APLIKASI TEKNIK AKTIV ASIUNTUK PEMONITORAN LAJUKEAUSAN KOMPONEN INDUSTRI

LAPISANKOROSI,

TIPISEROSI

(TLA)DAN

Hari Suryanto, Sunarhadijoso Soenarjo, Imam KambaliPusat Pengembangan Radioisotop dan Radiofarmaka -BATAN, Kawasan Puspiptek Serpong. Tangerang

ABSTRAKTeknik aktivasi lapisan tipis (TLA) merupakan salah satu metoda nuklir yang mempunyai presisi tinggi danefektif untuk mengukur dan memonitor laju korosi, erosi dan keausan komponen industri. Teknik inidikembangkan dengan menggunakall berkas partikel bermuatan arus rendah yang dihasilkan dari suatusiklotron untuk mengaktifkan lapisan permukaan komponen. Dalam hal ini lapisan permukaan komponenyang teraktivasi hanya dalam orde JDn. Aktivasi permukaan tersebut menghasilkan keradioaktifan yangsangat rendah s:ehingga aman bagi pekerja, namun masih dapat dideteksi dan diukur dengan baik karenakarakteristika reaksi nuklir yang spesfjik dan sensitif. Berbagai pengalaman yang telah dilaporkanmenunjukkan bahwa teknik ini sangat layak direkomendasikan untuk diaplikasikan dalam berbagai bidangindustri seperti industri otomotl/. petrokimia, perminyakan, pembangkit tenaga, transportasi, minyakpelumas dan sebagainya. Pengukuran dan pemonitoran laju korosi, erosi dan keausan komponen industridapat dilaksanakan secara remote, on-line, in-situ dan kontinyu sehingga dapat memberikan in/ormasi real-time. Dengan informasi real-time tersebut teknik rLA ini akan dapat memberikan estimasi umur pakaikomponen yang /ebih balk pada berbagai kondisi operasi. Sensitivitas pengukuran laju pengikisan lapisanpermukaan dengan menggunakan metodll ini dapat mencapai 0,01 Jon tergantung dari jenis penggunaan.Aplikasi teknik ini di da/am sistem industri memungkinkan diketahuinya potensi kerusakan sistem secaradini sehingga dapat menghindarkan terjadinya gangguan proses industri, baik dalam bentuk kecelakaanselama proses industri sedang berlangsung maupun penghentian aktivitas industri yang tak terjadwal.

ABSTRACTThin Layer Activation (TLA) technique is one of high-precision and effective nuclear methods formeasurement and monitoring corrosion, erosion and wear on industrial components. This technique wasdeveloped by using low current charged particle beam produced from a cyclotron to activate a surface layerof component. In this case only the surface layer in the IJrn range at the desired parts of the component areactivated. The surface activation lets a very low radioactivity concerning to safety aspect but still can bedetected and measured well due to specificity and sensitivity of nuclear reaction produced. Some reportedexperiences on TLA technique have confirmed that the technique is proper fully recommended to be appliedin various indllStries such as automotive, petrochemical, petroleum, power plant, transportation, lubricantoil etc. The measurement and monitoring of corrosion, erosion and wear rates can be remotely andcontinuously performed, on-line and in-situ, giving a real-time information. By giving a real-timeinformation, TLA technique provides a considerably better estimation of the components lifetimes for anyoperating condition. The measurement sensitivity of surface loss rate by using this method can reach up to0.0 IIJrn depends on the type of applications. The application of the TLA technique lets early observation onthe damage of the sistem preventing any disturbance on industrial process, either in the form of accidentduring the process or that of unscheduled interruption.

PENDAHULUAN berpengaruh pada program perawatan dan perbaikansaja tetapi juga akan berpengaruh pada kehandalandan keawetan (umur pakai) alat, mesin maupuninstalasi industri[I]. Di samping itu hila peristiwadegradasi tersebut tidak terdeteksi atau termonitordengan baik maka sudah barang tentu akan dapatmenimbulkan rnasalah keselamatan bagi instalasiindustri itu sendiri clan bahkan akan dapatmenimbulkan kecelakaan yang membahayakan bagikeselarnatan personel ataupun lingkungadl.2,3,4).

-

K eausan, erosi clan juga korosi merupakanperistiwa degradasi material yang mudahterjadi pada alar, mesin maupun instalasi

industri. Peristiwa ini diindikasikan denganfenomena permukaan material yang biasanya berupapengelupasan atau pelepasan lapisan permukaanmelalui proses fisika maupun kimia yang kompleks.Peristiwa degradasi material tersebut tidak hanya

--APLIKAS/ TEKN/K AKT/V AS/ LAP/SAN T/P/S (TLA)UNTUK PEMON/TORAN LAJU KOROS/, EROS/ DANKE/I USAN KOMPONEN /NDUSTR/

Hari Suryanto, dkk.

