Hasil-hasil Penelitian EBN Tahun 2009 ISSN 0854 - 5561
DISAIN ADAPTER PEMEGANG SPESIMEN MINI VJI TARIK
Antonio Gogo, Suhardyo, Achmad Paid, Purwanta
ABSTRAK
DISAIN ADAPTER PEMEGANG SPESIMEN MINI UJI TARIK. Disain adapter dari pemegang spesimen mini uji tarik terpilih telah dilakukan. Disain digunakan untuk pembuatan adapter pemegang spesimen mini uji tarik yang akan diterapkan pada mesin uji tarik di ruang 206 dengan spesifikasi yang sama dengan mesin uji tarik di hotcel/11 O.
Kegiatan ini merupakan bagian dari program pengembangan teknik uji pasca iradiasi.
Tahapan dari kegiatan disain ini meliputi; pengukuran ulang spesifikasi dari spesimen mini uji tarik yang telah dibuat (dari pelat SS-304 dan AIMg), mempelajari spesifikasi mesin uji tarik di R-206 dan di hotcel/11 0 berikut batang penahan spesimennya (fixed or moving anvil), serta studi literatur yang terkait dengan uji tarik spesimen mini ter-iradiasi.
Jenis adapter pemegang spesimen mini uji tarik hasil disain adalah pin loaded sesuai spesifikasi spesimen mini uji tarik terpilih. Panjang total adapter 80 mm, dan bagian atas 035 mm dengan ulir Whitworth sepanjang 32 mm (1 inci, 8 ulir). Pemasangan pin ke adapter pemegang spesimen mini uji tarik dilakukan dengan suaian paksa yaitu; 02H7 untuk lubang dan 02h7 untuk pin. Panjang pin 24 mm, panjang bagian berdiameter 2,2 mm adalah 4,5 mm. Sisa bagian berdiameter 2,0 mm yang menonjol keluar adalah 3,0 mm. Material adapter pemE:)gangbaja nirkarat SS-304, sedangkan pin dari Molibdenum.
Kata kunci: Adapter pemegang, spesimenmini uji tarik, pin
PENDAHULUAN
Uji tarik merupakan salah satu teknik untuk investigasi sifat-sifat mekanik dari suatu bahan serta menggunakan berbagai macam jenis spesimen uji tarik. Salah satu jenis spesimen uji tarik yaitu sheet-type specimens (ASTM E8-04). Miniatur spesimen uji tarik untuk studi efek iradiasi dari material-material reaktor juga sudah dilakukan dengan beragam ukuran, dan salah satunya yaitu seperti pad a gambar-1[1]. Jenis pin loaded, sheet type specimen dengan panjang total 30 mm, gage length 10 mm dan lebarnya 3 mm [2].
8mm
3mm
22 mm 30mm
Gambar 1. Dimensi Spesimen Mini Uji Tarik (tebal 0,1 sid 2 mm) [1]
Pada kegiatan sebelumnya telah berhasil dibuat spesimen mini uji tarik dengan ukuran seperti pada gambar-1, yang terdiri dari dua jenis material, yaitu baja nirkarat SS-304 dengan tebal
± 0,57 mm dan aluminium (AIMg2) dengan tebal ± 1,32 mm. Hasil pengukuran terhadap produk spesimen mini uji tarik disajikan pada tabel-1 dan tabel-2.
Hasil-hasil Penelitian EBN Tahun 2009 ISSN 0854 - 5561
Tahapan Disain
Tahapan dari kegiatan disain ini meliputi pengukuran ulang spesimen mini uji tarik dari yang telah dibuat (masing-masing 10 buah), mempelajari spesifikasi batang penahan (fixed or moving anvil) spesimen dari mesin uji tarik di R-206 (spesifikasi ulir), penentuan jarak terdekat dari batang penahan spesimen yang dapat dijangkau, untuk penentuan panjang pemegang spesimen mini uji tarik, serta studi literatur yang terkait dengan uji tarik spesimen mini ter-iradiasi.
Kriteria perancangan
Proses untuk tarik pada mesin uji tarik di R-206 dilakukan dengan memasang adapter pemegang spesimen mini uji tarik pada batang penahan/penarik (fixed or moving anvil) yang sudah terpasang pada mesin uji tarik. Bagian atas adalah batang penarik (moving anvil), sedangkan pada bagian bawah adalah batang penahan (fixed anvil). Kemudian jarak antara kedua batang penahan dan penarik tersebut didekatkan sampai jarak terdekat maksimum yang dapat dicapai. Hal ini dilakukan untuk menentukan panjang dari adapter pemegang spesimen mini pada mesin uji tarik. Dengan proses tersebut maka beberapa kriteria disain dari pemegang spesimen mini uji tarik akan disesuaikan dengan spesifikasi batang penahan/penarik (fixed or moving anvil) serta jarak terdekatnya (untuk penentuan panjang dari pemegang spesimen mini uji tarik) .
