getaran kapal

Getaran yang terjadi pada badan kapal mengakibatkan antara lain:

- menciptakan gangguan hingga mengurangi kemampuan operasi atau bahkan menimbulkan kerusakan pada komponen kapal

- objek dari kapal yang bergerak dengan frekwensi tinggi dapat menimbulkan kebisingan
- menjadi gangguan kenyamanan personel di atas kapal.

Sesuai dengan hukum II Newton:
“Percepatan yang dihasilkan oleh resultan gaya yang bekerja pada sebuah benda, sebanding dan searah dengan resultan gaya, dan berbanding terbalik dengan massa benda”

elemen getaran antara lain:
- massa
- pegas
- gaya eksitasi
- peredam

Free vibration (getaran bebas) : Yaitu jika getaran berosilasi karena bekerjanya gaya yang ada    dalam sistem itu sendiri tanpa ada pengaruh gaya dari luar.

Forced vibration (Getaran paksa) : Yaitu getaran yang terjadi karena rangsangan gaya dari luar (exciting force). Bila rangsangan gaya luar berosilasi, maka sistem tersebut bergetar pada frekwensi rangsangan itu. Jika salah satu dari frekwensi natural tersebut sama dengan frekwensi rangsangan, maka akan terjadi resonansi (bunyi).

Macam-macam getaran kapal

Getaran vertikal (getaran lentur): Getaran ini menimbulkan getaran 2 node dan mempunyai frekuensi natural yang sangat rendah   (±100 rpm), mendekati frekwensi putaran mesin utama sehingga menyebabkan resonansi yang menimbulkan kebisingan dan rasa tidak nyaman bagi ABK maupun penumpang yang berada di atas kapal. 

 Getaran Horizontal: Frekwensi getaran ini pada umumnya 2 s/d 3 kali frekwensi getaran vertikal sehingga tidak menimbulkan masalah pada kapal.

Getaran torsi : Getaran ini terjadi pada saat bagian tengah dianggap tetap sedangkan bagian haluan dan buritan bergetar berlawanan yang mengakibatkan terjadinya  moment torsi.

Getaran lokal: Getaran ini terjadi pada bagian-bagian kapal seperti; geladak, anjugan, frame di ruang mesin, poros propeller, bulkhead, stern frame dll.

Getaran resonansi : Getaran yang terjadi apabila frekwensi dari exiting force mendekati frekwensi massa sistem tersebut.

Penyebab terjadinya getaran pada kapal:

Dari dalam kapal itu sendiri

a) Disebabkan karena adanya perbedaan frekwensi dari masing-masing mesin yaitu mesin utama, dan mesin-mesin bantu maka akan timbul unbalanced force yang mengakibatkan terjadinya getaran.

b) Pembuatan propeller sempurnya baik titik berat maupun pitch-nya tetapi alignment/pemasangannya tidak sempurna sehingga terjadi moment torsi.

c) Pembuatan daun propeller yang tidak sempurna yang mengakibatkan titik berat dari propeller tersebut tidak tepat pada garis centernya sehingga timbul unbalance force (gaya dorong yang tidak merata) pada putaran propeller.

d) Pembuatan daun propeller sudah sempurna dengan titik berat berada pada centernya tetapi pitch pada masing-masing daunnya tidak sama sehingga gaya dorong terhadap air pada tiap-tiap daun tidak merata.

e)Pada kapal yang memakai twin screw terjadi getaran apabila aliran fluida pada masing-masing propeller dan hull tidak sama.

f) Terjadi aliran vortex (pusaran air) baik pada daun      propeller maupun pada kemudi.

g) Besarnya daun propeller yang tidak seimbang dengan bentuk hull pada bagian buritan yang mengakibatkan tekanan air terlalu besar.

Getaran yang disebabkan oleh gelombang

Karena hempasan : Dapat mengakibatkan terjadinya slamming, bow flare, shipping green (wave impact yang mengakibatkan whipping vibration).

Karena Alunan Gelombang (wave induced ship hull vibration) : Gelombang kecil (alunan) yang dialami oleh kapal mengakibatkan terjadinya springing vibration dan dapat menimbulkan resonansi.

Getaran dari kamar mesin

Hal ini disebabkan pada ruang mesin terdapat main engine dimana mesin ini sebagai mesin utama kapal. 
Berikut adalah metode pengukuran getaran. 

Metode Impact

Teknik pengukuran jenis ini digunakan untuk menentukan frekuensi alami dari materi struktur dan peralatan tertentu. Biasanya digunakan untuk melakukan pengecekan pada perancangan plat, panel dan penegar pada bagunan atas dan dinding tangki di area kamar mesin sebelum kapal selesai dikerjakan secara total. Jika terdapat indikasi adanya frekuensi natural yang berbahaya dari propeller dan main engine, perubahan pada waktu ini masih murah untuk galangan kapal.

Struktur alat biasanya di bagian atasnya terdapat dua sampai delapan accelerometer yang telah di pasang sebelum di beri magnet dengan tangan. Di pukul secara tidak berirama dengan palu, palu tersebut dipasangi bantalan karet pada permukaan pukulnya dan terdapat peralatan tambahan berupa accelerometers untuk pengukuran benturan paksa (berat palu telah diketahui). Sebagai hasilnya, komponen mendapatkan local deflect dan bergetar pada frekuensi naturalnya. Melekat dengan transfer function, dan secara terus menerus dimonitor pada FFT anlyser, menandai ketika pengukuran bisa dihentikan.

