Select Page

Saya ada permasalahan, sewaktu melakukan survey untuk instalasi pompa, kami mendapati pipa inlet lebih kecil dari suction pompanya. Karena tidak tersedianya waktu untuk mengganti pompa, jika kemudian kami pasang expander sekitar 25 cm sebelum pompa apakah tidak akan menyebabkan kavitasi?

Saya kawatir soalnya di tulisan BApak Cahyo Hardo yang terhormat (Mengkaji Pompa Bagian-1), tertulis kavitasi disebabkan penurunan tekanan di “sekitar” mata impeller menjadi rendah sehingga menyebabkan pembentukan gelembung udara. Bukankah expander juga juga menyebabkan penurunan tekanan tiba-2?

Maaf saya mungkin yang belum paham mengenai kavitasi.

Tanya – endri yani

Mohon tanggapan dari Bapak-2 & Rekan-2 yg terhormat terutama dari KBK-Pipeline. (Maaf Pak Budi saya belum tau cara gabung ke KBK lain, selama ini saya di Proses)

Saya ada permasalahan, sewaktu melakukan survey untuk instalasi pompa, kami mendapati pipa inlet lebih kecil dari suction pompanya. Karena tidak tersedianya waktu untuk mengganti pompa, jika kemudian kami pasang expander sekitar 25 cm sebelum pompa apakah tidak akan menyebabkan kavitasi?

Saya kawatir soalnya di tulisan BApak Cahyo Hardo yang terhormat (Mengkaji Pompa Bagian-1), tertulis kavitasi disebabkan penurunan tekanan di “sekitar” mata impeller menjadi rendah sehingga menyebabkan pembentukan gelembung udara. Bukankah expander juga juga menyebabkan penurunan tekanan tiba-2?

Maaf saya mungkin yang belum paham mengenai kavitasi.
Terima kasih tanggapannya.

Tanggapan 1 – atanuwijaya2000

Halo rekan endri,

saya coba membantu ya,

pertama mungkin coba diliat lagi apakah diameter suctionnnya sesuai dengan intended design, sebagai rule of thumb (saya dapat dari sumber lain):

diameter suction itu diambil dari flow speednya = (1.3+D/6)ft/s dengan pressure drop 0.4 psi/100 ft untuk liquid line, untuk steam or gas line = 20D ft/s dengan pressure drop 0.5 psi/100 ft
(http://www.cheresources.com/exprules.shtml) selain itu juga suction diameter lebih besar dari discharge diameter

Karena rule of thumb yang pasti tidak akan akurat, tapi kalo masih memenuhi syarat berarti lanjut ke syarat berikutnya:

agar kavitasi tidak terjadi tekanan positif di suction harus lebih besar dari tekanan dimana fluidanya berubah menjadi uap (NPSH), atau kalo bahasa rumitnya:

NPSHavailabe >= NPSH required (untuk penjelasan mudahnya coba baca link berikut ini http://www.jhwright.com/topics/npsh.htm) yang harus diperhatikan adalah untuk apakah NPSHavailabe masih memadai dengan adanya expander ( expander akan memberikan head losses tambahan) buat perhitungannya coba dilihat disini
(http://www.engineersedge.com/pumps/net_positive_suction.htm)

Tanggapan 2 – Husnu Siswa Kusuma

(Share, CMMIW):

Syarat pompa tidak mengalami kavitasi (suction) adalah:

NPSHA > NPSHR, atau dengan kata lain

Psuction (static) > Pvapour fluida

Berikut adalah “cara cepat” menentukan apakah pompa mengalami kavitasi/tidak:

1. Hitung pressure static di suction pompa (tidak termasuk pressure akibat velocity fluida),. Pakai software simulasi jika sistemnya kompleks. Pastikan anda memasukkan komponen2 yang berpengaruh (valve, orifice, elbow, panjang pipa, dll).
2. Pakai HYSYS, masukkan komposisi fluida, masukkan temperatur operasi dan masukkan nilai 0 atau 1 pada vapour/phase fraction, oala… kita peroleh vapour pressure.
3. Bandingkan kedua nilai diatas. Ubah valuenya ke feet head (inilah NPSHA anda) dengan persamaan:

4. Cek NPSHR di curve dari manufacturer pompa anda (Pada umumnya pompa ditest menggunakan water pada temperature kamar, jadi berhati-hatilah jk fluida anda bkn water)
5. GPSA databook memberikan guide safety margin 2-3 ft NPSHA lebih tinggi dari NPSHR.

