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 daripemegang spesimen mini uji tarik terpilih telah dilakukan. Disain digunakan untukpembuatan adapter pemegang spesimen mini uji tarik yang akan diterapkan pada mesinuji 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 spesimenmini uji tarik yang telah dibuat (dari pelat SS-304 dan AIMg), mempelajari spesifikasimesin uji tarik di R-206 dan di hotcel/11 0 berikut batang penahan spesimennya (fixed ormoving 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 sesuaispesifikasi spesimen mini uji tarik terpilih. Panjang total adapter 80 mm, dan bagian atas035 mm dengan ulir Whitworth sepanjang 32 mm (1 inci, 8 ulir). Pemasangan pin keadapter pemegang spesimen mini uji tarik dilakukan dengan suaian paksa yaitu; 02H7untuk lubang dan 02h7 untuk pin. Panjang pin 24 mm, panjang bagian berdiameter 2,2mm adalah 4,5 mm. Sisa bagian berdiameter 2,0 mm yang menonjol keluar adalah 3,0mm. 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 bahanserta menggunakan berbagai macam jenis spesimen uji tarik. Salah satu jenis spesimen uji tarikyaitu sheet-type specimens (ASTM E8-04). Miniatur spesimen uji tarik untuk studi efek iradiasi darimaterial-material reaktor juga sudah dilakukan dengan beragam ukuran, dan salah satunya yaituseperti pad a gambar-1[1]. Jenis pin loaded, sheet type specimen dengan panjang total 30 mm, gagelength 10 mm dan lebarnya 3 mm [2].

8mm3mm

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 ukuranseperti 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 produkspesimen mini uji tarik disajikan pada tabel-1 dan tabel-2.

162

Hasil-hasil Penelitian EBN Tahun 2009 ISSN 0854 - 5561

Tahapan Disain

Tahapan dari kegiatan disain ini meliputi pengukuran ulang spesimen mini uji tarik dariyang telah dibuat (masing-masing 10 buah), mempelajari spesifikasi batang penahan (fixed ormoving anvil) spesimen dari mesin uji tarik di R-206 (spesifikasi ulir), penentuan jarak terdekat daribatang penahan spesimen yang dapat dijangkau, untuk penentuan panjang pemegang spesimenmini 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 pemegangspesimen mini uji tarik pada batang penahan/penarik (fixed or moving anvil) yang sudah terpasangpada mesin uji tarik. Bagian atas adalah batang penarik (moving anvil), sedangkan pada bagianbawah adalah batang penahan (fixed anvil). Kemudian jarak antara kedua batang penahan danpenarik tersebut didekatkan sampai jarak terdekat maksimum yang dapat dicapai. Hal ini dilakukanuntuk menentukan panjang dari adapter pemegang spesimen mini pada mesin uji tarik. Denganproses tersebut maka beberapa kriteria disain dari pemegang spesimen mini uji tarik akandisesuaikan dengan spesifikasi batang penahan/penarik (fixed or moving anvil) serta jarakterdekatnya (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 tarikterpilih (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 manipulatordari 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 pinsangat tergantung kepada diameter lubang dari produk spesimen mini uji tarik. Dari pengukurandiameter-diameter lubang tersebut, diameter terbesar adalah 3,113 mm (tabel-2) dan terkecil adalah3,012 mm (tabel-1) dan jarak antar lubang 22 mm. Untuk memudahkan pemasangan spesimen miniuji tarik ke pemegangnya, maka suaian antara diameter pin dan diameter lubang spesimen mini ujitarik harus cukup longgar (memperkecil diameter pin), akan tetapi kekuatan pin harus tetapmaksimum (memperbesar diameter pin).

163

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. PanjangJarakGageLebarLebarDiameterTebal

Sam pelTotal LubangLengthSahuGageLubang

01

3022108,01933,0130,575

02

3022108,01733,0170,576

03

3022108,02133,0140,575

04

3022,05108,02133,0120,579

05

3022108,01933,0160,573

06

3022108,01733,0130,573

07

3022108,01733,0160,573

08

3022108,01633,0170,580

09

3022108,01933,0150,573

10

3022108,01833,0130,571

Tabel 2/ Hasil Pengukuran Sampel Mini Uji Tarik, Aluminium (millimeter)Alat Ukur: Mitutoyo, Absolute Digimatic Caliper

No. PanjangJarakGageLebarLebarDiameterTebal

Sam pel

Total LubangLengthSahuGageLubang

01

3022108,01733,0151,335

02

3022108,01733,0201,310,03

3022108,01733,1051,324

04

3022,05108,02033,1131,325

05

3022108,02033,1101,328

06

3022108,02433,0141,270

07

3022108,01833,0161,297

08

3022108,01833,0141,328

09

3022108,01633,0221,266

10

3022108,02233,0141,331

Disain adapter pemegang spesimen mini uji tarik disajikan pada Gambar 5, dan pad aLampiran1.

