Cara menentukan material impeller dan liner pompa slurry tambang nikel laterit

Dipublikasikan 3 September 2026 · Coolair Group Engineering · 11 menit baca

Pemilihan material impeller dan liner untuk nikel laterit tidak bisa disamaratakan: impeller high chrome A05 standar sering gagal di slurry asam HPAL atau partikel kuarsa halus. Panduan ini menjelaskan pencocokan material dengan empat variabel: konsentrasi pulp, ukuran partikel, pH, dan suhu.

1. Empat variabel yang menentukan pilihan material

Sebelum bicara material, tim engineering menjawab empat pertanyaan dulu untuk mempersempit pilihan ke satu atau dua kandidat.

Konsentrasi pulp. Pulp di bawah 30 persen berat biasanya ditangani dengan karet alam atau poliuretan (serangan utama keausan halus). Pulp 35 sampai 50 persen adalah zona transisi high chrome. Pulp di atas 50 persen butuh high chrome A05 atau A07 (58 sampai 62 HRC) dengan liner logam di lidah volute.

Ukuran partikel. Di bawah 0,5 mm halus, 0,5 sampai 3 mm medium, di atas 3 mm kasar. Karet alam tahan partikel halus dan medium sampai 6 mm, tapi gagal pada partikel di atas 8 mm yang menghantam lidah volute. High chrome tahan sampai 25 mm, tapi getas pada slurry kuarsa halus karena partikel bersudut mengiris permukaan karbida.

pH pulp. pH antara 4 dan 14 aman untuk high chrome. Di bawah 4, korosi elektrokimia merusak matriks karbida dan umur impeller turun 30 sampai 50 persen. Pulp HPAL Halmahera punya pH 1,8 sampai 2,5: A05 standar aus dalam 600 sampai 900 jam, sedangkan A49 mencapai 1.400 sampai 1.800 jam.

Suhu operasi. Pompa slurry nikel biasanya beroperasi pada suhu 25 sampai 55 derajat Celsius, tergantung apakah letaknya sebelum atau setelah autoclave HPAL. Poliuretan mulai kehilangan sifat mekanik pada suhu di atas 80 derajat Celsius, jadi layanan yang menerima discharge dari autoclave wajib pakai high chrome atau karet sintetis tahan panas.

2. High chrome A05 dan A07 untuk layanan abrasif

High chrome white iron adalah paduan dengan 25 sampai 28 persen kromium dan struktur karbida M7C3 yang keras. A05 adalah grade standar dengan kekerasan 58 sampai 62 HRC. A07 punya sedikit tambahan molibdenum dan nikel untuk kekerasan dan ketahanan korosi yang lebih tinggi, biasanya 60 sampai 64 HRC.

Di layanan transfer tailing nikel Pomalaa dengan konsentrasi 38 sampai 42 persen dan partikel limonit di bawah 1 mm, impeller A05 pada pompa 8/6 AH mencapai umur 2.800 sampai 3.500 jam. Ini setara dengan 4 sampai 5 bulan operasi terus-menerus. Di layanan rougher flotation dengan konsentrasi 28 sampai 32 persen, umur turun ke 2.200 sampai 2.800 jam karena partikel sudah mulai terflotasi dan konsentrasi padat lokal di vane lebih tinggi dari rata-rata pulp.

Hal yang perlu diperhatikan saat memesan impeller high chrome: toleransi dimensi vane, terutama leading edge. Variasi 1 mm pada sudut vane sudah cukup mengubah kurva pompa 3 sampai 5 persen. Imbalance akibat distribusi karbida yang tidak merata juga menyebabkan getaran di atas 4 mm/s setelah 1.000 jam operasi. Produsen yang punya kontrol proses heat treatment yang baik menghasilkan impeller dengan struktur karbida lebih seragam dan umur lebih panjang 15 sampai 20 persen.

3. Karet alam untuk layanan partikel halus

Karet alam dengan kekerasan Shore A 60 sampai 75 adalah material klasik untuk liner pompa slurry sejak 1960-an. Kelebihan utama karet alam ada pada dua hal: tahan potong partikel bersudut halus, dan meredam getaran mekanis.

