PEMBUATAN ke V /20 mA UNTUK INDUSTRI LA TEKSdigilib.batan.go.id/e-prosiding/File Prosiding/Energi/Pros... · mm. Pembuatan dilakukan di BEM (Balai Elektro Mekanik) penunjang sarana

PROSIDING SEMINARPENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKA T NUKLIR

Pusat Teknologi Akselerator don Proses BahanYogyakarta, 28 Agustus 2008

PEMBUATAN FLANGE PERANTARA PADA WINDOWMBE 300

ke V/20 mA UNTUK INDUSTRI LATEKS

Bambang Lusmiyanto, Setyo Atmojo, Tony Rahardjo, SuhartonoPuslitbang Teknologi Maju - BATAN Yogyakarta

ABSTRAK

PEMBUATAN FLANGE PERANTARA PADA WINDOW MBE 300 KEV/20MAUNTUK INDUSTRI LA TEK. Telah dilakukan pembuatan flange (flen) perantara padawindow mesin berkas elektron 300 KeV/20 mA untuk industri latek. VWndowmesinberkas elektron berfungsi untuk melewatkan berkas elektron dari dalam mesin berkaselektron ke udara luar. Karena di dalam mesin berkas elektron pada kondisi vakumtinggi, maka window harus dapat menahan tekanan atmosfir dan dapat melewatkanberkas elektron dengan sedikit hambatan sehingga kehilangan energi berkas elektronpada window dapat diminimalkan. Karena fungsi window tersebut, maka dalamkonstruksinya pada corong pemayar di pertukan flange perantara yang digunakanuntuk menempatkan window dari bahan titanium foil. Disamping untuk menempatkanwindow, flange perantara juga berfungsi sebagai penahan agar window mampumenahan tekanan atmosfir. Untuk kepertuan ini telah dilakukan pembuatan flangeperantara untuk tempat pemasangan window pada corong pemayar. flange dibuatmenggunakan bah3n plat stainless steel tebal 12 mm, lebar 200 mm, panjang 700mm. Pembuatan dilakukan di BEM (Balai Elektro Mekanik) penunjang saranaoperasional dengan menggunakan fasilitas mesin mekanik yang ada.

ABSTRACT

FABRICA TION OF FLANGE WINDOW FOR LA TEX INDUSTRY ELECTRON BEAMMACHINE 300KEV/20MA. Fabrication of flange window fOff latex industry electronbeam machine has been done. VWndowof Electron Beam Machine has function topass through electron beam from the machine to the atmosphere. Since the inner ofthe machine is in a high vacuum condition, the window has to hold the atmosphericpressure and pass through electron beam with a little hindrance, so the energy lostcan be minimized. Because of the window function, the flange is needed to stack on inthe scanning construction. Besides that, the flenge has function as a holder so that thewindow is able to hold the atmosphere pressure. For this purpose, fabrication of flangewill be done to fit on the window in the scanning hom. The type of flange to be made isintermediation flange. The flange is made of stainless steel with 12 mm of thickness,200 mm of width, and 700 mm of length. The fabrication is done in theElectromechanical Utility with the existing machine and equipment tools.

PENDAHULUAN

PTAPB-BA TAN telah melaksanakan programrancang-bangun mesin berkas elektron (MBE350 keV/IO mA dan telah selesai pada tahun 2003.Untuk program berikutnya yaitu akan

merancangbangun Mesin Berkas Elektron (MBE)untuk industri khususnya industri lateks. Padaumumnya MBE mempunyai komponen-komponenutama yaitu sumber elektron, tabung akselerator,

generator tegangan tinggi, sistem optik, pengarahdan pemayar, sistem vakum serta sisteminstrumentasi dan kendali. Berkas elektrondihasilkan oleh sumber elektron secara emisi

termionik pada filamen yang dipanaskan. Setelahkeluar dari sumber elektron berkas elektron

dilewatkan melalui tabung akselerator untukdinaikkan energinya hingga mencapai energi yangdiinginkan. Agar berkas e1ektron dapat mengenaiseluruh permukaan material yang diiradiasi, maka

454 ISSN 1410 - 8178 Bambang Lusmiyanto, dkk

PROSIDING SEMINARPENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKAT NUKLIR


berkas elektron setelah keluar dari tabungpemercepat kemudian dimayarkan menggunakansistem pemayar (scanning system) dan difokuskanoleh lensa pemfokus dan dikeluarkan melaluiwindow menuju target yang diiradiasi.

