KALIBRASI MUFFLE FURNACE

Transkripsi

1 ISSN O~52::il77. KALIBRASI TUNG1T(U KALIBRASI MUFFLE FURNACE dan Hadijaya Dahlan ABSTRAK Telah dilakukan kalibrasi muffle furnace sebagai informasi pendukung bahan bakarnuklir. bagi pelaksana litbang Perlakuan panas atau pemanasan bahan bakar nuklir dapat dilakukan dengan muffle furnace sampai batas suhu maksimum 1450 DC. Muffle Furnace dapat dioperasikan pada suhu konstan dengan kebutuhan darb listrik sebesar 220 V -21 A. Kalibrasf dilakukan pada kisaran antara c dengan waktu pengoperasian selama 105 menit. Grafik hasil kalibrasi ulang dengan grafik kalibrasi dati pabrikan menunjukkan dub garis yarlg berjarak. Pada pertambahan waktu 90 menit, controller temperatur menampilkan angka 993 DC, sedangkan diagram kalibrasi pabrikan menunjukkan suhu 1060 DC. Hal ini berarti telah terjadi penurunan kepekaan thermocouple muffle furnace dalam menangkap sinyal panas sehingga dapat berdampak tidak akurasinya ta,77pilan data suhu bilik pemanas. Kemungkinan lain adalah umur heating element telah melampaui batas kadulawarsa sehingga laju rambat panas relatif lambat. PENDUHULUAN 1. Latar belakang Percobaan melalui proses perlakuan panas memberikan data/informasi tentang karakteristik pengembangan suatu material yang cukup penting [11. Dalam hal perlakuan panas bahan struktur atau bahan bakar nuklir, digunakan sebuah tungku (Muffle Furnace) untuk proses pemanasan di bawah suhu 1450 C. 2. Tujuan Kaliberasi Muffle furnace dilakukan dengan tujuan untuk mengetahui kinerjanya pada pengoperasian mencapai suhu 11 OO C. Ruang lingkup Muffle Furnace dioperasikan pada $uhu dari 497 C sampai bates maksimum yaitu 1068 C selama 105 men it. Setiap terjadi pertambahan waktu 15 menit di.lakukan pengukuran suhu bilik pemanas. Pengukuran suhu dilakukan dengan menggunakan alat Kalibrator Digital Pyrometer. BAGIAN UTAMA PENGUKURAN Pad a saat Furnace dihubungkandengan pasok elektrik, saklar utama dalam posisi OFF dan pintu dalam keadaan tertutup rapat. Furnace mulai memanaskan bilik pemanas ketika saklar utama dinaikkan ke posisi ON. Peilgoperasian Muffle Furnace dilaksanakan melalui beberapa langkah sebagai berikut: 1. Saklar utama pada posisi ON. 2. Pintu furnace dalam keadaan tertutljp. Suhu yang dikehendaki diatur dengan menekan tombol hitam dekat tampilan suhu, tombol di I)ebelahnya diputar sampai mencapai suhu pemanasan yang diinginkan. 3. Probe thermocoupel pyrometer ditempatkan melalui lubang belakang (bilik pemanas) furnace. 4. Kenaikan..J,!..t}y dan perubahan ~ yang ditampilkan pad a thermocoupel pyrometer din furnace oof1troller dicatat. 5. Furnace dimatikan dengan menurunkan saklar utama ke posisi OFF. Bilik pemanas adalah bagi~n utama yang berhubungan dengan pengukuran suhul21, 'karena bagian tersebut merupakan tempat berlangsungnya proses pemanasan spesimen. Pad a bilik pemanas terdapat heating element, URANIA No.21-22/Thn.VI/Januari-ApriI2000 9

