PENERAPAN METODE RELIABILITY CENTERED MAINTENANCE PADA SISTEM PENUKAR PANAS SEKUNDER REAKTOR TRIGA MARK Yudhi Zulkani

Transkripsi

1 PENERAPAN METODE RELIABILITY CENTERED MAINTENANCE PADA SISTEM PENUKAR PANAS SEKUNDER REAKTOR TRIGA MARK 2000 TUGAS SARJANA Karya ilmiah sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik dari Institut Teknologi Bandung Oleh Yudhi Zulkani PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK MESIN DAN DIRGANTARA INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2008

2 Lembaran Pengesahan Tugas Sarjana PENERAPAN METODE RELIABILITY CENTERED MAINTENANCE PADA SISTEM PENUKAR PANAS SEKUNDER REAKTOR TRIGA MARK 2000 Oleh Yudhi Zulkani Program Studi Teknik Mesin Institut Teknologi Bandung Disetujui pada : 13 Januari 2008 Pembimbing Utama Pembimbing Pendamping Dr. Ir. FX Sangriyadi Setio NIP Prof. Dr. Ir. Wiranto Arismunandar NIP ii

3 ABSTRAK Seiiring dengan era globalisasi yang semakin pesat, setiap negara semakin berkompetisi dalam kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi. Indonesia sebagai salah satu negara yang ikut mengembangkan ilmu dan teknologi nuklir, memiliki tanggung jawab dalam memanfaatkan pengetahuan dan teknologi nuklir secara tepat. Salah satu reaktor nuklir indonesia yang berada di Bandung dikenal dengan nama Pusat Penelitian dan Pengembangan Teknik Nuklir-Badan Tenaga Atom nasional. Energi panas yang dihasilkan oleh reaktor ini, dibuang melalui sistem penukar panas sekunder. Kegagalan fungsi sistem penukar panas sekunder dapat menyebabkan terlepasnya produk fisi. Produk fisi yang terlepas (kebocoran nuklir) sangat berbahaya bagi manusia. Oleh karena itu, sistem penukar panas sekunder harus dalam fungsi yang baik. Fungsi yang baik ini dicapai dengan perawatan dari sistem penukar panas tersebut. Pada saat ini kebijakan perawatan sistem penukar panas sekunder yang diterapkan adalah preventive maintenance. Tindakan-tindakan yang dilakukan dalam program PM ini merupakan tindakan reaktif terhadap kerusakan yang terjadi. Akibat dari hal ini banyak tindakan dalam PM merupakan suatu penborosan. Bahkan dalam kenyataannya beberapa program PM kebanyakan melakukan perbaikan kerusakan dibandingkan dengan pencegahan kerusakan. Metoda RCM meliputi pembuatan kegagalan fungsi yang kemudian akan dicari mode kerusakannya. Dengan adanya mode kerusakan, penyebab kerusakan akan ditentukan sehingga dapat dianalisa pengaruh kerusakan terhadap unjuk kerja peralatan. Dengan menerapkan RCM pada sistem penukar panas sekunder dapat: menjaga fungsi peralatan, mengidentifikasi mode kerusakan spesifik dalam bagian-bagian peralatan yang potensial menghasilkan kerusakan fungsi sistem, membuat prioritas pemeliharaan dari mode kerusakan yang terjadi, serta mengambil tindakan pencegahan yang dapat diterapkan sehingga sistem penukar panas tetap berada dalam fungsi yang baik. iii

