Sistem propulsi kapal penegak hukum perikanan tertentu terdiri dari dua mesin diesel propulsi, satu gearbox reduksi paralel bermesin ganda, satu set baling-baling dan poros yang dapat dikontrol pitchnya. Mesin utamanya adalah mesin kelautan empat-langkah, injeksi langsung, turbocharged, dan intercooler-kecepatan menengah dalam konfigurasi-sejajar. Gearbox ini mengadopsi gearbox paralel dengan bantalan dorong dan kopling-elastis tinggi. Diagram skema struktur alat penggerak utama kapal ditunjukkan pada Gambar 1.
Gambar 1 Diagram Skema Sistem Penggerak Utama Kapal
I. Fenomena Kesalahan
Selama perawatan bulanan, kru menemukan sejumlah besar serpihan logam di wadah oli bak mesin mesin utama. Setelah pelaporan, diputuskan untuk segera melakukan perawatan pada mesin induk untuk mengidentifikasi sumber serpihan logam tersebut. Awak kapal membongkar dan memeriksa mesin diesel, melakukan pemeriksaan detail terhadap komponen-komponen penting seperti kepala silinder, liner silinder, rakitan batang penghubung piston, semak bantalan utama, poros bubungan, dan poros engkol. Selama proses tersebut, gejala kesalahan berikut ditemukan.
1) Karat ditemukan pada beberapa bagian.
(1) poros bubungan
Setelah membongkar "penutup lubang observasi", karat terlihat pada permukaan camshaft ke-4 dan ke-6. Kondisi karat pada camshaft ke-4 dan ke-6 ditunjukkan pada Gambar 2.
Gambar 2 Kondisi karat camshaft No. 4 dan No. 6
(2) Cangkang bantalan utama.
Saat membongkar dan memeriksa cangkang bantalan utama, ditemukan bahwa cangkang bantalan utama yang sesuai dengan setiap silinder semuanya berkarat dengan tingkat yang berbeda-beda, dan karat tersebut secara bertahap semakin dalam dari ujung bebas hingga ujung keluaran. Bagian yang berkarat semuanya merupakan bagian atas cangkang bantalan utama.
Kondisi karat pada bagian atas cangkang bantalan utama gigi 1 ditunjukkan pada Gambar 3.
Gambar 3 Kondisi karat pada separuh bagian atas bantalan bantalan utama roda gigi No. 1
(3) Poros engkol
Setelah batang penghubung piston dan aksesoris lain pada poros engkol seperti bantalan bantalan dilepas, terlihat adanya karat pada permukaan poros engkol, dengan jurnal utama roda gigi No. 5 menjadi yang paling parah. Kondisi karat jurnal utama No. 5 gear ditunjukkan pada Gambar 4.
Gambar 4 Kondisi karat pada jurnal poros gigi 5#
2) Keausan semak bantalan utama dan mesin cuci dorong.
Setelah dibongkar, ditemukan bahwa semak bantalan utama dan mesin cuci dorong gigi 7 sudah sangat aus, dan terjadi robekan logam. Sebelumnya telah ditentukan bahwa ini adalah sumber utama puing-puing logam. Kondisi keausan bushing bantalan utama dan washer dorong gigi 7 ditunjukkan pada Gambar 5.
Gambar 5 Kondisi keausan semak bantalan utama dan mesin cuci dorong roda gigi No. 7
II. Metode Analisis Pohon Kesalahan dan Analisis Kapal Nyata
Analisis pohon kesalahan adalah metode yang umum digunakan untuk memecahkan sistem kesalahan yang kompleks secara efektif. Ini melakukan analisis kegagalan deduktif dari atas ke bawah. Secara khusus, ini menganalisis berbagai faktor yang dapat menyebabkan kesalahan secara bertahap-demi-dari keseluruhan sistem hingga komponennya dalam struktur percabangan-seperti pohon. Metode analisis ini dapat mendiagnosis kesalahan sistem dengan membangun diagram blok logis dan memikirkan langkah demi langkah untuk menganalisis penyebab kesalahan.
