Analisis Komprehensif ISO 20816-3: Pengukuran, Evaluasi, dan Implementasi Instrumental Melalui Sistem Balanset-1A

Ringkasan Eksekutif

Lanskap industri telah menyaksikan pergeseran paradigma yang signifikan dalam standarisasi pemantauan kesehatan mesin. Pengenalan ISO 20816-3:2022 mewakili konsolidasi dan modernisasi metodologi sebelumnya, khususnya dengan menggabungkan evaluasi getaran rumah (sebelumnya ISO 10816-3) dan getaran poros berputar (sebelumnya ISO 7919-3) ke dalam kerangka kerja tunggal yang terintegrasi. Laporan ini memberikan analisis komprehensif tentang ISO 20816-3, menguraikan bab-babnya, lampiran normatif, dan prinsip-prinsip fisiknya. Selain itu, laporan ini juga mencakup evaluasi teknis rinci terhadap alat analisis getaran portabel dan penyeimbang Balanset-1A, menunjukkan bagaimana alat ini memudahkan kepatuhan terhadap persyaratan ketat standar tersebut. Melalui sintesis teori pemrosesan sinyal, prinsip-prinsip teknik mekanik, dan prosedur operasional praktis, dokumen ini berfungsi sebagai panduan definitif bagi insinyur keandalan yang ingin menyelaraskan strategi pemantauan kondisi mereka dengan praktik terbaik global menggunakan instrumen presisi tinggi yang mudah diakses.

Bagian I: Kerangka Teoritis ISO 20816-3

1.1 Perkembangan Standar Getaran: Konvergensi ISO 10816 dan ISO 7919

Sejarah standarisasi getaran ditandai dengan pergerakan bertahap dari pedoman yang terfragmentasi dan spesifik komponen menuju evaluasi mesin secara holistik. Secara historis, penilaian mesin industri dibagi menjadi dua. Seri ISO 10816 berfokus pada pengukuran bagian-bagian non-rotasi—khususnya rumah bantalan dan pedestal—menggunakan akselerometer atau transduser kecepatan. Di sisi lain, seri ISO 7919 menangani getaran poros berputar relatif terhadap bantalannya, terutama menggunakan probe arus eddy non-kontak.

Pemisahan ini seringkali menyebabkan ambiguitas diagnostik. Sebuah mesin mungkin menunjukkan getaran rumah yang dapat diterima (Zona A menurut ISO 10816) sambil mengalami getaran poros yang berbahaya atau ketidakstabilan (Zona C/D menurut ISO 7919), terutama dalam skenario yang melibatkan casing berat atau bantalan film cair di mana jalur transmisi energi getaran teredam. ISO 20816-3 menyelesaikan dilema ini dengan menggantikan ISO 10816-3:2009 dan ISO 7919-3:2009.1 Dengan mengintegrasikan perspektif ini, standar baru mengakui bahwa energi getaran yang dihasilkan oleh gaya dinamis rotor manifestasi secara berbeda di seluruh struktur mesin tergantung pada kekakuan, massa, dan rasio peredaman. Akibatnya, evaluasi yang sesuai kini memerlukan dua perspektif: menilai getaran absolut struktur dan, jika berlaku, gerakan relatif poros.

Sistem Balanset-1A hadir sebagai alat yang dirancang untuk menghubungkan domain pengukuran ini. Arsitekturnya, yang mendukung baik akselerometer piezoelektrik untuk pengukuran rumah maupun masukan tegangan langsung untuk sensor perpindahan linier, mencerminkan filosofi dual-nature dari seri ISO 20816.3 Konvergensi ini menyederhanakan perlengkapan teknisi, memungkinkan satu instrumen untuk melakukan penilaian komprehensif yang kini diwajibkan oleh standar terpadu.

1.2 Ruang Lingkup dan Penerapan: Mengidentifikasi Peta Industri Mesin

Bab 1 dari ISO 20816-3 secara rinci mendefinisikan batas-batas penerapan standar ini. Standar ini bukanlah standar serba guna; ia dirancang khusus untuk mesin industri dengan daya lebih dari 15 kW dan kecepatan operasi antara 120 r/min dan 30.000 r/min.1 Rentang operasional yang luas ini mencakup sebagian besar aset kritis di sektor manufaktur, pembangkit listrik, dan petrokimia.

