Bending roller tetap akan terjadi pada mesin furnaces disebabkan oleh akumulasi faktor jangka panjang yang sulit terdeteksi dalam operasional sehari-hari. Berikut penjelasan ilmiah terkait mengapa bending tetap terjadi pada roller Furnces selama proses produksi berjalan normal
1. Akumulasi Stres Residual (Residual Stress)
Setiap material memiliki tegangan sisa yang tertinggal selama proses manufaktur atau perakitan. Tegangan ini dapat bertambah seiring waktu yang di akibat oleh.
- Beban Berulang: Meski secara manufactur roller masuk dalam standar batas desain, Beban berulang yang di akibatkan dari part yang di proses menciptakan fatigue stress yang mengakibatkan deformasi kecil dan terakumulasi.
- Interaksi Termal dan Mekanis: Siklus panas dan tekanan dari proses produksi memengaruhi roller secara mikroskopis, sehingga akhirnya mengubah struktur kristal material.Lama-kelamaan, ini bisa memicu bending (Bengkok)
2. Deformasi Creep Jangka Panjang
Pada suhu tinggi, material mengalami creep, yakni deformasi permanen yang terjadi meskipun beban di bawah batas yield strength. Creep terjadi lebih lambat tetapi terakumulasi selama waktu beroperasi:
- Roller yang bekerja dalam waktu lama di zona panas furnace akan mengalami primary creep (deformasi awal), diikuti secondary creep (kecepatan stabil), dan akhirnya tertiary creep (percepatan deformasi).
Penyebab utamasehingga terjadi seperti itu adalah: Roller tetap "melentur" sedikit demi sedikit, terutama jika suhu kerja furnace mendekati batas kemampuan material.
3. Ketidakstabilan Dimensi Akibat Siklus Termal
Walaupun suhu furnace stabil, siklus pemanasan dan pendinginan tidak pernah sepenuhnya seragam.
- Bagian roller yang lebih sering bersentuhan dengan material panas akan menerima energi termal lebih besar, sehingga memicu thermal fatigue.
- Ketidak seragaman ini menciptakan area dengan tegangan termal lebih tinggi, yang akhirnya mengakibatkan deformasi lokal (bending).
4. Keausan yang Tidak Terlihat (Micro-Wear)
Roller yang terlihat "baik-baik saja" secara visual mungkin sudah mengalami micro-wear di permukaannya,Keausan ini di sebabkan oleh.
- Erosi Termal: Paparan suhu tinggi yang terus-menerus seperti mesin stkm 100 yang suhunya mencapai 930 akan melemahkan lapisan luar material roller.
- Gesekan Berulang: Kontak terus-menerus dengan benda kerja seperti dummy proses( Barang proses) pada roller menyebabkan hilangnya ketebalan material secara perlahan.
Keausan ini memperlemah bagian tertentu pada roller, sehingga lebih mudah mengalami bending di area tersebut saat menerima beban normal.Bisa di bayangkan kalau setiap tahun hilang ketebalan material itu sebanyak 0.01 mm saja maka sudah di pastikan jika di kali 5 tahun sudah berapa keausan rooler tersebut sehingga mengakibatkan roller bending.
5. Kegagalan Material Internal (Material Fatigue)
Material roller dapat mengalami keretakan mikro internal yang tidak terlihat selama operasional normal:
- Keretakan ini muncul akibat kombinasi tekanan mekanis dan perubahan suhu, menciptakan titik lemah internal.
- Ketika roller terus digunakan, keretakan ini berkembang hingga mencapai titik kritis, menyebabkan deformasi atau bending tiba-tiba.
Mengapa Terjadi Saat Produksi Normal?
- Proses produksi "normal" sering kali menyembunyikan akumulasi kerusakan kecil yang terjadi secara perlahan.
- Roller beroperasi tanpa gangguan hingga mencapai titik kritis (critical stress point), di mana kekuatan material tidak lagi cukup untuk menahan beban atau tegangan.
- Dalam konteks ini, bending terlihat seperti "tiba-tiba," padahal sebenarnya merupakan hasil dari akumulasi efek jangka panjang.
Cara Mendeteksi dan Mencegah Bending yang Berulang
- Monitor Thermal Fatigue: Gunakan sensor suhu untuk memastikan distribusi panas merata pada roller.
- Pengujian Nondestruktif: Lakukan inspeksi rutin dengan metode ultrasonik atau X-ray untuk mendeteksi keretakan mikro internal.
- Pilih Material Tahan Creep: Gunakan material yang memiliki ketahanan lebih tinggi terhadap deformasi jangka panjang pada suhu tinggi, seperti paduan berbasis nikel (Inconel) atau stainless steel khusus.
- Rekondisi Roller: Perbarui permukaan roller secara berkala untuk menghilangkan micro-wear yang sulit terlihat.
- Pengaturan Beban: Pastikan distribusi beban barang kerja pada roller tetap merata sepanjang waktu.
Dengan pendekatan ini, bending roller akibat akumulasi efek operasional jangka panjang dapat diminimalkan.