Apa itu Retak Poros? Deteksi dan Diagnosis • Penyeimbang portabel, penganalisis getaran "Balanset" untuk penghancur penyeimbang dinamis, kipas, mulcher, auger pada mesin pemanen, poros, sentrifus, turbin, dan banyak rotor lainnya. Apa itu Retak Poros? Deteksi dan Diagnosis • Penyeimbang portabel, penganalisis getaran "Balanset" untuk penghancur penyeimbang dinamis, kipas, mulcher, auger pada mesin pemanen, poros, sentrifus, turbin, dan banyak rotor lainnya.

Apa itu Retak Poros? Deteksi dan Diagnosis

Diterbitkan oleh admin pada

Memahami Retak Poros pada Mesin Berputar

Definisi: Apa itu Retak Poros?

A retakan poros adalah fraktur atau diskontinuitas pada poros berputar yang berkembang akibat kelelahan, konsentrasi tegangan, atau cacat material. Retakan biasanya dimulai di permukaan dan menjalar ke dalam tegak lurus terhadap arah tegangan tarik maksimum. Pada mesin berputar, retakan poros sangat berbahaya karena dapat berkembang dari cacat kecil yang tidak terdeteksi menjadi fraktur poros total dalam hitungan jam atau hari, yang berpotensi menyebabkan kegagalan peralatan yang fatal.

Retakan poros menghasilkan ciri khas getaran tanda-tanda, terutama komponen karakteristik 2× (dua kali per putaran) yang muncul seiring perkembangan retakan. Deteksi dini melalui analisis getaran sangat penting untuk mencegah kegagalan poros total dan bahaya keselamatan terkait.

Penyebab Umum Retak Poros

1. Kelelahan akibat Stres Siklik

Penyebab paling umum, terutama pada mesin berputar:

  • Kelelahan Membungkuk: Poros yang berputar dengan kekakuan atau beban yang tidak merata menciptakan tegangan lentur siklik
  • Kelelahan Torsional: Torsi osilasi pada poros transmisi daya
  • Kelelahan Siklus Tinggi: Jutaan siklus stres terakumulasi selama bertahun-tahun beroperasi
  • Konsentrasi Tegangan: Alur pasak, lubang, fillet, dan diskontinuitas geometris memusatkan tekanan

2. Kondisi Operasional

  • Berlebihan Ketidakseimbangan: Gaya sentrifugal yang tinggi menciptakan tegangan lentur
  • Ketidakselarasan: Momen lentur akibat ketidakselarasan mempercepat kelelahan
  • Operasi Resonansi: Beroperasi di atau dekat kecepatan kritis menciptakan defleksi tinggi
  • Kelebihan muatan: Beroperasi melampaui batas desain
  • Tekanan Termal: Siklus pemanasan/pendinginan cepat atau gradien termal

3. Cacat Material dan Produksi

  • Bahan yang disertakan: Terak, rongga, atau material asing pada material poros
  • Perlakuan Panas yang Tidak Tepat: Pengerasan atau tempering yang tidak memadai
  • Cacat Pemesinan: Tanda alat, goresan, atau goresan yang menciptakan penambah tegangan
  • Pengikisan Korosi: Korosi permukaan menciptakan lokasi awal retakan
  • Kekhawatiran: Pada antarmuka press-fit atau alur pasak

4. Acara Operasional

  • Peristiwa Kecepatan Berlebih: Kecepatan berlebih yang darurat atau tidak disengaja menciptakan tekanan tinggi
  • Gosok Parah: Kontak menghasilkan panas dan konsentrasi tegangan lokal
  • Beban Dampak: Beban tiba-tiba akibat gangguan proses atau guncangan mekanis
  • Perbaikan Sebelumnya: Pengelasan atau pemesinan yang menimbulkan tegangan sisa

Gejala Getaran Poros Retak

Komponen Karakteristik 2×

Tanda getaran khas dari poros yang retak adalah adanya getaran yang menonjol 2× (harmonik kedua) komponen:

Mengapa Getaran 2× Berkembang

  • Retakan terbuka dan tertutup dua kali per putaran saat poros berputar
  • Ketika retakan berada pada kompresi (bagian bawah rotasi), kekakuannya lebih tinggi
  • Ketika retakan berada dalam tegangan (puncak rotasi), retakan terbuka, kekakuannya lebih rendah
  • Perubahan kekakuan dua kali per putaran ini menghasilkan gaya pemaksaan 2×
  • Amplitudo 2× meningkat seiring dengan perambatan retakan dan asimetri kekakuan tumbuh

Indikator Getaran Tambahan

  • 1× Perubahan: Peningkatan bertahap dalam getaran 1× dari perubahan kekakuan dan busur sisa
  • Harmonik Lebih Tinggi: 3×, 4× mungkin muncul seiring meningkatnya keparahan retakan
  • Pergeseran Fase: Perubahan sudut fase selama startup/coastdown atau pada kecepatan yang berbeda
  • Perilaku Bergantung Kecepatan: Getaran dapat berubah secara non-linier terhadap kecepatan
  • Sensitivitas Suhu: Getaran mungkin berkorelasi dengan pembukaan/penutupan retakan ekspansi termal