Peralatan yang secara khusus tercakup meliputi:

• Turbin Uap dan Generator: Unit-unit dengan daya keluaran 40 MW atau kurang termasuk dalam kategori ini. Unit-unit yang lebih besar (di atas 40 MW) umumnya diatur oleh ISO 20816-2, kecuali jika beroperasi pada kecepatan yang berbeda dari frekuensi jaringan sinkron (1500, 1800, 3000, atau 3600 putaran per menit).6
• Kompresor Rotari: Termasuk desain sentrifugal dan aksial yang digunakan dalam industri proses.
• Turbin Gas Industri: Secara khusus, turbin gas dengan kapasitas output 3 MW atau kurang. Turbin gas berkapasitas lebih besar dipisahkan ke dalam bagian terpisah dari standar karena karakteristik termal dan dinamisnya yang unik.1
• Pompa: Pompa sentrifugal yang digerakkan oleh motor listrik merupakan komponen utama dalam kelompok ini.
• Motor Listrik: Motor dari jenis apa pun termasuk dalam kategori ini, asalkan dihubungkan secara fleksibel. Motor yang dihubungkan secara kaku sering kali dievaluasi sebagai bagian dari sistem mesin yang digerakkan atau di bawah klausul-klausul khusus.
• Kipas dan Blower: Sangat penting untuk sistem HVAC dan penanganan udara dalam proses industri.6

Kecuali: Sama pentingnya adalah memahami apa yang tidak termasuk. Mesin dengan massa bergetar (seperti kompresor piston) menghasilkan profil getaran yang didominasi oleh benturan dan torsi yang bervariasi, sehingga memerlukan analisis khusus yang tercantum dalam ISO 20816-8. Demikian pula, turbin angin, yang beroperasi di bawah beban aerodinamis yang sangat bervariasi, diatur oleh ISO 10816-21.7 Fitur desain khusus Balanset-1A, seperti rentang pengukuran kecepatan rotasi 150 hingga 60.000 rpm 8, sejalan sempurna dengan rentang 120–30.000 rpm yang ditetapkan dalam standar, memastikan bahwa instrumen ini mampu memantau seluruh spektrum mesin yang relevan.

1.3 Sistem Klasifikasi Mesin: Fisika Kekerasan Penopang

Inovasi penting yang dipertahankan dari standar sebelumnya adalah klasifikasi mesin berdasarkan kekakuan penyangga. ISO 20816-3 membagi mesin ke dalam kelompok tidak hanya berdasarkan ukuran, tetapi juga berdasarkan perilaku dinamis.

1.3.1 Klasifikasi Kelompok Berdasarkan Kekuatan dan Ukuran

Standar ini mengelompokkan mesin ke dalam dua kelompok utama untuk menerapkan batas keparahan yang sesuai:

• Kelompok 1: Mesin besar dengan daya nominal di atas 300 kW, atau mesin listrik dengan tinggi poros melebihi 315 mm. Mesin-mesin ini umumnya dilengkapi dengan rotor berukuran besar dan menghasilkan gaya dinamis yang signifikan.9
• Kelompok 2: Mesin berukuran sedang dengan daya nominal antara 15 kW dan 300 kW, atau mesin listrik dengan tinggi poros antara 160 mm dan 315 mm.10

1.3.2 Fleksibilitas Dukungan: Kaku vs. Fleksibel

Perbedaan antara “penyangga kaku” dan “penyangga fleksibel” merupakan masalah fisika, bukan hanya bahan konstruksi. Sebuah penyangga dianggap kaku dalam arah pengukuran tertentu jika frekuensi alami pertama (resonansi) dari sistem mesin-penyangga gabungan jauh lebih tinggi daripada frekuensi rangsangan utama (biasanya kecepatan putaran). Secara spesifik, frekuensi alami harus setidaknya 25% lebih tinggi daripada kecepatan operasi. Di sisi lain, penyangga fleksibel memiliki frekuensi alami yang mungkin mendekati atau di bawah kecepatan operasi, yang dapat menyebabkan amplifikasi resonansi atau efek isolasi.10

Perbedaan ini sangat penting karena penyangga fleksibel secara alami memungkinkan amplitudo getaran yang lebih tinggi untuk jumlah gaya penggetar internal yang sama (ketidakseimbangan). Oleh karena itu, batas getaran yang diizinkan untuk penyangga fleksibel umumnya lebih tinggi daripada untuk penyangga kaku. Balanset-1A memudahkan penentuan karakteristik penyangga melalui kemampuan pengukuran fase. Dengan melakukan uji run-up atau coast-down (menggunakan fitur grafik “RunDown” yang disebutkan dalam spesifikasi perangkat lunak 11), seorang analis dapat mengidentifikasi puncak resonansi. Jika puncak terjadi dalam rentang operasi, penyangga bersifat fleksibel secara dinamis; jika responsnya datar dan linier hingga kecepatan operasi, penyangga bersifat kaku. Kemampuan diagnostik ini memungkinkan pengguna memilih tabel evaluasi yang tepat dalam ISO 20816-3, mencegah alarm palsu atau kesalahan yang terlewat.