4 ABSTRACT In this globalization era, the competition in science and technology among countries in growing fast. Indonesia as one of those countries has to make use of nuclear science and technology with responsibility since improper use of it will threaten human civilization. One of Indonesia s nuclear reactor, located in Bandung, is known as Pusat Penelitian dan Pengembangan Teknik Nuklir-Badan Tenaga Atom Nasional. Heat produce from the reactor is wasted through secondary heat exchanger system. The secondary heat exchanger system function failure can cause fission product release (nuclear leakage) which is very dangerous. Therefore, the secondary heat exchanger system should function well which is acquired from maintenance. Secondary heat exchanger system maintenance policy implemented now is preventive maintenance which has been implemented widely and proved to reduce equipment down time. Action made in PM program are reactive to failures. In fact some PM program perform failure correction than failure prevention. Reliability Centered Maintenance (RCM) has differences in basic understanding compared to PM program. The orientation of RCM is equipment s function, while PM is to keep the equipment from failures. Included in the reliability centered maintenance method is functional failure development which from it can be found its failure mode. Failure mode can be used to determine failure cause in order to analyze failure effect toward equipment s performance. The implementation of RCM for secondary heat exchanger system will give the advanteges of: maintaining equipment system functions, identifying spesific failure mode in parts potensial of causing system function failures, making maintenance priority from failure mode, and taking preventive action to keep heat exchanger system in good condition. iv

5 Kata Pengantar Alhamdulillahi rabbil aalamin. Segala puji dan syukur, penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas segala rahmat yang diberikan kepada penulis, sehingga laporan Tugas Akhir yang berjudul Penerapan Metode Reliability Centered Maintenace pada Sistem Penukar Panas Sekunder Reaktor Triga Mark 2000 dapat diselesaikan. Laporan Tugas Akhir ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat untuk menyelesaikan pendidikan sarjana pada Program Studi Teknik Mesin, Institut Teknologi Bandung. Keberhasilan penelitian dan penulisan laporan ini karena adanya kerjasama dan dukungan dari berbagai pihak. Untuk itu penulis mengucapkan terimakasih kepada : 1. Kedua orang tua dan adikku yang selalu memberikan bantuan dan doa serta kesabaran dan kasih sayang selama ini. Semoga Allah SWT selalu meridhoi kita dunia dan akhirat. Amin. 2. Dr. Ir. FX Sangriyadi Setio dan Prof. Dr. Ir. Wiranto Arismunandar, selaku pembimbing tugas akhir di Program Studi Teknik Mesin yang telah memberikan banyak bantuan, arahan, nasihat, motivasi dan ilmu untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini. 3. Binsar partner penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini, Arif Rahman Hakim ST dan Afif Fadhli yang telah membantu penyelesaian Tugas Akhir ini. 4. Teman-Teman 2002: Wary, Very, Wendi, Hafid, Joko dan lainnya. Terimakasih atas bantuan dan dorongan selama 5 tahun terakhir. 5. Para Teknisi Batan yang telah membantu dalam melakukan riset Tugas Akhir ini dan karyawan Program Studi Teknik Mesin: Pak Suryana, Mas Warno, Bu Ria. Terima kasih atas bantuannya selama ini. 6. Semua Pihak yang tak dapat penulis sebutkan satu persatu dan telah membantu dalam pelaksanaan penelitian dan penulisan Tugas Akhir ini. v

6 Semoga tulisan ini dapat menambah wawasan pembaca tentang pengelasan dalam air. Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan dalam Tugas Akhir ini, untuk, itu, kritik dan saran yang membangun sangat penulis harapkan. Semoga Tugas Akhir ini dapat memberi manfaat bagi kita semua. Bandung, Januari 2008 Penulis vi

7 DAFTAR ISI Judul... i Lembar Pengesahan... ii ABSTRAK... iii ABSTRACT... iv KATA PENGANTAR... v DAFTAR ISI... vii DAFTAR TABEL... xii DAFTAR GAMBAR... xii BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Identifikasi dan Perumusan Masalah Pembatasan Masalah dan Asumsi Penelitian Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian Metodologi Penelitian Sistematika Penulisan BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1 Pengertian Pemeliharaan Tujuan Pemeliharaan Kebijakan Pemeliharaan Jenis-jenis Pemeliharaan Metoda Reliability Centered Maintenance Perubahan dalam Dunia Pemeliharaan Definisi Reliability Centered Maintenance Akibat Kerusakan menurut Reliability Centered Maintenance Karakteristik Reliability Centered Maintenance Sistematika Penyusunan Reliability Centered Maintenance.. 19 vii