• Mudah dibuat dan digunakan
• Dapat digunakan di mesin uji tarik di R-206, untuk proses uji tarik spesimen mini uji tarik terpilih (gambar-1)
• Spesifikasi ulir batang penahan/penarik (fixed or moving anvil) adalah jenis Whitworth 1 (satu) inci dengan jumlah ulir 8 (delapan) buah per-inci (gambar-2)
• Adapter pemegang spesimen mini uji tarik, dapat dipasang dan dilepas dengan manipulator dari batang penahan/penariknya.
Gambar-2: Batang penahan/penarik (fixed atau moving anvil) mesin uji tarik R-206
HASIL DAN PEMBAHASAN
Pad a kegiatan disain dari adapter pemegang spesimen mini uji tarik, penentuan diameter pin sangat tergantung kepada diameter lubang dari produk spesimen mini uji tarik. Dari pengukuran diameter-diameter lubang tersebut, diameter terbesar adalah 3,113 mm (tabel-2) dan terkecil adalah 3,012 mm (tabel-1) dan jarak antar lubang 22 mm. Untuk memudahkan pemasangan spesimen mini uji tarik ke pemegangnya, maka suaian antara diameter pin dan diameter lubang spesimen mini uji tarik harus cukup longgar (memperkecil diameter pin), akan tetapi kekuatan pin harus tetap maksimum (memperbesar diameter pin).
Hasil-hasil Penelitian ESN Tahun 2009 ISSN 0854 - 5561
Tabel1. Hasil Pengukuran Sam pel Mini Uji Tarik, Stainless Steel (millimeter) Alat Ukur: Mitutoyo, Absolute Digimatic Caliper
No. PanjangLebarLebarDiameterGageTebalJarak Sam pel
Total LubangGageLubangSahuLength 01
3022 8,0193,0130,575103 02
3022 8,0173,0170,576103 03
3022 8,0213,0140,575103 04
22,053010 8,0213,0120,5793 05
3022 8,0193,0160,573103 06
3022 8,0173,0130,573103 07
3022 8,0173,0160,573103 08
3022 8,0163,0170,580103 09
3022 8,0193,0150,573103 10
3022 8,0183,0130,571103
Tabel 2/ Hasil Pengukuran Sampel Mini Uji Tarik, Aluminium (millimeter) Alat Ukur: Mitutoyo, Absolute Digimatic Caliper
No. PanjangLebarLebarDiameterGageTebalJarak Sam pel
Total LubangGageSahuLubangLength 01
3022 8,0173,0151,335103 02
3022 8,0173,0201,310103
,
033022 8,0173,1051,324103 04
22,053010 8,0203,1131,3253 05
3022 8,0203,1101,328103 06
3022 8,0243,0141,270103 07
3022 8,0183,0161,297103 08
3022 8,0183,0141,328103 09
3022 8,0163,0221,266103 10
3022 8,0223,0141,331103
Disain adapter pemegang spesimen mini uji tarik disajikan pada Gambar 5, dan pad a Lampiran1.
Spesifikasi ulir dari batang penahan yaitu ulir Whitworth dengan panjang ulir 1 inci dan jumlah ulir per-inci sebanyak 8 buah. Ulir Whitworth dengan sudut ulir sebesar 55° sedangkan ulir Metris dengan sudut 60° . Spesifikasi disain dari ulir adapter pemegang spesimen mini uji tarik disesuaikan dengan spesifikasi ulir batang penahan dan dengan panjang ulir yang sama (1 inci).
ISSN 0854 - 5561 Hasil-hasil Penelitian EBN Tahun 2009
Apabila pengukuran regangan diukur langsung pad a spesimen mini dengan ekstensometer, maka[2];
Lo =5,65 X (SO)1/2
Lo =jarak sensor ekstensometer; So= Luas penampang gage length dimana lebar gage length sebesar 3 mm (Gambar-1)
Pad a ketebalan 1 mm, jarak sensor sebesar; 5,65 x (3 x 1)1/2mm = 9,79 mm, sedangkan pada ketebalan 1,1 mm, jarak sensor yang diperlukan sebesar 10,26 mm (> gage length spesimen mini terpilih, 10 mm). Dengan metoda pengukuran langsung ini, maka tebal spesimen maksimum yaitu 1 (satu) mm.
Spesifikasi disain dari pin disesuaikan dengan diameter lubang (pin hole) dari spesimen mini, dimana dari hasil pengukuran diameter lubang spesimen mini uji tarik yang telah dibuat (Tabel 1 dan Tabel2) yaitu; 3,012 mm dan 3,113 mm. Untuk diameter luar pin diambil sebesar 2,7 mm (panjang 4,5 mm) dan diameter dalam pin sebesar 2,5 mm (panjang 19,5 mm), luas penampangnya 4,9 mm2, dan panjang totalnya 24 mm (Gambar 4). Luas penampang gage length dengan ketebalan spesimen 1 mm, sebesar 3 mm2« 4,9 mm\ Hal ini juga mempertimbangkan tingkat kesulitan untuk pemasangan spesimen mini pada adapter pemegangnya. Semakin kecil diameter pin maka semakin mudah pemasangannya. Pin terpasang pada adapter pemegang dengan suaian paksa [3] dengan diameter pin terpasang 2,5 h7 dan lubangnya dengan diameter 2,5 H7 (Gambar 3 dan Gambar 4).