Corong pemayar merupakan salah satubagian utama Mesin Berkas Elektron, corongpemayar terdiri dari komponen pokok yaitu flangebagian atas dan flange untuk jendela pemayar.Secara garis besar konstruksi corong pemayarditampilkan pada Gambar 1. MBE dioperasikanpada kondisi kevakuman yang cukup tinggi (sekitar10.6 torr) sehingga kemungkinan terjadi tumbukanelektron dengan atom-atom gas atau udara didalamnya. dapat diminimalkan. Oleh karena itucorong pemayar diperlukan agar sistem pemayardapat divakumkan sesuai dengan yang disyaratkansehingga harus diperhatikan jenis bahan serta carapengerjaannya. Corong pemayar harus dapatmemenuhi persyaratan terutama laju pelepasan gas(outgassing) rendah dan tahan terhadap korosi. Darisekian banyak jenis bahan, stainless steelmerupakan bahan dengan laju pelepasan gas rendah,yaitu antara 10.9 hingga 10.8 torr.lt/dt.cm2 dan tahanterhadap korosi.[3]Bagian akhir dari sistem pemayaradalah jendela pemayar (window). Disampingsebagai penyekat ruang vakum sistem pemayardengan udara luar, jendela pemayar berfungsisebagai fasilitas untuk lewat berkas elektron menujumaterial yang diiradiasi dan untukmemisahkan/mengisolasi kevakuman di dalamcorong pc~mayaryaitu dalam orde 10-6 torr dengantekanan atmosfir diluar corong pemayar. Olehkarena itu jendela pemayar harus mampu menahanbeban yang disebabkan oleh tekanan atmosfir.Sedangk:;n akibat berkas elektron yang kehilangansebagian energinya dan terdisipasi menjadi panasmenyebabkan kenaikan suhu jendela pemayar. Halini dapat mengurangi kekuatan mekanis dari jendelapemayar tersebut, oleh karena itu kriteria bahanuntuk jendela pemayar adalah tahan panas, tahankorosi dan juga laju outgassing rendah. Dengankriteria tersebut maka bahan titanium tipisumumnya dipakai sebagai bahan jendela pemayar.Karena fungsi jendela pemayar tersebut, makadalam konstruksinya pada corong pemayardiperlukan flens perantara yang digunakan untukmenempatkanjendela pemayar (window) dari bahantitanium foil. Disamping untuk menempatkanjendela pemayar, flens perantara tersebut jugaberfungsi sebagai penahan agar jendela pemayarmampu menahan tekanan atmosfir. Untukkeperluan ini telah dilakukan pembuatan flangeperantara untuk pemasangan jendela pemayar padacorong pemayar, letak konstruksi flange perantarapada corong pemayar ditunjukkan pada Gambar

2YJ Sedangkan detail susunan konstruksi flensperantara ditunjukkan pada Gambar 3[1].

1. Tabung hampa2. Elektromagnet3. Flange penghubung4. Corong pemayar5. Dinding corong pemayar6. Flange corong pemayar

Gambar 1. Skema corong pemayar

Untuk menyelesaikan permasalahan dalampembuatan flange perantara ini supaya didapatkanhasil yang optimal maka dilakukan pemilihan bahanyang harus memenuhi kriteria persyaratan yangtelah dijelaskan di antaranya adalah ketahanan yangbaik terhadap korosi, kekuatan mekanik yang bagusserta tekanan penguapan yang rendah.

I. Flange perantara (yang dibuat)2. Flange corong pemayar3. Foil window

4. Flenge penyangga5. gasket6. dinding corong pemayar7. mur baut

Gambar 2. Letak konstruksi flens perantara padacorong pemayar

Salah satu faktor yang dapat mempengaruhitingkat kevakuman akhir adalah sifat-sifat

Bambang Lusmiyanto, dkk. ISSN 1410 - 8178 455


Pusat Teknologi Akselerator don ProsesBahanYogyakarta, 28 Agustus 2008

TAT A KERJA

Gambar 3. Konstruksiflange perantara window

Untuk lebih jelasnya pembacaan Gambar 3tersebut dapat dibaca pada Lampiran.

pengerjaan bahan flange, pelepasan gas terutamaditentukan oleh pengerjaannya, permeasi,penguapan dan kebocoran, terutama padapermukaan flange yang bersinggungan dengankevakuman pembuatannya di tuntut kehalusan yangsangat tinggi (tingkat kehalusannya hingga N6).12]

Pembuatan flange perantara window padacorong pemayar agar dapat berhasil dan berdayaguna sesuai dengan kebutuhan maka ada hal pokokyang harus dilakukan dalam pengeJjaan, yaitumelakukan perencanaan pengerjaan meliputi :• mempelajari gambar kerja• menginventarisasi bahan• perencanaan penggunaan mesin dan peralatan

yang sesuai

Penggunaan Bahan dan Mesin

• Bahan yang digunakan adalah plat stainless steeltebal 12 mm, lebar 200 mm dan panjang 700mm.

diagonal untuk menentukan titik tengah dalampenyetelan pisau frais, untuk mendapatkanukuran yang sesuai dengan gambar kerja yaitulebar 200 mm dan panjangnya 700 mm.

