Prosiding Seminar Hasil Penelitiall PRSGTahwl 1998/1999

ISSN 0854-5278

RANCANGAN RAK PENYIMPANAN FASILITASLOADING UNLOADING

Djaruddin Hasibuan*

ABSTRAK

RANCANGANRAK PENYIMPANAN FASILITAS LOADING-UNLOADING.Untuk melengkapi sistem bantu fasilitas loading-unloading telah dilakukanperancangan rak penyimpanan fasilitas ini di gedung Reaktor Serba Guna. Denganinstalasi yang direncanakan, fasilitas loading-unloading dapat disimpan dengan baikdi luar kolam reaktor pacta saat tidak digunakan. Perancangan dilakukan denganmemperhitungkan beban maksimum yang terjadi daTIpemilihan dimensi hajJ profilyang didasarkan pacta standard ASTM. Instalasi yang direncanakan memerlukan 4potong hajJ profil W4x13 dengan panjang 8 ft, 4 potong hajJ profil W4x13 denganpanjang 6 ft daTI1 lembar pelat Al dengan ukuran 1200 x 2400 x 25,4 mm. Dariuraian yang dikemukakan di atas, dapat disimpulkan bahwa perancangan rakpenyimpanan fasilitas loading unloading ini layak direalisasikan.

ABSTRACTDESIGN THE LOADING-UNLOADING RACK FACILITY. To completed theauxiliary sistem of the loading-unloading facility, the design holding rack of thisfacility has been done in the RSG-GAS building. By the installation design, theloading-unloading facility can be held in good condition outside of the reactor poolwhen the facility not used. Design performed by considering the maximum load andthe slection of the dimention of steel profile base to ASTM standard. The designinstallation needs 4 peaces steel profile W 4x13, 8 ft in length, 4 peaces W 4x13, 6ft in length and 1 peace of aluminium pelate with 1200 x 2400 x 25.4 mm dimension.From the discribtion above can be concluded that the rack of the loading-unloadingfacility visible to be realized.

PENDAHULUAN

Fasilitas loading unloading adalahfasilitas yang berfungsi untukmembantu proses pemasukan daTIpengeluaran target iradiasi ke daTIdaridalam posisi iradiasi di dalam terasReaktor Serba Guna G. A. Siwabessy(RSG-GAS). Pacta saat pelaksanaanperawatan fasilitas ini harus di angkatkeluar daTI disimpan pacta tempatpenyimpanan khusus di lokasipenyimpanan material aktif. Saat ini

penyimpanan fasilitas loading-unloadingini masih merupakan kendala yangsulit diatasi, hal ini terjadi mengingatbentuk dari fasilitas tersebut tidakmemungkinkan untuk diletakkan di ataslantai.

Panjang bagian kaki yangterpasang secara permanen pacta bagianbawah landasan mencapai 2 ,360mmengharuskan penyimpan dilakukandalam posisi tegak sedangkan fasilitaspenyimpanan yang tersedia belum acta.

ISSN 085-1-5278

Untuk mengatasi kendalatersebut di alas, maka telahdirancang fasilitas' penyimpananloading-unloading di mang operasireaktor (operation hall R 0721),sehingga penyimpanan fasilitas tersebutdapat dilakukan dengan baik padaposisi tegak.

Perancangan dilakukan dengandengan mempertimbangkan berat clanluas landasan dudukan serta ketinggiankaki permanen yang terpasang padabagian bawah fasilitas loading-unloading tersebut. Fasilitaspenyimpanan loading-unloading iniadalah suatu fasilitas yang dipasang diluar teras reaktor, sehinggapengoperasiannya tidak mempengamhiberoperasinya reaktor.

Oleh karena itu bagianpenyangga fasilitas penyimpanan inidapat dikategorikan pada penyangganon safety class dengan batasanperancangan menggunakan AmericanSosiate Testing Material (ASTM) clanAmerican Institute Steel and

Constmction (AISC).

TEORI

Parameter yang dibutuhkandalam perancangan ini adalah parameterfisik daTi fasilitas loading-unloadingtersebut bempa dimensi petal dudukan(panjang p = 1300 mm clan lebar I =700 rom) [1J serta berat daTi fasilitasloading-unloading tersebut (DW F =250 Kg)[IJ. Data-data lain yangdiperlukan selain data di alas adalahpanjang bagian kaki permanen daTifasilitas loading-unloading tersebut,Lk[IJ = 2360mm. Dalam peng-operasiannya rak penyimpanan fasilitasloading-unloading ini akan menerimabeban ,P sebesar berat fasilitas loading-unloading tersebut ,WF ditambahdengan berat mati daTi rak

Rancangan Rak Penyimpanan... .Djan,din Hasibuan

penyimpanan fasilitas loading unloadingitu sendiri ,WR serta beban tambahan,DWH bempa berat dua orang teknisiyang akan naik di alas rak pada saatmelakukan perawatan atau peletakanfasilitas loading-unloading tersebut.

