Kerusakan Bogie NT-60 dan Bogie NT-11 Tahun 2000

Pada tahun 2000, PT INKA meminta Laboratorium Uji Konstruksi (LUK) milik Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi (BPPT) melakukan pengukuran beban operasi pada bogie NT-60 Kereta Api Argo Bromo dan bogie NT-11 Kereta Api Sembrani. Hal ini dilakukan karena ditemukannya fatigue pada bogie-bogie tersebut. Fatigue tersebut berupa retakan pada frame pemegang mekanisme rem pada bogie-bogie kereta tersebut. Untuk mengetahui penyebab retakan maka perlu dilakukan pengujian beban di lapangan pada kedua jenis kereta api tersebut agar dapat diketahui besaran beban yang bekerja pada daerah sekitar retakan. Pemasangan sensor regangan sebagai alat ukur beban bogie dipasang pada bogie yang tidak mengalami kerusakan.

Proses Pengujian Beban

Pengukuran dilakukan dengan skema berikut:

1. Pengukuran pada jalur Jakarta–Surabaya dilakukan dengan menggunakan kereta api Argo Bromo yang menggunakan bogie NT-60.
2. Pengukuran pada jalur Surabaya-Jakarta menggunakan kereta api Sembrani yang menggunakan bogie NT-11.

Perlakuan, penentuan variabel pengukuran serta penempatan sensor disamakan karena kedua bogie ini memiliki struktur dasar yang sama.

Pengukuran beban operasional bogie ini dilakukan dengan metode penggunaan sensor tegangan yang diletakkan pada enam buah titik ukur yang terdiri dari satu buah strain gauge rosette (120⁰) dan tiga buah strain gauge tunggal. Pemasangan strain gauge rosette digunakan untuk menentukan arah regangan utama yang terjadi pada beam dan tiga buah strain gauge tunggal digunakan untuk mengetahui besarnya regangan pada lokasi titik ukur yang diharapkan dapat memberikan gambaran tentang beban (regangan) yang bekerja akibat beban operasi.

Pengukuran dilakukan dengan memasang semua strain gauge dengan konfigurasi ¹/₂ jembatan (1 aktif dan 1 dummy). Hal ini dilakukan agar selama proses pengambilan data regangan yang terjadi akibat perubahan temperatur bisa di kompensasi.

Kalibrasi dan pengukuran beban kosong dilakukan dengan cara melepaskan dan mengangkat kereta sehingga bogie terbebas dari beban. Pada saat proses pelepasan dan pengangkatan kereta, kalibrasi dan pengambilan beban nol (zero balancing) dilakukan. Selanjutnya, kereta kemudian dipasang kembali dan dilakukan pengukuran beban statis (akibat berat kereta kosong). Regangan yang terukur merupakan regangan statis kosong. Pengukuran statis kembali dilakukan ketika seluruh penumpang sudah menaiki kereta. Pengukuran ini dilakukan di Stasiun Gambir untuk kereta Argo Bromo (Bogie NT-60) maupun kereta Sembrani (Bogie NT-11).

Pemasangan sensor ukur diletakkan pada bagian komponen penyangga rem yang masih dalam kondisi baik (tidak mengalami keretakan) pada titik yang menjadi lokasi terjadinya keretakan pada beberapa bogie (bogie yang lain) dan memiliki radius yang tajam.

Hasil Pengujian

Hasil pengukuran pada bogie NT-60 dapat disimpulkan dengan beberapa poin berikut :

1. Amplitudo regangan dinamis semakin meningkat dengan semakin meningkatnya kecepatan kereta api.
2. Amplitudo regangan semakin meningkat pada jalan (track) yang kurang baik, peningkatan amplitudo regangan dinamis juga diikuti oleh timbulnya beban quasi statis (perubahan nilai rata-rata tegangan).
3. Tidak terlihat pengaruh yang dignifikan akibat pengereman dikarenakan kereta jarang berhenti.

Sedangkan, hasil pengukuran pada bogie NT-11 dapat disimpulkan dengan beberapa poin berikut :

1. Amplitudo regangan dinamis semakin meningkat dengan semakin meningkatnya kecepatan kereta api
2. Amplitudo regangan semakin Amplitudo regangan semakin meningkat pada jalan (track) yang kurang baik, peningkatan amplitudo regangan dinamis juga diikuti oleh timbulnya beban quasi statis (perubahan nilai rata-rata tegangan).
3. Terlihat pengaruh yang signifikan akibat pengereman dikarenakan kereta sering berhenti.

Berdasarkan hasil yang didapat pada pengukuran ini, maka didapatkan kesimpulan bahwa daerah lokasi retak membentuk sudut (radius) yang cukup tajam sehingga menimbulkan adanya konsentrasi tegangan yang cukup besar. Jika memerhatikan pada mekanisme sistem pengereman, peningkatan beban quasi (beban yang berubah besar maupun arahnya secara lambat) yang sangat besar hanya mungkin terjadi pada saat pengereman yang mengakibatkan mekanisme sepatu rem dengan roda kereta api terkunci sehingga menyebabkan adanya perpindahan beban dari perangkat roda ke mekanisme rem. Hal ini terlihat pada peningkatan beban quasi pada bogie NT-11 yang mencapai tujuh kali lipat dari kondisi normal. Meskipun bogie NT 60 tidak mengalami peningkatan beban quasi yang besar dikarenakan jarang dilakukan pengereman, tidak tertutup kemungkinan peningkatan beban quasi akibat pengereman terjadi pada bogie yang lain.

Kesimpulan

Laboratorium Uji Konstruksi menyimpulkan bahwa kerusakan pada bogie NT-60 pada kereta Argo Bromo dan NT -11 pada kereta Sembrani terjadi karena adanya peningkatan kombinasi beban quasi dan beban dinamis pada komponen yang dievaluasi. Hal ini dikarenakan peningkatan beban quasi terbesar hingga tujuh kali lipat nilai normal yang terjadi pada saat pengereman dengan waktu kejadian mencapai 1 menit akan memberikan beban yang sangat besar pada komponen yang dievaluasi. Namun, Laboratorium Uji Konstruksi menyarankan agar dilakukan penelitian metalografi terhadap permukaan patahan (retakan) komponen. Hasil tersebut dapat mendukung kesimpulan yang didapat pada pengukuran beban operasi, yang dapat membedakan apakah kerusakan terjadi karena kelelahan atau akibat beban statis (overload). (RED/rnovanto)

Referensi: Laporan Teknis Pengukuran Beban Operasi Pada Bogie NT 60 Kereta Api Argo Bromo dan Bogie NT 11 Kereta Api Sembrani, Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi.