ISSN 0854 - 5561 Hasil-hasil Penelitian EBN Tahun 2009

PERBAIKAN DAN VJI FVNGSI TVNGKV HERAEVS

Ngatijo, Pranjono

ABSTRAK

PERBAIKAN DAN UJI FUNGSI TUNGKU HERAEUS. Telah dilakukan perbaikanTungku Heraeus K 1700/1 yang merupakan peralatan untuk percobaan perlakuan panasdalam kondisi atmosfir sampai suhu 1600 °C. Perbaikan dilakukan agar tungku dapatberfungsi dengan baik sehingga bisa menjamin kesiapan alat untuk dioperasikan.Perbaikan dilakukan dengan mengganti 6 buah elemen pemanas dan 2 buah thyristor,selanjutnya diuji fungsi pad a suhu 400, 600, 800, 1000, 1200, 1400 dan1550 °c selama2 jam. Hasil perbaikaan dan uji fungsi menunjukkan bahwa alat bisa beroperasi denganbaik. Penunjukan indikator suhu terhadap seting suhunya mengikuti persamaan garisy = 1,221x - 156,97, dimana x adalah seting suhu operasi dan y adalah penunjukanindikator suhu tungku dengan koefisien korelasi (R2) sebesar 0,9974.

Kata kunci : perbaikan, uji fungsi.

PENDAHULUAN

Salah satu fasilitas penelitian yang ada di Instalasi Elemen Bakar Eksperimental (IEBE)adalah tungku Heraeus K 1700/1 merupakan peralatan untuk percobaan perlakuan panas dalamkondisi atmosfir sampai suhu 1600 °c. Tungku tersebut sejak bulan April 2007 tidak dioperasikankarena mengalami kerusakan. Kerusakan diduga karena ada elemen pemanas yang putus dankomponen thyristor yang tidak berfungsi. Mengingat pentingnya tungku tersebut dalam mendukungkegiatan penelitian, maka perlu diperbaiki. Dengan dilakukan perbaikan diharapkan tungku dapatberfungsi dengan baik sehingga alat siap dioperasikan untuk mendukung kegiatan penelitian.Tungku ini mempunyai 3 bagian utama yang mencakup konstruksi, sistem elektrik dan sistemkendali.

1. Konstruksi

Konstruksi terdiri dari penyangga (kerangka) yang berfungsi menopang dan melindungibagian dalam tungku. Bagian ini terbuat dari bahan yang sangat kuat sehingga dapatmenyangga/melindungi bagian dalam tungku dari benturan atau tumbukan benda lainnya.

Konstruksi tungku mempunyai 2 kerangka utama yaitu :a. Kerangka panel kendalib. Kerangka tungku pemanas.

2. Sistem Elektrik

Sistem elektrik merupakan suatu komponen-komponen yang sang at penting dalampengoperasian tungku dari mulai sampai dihentikannya pengoperasian. Sistem elektrikmempunyai b6berapa bagian utama yaitu :a. Main switch

Melalui saklar utama sumber listrik dapat masuk ke dalam sistem tungku dengan diberipengaman berupa sikring. Di dalam sistem kendali terdapat kotak dan terdapat saklar untukmenghubungkan dan memutuskan tegangan atau sumber listrik. Jika saklar diputar ke arah Imaka sumber akan terhubung dan diputar ke arah a maka sumber akan terputus.

211

Hasil-hasil Penelitian EBN Tahun 2009 ISSN 0854 - 5561

b. Transformator

Transformator berfungsi untuk mengatur tegangan, yang terpasang merupakan trafo step­down karena tegangan elemen pemanas lebih kecil dari pada sumber tegangan yang masukke dalam tungku.Tegangan primer trafo 220 V dengan arus 25 A.Tegangan sekunder trafo 80 V dengan arus 68 A.

c. ThyristorThyristor pad a tungku mempunyai type AEG T 25 N 800 BOF 31 T 7. Berfungsi untukmengatur daya atau mengatur komponen-komponen aktif yang diberi pengaman berupasikring.

d. Elemen pemanasElemen pemanas berjumlah 8 buah yang berada disisi kanan dan kiri ruang bakar masing­masing terdiri 4 buah yang tersusun serio Elemen pemanas terbuat dari bahan MoSi2 dengantegangan 80 V dan arus 25 A yang berfungsi untuk mengeringkan material.

3. Sistem Kendali

a. Sistem kendali merupakan sistem yang mengatur atau mengendalikan suhu di dalam tungkupemanas, sehingga suhu dapat diatur dengan baik dan pemanasan tungku dapat bekerjasempurna.

b. Sistem kendali suhuditunjukkan seperti gambar behkut :

Referensi Suhu +Kendali PIO

Termokopel

Elemenpemanas

Gambar 1. Sistem kendali PIO

Sistem kendali yang digunakan adalah sistem kendali PIO yang ditunjukkan padaGambar 1, dim ana kerja kendali didasarkan pad a masukan kendali yang berupa selisih antarareferensi suhu umpan balik kendali (Termokopel). Sekali referensi suhu ditetapkan maka kendali PIOakan mempertahankan suhu Plant (Termokopel) konstan/tetap sesuai referensi suhu.