Menyambung dengan ekspander setidaknya akan membuat restriksi ke suction pompa anda berkurang (meninggikan NPSHA).Menggunakan expander juga akan memperkecil resiko udara terperangkap. Namun dibandingkan dengan menggunakan pipa yang sesuai, grafik sistem anda akan berubah (perubahan diameter dianggap restriksi), seperti ilustrasi di bawah:

Tanggapan 3 – Crootth Crootth

Untuk Mas Husnu dan Mas Hendro

1. Menggunakan expander musti dilihat pemasangannya (instalasinya) jangan sampai menyisakan pocket yang bisa diisi oleh udara/gas. Jadi tidak benar pemasangan expander akan memperkecil resiko udara terperangkap karena sangat tergantung instalasinya.

2. Sebenarnya peritiwa kavitasi itu kompleks, yang biasanya diawali dengan terbentuknya bubble (gelembung) udara / gas akibat penguapan liquid di sekitar mata impeller, peristiwa ini diikuti dengan mengecilnya ukuran bubble dan kembalinya bubble ke fasa cairannya seiring dengan naiknya tekanan di dekat discharge pompa, peristiwa perpindahan fasa ini lah yang menyebabkan “ketukan-ketukan” atau “tabrakan-bubble” pada impeller pompa, yang jika jumlahnya ribuan bubble dapat menyebabkan korosi dan masalah mechanical integrity. Beberapa pompa sudah didesain untuk withstand (tahan) severe cavitation (kavitasi berat).

semoga membantu

Tanggapan 4 – Husnu Siswa Kusuma@medcoenergi

Mas Gharonk,

1. Saya rasa Mas Hendro adalah orang yang cukup cerdas untuk tidak menyisakan pocket udara di pipa ke suction pompa. Menggunakan exspander saya rasa sah2 saja agar aliran liquid terjaga smooth (memperkecil kemungkinan udara terjebak). Dalam hal ini, apakah Mas Gharonk bisa menyediakan solusi yang lebih tepat dan ekonomis untuk masalah Mas Hendro? Mungkin itu bisa jadi pelajaran untuk kita semua.
2. Masalah kavitasi tanya mahasiswa mesin tingkat 4 juga tau Mas.

Tanggapan 5 – Crootth Crootth

Jadi masih tingkat empat yah?

Tanggapan 6 – cahyo@migas-indonesia

Menurut saya sih sah-sah saja pake expander, hanya harus diitung dengan teliti, itu saja, plus fungsi laju alir maksimum yang mungkin tercapai.

BTW, apakah sudah di cek juga kemungkinan juga terjadinya hidrodinamik cavitation (internal re-circulation) seperti yang umum ditemui jika dua pompa dioperasikan secara paralel?

nb: belum tentu looh mahasiswa mesin tingkat 4 tahu itu artinya kavitasi, please check dech.

salah satu alternative lain, misalnya pasang inducer di suction pompa jika mungkin, karena do’i akan mengurangi kebutuhan NPSHr.

Tanggapan 7 – Aroon Pardede

pak Cahyo,

boleh tau, apa itu hydrodynamic cavitation (internal re-circulation)?
Bagaimana fenomenanya? Apakah memang hanya terjadi pada pompa paralel?

Lalu, saya masih kurang ngerti, kaitan pemasangan inducer di suction  pompa dapat mengurangi kebutuhan NPSHr? Bukankah NPSHr pada suatu pompa  sifatnya sudah fix, yakni mengikuti kurva NPSHr?

maaf, bila rada-rada ngawur, maklum, ilmunya dah karatan, jarang ke pake….

Tanggapan 8 – atanuwijaya2000

Mas wisnu,

Waktu saya tingkat 4 kavitasi ini pertanyaan wajib di ujian..he..he sebenernya sih penjelasannya sederhana, tapi mekanisme terjadinya kavitasi ini yang rumit,selain itu penyebabnya juga bermacam2.

