Downtime yang tidak terjadwal, atau waktu yang dihabiskan untuk melakukan pemeliharaan pada mesin yang tiba-tiba rusak, dapat memberikan dampak merugikan bagi perusahaan, baik dari segi waktu, kerugian proses, maupun sumber daya manusia. Sistem pemantauan getaran hadir sebagai solusi untuk mengidentifikasi ketidakteraturan dan anomali pada kesehatan mesin dengan mengukur tingkat getarannya, melindungi fasilitas, proses, dan personel. Pemantauan getaran menjadi kunci dalam mencegah downtime pada mesin dan memprediksi potensi masalah, memberikan peringatan dini terhadap kegagalan mesin. Ini adalah aspek penting dalam berbagai industri, yang tidak hanya berkontribusi pada keselamatan, tetapi juga menjaga kelancaran proses operasional. Tidak hanya di peralatan mesin, pemantauan getaran perlu dan penting dilakukan di kegiatan pertambangan batubara dan mineral, khususnya ketika kegiatan peledakan (blasting). Peledakan merupakan salah satu dari kegiatan penambangan batubara dan mineral yang bertujuan untuk mempermudah penggalian dan pengangkutan batuan penutup (overburden) atau batuan sisa (waste rock). Pemantauan getaran dapat dilakukan di sekitar area penambangan, khususnya area permukiman masyarakat untuk mengetahui dampak yang berpotensi dirasakan oleh masyarakat,
Bagaimana Cara Kerja Sistem Pemantauan Getaran?
Sistem pemantauan getaran menggunakan metode analisis tren getaran untuk memantau ketidakteraturan dalam tanda getaran suatu mesin. Ketika amplitudo getaran mengalami perubahan yang signifikan dalam kondisi stabil, hal ini menandakan adanya perubahan dalam mesin. Amplitudo keseluruhan menjadi indikator utama kerusakan mesin dan sering digunakan untuk output 4-20 mA ke Sistem Kontrol (PLC, SCADA, RTU, dll.). Amplitudo keseluruhan mencakup berbagai frekuensi dan amplitudo individu yang dihasilkan oleh komponen mesin, putaran atau gerakan bolak-baliknya, serta masalah proses. Beberapa sistem pemantauan bahkan dapat merekam bentuk gelombang getaran untuk mengidentifikasi potensi masalah mesin melalui kelainan yang tercatat.
Ciri-ciri Getaran
Ciri-ciri utama getaran melibatkan amplitudo, frekuensi, fasa, bentuk, dan, bila menggunakan sensor jarak, posisi. Amplitudo mengukur tingkat keparahan getaran, sementara frekuensi membantu menentukan sumber getaran. Perubahan frekuensi getaran yang tidak terkait dengan perubahan kecepatan mesin dapat mengindikasikan adanya masalah. Perhatian terhadap frekuensi dapat membantu mengidentifikasi masalah dengan cepat. Fasa membantu menentukan kapan dan di mana getaran terjadi. Melalui analisis bentuk gelombang getaran, variasi amplitudo dan frekuensi dapat mengungkapkan informasi penting tentang kondisi mesin. Dari saat mesin mulai beroperasi hingga suatu bagian mungkin mengalami masalah, amplitudo yang diukur oleh sistem pemantauan getaran dapat menunjukkan perbedaan pergerakan. Pemantauan posisi rotor dalam jarak bebas bantalan atau pergerakan aksial rotor menjadi penting untuk menilai kondisi mesin. Dalam banyak situasi, amplitudo keseluruhan dibandingkan dengan batas getaran atau nilai alarm oleh sistem pemantauan getaran.
Bagaimana Getaran Diukur?
Meskipun getaran dicatat menggunakan frekuensi dan amplitudo, pengukurannya dilakukan dalam bentuk percepatan, kecepatan, dan perpindahan. Peralatan analisis getaran menggunakan sensor yang berbeda-beda tergantung pada elemen yang diukur dan metode pengukuran yang digunakan.
Sebagai contoh, mesin dengan Rolling Element Bearings (REB) umumnya dipantau menggunakan sensor getaran seismik, baik sensor kecepatan maupun akselerometer. Mesin REB yang beroperasi kurang dari 60 Hz cenderung menggunakan sensor kecepatan, sementara mesin dengan Bantalan Film Fluida biasanya dipantau dengan sensor probe jarak.