235

ISSN/4/I-/349Volume 5. Nomor I. Oktober 2003

operasi[2,6] ataupun parameter proses seperti per-ubahan temperatur, tekanan, kecepatan, konsentrasidan lain sebagainya. Dengan dernikian teknik inidapat digunakan untuk meramalkan umur pakai ala!,mesin maupun instalasi industri pada berbagaikondisi operasi ataupun proses, yang pada akhimyaakan dapat mencegah terjadinya unscheduledshutdown (terhentinya aktivitas industri diluarjadwal yang ditentukan) [2,3,6).

Di dalam makalah ini disajikan berbagaipengalaman yang telah dilaporkan yang menun-jukkan bahwa teknik ini sangat layak direkomendasi-kan untuk diaplikasikan dalam berbagai bidangindustri seperti industri otomotif, petrokimia,

perminyakan, pembangkit tenaga, transportasi,minyak pelurnas clan sebagainya. Diharapkan uraianyang disajikan dapat memberikan pemahaman clanpenerimaan dari pihak pengguna terhadap teknikanalisis TLA ini, clan sekaligus mendorong peluangpenerapan teknik TLA sebagai teknik unggulanuntuk mendeteksi dan memonitor proses degradasimaterial maupun komponen sistem industri.

Oleh karena itu penerapan metode untukmendeteksi, mengukur clan memonitor prosesdegradasi material merupakan hal yang sangatpenting. Pemilihan metode yang tepat untukmelakukan pemonitoran akan dapat mencegahkecelakaan yang berbahaya pada saat proses industrisedang berlangsung[2], clan juga akan dapatmenghindarkan kerugian produksi yang disebabkanoleh kerusakan alat, mesin ataupun instalasi industriyang terjadi secara tiba-tiba[I.2.3] karena degradasimaterial sistem yang terlambat diketahui.

Beberapa metode konvensional untukmendeteksi clan mengukur laju degradasi materialdalam bentuk keausan, erosi atau korosi sudahbanyak digunakan di industri, diantaranya adalahmetode gravimetri, elektrokimia clan tahanan listrik(Electrical Resistance). Namlffi tara ini masihmempunyai sensitifitas pengukuran yang relatifrendah clan dalam banyak hal metode tersebutmenjadi sulit atau bahkan tidak dapat diterapkanuntuk pengukuran degradasi pada sistem yangmempunyai fluktuasi temperatur clan tekanan ringgi,sistem tertentu yang sulit dijangkau atau terlindungoleh struktur lingkungannya tanpa harusmenghentikan operasional sistem tersebut, sepertimisalnya pada sistem mesin otomotif. Suatu metodeyang berbasis teknologi nuklir yang dikenal sebagaimetode radiografi juga telah banyak digunakanuntuk mendeteksi ketebalan dan degradasi materialdisamping metode ultrasonjkfS], namun keduametode ini tidak memberikan informasi mengenailaju degradasi material yang sebenamya diperlukanuntuk mengantisipasi umur pakai material tersebut.

Suatu metode yang relatif baru untukmelakukan pengukuran clan pemonitoran lajukeausan, erosi maupun korosi di industri adalahTeknik Aktivasi Lapisan Tipis (Th~n LayerActivation Technique/TLAy2J. Teknik TLA inimerupakan metode yang berbasis teknologi nuklirclan merupakan metode yang dapat diaplikasikandiberbagai bidang industri. Metode ini mempunyaibanyak keunggulan bila dibandingkan denganmetode-metode yang telah dikenal sebelurnnyaantara lain adalah lebih rnudah, lebih cepat, lebihakurat, pengukuran dilaksanakan tanpa menyentuh(non-contact/remote monitoring), memungkinkanmemonitor keausan pada lokasi yang sulit, me-mungkinkan untuk memonitor keausan dibeberapatempat (multiple point monitoring), memungkinkanmempelajari watak keausan pada material kon-vensional maupun material-material baru yang telahmengalami proses pengerasan[2,6.7]. Di samping ituteknik TLA dapat dilaksanakan in-situ! on-line padasaat proses sedang berlangsung sehingga dapatdiperoleh informasi secara real time tentangperistiwa degradasi material baik akibat aus, erosimaupun korosi terhadap perubahan parameter