8 Pemilihan Sistem dan Pengumpulan Informasi Pendefinisian Batas Sistem Deskripsi Sistem dan Blok Diagram Fungsi Pendeskripsian Fungsi Sistem dan Kegagalan Fungsi Penyusunan Failure Mode and Effect Anaysis Penyusunan Logic Tree Analysis (LTA) Pemilihan Tindakan BAB 3 PERAWATAN BERBASIS KEANDALAN (RELIABILITY CENTEREDE MAINTENANCE) 3.1 Definisi RCM Langkah-Langkah RCM Mendefinisikan Fungsi dari Setiap Asset dalam Konteks Operasinya Mengidentifikasi Kegagalan-Kegagalan Fungsi Mengidentifikasi Mode-Mode Kegagalan Penulisan Efek-Efek Kegagalan Konsekuensi-Konsekuensi Kegagalan Teknik-Teknik Pengendalian Kegagalan Kegiatan-Kegiatan Proaktif Kegiatan Restorasi Terjadwal dan Kegiatan Discard Terjadwal Kegiatan-kegiatan On-condition Kegiatan Default Penerapan RCM Memprioritaskan Asset dan Menyusun Tujuan Perencanaan Peninjauan ulang Fasilitator Hasil Analisis RCM Auditing Implementasi viii

9 3.4 Apa yang Dicapai RCM BAB 4 PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA 4.1 Sejarah Singkat Pusat Penelitian dan Pengembangan Tenaga Nuklir (P3TkN)-Badan Tenaga Atom Nasional Bandung Riwayat singkat Pusat Penelitian dan Pengembangan Tenaga Nuklir (P3TkN)-Badan Tenaga Atom Nasional Bandung Struktur Organisasi P3TkN-BATAN Job Description P3TkN-BATAN Aktifitas Pusat Penelitian dan Pengembangan Tenaga Nuklir (P3TkN)-Badan Tenaga Atom Nasional Bandung Pengolahan Data Tahap 1- Pemilihan Sistem dan Pengumpulan Informasi Pemilihan sistem Pengumpulan Informasi Cara kerja reaktor nuklir Triga Mark Bahan Bakar Tenaga Nuklir Triga Mark Kegunaan Tenaga Nuklir Triga Mark Komponen-komponen Utama Reaktor Nuklir Triga Mark Fasilitas Penukar Panas Reaktor Triga Mark Karakteristik Sistem Penukar Panas Sekunder Tahap 2 Pendefinisian Batas Sistem Gambaran Umum Batas Sistem Gambaran Detail Batas Sistem ix

10 4.2.3 Tahap 3 - Deskripsi Sistem dan Blok Diagram Fungsi Penguraian Sistem Blok Diagram Fungsi Masukan dan Keluaran Sistem Data Historis Peralatan System Work Breakdown Structure (SWBS) Tahap 4 - Pendeskripsian Fungsi Subsistem dan Kegagalan Fungsi Tahap 5 - Penyusunan Failure Mode and Effects Analysis (FMEA) Tahap 6 - Penyusunan Logic Tree Analysis (LTA) Tahap 7 - Pemilihan Tindakan BAB 5 ANALISIS 5.1 Analisis Perawatan dengan Metode Reliability Centered Maintenance (RCM) Pada Sistem Penukar Panas Reaktor Triga Mark Analisis Pemilihan Sistem Analisis Pendefinisian Batas Sistem Analisis Deskripsi Sistem dan Blok Diagram Fungsi Analisis Pendiskripsian Fungsi Subsistem dan Kegagalan Fungsi Analysis Failure Mode and Effects Analysis (FMEA) Analisis Logic Tree Analysis (LTA) Analisis Pemilihan Tindakan Analisis Pengembangan Prosedur Perawatan Pada Sistem Penukar Panas Sekunder Analisis Saran Tindakan Perawatan Pada Sistem Penukar Panas Sekunder Menghitung Nilai Reliabilitas Reliabilitas dengan Susunan Seri Reliabilitas dengan Susunan Paralel Menghitung Nilai Reliabilitas pada Tiap Komponen x

11 5.6 Menghitung Nilai Reliabilitas Sistem BAB 6 PERANGKAT LUNAK DARI ANALISIS RCM PADA SISTEM PENUKAR PANAS SEKUNDER REAKTOR TRIGA MARK Pemilihan Subsistem dan Failure Mode Pemilihan Failure Cause Pemilihan Tindakan BAB 7 KESIMPULAN DAN SARAN 7.1 Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA... xv xi

