Berdasarkan
data jasa asesment PLTD yang dilaksanakan oleh PLN Puslitbang, kerusakan yang paling
sering ditemui adalah rusaknya crankshaft
atau poros engkol. Crankshaft
adalah komponen utama pada mesin diesel dan harganya sangat mahal. Jika terjadi
kerusakan atau cacat pada crankshaft maka biaya perbaikannya berupa grinding mencapai ratusan juta
rupiah, disamping waktu perbaikan juga lama. Apalagi telah berkali-kali
digrinding, akhirnya crankshaft harus diganti dengan crankshaft baru yang
harganya milyaran rupiah. Padahal harusnya kerusakan tersebut bisa dihindari
jika selalu dilakukan pengecekan minyak pelumas dengan biaya murah. Minyak
pelumas pada PLTD ibarat darah pada manusia, sehingga harus rutin diperiksa
agar tidak rontok.
Dalam
banyak hal sebenarnya kerusakan pada crankshaft bukanlah kerusakan yang normal,
kerusakan crankshaft harusnya dapat dideteksi terlebih dahulu pada saat
pemeliharaan rutin, karena setiap 2 minggu atau 250 jam operasi dilakukan
pengecekan atau penggantian minyak pelumas. Jika terjadi kerusakan crankshaft
yang menyebabkan PLTD failure, harusnya dilakukan penelitian
yang intensif untuk menilai apakah hal tersebut merupakan kerusakan normal,
atau karena kondisi minyak pelumas tidak memenuhi persyaratan.
Tulisan
ini membahas tentang asesmen kerusakan crankshaft pada PLTD.
Alternatif pencegahan kerusakan tersebut dengan cara check-up minyak pelumas, sehingga dapat menghemat biaya
pemeliharaan dan meningkatkan time
between failure PLTD.
Peran PLTD
PLTD
(pembangkit listrik tenaga diesel) memiliki karakteristik biaya operasi yang
tinggi, karena menggunakan bahan bakar HSD. Dengan harga HSD yang berkisar pada
angka Rp 7.000, per kWH, sementara untuk membangkitkan listrik sebesar 1 kWH
memerlukan bahan bakar sekitar 0,3 liter, maka biaya bahan bakar untuk
membangkitkan 1 kWH listrik pada PLTD mencapai kisaran Rp 2.100,- rupiah.
Mengingat
besarnya biaya bahan bakar tersebut maka PLN memprogramkan untuk membangun
pembangkit listrik dengan bahan bakar yang lebih murah, seperti PLTU dan PLTA. Namun
PLTD sendiri memiliki keunggulan sifat yang tidak dimiliki oleh pembangkit
jenis lainnya, antara lain pengoperasian PLTD tidak tergantung pada lokasi
pembangkit serta ukuran atau kapasitas listrik yang dihasilkannya. Pembangunan
PLTA atau PLTM misalnya hanya dapat dibangun pada daerah yang memiliki potensi
tenaga air. Sementara pengoperasian PLTU umumnya memiliki persyaratan kapasitas
minimum untuk dapat beroperasi secara efisien.
Dengan
demikian untuk memasok tenaga listrik pada daerah terisolasi dengan kapasitas
kecil dan tidak tersedia sumberdaya air, maka penggunaan PLTD sebagai pemasok
utama tenaga listrik tidak dapat dihindarkan.
Dengan
demikian merupakan hal yang sangat penting agar pengoperasian PLTD yang ada
dapat dilakukan secara efektif dan efisien. Pemeliharaan PLTD yang efektif
sangat penting dilakukan untuk menghindari terjadinya break-down maintenance yang sangat mahal biayanya, baik
biaya yang harus dikeluarkan untuk pemulihan operasi pembangkit, maupun biaya
yang timbul akibat lamanya waktu pembangkit listrik tidak beroperasi pada saat
proses perbaikan.
Prinsip Kerja PLTD
Seperti pada
pembangkit listrik jenis lain , bagian utama PLTD adalah :
- Penggerak mula/Mesin Diesel
Mesin diesel
termasuk mesin pembakaran dalam (internal Combustion Engine) pada kelompok
motor bakar torak. Motor bakar torak memergunakan beberapa selinder yang
didalamnya terdapat ”torak” yang bergerak translasi ( bolak - balik). Gerak translasi
tersebut selanjutnya diteruskan oleh poros engkol menjadi gerak putar poros
engkol (crankshaft).