Spesifikasi ulir dari batang penahan yaitu ulir Whitworth dengan panjang ulir 1 inci danjumlah ulir per-inci sebanyak 8 buah. Ulir Whitworth dengan sudut ulir sebesar 55° sedangkan ulirMetris dengan sudut 60° . Spesifikasi disain dari ulir adapter pemegang spesimen mini uji tarikdisesuaikan dengan spesifikasi ulir batang penahan dan dengan panjang ulir yang sama (1 inci).

164

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)1/2Lo = 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, sedangkanpada ketebalan 1,1 mm, jarak sensor yang diperlukan sebesar 10,26 mm (> gage length spesimenmini terpilih, 10 mm). Dengan metoda pengukuran langsung ini, maka tebal spesimen maksimumyaitu 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 danTabel2) yaitu; 3,012 mm dan 3,113 mm. Untuk diameter luar pin diambil sebesar 2,7 mm (panjang4,5 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 ketebalanspesimen 1 mm, sebesar 3 mm2 « 4,9 mm\ Hal ini juga mempertimbangkan tingkat kesulitan untukpemasangan spesimen mini pada adapter pemegangnya. Semakin kecil diameter pin maka semakinmudah pemasangannya. Pin terpasang pada adapter pemegang dengan suaian paksa [3] dengandiameter 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 sebesar16,5 mm sehingga bagian yang tersisa yaitu 7,5 mm. Dengan sisa yang menonjol sebesar 7,5 mmtersebut terdiri dari bagian yang berdiameter 2,2 mm sepanjang 4,5 mm, sedangkan bagian yangtersisa sepanjang 3,0 mm, berdiameter 2,0 mm, yang merupakan lokasi penempatan spesimen miniuji tarik (Lihat Gambar 5, Lampiran 1).

Material dari adapter pemegang spesimen mini uji tarik yaitu baja nirkarat SS-304, yangcukup kuat dan mudah diperoleh dipasaran. Pemilihan material pin ini mempertimbangkankeakurasian dan variasi dari material spesimen mini yang akan diuji cukup luas, seperti materialbejana 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 24 t%~I ~N NIB B

Gambar 3. Spesifikasi Pin (ukuran dalam milimeter)

J

16.5

Gambar 4. Spesifikasi Lubang Pin (ukuran dalam milimeter)

165

Hasil-hasil Pene/itian EBN Tahun 2009

KESIMPULAN

ISSN 0854 - 5561

Hasil disain adapter pemegang spesimen mini uji tarik telah diperoleh. Jenis pemegangspesimen 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 (1inci, 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 bajanirkarat 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 WithSmall Dimensions, Kovine, Zlitine, Tehnologije 33, (1996).

[3] G.TAKESHI SATO, N.SUGIARTO HARTANTO, Menggambar Teknik Mesin Menurut StandarISO, Pradnya Paramita, Cetakan keduabelas, 2008.

[4] BUDI BRIYATMOKO, Spesifikasi Disain Pemegang Spesimen Mini Uji Tarik, Studi PascaSarjana, Tohoku University, 1991.

166

ISSN 0854 - 5561

Lampiran 1

A

Hasil-hasil Penelitian EBN Tahun 2009

3

35

32A

81 IAI 1 ",,('Q~"-

18,----,~~I ~ ~ j i

I

IIIII

~II

II

I

~ ____ 1- ___ ~

~I ~

I

elI

IeIIIIIIIIIIIII I II

~L{)

DI ~ ID

0~2 Chamfer 0.5 mm Skala 2:1

24

Lubang PinSkala 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

TtdSkala1 : 12: 1

PTBNBATAN

Nama Gambar

ADAPTER PEMEGANGSPESIMEN MINI UJI TARIK

3

Gambar 5. Adapter Pemegang Spesimen Mini Uji Tarik

167