MODIFIKA8I SISTEM PENUTUP UT AMA T ABUNG BERKAS 8-5REAKTOR G.A.8IW ABESSY

$u

Eddy Santoso, Rifai. M, Yatno, Sairun, Wahyu. H

Puslitbang Iptek Bahan -BATANKawasan Puspiptek Serpong, Tangerang

ABSTRAK

MODIFIKASI SISTEM PENUTUP UTAMA TABUNG BERKAS 5-5 REAKTOR G.A.Siwabessy. :Sistem buka-tutup penutup utama(Main Shutter) tabung berkas (Beam Tube) S5-RSG GA. Siwabessy yang lama mudah sekali I1Jsak karena saklar limit yang menjadi tumpuannyasangat rentan terhadap radiasi. Dalam makalah ini dibahas pel1Jbahan sistem buka tutup, prinsip keqa, pemasan!~an dan pengujiannya untuk dapatmengatasi masalah tersebut sehingga penutup utama tabung berkas segera dapat difungsikan kembali. Modifikasi tersebut meliputi penggantianrangkaian pengontrol, penggerak motor dan penambahan as ulir sehingga saklar limit berada diluar pelindung radiasi.

ABSTRACT

MODIFICATION FOR OPEN-CLOSE SYSTEM OF S-5 MAIN BEAM SHUTTER AT G.A.SIWABESSY REACTOR. Open -Close System of S-5Main beam Shutter at the MPR GA. Siwabessy has been very vulnerable and out of order due to its limit switches which had very short life time ina very strong radiation surrounding. This paper discusses a replacement of the open-close mechanism system,its working principle,installation andtesting procedure, expected to overcome such problem so the main shutter can be in operation soon. This moljification covers a replacement ofcontroller, stepper motor driver and an extension of the screw-thread axis so the limit switches can be placed out side the radiation shield.

PENDAHULUAN

Sejak tabun 1991 tabung berkas neutron S-5telah dimanfaatkan untuk penelitian material denganteknik hamburan neutron. Untuk menyalurkan neutrondaTi tabung berkas S-5 ke peralatan-peralatan hamburanneutron seperti : SANS, FCDffD, HRSANS, dan HRPDdigunakan tabung pemandu neutron (TPN) yang dapatmemandu dan menggiring.neutron. Pada bagian depanTPN dipasang penutup utama yang gunanya untukmembuka dan menutup berkas neutron. Penutup utamaini digerakkan oleh motor langkah (stepper motor) yangdikontrol daTi panel pengontrol sistem vakum. Tata letakperalatan SANS, FCDrrD, HRSANS, HRPD, TPN danpenutup utama tabung berkas S-S ditampilkan padaGambar 1.

Untuk mendapatkan posisi buka-tutup yangakurat clan aman, pada ujung samping kiri dan kananpenggerak dipasangsensor magnetik sebagai saklar limit(limit switch). Sensor ini menggunakan komponensemikonduktor yang mempunyai umur relatif pendekkarena sifatnya yang tidak tahan lama terhadap radiasi.

Pada tahun 1992 sensor tersebut pemahmengalami kerusakan sehingga penutup utama tidakdapat digunakan. Kemudian dilakukan perbaikan serta

penambahan pelindung radi~.i berupa karet B4C. Namunoleh karena radiasi di sekitlffiya sangat tinggi, sensortersebut mengalami kerusakan kembali. Karenapenelitian dengan menggurJakan peralatan hamburanneutron hams tetap berjalanl, maka untuk itu penutuputarna dibiarkan dalam posi:,i selalu terbuka sepanjangtahun. Posisi penutup utama yang terbuka secara terusmenerus ini sangat beresiko terhadap TPN. Jika hat initetap dibiarkan, maka TPN akan mengalami kerusakanapalagi bila terjadi ketidlak-vakuman. Atas dasarpertimbangan tersebut maka dilakukan modifikasi sistembuka tutup penutup utama dengan :1. Menambah as ulir2. Memasang sensor m1lgnetik di luar dinding

pelindung clan3. Mengganti rangkaian pengontrol clan penggerak

motornya, karena rangkaian yang lama rusak clantidak dapat diperbaiki.

