubungan antara kekentalan dan temperatur

Viskositas merupakan ukuran kekentalan fluida yang menyatakan besar kecilnya gesekan di dalam fluida. Makin besar viskositas suatu fluida, makin sulit suatu fluida mengalir dan makin sulit suatu benda bergerak di dalam fluida tersebut. Kekentalan merupakan salah satu unsur kandungan oli paling rawan karena nerkaitan dengan ketebalan oli atau seberapa besar resistensinya untuk mengalir. Kekentalan oli langsung berkaitan dengan sejauh mana oli berfungsi sebagai pelumas sekaligus pelindung benturan antar permukaan logam. Oli haruh mengalir ketika suhu mesin atau temperratur ambient. Mengalir secara cukup terjamin pasokannya ke komponen-komponen yang bergerak. Semakin kental oli, maka lapisan yang ditimbulkan menjadi lebih tebal. Lapisan harus pada oli merupakan kemapuan ektra untuk menyapu atau membersihkan permukaan logam yang terlumasi. Sebaliknya oli yang terlalu tebal akan memberikan resistensi yang berlebih sehingga menggangu jalannya pelumasan ke komponen yang diutuhkan. Untuk itu oli harus mempunyai kekentalan yang tepat pada temperatur tertinggi atau temperatur terendah ketika mesin dioperasikan.

Faktor-faktor yang mempengaruhi viskositas antara lain adalah koefisien kekentalan zat cair itu sendiri, massa jenis dari fluida, bentuk atau besardari partikel fluida tersebut, karena cairan yang partikelnya besar dan berbentuk tak teratur lebih tinggi daripada yang partikelnya kecil dan bentuknya teratur. Selain itu juga suhu, semakin tinggu suhu semakin kecil viskositas yang dimiliki pelumas, semakin rendah suhunya maka semakin besar viskositasnya.Beberapa kriteria yang penting harus dipenuhi oli antara lain :

· Viskositas harus cukup kental untuk menahan agar bagian peralatan yang bergerak relatif terpisah, tetapi juga harus mencegah kebocoran dari segel.

· Fluida harus cukup pada saat awal yaitu pada saat peralatan masih dingin.

· Dapat membentuk film yang cukup kuat untuk pelumasan perbatasan

· Tahan terhadap oksidasi suhu tinggi

Berikut adalah grafik hubungan antara kekentalan dan temperatur secara general yang menggambarkan bahwa semakin tinggi temperatur maka akan semakin kecil viskositas yang dimiliki pelumas.

2.7 Grafik Hubungan antara Visositas dan suhu

Semakin besar beban yang diberikan bantalan, maka semakin tinggi pula kenaikan suhu pada pelumas. Kenaikan suhu ini akan melemahkan ikatan molekul fluida yang kemudian menurunkan viskositasnya. Viskositas semua jenis fluida atau cairan akan menurun dengan naiknya suhu. Perubahan viskositas yang disebabkan kenikan suhu merupakan hal yang sangat penting yang harus dipertimbangkan di dalam berbagai jenis penerapan minyak lumas di dalam tugasnya menghadapi jangkauan suhu yang luas, karena keberhasilan pelumsan ditentukan oleh 3 aspek yaitu jenis pelumas, jumlah pelumas dan metode pelumasan.

BAB III

ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN

3.1 Standar kekentalan

3.1 Klasifikasi viskositas pelumas industry menurut International Organization for standardization (ISO) yang merupakan klasifikasi ASTM D-2422

Dari table pengklasifikasian pelumas industry menurut standar ISO bisa dilihat bahwa rentang viskositas yang berbeda sama sekali antara ISO VG 32 dan juga ISO VG 46. Pada pelumas ISO VG 32 mempunyai rentang kekentalan minimum yaitu 28,8 dan rentang maksimum yaitu 35,2. Untuk pelumas ISO VG 46 mempunyai rentang kekentalan minimum yaitu 41,4 dan nilai maksimal 50,6. Perbedaan tersebut menggambarkan bahwa sebenarnya kedua jenis pelumas tersebut sangat berbeda baik kekentalan pada suhu 40 degree C maupun rentang maksimum dan minimum, sehingga tidak bisa dikatakan bahwa pelumas dengan tipe berbeda tersebut dapat disamakan dan saling menggantikan.

3.2 Hubungan antara Kekentalan dan Temperatur

3.2 viskositas-temperature diagram produk Shell

Perbandingan Temperature VS Viskositas dapat kita amati bahwa ketika oli berada di temperatur maksimal yang diijinkan yaitu 65 Degree C, kekentalan Lube oil ISO 32 yaitu 10 Cst, sedangkan pada Lube Oil ISO 46 yaitu 20 Cst. Perbedaan tersebut dikhawatirkan pada saat operasi, lube oil tersebut tidak maksimal dalam melapisi meterial yang bersinggungan, sehingga dapat menyebabkan luka pada material turbin.

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

1. Kekentalan berpengaruh besar pada kinerja oli pada saat beroperasi di temperatur kerjanya:

· ISO VG 32 memiliki kekentalan di temperature 65 Degree C : 10 Cst

· ISO VG 46 memiliki kekentalan di temperature 65 Degree C : 20 Cst

Perbedaan yang sangat mencolok pada spesifikasi Lube oil tersebut dikhawatirkan akan mengakibatkan lube oil tersebut gagal membentuk lapisan film untuk melindungi bearing disebabkan kemampuan bekerja pada suhu yang berbeda antara ISO VG 32 dan ISO VG 46. Karena gagal, maka bisa terjadi gesekan langsung antara shaft dan bearing, gesekan tersebut dapat mengakibatkan overheat pada pelumas yang akan menyebabkan pembentukan moisture yang akan mengakibatkan oksidasi pada material yang di lalui oli tersebut. Oksidasi dapat menyebabkan korosi dan menghasilkan endapan gram yang akan melukai permukaan bearing dan mempengaruhi putaran shaft dan bisa menyebabkan vibrasi karena bertumbuknya shaft, gram dan bearing.

2. Berdasarkan Tabel Karakteristik Oli pda manual book tidak hanya kekentalan yang menjadi patokan untuk kebutuhan turbin (Data terlampir), tetapi ada parameter lain yaitu :

· Oxidation stability ISO 32 :3000

· Oxidation stability ISO 46 :9000

· Air release value (50 Degree C) min not more than ISO VG 32 :5

· Air release value (50 Degree C) min not more than ISO VG 46 :6

Hal tersebut mengindikasikan bahwa rekomendasi yang diberikan oleh manufacture sudah sesuai dengan kebutuhan dan karakter turbin itu sendiri sehingga dapat dikatakan spesifikasi yang diberikan dalam manual book sudah sesuai dengan equipment berdasarkan standar yang ada.

5.2 Saran

1. Mengikuti rekomendasi yang diberikan oleh pabrikan Turbin mengenai spesifikasi pelumas yang harus digunakan pada turbin yaitu ISO 46 untuk menjaga keamanan, keandalan dan performa Turbin selama uji coba sampai operasional.

2. Selain mengetes spesifikasi oli, ada baiknya juga dilakukakan test kontaminan yang ada pada oli untuk mengetahui material yang terbawa pada pelumas yang nantinya bisa ditelusuri asal material sehingga bisa dilakukan pencegahan agar unit berjalan lancer selama uji coba sampai operasional.

3. Membandingkan properties yang ada pada pelumas untuk membandingkan antara standar yang diberikan pabrikan dengan properties yang ada pada merk pelumas yang akan dipakai.

LAMPIRAN