Hei, bukankah mesin seharusnya aus?

Ungkapan lama adalah bahwa kematian dan pajak adalah satu-satunya kepastian dalam hidup. Beberapa menyarankan bahwa hal yang sama berlaku untuk mesin. Kita tahu bahwa jika sebuah mesin menghasilkan laba, pajak akan dikenakan atas laba itu. Tapi bagaimana dengan kematian? Apakah kematian mesin juga tak terhindarkan?

Mari kita lihat lebih dekat. Menurut profesor emeritus Institut Teknologi Massachusetts Ernest Rabinowicz, tiga hal menyebabkan mesin kehilangan kegunaannya:usang, kecelakaan, dan degradasi permukaan.

Tanpa pertanyaan, keusangan merupakan hal mendasar bagi evolusi rekayasa dan teknologi. Yang lama harus memberi jalan bagi yang baru. Namun beberapa penemuan memiliki siklus hidup yang panjang – pemasangan gemuk, misalnya. Desainnya tidak banyak berubah sejak Oscar Zerk menemukannya pada awal 1920-an, namun masih digunakan secara luas. Mobil, di sisi lain, dinamis dan terus berubah. Sementara mobil klasik hidup terus menerus, sebagian besar mobil menghadapi keusangan praktis jauh sebelum mereka tidak dapat dioperasikan secara fungsional.

Kecelakaan dan bentuk lain dari peristiwa agen manusia dapat menempatkan mesin dalam bahaya juga. Dua mesin identik yang bekerja di lingkungan kerja yang identik tetapi dioperasikan oleh dua individu yang berbeda dapat menunjukkan keandalan dan umur pengoperasian yang berbeda. Perbedaan biasanya disebabkan oleh operator (manusia). Kegagalan agensi manusia juga berlaku untuk kesalahan dalam desain dan manufaktur mesin.

Alasan ketiga Rabinowicz mengapa mesin kehilangan kegunaan berkaitan dengan dunia tribologi (studi tentang keausan, gesekan, dan pelumasan). Dia menggambarkan ini sebagai degradasi permukaan, yang dapat dibagi menjadi degradasi kimia (korosi) dan kerusakan mekanis. Perlindungan permukaan internal mesin dari kerusakan kimia (20 persen) sebagian besar dipengaruhi oleh kondisi yang dapat dikontrol. Pertimbangkan penyebab kerusakan bahan kimia berikut dan potensi pengendalian atau intervensinya melalui praktik pemeliharaan:

• Pelumas dengan penghambat korosi film penghalang yang tidak efektif atau tertekan
• Pelumas rentan terhadap oksidasi cepat (penghasil asam)
• Pelumas bak mesin dengan cadangan alkalinitas yang terganggu (penetral asam)
• Interval penggantian oli yang terlalu lama
• Kontaminasi minyak oleh air dan/atau asam dari lingkungan kerja
• Pertumbuhan kontaminasi biologis yang tidak terkendali
• Ruang kepala yang lembab dari tangki, bak dan kompartemen pelumasan lainnya
• Suhu pengoperasian yang tinggi
• Penggunaan aditif anti-lecet yang agresif secara kimiawi secara tidak tepat
• Pengawetan yang tidak tepat dari peralatan yang disimpan atau diletakkan dan perlindungan yang tidak tepat dari agen kelembaban dan korosi
• Pelumas yang tidak kompatibel dengan seal, bahan kimia proses, metalurgi mesin, atau perawatan permukaan

Degradasi permukaan mekanis dibagi menjadi abrasi, kelelahan dan adhesi. Mari kita periksa mode keausan ini yang sesuai dengan kira-kira 50 persen alasan mesin dihapus dari layanan. Lebih khusus lagi, mari kita pertimbangkan sejauh mana penghancuran ini dapat dikendalikan atau dihentikan.

Ernest Rabinowicz dari MIT menguraikan penyebab terkait mesin yang kehilangan kegunaannya.

Abrasi Dua Tubuh

Mungkin 20 hingga 30 persen keausan abrasif terjadi pada dua bodi. Dalam hal ini, dua permukaan meluncur satu sama lain, seperti poros yang berputar di dalam bantalan jurnal stasioner. Kekakuan (titik tinggi) dari permukaan yang lebih keras (poros) cenderung membajak atau mencungkil permukaan yang lebih lunak seperti file.

