Memahami Kavitasi Pada Pompa Dengan Mudah

27 Mei Memahami Kavitasi Pada Pompa Dengan Mudah

Apa yang Dimaksud dengan Kavitasi?

Alat industri Utama – Pump – Memahami Kavitasi Pada Pompa Dengan Mudah – Dalam sistem pemompaan terkadang kita pernah atau sering mendengar suara berisik di dalam pompa. Seperti suara batu kerikil menghantam benda logam.

Suara berisik ini terjadi karena gelembung-gelembung uap (bubbles) pada bagian dalam pompa pecah akibat dihantam oleh putaran impeller dengan kecepatan tinggi. Fenomena terjadinya gelembung – gelembung uap ini disebut dengan Kavitasi.

Pengertian Tekanan Uap (Vapour Pressure)

Tekanan uap setiap cairan berbeda-beda, tergantung pada tekanan dan temperaturenya. Sebagai contoh pada saat Anda merebus air, uap2 air akan terbentuk dan naik ke atas ketika akan mencapai titik didihnya yaitu 100 derajat celcius pada tekanan 1 atmospheric.

Tekanan uap adalah tekanan dimana molekul cairan berubah menjadi uap. Tekanan uap semua cairan tergantung pada temperature cairan tersebut.

Perlu diketahui tekanan uap dan temperature saling berhubungan. Cairan dengan temperature rendah juga dapat menguap jika tekanannya rendah (tekanan vacuum).

Static Head Pump Diagram

Suction Lift Pump Diagram

Bagaimana kavitasi pada Pompa bisa terjadi?

Kavitasi dapat terjadi pada semua tipe pompa, karena prinsip terjadinya kavitasi adalah sama. Pada penjelasan ini kita fokus pada pompa sentrifugal.

Seperti yang kita ketahui bersama, pada saat pompa dijalankan maka cairan akan masuk ke mulut pompa menuju impeller, dan putaran impeller memberikan energi kepada cairan dan mengalirkannya menuju sisi keluaran (outlet).

Impeller yang berputar dengan kecepatan tinggi menyebabkan tekanan di area pusat impeller menjadi rendah (tekanan vacuum), hal ini yang menyebabkan cairan dapat mengalir masuk ke dalam mulut pompa.

Karena tekanan pada bagian mulut pompa ini di bawah tekanan uap cairannya, maka gelembung-gelembung udara akan terbentuk. Terbentuknya gelembung-gelembung udara ini dinamakan kavitasi.

Dampak Kavitasi pada Pompa

Vibrasi dan suara berisik adalah merupakan gejala umum terjadinya kavitasi. Kavitasi menyebabkan performa pompa menurun, dan dalam banyak kasus umur pompa menjadi pendek. Berikut ini merupakan dampak buruk dari kavitasi:

• Suara bising (noise)
• Getaran (vibration) yang berlebihan
• Kerusakan pada mechanical seal
• Impeller keropos (erosion)
• Konsumsi power menjadi besar
• Kapasitas pemompaan menurun

Bagaimana Menghindari Kavitasi Pada Pompa?

Agar efisiensi dan efektifitas sistem pemompaan dapat berjalan dengan baik maka dalam perencanaan awal dan desain harus dipertimbangkan dengan baik.

Jika salah dalam melakukan perencanaan dan perhitungan maka dapat menyebabkan sistem pemompaan tidak berjalan dengan baik dan menyebabkan permasalahan yang serius di kemudian hari. Salah satu masalah yang sering timbul dari kesalahan desain adalah kavitasi pada pompa.

Baca juga : PENGERTIAN INTERNAL GEAR PUMP

Seperti penjelasan di atas kavitasi menyebabkan banyak kerugian-kerugian. Oleh sebab itu agar tidak terjadi kavitasi maka perencanaan dan perhitungan harus dipertimbangkan dengan benar.

Untuk menghindari kavitasi dapat dilakukan pada awal perencanaan (design stage).

Hal yang penting untuk diketahui adalah Net Positive Suction Head (NPSH). Agar lebih mudah memahami terminologi NPSH, kita akan uraikan terminologi tersebut menjadi :

• Net, artinya nilai bersih (akhir) setelah dikurangi oleh parameter yang ada
• Positive, artinya nilainya lebih besar dari nol
• Suction Head, merupakan pressure/head pada sisi inlet pompa

NPSH merupakan selisih pressure/head yang ada pada sisi inlet pompa dikurangi dengan tekanan uap (vapour pressure) fluida yang dipompakan.

Tekanan/head yang ada pada sisi inlet pompa adalah merupakan tekanan akhir setelah dikurangi kerugian-kerugian gesek yang terjadi pada pipa inlet, baik kerugian mayor maupun minor.

Oleh karena itu pada tahap desain awal sangat penting untuk menghitung kerugian-kerugian gesekan tersebut.

Setelah didapat nilai atau besaran kerugian-kerugian tersebut maka nilai tersebut dikurangi dengan nilai tekanan/head yang ada pada pompa.

Net Positive Suction Head Available (NPSHa)

Net Positive Suction Head Available (NPSHa) tidak berhubungan dengan pompa, NPSHa adalah nilai head yang terdapat pada sistem perpipaan pada bagian inlet pompa.

Dan sama sekali tidak ada hubungannya dengan jenis pompa yang dipasang di lapangan. Nilai tersebut didapat dari selisih head yang ada pada bagian inlet pompa dikurangi dengan tekanan uap liquid yang dipompakan.

NPSHa = P pump inlet – Tekanan Uap (vapour pressure)

Tekanan yang ada pada inlet pompa adalah nilai tekanan setelah dikurangi semua losses-losses yang ada pada perpipaan inlet.

Net Positive Suction Head Required (NPSHr)

Net Positive Suction Head Required (NPSHr) adalah karakter dari sebuah pompa yang tidak ada hubungannya dengan sistem perpipaan di lapangan.

NPSHr adalah nilai head/pressure yang dibutuhkan fluida agar pompa dapat bekerja dengan baik. Nilai NPSHr ditentukan oleh masing-masing pabrikan pompa.

Apa Penyebab Kavitasi?

Kavitasi dapat terjadi pada pompa ketika suhu dan tekanan fluida pada sisi masuk impeller sama dengan tekanan uapnya. Hal ini dapat terjadi pada tekanan rendah dan suhu normal.

Fluida dapat berubah menjadi uap dengan suhu yang tinggi. Ketika terjadi kavitasi pada pompa maka akan terbentuk gelembung-gelembung, dan akibat adanya putaran impeller dan naiknya pressure pada pompa membuat gelembung- gelembung tersebut pecah. Ini mirip seperti adanya suara ledakan.

Hantaman impeller terhadap gelembung-gelembung (cavity) tersebut akan mengakibatkan kerusakan mekanis, baik terhadap impeller, shaft, mechanical seal dan komponen lainnya.

NPSHr dapat dikatakan sebagai selisih tekanan pada bagian inlet pompa dengan tekanan uap.

Agar kavitasi tidak terjadi nilai NPSHA harus lebih besar daripada nilai NPSHr. sebagai referensi nilai NPSHa sebaiknya 1meter lebih tinggi dari nilai NPSHr.

Contoh : Sebuah pompa sentrifugal pada kapasitas dan tekanan tertentu memiliki nilai NPSHr 1 meter, maka nilai NPSHa sebaiknya adalah 2 meter.