Bagian II: Metodologi Pengukuran dan Fisika

Bab 4 dari ISO 20816-3 menetapkan persyaratan prosedural yang ketat untuk pengambilan data. Keabsahan setiap evaluasi sepenuhnya bergantung pada keakuratan pengukuran.

2.1 Fisika Instrumentasi: Pemilihan Transduser dan Respons

Standar tersebut mewajibkan penggunaan instrumen yang mampu mengukur kecepatan getaran root-mean-square (r.m.s.) lebar pita. Respon frekuensi harus datar dalam rentang setidaknya 10 Hz hingga 1.000 Hz untuk mesin umum.12 Untuk mesin berkecepatan rendah (beroperasi di bawah 600 putaran per menit), batas bawah respon frekuensi harus diperluas hingga 2 Hz untuk menangkap komponen rotasi dasar.

Kepatuhan Teknis Balanset-1A:
Analis getaran Balanset-1A dirancang dengan mempertimbangkan persyaratan khusus ini. Spesifikasinya mencantumkan rentang frekuensi getaran 5 Hz hingga 550 Hz untuk operasi standar, dengan opsi untuk memperluas kemampuan pengukuran. Batas bawah 5 Hz sangat kritis; hal ini memastikan kepatuhan untuk mesin yang beroperasi sepelan 300 rpm, mencakup sebagian besar aplikasi industri. Batas atas 550 Hz mencakup harmonik kritis (1x, 2x, 3x, dll.) dan frekuensi lintasan bilah untuk sebagian besar pompa dan kipas standar. Selain itu, akurasi perangkat ini dinilai sebesar 5% dari skala penuh, memenuhi ketelitian metrologi yang diharapkan oleh ISO 2954 (Persyaratan untuk alat ukur tingkat getaran).8

Standar ini membedakan antara dua jenis pengukuran utama, keduanya didukung oleh ekosistem Balanset-1A:

• Transduser Seismik (Accelerometer): Alat ini mengukur getaran rumah secara absolut. Alat ini sensitif terhadap transmisi gaya melalui pedestal bantalan. Paket Balanset-1A mencakup dua akselerometer sumbu tunggal (biasanya menggunakan teknologi seri ADXL atau piezoelektrik) dengan mount magnetik.14
• Transduser Non-Kontak (Sensor Jarak): Alat ini mengukur pergeseran relatif poros. Alat ini sangat penting untuk mesin dengan bantalan film fluida, di mana poros bergerak dalam celah.

2.2 Analisis Mendalam: Getaran Poros Relatif dan Integrasi Sensor

Meskipun ISO 20816-3 berfokus secara intensif pada getaran rumah, Lampiran B secara eksplisit membahas getaran relatif poros. Hal ini memerlukan penggunaan probe arus eddy (probe jarak dekat). Sensor-sensor ini beroperasi dengan menghasilkan medan frekuensi radio (RF) yang menginduksi arus eddy pada permukaan poros konduktif. Impedansi kumparan probe berubah seiring dengan jarak celah, menghasilkan keluaran tegangan yang proporsional dengan perpindahan.15

Integrasi Probe Arus Eddy dengan Balanset-1A:
Salah satu fitur unik dari Balanset-1A adalah kemampuannya untuk beradaptasi dengan sensor-sensor ini. Meskipun secara default dilengkapi dengan akselerometer, masukan perangkat ini dapat dikonfigurasi ke mode “Linear” untuk menerima sinyal tegangan dari pengemudi probe jarak dekat pihak ketiga (proximitors).3

• Masukan Tegangan: Sebagian besar sensor jarak industri menghasilkan tegangan DC negatif (misalnya, pasokan -24V, skala 200 mV/mil). Balanset-1A memungkinkan pengguna untuk memasukkan koefisien sensitivitas kustom (misalnya, mV/µm) di jendela “Pengaturan” (tombol F4).3
• Penghapusan Offset DC: Sensor jarak dekat memiliki tegangan celah DC yang besar (bias) dengan sinyal getaran AC yang kecil di atasnya. Perangkat lunak Balanset-1A dilengkapi dengan fungsi “Remove DC” untuk menyaring tegangan celah DC, sehingga sinyal getaran dinamis dapat diisolasi untuk dianalisis sesuai dengan batas ISO 20816-3.3
• Linearitas dan Kalibrasi: Perangkat lunak ini memungkinkan pengguna untuk mendefinisikan faktor kalibrasi (misalnya, Kprl1 = 0,94 mV/µm), memastikan bahwa pembacaan pada layar laptop sesuai persis dengan perpindahan fisik poros.3 Kemampuan ini sangat penting saat menerapkan kriteria Lampiran B, yang ditentukan dalam mikrometer perpindahan daripada milimeter per detik kecepatan.

