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
13102019
PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK MESIN DAN DIRGANTARA
INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG
Lembaran Pengesahan
Tugas Sarjana
PENERAPAN METODE RELIABILITY CENTERED
MAINTENANCE PADA SISTEM PENUKAR PANAS
SEKUNDER REAKTOR TRIGA MARK 2000
Oleh
Yudhi Zulkani
13102019
Program Studi Teknik Mesin
Institut Teknologi Bandung
Disetujui pada : 13 Januari 2008
Pembimbing Utama Pembimbing Pendamping
Dr. Ir. FX Sangriyadi Setio Prof. Dr. Ir. Wiranto Arismunandar
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.
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.
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.
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
DAFTAR
ISI
Judul ... i Lembar Pengesahan ... ii ABSTRAK ... iii ABSTRACT ... iv KATA PENGANTAR ... vDAFTAR ISI ... vii
DAFTAR TABEL ... xii
DAFTAR GAMBAR ... xii
BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ... 1
1.2 Identifikasi dan Perumusan Masalah ... 3
1.3 Pembatasan Masalah dan Asumsi Penelitian ... 5
1.4 Tujuan Penelitian ... 5
1.5 Manfaat Penelitian ... 5
1.6 Metodologi Penelitian ... 6
1.7 Sistematika Penulisan ... 10
BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1 Pengertian Pemeliharaan ... 11
2.2 Tujuan Pemeliharaan ... 11
2.3 Kebijakan Pemeliharaan ... 11
2.4 Jenis-jenis Pemeliharaan ... 12
2.5 Metoda Reliability Centered Maintenance ... 14
2.5.1 Perubahan dalam Dunia Pemeliharaan ... 15
2.5.2 Definisi Reliability Centered Maintenance ... 18
2.5.3 Akibat Kerusakan menurut Reliability Centered Maintenance ... 18
2.5.4 Karakteristik Reliability Centered Maintenance ... 19
2.5.5.1 Pemilihan Sistem dan Pengumpulan Informasi ... 20
2.5.5.2 Pendefinisian Batas Sistem ... 21
2.5.5.3 Deskripsi Sistem dan Blok Diagram Fungsi ... 21
2.5.5.4 Pendeskripsian Fungsi Sistem dan Kegagalan Fungsi 22 2.5.5.5 Penyusunan Failure Mode and Effect Anaysis ... 22
2.5.5.6 Penyusunan Logic Tree Analysis (LTA) ... 23
2.5.5.7 Pemilihan Tindakan ... 24
BAB 3 PERAWATAN BERBASIS KEANDALAN (RELIABILITY CENTEREDE MAINTENANCE) 3.1 Definisi RCM ... 28
3.2 Langkah-Langkah RCM ... 28
3.2.1 Mendefinisikan Fungsi dari Setiap Asset dalam Konteks Operasinya ... 28
3.2.2 Mengidentifikasi Kegagalan-Kegagalan Fungsi ... 29
3.2.3 Mengidentifikasi Mode-Mode Kegagalan ... 30
3.2.4 Penulisan Efek-Efek Kegagalan ... 30
3.2.5 Konsekuensi-Konsekuensi Kegagalan ... 31
3.2.6 Teknik-Teknik Pengendalian Kegagalan ... 33
3.2.7 Kegiatan-Kegiatan Proaktif ... 33
3.2.8 Kegiatan Restorasi Terjadwal dan Kegiatan Discard Terjadwal ... 36
3.2.9 Kegiatan-kegiatan On-condition ... 37
3.2.10 Kegiatan Default ... 37
3.3 Penerapan RCM ... 38
3.3.1 Memprioritaskan Asset dan Menyusun Tujuan ... 38
3.3.2 Perencanaan ... 39 3.3.3 Peninjauan ulang ... 39 3.3.4 Fasilitator ... 40 3.3.5 Hasil Analisis RCM ... 41 3.3.6 Auditing ... 41 3.3.7 Implementasi ... 42
