KALIBRASI MUFFLE FURNACE

(1)

ISSN O~52::il77.

_{KALIBRASI TUNG1T(U}

KALIBRASI MUFFLE FURNACE

Aminhar dan Hadijaya Dahlan

ABSTRAK

Telah dilakukan kalibrasi muffle furnace sebagai informasi pendukung bagi pelaksana litbang bahan bakarnuklir. 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 497-1068 °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 BAGIAN UTAMA PENGUKURAN

1. Latar belakang

Percobaan melalui proses perlakuan pa-nas memberikan data/informasi tentang ka-rakteristik pengembangan suatu material yang cukup penting [11. Dalam hal perlakuan panas bahan struktur atau bahan bakar nuklir, digu-nakan 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 pengu-kuran suhu bilik pemanas. Pengupengu-kuran suhu dilakukan dengan menggunakan alat Kalibrator Digital Pyrometer.

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 me-nekan tombol hitam dekat tampilan suhu, tombol di I)ebelahnya diputar sampai men-capai suhu pemanasan yang diinginkan. 3. Probe thermocoupel pyrometer

ditempat-kan 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,

(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 6 (enam) bulan sekali[4].

KESIMPULAN Pad a pelaksanaail kalibrasi, probe dari

thermocouple pyrometer (kalibrator) dimasuk-kan 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 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 pengope-rasian 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.

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.

Pad a saat muffle furnace dikirim ke BAT AN pihak pabrikan menyertakan diagram kalibrasi[3J. Diagram kalibrasi dari pihak pab-rikan 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 waktu 90 menit con,troller hanya menunjukkan bilangan suhu 993°C, dan hal itu seharusnya 1060 °c (terdapat selisih 67 °C).

DAFTARPUSTAKA

1

2

3

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

4

BROOKS, CHARLIE R, "Heat Treatment, Structure and Properties of Non-ferrous Alloys", ASM, Metal Park, OHIO 44073,

1982.

HOLMAN, J.P., "Heat Transfer", 5th Edition, Mc.Graw-Hilllnternational Book Co, 1981. ANONIM, Brosur Muffle Furnaces Model

BE -35, Fabbrica Apparecchi Scientifici E Mobili Per Laboratori E Industriali., Milano Italy, 1982.

DAHLAN, H., "Rancang Bangun Tungku Perlakuan Panas Bahan Struktut EBN", Buletin Daur Bahan Bakar Nuklir PEBN, URANIA No.15-16/Thn.IV/Juli-Oktober 1998, hal.1.

Para Penulis adalah *Staf Bidang Teknologi BBRD, **Pejabat Fungsional Litkayasa dan Stat Bidang TBBRR, P2TBDU, BATAN

(3)

AMINHAR dan HADIJA Y A DAHLAN _{Kalibra::i Muffle Furnace}

TABEL-1 DATA KENAIKAN SUHU RUANG CHAMBER DENGAN FUNGSI WAKTU

Kenaikan Waktu, I (men it) _I

Suhu Calibrator

T .Pyrome~e! ; 0 C Suhu Controller

Tungku ; 0 C

Suhu Kaliberasi

_{~abrikan; 0 ~}

~

441 564 672 775 881 982 1059

~

497

596 696 795 894 993 1068

29

425

600

750

875

980

1060 1150

0

15

30

45

60

75

90

105

Gambar.1. Muffle Furnace (tampak depan)

(4)

AMINHAR dan HADIJA Y A DAHLAN Ka(ibrasi MujJle Fltrnace

0

15

30

45

60

75

90

105 Pertambahan Waktu (menit)

Gambar 2. Grafik hasil kalibrasi suhu Controller dan Kaliberator versus Waktu

200

0

15

30

45

60

75

90

105

Pertambahan Waktu (menit)

Gambar 3 .Grafik perbandingan antara kalibrasi awal (pabrikan) dan Kalibrasi ulang

URANIA No.21-22rrhn.VI/Januari-ApriI2000

12

(5)

AMINHAR

clan HADIJAYA DAHLAN Kalibrasi MuJJle Furnace

TANYA JAWAB

1.

Yusuf Nampira

c. Setuju

3. Dr. Suwardi Prosedur yang digunakan dalam

pelaksa-naan kalibrasi apakah sudah mengacu suatu prosedur standar ?

.Untuk membantu dalam menjawab

pertanyaan terakhir sdr. Tonny Siahaan dijelaskan apakah kata Controller temperatur yang terdapat pad a abstrak itu yang dimaksud sensor atau meter atau contoller setting?

Aminhar

Prosedur yang dilakukan masih menggu-nakan prosed ural yang umuml yang masih lama, belum mengacu pada standard tertentu yang mung kin telah diperbaharui.

Aminhar

Controller temperatur adalah merupakan komponen alat yang berfungsi untuk mengendalikan suhu bilik pemanas. Bukan sensor, Cbntoller setting, ya. ,

2,

_TonnySiahaan

Menurut Bapak yang dikalibrasi dalam hat ini apakah Controller atau Calibratornya ?

Mungkin perlu ditihat atau disimpulkan bagaimana kenaikan suhu pad a selang waktu tertentu ?

Kebutuhan daya listrik sebaiknya datam watt

a

4. Drs. Purwadi Kasino Putro

b.

.Himbauan, mohon kalibrator thermokopel yang digunakan sebagai kalibrator harus dikalibrasi terlebih dahulu, sehingga hasil kalibrasi yang dilakukan bisa dianggap baik Ilayak digunakan.

c

Aminhar

a

.Setuju, bahwa memang sebaiknya kali-brator dikalibrasi terlebih dulu oleh lembaga yang berwenang (seperti JNK misalnya KIM -LIP!).

b.

Yang dikalibrasi adalah Controller yang berhubungan dengan bilik pemanas.

Untuk lebih jelasnya lihat pada Grafik 1 dan 2, karena kesimpulan tulisan ini mengacu kepada kedua grafik tersebut.