Di layanan transfer pulp netral (konsentrasi di bawah 30 persen, partikel di bawah 0,5 mm), liner karet alam mencapai umur 3.000 sampai 4.500 jam karena keausan terjadi merata di seluruh permukaan, bukan retakan mikro seperti pada high chrome.

Limitasi karet alam: suhu di atas 70 derajat Celsius merusak sifat mekanik, pulp dengan minyak solar atau asam kuat memecah ikatan polimer, dan partikel di atas 10 mm dapat merobek permukaan dalam hitungan minggu. Karet alam tidak dipakai untuk transfer batubara kasar atau discharge crusher.

4. Poliuretan untuk layanan korosi sedang

Poliuretan cor adalah pilihan antara karet dan high chrome. Kekerasan Shore A 85 sampai 95 memberikan ketahanan potong mendekati high chrome dengan fleksibilitas untuk menahan benturan ringan, dan ketahanan kimia lebih baik dari karet alam pada pH 3 sampai 11.

Di transfer pulp antara thickener dan tangki leach Halmahera (konsentrasi 20 sampai 28 persen, pH sekitar 4,5), liner poliuretan mencapai umur 4.200 sampai 5.500 jam: dua kali lipat karet standar dan 30 sampai 50 persen lebih panjang dari high chrome A05. Data dari tiga site yang membandingkan tiga material pada pompa identik paralel.

Yang perlu dicatat: poliuretan tidak cocok untuk layanan yang menerima discharge dari autoclave HPAL, di mana suhu bisa melampaui 90 derajat Celsius. Poliuretan juga lebih mahal 40 sampai 60 persen dari karet alam dengan dimensi yang sama. Stok minimum poliuretan harus lebih ketat karena lead time produksi lebih panjang.

5. Strategi kombinasi logam dan karet

Pemilihan material satu-jenis jarang optimal. Data Pomalaa dan Sorowako menunjukkan kombinasi memberikan umur 30 sampai 50 persen lebih panjang pada titik aus tercepat.

Pola pertama: liner karet alam di dinding volute, insert logam A05 di lidah volute (yang menerima serangan slurry 18 sampai 22 m/s pada pompa 8/6 AH 900 rpm). Logam hanya di titik aus tercepat menjaga biaya moderat dan mengangkat umur pakai total liner signifikan.

Pola kedua: impeller high chrome dengan lapisan poliuretan 3 sampai 4 mm di permukaan vane untuk slurry korosif sedang (high chrome memberi kekuatan struktural, poliuretan memberi ketahanan kimia). Pelapisan membutuhkan primer khusus dan curing terkontrol, dan tidak semua produsen punya kemampuan ini.

Pola ketiga (impeller karet konsentrasi rendah, liner logam konsentrasi tinggi dalam satu pompa) jarang dipakai karena sulit menyeimbangkan umur pakai dua material berbeda.

6. Kasus khusus: pulp asam HPAL Halmahera

High pressure acid leaching (HPAL) adalah proses ekstraksi nikel dari bijih laterit kadar rendah menggunakan asam sulfat pada suhu 240 sampai 260 derajat Celsius dan tekanan 40 bar. Slurry keluar dari autoclave didinginkan dan dinetralkan bertahap sebelum thickener dan CCD, dan setiap tahap membutuhkan material pompa berbeda.

Pada tahap discharge autoclave (suhu 90 sampai 110 derajat Celsius, pH 1,8 sampai 2,5), high chrome A05 gagal dalam hitungan bulan karena korosi asam sulfat panas. Material yang dipakai: high chrome A49 (Cr 28 persen, Ni 3 persen, Mo 1 persen) dengan kekerasan 58 sampai 60 HRC, mencapai umur 1.400 sampai 1.800 jam atau dua kali lipat A05.