Akselerometer biasanya menggunakan kristal piezoelektrik (sensor PZT) yang menghasilkan muatan listrik saat terjadi perubahan percepatan, tekanan, atau gaya tertentu. Sensor kecepatan dapat mengambil keluaran akselerometer yang diperkuat, baik piezoelektrik maupun teknologi MEMS (sistem mikroelektromekanis), mengintegrasikan sinyal, dan mengeluarkan sinyal kecepatan. Pada aplikasi suhu tinggi, sering digunakan sensor kecepatan kumparan bergerak untuk mengukur getaran menggunakan kecepatan. Proximity probe digunakan untuk mengukur gerakan relatif antara permukaan rotor dan bantalan, terutama pada Fluid Film Bearing. Proximity Probe dapat mengukur getaran, posisi aksial, dan kecepatan rotor. Sinyal getaran dari sensor dapat didigitalkan dan direkam untuk analisis tren.
Metode Pemantauan Getaran yang Populer
- Pengumpulan Getaran Berkeliling/Berkala
Jenis pemantauan ini menggunakan accelerometer untuk mencatat tingkat getaran pada setiap bantalan radial dan bantalan aksial mesin secara berkala, biasanya bulanan atau triwulanan. Tidak menggunakan data sementara seperti data start up dan shutdown, dan paling baik dilengkapi dengan saklar getaran (listrik atau mekanik) untuk mencegah kegagalan mesin antara setiap pengoperasian data periodik.
- Pengumpulan Data Getaran Berjalan (dengan bentuk gelombang atau data sementara)
Langkah ini umumnya diambil setelah masalah teridentifikasi selama proses pengumpulan data atau jika saklar getar dimatikan untuk mematikan mesin.
- Pemantauan Getaran Berkelanjutan (tanpa bentuk gelombang atau data sementara)
Sistem pemantauan ini sering dilengkapi dengan kemampuan alarm dan pematian untuk mencegah kegagalan alat berat. Jenis pemantauan ini menggunakan pemancar yang mengirimkan sinyal 4 hingga 20 miliamp (mA) yang terhubung langsung ke sistem kontrol untuk memantau data getaran.
- Pemantauan Getaran Berkelanjutan (dengan korelasi data proses, tanpa bentuk gelombang atau data sementara)
Konsep pemantauan ini menggabungkan kemampuan alarm dan penghentian untuk mencegah kegagalan alat berat dan mengidentifikasi tren abnormal. Data dikirim menggunakan pemancar 4 hingga 20 mA yang terhubung langsung ke sistem kontrol yang telah terhubung ke ‘Jaringan Informasi Tanaman’ untuk dikorelasikan dengan informasi proses (beban, aliran, level, tekanan, suhu, dll). Data getaran bersama dengan data proses memberikan tingkat pemahaman yang lebih tinggi tentang bagaimana mesin sebenarnya berperilaku.
- Pemantauan Getaran Berkelanjutan (dengan korelasi data proses)
Peralatan pemantauan saluran tunggal atau multisaluran dengan kemampuan alarm dan pematian membantu mencegah kegagalan alat berat dan mengidentifikasi tren getaran dengan mudah. Jenis pemantauan ini juga memungkinkan diagnostik mesin dengan menggunakan rangkaian transduser yang tepat. Data getaran, kecepatan, posisi dorong, dan dampak dapat dimasukkan ke dalam rangkaian data.
- Pemantauan Getaran Berkelanjutan (dengan korelasi data proses dan bentuk gelombang serta data transien)
Jenis pemantauan ini dilengkapi dengan fitur yang sama seperti di atas, memungkinkan identifikasi tren abnormal berdasarkan kondisi pemrosesan normal dan mencegah kegagalan mesin. Diagnostik mesin dapat dijalankan sesuai permintaan dengan menggunakan sensor terintegrasi dengan data proses pabrik. Ini adalah bentuk pemantauan getaran mesin tertinggi.
