ISSN 0854 - 5561 Hasil-hasil Penelitian EBN Tahun 2005

UJI FUNGSI DAN MODIFIKASI MAGNETIC FORCE WELDING

Tri Yulianto, Djoko Kisworo

ABSTRAK

UJI FUNGSI DAN MOOIFIKASI MAGNETIC FORCE WELDING. Telah dilakukan

kegiatan uji fungsi dan modifkasi mesin las magnetic force welding (ME-27.2). Uji fungsi

dimaksudkan untuk memfungsikan mesin Las MFG mengingat mesin las tersebut belum

pernah berfungsi dan modifkasi dilaksanakan untuk mengembangkan alat kearah

persiapan pembuatan pin elemen bakar HWR untuk program uji iradiasi. Uji fungsi

dilakukan dengan memperbaiki dan mengganti komponen yang rusak sesuai dengan

langkah-Iangkah yang ada pada mesin las sedangkan modifikasi dilakukan dengan

menyesuaikan dimensi kelongsong elemen bakar HWR. Oari pelaksanaan uji fungsi dan

modifikasi ini diperoleh mesin las ME-27.2 dapat berfungsi baik sesuai dengan petunjuk

operasi mesin dan dengan modifikasi beberapa komponen yang berhubungan dengan

dimensi kelongsong, mesin las ini bisa untuk merakit batang elemen bakar HWR.

P=:NDAHULUAN

Sejalan dengan program uji iradiasi

elemen bakar reaktor daya diperlukan

persiapan dalam pembuatan elemen bakarnya.

Elemen bakar reaktor daya dengan bahan

utama berupa uranium dioksida dan bahan

pendukungnya zircaloy difabrikasi dengan

menggunakan sejumlah peralatan fabrikasi.

Peralatan fabrikasi elemen bakar yang ada diIEBE-P2TBOU di disain untuk membuat

elemen bakar tipe HWR (Cirene). Oari kegiatan

pengkajian pera!atan yang pernah dilakukan

telah diketahui bahwa peralatan fabrikasi yang

ada dapat dikembangkan untuk membuat.

elemen bakar tipe lain (HWR/LWR).

Pengembangan dilakukan dengan modifikasi

terhadap beberapa peralatan fabrikasi. Untuk

pengembangan kearah tipe HWR selain

Cirene, dapat dilakukan dengan modifikasi

beberapa peralatan perakitan diantaranya

peralatan perakitan pin elemen bakar yaitu

mesin las magnetic force welding.

Oalam kegiatan ini telah dilakukan

modifikasi terhadap komponen peralatan

mesin las magnetic force welding. Oari hasil

modifikasi ini diharapkan dapat merakit Imengelas pin elemen bakar tipe HWR selainCirene.

Mengingat mesin las ini belum pernah

berfungsi -' maka untuk memfungsikannya juga

-' 219

perlu dilakukan perbaikan-perbaikan dan

modifikasi pad a sub sistemnya.Oalam makalah ini dikemukakan

langkah-Iangkah yang dilakukan dalam rangka

memfungsikan alat dan metoda modifikasi

kompone:1 alat untuk merakit pin elemen bakarHWR.

Proses perakitan pin elemen bakar denganmagnetic force welding

Proses perakiatn pin elemen bakar

merupakan salah satu urutan dalam fabrikasi

elemen bakar nuklir, yang dimulai dari

pembuatan pelet U02 dengan persyaratan

tertentu. Pelet U02 tersebut, yang merupakan

bahan bakar nuklir untuk reaktor daya,

selanjutnya dimasukkan kedalam kelongsong

zircaloy, yang salah satu ujungnya telah ditutupdengan tutup kelongsong. S,etelah pengisiankelongsong ini selesai mak'a ujung terbuka