Pembebanan yang timbul dalampengaperasian rak penyimpananfasilitas loading-unloading ditentukandengan persamaan berikut :

P = DWF + DWr + DWH[2J (I)

Untuk menghindari terjadinyakemsakan akibat munculnya bebandinamik sesaat bempa gempa bumi,maka beban P tersebut di alasdikalikan dengan suatu faktor ,K[5Jdimana untuk konstruksi yangtergolong non safety class harga K= 1,33 clan untuk konstruksi yangtergolong safety class harga K =1,666. Bentuk pembebanan yang terjadipada rak penyimpanan fasilitas loading-unloading ini terbagi rata clandigambarkan seperti terlihat padaGambar 1.

.

Gambar 1. Bcntuk Pcmbcbanan ProfilPcndukung Utama

Mamen lentur maksimum, Mmaxyang timbul pada gelagar pendukungutama rak penyimpanan akibatpembebanan yang timbul adalah :

M - wfmax-- 8(2)

2

Prosidillg Seminar lIasil Peneliriilll PRSGTaJllill 1998/1999

dimana:

W.l .- =P = beban maksimum yang

2terjadi.

= panjang gelagar

Rak penyimpanan fasilitas loading-unloading yang dirancang termasukkategori non safety class, olehkarena itu pemilihan material yangdigunakan di dasarkan pacta ASTM,dalalJ1 hal ini direncanakanpenggunaan material dalam bentukW (wade flanges), dengan bahanASTM A36. Untuk ASTM A36,tegangan lentur ijin maksimum ,SA.adalah :

S = 0 6 F [3]A , Y . (3)

dimana . Fy = tegangan mulur (yieldstrength)

Untuk profit baja WF yangmengalami momen lentur (Mmax) dantegangan ijin maksimum ,SA makabesarnya section modulus ,S, adalah :

S = ML / SA[3] (4)

Tiang penyangga (kolom) rakpenyimpanan fasilitas loading-unloadingyang akan dibuat direncanakanmenggunakan profil baja wade flange wdengan material ASTM A36.

Bentuk rak penyimpananfasilitas loading-unloading yangdirencanakan adalah bentuk persegipanjang, dimana pacta setiap sudut daribagian kerangka alas diikat pacta ujungtiang dan ujung tiang yang sebelahbawah diikat ke lantai.

Dari uraian di alas diperolehbahwa masing-masing tiang dibebanidengan beban tekan (compression load)

ISSN 0854-5278

dengan(fIXed).

kedua ujung terikattiang

Untuk menentukan besarnyategangan tekan ijin maksimum ,Fa(compression member yield stress)digunakan label Allowable stress forcompression member (Tabel C-50)l2]dengan terlebih dahulu menentukanharga .

k.l

r (5)

dengan

k = 0,65[2], untuk tiang yang diikatpacta kedua ujungnya.

l = panjang tiang yang direncanakanr= radius gyrasi dari bahan yang

dipilih.

Pada prinsipnya konstruksi akanaman, jika tegangan tekan ijinmaksimum Fa ~ tegangan yang timbulseperti terlihat pacta persamaan (6)l4]berikut :

Fa~ pA

(6)

Dengan menggunakan persamaan(1) sid (6) seluruh permasalahanmekanik yang terkait denganperancangan dapat diselesaikan.

METODE PERANCANGAN

Metode perancangan inidilakukan dengan tahapan-tahapansebagai berikut:. Pengumpulan data dan informasi. Penentuan tara letak instalasi. Analisa perhitungan material rak

penyimpanan loading-unloading.. Pemilihan material pendukung utamadan tiang.

3

ISSN 085-1-5278

. Material yang digunakan dalampembuatan rak penyimpanan fasilitasloading-unloading.

