TERHADAPKERAPATANKOMPAKAN DALAM PROSES …digilib.batan.go.id/e-prosiding/File...

9
Prosiding Presentasi llmiah Dour Bahan Bakor Nuklir PEBN-BATAN, Jakarta 18-19Maret 1996 ISSN 14/0-/998 PENGARUHTEKANANPENGOMPAKAN TERHADAPKERAPATANKOMPAKAN DALAM PROSESPELETISASI UOz Widjaksana Pusat Elemen Bakar Nuklir ABSTRAK PENGARilli TEKANAN PENGOMPAKAN TERHADAP KERAPATAN KOMPAKAN DALAM PROSES PELETI SAS 1 UO2. Tekwlanpengompakan serbukUO2 dalam peletisasi secara wnwn akanmempengaruhi kerapatan kompakan. Banyak model korelasi yang menunjukkanpengaruh itu yang diturunkan baik dari fenomenadasar maupun secara empiris, tetapi kebanyakanmodel tersebut mempunyai keterbatasan baik karena asumsi yang digunakanmaupun karena modelyang kllusus untuk suatu bahan tertentu ataukarena kondisi alat yang digunakan. Atas dasarpermasalahan itulah penelitiwl ini dilakukan untuk mendapatkan gwnbaran pengaruhtersebut terhadap kompakanserbuk UO2.Penelitian ini dilakukan dengan menggunakan dua kelompok serbukUO2 yang berbeda, yaitu kelompok serbuk yang dihasilkan dari granulasi dengan tekanan pengompakan awal sebesar 2.5 MPa, dan 3 MPa. Tekanan pengompakan divariasi dari 5 MPa sampai dengan18 MPa sebanyak tujuh kali yang masingmasingvariasi dikenakan padareplika sebanyak sepuhlh kali. relet yang dihasilkan diamati keutuhannya dan diukur kerapatannya secara geometris. Data yang diperolehdiolah secarastatistik untuk membuktikan hipotesapengaruhitu dan untuk memformulasikan korelasinya.Hasil yang diperolehmenwljukkan secaranyatape1lgaruh tersebut. Diperoleh pula lima model korelasi yang secara umlnn menunjukkan korelasi yang cukup baik. Model korelasi 5 meJlunjukkan korelasi yang lebih tepat dibandingkan dengan korelasi lailU1ya dan manunpu memberikan gambarantentang fenomena dalam pengompakan yang mungkinterjadi. Model ini merupakan pengembangan sendiri dari model I yang mempunyai keterbatasan.Walaupun model ini cukup baik model ini tidak berlaku untuk daerah tekanan yang lebih kecil dari 5 MPa dan lebih besar dari 18 MPa. Model korelasi 3 dan 4 mampu memberikangambaran tentang karakteristik mekanik bahanyang cukup baik. Ini dibuktikan denganberbagai komparasi dan kesejalanan dengan fenomenanya. Karakteristik yang diperoleh adalah kekllatwl ballan(yield strength) dan faktor kompresinya. ABSTRACT The influence ofcompacting pressureon green pellet density in VO] pelletizingprocess. Generally compacting pressure on VO] powder in pelletizing process can affect the green density. There are many correlation models presented this effect,derived from the basic phenomena and empiric (experiments) as well. In the other hand, those correlation have many limitation on validation due to their assumptions, material conditions and equipments conditions as well. Based on those limitations this researchwas perfomled. It was perfom/ed with utilizing two different VO] powder, i.e. VO] powder resulted from granulation of pre-compacted powder with the compaction force of 2.5 tons, and the other with the compaction force of 3.0 tons. The compaction force was seventimes variated within the range between five tons up to 18 tons, with ten replication for each. The green pellets were visually observed to seethe defect and their densityweregeometrically measured. Thedata werestatistically proceed to prove the hypothess and to fomlulate the correlation. The result showed that the hypothess was accepted. It resulted five correlations model fom/ulas within the accepted range. Fifth correlation modelshowedbetter correlation than the others, and was able to describe thephenomena of compaction process. It was a newmodelas an improvement on the first model. Although, this modelhad limited validation. It was only valid for compaction force in the range of 5 to 18 tons.The third and fourth models wereable to describe the mechanical characterisitic of material. It wasprove by various comparation, and it compliedwith their phenomena. The obtainedcharacteristicswere strength of material and compressabity factor. PENDAHULUAN keberhasilanitu. Agar persyaratan-persyaratan itu selalu dapat dipenuhi, perlu diketahui clan dipahamifaktor-faktoryang berpengaruh terhadap itu, dalam setiap tahapanproses termasukyang adadalamproses pengompakan. Salah satufaktor yang berpengaruh dalam proses pengompakan ad.'llah tekanan pengompakan itu sendiri. Suatu elemenbakar nuklir hasil Cabrikasi harns memenuhi persyaratan-persyaratan tertentu yang ditetapkan oleh pemakai. Pemenuhan akan persyaratan itu banyak ditentukan oleh tahapan- tahapan proses yang dilaluinya. Salah 5.1tu tahap proses yang banyak menentllkan keberhasilan terhadap pemenuhan itu adalah proses peletisasi. Banyak publikasi telah membahas bahwa salah satu tahap dalam proses peletisasi UO2 adalah pengompakan yang banyak berpengaruh terhadap Telah banyak publikasi yang menjelaskan pengaruh itu terutamapengaruh terhadap densitas pelet basil kompakan.Secara umum publikasi itu menunjukkan bahwa semakin besar tekanan 113