2.3 Fisika Pemasangan: Memastikan Keakuratan Data

ISO 20816-3 menekankan bahwa metode pemasangan sensor tidak boleh mengurangi akurasi pengukuran. Frekuensi resonansi sensor yang dipasang harus jauh lebih tinggi daripada rentang frekuensi yang menjadi perhatian.

• Pemasangan Stud: Standar emas, menawarkan respons frekuensi tertinggi (hingga 10 kHz+).
• Pemasangan Magnetik: Solusi praktis untuk pengumpulan data portabel.

Balanset-1A menggunakan sistem pemasangan magnetik dengan kekuatan pemegangan 60 kgf (kilogram-force).17 Kekuatan pemegangan yang tinggi ini sangat penting. Magnet yang lemah dapat menyebabkan efek “bergetar” atau filter rendah-frekuensi mekanis, yang secara signifikan meredam sinyal frekuensi tinggi. Dengan kekuatan 60 kgf, kekakuan kontak cukup untuk mendorong resonansi yang dipasang jauh di atas rentang 1000 Hz yang relevan untuk ISO 20816-3, memastikan bahwa data yang dikumpulkan merupakan representasi yang akurat dari perilaku mesin dan bukan artefak dari metode pemasangan.12

2.4 Pengolahan Sinyal: RMS vs. Puncak

Standar ini menetapkan penggunaan kecepatan Root Mean Square (RMS) untuk bagian-bagian yang tidak berputar. Nilai RMS merupakan ukuran total energi yang terkandung dalam sinyal getaran dan secara langsung berhubungan dengan tegangan kelelahan yang ditimbulkan pada komponen mesin.

Rumus untuk RMS:

V_rms = √((1/T) ∫₀^T v²(t) dt)

Untuk getaran poros (Lampiran B), standar menggunakan perpindahan puncak ke puncak (S)_hal.), yang mewakili pergerakan fisik total poros di dalam celah bantalan.

S_hal. = S_maks − S_min

Proses Balanset-1A:
Balanset-1A melakukan transformasi matematis ini secara internal. Konverter Analog-ke-Digital (ADC) mengambil sampel sinyal mentah, dan perangkat lunak menghitung kecepatan RMS untuk pengukuran rumah dan perpindahan puncak-ke-puncak untuk pengukuran poros. Yang paling penting, ia menghitung nilai broadband (Overall), yang menjumlahkan energi di seluruh spektrum frekuensi (misalnya, 10-1000 Hz). Nilai “Overall” ini merupakan angka utama yang digunakan untuk mengklasifikasikan mesin ke dalam Zona A, B, C, atau D. Selain itu, perangkat ini menyediakan kemampuan FFT (Fast Fourier Transform), memungkinkan analis untuk melihat komponen frekuensi individu (1x, 2x, harmonik) yang membentuk nilai RMS keseluruhan, membantu dalam diagnosis sumber getaran.8

2.5 Getaran Latar Belakang: Tantangan Rasio Sinyal-ke-Bising

Aspek kritis yang sering diabaikan dalam ISO 20816-3 adalah penanganan getaran latar belakang—getaran yang ditransmisikan ke mesin dari sumber eksternal (misalnya, mesin yang berdekatan, getaran lantai) saat mesin dalam keadaan berhenti.

Aturan: Jika getaran latar belakang melebihi 25% dari getaran yang diukur saat mesin beroperasi, atau 25% dari batas antara Zona B dan C, koreksi yang signifikan diperlukan, atau pengukuran dapat dianggap tidak valid.18 Versi standar sebelumnya sering mengacu pada “aturan sepertiga”, tetapi ISO 20816-3 memperketat logika ini.