Hal ini dilakukan karena pemasangan sensordidalam kotak penutup utama tidak dapat dilakukankarena tingginya radiasi clan sulitnya medan tempat

bekerja.

~ 2S A~1'i'i'i66

H~ ~ P t..f ~ T~ g..Jc..., S-S ~~ GA.~~~ ~, R¥ H, VAt , ~, 1.1/4.,.. h'

TUNNFL]

REAcroRSANS-;

'HRSAN$I~~=PO \

PENUTUPUTAMA£:

:J~-"-

r_..i"U .

, HRPD--'~,'i=;:i"F

i~c, -'~ ...',-1\ ~-- --' L- ---,..11---~==::::~;- ~ NGH C.

Gambar 1. Tata letak peralatan SANS. FCD/TD. HRSANS. HRPD. TPN danpenutup utama tabung berkas S-5.

Posisi buka-tutup ditentukan oleh sensor-sensormagnetik SkI daD Sk2 dengan akurat. Jarak dari posisibuka ke posisi tutup adalah 300 mm yang dapat dicapaidengan 30 putararl dalam waktu I (satu) menit. Karenasensor rnagnetik dan penggeraknya rusak dan tidak dapatdiperbaiki maka di.lakukan modifikasi pada sistem buka-tutup penutup utan1a ini.

SISTEM BUKA -TUTUP T ABUNG BERKAS S-5YANG LAMA

Pembukaan dan penutupan tabung berkas S-5dilakukan dengan as ulir yang dikopel dengan motorlangkah (stepper motor) dan dilengkapi dengan pemutarmanual. Pada posisi terbuka, berkas neutron akanmengalir dan dipandu oleh TPNI dan TPN2 sampai padaperalatan-peralatan hamburan neutron; SANS, FCDffD,HRSANS dan HRPD. Sedangkan pada posisi tertutupberkas neutron akan tertahan oleh Pb, karet B4C, borak-polietilin dan Fe seperti dapat dilihat pada Gambar 2.

MODIFIKASI SISTEM PENUTUP UT AMABERKAS S-5

Kerusakan penutup utama terjadi pada sensorSkI dan Sk2 yang disebabkan oleh radiasi yang tinggi.Penggantian sensor SkI dan Sk2 tidak dapat dilakukankarena beberapa faktor yaitu : medan yang sulit. radiasitinggi dan umur sensor yang relatif pendek. Untukmenghindari seringnya terjadi kerusakan maka dilakukanmodifikasi pada sistem penutup utama. Modifikasi inidilakukan dengan menambah as ulir yang dipasang diluar pelindung radiasi seperti tampak pada Gambar 3.Ulir tambahan dibuat halus agar ulir tidak terlalupanjang mengingat jarak yang ada sangat terbatas.Karena penggerak motor yang lama rusak dan tidakdapat diperbaiki maka pada kesempatan modifikasi inidilakukan pula pembuatan rangkaian pengontrol danpenggerak motor langkah. Diagramnya dapat dilihat padagambar 4.

Gambar 2. Gambar Mekanik Penutup Utarna

67~, 2S A~ 1'1'1'1

LVFCDlTD

H~ ~ Pe 4 IJ~ T~ ~ ~~ R~ GA.~E..l, 5 t-., R¥ H, Y~,~, WJ.,.- H

Gambar 3. Perubahan Sistem pada Penutup Utama

Dari basil pengujian tarnpak adanya kesalahanpada selisih buka-tutup ataupun tutup-buka sebesar ::I:0.01 clan bila dikonversi kedalam sudut ekivalen dengan::I: 18 demjat. Pada kasus ini kesalahan ::I: 18 demjat cukupkecil sehingga tidak mempengaruhi sistem buka-tutuppenutup utarna.