1. Penglllllplllan data dan infonnasi

Data utama dalam perancanganini adalah:

Panjang landasan dudukanfasilitas loading-unloading =1300 mm{l]

Panjang kaki permanen fasilitasloading-unloading = 2360 mmBerat bagian - bagian fasilitasloading-unloading = 250 kg(1]

2. Penentllan tala letak instalasi

Berdasarkan hasil survai yangtelah dilakukan di lapangan, makaditentukan bahwa lokasi yang cocokuntuk pemasangan rak penyimpananfasilitas loading-unloading ini adalahpacta lantai level 13 m, sebelah selatan,dekat sudut sebelah timur ruang operasireaktor (operation hall R. 0721) sepertiyang diperlihatkan denah pacta Gambar2 berikut ini :

--'UR

~~

EL 13TAMPAK

Gambar 2. Denah lokasi rak,.

Keterangan GambarA Kolam ReaktorB Kolam penyimpanan bahan

bakarHOT CELLDucting ACLokasi usulan

CDE

RaflC{l11gall Rak Pt!lIyi11lfXll1{111....

Djamdill Elasibuall

3. Pelllbllatan gambarrak penyilllpanan.

konstmksi

Mengacudikemukakandibuat

penggantung,Gambar 3.

pacta data-data yangsebelumnya, dapat

gambar konstruksiseperti terlihat pacta

4. Perhitllnganbeban.

arah dan besar

Berdasarkan Gambar 1 diagrampembebanan yang telah dibuat, makaarah dan besarnya gaya yang bekerjapacta rak penyimpanan fasilitas loading-unloading dapat ditentukan. Sesuaidengan fungsinya, rak penyimpanan inimerupakan tempat dudukan darifasilitas loading-unloading, maka arahgaya yang bekerja akibat beban adalahvertikal kebawah.

Dengan menggunakan persamaan1, besarnya beban yang bekerja pactapenggantung P, adalah:

P = 1550 lb, untuk konstruksinon safety class harga P dikalikandengan faktor penggandaan ,k = 1,333,maka Pa = 2,1 kip

5. Pelllilihan material pendllkungutallla dan tiang

a. Pendukung utallla

lumlah profit pendukung utamayang digunakan = 2 buah, maka bebanaktual untuk sarli penyangga ,Pa =1,033 kip. Material yang digunakansebagai penyangga utama daripenggantung kapsul adalah hajJ profitW 4 x 13 dengan bahan ASTM A36,maka dengan menggunakan persamaan4 diperoleh SA = 21,6 ksi.

4

,--- m_- ---- __n_- ---- --- -- -

[

-C-';:>=iARKE8!JiUHAN ~H.ii;"l.T -----m_-- --"NO"""'N-';;'A"N"~N m. m""""'MArERiAC"""" "'j

i .'.'.;PLAi~UO0KAN(.;j~:;",:,,;~~".." ";.,;, 2 SEPATU P,"YANGGA~ ..." 'S1""".,'~'""°."".10~ . -i .'.'.'.'.'.'.PRijii~PEN;A~G~<..'.W.'.'€,;j'..ASi~'36'.'.'.'.'.'.'.'.'.'.'.'.'.'.'.'.'.'.'.'.'.'.'.'.";~;

i j I~~iftf~t;i~~0n~~{:t:tI~O.~;~-~~'T~C~:~.~>~':~

. (6)

Pro siding Seminar Hasi/ Penelitian PRSGTahlln 1998/1999

<>R

.L><.7)'

KERANGKA INSTALASI(T"'" "")

~

---I ~

+ ':1 ~.It

~ 6Q4.~.

PLAT DUDuMN~,"p" "'S)

+ 1 rT

ISSN 085-1-5278

1300 0.-i

p'NDANGAN SAMPING

(>u"" CAR'""")PANDANGAN S'"PING

(C"T"" D"" ",-,1'"1

. t

~r~1

~1 ~ 2)1 M1': ! 10

-L~

...C"

" ",-,>,"'", . .

Gambar 3. Konstruksi Rak Penyimpanan Fasilitas Loading-Unloading

Dalam pengoperasiannya rakpenyimpanan fasilitas loading-unloadingini mengalami tegangan lentur pactaprofil pendukung utama clan tegangantekan pacta profil tiang (kolom), makadengan mengacu pacta Gambar I clanmenggunakan persamaan 2 besarnyamaIDen lentur yang timbul pacta profilpendukung utama sekitar Mma." = 4,940 Kip-inci

Dengan menggunakan persamaan3, untuk bahan ASTM A36 diperolehbahwa tegangan ijin maksimum ,SA =21,6 ksi. Jika harga-harga Mma." =4,940 clan SA = 21,6 kita subsitusikanke persamaan (4) maka diperoleh

section modulus terhadap sumbu Xadalah sebesar ,Sx-x = 0,23 inch3

Dengan menggunakan tabel Wshapes dimension and properties [2]ditentukan Sx-x sebesar 5,46 inch3yang lebih dekat ke atas sehinggakonstmksi aman maka profil W yangdipilih adalah W 4 x 13.

b. Material tiang

Mengacu pactaGambar 2 di atas,pembebanan yang terjadi pacta tiangadalah pembebanan tekan (compressionload), dengan bentuk pembebananseperti terlihat pactaGambar 5 berikut :

5

ISSN 0854-5278

1 PI 14L/LlLU

/ Ir1= 39,9 in

//////1/1

iPI 14

Gambar 5. Bcntuk pcmbcbanan pallatiang.