3. Pengerjaan dengan mesin fTais,setelah diperolehukuran yang ditentukan bahan kerja di steldiatas meja mesin fTais pada posisi permukaantegak lurus (90°) terhadap meja mesin fraismaupun pisau fTais. Kemudian bahan flange diklem terhadap meja mesin fTais dengan keras,hal ini jika bahan mendapatkan gaya penyayatandari pisau fTais maupun bor tidak berubahposisinya. Setelah diyakinkan pengeklemankuat, kemudian dilakukan penyerpih,Ulfinishingpada bagian luar dari bahan flange tersebutuntuk memperoleh ukuran yang presisi yaitulebar 200 mm dan panjangnya 700 mm. Setelahmendapatkan ukuran yang tepaf dilanjutkandengan pembuatan gambar garis terhadappermukaan bahan, dengan menggunakan penitikyang dipasangkan pada houwer (pemegangpisau fTais), penggambaran dilakukan diatasmeja mesin fTais, dengan menggunakan cindnskala yang ada pada meja mesin frais. Darigambar garis tersebut dicek ulang ukuranukuran yang pasti, jika sudah diyakinkan benarmaka dari persilangan gambar garis diberi tandatitik lubang kecil dengan menggunakan senterbor, yang nantinya akan diperlakukanpengeburan dan penyayatan untuk penyerpihanbagian-bagian bahan yang tidak dipakai, hal iniditunjukkan seperti pada foto Gambar 4.

m. -"-lmr-----.--- .,.f~t..!.l.U..LllJ

Mesin yang digunakan :• mesin plasma cutting• mesin skarp• mesin frais• mesin bor

• mesin gerinda

Urutan Pengerjaan

I. Pemotongan bahan berbentuk persegi panjangdengan ukuran lebar 210 mm dan panjang 710mm, bahan yang digunakan adalah plat stainlesssteel tebal 12 mm menggunakan mesin plasmacutting

2. Hasil pemotongan untuk mendapatkan ukuranyang lebih mendekati ukuran yang dikehendaki(berdasarkan gambar kerja) yaitu lebar 200 mmdan panjang 700 mm, dilakukan penyerpihandengan menggunakan mesin skrap, pengerjaanini untuk memperoleh ukuran lebar 205 mm,panjang 705 mm. Kemudian dibuat garis

Keterangan :I Spindel mesin fTais 4 Meja mesin fTais,

2 Bahan flange 5 Handle pengunci meja3 Klem 6 Cincin skala

Gambar 4. Foto pengerjaan pada mesin frais

Pada foto tampilan Gambar 4 bahwa padameja mesin fTais terlihat bahan flange perantarayang sudah terlihat lubang pengeboran dengan matabor 30 mm, dari lubang-Iubang ini pisau frais akanmemulai penyayatan melebar dan memanjang untuk



Pusal Teknologi Akseleralor don ProsesBahanYogyakarta, 28 Agustus 2008

memperoleh lubang tengah yang berbentuk persegipanjang dengan ukuran lebar 95 mm, panjang 600mm dan kecepatan penyayatan pisau frais dapatditentukan dengan persamaan, sebagai berikut[4]:

d.n.n (I 't)v = --- m menl1000

Kec.DiameterTebalHasilNo.

Mesinpisau fraispenyayatanbahan ke~a(Rpm) (mm)(mm)

1.

!;O 20 2kasar

2.

60 140,8setengahhalus3.

130 120,0125halus

4.