PRINSIP ANALISIS TLA

Prinsip yang digunakan pada metode TLAuntuk mengukur dan memonitor proses degradasimaterial akibat aus, erosi maupun korosi suatukomponen adalah dengan melakukan aktivasi(iradiasi) komponen atau kupon material yang akandiamati dengan berkas partikel bermuatan sepertiproton, deutron, helium-3 ataupun alpha dati suatuakselerator atau siklotron[S.9J, Proses iradiasi iniakan menyebabkan bagian lapisan yang sangat tipishanya dalam beberapa ratus atau beberapa puluh f!msaja dari permukaan material menjadi radioaktif.Keradioaktifan ini tidak akan mengganggu ataumengubah sifat mekanik maupun kimia material,karena hanya sekitar 1 dati 1010 inti atom yangteraktitkaJIOJ. Untuk komponen otomotif danindustri pada umumnya dapat diaktivasi denganmeng~n berkas partikel proton. Pada Tabel Iditunjukkan penggunaan berkas proton untukaktivasi lapisan tipis beberapa material mekanikotomotif dan industri. Distribusi prufi1 kedalamanteraktivasi dati proses aktivasi dengan menggunakanpartikel bermuatan ini dapat diketahui dengan sangatpresisi dan mempunyai bentuk yang spesifik,sehingga memungkinkan untuk mendeteksi denganjelas perubahan ketebalan material dalam beberapanano-meter saja (Gambar 1).

Komponen ataupun kupon yang telahdiaktivasi tersebut kemudian dipasangkan pada alat,mesin atau instalasi industri yang selanjutnyadioperasikan secara normal. Komponen tersebutkemudian akan mengalarni proses degradasi ya'1g

Prosiding Pertemuan dan Presentasi llmiah TeknologiAkselerator dan AplikasinyaVol. 5. No. J. Oktober 2003.. 235 -244

236

berupa pengelupasan atau pelepasan material baikakibat, aus, erosi maupun korosi. Akibat ter-kelupasnya butiran radioaktif daTi komponen, tingkatkeradioaktifan perrnukaan komponen akan menurun.Besarnya tingkat degradasi material akibat aus, erosimaupun korosi ini dapat ditentukan dengan cara

membandingkan tingkat aktivitas sisa dari kom-ponen setelah mengalarni proses degradasi dengantingkat aktivitas komponen mula-mulaIIO,'2]. Denganmenggunakan suatu kurve kalibrasi maka tingkatpengurangan ketebalan suatu bahan akibat aus, erosiataupun korosi secara kuantitatif dapat ditentukan.

1

:;:-

0 25 50 15 100 125 150 115 200 225 250 215 300 325 350

Kedalaman (micro-meter)

Gambar 1. Profit kedalaman teraktivasi untuk s6Fe(p,n)S6Co @12,5 Mey1131,

APLIKASI TLA DI LUAR NEGERI dilaporkan, antara lain adalah studi korosi kavitasipada selongsong luar silinder mesin, studi keausan

pada dinding silinder, ring piston, camshaft (porosnok), gearbox (gigi transmisi), katup dan dudukankatup, studi keausan dan erosi (korosi) pada pompainjeksi, studi pengaruh formulasi minyak ~elumasterhadap proses keausan dan lain sebagainya 6,7).

Studi Degradasi Komponen Mesin Otomotifdan lndustri

Beberapa basil studi pemonitoran lajudegradasi komponen mesin ,)tomotif dan industriakibat aus, erosi maupun korosi telah banyak

APLIKASI TEKNIK AKTIV ASI LAPISAN TIPIS (TLA)UNTUK PEMONITORAN LAJU KOROS!, EROSI DANKEA USAN KOMPONEN INDUSTRI

Hari Suryanto, dkk.

237

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0

/SSN /4/1-/34.0Volume.5, !f2mor 1, Oktober 2003

line dengan menempatkan detektor disampingdinding silinder (Gambar 2). Untuk memperol,:hdata laju korosi untuk tiga jenis pendingin yangberbeda dapat dilakukan hanya dalam waktu 40 jamsaja (Gambar 3), sedangkan bila digunakan metodekonvensional, maka akan diperlukan waktu beberaparatus jam dan mesin harus dibongkar total padasetiap akhir pengujian[6.14J.

Dalam pemonitoran laju korosi kavitasiselongsong luar silinder mesin, disampaikan basilstudi pemonitoran laju korosi pada suatu mesindiesel turbo terhadap pemakaian jenis pendingin(coolant)(6). Proses aktivasi dilakukan pada daerahluasan kritis bagian luar dari selongsong denganmenggunakan berkas proton dari siklotron.Sedangkan proses pemonitoran dilakukan secara On-

Gambar 2. Pemonitoran laju korosi silinder bagian loaf suatumesin diesel turbo secara on-line daD in-situ[61.

6

-c- 5Q) ,-Q) 4E~ 3'E"-" 2~m~ 1~~

0

-1

401 801 1201 1601

waktu (menit)

2001 2401

Gambar 3. Laju korosi selongsong luar silinder mesin diesel-turboterhadap variasi jenis pendinginl6J.