Beban yang bekerja pactakeempat Jiang adalah P =2,06615 kip,maka beban yang bekerja pacta satutiang adalah P/4 = 0,515 kip. Jikadalam rancangan Inl dicobamenggunakan profil baja wade flangeW 4 x 13 , dengan menggunakan labelColumn W Shapes Allowable Axial

Rancangan Rak Penpmpanan..Djarudin Hasibllan

Icadsf2J, diperoleh luas penampangprofil baja yang dipilih ,A = 3,83 incic

k!clan harga = 71. Denganr

k!menplotkan harga - = 71 pactalabelr

C-36 allowable stress for compressionmember/2J,diperoleh Fa = 16,33 ksiclan harga PIA = 0,135 ksi, basil inimenunjukkan bahwa FA :<::PIA makakonstruksi aman dalam

pengoperasIannya.

Penentuan spesifikasi bahan £Ian alat

Dengan berpedoman pactaGambar 3 di alas, maka kebutuhanbahan clan alaI untuk pembuatan rakpenyimpanan fasilitas loading-unloadingini dapat dilihat pacta Tabel I berikut:

Tabell. Kebutuhan material

123456789101112

Baja profil W4 x 13, panjang 1300 mm, ASTM A36Baja profil W4 x 13, panjang 700 rom, ASTM A36Baja profil C 4 x 7,25, panjang 700 rom, ASTM A36Baja profil W4 x 13, panjang 2360 mill, ASTM A36Pe1atAI, ukuran 1300x 700 x 25,4 mmPelat baja ukuran 200 x 200 x 10 mmBatli gerinda poles 4"Batu gerinda potong 4"Kawat Ias RB 2.6, EXX 60Kertas amplasCat meniCat besi Hempadur + Tinner

PEMBAHASAN

Dari basil perhitungan yangdikemukakan diperoleh bahwa bebanaktual yang bekerja pacta rakpenyimpanan fasilitas loading adalahP = 2, I kip. Pemilihan profil baja W 4x 13 sebagai bahan gelagar pendukungclan tiang daTi bahan ASTM A36dengan tegangan ijin maksimum 21,6ksi mampu mendukung beban yang

2 batang2 batang2 batang4 batang1lembar4 lembar12 buah12 buah1 dliZ(5 Kg)10 lembar1 kgMasing- masing 1kg

timbul pacta rak penyimpanan fasilitasloading-unloading. Mengacu pactaGambar 3 tentang konstruksi rakpenyimpanan fasilitas loading-unloading, terlihat bahwa pembuatanrak ini tidak mengalami kesulitan clandapat dilakukan. Hal ini berarti bah\vaperancangan dapat dilanjutkan ketingkat penyempurnaan rancangan clanpabrikasi. Rancangan yangdikemukakan akan menjamin

6

Prosiding Seminar Haszl Pene/irian PRSGTahlln 1998/1999

ISSN 0854-5278

penyimpanan fasilitas loading-unloadingdalam keadaan aman.

KESIMPULAN

1. Rancangan rak penyimpananfasilitas loading-unloading yangdiajukan mampu mendukungfasilitas loading-unloading tersebutdengan baik clan aman.

Dari hasil perhitungan/perancangan yang dikemukakan di atasclan berdasarkan analisis yangdikemukakan, maka dapat disimpulkanbahwa:

2. Rancangan rak penyimpananfasilitas loading-unloading yangdiajukan dapat dipabrikasi clandirakit.

DAFT AR PUST AKA

1. Anonimous, IsotopLoad/Unload Facility-BATAN Stress Analisys Design Note, IdentNumber: Load/WBSOO3/T/DN2, Issue B (1993).

2. Manual of steel constmction, allowable stress design ninth edition, Chicago(1992).

3. ASME, Boiler and Pressure Vessel code, section III devision I, sub sectionNF 1989 edition, including addenda.

4. S.TIMOSHENKO, Strength of material, D.Van Nostrad Company Inc,New York( 1966)

7