100 120,01halus

Faktor utama daya sayat dan hasilpengerjaan adalah kecepatan sayat. Pengertiankecepatan (v) secara umum adalah jarak yangditempuh (s) (dalam m, cm, mm ), dalam satusatuan waktu (t) ( jam, men it, detik ).[4]Persama'1nnya sebagai berikut :

Sv=- (2)t

dengan:v = kecepatan penyayatan

S = jarak tempuht = waktu

Tabel 1. Data pengerjaan pengefraisan pada mesinfrais

dengan:d = diameter pisau frais .n = kecepatan putar mesin .v = kecepatan penyayatan .

mm

rpmmm/put

(1 )

tinggi yaitu di amplas (waterproof Abrasivepaper Type DCC 360 CC-CW) dipasang padamesin slep.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Pemberian bentuk dengan pengelupasanserpih pada mesin perkakas merupakan cara kerjayang menyangkut nilai ekonomi, karena dengandemikian bahan baku terbuang dalam bentuk serpih.Prosedur pengefraisan yang tepat dan perkakasmesin frais yang cocok akan menghasilkan flangeperantara window corong pemayar pada mesinberkas elektron dengan ketepatan yang tinggi danekonomis. Gerakan penyayatan dilakukan olehpisau frais, gcrakan laju oleh benda kerja,sedangkan gerakan efeklif adalah gabungan antaragerakan penyayatan dan gerakan laju. Karenakecepatan gerakan utama adalah kecepatan sayatdan ini bekerja pada keliling pisau frais yangbentuknya lingkaran, maka kecepatan sayatmerupakan kecepatan keliling, hal ini dapatdigunakan untuk menentukan kecepatan penyayatanpada mesin frais.

Jika dari Tabel 1 data pengerjaanpengefraisan harus dihitung kecepatan penyayatandengan persamaan I pada nomor 1 adalah:

20.3,14.50 314 /v = ---- =, mm mnt1000

Untuk menghitung kecepatan penyayatanberdasarkan data pengerjaan pengefraisan denganpersamaan yang sarna, jika ditabelkan hasilnyaadalah pada Tabel 2 kecepatan penyayatan, sebagaiberikut:

Tabel 2 Hasil perhitungan kecepatan penyayatan

4. Pembuatan lubang baut pengikat flange adalahdiameter mata bor 9 mm, jarak garis tengahlubang baut pengikat 25 mm. Agar diperolehgaris tengah jarak lubang yang sarna presisiditentukan titik jarak lubang denganmenggunakan mata center bor diameter 2,5 mmdan perpindahan antara titik satu ke titik yanglain dengan memutarkan cincin skala yang adapada meja mesin frais yaitu setiap satu putarancincin skala meja mesin frais, meja mesin fraisbergerak 2,5 mm. Sehingga setiap akanmengebor satu titik lubang baut pengikat cincinskala meja mesin frais harus diputar sebanyaksepuluh putaran. Cara pengeboran agardiperoleh hasil yang memenuhi persyaratanmaka pengeboran secara bertahap yaitu denganmenggunakan mata bor 5 mm, kemudian 9 mm.

5. Proses pengerjaan akhir (finishing) untukmemperoleh tingkat kehalusan permukaan yang

Kec.DiameterTebalKecepatanNo.

Mesinpisau fraispenyayatansayat(Rem)

(mm)(mm)(mm/mnt\

1.

50 2023,14

2.

60 140,826,376

3.

80 120,012530,144

4.

100 120,0134,68

Sehingga pembuatan flange perantarawindow pada corong pemayar untuk mesin berkaselektron 300KeV/20mA untuk industri lateks telah

dapat diselesaikan dengan menggunakan bahanyang tepat, baik sifat maupun kekuatan yangdiperlukan untuk menjamin kehandalan danpencapaian unjuk kerja yang optimum.

Proses pengerjaan diperlukan kemampuandan ketrampilan yang cukup tinggi karena untukmemperoleh hasil kerja yang sesuai denganperancangan serta harus dihindari adanya



Pusat Teknologi Akselerator don Proses Bahan

Yogyakarta, 28 Agustus 2008

UCAPAN TERIMAKASIH

KESIMPULAN

Kegiatan pembuatan flange perantarawindow pada corong pemayar untuk mesin berkaselektron 300KeV/20mA untuk industri lateks, dapatdi ambil kesimpulan sebagai berikut:

I. Pembuatan flange perantara window padacorong pemayar telah dapat diselesaikan,penggunaan bahan dan ukuran yang tepat sesuaigambarrancangan.

2. Faktor yang dapat mempengaruhi tingkatkehampaan akhir yaitu cara pengerjaan padapennukaan yang dihubungkan dengan sistemvakum, kebersihan inasing-masing pennukaanyang berhubungan dengan pompa vakum padainstalasi sistem vakum.