2. Analisis Pohon Kesalahan Kerusakan Cangkang Bantalan Utama
Ada banyak penyebab keausan abnormal pada cangkang bantalan mesin diesel. Menurut metode analisis pohon kesalahan, dengan mengambil kerusakan pada cangkang bantalan utama mesin diesel sebagai peristiwa puncak, maka peristiwa penyebab yang menyebabkan kesalahan ini dianalisis. Pohon kesalahan dicantumkan dan dianalisis sesuai dengan hubungan logis yang sesuai. Pohon kesalahan kerusakan cangkang bantalan utama ditunjukkan pada Gambar 6.
Gambar 6 Pohon Kesalahan Kerusakan Cangkang Bantalan Utama
Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 6, penyebab kegagalan dapat dikaitkan dengan tujuh kejadian dasar berikut: pemasangan bodi mesin yang tidak tepat, pemasangan cangkang bantalan yang tidak tepat, kavitasi cangkang bantalan, material cangkang bantalan yang buruk, kualitas oli pelumas yang buruk, oli pelumas yang tidak mencukupi, dan kerusakan pada cangkang bantalan utama yang disebabkan oleh pengoperasian mesin diesel dengan beban-beban tinggi dalam jangka panjang.
1) Pemasangan mesin.
Pemasangan mesin induk seperti centering dan isolasi getaran tidak memenuhi persyaratan sehingga mengakibatkan pembebanan atau getaran pada mesin induk tidak merata sehingga mengakibatkan keausan bantalan.
Setelah terjadi kegagalan, kondisi pemusatan kedua mesin induk diperiksa. Pemeriksaan menemukan bahwa parameter pemusatan kedua mesin utama memenuhi persyaratan pemasangan, dan perbedaannya dibandingkan dengan perbaikan dok kering terakhir berada dalam kisaran yang dapat diterima. Oleh karena itu, kejadian ini pada dasarnya dapat dikesampingkan.
2) Pemasangan cangkang bantalan.
Cangkang bantalan bawah dari bantalan utama menopang poros engkol, menjaga garis tengah jurnal utama poros engkol dalam garis lurus.
Ketidaksejajaran garis tengah menyebabkan pembengkokan poros engkol dan peningkatan beban pada bantalan utama. Jika kedua bantalan di kiri dan kanan lemparan engkol terlalu rendah, maka garis tengah poros engkol akan bengkok ke bawah dan membentuk busur.
Ketika lemparan engkol berada pada titik mati bawah, maka engkol akan ditarik kembali; sebaliknya ketika berada pada titik mati atas maka lemparan engkol akan diperpanjang.
Perbedaan perpanjangan dan retraksi lemparan engkol sebanding dengan perbedaan tinggi bantalan utama, sehingga dapat digunakan untuk mengukur apakah poros engkol berada di tengah dan dengan demikian kondisi cangkang bantalan.
Setelah melihat spesifikasi desain mesin diesel-kecepatan menengah ini, ditemukan bahwa poros engkol mesin diesel memiliki kekakuan yang relatif tinggi. Ketidaksejajaran garis tengah hanya dapat disebabkan oleh celah pada cangkang bantalan bawah dari bantalan utama. Tinjau data selisih lemparan poros engkol mesin utama setelah overhaul pabrik terakhir dan ukur selisih lemparan poros engkol mesin utama saat ini, dan bandingkan masing-masing dengan persyaratan parameter dalam manual. Setelah diselidiki dan diverifikasi, ditemukan bahwa persyaratan celah telah terpenuhi, dan pengaruh celah pemasangan cangkang bantalan pada dasarnya dapat dikesampingkan.
3) Erosi kavitasi pada cangkang bantalan.
Ketika permukaan cangkang bantalan bergerak relatif dengan minyak pelumas, suhu tinggi lokal dan tekanan tinggi yang disebabkan oleh pecahnya gelembung gas menyebabkan kelelahan dan pelepasan permukaan cangkang bantalan, sehingga menyebabkan cacat.
Fenomena kavitasi muncul sebagai sarang lebah padat yang berisi lubang-seperti jarum, dan permukaan luar lubang bersih dan umumnya tidak tertutup produk korosi.
Berdasarkan karakteristik cangkang bantalan mesin diesel ini, dapat ditentukan bahwa tidak terjadi erosi kavitasi, dan pengaruh erosi kavitasi pada cangkang bantalan pada dasarnya dapat dikesampingkan.
