Alat fuel piling (FP) yang terpasang di laboratorium Instalasi Elemen Bakar
Eksperimental (IEBE) berfungsi sebagai pengering dan pemasukan pellet kedalam
kelongsong bahan bakar jenis Cirene, kemudian proses dilanjutkan ke alat las
magnetic force welding, Dalam pengembangan pengelasan kelongsong bahan bakar
jenis PWR, alat tersebut dapat dikembangkan untuk pengelasan kelongsong bahan
bakar jenis PWR dengan cara menambah alat Tunsten Inert Gas (TIG) dan modifikasi
welding chamber yang tersedia. Alat fuel piling yang ada dilengkapi dengan sistim
pemanas, sistim pravakum dan vakum, pengisian gas helium, dan pemegang dan
pemutar tutup dan kelongsong, serta ruang las (welding chamber), seperti Gambar 1
dan Gambar 3 pada lampiran dan alat las TIG yang tersedia adalah mesin las yang
dapat digunakan untuk berbagai tipe elemen bakar dengan arus dan waktu yang dapat
divariasikan dalam satu putaran kelongsong, dan hal ini sangat menentukan dalam
pengelasan kelongsong yang tipis dan berdiameter kecil.
Tinjauan dari beberapa keunggulan las TIG adalah mesin las yang dapat
digunakan untuk berbagai tipe elemen bakar dengan arus dan waktu yang digunakan
dapat divariasikan dalam satu putaran kelongsong, dan hal ini sangat menentukan
dalam pengelasan kelongsong yang tipis dan berdiameter kecil. Dengan keberadaan
alat Fuel Piling (FP), terlihat bahwa alat ini direncanakan untuk dihubungkan dengan
mesin las karena interface-nya telah tersedia, yaitu ruang las dan pendukungnya.
Kemudian di Instalasi Radiometalurgi (IRM) tersedia alat las TIG yang portable, yang
dihubungkan ke hotcell untuk mengelas pin bahan bakar yang telah dicuplik untuk uji
pasca iradiasi. Dilihat dari penggunaannya, alat ini untuk sementara belum digunakansampai ada uji pasca iradiasi untuk elemen bahan bakar nuklir berbentuk kelongsong
(PWR, BWR atau PHWR).
Dengan ketersediaan alat FP dan las TIG, perlu diefektifkan penggunaan kedua alat
serta untuk mempersingkat proses dan waktu, maka perlu dilakukan analisis
peningkatan kinerja FP dengan memasang alat las TIG dari IRM yang tersedia.
Sehingga dengan demikian dapat diharapkan kedua alat tersebut dapat disatukan
untuk penelitian teknologi pengelasan pin bahan bakar tipe PWR, guna mendukung
program dalam rangka produksi bahan bakar nuklir tipe PWR di Indonesia.
Permasalahan yang ada adalah belum tersedianya sistim pengkabelan yang
dapat digunakan di IRM dan di IEBE serta welding chamber yang tersedia harus
dilengkapi dengan masuknya elektroda mesin las, dan posisinya dapat diatur terhadap
benda kerja.
Metoda analisis yang dipakai adalah dengan mendata keberadaan kedua alat,
menentukan persyaratan untuk pengelasan dan menentukan tindakan yang akan
dilakukan untuk memenuhi yang dipersyaratan.
Hasil yang diharapkan, alat fuel piling/alat las TIG dapat dipakai untuk
pengelasan pin bahan bakar tipe PWR secara semi otomatis.
Status Alat Saat Ini
Alat fuel piling berfungsi untuk mengeringkan pellet dan mengisi ke dalam
kelongsong, sementara pengelasan tutup dilakukan pada alat Magnetic Force Welding
(MFW). Alat FP dilengkapi dengan sistim pemanas, sistim pravakum dan vakum,
pengisian gas helium, dan pemegang dan pemutar tutup dan kelongsong, serta ruang
las (welding chamber), seperti Gambar 1 dan Gambar 3. Alat MFW hanya dapat
digunakan untuk mengelas bahan bakar tipe Cirene yang mempunyai panjang sekitar
setengah meter dan diameter, dengan tebal dinding kelongsong yang lebih besar dari
tipe PWR.