Implementasi Prosedural dengan Balanset-1A:

1. Teknisi memasang sensor Balanset-1A pada mesin saat mesin dalam keadaan berhenti.
2. Menggunakan mode “Vibrometer” (tombol F5), tingkat RMS latar belakang direkam.13
3. Mesin dihidupkan dan dibawa ke beban. Nilai RMS operasional dicatat.
4. Perbandingan dilakukan. Jika tingkat operasional adalah 4,0 mm/s dan latar belakang adalah 1,5 mm/s (37,5%), maka latar belakang terlalu tinggi. Kemampuan Balanset-1A untuk melakukan pengurangan spektral (membandingkan spektrum latar belakang dengan spektrum mesin yang sedang beroperasi) membantu mengidentifikasi apakah latar belakang berada pada frekuensi tertentu (misalnya, 50 Hz dari kompresor terdekat) yang dapat diabaikan atau disaring secara mental oleh analis.

Bagian III: Kriteria Evaluasi – Intisari Standar

Bab 6 merupakan inti dari ISO 20816-3, yang menyediakan logika pengambilan keputusan untuk penerimaan mesin.

3.1 Kriteria I: Magnitude Getaran dan Zonasi

Standar ini mengevaluasi tingkat keparahan getaran berdasarkan magnitudo maksimum yang teramati pada rumah bantalan. Untuk memudahkan pengambilan keputusan, standar ini mendefinisikan empat zona evaluasi:

• Zona A: Getaran pada mesin yang baru dioperasikan. Ini adalah “Standar Emas.” Mesin yang berada di zona ini berada dalam kondisi mekanis yang prima.
• Zona B: Mesin yang dianggap layak untuk operasi jangka panjang tanpa batasan. Ini adalah rentang operasi “Hijau” yang khas.
• Zona C: Mesin yang dianggap tidak memadai untuk operasi berkelanjutan dalam jangka panjang. Secara umum, mesin dapat dioperasikan untuk periode terbatas hingga terdapat kesempatan yang tepat untuk tindakan perbaikan (perawatan). Ini adalah keadaan “Kuning” atau “Peringatan”.
• Zona D: Nilai getaran di zona ini biasanya dianggap cukup parah untuk menyebabkan kerusakan pada mesin. Ini adalah keadaan “Merah” atau “Trip”.5

Tabel 1: Batas Zona ISO 20816-3 yang Disederhanakan (Kecepatan RMS, mm/s) untuk Kelompok 1 dan 2

Grup Mesin	Jenis Pondasi	Batas Zona A/B	Batas Zona B/C	Batas Zona C/D
Kelompok 1 (>300 kW)	Kaku	2.3	4.5	7.1
	Fleksibel	3.5	7.1	11.0
Kelompok 2 (15-300 kW)	Kaku	1.4	2.8	4.5
	Fleksibel	2.3	4.5	7.1

Catatan: Nilai-nilai ini diambil dari Lampiran A standar dan mewakili pedoman umum. Jenis mesin tertentu mungkin memiliki batas yang berbeda.

Implementasi Balanset-1A:
Perangkat lunak Balanset-1A tidak hanya menampilkan angka; ia juga memberikan bantuan kontekstual kepada pengguna. Meskipun pengguna harus memilih kelas, fungsi “Laporan” perangkat lunak ini memungkinkan pendokumentasian nilai-nilai tersebut sesuai dengan standar. Ketika seorang teknisi mengukur getaran sebesar 5,0 mm/s pada pompa berdaya 50 kW (Grup 2) yang terpasang pada fondasi kaku, pembacaan Balanset-1A jelas melebihi batas Zona C/D (4,5 mm/s), menunjukkan kebutuhan segera untuk menghentikan operasi dan melakukan perbaikan.

3.2 Kriteria II: Perubahan Magnitudo Getaran

Mungkin kemajuan paling signifikan dalam seri 20816 adalah penekanan yang lebih formal pada perubahan getaran, terlepas dari batas absolut.

Aturan 25%: ISO 20816-3 menyatakan bahwa perubahan magnitudo getaran yang melebihi 25% batas Zona B/C (atau 25% dari nilai steady-state sebelumnya) harus dianggap signifikan, meskipun nilai absolutnya tetap berada dalam Zona A atau B.20

Implikasi:
Pertimbangkan kipas yang beroperasi secara stabil pada 2,0 mm/s (Zona B). Jika getaran tiba-tiba melonjak menjadi 2,8 mm/s, secara teknis masih berada di Zona B (untuk beberapa kelas) atau baru memasuki Zona C. Namun, ini merupakan peningkatan sebesar 40%. Perubahan mendadak seperti ini sering kali menandakan mode kegagalan spesifik: komponen rotor yang retak, bobot keseimbangan yang bergeser, atau gesekan termal. Mengabaikan hal ini karena “masih dalam zona aman” adalah resep untuk kegagalan katastropik.

