Sistem Seal Pada Pompa

Pompa, apapun jenisnya, pasti terdiri dari dua bagian utama yang menyusunnya yakni bagian yang stasioner (diam) dalam hal ini adalah casing pompa, serta bagian yang berputar yakni poros dan impeller. Di antara kedua bagian tersebut terdapat area yang mempertemukan secara langsung fluida kerja yang dipompa dengan atmosfer. Pada titik inilah keberadaan sistem seal pada pompa diperlukan. Sistem seal pada pompa berfungsi untuk mengurangi seminimal mungkin terjadinya kebocoran fluida kerja di area pertemuan antara sisi casing pompa dengan rotornya.

20130904-115012.jpg

Pompa Tanpa Sistem Seal

Ada dua tipe seal pompa yang lazim kita temui di dunia industri, tipe gland packing seal dan tipe mechanical seal. Untuk lebih memperjelas perbedaan antara keduanya, mari kita bahas satu-persatu.

Gland Packing Seal System
Sistem seal ini cukup sederhana dengan hanya melibatkan beberapa komponen penting. Komponen utamanya adalah sebuah packing/gland yang menjadi titik pertemuan antara sisi casing pompa dengan poros pompa. Packing ini ditahan oleh sebuah komponen bernama gland follower yang posisinya dapat diatur untuk memberikan tekanan tertentu terhadap packing. Besar tekanan gland follower diatur oleh beberapa buah sekrup (gland bolts). Semakin kuat tekanan yang diberikan oleh gland follower terhadap packing ini maka akan semakin sedikit fluida yang bocor melalui sela-sela antara poros dengan packing. Akan tetapi jika gesekan antara packing dengan poros terlalu besar, akan lebih cepat mengurangi umur packing karena temperatur kerja nya yang terlalu tinggi. Untuk mengatasinya maka dibutuhkan sistem pendinginan pada packing tersebut, hal ini umumnya didapatkan dengan sedikit membocorkan fluida kerja ke sela-sela poros dengan packing. Sehingga keketatan gland bolts harus tepat agar didapatkan pendinginan yang optimal pada packing.

20130905-100005 AM.jpg

Sistem Gland Packing Seal Pada Pompa

Penggunaan sistem gland packing ini membutuhkan perhatian khusus dalam hal perawatannya. Dalam interval tertentu, tekanan gland follower terhadap gland perlu diatur sedemikian rupa sehingga kebocoran fluida tidak terlalu besar ataupun tidak terlalu kecil. Dan dalam interval tertentu pula, komponen gland perlu diganti dengan yang baru.

20130905-101859 AM.jpg

Temperatur Kerja Berbagai Jenis Material Gland
(Sumber)

Bagian-bagian Pompa Aksial

Bagian-bagian pompa aksial tidak jauh berbeda dengan pompa sentrifugal. Perbedaan yang paling nampak adalah desain difuser antara pompa sentrifugal dengan pompa aksial. Sesuai dengan desain impelernya, pompa sentrifugal lebih ditekankan untuk membangkitkan tekanan kerja fluida (head) yang tinggi, sedangkan pompa aksial lebih menekankan pada debit fluida (flow) yang tinggi. Untuk itu, desain difuser pada pompa sentrifugal (dalam hal ini adalah volute casing) lebih "ekstrim" jika dibandingkan dengan difuser pada pompa aksial. Untuk memahami fungsi volute casing pada pompa sentrifugal, Anda dapat membaca artikel berikut.

20121007-045106 PM.jpg

Bagian-bagian Pompa Aksial

Berdasarkan gambar di atas, berikut adalah bagian-bagian utama dari pompa aksial :

  1. Inlet Pompa. Bagian ini menjadi sisi inlet fluida untuk masuk ke pompa. Pada pompa aksial vertikal, sisi inlet ini berbentuk corong (biasa disebut Suction Bell) dengan tujuan untuk mengurangi kerugian hidrolik head.
  2. Impeller. Impeller menjadi bagian utama dari pompa ini. Desainnya mirip dengan baling-baling pada kapal laut. Impeller ini berfungsi untuk menimbulkan gaya aksial yang ditransferkan ke fluida kerja.
  3. Difuser. Casing pompa aksial juga seperti pompa sentrifugal yang berbentuk difuser. Fungsinya adalah untuk menurunkan kecepatan pompa dan menaikkan tekanan kerjanya. Namun desainnya tidak seekstrim volute casing pompa sentrifugal, karena peningkatan tekanan outlet pompa aksial yang terlalu tinggi dapat menimbulkan vibrasi dan mengurangi umur kerja pompa aksial.
  4. Poros. Berfungsi untuk meneruskan putaran dari motor listrik ke impeller.
  5. Guide Bearing. Berfungsi untuk menahan posisi poros agar tetap berada di garis sumbu kerjanya. Bearing atau bantalan ini memerlukan sistem lubrikasi yang harus selalu dijaga agar terhindar dari kenaikan temperatur.
  6. Stuffing Box. Adalah sistem sealing yang berfungsi sebagai pembatas antara poros dengan casing agar terhindar dari kebocoran.

