Memahami Resirkulasi dalam Pompa
Definisi: Apa itu Resirkulasi?
Resirkulasi adalah ketidakstabilan aliran yang terjadi pada pompa dan kipas sentrifugal ketika beroperasi pada laju aliran yang jauh di bawah titik desain (titik efisiensi terbaik atau BEP). Pada aliran rendah, fluida sebagian berbalik arah, mengalir mundur dari daerah pembuangan kembali ke arah hisap, menciptakan pola resirkulasi yang tidak stabil pada saluran masuk atau pembuangan impeller. Fenomena ini menghasilkan frekuensi rendah getaran denyutan (biasanya 0,2-0,8× kecepatan lari), kebisingan, kehilangan efisiensi, dan dapat menyebabkan kerusakan mekanis yang parah melalui pembebanan siklik, kavitasi, dan pemanasan.
Resirkulasi merupakan salah satu kondisi operasi yang paling merusak bagi pompa karena gaya hidrolik yang tidak stabil dapat sangat besar, memicu kegagalan bantalan, kerusakan seal, kelelahan poros, dan bahkan kegagalan struktural impeller dalam kasus yang parah. Memahami dan mencegah resirkulasi sangat penting untuk keandalan pompa.
Jenis-jenis Resirkulasi
1. Resirkulasi Hisap
Terjadi pada saluran masuk impeller (sisi hisap):
- Mekanisme: Pada aliran rendah, fluida yang masuk ke mata impeller memiliki sudut aliran yang salah
- Pemisahan: Aliran terpisah dari permukaan hisap baling-baling
- Aliran Balik: Fluida yang terpisah mengalir mundur keluar dari mata impeller
- Serangan: Biasanya pada aliran BEP 60-70%
- Lokasi: Terkonsentrasi di dekat selubung impeller
2. Resirkulasi Pelepasan
Terjadi pada pembuangan impeller (outlet):
- Mekanisme: Fluida pelepasan bertekanan tinggi mengalir mundur ke periferi impeller
- Jalur: Melalui celah bebas (cincin aus, celah samping)
- Percampuran: Aliran resirkulasi bercampur dengan aliran utama, menciptakan turbulensi
- Serangan: Biasanya pada aliran BEP 40-60%
- Lebih Parah: Umumnya lebih merusak daripada resirkulasi hisap
3. Resirkulasi Gabungan
- Baik resirkulasi hisap dan pembuangan hadir secara bersamaan
- Terjadi pada aliran yang sangat rendah (< 40% BEP)
- Potensi getaran dan kerusakan paling parah
- Harus dihindari melalui perlindungan aliran minimum
Tanda Getaran
Pola Karakteristik
- Frekuensi: Sub-sinkron, biasanya kecepatan lari 0,2-0,8×
- Contoh: Pompa 1750 RPM menunjukkan denyutan 10-20 Hz
- Amplitudo: Dapat 2-5× getaran operasi normal
- Tidak stabil: Frekuensi dan amplitudo bervariasi, tidak konstan
- Komponen Acak: Peningkatan pita lebar akibat turbulensi
Ketergantungan Aliran
- Aliran Tinggi: Tidak ada resirkulasi, getaran rendah
- Aliran Sedang (80-100% BEP): Resirkulasi minimal, getaran dapat diterima
- Aliran Rendah (50-70% BEP): Resirkulasi hisap dimulai, getaran meningkat
- Aliran Sangat Rendah (< 50% BEP): Resirkulasi parah, getaran sangat tinggi
- Matikan: Resirkulasi maksimum, getaran maksimum, dan tingkat kerusakan
Indikator Tambahan
- Tinggi getaran aksial komponen
- Peningkatan kebisingan (suara gemuruh atau gemuruh)
- Kehilangan kinerja (head dan flow di bawah kurva)
- Peningkatan suhu akibat kehilangan hidrolik
Konsekuensi dan Kerusakan
Efek Langsung
- Getaran Parah: Dapat melampaui batas alarm dalam hitungan menit
- Kebisingan: Suara bising yang bergejolak
- Kehilangan Efisiensi: Konsumsi daya tinggi untuk aliran yang dikirim
- Pemanas: Kerugian hidrolik diubah menjadi panas