Analisis Tren Balanset-1A:
Balanset-1A memenuhi kriteria ini melalui fitur “Session Recovery” dan arsipnya.21 Dengan menyimpan sesi pengukuran, seorang insinyur keandalan dapat membandingkan data saat ini dengan baseline historis. Jika grafik “Overall Vibration” menunjukkan perubahan mendadak, insinyur menerapkan Kriteria II. Fitur “Restore Last Session” sangat berguna di sini; fitur ini memungkinkan pengguna untuk memanggil kembali keadaan mesin yang tepat dari bulan sebelumnya untuk memverifikasi apakah ambang batas 25% telah dilanggar.

3.3 Batas Operasional: Pengaturan ALARM dan TRIPS

Standar ini memberikan panduan untuk menetapkan sistem perlindungan otomatis:

• PERINGATAN: Untuk memberikan peringatan bahwa nilai getaran yang telah ditentukan telah tercapai atau terjadi perubahan yang signifikan. Pengaturan yang direkomendasikan biasanya adalah nilai dasar ditambah 25% dari batas Zona B/C.
• PERJALANAN: Untuk memulai tindakan segera (pemadaman). Hal ini biasanya diatur di batas Zona C/D atau sedikit di atasnya, tergantung pada integritas mekanis mesin.19

Meskipun Balanset-1A adalah perangkat portabel dan bukan sistem perlindungan permanen (seperti rak Bently Nevada), perangkat ini digunakan untuk memverifikasi dan mengkalibrasi tingkat pemicu tersebut. Teknisi menggunakan Balanset-1A untuk mengukur getaran selama uji peningkatan terkendali atau uji ketidakseimbangan yang diinduksi guna memastikan sistem pemantauan permanen memicu pada tingkat getaran fisik yang benar sesuai dengan persyaratan ISO 20816-3.

Bagian IV: Sistem Balanset-1A – Analisis Teknis Mendalam

Untuk memahami bagaimana Balanset-1A berfungsi sebagai alat kepatuhan, perlu menganalisis arsitektur teknisnya.

4.1 Arsitektur Perangkat Keras

Balanset-1A terdiri dari modul antarmuka USB terpusat yang memproses sinyal analog dari sensor sebelum mengirimkan data yang telah diubah menjadi digital ke laptop host.

• Modul ADC: Inti dari sistem ini adalah konverter analog-ke-digital (ADC) beresolusi tinggi. Modul ini menentukan tingkat ketepatan pengukuran. Balanset-1A mengolah sinyal untuk memberikan ketepatan ±5%, yang cukup untuk diagnostik lapangan.8
• Referensi Fase (Tachometer): Kepatuhan terhadap ISO 20816-3 seringkali memerlukan analisis fase untuk membedakan antara ketidakseimbangan dan ketidakselarasan. Balanset-1A menggunakan tachometer laser dengan jangkauan hingga 1,5 meter dan kemampuan hingga 60.000 RPM.17 Sensor optik ini memicu perhitungan sudut fase, dengan akurasi ±1 derajat.
• Kekuatan dan Portabilitas: Ditenagai melalui USB (5V), unit ini secara inheren aman dari loop ground yang sering mengganggu analisator yang ditenagai oleh jaringan listrik. Seluruh kit memiliki berat sekitar 4 kg, menjadikannya alat lapangan sejati yang cocok untuk mendaki gantry untuk mencapai kipas.8

4.2 Kemampuan Perangkat Lunak: Melampaui Pengukuran Sederhana

Perangkat lunak yang disertakan dengan Balanset-1A mengubah data mentah menjadi informasi yang dapat ditindaklanjuti sesuai dengan standar ISO.

• Analisis Spektrum FFT: Standar tersebut menyebutkan “komponen frekuensi spesifik.” Balanset-1A menampilkan Transformasi Fourier Cepat (FFT), yang memecah gelombang kompleks menjadi gelombang sinus penyusunnya. Hal ini memungkinkan pengguna untuk melihat apakah nilai RMS tinggi disebabkan oleh 1x (ketidakseimbangan), 100x (gesekan gigi), atau puncak non-sinkron (kerusakan bantalan).21
• Grafik Polar: Untuk analisis keseimbangan dan vektor, perangkat lunak menampilkan vektor getaran pada diagram polar. Visualisasi ini sangat penting saat menerapkan metode koefisien pengaruh untuk keseimbangan.
• ISO 1940 Kalkulator Toleransi: Sementara ISO 20816-3 mengatur batas getaran, ISO 1940 mengatur kualitas keseimbangan (G-grades). Perangkat lunak Balanset-1A mengintegrasikan kalkulator di mana pengguna memasukkan massa rotor dan kecepatan, dan sistem menghitung ketidakseimbangan sisa yang diperbolehkan dalam gram-milimeter. Ini menjembatani kesenjangan antara “getaran terlalu tinggi” (ISO 20816) dan “ini adalah jumlah berat yang harus dihilangkan” (ISO 1940).11