kelongsong ditutup dengan tutup kelongsong

yang kedua, hingga diperoleh batang elemen

bakar (fuel pins). Penutupan ujung kelongsong

ini dilakukan dengan cara pengelasan.Mesin las dengan metoda magnetic

force resistance welding digunakan untuk

pengelasan tutup kelongsong tersebut. Proses

penekanan (force) tutup kelongsong dengan

kelongsongnya pada saat proses pengelasan

digunakan gaya elektromagnetik dari sebuah

Hasil-hasil Penelitian EBN Tahun 2005 ISSN 0854 - 5561

Ruang pengelasan

8aru (pengganti)Gambar 1 . Penggantian vacuum kontaktor

Pelaksanaan Uji Fungsi

penggantian. Electronic switch dengan sensor

pirani diganti dengan vacuum gauge dan

vacuum contactor (Gambar 1). Alat ukur

vakum (vacuum gauge) secara mekanis

digunakan sebagai pengganti yaitu dengan

skala 0 sampai dengan 760 mmHg dan

vacuum contactor yang diatur kerjanya sesuaidengan alat ukur vakum terse but. Pirani digu-'1Okan untuk mendeteksi tekanan udara di-

ruang pengelasan hingga 200 militorr untuk

kemudian switchc S yang digerakkan oleh

rangkaian elektronik menjadi aktif jika tekanan

ini tercapai. Vacuum gauge pengganti meng-

gunakan skala 0 samapai dengan 760 mmHg,

dimana 1 torr = 760 mmHg dan 1 torr = 1000

militorr. Jadi 200 militorr = 152 mmHg. Dalam

bekerjanya vacuum contactor diset sehingga

ketika vacuum gauge menunjuk pada angka

152 mmHg kontaktor S mulai bekerja (aktif).

Meskipun secara fisik dan cara kerja kedua

sistem ini berbeda, namun sasaran yang akan

dicapai adalah sama, yaitu switch bekerja jika

kevacuman ruang pengelasan telah mencapai

200 militorr. Langkah ke 9 ini bekerja untuk

mengosongkan ruang pengelasan hingga 200

militorr untuk kemudian mengisinya dengan

gas argon.

Lama (rusak)

s

~ I=s

Vacuum contactor

ElectronicswitchI

Ruang pengelasan

Vacuum gauge

Langkah-Iangkah dalam memfungsikanmesin las

Langkah-Iangkah operasional yang

dilakukan untuk mengetahui bagian-bagian

yang tidak berfungsi secara sing kat meliputikegiatan pemeriksaan secara visual,

pemeriksaan kesesuaian antara komponen

terpasang dengan skematik mesin yang ada,

dan uji fungsi secara individu maupun sistem.

Secara pas if (tanpa pemberian energi

listrik maupun tekanan kompresor) dilakukan

pemeriksaan secara visual pada level

komponen. Ditemukan beberapa kontak relay

tidak bebas bergerak dan saklar mekanik arus

tinggi berkaitan dengan travo pengelasan

patah. Hal-hal yang diketemukan tersebut

langsung diperbaiki .

Untuk mengetahui kondisi instalasi

mesin dilakukan pengecekan sistem

elektromekaniknya terhadap dokumen

skematik yang ada pada mesin .Tidak adanya

penyimpangan antara komponen terpasang

dengan skematik yang ada, ini berarti mesin

telah dirakit sesuai dengan ketentuan dari

pabrik pembuatnya pad a saat instalasi mesin.

Uji fungsi secara individu (per bagian)

dilakukan dalam 20 langkah, setiap langkah

jika diketahui tidak berfungsi kemudian diper-

baiki atau diganti komponennya. Penggantian

dilakukan dengan jenis dan spesifikasi yang

sama. Ada langkah yang tidak berfungsi

namun sulit mencari suku cadangnya yaitu

langkah mekanik ke 9 tidak dapat berlangsung

karena elektronic switch yang dikendalikan

oleh !

ISSN 0854 - 5561

Uji fungsi mesin las MFW (ME-27.2)

secara manual maupun otomatis sesuai

dengan petunjuk operasi mesin, dilakukan

dengan beban simulasi maupun dengan be-

ban yang sesungguhnya. Beban simulasi

menggunakan lampu 10 watt sebanyak 2 buah

yang mengindikasikan arus 18S dan arus

magnet. Beban las sesungguhnya

Hasil-hasil Penelitian EBN Tahun 2005

dilaksanakan terhadap sampel-sampeL lasdengan berbagai parameter pengelasanseperti terlihat pada tabel 1.

Selama uji fungsi, mesin las MFW

(ME-27.2) beroperasi dengan lancar dan mesin

berfungsi baik sesuai dengan petunjuk operasimesin.