~-

Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah Tekn%giAkse/erator dan Ap/ikasinyaVol. 5. No. J. Oktober 2003,' 235 -244

238

Volume 5. Nomor I, Oktober 2003 ISSN 1411-1349

Sedangkan dalam studi keausan camshaft(poros nok), disampaikan basil pemonitoran

pengaruh pernakaian rninyak pelurnas terhadap lajukeausan bubungan (cam nose). Empat buahbubungan daTi poros nok yang berbeda diaktivasidengan kedalarnan lebih daTi 100 J.Un. Kemudianporos nok terse but dipasangkan pada ernpat buahmesin yang serupa dan diberikan rninyak pelurnasyang berbeda (yaitu pelurnas ripe 1 sarnpai dengantipe 4). Proses keausan dimonitor secara simultandan on-line dengan menggunakan detektor yangdipasang diatas rnasing-rnasing tutup silinder(silinder-head cover). Dari basil yang diperoleh(Gambar 3) tampak jelas bahwa rnasing-masing

rninyak pelumas mengalarni degradasi terhadapwaktu[6].

mencapai 50 nano-meterlIS] tergantung dari teknikiradiasinya daD teknik ini marnpu digunakan untukmendeteksi laju keausan suatu material hanya dalambeberapa DaDo-meter per jam[6] saja.

Studi Degradasi Komponen lndustriPerminyakan daD Pembangkit Tenaga

Dari studi degradasi komponen mesinotomotif daD industri yang telah dilaporkan, padaumumnya pemonitoran dilakukan secara on-line. in-situ daD dilakukan secara terns menerus tanpa harusmembongkar mesin pada setiap akhir pengamatan.Sedangkan lama pemonitoran untuk memperolehdata watak ataupun laju degradasi pada setiapkomponen rata-rata sangat singkat, yaitu hanyadalam orde jam atau beberapa puluh jam saja,dibandingkan dengan metoda konvensional yangmemerlukan waktu sampai beberapa ratus jam[6,t4].Hal ini berkaitan dengan sensitivitas metode TLAyang sangat tinggi. Dilaporkan bahwa tingkatsensitivitas metode aktivasi lapisan tipis ini dapat

Beberapa aplikasi teknik TLA untuk studipemonitoran laju degradasi material akibat aus, erosidan korosi pada industri perminyakan danpembangkit daya juga telah dilaporkad3,16,17].Dalam studi pemonitoran tersebut pada umumnyadigunakan sistem kupon TLA, dimana kupon TLAtersebut dibuat dari bahan yang sarna dengankomponen yang akan diselidiki atau dapat jugaberupa potongan kecil dari komponen itu sendiri,Kupon-kupon tersebut kemudian diiradiasi (di-aktivasi) dengan menggunakan partikcl bermuatan,sehingga bagian yang sangat tipis dari permukaankupon tersebut akan menjadi radioaktif. Kupon yangtelah diiradiasi (kupon TLA) tersebut kemudiandipasang pacta lokasi pengamatan. Denganmengamati perubahan aktivitas kupon selama prosesindustri berlangsung maka akan dapat diketahuiperubahan ketebalan material dari waktu kewaktu.

Dilaporkan bahwa teknik TLA ini dapatdigunakan dengan baik untuk memonitor laju korosipada bagian atas (initial stage) kolom pemisahanminyak dari sistem pengilangan minyak[16]. Proses

239- --

APLIKAS/ TEKN/K AKTIVAS/ LAP/SAN T/P/S (TLA)UNTUK PEMON/TORAN LAJU KOROS/, EROS/ DANKEA USAN KOMPONEN /NDUSTR/

Hari Suryanto, dkk.

aktivasi kupon dilakukan dengan menggunakanberkas proton berenergi 12 MeV dari akseleratortandem dengan aktivitas S6CO yang dihasilkan sekitar20 j.lCi. Pemasangan kupon TLA pada lokasipengamatan dilakukan dengan memanfaatkanfasilitas standar yang telah ada yang biasanyadigW1akan untuk menempatkan probe tahanan listrik(electrical resistance probe). Sehingga pemasangankupon TLA ini dapat dilakukan dengan mudah.Dosis paparan radiasi pada umumnya sekitar 0,21j.lSv/jam, sedangkan batas dosis maksimum yangdiperbolehkan adalah 10 j.lSv/jam[t4J. Pemasangankupon TLA pada sistem pengilangan minyak inidapat dilihat pada Gambar 5. Dilaporkan bahwahasil pengamatan yang dipero1eh bila dibandingkandengan hasil pengarnatan dari peralatan pemonitoranstandar yang sudah ada yaitu electrical resistanceprobe keduanya memberikan laju korosi dengankecenderungan (trend) yang sarna, dengan nilai lajukorosi dibawah 3 mil per tahun (atau 2,54 j.lrn/tahW1)yang merupakan batas maksimum yang diijinkan.Aplikasi teknik TLA ini pada industri minyak, selainberhasil digunakan dengan baik untuk pemonitorankorosi pada sistem pengilangan, juga berhasil

digunakan untuk melakukan gemonitoran laju korosipada sistem saluran gas H2S 3). Rata-rata laju korosiyang terjadi per bulan yang dimonitor selarna limabulan sebesar I,ll ~ulan.

