Analisa penyebab dan cara perbaikan bengkokan poros pompa sentrifugal

Pompa sentrifugal banyak digunakan dalam industri petrokimia, listrik, pengolahan air, dan drainase tambang. Poros pompa, sebagai komponen inti yang berputar pada pompa sentrifugal, sangat penting untuk memastikan pengoperasian yang stabil dan efisien. Namun, poros pompa rentan terhadap pembengkokan dan deformasi selama servis karena berbagai faktor, yang menyebabkan peningkatan getaran, keausan dini pada bantalan dan segel, dan bahkan kegagalan serius seperti kerusakan poros. Oleh karena itu, bila kelenturan poros pompa melebihi batas yang diijinkan, maka harus segera diluruskan.

Artikel ini memperkenalkan secara singkat penyebab utama pembengkokan poros pompa sentrifugal, metode deteksi dan evaluasi pembengkokan, serta prinsip teknis dan poin operasional dari berbagai proses pelurusan, memberikan referensi untuk pemeliharaan peralatan pompa.

• Penyebab bengkoknya poros pompa sentrifugal

Penyebab bengkoknya poros pompa bermacam-macam, terutama sebagai berikut:

Kondisi pengoperasian yang tidak tepat:

Ketika pompa sentrifugal beroperasi dalam jangka waktu lama di wilayah yang menyimpang dari titik efisiensi optimalnya, impeler mengalami gaya radial yang tidak seimbang, sehingga menyebabkan defleksi poros secara berkala. Tindakan yang berulang-ulang dapat menyebabkan deformasi lentur plastis. Selain itu, prosedur penyalaan dan pematian yang tidak tepat (seperti interval yang tidak memadai antara penyalaan dan pematian berturut-turut untuk memungkinkan distribusi suhu yang seragam) dapat dengan mudah menyebabkan akumulasi tegangan termal dan menyebabkan pembengkokan plastik.

Masalah Instalasi dan Penyelarasan

Keakuratan penyelarasan kopling antara unit penggerak dan pompa yang tidak memadai dapat menghasilkan momen lentur tambahan pada poros. Bila ada ketidaksejajaran sudut pada poros, akan terjadi pembengkokan, yang bermanifestasi sebagai getaran radial berintensitas tinggi. Pengoperasian yang tidak selaras-dalam jangka panjang akan mempercepat kerusakan akibat kelelahan poros dan bahkan dapat menyebabkan pembengkokan.

Dampak eksternal dan kelebihan beban

Jika pompa mengalami benturan mendadak selama pengoperasian (seperti benda asing tersangkut di impeler), atau jika keseimbangan dinamis impeler terganggu karena partikel padat di dalam medium, bantalan dapat terkena torsi yang melebihi nilai desain, sehingga menyebabkannya bengkok.

Stres termal dan tegangan sisa

Ketika pompa-bersuhu tinggi sering dihidupkan dan dihentikan atau mengalami perubahan drastis pada kondisi pengoperasian, distribusi tegangan termal internal poros menjadi tidak merata. Tekanan internal sisa dari proses manufaktur dilepaskan secara bertahap selama servis, yang juga dapat menyebabkan pembengkokan dan deformasi poros secara bertahap.

• Metode untuk mendeteksi pembengkokan poros pompa

Sebelum diluruskan, kondisi lentur poros pompa harus diukur secara akurat. Runout adalah indikator teknis inti untuk menilai derajat pembengkokan poros.

Alat dan Pengaturan Pengukuran. Topang kedua ujung poros pompa pada blok V-untuk memastikan rotasi bebas. Pasang indikator dial (atau indikator mikrometer) di lokasi utama seperti jurnal, bagian tengah poros, dan ujung kopling, pastikan probe tegak lurus dengan permukaan poros.

Metode Pengukuran. Putar poros pompa secara perlahan satu putaran, catat pembacaan maksimum dan minimum dial indikator. Perbedaan antara kedua pembacaan ini adalah runout radial pada bagian tersebut. Berdasarkan hasil pengukuran dapat ditentukan letak, arah, dan besar lentur pada titik lentur maksimum.

Standar toleransi yang diizinkan. Menurut spesifikasi teknis industri seperti "Perombakan Pompa Sentrifugal" dan standar API 610, persyaratan teknis pelurusan poros pompa adalah sebagai berikut: 1) Kemiringan dan elips jurnal tidak boleh melebihi 1/2000 diameter poros, dan maksimum tidak boleh melebihi 0,05 mm; 2) Permukaan jurnal harus bebas dari cacat seperti lubang dan alur, dan kekasaran permukaan maksimum yang diijinkan Ra adalah 0,8 μm. Kesalahan kebulatan dan silinder jurnal harus kurang dari 0,02 mm; 3) Kelurusan poros pompa minyak sentrifugal tidak boleh melebihi 0,05 mm pada keseluruhan panjangnya; 4) Dalam standar API 610, runout total poros pompa berkecepatan rendah tidak boleh melebihi 0,025 mm, dan untuk pompa berkecepatan tinggi, tidak boleh melebihi 0,02 mm. Bila runout yang diukur melebihi nilai yang diijinkan di atas, diperlukan perawatan pelurusan.

Selain itu, sebelum pelurusan, pengujian non-destruktif seperti pengujian partikel magnetik (sesuai standar JB/T 6912) harus dilakukan pada area dengan tekukan terbesar untuk memastikan adanya cacat permukaan atau dekat-permukaan seperti retakan. Jika ada retakan, retakan tersebut harus ditangani sebelum pelurusan dapat dilakukan; jika tidak, retakan akan semakin melebar selama proses pelurusan.