4.3 Kompatibilitas Sensor dan Konfigurasi Masukan

Seperti yang disebutkan dalam penelitian ringkasan, kemampuan untuk berintegrasi dengan berbagai jenis sensor merupakan hal yang penting.

• Akselerometer: Sensor default. Sistem mengintegrasikan sinyal percepatan (g) menjadi kecepatan (mm/s) atau mengintegrasikan dua kali menjadi perpindahan (µm) tergantung pada tampilan yang dipilih. Integrasi ini dilakukan secara digital untuk meminimalkan drift noise.
• Probe Arus Eddy: Sistem ini menerima masukan analog 0-10V atau sejenisnya. Pengguna harus mengonfigurasi koefisien transformasi di pengaturan. Misalnya, probe Bently Nevada standar mungkin memiliki faktor skala 200 mV/mil (7,87 V/mm). Pengguna memasukkan sensitivitas ini, dan perangkat lunak Balanset-1A menskalakan tegangan masukan untuk menampilkan mikron perpindahan, memungkinkan perbandingan langsung dengan Lampiran B ISO 20816-3.3.

Bagian V: Pelaksanaan Operasional: Dari Diagnostik hingga Penyeimbangan Dinamis

Bagian ini menjelaskan prosedur operasional standar (SOP) bagi teknisi yang menggunakan Balanset-1A untuk memastikan kepatuhan terhadap ISO 20816-3.

5.1 Langkah 1: Pengukuran Awal dan Klasifikasi

Teknisi mendekati kipas sentrifugal berdaya 45 kW.

• Klasifikasi: Daya > 15 kW, < 300 kW. Termasuk dalam Kelompok 2. Pondasi dipasang dengan baut ke beton (Kaku).
• Penentuan Batas: Berdasarkan ISO 20816-3 Lampiran A (Kelompok 2, Kaku), batas Zona B/C adalah 2,8 mm/s.
• Pengukuran: Sensor dipasang menggunakan basis magnetik. Mode “Vibrometer” Balanset-1A diaktifkan.
• Hasil: Kecepatan pembacaan adalah 6,5 mm/s. Ini termasuk wilayah Zona C/D. Tindakan diperlukan.

5.2 Langkah 2: Analisis Diagnostik

Menggunakan fungsi FFT Balanset-1A:

• Spektrum menunjukkan puncak dominan pada kecepatan putaran (1x RPM).
• Analisis fase menunjukkan sudut fase yang stabil.
• Diagnosa: Ketidakseimbangan Statis. (Jika fase tidak stabil atau terdapat harmonik tinggi, ketidaksejajaran atau kelonggaran akan dicurigai).

5.3 Langkah 3: Prosedur Penyeimbangan (In-Situ)

Karena diagnosis menunjukkan ketidakseimbangan, teknisi menggunakan mode penyeimbangan Balanset-1A. Standar mensyaratkan pengurangan getaran hingga tingkat Zona A atau B.

5.3.1 Metode Tiga Langkah (Koefisien Pengaruh)

Balanset-1A mengotomatisasi perhitungan vektor yang diperlukan untuk penyeimbangan.

• Jalankan 0 (Awal): Ukur amplitudo A₀ dan fase φ₀ dari getaran asli.
• Lari 1 (Berat Uji Coba): Massa yang diketahui M_sidang ditambahkan pada sudut sembarang. Sistem mengukur vektor getaran baru (A₁, φ₁).

Perhitungan: Perangkat lunak menghitung Koefisien Pengaruh α, yang mewakili sensitivitas rotor terhadap perubahan massa.

α = (V₁ − V₀) / M_sidang

Koreksi: Sistem menghitung massa koreksi yang diperlukan M_kor untuk menghilangkan getaran awal.

M_kor = − V₀ / α

Langkah 2 (Verifikasi): Bobot uji dihilangkan, dan bobot koreksi yang dihitung ditambahkan. Getaran sisa diukur.

.11

5.4 Langkah 4: Verifikasi dan Pelaporan

Setelah penyeimbangan, getaran berkurang menjadi 1,2 mm/s.
Periksa: 1,2 mm/s lebih kecil dari 1,4 mm/s. Mesin sekarang berada di Zona A.