Bisakah ini dikendalikan? Tidak di setiap kasus, tetapi mungkin bisa di sebagian besar kasus. Cukup banyak generasi film minyak yang dibutuhkan. Ini dapat dirancang ke dalam mesin dengan pemilihan konfigurasi bantalan dan ukuran yang tepat, misalnya. Temperatur pengoperasian dan viskositas pelumas juga memengaruhi ketebalan film. Kondisi mekanis yang penting seperti misalignment, ketidakseimbangan, kelebihan beban, start kering, dan penurunan tiba-tiba juga memainkan peran penting dan umumnya dapat dikontrol.

Abrasi Tiga Tubuh

Ketika benda asing padat berada di antara dua permukaan dalam gerakan geser relatif, bentuk kerusakan permukaan yang lebih parah dan umum dapat terjadi. Benda asing ini adalah partikel keras dalam kisaran ukuran umum dari ketebalan lapisan minyak. Partikel-partikel ini, biasanya tidak terlihat dengan mata telanjang, berpotensi merusak secara besar-besaran.

Partikel dengan ukuran yang tepat dapat berfungsi seperti alat pemotong mikroskopis untuk menghasilkan alur di permukaan yang berlawanan. Namun, tidak seperti abrasi dua benda di mana permukaan lunak berperan sebagai korban, dalam abrasi tiga benda, partikel dapat menimbulkan kerusakan yang sama pada permukaan keras dan lunak. Beberapa peneliti percaya bahwa abrasi tiga tubuh bertanggung jawab atas sebanyak 80 persen dari semua keausan pada mesin.

Bisakah abrasi tiga tubuh dikendalikan? Sangat. Sebagian besar partikel mikroskopis berasal dari debu medan, yang sebelumnya mengudara. Ketika kontaminan di udara tertelan ke dalam mesin dan bercampur dengan oli atau gemuk, kegagalan agen manusia terjadi. Ini adalah agen manusia karena partikel kru perusak ini bukan bagian dari tagihan bahan asli mesin. Mereka diizinkan masuk selama operasi, seringkali karena pengabaian dan praktik pemeliharaan yang buruk. Seiring waktu, oli bisa menjadi lebih sebagai senyawa pengasah daripada media pelumas.

Kelelahan

Kelelahan adalah istilah luas yang dapat berhubungan dengan kelelahan lentur (misalnya, gigi roda gigi) pada skala makro atau kelelahan kontak (misalnya, pitting) pada skala mikro. Yang terakhir adalah kasus yang dominan dan terjadi secara khusus pada kontak-kontak rolling seperti pada garis pitch gigi-gigi roda gigi dan zona beban dari raceways bantalan elemen rolling. Ini biasanya dimulai sebagai lubang mikro dan kemudian berkembang menjadi lubang makro. Tahap terakhir adalah spall besar yang merusak.

Kelelahan kontak adalah yang terbesar ketika beban diizinkan untuk berkonsentrasi pada asperities permukaan, bahu penyok dan di mana partikel menjembatani permukaan di bawah beban. Kelelahan permukaan dipengaruhi oleh berbagai kondisi termasuk kekasaran permukaan, kekerasan permukaan, viskositas, koefisien viskositas tekanan fluida, beban dan kecepatan operasi, kontaminasi kelembaban dan distribusi ukuran partikel. Dengan sedikit pengecualian, sebagian besar kondisi ini berada dalam wilayah kendali, baik pada tahap desain mesin maupun pada tahap pengoperasian dan pemeliharaan. Salah satu pembuat bantalan elemen gelinding besar telah menyatakan bahwa bantalannya dapat memiliki “masa pakai yang tak terbatas ketika partikel yang lebih besar dari lapisan oli dikeluarkan dari oli”.

Keausan Perekat

Tidak seperti kelelahan permukaan yang membutuhkan waktu untuk memulai, keausan perekat dapat terjadi segera. Di bawah kondisi geser batas yang parah, permukaan logam seperti benar-benar dapat dilas bersama. Alat berat berbeban berat dan bergerak lambat adalah yang paling rentan terhadap keausan perekat – terutama jika permukaan meluncur dalam jarak yang cukup jauh, menimbulkan panas gesekan (misalnya, gigi gerigi meshing yang besar).