Sedang aplikasi teknik TLA pada ele~enboiler dari sistem pembangkit listrik barn bara[17],dilaporkan bahwa kupon TLA dibuat dari potonganpipa saluran air pendingin (coolant). Potongan pipaini kemudian diiradiasi dengan menggunakan berkasproton dengan energi 12 MeV daTi suatu akseleratortandem Sistem boiler ini mernasok uap sebesar 2 x260 MW turbin. Erosi yang terjadi pada elemenboiler ini diprediksi akibat hembusan uapberkecepatan tinggi yang secara rutin digunakanuntuk membersihkan abu limbah pembakaran barnbara yang mengganggu konduktivitas panas pipapendingin. Walaupun temperatur di dalam boilermencapai 1000 °c dan temperatur air dalam pipapendingin mencapai 350 °c dengan tekanan 2400psi. Namun teknik TLA ini rnasih dapatdiaplikasikan dan perubahan aktivitas kupon dapatdiukur dengan baik. Dari basil pengarnatan selarna100 hari untuk empat titik pengarnatan, laju erositerbesar adalah 0,1 5 ~ per hari.

Gambar 5. Pemasangan kupon TLA pada sistem pengilangan minyak(161

STATUS TEKNIK TLAKUNGAN DOMESTIK

DI LING- Indonesia sejak awal tahun 1998. Pada mulanyadikembangkan suatu fasilitas iIadiasi untuk TLAyang terdiri dari sistem penurun energi berkas (beamenergy degrader system) yang dapat memvariasienergi proton dari 26,S sampai dengan 10 MeV yangsesuai untuk iradiasi komponen mekanik otomotifrnaupun industri dan suatu saluran berkas pendekyang terdiri dari sistem jeridela vakllm (vacuumwindow) yang tembus berkas dan suatu pemegang

240

Pengembangan FasUltas TLA

Teknik TLA dilingkungan domestik masihbelum banyak dikenal. Bidang Siklotron, PusatPengembangan Radioisotop dan Radiofarmaka-BAT AN mulai mengembangkan teknik TLA di

Saat ini (tahun 2003) sedang dikembangkanfasilitas eksperimen yang akan digunakan untukstudi erosi dan korosi pada instalasi pernipaan.Dalam pengembangan dan studi aplikasi TLA iniBidang Siklotron melibatkan beberapa penelitidilingkungan BAT AN rnaupun rnahasiswa daribeberapa universitasI13].

target sederhana yang digunakan untuk keperluaniradiasi diluar sistem vakum(13].

Sampai dengan akhir tahun 2002 telah selesaidikembangkan suatu fasilitas TLA yang lebihlengkap clan memungkinkan untuk dirnanfaatkanbaik untuk studi mpnitoring keausan, erosi maupunkorosi di laboratorium maupun di lapangan untukpemonitoran laju aus, erosi dan korosi di industri.Fasilitas tersebl!t diantaranya adalah fa3ilitas iradiasisiklotron untuk TLA yang dapat digunakan untukkomponen otomotif maupun kupon metal (Gambar6); peralatan analisis keausan, erosi clan korosi yangterdiri dari perangkat MCA (Multi ChannelAnalizer) berikut detektor baik HPGe maupunNaI(TI), profil kedalaman teraktivasi yangteml)rmalisasi (normalized activated depth profile)dari beberapa material yang digunakan sebagaistandar keausan, erosi maupun korosi, programkomputer (software) yang digunakan \1.'1tuk prosesaktivasi clan menghitung tingkat keausan, erosimaupun korosi; peralatan pengaus yang dapatdigunakan untuk studi keausan clan studi minyakpelumas. Disamping itu telah pula dilakukanbeberapa studi pemonitoran laju keausan padabeberapa komponen otomotif, studi pengaruh jenisminyak pelumas terhadap laju keausan suatumaterial clan studi karakieristik teknik TLA.

Beberapa Studi Pemonitoran Laju Keausandi Bidang Siklotron

Beberapa studi pemonitoran laju keausankornponen mesin otomotif telah dilakukan.Kornponen kornponen mesin otomotif yang telahdiamati diantaranya adalah ring piston sepeda motorclan bantalan poros (engine bearing) mesin mobil.Selain itu juga telah dilakukan studi pengaruh jenisminyak pelurnas terhadap laju keausan suatumaterial clan studi karakteristik teknik TLA.