• Metode untuk memperbaiki tekukan poros pompa

Berdasarkan sifat material, diameter, derajat lentur, dan persyaratan pengoperasian poros pompa, metode pelurusan dibagi menjadi tiga kategori: pelurusan dingin, pelurusan panas, dan pelurusan komposit. Selain itu, ada proses seperti pelurusan puntiran, yang cocok untuk skenario tertentu. Pelurusan dingin cocok untuk kasus dengan jumlah pembengkokan kecil, terutama mengoreksi kelurusan poros pada suhu kamar melalui tekanan mekanis. Pelurusan panas menggunakan pemanasan lokal untuk menginduksi deformasi plastis terkendali pada logam, dan cocok untuk poros dengan jumlah tekukan yang besar atau material dengan kekerasan-tinggi. Pelurusan komposit menggabungkan pemanasan dan tekanan, dan cocok untuk aplikasi dengan jumlah pembengkokan sedang dan persyaratan presisi tinggi.

Metode pelurusan dingin

Metode pelurusan dingin mengacu pada metode penerapan gaya eksternal mekanis untuk meluruskan poros pompa yang bengkok pada suhu kamar. Ini terutama cocok untuk kondisi kerja di mana panjang poros pendek dan jumlah tekukan kecil.

Pelurusan Panas

Pelurusan panas menggunakan prinsip peningkatan plastisitas dan relaksasi tegangan pada bahan logam dalam kondisi pemanasan untuk meluruskan poros pompa yang bengkok. Ini terutama cocok untuk poros yang panjang, memiliki tingkat kelenturan yang besar, atau terbuat dari bahan keras (kekerasan tidak kurang dari 35 HRC) seperti baja karbon, baja paduan, dan baja tahan karat.

Metode memutar dan meluruskan

Metode puntir dan pelurusan adalah metode pengerjaan dingin yang menggunakan benturan lokal untuk memanjangkan permukaan logam hingga mencapai pelurusan. Cocok untuk situasi dengan diameter poros besar dan jumlah tekukan yang kecil, serta memiliki keunggulan tertentu, terutama dalam-operasi perbaikan darurat di lokasi.

Prinsip Teknis:Permukaan poros yang bengkok dan cekung dipukul dengan palu dan pinset (biasanya terbuat dari baja dengan ujung kerja yang melengkung sesuai dengan permukaan poros). Hal ini menyebabkan permukaan logam meregang secara plastis akibat benturan, secara bertahap menghilangkan lengkungan.

Poin Operasi:Tempatkan batang pada kayu keras atau pelat besi persegi yang dilapisi lembaran logam, dengan sisi cekung menghadap ke bawah. Gunakan kayu keras sebagai penyangga di bagian atas permukaan cembung yang paling bengkok, dan berikan tekanan ke bawah pada kedua ujungnya dengan klem. Dalam-sepertiga keliling poros, mulailah memukul dari titik tikungan terbesar (permukaan cekung terendah), secara bertahap meluas ke arah luar. Kepadatan yang mencolok di area tengah harus lebih besar daripada di bagian samping. Jumlah pelurusan biasanya sebanding dengan jumlah pukulan. Setelah setiap putaran pemukulan, ukur perubahan tikungan dengan dial indikator hingga persyaratan terpenuhi. Terakhir, lakukan-perlakuan tempering suhu rendah pada 300–400 derajat untuk menghilangkan pengerasan kerja dan tegangan sisa.

Tindakan pencegahan:Pinset harus terbuat dari bahan yang kekerasannya lebih rendah dari poros pompa, atau memiliki selongsong tembaga yang bertatahkan bahan keras. Tepi pinset harus memiliki sudut membulat untuk mencegah kerusakan pada permukaan poros. Penopangnya harus lebih lembut dari pada batang puntir, dan bidang kontak dengan poros harus cukup besar.

Penerimaan kualitas dan-pengujian non-destruktif

Setelah pelurusan, pemeriksaan kualitas menyeluruh pada poros pompa harus dilakukan untuk memastikan kualitas pelurusan memenuhi persyaratan operasional. Pertama, runout diperiksa dan diukur menggunakan dial indikator pada bagian-bagian penting seperti jurnal, pusat poros, dan ujung kopling untuk memastikan bahwa semua indikator memenuhi persyaratan standar. Kedua, pengujian non-destruktif dilakukan, menggunakan pengujian partikel magnetik pada poros pompa material feromagnetik sesuai standar JB/T 6912 untuk memeriksa retakan mikro baru atau cacat permukaan setelah pelurusan. Jika perlu, pengujian kekerasan dilakukan untuk memastikan bahwa perlakuan panas (seperti-anil suhu rendah setelah pemanasan dan pelurusan lokal) telah cukup menghilangkan tegangan internal dan bahwa sifat material poros tidak mengalami perubahan yang berbahaya. Hanya setelah melewati pemeriksaan akhir poros dapat dipasang kembali dan digunakan.

Meluruskan poros pompa sentrifugal adalah operasi pemeliharaan yang sangat teknis dan khusus. Dalam praktiknya, derajat dan lokasi pembengkokan pertama-tama harus ditentukan melalui pengukuran yang tepat. Penilaian komprehensif terhadap material poros, diameter, panjang, jumlah tekukan, dan kondisi retak harus dilakukan. Proses teknisnya harus mengikuti "-pengujian non-destruktif terlebih dahulu, kemudian pelurusan, dan terakhir penerimaan", dan metode pelurusan dingin atau panas harus dipilih dengan tepat. Apa pun metode yang digunakan, parameter pengoperasian harus dikontrol dengan ketat, dan pemeriksaan kualitas harus dilakukan untuk memastikan poros pompa yang diluruskan mengembalikan kinerja aslinya dan menjamin pengoperasian pompa sentrifugal yang aman dan stabil dalam jangka panjang.