Juga dikenal sebagai lecet dan lecet, keausan perekat mungkin paling tidak dapat dikontrol dibandingkan dengan kelelahan kontak dan abrasi. Lebih sering, itu adalah tingkat atau tingkat keausan yang paling dapat dikendalikan. Ketika mesin direkayasa dengan baik, diproduksi dengan baik, ditugaskan dengan benar dan dioperasikan dalam beban dan kecepatan terukur, keausan perekat biasanya minimal. Namun, ketika beban sangat tinggi, mungkin perlu menggunakan aditif aktif permukaan atau pelumas padat.

Mesin Tidak Hanya Mati... Mereka Dibunuh

Untuk beberapa mesin, mencoba menghentikan kemajuan keausan seperti mencoba melawan gravitasi. Kita tidak bisa lepas dari hal yang tak terhindarkan. Banyak mesin mungkin sudah menggunakan alat bantu hidup – mereka sudah terlalu jauh. Namun, ini hanya untuk beberapa mesin, tidak semua. Persentase yang tinggi dari mesin yang dilumasi dalam layanan normal dapat memiliki masa pakai yang tampaknya tak terbatas. Mereka kurang rentan terhadap keausan dan kegagalan bila dirawat dengan baik. Hal ini disebabkan oleh banyak alasan yang baru saja dibahas terkait dengan lingkungan dan kondisi pengoperasian tempat kami mengekspos permukaan alat berat kami.

Anda mungkin pernah mendengar kata "risiko" yang didefinisikan sebagai probabilitas kegagalan dikalikan dengan konsekuensi kegagalan. Dalam hal keandalan mesin, konsekuensi kegagalan mungkin tidak berada dalam kendali praktis, tetapi kemungkinan kegagalan mungkin.

Artikel ini menguraikan dampak penting agen manusia pada keandalan mesin. Frekuensi kegagalan agensi manusia cenderung berbanding terbalik dengan faktor-faktor seperti pelatihan, metrik kinerja, dan budaya keandalan.

Pertimbangkan ini:Beberapa ahli pabrik percaya bahwa pemeliharaan memiliki dua masalah:

1. Rusak karena kami tidak mengerjakannya.
2. Rusak karena kami yang mengerjakannya.

Ini adalah paradoks pemeliharaan, tidak diragukan lagi. Siapa pun di bidang pemeliharaan mungkin pernah mengalaminya secara langsung. Namun jawaban untuk memecahkan paradoks ada di dalam, dengan hanya menyatakan kembali masalah sebagai berikut:

1. Rusak karena kita tidak tahu bagaimana mencegahnya agar tidak pecah. Atau, rusak karena kami tidak tahu bahwa itu rusak dan oleh karena itu tidak berfungsi.
2. Rusak karena kami tidak tahu itu tidak rusak dan tetap bekerja. Atau, rusak karena kami tidak tahu bagaimana mengerjakannya dapat menyebabkannya rusak.

"Kami tidak tahu" adalah frasa umum yang operatif. Seperti keausan, ini dapat dikontrol, tetapi hanya jika inisiatif diambil untuk memberdayakan organisasi pemeliharaan melalui pengetahuan.

Jadi, tidak, mesin tidak seharusnya aus. Namun mereka sering melakukannya. Jika Anda menyelidiki alasannya, kemungkinan besar Anda akan menemukan bahwa mereka sebenarnya dibunuh. Jika Anda mengikuti jejak akar masalah, kemungkinan besar Anda akan menemukan senjata api di tangan satu atau lebih individu yang bermaksud baik (operator, pengrajin, mekanik, insinyur, dll.) yang sama sekali tidak tahu apa-apa.

Jim Fitch, presiden dan konsultan teknis senior Noria Corporation, memiliki banyak pengalaman "dalam parit" dalam pelumasan, analisis oli, tribologi, dan investigasi kegagalan mesin. Daftar kliennya mencakup perusahaan seperti Michelin, Timken, John Deere, Caterpillar, Duke Energy, International Paper, Cummins, dan U.S. Steel.