Pada umumnya di negara-negara yang memproduksi bahan bakar nuklir tipe
PWR, teknologi pengelasan yang digunakan adalah alat las TIG, yang dapat
digunakan untuk beberapa proses pengelasan berbagai tipe bahan bakar. Sebagai
pertimbangan lebih lanjut bahwa alat las TIG (portable) yang ada di IRM (Gambar 2)
sementara ini belum digunakan untuk mendukung uji pasca iradiasi. Setelah dipelajari,
alat ini dapat digunakan untuk mengelas pin bahan bakar guna penelitian dan
produksi bahan bakar nuklir berbagai tipe, dengan demikian perlu dilakukan analisis
lebih lanjut untuk peningkatan kinerja alat FP yang ada. Peningkatan kinerja dilakukan
dengan mengganti pengelasan tutup dengan MFW (untuk Cirene) diganti dengan las
TIG (untuk tipe PWR).
Hasil pengelasan tutup pin bahan bakar menjadi hal yang sangat penting,
mengingat kelongsong elemen bakar menjadi pengungkung pertama hasil belah fisi
yang terjadi dalam teras reaktor. Kelongsong yang terbuat dari zirkaloi mempunyai
kekuatan yang sangat tinggi dan ketebalan yang sangat tipis, sehingga untuk
mendapatkan hasil las yang baik diperlukan peralatan las yang baik.
Proses pengelasan yang diinginkan dapat dilakukan pada ruang las khusus,
yang dapat divakumkan dan dilengkapi dengan pengisian gas pelindung. Kelongsong
dan tutup yang dipegang oleh clamp kemudian diputar bersama-sama dengan
kecepatan putar yang dapat diatur, sementara elektroda las dalam keadaan diam.
Kondisi proses las yang diinginkan dapat dirinci sebagai berikut:
1. Pengelasan dapat dilakukan untuk berbagai ukuran kelongsong (pengaturan
jarak torch/elektroda)
2. Besar arus dan waktu las dapat diatur dalam satu siklus pengelasan
3. Pengelasan dapat dilaksanakan pada ruang las khusus, dalam keadaan vakum
dan dialiri gas pelindung (inert gas)
4. Posisi elektroda dengan benda kerja dapat.
5. Pengaturan posisi elektroda dan benda kerja serta proses pengelasan dapat
diamati dari luar (penempatan sight glass).
Dari keberadaan alat FP dan alat TIG, maka dapat dibuat suatu analisis
peningkatan kinerja alat FP untuk dapat direalisasikan setelah dilakukan perhitungan
lanjutan terhadap komponen komponen yang direncanakan dan analisis kelayakan
dalam pengoperasiannya. Dari hasil analisis telah dibuat pra-rancangan untuk alat FP
sesuai persyaratan antara lain[3]:
1. Ruang las
Ruang las dilengkapi dengan sistem vakum sampai 10-3 bar, yang berfungsi untuk
mengosongkan oksigen yang ada pada ruang vakum, sehingga kualitas
pengelasan dapat dicapai. Ruang las juga dilengkapi dengan aliran gas helium,
saat pengelasan ruang las diisi dengan gas helium sampai tekanan (0,2 – 0,3) atm
untuk menjaga kualitas las serta berfungsi untuk uji kebocoran (helium leak
detector). Dilengkapi juga dengan sight glass, yaitu untuk memonitor posisi
elektroda dan benda kerja serta perputaran kelongsong sebelum dan saat
pengelasan
2. Pemegang kelongsong dan tutup (seal clamp dan tube clamp)
Pada saat pengelasan, kelongsong dan tutup dapat diputar dengan kecepatan
tertentu yang dikehendaki. Pemegang kelongsong dan tutup harus disediakan
sesuai dengan ukuran tipe elemen bakar yang akan dilas.
3. Elektroda
Elektroda masuk kedalam ruang las, dan harus bisa naik-turun untuk mengatur
posisi elektroda dengan benda kerja.
4. Periskop
Sebagai alat tambahan yang dipasang diluar ruang las untuk melihat posisi benda
kerja dengan elektroda serta memonitor perputaran kelongsong dan tutup saat
pengelasan.
Mesin las TIG dapat dipindahkan dari gedung IRM ke gedung IEBE karena alat
tersebut ditempatkan diluar hotcell dan portable, dan dapat digunakan sesuai
keperluannya untuk mengelas pin bahan bakar.
Yang perlu diperhatikan dalam hasil analisis ini adalah:
1. Alat dapat difungsikan pada dua tempat (gedung) yaitu IRM dan IEBE sehingga
diperlukan 2 set kabel power dan 2 set elektroda, dengan menggunakan konektor.
2. Perlu pengadaan kabel dan elektroda yang akan digunakan di gedung IEBE.
3. Perlu merencanakan/menyesuaikan power yang ada di IEBE agar mampu
mensuplai arus sesuai yang dibutuhkan.
4. Telah dibuat pra rancangan welding chamber pada FP untuk digunakan las TIG
Langganan:
Posting Komentar (Atom)
Tidak ada komentar:
Posting Komentar