Aplikasi Umum Sistem Pemantauan Getaran
Sistem pemantauan getaran dapat diterapkan pada berbagai aplikasi industri. Beberapa penggunaan umumnya melibatkan:
- Peledakan (Blasting) pada Pertambangan
Peledakan batuan penutup (overburden) atau batuan sisa (waste rock) dilakukan untuk mempermudah kegiatan penggalian dan penimbunan. Kegiatan ini berpotensi dapat dirasakan oleh masyarakat sekitar kegiatan penambangan. Oleh karena itu, perusahaan perlu melakukan pemantauan agar dapat mengetahui dan memitigasi potensi dampak dari getaran yang dirasakan oleh masyarakat.
- Mesin Berputar
Motor, kipas angin, turbin, dan kotak roda gigi adalah contoh peralatan yang umumnya dipantau menggunakan sistem pemantauan getaran. Pemantauan ini kritis karena berbagai bagian berputar bersamaan, menciptakan pola getaran yang kompleks. Identifikasi segera terhadap ketidakseimbangan, ketidakselarasan, gesekan, kerusakan bantalan, atau masalah resonansi menjadi esensial untuk menjaga kinerja optimal mesin.
- Bantalan dan Roda Gigi
Pada bantalan dan roda gigi, sistem pemantauan getaran membantu mengidentifikasi pola getaran yang dihasilkan oleh frekuensi yang berbeda. Hal ini memungkinkan deteksi dini terhadap masalah yang mungkin sulit diidentifikasi secara manual, membantu mencegah kerusakan pada mesin.
- Kompresor, Mesin, dan Pompa Bolak-balik
Komponen aktif pada mesin bolak-balik, kompresor, dan pompa perpindahan positif dapat menyebabkan getaran yang kompleks. Pemantauan getaran membantu mendeteksi potensi kegagalan sebelum menyebabkan kerusakan serius pada mesin.
- Jembatan
Pemantauan getaran pada struktur jembatan membantu memastikan kekokohan dan keamanan. Analisis tren getaran dapat memberikan informasi tentang perilaku struktural jembatan, mendeteksi potensi masalah struktural, dan memungkinkan pemeriksaan lebih lanjut jika diperlukan.
- Pipa
Sistem pemantauan getaran pada pipa membantu memberikan peringatan dini terhadap masalah dan mendukung identifikasi sumber permasalahan. Dengan cara ini, risiko tinggi pada pipa dapat dimonitor untuk mencegah kerusakan lebih lanjut.
Memasang Sistem Pemantauan Getaran
Langkah-langkah untuk memastikan mesin dan peralatan berfungsi secara optimal dan memiliki umur pakai yang panjang sangat penting dalam manajemen aset perusahaan. Dengan pemasangan sistem pemantauan getaran, Anda dapat mengukur ketidakteraturan dan mendapatkan peringatan dini terhadap potensi masalah. Hal ini membantu mesin bekerja lebih efektif untuk jangka waktu yang lebih lama tanpa risiko kerusakan yang signifikan.
Dalam memasang sistem pemantauan getaran, pemilihan jumlah sensor yang sesuai dengan kritikalitas peralatan sangat penting. Peralatan yang kritis memerlukan pemantauan intensif dengan sensor yang ditempatkan pada setiap bantalan radial, sensor dorong, dan pemicu fase minimal. Sebaliknya, peralatan yang kurang kritis dapat diawasi dengan satu sensor pada bantalan sisi beban yang paling dekat dengan kopling. Keputusan ini harus didasarkan pada pertimbangan cermat untuk memastikan bahwa pemantauan dilakukan secara efisien dan memberikan nilai maksimal bagi investasi yang dikeluarkan.
Melalui solusi pemantauan getaran dari PT Ganeca Environmental Service, perusahaan dapat mengoptimalkan kinerja mesin, meningkatkan efisiensi operasional, dan menghindari kerugian akibat downtime yang tidak terduga. Dengan implementasi sistem ini, perusahaan dapat mencapai laba atas investasi yang tinggi dan memastikan kelancaran operasional yang berkelanjutan. Solusi ini tidak hanya menyumbang pada efisiensi operasional tetapi juga menjadi langkah proaktif untuk menjaga integritas mesin dan aset perusahaan secara keseluruhan.