Tabel1. Daftar sam pel pelaksanaan uji fungsi mesin las dengan berbagai parameter pengelasan

Jenis sampel

Parameter pengelasan

ABCDEFGHZ1Z2Z3Z4Z5Z6Z7

a

Squezze 959595959595959595959595959595

[3

Hold 202020202020202020202020202020

{)

Mag Force Neg %

606060606060606060606060606060Current

E

Weld 1 1010101010101010101010101055

% Curent 202020202020202035353525202020

y

Flux 999999999999999

rJ

% Current Flux Reset 6060 160606060606060606060606060

cr

Weld Neg % Current 757575757575757575757575757575

}..

Force Delay 959545858585858585858585858585

~

Mag Force 151515452525252515151515121212

TT

% Current Mag Force 202020202020202020202020202020

Modifikasi komponen alat untuk merakit pinelemen bakar HWR

Modifikasi ini dilakukan karena mesin

las yang ada telah terpasang komponen yang

digunakan untuk merakit pin elemen bakar

Cirene yang mempunyai diameter kelongsong

20 mm sedangkan elemen bakar HWR yang

diinginkan mempunyai diameter 13.25 mm.

Perbedaan ini yang menjadikan dasarpemikiran untuk modifikasi. Identifikasi secara

visual terhadap komponen mesin las MFW

(ME-27.2) yang berkaitan dengan dimensi

kelongsong, diperoleh komponen alat yangperlu dimodifikasi sebagai berikut :

Collet ialah komponen untuk me megang

tutup kelongsong

221

Electrode collet ialah komponen untuk

memegang kelongsong sekaligus juga

sebagai kutubyang kontak langsung

dengan kelongsong

Collet adjuster ialah komponen untuk

tempat mengikat collet dan electrode

Electrode ialah komponen yang berfungsi

sebagai kutub yang kontak langsung

dengan tutup kelongsong.

Klem pemegang kelongsong ialah

komponen yang memegang kelongsong

selama proses pengelasan.

Modifikasi komponen-komponen terse-

but dilakukan dengan cara meyesuaikan

dimesi yang berkaitan dengan dimensi

r---,i

Hasil-hasil Penelitian EBN Tahun 2005

kelongsong elemen bakar HWR. Hasil

perhitungan modifikasi dituangkan dalam

bentuk gambar 2. Dengan dasar gambar

L-I

!

IiI

Ii!

18

L{)NL{)

6

ISSN 0854 - 5561

KESIMPULAN

Pelaksanaan uji fungsi mesin las ME-27.2 telah dilaksanakan dan berhasil.

Meskipun mesin las tersebut sudah lama tidak

berfungsi, namun masih bisa dapat

dioperasikan secara optimal mengingat

komponen-komponen yang digunakan relatif

masih banyak terdapat dipasaran.Kualitas hasii pengelc::s8n sc::ngat

ditentukan oleh pelaksanaan pemilihan

parameter yang tepat. Oleh karena itu kegiatan

ini perlu dilanjutkan dengan kualifikasi proses

pengelasan untuk menghasilkan las tutup

kelongsong yang memenuhi persyaratan.

Modifikasi beberapa komponen mesin

las untuk merakit batang elemen bakar HWRselain Cirene telah dilakukan dan bisa

dipasang pad a mesin.

223

Hasil-hasil Penelitian EBN Tahun 2005

PUSTAKA

1. Tri Yulianto, Kajian KemungkinanModifikasi Peralatan Fabrikasi Untuk

Fabrikasi Elemen Bakar Jenis HWR dan

LWR, Prosiding Presntasi lIimiah DaurBahan Bakar Nuklir , Jakarta, 18-19 Maret

1996, ISSN 1410 -1998

2. A. Suntoro, Tri Yulianto, Djoko Kisworo.Teknik Pelacakan dan Perbaikan Mesin

Las Tutup Kelongsong Bahan Bakar Nuklir

P2TBDU-BATAN, belum dipublikasikan.

3. Manual Magnetic Force Welding.

KE DAFTAR ISIUJI FUNGSI DAN MODIFIKASI MAGNETIC FORCE WELDINGABSTRAKPE:NDAHULUANKESIMPULANPUSTAKA

1: KE DAFTAR ISI