CEGAH RONTOK PLTD DENGAN “CEK DARAH”

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 :

1. 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).

2. 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

3. 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

Susunan bagian – bagian Mesin Diesel adalah sebagai pada gambar berikut : 

Bagian 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 :

Pengukuran diameter crankpin journal

Cacat permukaan pada main journal

Pekerjaan assessment crankshaft  yang rusak biasanya meliputi : hardness, crack test, ovality dan diameter crankshaft. Sedangkan peralatan yang dipergunakan serta proses pengujian adalah sebagai berikut  :

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 :

1. Pengambilan sampel pelumas.
2. Pengujian di Laboratorium.
3. Analisis kondisi minyak pelumas.

Untuk dapat menganalisa kondisi pelumas, terdapat peralatan Spectrometric Oil Analysis yang dapat menganalisa kondisi parameter minyak pelumas sebagai berikut :

1. Keausan, memonitor dan memantau keausan partikel metal, kontaminasi dan bahan elemen additive pada pelumas.
2. Kondisi pelumas, membandingkan pelumas bekas dengan pelumas baru dan menilai apakah pelumas tersebut masih dapat memberikan lubrikasi dan perlindungan yang cukup.
3. Kebersihan pelumas, menentukan kontaminasi-kontaminasi abrasive yang dapat menyebabkan keausan.
4. 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 :

1. Kerusakan crankshaft pada PLTD bukanlah suatu kejadian yang normal karena menimbulkan biaya perbaikan yang besar serta waktu yang lama.
2. Jika terjadi kerusakan crankshaft perlu dilakukan assessment secara menyeluruh untuk mencari penyebab utama kerusakan tersebut.
3. Degradasi pada minyak pelumas sering menjadi penyebab utama rusaknya crankshaft sehingga perlu dilakukan pengecekan minyak pelumas secara teratur.
4. 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 :

Menghemat Bahan Bakar Pembangkit 

Alat Pengering Batubara (Coal Drier) 

Uji Heat Rate 

Uji Tidak Merusak (NDT)