Dalam kesempatan ini penulismengucapkan banyak terima kasih kepada :

I. Bapak Jr. Suprapto dan kawan-kawan yangmemberi kepercayaan kepada penulis.

2. Bapak Ka. Balai Elektromekanik (BEM) danKa. Pok. Penunjang Sarana OperasionaJ (PSO)yang telah mengijinkan untuk penggunaanfasilitas peralatan untuk kegiatan.

3. Staf PSO yang tidak dapat disebutkan satupersatu yang telah banyak membantu kegiatanini dalam hal penyetelan mesin dan pekerjaanfinishing.

Semoga segala amal baik yang berupasaran, tenaga, bimbingan, petunjuk serta bantuanlain mendapatkan balasan dan Allah SWT.

Sriyono~ Tadi dijelaskan bahwa kecenderungan baut-baut

harus diperhatikan, apakah kekencangan bautyang satu dengan yang lain berbeda-beda atausarna?

~ Kemudian apakah ada alat ukur untukmenentukan kekencangan baut tersebut ?

Bambang Lusmiyanto~ Kekencangan haut herheda-heda, tetapi haut

yang digunakan untuk b/ok mesin harus sama,kekencangannya tergantung fungsi masingmasing baut.

~ A/at ukur kekencangan baut ada tetapidihengke/ sampai sekarang be/urn punya,maka kekencangannya denganfee!ing/perasaan.

Giri Siamet

~ Bagaimana cara mengatasi agar poros danbantalan usianya bisa tahan lama selainperawatan yang dilakukan ?

Bambang Lusmiyanto~ Minyak pe/umasnya harus baik dan secara

rutin, air pendingin untuk pisau bubut harusdicampur dengan Cutting Oil, Corium yangdapat me!indungi permukaan bahan.

Agus Tri Purwanto~ Apakah telah dilakukan uji presisi untuk hasil

pembubutan ?~ Bila sudah hasilnya bagaimana ?

Bambang Lusmiyanto~ l.lji presisi be/um dilakukan, karena

kepresisian mesin huhut ada beberapa factorantara lain :

• Tingkat putaran mesin.• Kedudukan mesin.

• Kepala lelap.• Eretan perkakas.• Eretan !intang (paras eretan !intang).• Seperti ekor hurung.

TANYA JAWAB

4. SURBAKTY, B.M., "Ketrampilan Mengefrais",CV Sinar Harapan Madiun, Edisi ke dua (] 984).

5. ROL PK., "Pengantar Teknik Vakum".,diterjemahkan oleh Peter Sodoyo. Gajahmadauniversity Press. Yogyakarta, 1977.

6. ROTH, A., "Vacuum Technologi", Nort-HolandPublishing Company, New York, (1977)

yang dalam, perlu diperhatikankehalusan terutama bagian yang

DAFT AR PUST AKA

I. SUKAR YONO, dkk, "Desain dan KonstruksiSistem Window Mesin Berkas Elektron350kev/IOmA", Seminar Nasional Teknologidan Aplikasi Akselerator VI , PuslibangTeknologi Maju, BATAN, Yogyakarta, 15Oktober 2003.

2. SUPRAPTO, dkk, "Desain dan konstruksiCorong Pemayar Untuk Mesin BerkasElektron", Proseding Pertemuan dan PresentasiIImiah Penelitian Dasar Iptek Nuklir, PuslitbangTeknologi Maju BATAN, Yogyakarta, 8 Juli2003.

3. DJOKO S. PUDJORAHARDJO., "Dasar-dasarTeknologi dan Aplikasi Mesin BerkasElektron." Batan Accelerator School 2006.,Yogyakarta, ] 1-22 September 2006..

alur/goresankebersihan/

dihampakan.




Edy Karyanto}> Apakah bahan paras sarna dengan bahan paras

sebelllmnya?}> Apabila tidak sarna, pertimbangan apa yang

mendasari pemilihan bahan tersebllt (apakeunggulannya) ?

Bambang Lusmiyanto~ Bahan paras yang digunakan tidak sama

dengan aslinya, berdasarkan pengalaman

bahwa baja spiral mempunyai kekualan yangbaik, karena paras lersebul tidak menerimabeban yang kual.

~ Pertimbangan yang mendasari adalah bajaspiral ex Serpang lersebul masih lersedia,tidak perlu membeli, unluk tingkal kualilaskita membual calalan berapa lama parasyang dibual berlahan digunakan.


Documents

PEMBUATAN ke V /20 mA UNTUK INDUSTRI LA TEKSdigilib.batan.go.id/e-prosiding/File Prosiding/Energi/Pros... · mm. Pembuatan dilakukan di BEM (Balai Elektro Mekanik) penunjang sarana