4) Bahan semak bantalan.
Semak bantalan ini mengadopsi desain-berdinding tipis dan terdiri dari lapisan paduan aluminium, pelapis, dan layar nikel. Diagram struktur semak bantalan ditunjukkan pada Gambar 7.
Gambar 7 Diagram Struktur Bearing Liner
Struktur alur yang diadopsi oleh semak bantalan ini umumnya tidak dapat menembus lapisan nikel, dan kualitasnya relatif dapat diandalkan. Sedangkan bearing bush ini memiliki tingkat keausan yang rendah. Menurut pengujian yang dilakukan oleh pabrikan asli, meskipun semak bantalan berada di bawah beban tinggi dan kondisi lapisan oli tipis, keausan semak bantalan tetap rendah. Kedua semak bantalan berasal dari kumpulan produk yang sama, sehingga pengaruh bahan semak bantalan pada dasarnya dapat dikesampingkan.
5) Kualitas minyak pelumas.
Kualitas minyak pelumas yang buruk dapat menyebabkan keausan yang tidak normal pada pasangan penggerak utama mesin diesel, seperti cincin dorong, cangkang bantalan utama, dan cangkang bantalan batang penghubung, dll. [3].
Ada berbagai situasi dimana kualitas minyak pelumas di bawah standar. Hal ini bisa disebabkan oleh kotoran yang masuk ke dalam minyak, atau minyak teroksidasi dan membentuk sedimen setelah-penggunaan jangka panjang, atau minyak menjadi emulsi dan rusak karena campuran air laut atau air tawar, sehingga menghasilkan lapisan minyak yang tidak memenuhi syarat.
Setelah diperiksa, ditemukan bahwa permukaan cangkang bantalan utama, poros engkol, poros bubungan, dll. di dalam bodi mesin diesel mengalami karat pada tingkat yang berbeda-beda, dan oli pelumas menunjukkan sedikit fenomena emulsifikasi. Oleh karena itu, tidak menutup kemungkinan dampak tersebut disebabkan oleh buruknya kualitas minyak pelumas.
6) Minyak pelumas tidak mencukupi.
Minyak pelumas yang tidak mencukupi terutama mencakup volume minyak pelumas yang tidak mencukupi atau tekanan minyak pelumas yang tidak mencukupi. Volume oli pelumas yang tidak mencukupi akan menyebabkan pelumasan tidak memadai, dan akan sulit untuk membentuk lapisan oli antara semak bantalan dan poros engkol. Tekanan oli pelumas yang tidak mencukupi akan mengakibatkan pendinginan semak bantalan tidak mencukupi, menghasilkan suhu tinggi dan menyebabkan kerusakan pada semak bantalan. Setelah memeriksa volume dan tekanan oli pelumas, ternyata memenuhi persyaratan desain volume oli pelumas mesin diesel, sehingga pengaruh yang disebabkan oleh kekurangan oli pelumas pada dasarnya dapat dikesampingkan.
7) Operasi jangka panjang-di bawah beban tinggi.
Ketika mesin diesel beroperasi di bawah beban tinggi untuk waktu yang lama, beban tumbukan antara semak bantalan dan poros engkol meningkat, lapisan oli di antara keduanya menjadi lebih tipis, dan dalam beberapa kasus, lapisan oli lengkap tidak dapat terbentuk. Situasi ini menyebabkan keausan yang tidak normal pada semak bantalan dan bahkan dapat menyebabkan kegagalan bantalan.
Setelah memeriksa log navigasi, tidak ada catatan-operasi jangka panjang dalam kondisi beban tinggi, sehingga pengaruh yang disebabkan oleh-operasi jangka panjang dalam kondisi beban tinggi pada dasarnya dapat dikesampingkan.
AKU AKU AKU. Lokasi Kesalahan dan Penghapusan
Berdasarkan analisis pohon kerusakan pada kerusakan semak bantalan utama, kemungkinan penyebab rusaknya semak bantalan utama mesin ini kemungkinan besar disebabkan oleh kualitas oli pelumas yang di bawah standar. Oleh karena itu, dilakukan analisa lebih lanjut terhadap sistem oli pelumas. Sistem oli pelumas kapal ini telah dipelajari, dan diagram skema sistem oli pelumas ditunjukkan pada Gambar 8.