PEMASANGANPada saat Reaktor beroperasi, pemutar manual

penutup utama diputar sedernikian rupa sehinggapenutup utama berada pada posisi terbuka maksirnum.Hal ini didapat dengan cara mengarnati berkas neutronyang keluar pada FCOffO. Kemudian mekanik as ulirtambahan dipasang pada dudukannya seperti padagarnbar 3. Sebelum digabung dengan penutup utama ,Saklar Buka (SkB) diatur tepat pada posisi aktif denganindikasi larnpu indikator merah menyala dan kemudiandigabungkan dengan penutup Utama. Kemudian dicobaditutup dan dibuka berulang-ulang ,hasilnya sarna denganbasil uji sebelum digabung dengan penutup utama. Saatini penutup utama sudah dapat dibuka tutup sepertisemula, dikendalikan melalui panel pengontrol yangdapat dilihat dan dimonitor langsung melalui penampildigital.

Gambar 4. Diagram Blok Rangkaian Pengontrol Motor

PRINSIP KERJA RANGKAIANPrinsip kerja rangkaian pengontrol motor adalah

sebagai berikut:1. Setelah catu daya dihidupkan. amati lampu WarDa

merah dan hijau pada panel kontrol. Apabila lampumerah menyala berarti penutup dalam keadaanterbuka (SkB aktit). Untuk menutupnya tekantombol TUTUP beberapa detik sampai 1ampu merahmati (SkB non aktit) dan motor akan berputar arab

menutup sampai lampu hijau menyala (SkT aktit).2. Sebaliknya, bila lampu hijau menyala berarti

penutup dalam keadaan tertutup. Untukmembukanya tekan tombol BUKA beberapa detiksampai lampu hijau mati (SkT non aktit) dan motorakan berputar untuk arab membuka penutup sampailampu merah menyala. Demikian seterusnya.

Untuk rangkaian sensor saklarditunjukkan pada Gambar 5.

magnetik

PENGUJIANPosisi sensor magnetik Saklar Buka (SkB) dan

Saklar Tutup (SkT) di set sehingga as ulir berputar tepat30 putaran. Sebelum digabungkan dengan mekanikpenutup utarna yang lama, sistem buka-tutup tarnbahandiuji kestabilannya dengan menekan tombol buka-tutupberulang-ulang clan mengamati penampilan digital pada

panel pengontrol.Gambar 5. Rangkaian Sensor Saklar Magnetik

HASIL PENGUJIANDari penampil digital dapat dibaca posisi buka-

tutup dengan penampilan pada posisi tutup seharusnyaadalah 0.00 dan posisi buka adalah 12.00. Hasi1pengujian dapat dilihat pada tabel berikut:

68 ~ 2S A~ 1111

H~ ~ P'"-tA+ l/~ T~ ~ S:-S R~ c,A.~~ ~, Roe : H, Y~, ~, "'4,-. H

DAFTAR PUSTAKA[1]. SUPRADIS, Main Shutter Manual.[2]. CILAS-ALCA TEL, As Build Drawing Main

Shutter.[3]. SLO-SYN, Brushless DC Stepper Motor Manual.[4]. Edie Santoso, Yohanes A.M, Wahyu.H, Yatno,

PERUBAHAN MEKANISME BUKA- TUTUPPENUTUP UTAMA TABUNG BERKAS S-5,Prosiding Seminar Nasional Hamburan Neutrondan Sinar X,Serpong, 13 Mei 1998.

[5]. Ronald.J.Tocci, DIGITAL SYSTEMS PRIN-CIPLES AND APPLICA nONS.

KESIMPULANDengan telah dilakukannya modifikasi sistem

buka-tutup main shutter ini maka dapatlah di sirnpulkanhal-hal berikut:1. Dengan penambahan ulir daD memasang sensor-

sensor diluar pelindung maka pemasangan lebihmudah dilaksanakan daD terhindar dati radiasi tinggi.

2. Penutup utama berkas S-5 dapat dibuka-tutupkembali untuk keamanan daD keselamatan.

3. Modifikasi ini tidak mengurangi keakuratan sistem

buka-tutup.

.,.,

St1fMi, 2S A~ 1'1'1'1 69