Karakteristik Startup/Coastdown

  • Komponen 2× menunjukkan perilaku yang tidak biasa selama transien
  • Mungkin menunjukkan dua puncak di Plot pertanda (pada 1/2 dari setiap kecepatan kritis)
  • Perubahan fase komponen 1× mungkin berbeda dari respons ketidakseimbangan normal

Metode Deteksi

Pemantauan Getaran

Analisis Tren

  • Pantau rasio 2X/1X dari waktu ke waktu
  • Peningkatan bertahap dalam amplitudo 2x merupakan tanda peringatan
  • Rasio 2X/1X > 0,5 memerlukan investigasi
  • Perubahan tiba-tiba pada pola getaran mencurigakan

Analisis Spektral

  • Biasa FFT analisis yang menunjukkan harmonik
  • Bandingkan spektrum dasar saat ini dengan spektrum dasar historis
  • Perhatikan kemunculan atau pertumbuhan puncak 2×

Analisis Transien

  • Plot air terjun selama startup/coastdown
  • Plot Bode yang menunjukkan amplitudo dan fase vs. kecepatan
  • Perilaku tidak biasa pada lintasan kecepatan kritis

Metode Non-Getaran

1. Inspeksi Partikel Magnetik (MPI)

  • Mendeteksi retakan permukaan dan dekat permukaan
  • Membutuhkan permukaan poros yang dapat diakses
  • Keandalan tinggi untuk deteksi retakan
  • Bagian dari inspeksi pemeliharaan rutin

2. Pengujian Ultrasonik (UT)

  • Mendeteksi retakan internal dan permukaan
  • Dapat menemukan retakan sebelum menimbulkan gejala getaran
  • Membutuhkan peralatan khusus dan personel terlatih
  • Direkomendasikan untuk poros kritis

3. Inspeksi Penetran Pewarna

  • Metode sederhana untuk mendeteksi retakan permukaan
  • Membutuhkan pembersihan dan persiapan permukaan
  • Berguna untuk area yang dapat diakses selama pemadaman listrik

4. Pengujian Arus Eddy

  • Deteksi retakan permukaan non-kontak
  • Cocok untuk inspeksi otomatis
  • Efektif pada bahan non-magnetik dan magnetik

Respon dan Tindakan Korektif

Tindakan Segera Setelah Terdeteksi

  1. Tingkatkan Frekuensi Pemantauan: Dari bulanan menjadi mingguan atau harian
  2. Mengurangi Keparahan Operasional: Turunkan kecepatan atau beban jika memungkinkan
  3. Penutupan Rencana: Jadwalkan perbaikan atau penggantian pada kesempatan paling aman paling awal
  4. Lakukan NDE: Konfirmasikan keberadaan retakan dan nilai tingkat keparahannya
  5. Penilaian Risiko: Tentukan apakah operasi lanjutan aman

Solusi Jangka Panjang

  • Penggantian Poros: Solusi paling andal untuk retakan yang dikonfirmasi
  • Perbaikan (Kasus Terbatas): Beberapa retakan dapat dihilangkan dengan pemesinan dan pembangunan dengan las (memerlukan evaluasi ahli)
  • Analisis Akar Penyebab: Identifikasi mengapa retakan berkembang untuk mencegah terulangnya kembali
  • Modifikasi Desain: Atasi konsentrasi tegangan, tingkatkan pemilihan material, modifikasi kondisi pengoperasian

Strategi Pencegahan

Tahap Desain

  • Hilangkan sudut tajam dan konsentrasi tegangan
  • Gunakan radius fillet yang besar pada perubahan diameter
  • Tentukan bahan yang sesuai untuk tingkat stres dan lingkungan
  • Melakukan analisis tegangan elemen hingga
  • Terapkan perawatan permukaan (shot peening, nitriding) untuk meningkatkan ketahanan lelah

Tahap Operasional

  • Pertahankan yang baik kualitas keseimbangan untuk meminimalkan tegangan lentur siklik
  • Pastikan penyelarasan presisi
  • Hindari pengoperasian pada kecepatan kritis
  • Mencegah kejadian kecepatan berlebih
  • Kendalikan tekanan termal melalui pemanasan/pendinginan yang tepat

Tahap Pemeliharaan

  • Inspeksi rutin menggunakan metode NDE yang tepat
  • Program tren getaran untuk mendeteksi gejala dini
  • Penyeimbangan berkala untuk meminimalkan tekanan lelah
  • Pencegahan korosi dan pemeliharaan pelapisan

Retakan poros merupakan salah satu potensi kegagalan paling serius pada mesin berputar. Kombinasi pemantauan getaran (untuk mendeteksi tanda-tanda karakteristik 2x) dan pemeriksaan non-destruktif berkala memberikan strategi terbaik untuk deteksi dini retakan, yang memungkinkan pemeliharaan terencana sebelum terjadi kegagalan fatal.

← Kembali ke Indeks Utama

Kategori:
WhatsApp