Saya juga setuju mas hendro bisa memasang expander dengan baik.Sebenernya yang saya khawatirkan sih bukan expandernya, tapi size pipe suction yang lebih kecil dari nozzle suctionnya, Sepertinyafaktor ini yang lebih dominan yang bisa menyebabkan kavitasi. Kalo pipe suctionnya mempunyai size yang benar, sepertinya penambahan expander tidak terlalu berp
engaruh, hanya memberikan sedikit loss ( karena perubahan flow)yang dikompensasi dari peningkatan tekanan lokal di dekat suction.

Tolong koreksi kalo saha

Tanggapan 9 – endri yani

Maaf Bapak-2 semua mungkin saya yang salah mendiskripsikan masalahnya, kok saya malah bingung sendiri. Jangan-2 expander yang saya maksud berbeda ya dengan Bapak-2 sekalian (Maksud saya dengan expander adalah reducer yang dibalik sehingga out > in)…

Kalo Bapak (Maaf..) Gharonk (sebenarnya siapa sih nama aslinya), menyarankan untuk bagaimana sebisa mungkin menghindari terjadinya bubble. Ini saya bisa menerima. Expander lantas saya buat inline dengan pipa sehingga tidak ada ruang udara dibagian atas.

Jika kemudian Bapak Husnu menyatakan expander justru mengurangi resiko udara terperangkap, bukankah expander justru menyediakan ruang udara yg memungkinkan ternbentuk bubble.

Sekali lagi mohon maaf kalo deskripsi saya kurang jelas. Mohon klo bisa Bapak Gharonk atau Bapak- rekan milis semua memberi spesifikasi pemasangan expansion reducer yang aman (tidak menyebabkan kavitasi tadi) di depan suction pompa.

Tanggapan 10 – Muchlis Nugroho

Jadi pompanya sudah dipasang ya? Reducernya accentric atau concentric, kayaknya accentric ya? Kalau pasangnya top of flate sudah bener. Tapi biar aman, reducernya jangan dipasang terlalu deket sama suction pompa supaya flow patternnya stabil dulu.
Bubble tidak terbentuk jika tekanan di suction sudah cukup tinggi.
Kalau pompanya sudah dipasang tentunya lebih mudah mengetahui terjadi atau tidaknya kavitasi, tinggal didengerin suaranya, diperhatiin tekanan dan flowrate discharge, diperhatiin temperatur pompa. Jika belum pengalaman operation bisa minta bantuan operator foreman/superintenden biasanya mereka bisa membedakan mana pompa yang kavitasi mana yang tidak.

Tanggapan 11 – Kofah Baskoro

Saran saya sih pakai tipe eccentric reducer bukan concentric reducer untuk mencegah pocket air.

Tanggapan 12 – Toharudin@re.rekayasa

Menurut saya juga sebaiknya menggunakan eccentric reducer dengan posisi top flat,lebih bagus lagi antara nozzle pompa dengan reducer dikasih spool 3D.

Tanggapan 13 – panji hindarto

wah kalo gt pasang expander/reducer yang eccentric saja pak, klo yang concentric memang mungkin menyediakan ruang kosong buat udara tapi yang eccentric kan gak gitu.

mas husnu, mbok ya sabar tho kang. kita di sini kan mau sharing bukan adu adigung adiguna. sampai sekarang saya jg blm memahami filosofi kavitasi, yang saya tahu fenomena itu terjadi di suction pompa dan merugikan. Kenapa NPSHA < NPSHR bisa menyebabkanya saya jg blm paham (maklum MKE 1 saya jelek he he). Kalo ada yg mau sharing mengupas lebih dalam mengenai fenomena kavitasi saya sangat berterima kasih.

mas gharong, mas husnu , terima kasih ilmunya, mohon maaf kalau ada kata yang kurang berkenan.