Transcript of TERHADAPKERAPATANKOMPAKAN DALAM PROSES …digilib.batan.go.id/e-prosiding/File...

Prosiding Presentasi llmiah Dour Bahan Bakor NuklirPEBN-BATAN, Jakarta 18-19Maret 1996

ISSN 14/0-/998

PENGARUHTEKANANPENGOMPAKANTERHADAPKERAPATANKOMPAKAN

DALAM PROSES PELETISASI UOz

WidjaksanaPusat Elemen Bakar Nuklir

ABSTRAK

PENGARilli TEKANAN PENGOMPAKAN TERHADAP KERAPATAN KOMPAKAN DALAM PROSESPELETI SAS 1 UO2. Tekwlan pengompakan serbuk UO2 dalam peletisasi secara wnwn akan mempengaruhi kerapatankompakan. Banyak model korelasi yang menunjukkan pengaruh itu yang diturunkan baik dari fenomena dasarmaupun secara empiris, tetapi kebanyakan model tersebut mempunyai keterbatasan baik karena asumsi yangdigunakan maupun karena model yang kllusus untuk suatu bahan tertentu atau karena kondisi alat yang digunakan.Atas dasar permasalahan itulah penelitiwl ini dilakukan untuk mendapatkan gwnbaran pengaruh tersebut terhadapkompakan serbuk UO2. Penelitian ini dilakukan dengan menggunakan dua kelompok serbuk UO2 yang berbeda, yaitukelompok serbuk yang dihasilkan dari granulasi dengan tekanan pengompakan awal sebesar 2.5 MPa, dan 3 MPa.Tekanan pengompakan divariasi dari 5 MPa sampai dengan 18 MPa sebanyak tujuh kali yang masing masing variasidikenakan pada replika sebanyak sepuhlh kali. relet yang dihasilkan diamati keutuhannya dan diukur kerapatannyasecara geometris. Data yang diperoleh diolah secara statistik untuk membuktikan hipotesa pengaruh itu dan untukmemformulasikan korelasinya. Hasil yang diperoleh menwljukkan secara nyata pe1lgaruh tersebut. Diperoleh pulalima model korelasi yang secara umlnn menunjukkan korelasi yang cukup baik. Model korelasi 5 meJlunjukkankorelasi yang lebih tepat dibandingkan dengan korelasi lailU1ya dan manunpu memberikan gambaran tentangfenomena dalam pengompakan yang mungkin terjadi. Model ini merupakan pengembangan sendiri dari model I yangmempunyai keterbatasan. Walaupun model ini cukup baik model ini tidak berlaku untuk daerah tekanan yang lebihkecil dari 5 MPa dan lebih besar dari 18 MPa. Model korelasi 3 dan 4 mampu memberikan gambaran tentangkarakteristik mekanik bahan yang cukup baik. Ini dibuktikan dengan berbagai komparasi dan kesejalanan denganfenomenanya. Karakteristik yang diperoleh adalah kekllatwl ballan (yield strength) dan faktor kompresinya.