12 DAFTAR TABEL Tabel 4.1 Spesifikasi Menara Pendingin TipeLCT Tabel 4.2 Data Teknis Pelat Penukar Panas Tabel 4.3 Detail Batas Sistem Tabel 4.4 SWBS Pompa Sentrifugal dan Motor Sekunder Tabel 4.5 SWBS Katup Gerbang Tabel 4.6 SWBS Katup Cegah Tabel 4.7 SWBS Piping Tabel 4.8 SWBS Flowmeter Tabel 4.9 SWBS Pressure Gauge Tabel 4.10 SWBS Penukar Panas Tabel 4.11 SWBS Menara Pendingin Tabel 4.12 SWBS Termometer Tabel 4.13 Fungsi Subsistem dan Kegagalan Fungsi Pumping Secondary Tabel 4.14 Fungsi Subsistem dan Kegagalan Fungsi Cooling Secondary Tabel 4.15 Matriks peralatan dan kegagalan fungsi Tabel 4.16 FMEA Pumping secondary Tabel 4.17 FMEA Cooling secondary Tabel 4.18 LTA Pumping secondary Tabel 4.19 LTA Cooling secondary Tabel 4.20 Pemilihan tindakan Pumping secondary Tabel 4.21 Pemilihan tindakan Cooling secondary Tabel 5.1 Skema pengembangan SOP sistem penukar panas sekunder berdasarkan RCM Tabel 7.1 Rekapitulasi Pemilihan Tindakan Pumping Secondary Tabel 7.2 Rekapitulasi Pemilihan Tindakan Cooling Seconda xii

13 DAFTAR GAMBAR Gambar 1.1 Skema Metodologi Penelitian... 9 Gambar 2.1 Bagan Jenis-jenis Pemeliharaan Gambar 2.2 Pertumbuhan Teknologi Pemeliharaan Gambar 2.3 Perkembangan Konsep dan Teknik Pemeliharaan Gambar 2.4 Struktur Logic Tree Analysis Gambar 2.5 Cara Seleksi Tindakan PM Gambar 3.1 Hubungan Umur dengan Kemungkinan Kegagalan Gambar 3.2 Kemungkinan Kondisi dari Kerusakan Terhadap Umur Operasi Gambar 4.1 Struktural Puslitbang Teknik Nuklir Gambar 4.2 Uraian Sistem Penukar Panas Reaktor Triga Mark Gambar 4.3 Pertukaran Air Primer di Tabung Reaktor Gambar 4.4 Pertukaran Air Sekunder di Penukar Panas Gambar 4.5 Bagian-bagian Umum dari Menara Pendingin Gambar 4.6 Bagian-bagian Umum dari Pompa Sentrifugal Gambar 4.7 Rotor Jangkar Gambar 4.8 Stator Gambar 4.9 Bagian-bagian Umum dan Penukar panas Plate and Frame Gambar 4.10 Pendefinisian Batas Sistem Gambar 4.11 Subsistem Fungsional Sistem Penukar Panas Sekunder Gambar 4.12 Blok Diagram Fungsi Gambar 4.13 System Work Breakdown Structure xiii

14 Gambar 4.14 Bagian-bagian Pompa Sentrifugal Gambar 4.15 Bagian-bagian Motor Sekunder Gambar 4.16 Bagian-bagian Detail Katup Gerbang (Gate Valve) Gambar 4.17 Bagian-bagian Detail Katup Cegah (Check Valve) Gambar 4.18 Bagian-Bagian Motor Kipas Gambar 4.19 Bagian-bagian Sprinkle Head Gambar 6.1 Contoh Failure Mode yang Disebabkan Oleh Pompa Sentrifugal dan Motor Sekunder Gambar 6.2 Failure Cause yang Diakibatkan Oleh Bearing Rusak pada Pompa Sentrifugal dan Motor Sekunder Gambar 6.3 Contoh Pemilihan Tindakan yang Dilakukan yang Disebabkan Oleh Age/Wearout xiv