Tanggapan 14 – restoto pramuharjo

Saya mau ikut menambahkan……

Kalau mas Hendro takut terjadi kavitasi pada system pompa tersebut, cobalah menaikan NPSHa nya dengan cara;
1.Menaikan suction pressure, misalnya menakan level fluida yg akan dipompakan.
2.Dengan memasang expander pipe memang akan menurunkan losses di suction pipingnya (salah satu cara menaikkan NPSHa juga). Tetapi kalau melihat pertanyaannya mas Hendo bahwa dari hasil survey  kondisi suction pipe lebih kecil dari suction nozzle-nya pompa, Saya berasumsi bahwa suction nozzle pompa dan size pipanya yg sama tersebut yang dipakai pada saat design pompa dan hitungan-hitungannya NPSHa memakai ukuran nozzle pompa. Kenyataanya suction pipe-nya lebih kecil….

Berarti head losses di suction pipe akan lebih besar dengan menggunakan pipa diameter yg lebih kecil.
Mudah-mudahan head losses masih bisa dicover oleh NPSHa yg telah didesign (biasa ada margin 3 ft terhadap NPSHr). Bisa cek dan dibandingan dengan hasil kalkulasi yg step-step nya telah diberikan oleh mas Husnu.

Kalau anda belum yakin juga anda bisa menurunkan NPSHr pompa dengan menurunkan speed pompa (kalau pakai variable speed driver) atau menurunkan flow rate pompa (dengan sedikit me-throttle discharge valve). Konsequensinya ya flow akan turun dan anda yang lebih tau untuk memutuskan mana yg lebih govern..

Demikian pendapat saya mudah-mudahan bisa membantu dan mana-mana yang tepat untuk di pakai sebagai solusi dari problem mas Hendo seperti juga pendapat teman2 sebelumnya.

Tanggapan 15 – Anshori Budiono

Pak Hendro,

Kalo saya bingung karena kemudian terjadi suasana memanas antara anak Mesin dengan anak Teknik Kimia gara2 kavitasi nih… He3x..

Pemasangan reducer ini, insya Allah tidak akan menjadi penyebab kavitasi. Kalau kemudian terjadi kavitasi, maka hal itu bukan disebabkan oleh pemasangan reducer ini, tetapi memang design awal dari sistem ini sudah tidak sempurna.

Betul bisa terjadi kantong udara di dalam pipa pada reducer tersebut yang tidak hanya menyebabkan tambahan pressure drop pada pipa, tetapi lebih dari itu ditakutkan gelembung udara ikut ke tersedot pompa yang berakibat pompanya batuk-batuk dan less efficiency atau bisa saja motor pompa tersebut trip kalau dipasang vibration switch.
Tapi fenomena ini, bukanlah fenomena kavitasi.

Untuk menghindari terjadinya kantong udara pada reducer tersebut, pada kasus ini seperti yang sudah disarankan beberapa rekan, jika posisi pipanya horizontal, gunakan eccentric reducer dengan posisi pemasangan top flat atau pemasangan dengan hasil bagian atas pipa dan eccentric reducer tersebut rata.

Tanggapan 16 – Djohan djohan.bingito

betul, kukira expander bukan yang punya kontribusi besar terhadap kavitasi, berapa persen sih pressure drop di expander dibanding yang terjadi di suction pipe yang kekecilan?
Lalu udara datangnya darimana?

Yang terjadi adalah penguapan, cairan yang tekanannya turun (karena pipa isap terlalu kecil sehingga pressure drop besar) sampai dibawah vapor pressure akan menguap ( bubles), ketika memasuki bilik pompa mengalami kenaikan tekanan melebihi vapor pressurenya. Akibatnya bubbles tadi mengecut (mengalami implosion) yang dapat memakan metal dinding dalam pompa, ini yang disebut kavitasi.

Kalau memang terjadi kavitasi, cari cara gimana menaikkan tekanan di suction, apa memperbesar suction pipe sudah cukup atau yang lain tergantung konfigurasi prosesnya.

Dahmudahanmanfaat

Tanggapan 17 – Pranoto Hutomo

Mengikuti diskusi mengenai masalah kavitasi ini, rasanya sangat banyak yang dapat kita peroleh, meskipun mungkin ada sedikit pertentangan dalam diskusi. Hal ini saya rasa karena sudut pandang yang berbeda saja. Kalau boleh urun rembug, saya melihat beberapa hal yang bisa disarankan :

1. Sebelum melangkah lebih jauh, sebaiknya untuk sistem pompa tersebut dilakukan perhitungan NPSHA untuk mengetahui seberapa jauh perbedaan antara NPSHR dan NPSHA. Dari perhitungan ini juga dapat diprediksi apakah pompa tersebut akan mengalami kavitasi. Bila kemungkinan terjadi kavitasi, rasanya uraian Mas Restoto dan mas-mas yang lain sudah sangat komplit.