Kerusakan Mekanis
- Kegagalan Bantalan: Beban siklik yang tinggi mempercepat keausan bantalan
- Kerusakan Segel: Getaran dan denyut tekanan merusak segel
- Kelelahan Poros: Tegangan lentur bolak-balik dari gaya hidrolik
- Kerusakan Impeller: Retak lelah baling-baling akibat pembebanan siklik
Kerusakan Hidrolik
- Kavitasi: Zona resirkulasi yang rentan terhadap kavitasi
- Erosi: Aliran resirkulasi berkecepatan tinggi mengikis permukaan
- Kavitasi Pusaran: Pusaran air di zona resirkulasi menyebabkan kavitasi
Deteksi dan Diagnosis
Analisis Getaran
- Cari komponen sub-sinkron (0,2-0,8×)
- Uji pada beberapa laju aliran
- Mengidentifikasi laju aliran di mana pulsasi dimulai (mulainya resirkulasi)
- Bandingkan dengan prediksi kurva kinerja pompa
Pengujian Kinerja
- Mengukur kurva aliran head aktual
- Bandingkan dengan kurva desain
- Deviasi pada aliran rendah menunjukkan resirkulasi
- Konsumsi daya lebih tinggi dari prediksi kurva
Pemantauan Akustik
- Suara gemuruh turbulen yang khas
- Peningkatan kebisingan pita lebar
- Dapat didengar dan dirasakan pada casing pompa
Pencegahan dan Mitigasi
Strategi Operasional
Perlindungan Aliran Minimum
- Pasang jalur resirkulasi aliran minimum otomatis
- Katup terbuka di bawah aliran minimum yang aman (biasanya 60-70% BEP)
- Mengalirkan kembali debit ke hisap atau tangki
- Mencegah pengoperasian di zona resirkulasi
Kontrol Titik Operasi
- Hindari pengoperasian di bawah aliran kontinu minimum
- Gunakan penggerak kecepatan variabel untuk menyesuaikan pompa dengan permintaan
- Beberapa pompa yang lebih kecil daripada satu pompa besar (penurunan yang lebih baik)
- Operasi bertahap pompa paralel
Solusi Desain
- Induktor: Tahap masuk aksial untuk menstabilkan aliran hisap
- Impeller Aliran Rendah: Desain khusus untuk operasi aliran rendah
- Ukuran yang Tepat: Jangan memperbesar pompa secara berlebihan (hindari operasi aliran rendah yang kronis)
- Jangkauan Operasi Lebih Luas: Pilih pompa dengan kurva datar yang menoleransi variasi aliran
Desain Sistem
- Sistem desain untuk operasi pompa mendekati BEP
- Memberikan margin NPSH yang memadai untuk mengurangi kavitasi di zona resirkulasi
- Penempatan katup kontrol untuk meminimalkan pelambatan hisap
- Sistem bypass atau resirkulasi untuk jaminan aliran minimum
Standar dan Pedoman Industri
Aliran Kontinu Minimum
- API 610: Menentukan aliran stabil kontinu minimum untuk pompa sentrifugal
- Nilai Khas: 60-70% aliran BEP untuk pompa radial, 70-80% untuk aliran campuran
- Pertimbangan Termal: Juga dibatasi oleh kenaikan suhu pada aliran rendah
Pengujian Kinerja
- Pengujian pabrik memverifikasi titik awal resirkulasi
- Uji kinerja lapangan untuk konfirmasi
- Kriteria penerimaan untuk getaran pada aliran minimum
Resirkulasi merupakan salah satu kondisi operasi terberat bagi pompa sentrifugal. Ciri khasnya berupa getaran sub-sinkron, amplitudo pulsasi yang tinggi, dan potensi kerusakan mekanis yang cepat menjadikan pemahaman kondisi awal resirkulasi, penerapan proteksi aliran minimum, dan penghindaran operasi aliran rendah kronis yang penting bagi keandalan dan umur panjang pompa dalam layanan industri.
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
MS 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 