2 AMINHAI{ dnn HAD/JA '{ A DAHLAN Kalibra.l'i Nhljjle""urnace thermokopel head, serta lubang saluran gas masuk (melalui sisi bawah) aan lubang saluran gas kelu;']r (melalui sisi alas). jika termokopel diganti setiap sekali[4]. 6 (enam) bulan Pad a pelaksanaail kalibrasi, probe dari thermocouple pyrometer (kalibrator) dimasukkan ke bilik pemanas tersebut melalui bagian belakang furnace. Data kalibrasi yang terbaca dari tampilan pad a monitor digital dicatat pada setiap pertambelhan waktu 15 menlt. HASIL KI\LlBRASI DAN PEMBAHASAN Kalibrasi yang dilakukan sampai suhu tertinggi, yaitu 1068 c yang memerlukan total waktu 105 men it. Kenaikan suhu bilik pemanas yang membedakan pembacaan suhu furnace dengan pembacaan suhu thermocoupel pyrometer (kalibrator) seperti ditunjukkan pad a Gambar 2. BAT AN Pad a saat muffle furnace dikirim ke pihak pabrikan menyertakan diagram kalibrasi[3j. Diagram kalibrasi dari pihak pabrikan terse but menjadi acuan dasar karena kinerja muffle fut;nace diasumsi belum mengalami perubahan (masih dalam kondisi baru). Namun, perubahan kinerjanya yang cukup berarti terlihat setelah dilakukan kalibrasi ulang. Intensitas pemakaian furnace serta faktor umur heating element ternyata membawa pengaruh terhadap laju kenaikan suhu pad a bilik pemanas. Hal ini tampak terlihat pad a Gambar 3, di mana untuk pertambahan menunjukkan waktu 90 menit con,troller hanya bilangan suhu 993 C, dan hal itu seharusnya 1060 c (terdapat selisih 67 C). Secara keseluruhan kiranya perlu digaris bawahi pula mengenai keterkaitan antara proses ram bat panas dengan akurasi hasil pembacaan suhu oleh termokopel. Termokopel pada tungku akan terus teroksidasi selama tungku dioperasikan sekalipun pada suhu rendah dan mengakibatkan pembacaan menjadi kurang akurat. Agar ketepatan pembacaan pad a Controller Temperature lebih terjamin ketepatannya, maka akan lebih baik KESIMPULAN Kalibrasi furnace yang memi/iki jangkauan suhu sampai 1068 c telah selesai dilaksa-nakan. Hasil kalibrasi suhu bilik pemanas menunjukkan kinerja yang kurang akurat. Kallbrasi furndce pads suhu bilik pemanas 1068 c dengan waktu pengoperasian selama 105 menit, menunjukkan kecepatan ram bat panas rata-rata sebesar 10,17 C/menit. Data hasil kalibrasi menunjukkan bahwa pada pertambahan waktu 90 menit controller temperatur menampilkan bilangan 993 C, sedangkan mengacu pada diagram kalibrasi pabrikan menunjukkan suhu 1060 DC. Hal ini berarti telah terjadi penurunan kepekaan thermocouple dalam menangkap sinyal panas sehingga dapat berdampak tidak akurasinya tampilan data suhu bilik pemanas. Di sisi lain, umur heating element tejah me/ampaui batas kadulawarsa sehingga laju ram bat panas re/atif lambat. DAFTARPUSTAKA BROOKS, CHARLIE R, "Heat Treatment, Structure and Properties of Non-ferrous Alloys", ASM, Metal Park, OHIO 44073, HOLMAN, J.P., "Heat Transfer", 5th Edition, Mc.Graw-Hilllnternational Book Co, ANONIM, Brosur Muffle Furnaces Model BE -35, Fabbrica Apparecchi Scientifici E Mobili Per Laboratori E Industriali., Milano Italy, DAHLAN, H., "Rancang Bangun Tungku Perlakuan Panas Bahan Struktut EBN", Buletin Daur Bahan Bakar Nuklir PEBN, URANIA 1998, hal.1. No.15-16/Thn.IV/Juli-Oktober Para Penulis adalah *Staf Bidang Teknologi BBRD, **Pejabat Fungsional Litkayasa dan Stat Bidang TBBRR, P2TBDU, BATAN 10 URANIA No.21-22/Thn.VI/Januari-ApriI2000

3 ~ AMINHAR dan HADIJA Y A DAHLAN Kalibra::i Muffle Furnace TABEL-1 DATA KENAIKAN SUHU RUANG CHAMBER DENGAN FUNGSI WAKTU Kenaikan Waktu, (men it) I _I Suhu Calibrator T.Pyrome~e! ; 0 C ~ Suhu Controller Tungku ; 0 C Suhu Kaliberasi ~abrikan; 0 ~ Gambar.1. Muffle Furnace (tampak depan) URANIA No.21-22/Thn.VI/Januari-ApriI

4 AMINHAR dan HADIJA Y A DAHLAN Ka(ibrasi MujJle Fltrnace Pertambahan Waktu (menit) Gambar 2. Grafik hasil kalibrasi suhu Controller dan Kaliberator versus Waktu Pertambahan Waktu (menit) Gambar 3.Grafik perbandingan antara kalibrasi awal (pabrikan) dan Kalibrasi ulang 12 URANIA No.21-22rrhn.VI/Januari-ApriI2000

5 AMINHAR clan HADIJAYA DAHLAN Kalibrasi MuJJle Furnace TANYA JAWAB 1. Yusuf Nampira c. Setuju 3. Dr. Suwardi Prosedur yang digunakan dalam pelaksanaan kalibrasi apakah sudah mengacu.untuk membantu dalam menjawab suatu prosedur standar? pertanyaan terakhir sdr. Tonny Siahaan dijelaskan apakah kata Controller temperatur yang terdapat pad a abstrak itu yang dimaksud sensor atau meter atau Prosedur yang dilakukan masih menggunakan contoller setting? prosed ural yang umuml yang masih lama, belum mengacu pada standard tertentu yang mung kin telah diperbaharui. Controller temperatur adalah merupakan 2, TonnySiahaan komponen alat yang berfungsi untuk mengendalikan suhu bilik pemanas. a Menurut Bapak yang dikalibrasi dalam Bukan sensor, Cbntoller setting, ya., hat ini apakah Controller atau Calibratornya? 4. Drs. Purwadi Kasino Putro b. Mungkin perlu ditihat atau disimpulkan bagaimana kenaikan suhu pad a selang.himbauan, mohon kalibrator thermokopel waktu tertentu? yang digunakan sebagai kalibrator harus c Kebutuhan daya listrik sebaiknya datam dikalibrasi terlebih dahulu, sehingga hasil watt kalibrasi yang dilakukan bisa dianggap baik Ilayak digunakan. a b. Yang dikalibrasi adalah Controller yang berhubungan dengan bilik pemanas..setuju, bahwa memang sebaiknya kalibrator dikalibrasi terlebih dulu oleh Untuk lebih jelasnya lihat pada Grafik 1 dan 2, karena kesimpulan tulisan ini lembaga yang berwenang (seperti JNK mengacu kepada kedua grafik tersebut. misalnya KIM -LIP!).