Panjang total pin 24 mm, sedangkan lebar adapter pemegang pada lokasi pin terpasang sebesar 16,5 mm sehingga bagian yang tersisa yaitu 7,5 mm. Dengan sisa yang menonjol sebesar 7,5 mm tersebut terdiri dari bagian yang berdiameter 2,2 mm sepanjang 4,5 mm, sedangkan bagian yang tersisa sepanjang 3,0 mm, berdiameter 2,0 mm, yang merupakan lokasi penempatan spesimen mini uji tarik (Lihat Gambar 5, Lampiran 1).
Material dari adapter pemegang spesimen mini uji tarik yaitu baja nirkarat SS-304, yang cukup kuat dan mudah diperoleh dipasaran. Pemilihan material pin ini mempertimbangkan keakurasian dan variasi dari material spesimen mini yang akan diuji cukup luas, seperti material bejana tekan reaktor daya (RPV) atau struktur dari bahan bakar nuklir lainnya seperti baja A533B, baja nirkarat 316, zircaloy-4 dan paduan aluminium (struktur elemen bakar nuklir reaktor riset).
Material pin dipilih dengan elongasi yang kecil atau dengan tensile yield strength-nya besar.
Molybdenum dipilih sebagai material pin~4].
~~I
24t%
~I ~
N NI
B B
Gambar 3. Spesifikasi Pin (ukuran dalam milimeter)
J
16.5
Hasil-hasil Pene/itian EBN Tahun 2009
KESIMPULAN
ISSN 0854 - 5561
Hasil disain adapter pemegang spesimen mini uji tarik telah diperoleh. Jenis pemegang spesimen mini uji tarik yang telah didisain adalah pin loaded sesuai spesimen mini uji tarik terpilih.
Panjang total adapter 80 mm, dan bagian atas 035 mm dengan ulir Whitworth sepanjang 32 mm (1 inci, 8 ulir). Diameter luar pin sepanjang 4,5 mm yaitu, 2,7 mm sedangkan diameter bagian dalam (panjang 3 mm, tempat menggantung pin), sebesar 2,5 mm. Material adapter pemegang baja nirkarat SS-304, sedangkan pin dari Molibdenum.
DAFTAR PUSTAKA
[1] ANTONIO GOGO, Studi Pembuatan Spesimen Mini Uji Tarik Dengan Teknik Blanking/Punching, Majalah IImiah Pengelolaan Instalasi Nuklir, PIN NO.02/Tahun I, Oktober 2008
[2] DJORDJE DOBI, EVA JUNGHANS, Determination of the Tensile Properties of Spesimens With Small Dimensions, Kovine, Zlitine, Tehnologije 33, (1996).
[3] G.TAKESHI SATO, N.SUGIARTO HARTANTO, Menggambar Teknik Mesin Menurut Standar ISO, Pradnya Paramita, Cetakan keduabelas, 2008.
[4] BUDI BRIYATMOKO, Spesifikasi Disain Pemegang Spesimen Mini Uji Tarik, Studi Pasca Sarjana, Tohoku University, 1991.
ISSN 0854 - 5561
Lampiran 1
A
Hasil-hasil Penelitian EBN Tahun 2009
3
35
32
A
81 "- ~ IAI 1",,('Q
,----, 18
~~I ~I
IIIII I ~ ~ j iI I
I
I
~ ____ 1- ___ ~
~I
~I
el
Ie I I
III IIIIIIII
I
I II~
L{)
DI ~ ID
0~
2 Chamfer240.5 mm Skala 2:1Lubang Pin Skala 2:1
02 01 No.Bag.
PIN
Adapter Pemegang Nama Bagian
Nickel and its alloys 2
SS-304 2
Bahan Jmh I Keterangan
Digambar
Nama A.Paid Suhardjo
----
Antonio G.
Tanggal
~~-
12-11- 2009
Ttd Skala
1 : 1 2: 1
PTBN BATAN
Nama Gambar
ADAPTER PEMEGANG SPESIMEN MINI UJI TARIK
3
Gambar 5. Adapter Pemegang Spesimen Mini Uji Tarik
![Gambar 1. Dimensi Spesimen Mini Uji Tarik (tebal 0,1 sid 2 mm) [1]](https://thumb-ap.123doks.com/thumbv2/123dok/3534528.3856372/1.918.106.778.91.593/gambar-dimensi-spesimen-mini-uji-tarik-tebal-sid.webp)