ABSTRACT

The influence of compacting pressure on green pellet density in VO] pelletizing process. Generally compactingpressure on VO] powder in pelletizing process can affect the green density. There are many correlation modelspresented this effect, derived from the basic phenomena and empiric (experiments) as well. In the other hand, thosecorrelation have many limitation on validation due to their assumptions, material conditions and equipmentsconditions as well. Based on those limitations this research was perfomled. It was perfom/ed with utilizing twodifferent VO] powder, i.e. VO] powder resulted from granulation of pre-compacted powder with the compaction forceof 2.5 tons, and the other with the compaction force of 3.0 tons. The compaction force was seven times variatedwithin the range between five tons up to 18 tons, with ten replication for each. The green pellets were visuallyobserved to see the defect and their density were geometrically measured. The data were statistically proceed to provethe hypothess and to fomlulate the correlation. The result showed that the hypothess was accepted. It resulted fivecorrelations model fom/ulas within the accepted range. Fifth correlation model showed better correlation than theothers, and was able to describe the phenomena of compaction process. It was a new model as an improvement on the

first model. Although, this model had limited validation. It was only valid for compaction force in the range of 5 to18 tons. The third and fourth models were able to describe the mechanical characterisitic of material. It was prove byvarious comparation, and it complied with their phenomena. The obtained characteristics were strength of materialand compressabity factor.

PENDAHULUAN keberhasilan itu. Agar persyaratan-persyaratanitu selalu dapat dipenuhi, perlu diketahui clandipahami faktor-faktor yang berpengaruh terhadapitu, dalam setiap tahapan proses termasuk yangada dalam proses pengompakan. Salah satu faktoryang berpengaruh dalam proses pengompakanad.'llah tekanan pengompakan itu sendiri.

Suatu elemen bakar nuklir hasil Cabrikasiharns memenuhi persyaratan-persyaratan tertentuyang ditetapkan oleh pemakai. Pemenuhan akanpersyaratan itu banyak ditentukan oleh tahapan-tahapan proses yang dilaluinya. Salah 5.1tu tahapproses yang banyak menentllkan keberhasilanterhadap pemenuhan itu adalah proses peletisasi.Banyak publikasi telah membahas bahwa salahsatu tahap dalam proses peletisasi UO2 adalahpengompakan yang banyak berpengaruh terhadap

Telah banyak publikasi yang menjelaskanpengaruh itu terutama pengaruh terhadap densitaspelet basil kompakan. Secara umum publikasi itumenunjukkan bahwa semakin besar tekanan

113

Prosiding Presenta,rlllmiah Daur Bahan Bakar NuklirPERN-BATAN. Jakarta 18-19 Maret 1996

pengompakan semakin besar pula densitaspeletnya. tetapi hila ditinjau dari formulasi yangmenyatakan hubungan pengaruh itu, baikberdasarkan pendekatan teoritis maupunbcrdasarkan eksperimen, masih banyak

perbedaan.

formulasi, kondisi bahan yang digunakan berbedadan/atau kondisi peralatan yang berbeda, sertakondisi lingkuogan yang berbeda. Oleh karena itu,dalam rangka pemahaman pengaruh di atas, perludilakukan penelitian tentang pengaruh tekanankompakan ini terhadap densitas pelet mentah UO2termasuk kajiannya, karena penyebab dariperbedaan itu yang mencirikan keberadaan suatuhat yang khusus untuk setiap jenis bahan, sistemperalatan, dan kondisi lingkungan.

Jones W. D1 menyajikan fonnulasi dasardari hubungan itu sebagai berikut,

D = k, + k2 plf2 + k3P (1)PERCOBAAN

di mana D adalah densitas kompakan. dan k" k2.dan k3 adalah konstanta-konstanta yangdipengaruhi oleh karakteristik bahan. Menurutpenjelasannya formulasi itu tidak berlaku untuktekanan yang sangat kecil dan tidak pula untuktekanan yang sangat besar. Selanjutnya Balshinmenurut Lener telah menyajikan formulasisebagai berikut.