Dalam studi keausan ini ring piston clanbantalan poros masing-masing diiradiasi denganmenggunakan berkas proton dari siklotron denganenergi clan dosis iradiasi sebesar berturut-turut 12,5MeV clan 0,5 ~. Setelah proses aktivasi, ringpiston dipasangkan kembali pada mesin clankemudian mesin dioperasikan. Penguranganketebalan ring piston akibat aus ditentukan denganmenggunakan metode konsentrasi, yaitu denganmengukur aktivitas sinal gamma dari butiran-butiranmaterial yang terauskan yang terakumulasi padaminyak pelurnas selama proses keausan terjadi.Mesin sepeda motor tersebut dioperasikan dalamkeadaan stasioner selama 50 jam. Adapun tebal ringpiston yang terauskan dihitung dengan programperhitungan keausan, erosi clan korosi yang telahdisiapkan. Facia Gambar 6 ditunjukkan basil pe-monitoran keausan ring piston sepeda motor selama50 jam operasi.

Dalarn studi keausan bantalan poros, proseskeausannya dilakukan dengan menggunakan alatsirnulasi keausan, yang telah dilengkapi dengansistem sirkulasi rninyak pelurnas. Temperatur rata-rata minyak pelurnas dalam proses keausan iniada:lah 50 DC. Pengurangan ketebalan bantalan parasini ditentukan dengan menggunakan metode per-bedaan lapisan tipis, yaitu dengan mengukur penu-runan aktivitas pada perrnukaan kornponen selamaproses keausan terjadi. Alat simulasi keausan inidioperasikan selama 6 jam. Hasil pemantauan keaus-an yang diperoleh dengan menggunakan teknik TLAini dibandingkan dengan metode gravimetri menun-jukkan adanya kesesuaian. Dengan memvariasi per-ubahan beban gesekan dari 2kg, 4kg clan 6 kg yangmasing-masing dilakukan penggantian beban setiap2 jam diperoleh laju keausan berturut-turut sebesar0,32 lng/jam, 0,55 lng/jam dan 0,6 mg/jam[18].

Gambar 5. Fasilitas iradiasi siklotron BATANuntuk TLA(13).

241APLIKAS/ TEKN/K AKT/VAS/ LAP/SAN T/P/S (TLA)UNTUK PEMON/TORAN LAJU KOROS/, EROS/ DANKEA USAN KOMPONEN /NDUSTRI

Hari Survanto. dkk.

0,6

0,5

0,4

0.3

0,2

0,1

E='

ccoII):3

~~

0

Waktu Oam)

Gambar 6. Has" pemonitoran keausan ring piston sepeda motor selama50 jam operasrIJ).

Dalam studi pengaruh jenis minyak pelumasterhadap laju keausan suatu material digunakan alatsimulasi keausan. Dimana secara bergantiandilakukan proses pengausan material denganmenggunakan beberapa jenis minyak pelumas. Daribasil pengamatan tersebut secara teliti dapatdiketahui adanya perbedaan laju keausan daTimasing-masing pemakaian jenis minyak pelumas.

Sedang dalam studi karakteristik teknik TLAdapat diperoleh basil bahwa tingkat sensitivitasteknik ini dapat mencapai 0,01 I.1n1 tergantung daTiteknik aktivasi daD peralatan analisisnya. Sedangkanbesar penyimpangan pengukuran daTi hargasebenamya kurang daTi 5%[9.19J.

PENUTUP

Dari pengalaman studi aplikasi teknik TLAini baik dari luar negeri maupun dilingkungandomestik, dapat memberikan gambaran bahwa waktuyang diperlukan untuk melakukan pemonitoranrelatif sangat singkat dibandingkan dengan metodekonvensional. Sensitivitas dan ketepatan basilpengukuran dengan teknik TLA ini sangat tinggi,sehingga teknik ini dapat mempercepat evaluasieksperimen untuk keperluan pengembangankomponen baru. Disamping itu dengan teknik inidapat melokalisasi degradasi material secara pasti,yaitu bahwa teknik TLA ini secara selektif dapatdigunakan untuk mengarnati keausan padakompon~n tertentu tanpa terpengaruh oleb proses

keausan keseluruhan sistem Demikian juga hila adabeberapa komponen mekanik yang harus dipantaupada saat yang bersamaan pada satu sistem, makadengan teknik ini dapat dibuat radioisotop yangberbeda untuk membedakan asal kikisan material.Bagi industri pengembangan minyak pelumas, tekllikini sangat bermanfaat untuk mengamati watakkeausan terhadap variasi bahan tambahan (adJitive)tertentu pada minyak pelumas sehingga diperolehminyak pelumas berkualitas tinggi. Prosespemonitoran teknik TLA ini untuk keseluruhanaplikasinya di berbagai industri dapat dilakukansecara on-line, in-situ daD terus menerus tanpa barnsmenghentikan atau membongkar mesin pada setiapakhir pengamatan, sehingga dalam banyak halarnanteknik ini akan menjadi lebih ekonomis.