Gambar 8 Diagram Skema Sistem Minyak Pelumas
Mesin diesel jenis ini dapat memiliki dua mode pelumasan: bah basah dan bah kering. Bila wadah basah digunakan, pompa oli pelumas yang digerakkan mesin-akan menarik oli pelumas dari wadah tersebut. Minyak pelumas melewati katup periksa, katup pengatur tekanan, katup termostatik, pendingin, filter, bantalan, dan turbocharger sebelum mengalir kembali ke bak, membentuk siklus pelumasan. Ketika oli pelumas mencapai waktu servis yang disarankan atau kualitasnya di bawah standar, oli tersebut dibuang ke tangki oli kotor untuk diganti. Jika mesin diesel memiliki tangki pengendapan oli terpisah, oli pelumas diambil dari bak ke dalam tangki pengendapan, selanjutnya dipisahkan oleh pemisah oli, dan kemudian digunakan kembali.
Setelah diselidiki, diketahui kapal tersebut beroperasi dengan sistem wet sump dan alat pembersih minyak pelumas tersebut sudah lama tidak digunakan. Oleh karena itu, diduga ada masalah pada kualitas minyak pelumas, dan minyak pelumas tersebut dikirim untuk pengujian. Berdasarkan laporan pengujian minyak pelumas, ditemukan kandungan ion Na dan Mg yang sangat tinggi, yang pada awalnya dapat ditentukan bahwa minyak pelumas tersebut terkontaminasi air laut.
Untuk menganalisis lebih lanjut sumber minyak pelumas yang masuk ke dalam air laut dan menghilangkan “akar penyebabnya”, dilakukan analisis lebih lanjut terhadap sistem pendingin air laut mesin induk ini. Diagram skema sistem pendingin air laut ditunjukkan pada Gambar 9.
Gambar 9 Diagram Skema Sistem Pendingin Air Laut
Setelah dialirkan oleh pompa air laut, air laut tersebut masing-masing dialirkan melalui pendingin udara mesin induk, pendingin oli pelumas mesin induk, dan pendingin air tawar mesin induk untuk mendinginkannya. Jika ada air yang masuk ke dalam oli pelumas, air laut dapat meresap ke dalam oli pelumas melalui pendingin oli pelumas, sehingga menyebabkan penurunan kualitas oli pelumas dan selanjutnya menyebabkan karat dan kerusakan pada cangkang bantalan utama, bantalan dan poros bubungan, dll.
Kesimpulannya, setelah analisis pohon kesalahan terperinci terhadap kerusakan semak bantalan utama, ditemukan bahwa penyebab mendasar dari kerusakan semak bantalan utama adalah infiltrasi air laut ke dalam oli pelumas pada pendingin oli pelumas, yang menyebabkan kerusakan oli pelumas dan kemudian menimbulkan korosi pada komponen internal mesin utama, yang pada akhirnya mengakibatkan keausan parah pada semak bantalan utama.
Oleh karena itu, diusulkan rencana perbaikan dan saran pemeliharaan harian berikut untuk kru:
1) Ganti cangkang bantalan dan ring dorong yang sudah sangat aus dan berkarat, perbaiki cangkang bantalan yang sedikit berkarat, dan perbaiki poros bubungan yang berkarat.
2) Perbaiki jurnal utama poros engkol dan periksa parameter mekanisnya setelah perbaikan.
3) Siram sistem oli pelumas, ganti oli pelumas baru, dan cicipi serta periksa kualitas oli pelumas setelah penggantian.
4) Disarankan agar kru secara teratur mengirimkan oli pelumas untuk diperiksa, dan sampel untuk inspeksi harus diambil dari sistem pelumasan yang berbeda.
IV. Kesimpulan
Keausan yang tidak normal pada bantalan mesin utama merupakan kesalahan umum pada mesin diesel. Artikel ini menggunakan metode analisis pohon kesalahan untuk menganalisis kemungkinan penyebab keausan abnormal pada semak bantalan mesin utama satu per satu, dan dengan cepat menentukan penyebab masalahnya. Setelah perbaikan dan verifikasi selanjutnya, tidak ditemukan keausan abnormal, yang menunjukkan bahwa analisis dan perbaikan efektif.