Pada tahap netralisasi (pH naik ke 4 sampai 5, suhu turun ke 45 sampai 55 derajat Celsius), A49 masih yang terbaik sampai pH melewati 5; setelah netral, A05 standar sudah cukup. Pemakaian tiga grade material di tiga titik adalah pola umum di site HPAL Indonesia.

Gasket dan seal pompa di lingkungan HPAL juga perlu perhatian: asam sulfat merusak elastomer standar dalam hitungan bulan, sehingga PTFE atau viton adalah pilihan yang terbukti di lapangan.

7. Cara memantau sisa umur impeller tanpa bongkar

Tiga indikator lapangan memantau sisa umur impeller tanpa menghentikan operasi:

Arus motor. Catat arus motor setiap jam menggunakan ammeter di panel. Kenaikan 8 sampai 12 persen dari baseline pada head dan laju alir yang sama menandakan diameter impeller sudah berkurang dan slurry masuk ke celah antara volute dan impeller. Baseline harus dicatat di awal operasi dengan impeller baru dan pulp pada konsentrasi desain.

Getaran drive end. Sensor getaran di bearing housing drive end harus dipasang permanen. Baseline 2,5 sampai 3 mm/s pada pompa sehat. Kenaikan ke 4,5 mm/s atau lebih menandakan ketidakseimbangan hidraulik atau mekanis, biasanya karena keausan tidak merata pada vane impeller atau masuknya slurry ke celah tidak simetris.

Kapasitas pompa. Bandingkan debit aktual dengan debit desain setiap shift. Penurunan 5 sampai 10 persen pada head yang sama adalah tanda aus signifikan pada impeller. Penurunan kapasitas biasanya muncul belakangan setelah dua indikator sebelumnya, sehingga tidak bisa dijadikan patokan tunggal.

Site yang disiplin memantau ketiga indikator ini bisa memprediksi umur impeller dengan akurasi dua minggu dan menjadwalkan penggantian saat shutdown terjadwal.

8. Kapan las ulang impeller masuk akal

Las ulang impeller high chrome kadang lebih ekonomis dari penggantian, tapi hanya pada kondisi tertentu. Impeller yang retak di satu vane karena benturan batu besar tidak bisa dilas ulang dengan aman. Impeller yang keausan seragam di semua vane dengan kedalaman 3 sampai 6 mm adalah kandidat las.

Prosedur las ulang: preheat 200 sampai 250 derajat Celsius merata, elektroda stainless austenitik 3,2 mm, passes pendek, pendinginan lambat dalam dapur pemanas atau serbuk kayu kering minimal 12 jam. Tanpa prosedur ini, zona terpengaruh panas retak dan impeller gagal di siklus termal berikutnya.

Biaya las ulang impeller A05 di lapangan Indonesia 2025 berkisar 40 sampai 60 persen dari harga impeller baru dengan umur pakai 50 sampai 70 persen. Pada konsentrasi di atas 35 persen, penggantian baru hampir selalu lebih ekonomis.

9. Stok minimum suku cadang per site

Site nikel laterit operasi 24 jam harus mempertahankan stok minimum suku cadang impeller dan liner untuk tiga bulan operasi, karena satu kali keterlambatan pengiriman dari pabrik bisa menghentikan produksi.

Stok wajib di site. Untuk setiap model pompa, simpan satu impeller baru dan satu liner lengkap (volute plus frame plate) per model. Pompa dengan dua unit: stok ganda. Pompa empat unit atau lebih: satu impeller dan satu liner per dua unit.

Stok di gudang regional. Suku cadang dengan lead time panjang atau risiko gagal delivery (liner poliuretan, impeller A49) disimpan dengan stok 30 persen dari total kebutuhan site di wilayah tersebut.

Stok minimum consumable. Sealant elastomer, baut casing grade 8.8, dan gasket untuk dua kali overhaul. Kehabisan sealant atau baut saat overhaul liner sering menunda pekerjaan satu shift penuh.

Pertanyaan yang Sering Diajukan

Berikut adalah pertanyaan umum dari teknisi dan tim pemeliharaan saat menerapkan konten artikel ini di kondisi nyata.