Suatu studi banding penggunaan metodegravimetri dan metode TLA untuk melakukanpengukuran keausan komponen mesin mobil yangdilakukan oleh Delvigne et al (dalam MaterialsWorld, Apri/1995) menunjUkkan bahwa untuk setiaplima konfigurasi uji yang terdiri dati sepeluh titikpengamatan untuk setiap konfigurasinya diperolehpenghematan beaya (cost saving) sebesar 470.000USD[14]. hal ini jelas sangat menguntungklnterutama bagi industri otomotif dalam meningkatkankualitas komponennya.

Suatu lembaga riset teknik nuklir diKarlsruhe Jerman telah menggalang kerja sarnadengan beberapa industri mobil seperti Mercedes,Volkwagen. General Motor clan T ovota. Keriasama

Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah TeknologiAkselerator dan AplikasinyaVol. 5, No. I, Oktober 2003.. 235 -244

242

[5] PHILIP A. SCHWEITZER, P .E. Corrosionand Corrosion Protection Handbook, SecondEdition, Marcel Dekker, Inc, 270 MadisonAvenue, New York, 1989.

[6] ANONIM, Thin Layer Activation for Non-Destructive Evaluation of Wear, Erosion andCorrosion, Industrial Diacnosis Services,Chemin du Cyclotron, Belgium, 1996.

[7] ANONIM, RTM (Radionuclide Technology inMechanical engineering) -Wear DiagnosticTechnology, ZAG Zyklotron AG, Gennany,

2002.

[8] HARI SURY ANTO, Teknik Aktivasi denganAkselerator untuk Pembuatan TLA, Seminardan Kursus Thin Layer Activation (TLA) untukMonitoring Korosi dan Aus., PPNR-PUSDIKLAT-PPR BATAN, Serpong, 1998.

[9] HARI SURY ANTO dan UTOYO, PenentuanTingkat Keausan Bahan Mekanik DenganTeknik Aktivasi Lapisan Tipis (TLA)Menggunakan Siklotron, Seminar TeknologiAkselerator dan Aplikasinya, P3TM BAT ANYogyakarta, November, 1998.

[10] WALLACE G., Tools to Implement the ThinLayer Activation Technique for the Measu-rement of Surface Loss, Institute of Geologicaland Nuclear Sciences Ltd., Lower Hutt, NewZealand,1997.

[11] BOLLMANN E., FEHSENFELD P. andKLEIRAHM A., Irradiation Technique ofMachine Part for Wear Measurement inMechanical Engineering, Proceeding NinthInternational Conference on Cyclotrons andtheir Applications, September, 1981.

[12] SILAKHUDDIN DAN HARI SURY ANTO,Penggunaan Teknik Aktivasi Lapisan Tipisuntuk Penyelidikan Keausan Komponen MesinOtomotif don Industri, Buletin BATAN, No.4,Tahun XVII, Jakarta, Oktober, 1996.

[13] HARI SURY ANTO, Report Activities on TLA,IAEA/RCA Expert Group Meeting onIndustrial Applications of Thin LayerActivation (TLA) Technique, Beijing, China,October, 2002.

[14] WALLACE G., Surface Loss Measurement byThin Layer Activation, Institute og Geologicaland Nuclear Sciences Ltd., Lower Hutt, NewZealand,1997.

[15] SAUVAGE T., VINCENT L., BLONDIAUXG., Thin Layer Activation (TLA) and UltraThin Layer Activation (UTLA): 2 Comple-

yang saling menguntungkan ini untuk memonitorkeausan pada silinder, katup, poros nok clan

komponen lainnya yang dapat mengalalni keausandengan tujuan untuk mengembangkan bentukmaupun material baru[20J. .

Dari basil studi aplikasi teknik TLA di-lingkungan domestik yang telah dicapai mem-perlihatkan bahwa teknik ini mempunyai potensinyata clan layak direkomendasikan untuk diaplikasi-kan clan dimanfaatkan di berbagai bidang industri.Dengan tumbuh clan berkembangnya industri

komponen otomotif, rninyak, rninyak pelurnas,petrokimia clan pembangkit tenaga di lingkungandomestik saat ini maka teknik ini diharapkan dapatmemberikan manfaat baik untuk keperluan

pengembangan, perawatan maupun untuk mem-prediksi umur pakai alat, komponen, mesin atauinstalasi industri itu sendiri, sehingga kerugian yangdiakibatkan oleh penghentian aktivitas yang tiba-tibadiluar jadwalnya yang disebabkan oleh kerusakanalat, koInPonen, mesin ataupun kerusakan instalasikarena degradasi sistem terlambat diketahui dapatdihindarkan.