Dokumentasi: Teknisi menyimpan sesi di Balanset-1A. Laporan dihasilkan yang menampilkan spektrum “Sebelum” (6,5 mm/s) dan spektrum “Sesudah” (1,2 mm/s), dengan secara eksplisit merujuk pada batas ISO 20816-3. Laporan ini berfungsi sebagai sertifikat kepatuhan.

Bagian VI: Pertimbangan Khusus

6.1 Mesin Kecepatan Rendah

ISO 20816-3 memiliki catatan khusus untuk mesin yang beroperasi di bawah 600 rpm. Pada kecepatan rendah, sinyal kecepatan menjadi lemah, dan perpindahan menjadi indikator utama beban. Balanset-1A menangani hal ini dengan memungkinkan pengguna untuk beralih ke metrik tampilan Perpindahan (µm) atau dengan memastikan batas frekuensi bawah diatur ke 5 Hz atau lebih rendah (2 Hz idealnya) untuk menangkap energi utama. Catatan peringatan dalam Lampiran D standar memperingatkan agar tidak mengandalkan kecepatan saja pada kecepatan rendah 23, suatu hal yang harus diperhatikan oleh pengguna Balanset-1A dengan memeriksa pengaturan “Linear” atau filter frekuensi rendah.

6.2 Kondisi Transien: Percepatan dan Perlambatan

Getaran selama proses startup (operasi transien) dapat melebihi batas steady-state akibat melewati kecepatan kritis (resonansi). ISO 20816-3 memperbolehkan batas yang lebih tinggi selama fase transien ini.23

Balanset-1A dilengkapi dengan fitur grafik eksperimental “RunDown”.11 Fitur ini memungkinkan teknisi untuk mencatat amplitudo getaran versus RPM selama proses perlambatan. Data ini sangat penting untuk:

• Menentukan kecepatan kritis (resonansi).
• Memastikan bahwa mesin melewati resonansi dengan cukup cepat untuk menghindari kerusakan.
• Memastikan bahwa getaran “tinggi” tersebut memang bersifat sementara dan bukan keadaan permanen.

6.3 Lampiran A vs. Lampiran B: Evaluasi Ganda

Pemeriksaan kepatuhan yang menyeluruh seringkali memerlukan keduanya.

• Lampiran A (Perumahan): Mengatur transmisi gaya ke struktur. Cocok untuk ketidakseimbangan dan kelonggaran.
• Lampiran B (Poros): Mengukur dinamika rotor. Berguna untuk mendeteksi ketidakstabilan, pusaran oli, dan deteksi goresan.

Seorang teknisi yang menggunakan Balanset-1A mungkin menggunakan akselerometer untuk memenuhi persyaratan Lampiran A, kemudian beralih ke probe Bently Nevada yang sudah ada untuk memverifikasi kepatuhan terhadap Lampiran B pada turbin besar. Kemampuan Balanset-1A untuk berfungsi sebagai “pendapat kedua” atau “verifikator lapangan” bagi monitor permanen berbasis rak merupakan aplikasi kunci dalam memenuhi kedua lampiran tersebut.

Kesimpulan

Transisi ke ISO 20816-3 menandakan kematangan dalam bidang analisis getaran, yang menuntut pendekatan yang lebih mendalam dan berbasis fisika dalam evaluasi mesin. Standar ini melampaui angka “lulus/gagal” yang sederhana dan memasuki ranah analisis kekakuan penyangga, vektor perubahan, serta pengukuran dua domain (rumah/poros).

Sistem Balanset-1A menunjukkan tingkat kesesuaian yang tinggi dengan persyaratan modern ini. Spesifikasi teknisnya—rentang frekuensi, akurasi, dan fleksibilitas sensor—menjadikannya platform hardware yang mumpuni. Namun, nilai sejatinya terletak pada alur kerja perangkat lunaknya, yang memandu pengguna melalui logika kompleks standar: mulai dari koreksi getaran latar belakang dan klasifikasi zona hingga ketelitian matematis dalam penyeimbangan koefisien pengaruh. Dengan menggabungkan secara efektif kemampuan diagnostik analis spektrum dengan daya korektif penyeimbang dinamis, Balanset-1A memberdayakan tim pemeliharaan tidak hanya untuk mengidentifikasi ketidakpatuhan terhadap ISO 20816-3 tetapi juga untuk memperbaikinya secara aktif, memastikan umur panjang dan keandalan aset industri.