3.4 Apa yang Dicapai RCM ... 42
BAB 4 PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA 4.1 Sejarah Singkat Pusat Penelitian dan Pengembangan Tenaga Nuklir (P3TkN)-Badan Tenaga Atom Nasional Bandung ... 45
4.1.1 Riwayat singkat Pusat Penelitian dan Pengembangan Tenaga Nuklir (P3TkN)-Badan Tenaga Atom Nasional Bandung ... 45
4.1.2 Struktur Organisasi P3TkN-BATAN ... 48
4.1.3 Job Description P3TkN-BATAN ... 48
4.1.4 Aktifitas Pusat Penelitian dan Pengembangan Tenaga Nuklir (P3TkN)-Badan Tenaga Atom Nasional Bandung ... 51
4.2 Pengolahan Data ... 52
4.2.1 Tahap 1- Pemilihan Sistem dan Pengumpulan Informasi ... 53
4.2.1.1 Pemilihan sistem ... 53
4.2.1.2 Pengumpulan Informasi ... 54
4.2.1.2.1 Cara kerja reaktor nuklir Triga Mark 2000 ... 54
4.2.1.2.2 Bahan Bakar Tenaga Nuklir Triga Mark 2000 ... 55
4.2.1.2.3 Kegunaan Tenaga Nuklir Triga Mark 2000 ... 56
4.2.1.2.4 Komponen-komponen Utama Reaktor Nuklir Triga Mark 2000 ... 56
4.2.1.2.5 Fasilitas Penukar Panas Reaktor Triga Mark 2000 ... 57
4.2.1.2.6 Karakteristik Sistem Penukar Panas Sekunder ... 58
4.2.2 Tahap 2 – Pendefinisian Batas Sistem ... 65
4.2.2.1 Gambaran Umum Batas Sistem ... 66
4.2.3 Tahap 3 - Deskripsi Sistem dan Blok Diagram Fungsi ... 68
4.2.3.1 Penguraian Sistem ... 68
4.2.3.2 Blok Diagram Fungsi ... 70
4.2.3.3 Masukan dan Keluaran Sistem ... 71
4.2.3.4 Data Historis Peralatan ... 74
4.2.3.5 System Work Breakdown Structure (SWBS) ... 75
4.2.4 Tahap 4 - Pendeskripsian Fungsi Subsistem dan Kegagalan Fungsi ... 88
4.2.5 Tahap 5 - Penyusunan Failure Mode and Effects Analysis (FMEA) ... 90
4.2.6 Tahap 6 - Penyusunan Logic Tree Analysis (LTA) ... 95
4.2.7 Tahap 7 - Pemilihan Tindakan ... 99
BAB 5 ANALISIS 5.1 Analisis Perawatan dengan Metode Reliability Centered Maintenance (RCM) Pada Sistem Penukar Panas Reaktor Triga Mark 2000 ... 104
5.1.1 Analisis Pemilihan Sistem ... 105
5.1.2 Analisis Pendefinisian Batas Sistem ... 105
5.1.3 Analisis Deskripsi Sistem dan Blok Diagram Fungsi ... 106
5.1.4 Analisis Pendiskripsian Fungsi Subsistem dan Kegagalan Fungsi ... 107
5.1.5 Analysis Failure Mode and Effects Analysis (FMEA) ... 107
5.1.6 Analisis Logic Tree Analysis (LTA) ... 108
5.1.7 Analisis Pemilihan Tindakan ... 109
5.2 Analisis Pengembangan Prosedur Perawatan Pada Sistem Penukar Panas Sekunder ... 110
5.3 Analisis Saran Tindakan Perawatan Pada Sistem Penukar Panas Sekunder ... 112
5.4 Menghitung Nilai Reliabilitas ... 112
5.4.1 Reliabilitas dengan Susunan Seri ... 112
5.4.2 Reliabilitas dengan Susunan Paralel ... 113
5.6 Menghitung Nilai Reliabilitas Sistem ... 115
BAB 6 PERANGKAT LUNAK DARI ANALISIS RCM PADA SISTEM PENUKAR PANAS SEKUNDER REAKTOR TRIGA MARK 2000
6.1 Pemilihan Subsistem dan Failure Mode ... 116 6.2 Pemilihan Failure Cause ... 117 6.3 Pemilihan Tindakan ... 117
BAB 7 KESIMPULAN DAN SARAN
7.1 Kesimpulan ... 119 7.2 Saran ... 121
DAFTAR TABEL