Oleh sebab itu diharapkan dati sajian inimampu memberikan pemahaman clan penerimaandaTi pihak pengguna terhadap teknik TLA tersebut.Hal ini juga akan mendorong peluang penerapanteknik TLA ini sebagai teknik unggulan untukmendeteksi clan memonitor proses degradasi alat,mesin maupun instalasi industri.

ACUAN

[1]

[2]

SOENTONO S., Korosi di Industri,Widianuklida No.1, Vol.2, Jakarta, 1998.

ANONIM, Thin Layer Activation Method andits Applications in Industry, IAEA- TECDOC-924, Vienna, Austria, January, 1997.

[3]

[4]

IQBAL HUSSAIN KHAN, Application ThinLayer Activation (TLA) Technique for Wear/Erosion/Corrosion Monitoring in PetroleumIndustry in Pakistan, IAEAJRCA ExpertGroup Meeting on Industrial Applications ofThin Layer Activation (TLA) Technique,Beijing, China, October, 2002.

ZHANG PEIXIN, Basic Infrastructure andPilot Actions of CIAE for Industrial Corrosion/Erosion/Wear Investigations Based onCharged Particle Beam Technologies, IAEA IRCA Expert Group Meeting on IndustrialApplications of Thin Layer Activation (TLA)Technique, Beijing, China, October, 2002.

APLlKASI TEKNIK AKTIV ASI LAPISAN TIPIS (TLA)UNTUK PEMONlTORAN LAJU KOROSI, EROSI DANKEA USAN KOMPONEN INDUSTRl

Hari Suryanto, dkk.

243

Erosion and Corrosion, Industrial DiagnosisService, Belgium.

mentary Techniques for Wear and CorrosionStudies in Various Field, CNRS CERI, 45071cedex 2 Orleans, France.

[16] SIRIPONE CHUEINTA and BODINCHOOCHARTCHAIKULKARN, CorrosionMonitoring and Control in PetrochemicalIndustry by Thin Layer Activation (TLA)Technique, IAEAJRCA Expert Group Meetingon Industrial Applications of Thin LayerActivation (TLA) Technique, Beijing, China,October, 2002.

TANYAJAWAB

[17] WALLACE G., TLA in a Coal-Fired PowerStation, IAEAlRCA Expert Group Meeting onIndustrial Applications of Thin Layer Acti-vation (TLA) Technique, Beijing, China,October, 2002.

Dr.Tri Mardji A.

-Bagaimana pembuatan/preparasi lapisa!1 tipisTLA, dengan teknik apa? (Sputtering, penguapanatau teknik lainnya)?

-Komponen industri apa saja yang dijadikan bahanuji korosi erosi clan keausan? Bagaimana hasilpengamatannya?

[18] MUDJIJANA, HARlSURYANTO dan IWANRAFICO., Pemonitoran Laju Keausan MetalJalan (Engine Bearing) Poros Engkol MesinAutomotif Menggunakan Teknik AktivasiLapisan Tipis (Thin Layer Activation),Disampaikan Dalam Forum Seminar ini, 2003.

[19] IMAM KAMBALI, HARI SURYANTO daDRUST AMA, Pembuatan Kurve Kalibrasiuntuk Pengukuran Laju Aus Bahan Fe denganMenggunakan Metode Aktivasi Lapisan Tipis(TLA) , Dokumen Bidang Siklotron, P2RR-BATAN,2003.

Hari Suryanto

-Dilakukan dengan cara menembak materialdengan partikel bermuatan yang mempunyaienergi Iebm besar dari energi ambang yangdiperlukan untuk reaksi inti, sehingga terjadiaktivasi. Karena partikel bermuatan rnakapenetrasinya sangat dangkal (tip is) hanya dalamorde ~.

-Komponen- komponen otomotif seperti ringpiston (97%Fe), engine bearing mobil (>90% Fe).Tahun 2003 ini untuk komponen pipa penyalurfluida korosif (bahan pipa SS daD baja karbon).

[20] DEL VIGNE T., Use of Thin .Layer ActivationTechnique for On-line Measurement of Wear,

Prosiding Pertemuan dan Presentasi Ilmiah TeknologiAkselerator dan AplikasinyaVol. 5, No.1, Oktober 2003: 235 -244

244