- Generator dan exiter
Energi mekanik
yang memutar poros mesin diesel selanjutnya dikopel dengan poros generator yang
mengubahnya menjadi energi listrik. Selanjutnya
Untuk dapat membangkitkan tegangan yang dikehendaki, generator harus diberikan
arus penguatan. Exiter merupakan
peralatan yang memberi arus penguatan kepada generator shingga generator
tersebut dapat mengeluarkan energi listrik
- Transformator
Trasformator
atau trafo adalah peralatan yang mempunyai fungsi untuk mengubah tegangan listrik
(voltage). Misalnya jika tegangan listrik yang keluar dari generator sebesar 400
V, agar dapat disalurkan lewat tegangan distribusi 20 kV, maka diperlukan trafo
yang akan merubah tegangan dari 400 V menjadi 20 kV.
Bagian – Bagian Utama Mesin
Diesel
1.
Piston dan batang penghubung (Connecting
Rod).
2.
Cylinder Liner dan Blok mesin (Engine
Block).
3.
Crank Shaft (poros engkol).
4.
Cam Shaft (poros bubungan).
5. Transmission
Gear (roda gigi transmisi)
Crank Shaft ( Poros Engkol )
Poros
engkol adalah bagian diesel yang berfungsi untuk merubah gerak bolak balik
menjadi gerak putar. Konstruksi poros engkol dapat dilihat pada gambar
berikut :
Poros Engkol |
Untuk mendukung agar bagian-bagian
yang bergerak pada poros engkol tetap berada
pada posisi atau kedudukan yang diinginkan, maka poros engkol mempunyai 3 ( tiga )
jenis bantalan yang terdiri dari :
1.
Bantalan Utama ( Main Bearing ).
2.
Bantalan Engkol ( Con-Rod Bearing ).
3.
Bantalan Geser ( Axial Bearing ).
Kerusakan Crankshaft
Berdasarkan data pekerjaan
asesmen PLTD oleh PLN
Puslitbang terkait dengan PLTD, sebagian besar kerusakan yang sering ditemui adalah rusaknya poros
engkol. Baik pada
bagian main journal maupun pada crankpin journal. Crankshaft atau poros engkol
adalah komponen pada mesin diesel atau atau mesin bensin (motor bakar torak).
Crankshaft mempunyai fungsi untuk meneruskan daya dari gerakan translasi
menjadi gerakan rotasi. Dengan terjadinya kerusakan crankshaft,
maka menyebabkan PLTD pun
tidak dapat beroperasi. Untuk mengatasi kerusakan crankshaft maka harus
dilakukan pemeliharaan major (major overhaul) dan dilakukan assessment kondisi
crankshaft yang rusak tersebut. Proses assessment crankshaft dilakukan dengan
uji penetrant, uji ovality serta uji kekerasan.
Berikut adalah gambar-gambar
kerusakan pada crankshaft :
Pekerjaan assessment crankshaft yang rusak biasanya meliputi : hardness, crack test, ovality
dan diameter crankshaft. Sedangkan peralatan yang dipergunakan serta
proses pengujian adalah sebagai
berikut :
Pengukuran diameter crankpin journal |
Cacat permukaan pada main journal |
1.
Fluorescent
Dye Penetrant dan lampu Ultraviolet, untuk melihat secara visual
bagian crankshaft yang cacat (cowak, retak atau tergores), atau hanya tergores.
2.
Crack
Depth Micro Gauge, untuk mengukur kedalaman retak atau cacat pada
crankshaft.
3.
Microdur
Hardness Tester, untuk mengukur kekerasan sekeliling poros engkol, baik
di lokasi main journal maupun crankpin journal.
Jika terjadi kekerasan yang lebih tinggi dari kriteria, maka kemungkinan
telah terjadi proses quenching pada permukaan tersebut.
4.
Micrometer, mengukur
diameter main journal dan crankpin journal yang dibandingkan dengan diamketer standar, sehingga
diketahui tingkat ovalitynya.