Berikut adalah gambar detail bagian-bagian pompa aksial :

20121007-111400 PM.jpg

Bagian-bagian Sisi Inlet Pompa

20121007-111414 PM.jpg

Bagian-bagian Sisi Drive-End Pompa

20121007-111510 PM.jpg

Contoh Instalasi Pompa Aksial Vertikal

(Sumber: fpipumpscanada.com)

Bagian-bagian Pompa Sentrifugal

Secara umum pompa sentrifugal tersusun atas beberapa bagian penting yaitu:

  1. Casing
  2. Impeller
  3. Shaft/Poros
  4. Bearing/Bantalan
  5. Kopling
  6. Packing & Seal
  7. Sistem Lubrikasi

Bagian-bagian Pompa Sentrifugal

Bagian-bagian Pompa Sentrifugal

Casing

Komponen utama pertama dari pompa sentrifugal adalah casing pompa. Casing pompa sentrifugal didesain berbentuk sebuah diffuser yang mengelilingi impeller pompa. Diffuser ini lebih sering dikenal sebagai volute casing. Sesuai dengan fungsi diffuser, volute casing berfungsi untuk menurunkan kecepatan aliran (flow) fluida yang masuk ke dalam pompa. Menuju sisi outlet pompa, volute casing didesain membentuk corong yang berfungsi untuk mengkonversikan energi kinetik menjadi tekanan dengan jalan menurunkan kecepatan dan menaikkan tekanan, hali ini juga membantu menyeimbangkan tekanan hidrolik pada shaft pompa.

Volute Casing

Volute Casing Pompa Sentrifugal

Impeller

Impeller adalah bagian yang berputar dari pompa sentrifugal, yang berfungsi untuk mentransfer energi dari putaran motor menuju fluida yang dipompa dengan jalan mengakselerasinya dari tengah impeller ke luar sisi impeller.

20120906-122819 AM.jpg

Beberapa contoh tipe impeller

Desain impeller bergantung atas kebutuhan tekanan, kecepatan aliran, serta kesesuaian dengan sistemnya. Impeller menjadi komponen yang paling utama berpengaruh terhadap performa pompa. Modifikasi desain impeller akan langsung berpengaruh terhadap bentuk kurva karakteristik pompa tersebut. Ada berbagai macam desain impeller pompa sentrifugal, antara lain tipe tertutup dan terbuka, tipe single flow, tipe mix flow, tipe radial, tipe non-clogging, tipe single stage, dan tipe multi stage.

Poros (Shaft)

Poros pompa adalah bagian yang mentransmisikan putaran dari sumber gerak, seperti motor listrik, ke pompa. Yang perlu kita perhatikan adalah, pada sebuah pompa sentrifugal yang bekerja di titik efisiensi terbaiknya, maka gaya bending porosnya akan secara sempurna terdistribusikan ke seluruh bagian impeller pompa.

Bearing

Bearing pada pompa berfungsi untuk menahan (constrain) posisi rotor relatif terhadap stator sesuai dengan jenis bearing yang digunakan. Bearing yang digunakan pada pompa yaitu berupa journal bearing yang berfungsi untuk menahan gaya berat dan gaya-gaya yang searah dengan gaya berat tersebut, serta thrust bearing yang berfungsi untuk menahan gaya aksial yang timbul pada poros pompa relatif terhadap stator pompa.

20120906-014036 AM.jpg

Skema Journal dan Thrust Bearing

Kopling

Pada dasarnya kopling berfungsi untuk menghubungkan dua shaft, dimana yang satu adalah poros penggerak dan yang lainnya adalah poros yang digerakkan. Kopling yang digunakan pada pompa, bergantung dari desain sistem dan pompa itu sendiri. Macam-macam kopling yang digunakan pada pompa dapat berupa kopling rigid, kopling fleksibel, grid coupling, gear coupling, elastrometic coupling, dan disc coupling.

Sistem Packing

Sistem packing pada pompa adalah untuk mengontrol kebocoran fluida yang mungkin terjadi pada sisi perbatasan antara bagian pompa yang berputar (poros) dengan stator. Sistem sealing yang banyak digunakan pada pompa sentrifugal adalah mechanical seal dan gland packing.

20120906-024527 AM.jpg

Sistem Mechanical Seal

20120906-024655 AM.jpg

Sistem Gland Packing

Sistem Lubrikasi

Sistem lubrikasi pada pompa berfungsi untuk mengurangi koefisien gesek antara dua permukaan yang bertemu sehingga mengurangi resiko keausan. Lubrikasi pada pompa terutama digunakan pada bearing. Sistemnya dapat berupa lub oil atau juga tipe greas tergantung dari desain pompa itu sendiri.