2. Setuju bahwa pemasangan expander pengaruhnya tidak begitu besar pada pressure drop, expander yang eccentric tentunya merupakan solusi yang baik. Untuk sharing, saya pernah memasang sebuah basket strainer (vertikal) pada pipa suction horizontal. Basket strainer cukup besar dibanding pipa suction dengan permukaan atas strainer (untuk ases pembuangan kotoran) jauh lebih tinggi dari posisi pipa suction, Alhamdulillah tidak ada masalah.

3. Pocket udara (gas) di suction rasanya bisa diatasi dengan prosedur operasi (start-up) dimana sebelum jalan dilakukan venting /drain lebih dahulu untuk meyakinkan bahwa tidak ada lagi pocket udara (gas) di suction line. Setahu s
aya untuk fluida proses yang flamable (mudah menguap) karena sensitif terhadap perubahan temperature & pressure, untuk mengakomodir proses start-up pompa, biasanya pompa dilengkapi dengan fasilitas untuk drain dan venting. Kalau pompa dilengkapi dengan PI suction, disana juga biasanya dilengkapi fasilitas (berupa cabang pipa yang biasanya di-plug) yang bisa dipakai untuk membuang udara (gas) yang terjebak dalam saluran PI atau pada saluran pipa suction.

Catatan : Sebagai khazanah untuk menambah wawasan mengenai topik ini mungkin bisa dibaca buku “Flowd of Fluids” through Valves, Fittings and Pipe dari Crane.

Mudahan-mudahan bermanfaat. Mohon maaf kalau hal ini telah disampaikan dalam diskusi sebelumnya. Terima kasih.

Tanggapan 18 – Husnu Siswa Kusuma@medcoenergi

Bapak-bapak yth,

Sepertinya hambatan diskusi ini adalah karena minimnya informasi tentang sistem (Tipe pompa, service, Suction-Discharge size, TDH, Flow rate, Pumping temperature, dan terutama konfigurasi pipa ke suction). Misalnya pompa adalah horizontal multistage, servicenya BFW (Boiler feed water), operating temp 180 degF, 1000 GPM, dll. Kurangnya informasi inilah yang menyebabkan perbedaan pemahaman dalam menyikapi masalah ini. Syarat umum pompa bahwa suctionnya harus continuously flooded juga belum teridentifikasi jelas di sistem Mas Hendro.

Konfigurasi agar aliran smooth and uniform telah dikemukakan oleh Bapak-bapak sebelumnya. Sedikit quote dari Karassik’s Pump Handbook:

“Although installing eccentric reducers with the flat side top will eliminate a potential air pocket, too large a change in diameters –more than 4 in (10 cm)- could result in a disturbed flow pattern to the impeller and cause vibration and rapid wear.” (Piping Handbook-nya Nayyar (part B) jg memberi sedikit guide masalah suction nozzle pompa yang umum.)

Masalah aliran uniform ini diantisipasi dengan menyediakan panjang straight pipe yang cukup sebelum nozzle suction, beberapa kali dari diameter nozzle (required number of straight pipe diameters upstream of the suction flange). Ada yang bilang 6D, ada yang bilang 10D. Dari case Mas Hendro yang 25 cm itu berapa kali diameter suction ya? Tapi tentu saja, sekali lagi semua ini tergantung konfigurasi sistem seperti dikemukakan mas Gharong.

PS: Untuk mempelajari kavitasi dan prosesnya yang “njlimet” dapat mendownload buku “Cavitation and Bubble Dynamics” dari http://caltechbook.library.caltech.edu/view/subjects/optionme.html.
Cukup lama saya memiliki ebook ini tapi sampai sekarang belum mudeng juga. Mahasiswa tingkat 4 kaya saya dulu tau kavitasi juga hanya siap2 njawab pertanyaan asisten dan ujian, hehehe…

Share This