Setelah diketahui bagian yang rusak (cowak, retak,
tergores), dimensinya, serta kekerasan pada crankshaft, maka dapatlah diketahui
langkah-langkah yang harus dilakukan agar crankshaft tersebut dapat
dipergunakan kembali. Biasanya sebelum dipakai kembali, crankshaft tersebut
harus digrinding sampai diameter tidak terpengaruh cacat lagi. Dengan
sendirinya bantalan pada main journal dan crankpin journal harus diganti dengan
yang lebih kecil (undersize). Biaya
untuk pelaksanaan proses grindin tersebut sangat mahal mencapai ratusan juta
rupiah serta waktu perbaikan / waktu mesin tidak beroperasi cukup lama mencapai 2 bulan atau lebih.
Pencegahan dengan
Pengecekan Pelumas
Dalam
banyak hal, terjadinya kerusakan crankshaft merupakan hal yang dapat dan harus
dicegah. Crankshaft adalah merupakan komponen PLTU yang harganya mahal,
sedangkan proses grinding untuk
mendapatkan shaft dengan ukuran undersize juga membutuhkan biaya yang
mahal. Undersize
juga akan menyebabkan daya mampu pembangkit menjadi turun. Apalagi jika harus
dilakukan penggantian crankshaft. Disamping mahal, kerugian yang tidak kalah
besarnya dari rusaknya crankshaft adalah
terhentinya operasi PLTD sehingga tidak dapat memasok listrik pada
periode waktu lama.
Pencegahan
kerusakan pada crakshaft dapat dilakukan secara sederhana dan murah, yaitu
dengan cara disiplin menggunakan oli pelumas sesuai spesifikasinya. Serta
dengan selalu memantau kondisi minyak pelumas tersebut. Karena sebagian
besar kerusakan atau rontoknya
crankshaft adalah karena degradasi minyak pelumas. Jika minyak pelumas masih
memenuhi spesifikasi yang ditentukan maka tidak akan terjadi kerusakan
crankshaft. Dengan pengecekan minyak pelumas secara berkala juga akan diketahui
apakah terdapat material logam yang tergerus.
Degradasi
minyak
pelumas dapat disebabkan oleh beberapa faktor dan kondisi, termasuk periode penggantian yang diperpanjang, temperatur abnormal, pelumas berkualitas rendah dan
sebagainya.
Pengujian Pelumas
Untuk
mencegah terjadinya kerusakan berat pada crankshaft, maka perlu dilakukan
diagnosa secara berkala sebagai berikut :
- Pengambilan sampel pelumas.
- Pengujian di Laboratorium.
- Analisis kondisi minyak pelumas.
Untuk dapat menganalisa kondisi pelumas, terdapat peralatan Spectrometric
Oil Analysis yang dapat menganalisa kondisi parameter minyak pelumas sebagai
berikut :
- Keausan, memonitor dan memantau keausan partikel metal, kontaminasi dan bahan elemen additive pada pelumas.
- Kondisi pelumas, membandingkan pelumas bekas dengan pelumas baru dan menilai apakah pelumas tersebut masih dapat memberikan lubrikasi dan perlindungan yang cukup.
- Kebersihan pelumas, menentukan kontaminasi-kontaminasi abrasive yang dapat menyebabkan keausan.
- Tes-tes tambahan, mendeteksi air, antibeku dan bahan bakar yang tercampur di dalam pelumas.
Dengan melakukan pengujian contoh minyak pelumas secara berkala dan konsisten, maka
jika terdapat potensi degradasi minyak pelumas yang dapat membahayakan
crankshaft, maka dapat diambil tindakan secara cepat sehingga tidak terjadi kerusakan
atau failure
pada PLTD.
Kesimpulan :
- Kerusakan crankshaft pada PLTD bukanlah suatu kejadian yang normal karena menimbulkan biaya perbaikan yang besar serta waktu yang lama.
- Jika terjadi kerusakan crankshaft perlu dilakukan assessment secara menyeluruh untuk mencari penyebab utama kerusakan tersebut.
- Degradasi pada minyak pelumas sering menjadi penyebab utama rusaknya crankshaft sehingga perlu dilakukan pengecekan minyak pelumas secara teratur.
- Peralatan assessment saat ini mampu untuk mendeteksi kondisi minyak pelumas dan memberi peringatan dini untuk mencegah kerusakan atau rontoknya crankshaft.
Jakarta,
19 Desember 2012
----------------------------
Artikel Terkait Lainnya :