212

ISSN 0854 - 5561

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Hasil-hasil Penelitian EBN Tahun 2009

11

12

Gambar 2. Tungku Heraeus K 1700/1

Keterangan :1. Temperatur limit cut off2. Potensio kendali temperatur skala 100 DC3. Indikator temperatur tungku4. Potensio kendali temperatur skala 1 DC5. Lampu merah untuk indikator proses6. Lampu putih untuk indikator tegangan PLN (power supply)7. Tombol pemutus untai pemanas8. Tombol penghubung untai pemanas9. Saklar Utama10. Kerangka panel kendali11. Pintu tungku12. Kerangka tungku

Spesifikasi Teknis Furnace

Suhu operasi maksimal

Waktu pemanasan sampai 1600 DCWaktu pendinginan dari suhu 1600 DCke suhu 200 DCDimensi ruang panas

DayaKonsumsi listrik pad a suhu 1600 DCVoltase control circuit

sistem heatingArusFuse

213

1600 DC

± 30 menit± 90 menitlebar 130 mm

tinggi 160 mmpanjang 220 mm5,5 kVA3,4 kWh/h220 V satu phase AC, 50 Hz80V25A35A

Hasil-hasil Penelitian EBN Tahun 2009

TATA KERJA

Bahan

Bahan yang digunakan elemen pemanas, thyristor dan klem

Alat

Alat yang digunakan multimeter dan toolset

ISSN 0854 - 5561

Cara Kerja

Penggantian elemen pemanas dilakukan dengan membuka tutup kerangka tungku pemanas bagianatas, kemudian dibuka klem koneksi antar elemen pemanas. Selanjutnya elemen diangkat danelement holder dibuka diganti elemen yang baru. Sedangkan penggantian thyristor dilakukan denganmembuka tutup bagian belakang panel kendalL Selanjutnya dibuka thyristor diganti dengan yangbaru.Uji fungsi dilakukan pada suhu 400,600,800, 1000, 1200, 1400 dan1550 DC selama 2 jam.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Kondisi tungku saat rusak terpasang 6 elemen pemanas, 4 buah qengan ukuran distance (A) 2,5 em,call 2 bush ukuran distance (A) 5 em. Sehingga perbaikan dilakukan penggantian elemen pemanassesuai dengan spesifikasi elemen pemanas aslinya yang mempunyai ukuran distance (A) 2,5 em,dengan jumlah elemen pemanas terpasang sebanyak 8 buah.

Elemen pemanas baru yang dipasang mempunyai spesifikasi sebagai berikut :

Type

Size

Heating zone (Le)

Terminal End (Lu)

Distance (A)

: Moly-D MD-33

: 3/6

: dia. 0.12 in., length 155 em

: dia. 0.24 in, length 145 em

: 2,5 em

Gambar 3. Kondisi elemen sebelum diperbaiki

214

ISSN 0854 - 5561

Gambar 4. Kondisi klem sebelum diperbaiki

Gambar 5. Kondisi elemen setelah diperbaiki

Gambar 6. Kondisi klem setelah diperbaiki

215

Hasil-hasil Penelitian EBN Tahun 2009

Hasil-hasil Penelitian EBN Tahun 2009 ISSN 0854 - 5561

Disamping penggantian elemen pemanas dilakukan juga penggantian 2 buah thyristor.

Thyristor

Gambar 7. Thyristor yang diganti

Tabel 1. Data uji fungsi tungku

Durasi WaktuPenunjukan Indikator (oe)

Setting Suhu

Saat Suhu

NoKonstan

(0C) tercapai (menit)

30'60'90'120'

1

400 10250250250250

2

600 10540540540540

3

800 10760760760760

4

1000 15980980980980

5

1200 251200120012001200

6

1400 401320141014101410

7

1550 631240·155015601560

Data Tabel 1 menunjukkan pad a seting 12000e penunjukan indikator sam a dengan settingsuhunya. Seting dibawah 12000e penunjukan indikator dibawah seting suhunya, sedangkan settingdiatas 12000e penunjukan indikator juga diatas setting suhunya. Hal ini dimungkinkan karenatermokopel tungku dibungkus keramik sehingga pad a suhu rendah panas yang diserap oleh keramikrelatif besar dibanding dengan jumlah panas yang ada di dalam tungku, sedangkan pad a pengaturansuhu tinggi panas yang diserap keramik relatif sedikit dibanding jumlah panas yang ada dalamtungku.

Pada setting suhu 15500e durasi waktu saat suhu konstan tercapai adalah 63 menit lebihdari dua kali durasi yang tertulis pada spesifikasi alat yang pada suhu 16000e durasinya hanya ± 30men it, namun demikian kondisi tersebut sama dengan kondisi operasi sebelum rusak. Penunjukanindikator suhu terhadap seting suhunya mengikuti persamaan garis y = 1,221 x - 156,97, dim ana xadalah seting suhu operasi dan y adalah penunjukan indikator suhu tungku dengan koefisien kerelasi(R2) sebesar 0,9974 seperti ditunjukkan pada Gambar 8.

216

ISSN 0854 - 5561 Hasil-hasil Penelitian EBN Tahun 2009

1800

1600

= 1.1221x -156.97

R2 = 0.9974_ 1400()0~ 1200.•..

ra= 1000-'t:I::!:800ra ~::J·c 600

::J !:Qja. 400

200 I

I•0

0

500100015002000

Setting suhu (oC)

Gambar 8. Grafik hubungan setting suhu terhadap penunjukan indikatorsuhu

KESIMPULAN

1. Alat setelah diperbaiki dapat berfungsi dengan baik.2. Pada setting suhu 12000C penunjukan indikator sama dengan setting suhunya. Setting suhu di

bawah 1200°C penunjukan indikator di bawah setting suhunya, sedangkan setting di atas 1200°c penunjukan indikator juga diatas setting suhunya.

DAFTAR PUSTAKA

[1] ANONIM, Operating Instructions High-Temperature Chamber Furnace HERAEUS K 1700/1.[2] SANTO SANJAYA, Laporan Praktek Kerja Industri (PRAKERIN) di BTBBRD P2TBDU, Serpong,

2002.

217