Memahami Korosi pada Mesin Berputar
Definisi: Apa itu Korosi?
Korosi adalah kerusakan bertahap permukaan logam melalui reaksi elektrokimia atau kimia dengan lingkungan, yang mengakibatkan hilangnya material, kekasaran permukaan, mengadu, dan melemahnya komponen mekanis. Pada mesin berputar, korosi memengaruhi poros, bantalan, roda gigi, casing, dan elemen struktural, sehingga menciptakan konsentrasi tegangan yang dapat memicu kelelahan retakan, permukaan kasar yang mempercepat memakai, dan pada kasus yang parah, menyebabkan kegagalan struktural langsung akibat kehilangan material.
Meskipun sering dianggap sebagai mekanisme degradasi yang lambat dan jangka panjang, korosi dapat secara signifikan mempercepat kegagalan mekanis dan harus dicegah melalui pemilihan material yang tepat, lapisan pelindung, pengendalian lingkungan, dan pelumas anti-korosi.
Jenis-jenis Korosi pada Mesin
1. Korosi Seragam (Umum)
- Penampilan: Serangan permukaan merata di area yang terekspos
- Contoh: Karat pada permukaan baja yang tidak terlindungi
- Kecepatan: Dapat diprediksi, diukur sebagai kerugian material per tahun (mil/tahun)
- Memengaruhi: Pengurangan bertahap pada ketebalan dinding, kekasaran permukaan
- Paling Tidak Berbahaya: Perkembangan yang terlihat dan dapat diprediksi
2. Korosi Pitting
- Penampilan: Serangan terlokalisasi yang menciptakan rongga atau lubang kecil
- Mekanisme: Kerusakan film pelindung di lokasi tertentu
- Bahaya: Lubang bertindak sebagai konsentrasi tegangan, yang memicu retakan lelah
- Umum Pada: Baja tahan karat, aluminium dalam lingkungan klorida
- Deteksi: Inspeksi visual, pengujian arus eddy
3. Korosi Celah
- Lokasi: Di celah, di bawah gasket, di sambungan berulir
- Mekanisme: Larutan stagnan di celah menjadi agresif
- Alam Tersembunyi: Seringkali tidak terlihat tanpa pembongkaran
- Umum Di: Flensa, di bawah cincin-O, akar ulir
4. Korosi Galvanik
- Menyebabkan: Logam yang berbeda dalam kontak listrik dengan elektrolit hadir
- Contoh: Poros baja pada bantalan perunggu dengan kontaminasi air
- Memengaruhi: Logam yang lebih anoda (aktif) akan terkorosi secara lebih baik
- Pencegahan: Mengisolasi logam yang berbeda, menggunakan bahan yang kompatibel
5. Retak Korosi Tegangan (SCC)
- Mekanisme: Tegangan tarik + lingkungan korosif = pertumbuhan retak
- Bahaya: Dapat menyebabkan kegagalan mendadak pada tekanan jauh di bawah kekuatan luluh
- Kombinasi Umum: Baja tahan karat + klorida; kuningan + amonia
- Pencegahan: Pemilihan material, pelepas tegangan, pengendalian lingkungan
6. Korosi Fretting
- Mekanisme: Gerakan mikro + korosi pada sambungan tekan atau sambungan baut
- Penampilan: Bubuk berwarna coklat kemerahan (oksida besi) atau hitam
- Memengaruhi: Melonggarkan kecocokan, menciptakan kerusakan permukaan
- Umum Di: Antarmuka bantalan-poros, penyusutan pas mengalami getaran
Dampak pada Komponen Mesin
Bantalan
- Pengikisan permukaan memicu spalling kelelahan
- Serpihan korosi bertindak sebagai abrasif
- Kontaminasi pelumas dari produk korosi
- Masa pakai bearing berkurang drastis (kemungkinan pengurangan 50-90%)
Poros
- Lubang korosi bertindak sebagai lokasi awal retak lelah