Tabel 4.1 Spesifikasi Menara Pendingin TipeLCT 350 ... 60
Tabel 4.2 Data Teknis Pelat Penukar Panas ... 64
Tabel 4.3 Detail Batas Sistem ... 67
Tabel 4.4 SWBS Pompa Sentrifugal dan Motor Sekunder ... 76
Tabel 4.5 SWBS Katup Gerbang ... 81
Tabel 4.6 SWBS Katup Cegah ... 82
Tabel 4.7 SWBS Piping ... 83
Tabel 4.8 SWBS Flowmeter ... 83
Tabel 4.9 SWBS Pressure Gauge ... 83
Tabel 4.10 SWBS Penukar Panas ... 84
Tabel 4.11 SWBS Menara Pendingin ... 85
Tabel 4.12 SWBS Termometer ... 88
Tabel 4.13 Fungsi Subsistem dan Kegagalan Fungsi Pumping Secondary ... 89
Tabel 4.14 Fungsi Subsistem dan Kegagalan Fungsi Cooling Secondary... 90
Tabel 4.15 Matriks peralatan dan kegagalan fungsi... 90
Tabel 4.16 FMEA Pumping secondary... 92
Tabel 4.17 FMEA Cooling secondary... 94
Tabel 4.18 LTA Pumping secondary... 96
Tabel 4.19 LTA Cooling secondary... 98
Tabel 4.20 Pemilihan tindakan Pumping secondary... 100
Tabel 4.21 Pemilihan tindakan Cooling secondary... ... 103
Tabel 5.1 Skema pengembangan SOP sistem penukar panas sekunder berdasarkan RCM ... 111
Tabel 7.1 Rekapitulasi Pemilihan Tindakan Pumping Secondary ... 119 Tabel 7.2 Rekapitulasi Pemilihan Tindakan Cooling Seconda
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1 Skema Metodologi Penelitian ... 9
Gambar 2.1 Bagan Jenis-jenis Pemeliharaan ... 12
Gambar 2.2 Pertumbuhan Teknologi Pemeliharaan ... 15
Gambar 2.3 Perkembangan Konsep dan Teknik Pemeliharaan ... 16
Gambar 2.4 Struktur Logic Tree Analysis ... 24
Gambar 2.5 Cara Seleksi Tindakan PM ... 25
Gambar 3.1 Hubungan Umur dengan Kemungkinan Kegagalan ... 34
Gambar 3.2 Kemungkinan Kondisi dari Kerusakan Terhadap Umur Operasi ... 34
Gambar 4.1 Struktural Puslitbang Teknik Nuklir ... 48
Gambar 4.2 Uraian Sistem Penukar Panas Reaktor Triga Mark 2000 ... 54
Gambar 4.3 Pertukaran Air Primer di Tabung Reaktor ... 57
Gambar 4.4 Pertukaran Air Sekunder di Penukar Panas ... 58
Gambar 4.5 Bagian-bagian Umum dari Menara Pendingin ... 60
Gambar 4.6 Bagian-bagian Umum dari Pompa Sentrifugal ... 61
Gambar 4.7 Rotor Jangkar ... 61
Gambar 4.8 Stator ... 62
Gambar 4.9 Bagian-bagian Umum dan Penukar panas Plate and Frame ... 63
Gambar 4.10 Pendefinisian Batas Sistem ... 66
Gambar 4.11 Subsistem Fungsional Sistem Penukar Panas Sekunder ... 68
Gambar 4.12 Blok Diagram Fungsi ... 71
Gambar 4.14Bagian-bagian Pompa Sentrifugal ... 79
Gambar 4.15Bagian-bagian Motor Sekunder ... 80
Gambar 4.16 Bagian-bagian Detail Katup Gerbang (Gate Valve) ... 82
Gambar 4.17 Bagian-bagian Detail Katup Cegah (Check Valve) ... 83
Gambar 4.18 Bagian-Bagian Motor Kipas ... 87
Gambar 4.19 Bagian-bagian Sprinkle Head ... 88
Gambar 6.1 Contoh Failure Mode yang Disebabkan Oleh Pompa Sentrifugal dan Motor Sekunder ... 116
Gambar 6.2 Failure Cause yang Diakibatkan Oleh Bearing Rusak pada Pompa Sentrifugal dan Motor Sekunder ... 117
Gambar 6.3 Contoh Pemilihan Tindakan yang Dilakukan yang Disebabkan Oleh Age/Wearout ... 118