Electronic System

Pada umumnya, pengukuran getaran terutama lebih disukai menggunakan suatu sistem electronik yang menghasilkan suatu rekaman yang bersifat permanen. Alat Transducers memungkinkan untuk menghasilkan sinyal yang proporsional atau sebanding untuk akselerasi, percepatan atau pergantian jarak (displacement). Perekam pada sistem elektronik ini dapat di buat baik dari magnetic tape, kertas osilograf, atau di dalam format digital (computer).

Penggunaan kertas osilograf selema pengetesan getaran dimaksudkan agar jejak getaran bisa diperiksa secara langsung dan hal tersebut akan sangat menolong dalam mengevaluasi getaran yang ada. Ketika displacement dari pada percepatan dan akselerasi direkam, sinyal frekuensi rendah yang diinginkan berhubungan dengan gerakan suatu getaran yang penting adalah komponen utama yang harus direkam. Lalu, rekaman siap di evaluasi sejak dibawah kemungkinan frekuensi tinggi dengan amplitudo displacement yang rendah. Perlengkapan harus tersedia untuk pengendalian sistem yang sesuai guna mengakomodasi range amplitudo yang lebar.

Transducers dapat digunakan sesuai dengan media yang diukur getarannya. Adapun berbagai macam tipe dari transducers itu sendiri adalah sebagai berikut : 

1)  Transducer dengan ikatan baut pada permukaan uji dengan menggunakan ulir

2)  Transducer dengan ikatan semen pada permukaan uji

3)  Transducer dengan ikatan lapisan lilin

4)  Transducer dengan magnet permanen dilekatkan pada permukaan ferromagnetic.

5)  Transducer dipasang pada keranjang pada permukaan yang diuji

6)  Transducer di pegang langsung dengan tangan terhadap permukaan uji.    

Vibration Analyzer

Suatu alternatif dengan biaya yang cukup murah dalam pemantauan secara kontinu sinyal getaran adalah dengan mengambil data getaran dari mesin pada interval waktu rutin melalui alat vibration analyzer genggam yang dapat menampilkan output analisa getaran langsung ditempat seperti (nilai puncak, filter, RMS dan lainnya) dan spektrum FFT. Alat genggam ini dilengkapi dengan sebuah accelerometer vibration pick-up, sehingga teknisi pemeliharaan dapat secara aman menyentuh bagian yang akan dipantau pada tiap mesin dalam pemeriksaan rutin seperti ilustrasi pada gambar berikut.

Kondisi-kondisi dalam pengukuran

Pengetesan getaran di kapal disituasikan di bawah kondisi yang telah disetujui oleh galanagn dan pemilik kapal. Berikut adalah kondisi-kondisi yang pada umumnya dilakuakan pengukuran getaran.

Kondisi Lingkungan

1. Keadaan Laut

Pengetesan harus dikondisikan pada keadaan laut tidak lebih dari persyaratan di bawah sejauh bisa dipraktekkan :

Sea state 1 untuk perahu kecil

Sea state 2 untuk kapal kecil (<10.000 ton)

Sea state 3 untuk kapal besar (>10.000 ton)

2. Kedalaman Air

Pengetesan harus dilakukan tidak kurang dari 5 kali tinggi sarat kapal, dengan mesin yang berjalan pada kondisi normal. Jika kapal beroperasi pada air dangkal, kedalaman selama pengetesan bisa dianggap sebagai kondisi kedalaman normal.

Kondisi bermuatan

Kapal diballasting sampai pada displacement dan trim mungkin seperti pada kondisi operasi normal dengan kapasitas ballasting yang biasa dari kapal. Sarat kapal bagian belakang harus dipastikan bahwa propeller benar-benar tenggelam.

Kondisi berjalan kapal

Test harus dikondisikan pada kondisi berjalan berikut :

-          Free route run

Kondisi dimana kapal berjalan pada kecepatan konstan dan berjalan biasa atau penyesuaian kemudi.

-          Manuver

Test juga dikondisikan pada manuver-manuver berikut :

·       Hard turn port

·       Hard turn starboard

·       Crashback

B.     Teknik Pengukuran Kebisingan di Kapal

Di dalam kapal selain getaran, tingkat kebisingan juga di ukur. Hal ini merupakan salah satu cara untuk meminimalisir kebisingan yang terjadi di dalam kapal terutama ruang kerja dan ruang akomodasi. Sumber kebisingan adalah tempat utama yang harus dilakukan pengukuran kebisingan. Dari sumber kebisingan kemudian menuju ke tempat yang paling dekat dengan sumber kebisingan. Kemudian di lanjutkan ke tempat dengan tingkat kebisingan minimal.

Sleeping area merupakan tempat yang harus mempunyai tingkat kebisingan tidak boleh lebih dari 60 dB menurut aturan dari IMO. Hal ini disebabkan karena di sleeping area awak kapal tidak boleh mendengarkan suara bising yang dapat mengganggu waktu istirahat mereka. Jika kebisingan merambat ke dalam sleeping area maka di perlukan sebuah redaman suara untuk mengurangi tingkat kebisingan didalam sleeping area tersebut. Jika tidak dilakukan maka keselamatan kesehatan awak kapal akan terganggu dan dapat merusak kesehatan mereka atau cacat permanen seperti tuli.

Metode pengukuran tingkat kebisingan cukup sederhana yaitu menggunakan sound level meter. Penggunaan alat ini cukup mudah karena alat ini cukup peka terhadap suara yang ada disekitarnya. Satuan yang digunakan untuk mengukur tingkat kebisingan adalah desibel (dB). Bentuknya yang simple bisa dipergunakan kapan saja dan dimana saja. Jadi ketika kita memakai alat ini untuk mengukur kebisingan dapat kita lihat hasilnya di monitor dari alat tersebut.