- Mengurangi diameter dan kekuatan efektif
- Kekasaran permukaan mempengaruhi operasi bantalan dan segel
- Fretting pada saat press fitting melonggarkan komponen
Roda gigi
- Korosi permukaan gigi mempercepat kelelahan pitting
- Meningkatkan kekasaran permukaan dan kebisingan
- Permukaan yang terkorosi memiliki karakteristik pelumasan yang buruk
- Korosi akar gigi mengurangi kekuatan lentur
Komponen Struktural
- Kapasitas menahan beban berkurang akibat kehilangan bagian
- Konsentrasi tegangan pada lubang korosi
- Masalah penampilan dan keandalan
- Korosi baut jangkar pondasi menyebabkan kelonggaran
Metode Deteksi
Inspeksi Visual
- Cari karat, perubahan warna, dan pengelupasan
- Periksa produk korosi (endapan putih, hijau, atau merah)
- Periksa pengencang untuk karat atau kerusakan
- Periksa adanya rembesan pada sambungan (menunjukkan adanya korosi celah)
Analisis Getaran
- Permukaan yang mengalami korosi akan meningkatkan getaran frekuensi tinggi
- Pitting menciptakan tanda dampak yang mirip dengan cacat mekanis
- Efek sekunder: retakan yang dipicu oleh korosi menghasilkan tanda-tanda khas
Pengujian Non-Destruktif
- Pengujian Ultrasonik: Mengukur ketebalan dinding yang tersisa
- Arus Eddy: Mendeteksi korosi dan pengelupasan permukaan
- Partikel Magnetik: Mengungkapkan retakan yang disebabkan oleh korosi
- Radiografi: Menunjukkan korosi internal di area yang tidak dapat diakses
Analisis Minyak
- Deteksi kadar air (uji Karl Fischer)
- Kontaminan korosif (asam, garam)
- Partikel logam dari korosi
- Pengujian pH untuk kondisi asam
Pencegahan dan Pengendalian
Pemilihan Material
- Paduan Tahan Korosi: Baja tahan karat, perunggu, paduan khusus untuk lingkungan yang keras
- Kompatibilitas Bahan: Hindari pasangan galvanik atau gunakan isolasi
- Pemilihan Kelas: Cocokkan material dengan lingkungan korosif tertentu
Lapisan Pelindung
- Cat: Perlindungan penghalang untuk baja struktural
- Pelapisan: Krom, nikel, seng untuk permukaan kritis
- Galvanisasi: Pelapis seng untuk aplikasi luar ruangan/basah
- Pelapis Khusus: Epoxy, keramik, semprotan termal untuk kondisi parah
Pelumasan
- Pelumas dengan penghambat karat dan korosi
- Hilangkan kelembaban dan kontaminan
- Pertahankan lapisan minyak yang melindungi permukaan
- Pergantian oli secara teratur untuk menghilangkan air dan asam
Pengendalian Lingkungan
- Penyegelan efektif untuk mencegah kelembaban
- Dehumidifikasi untuk peralatan tertutup
- Ventilasi untuk mencegah kondensasi
- Penutup untuk peralatan luar ruangan
- Kontrol suhu untuk menghindari siklus kondensasi
Praktik Desain
- Hindari celah-celah di mana korosi dapat bersembunyi
- Menyediakan drainase untuk akumulasi kelembaban
- Desain untuk akses bersih dan inspeksi
- Gunakan anoda pengorbanan dalam beberapa aplikasi
Korosi, meskipun utamanya merupakan proses kimia, memiliki konsekuensi mekanis yang mendalam pada mesin berputar. Perannya dalam memicu retak lelah, mempercepat keausan, dan menciptakan cacat permukaan menjadikan pencegahan korosi melalui pemilihan material yang tepat, langkah-langkah perlindungan, dan pengendalian lingkungan penting untuk keandalan dan keamanan mesin jangka panjang.