Percobaan ini diJakukan denganrnenggunakan dua keJornpok serbuk U02 yangrnendapatkan perlakuan awal yang berbeda.Kelornpok pertarna adalah serbuk U02 yangdihasilkan dari proses granulasi serbuk U02 yangditerirna dari pernasok dengan pengornPakan awalsebesar 2.5 MPa. Serbuk ini rnernpunyai kisaranukuran butir antara 150 J.1 sarnpai dengan 800 J.1.Kelornpok kedua adalah serbuk U02 yangdihasilkan dari proses yang sarna, tetapi denganpengornpakan awal sebesar 3 MPa. Ukuran butiruntuk keJornpok ini sarna dengan kelornpok

pertarna.

In P = AV+B (2)

di mana A daD B adalah konstant.1 yangtergantung pada karakteristik bahan daD V adalahvolume relatif kompakan. Keberlakuan formulaini pun temyata terbatas. Formulasi ini telahdigunakan oleh Belle 3 dalam penentuan pengaruh

tekanan pengompakan terhadap densit.1S peletmentah UO2. Heckel 4 menyajikan korelasi ini

sebagai berikut,

Kedua kelompok serbuk itu selanjutnyadikenai proses pengompakan dengan parameterpengompakan yang sarna. Tekanan pengompakandivariasikan sebanyak 7 variasi dari 5 MFasampai dengan 18 MFa. Masing masing variasitekanan itu dikenakan pada replika prosessebanyak 10 kali. Parameter lain datipengompakan ini dijaga tetap kecuali waktupengompakan yang divariasikan dua kali yaitu 0.1daD 0.3 detik. Pelet mentah yang dihasilkanselanjutnya diamati keutuhannya daD diukurdensitasnya. Pengukuran densitas dilakukanberdasarkan pada densitas geometri. Hasilpengamatan yang diperoleh selanjutnya diolahsecara statistik melalui ANOV A ( ANalysis OfV Arians) daD regresi untuk membuktikankcberadaan pengaruh tersebut daD untukmendapatkan formulasi yang sesuai. Penyusunanformula dilakukan dengan pemodelan baik yangsesuai dengan pustaka maupun tidak. Pemihanformula yang sesuai didasarkan alas besaran hargakoefisien korelasi dan simpangan bakunya.Kurva-kurva yang diperoleh juga dibandingkandengan kurva yang ada di pustaka, walaupunkondisinya mungkin berbeda. Data yangdihasilkan dari percoba.'ln ini ditunjukkan dalamTabel I.

In (1/(1-0» = KP + A (3)

dimana K adalah konstanta yang tergantung padakarakteristik bahan dan A adalah. konstanta yangmenyatakan densitas serbuk atau kompakansebelum dikenai beban. Selanjutnya German R.MSmenyajikan formulasi yang mirip denganpersamaan (3) yaitu sebagai berikut,

In (s) = B -kIP -k2P (4)

dimana B, k., daD k2 adalah konstanta-konstantadaD & adalah fraksi porositas. Selanjutnya Smithmenurut Goetzel C.G6 menyajikan formulasisebagai berikut.

p -p. = C(X P 1/3(5)

dimana p adalah densitas kompakan relatif daD p.adalah densitas nyata serbuk.

Dan apa yang diutarakan di alas nampakbeberapa formulasi yang berbeda. Perbedaan itudapat saja terjadi karena beberapa hat antara lainasumsi-asumsi yang digunakan dalam penyusunan

114

Prosiding Presentasi Ilmiah Daur Bahan Bakor NuklirPEBN-BATAN.Jakarta 18-19Maret 1996

Tabel Data Pengamatan

Tabel~2~~~aan Korelasi Untuk Berba~ai ModelI Model l~elomDOk -I I Kelompok -~ I~ P11staka

Tabe) 3. Parameter KorelasiMODEL KESALAHAN BAKU KOEFlSIEN KORElASI

KELt KEL2

0.7504

0.5849

0.6483

0.6058

0.9998

0.80580.5796

0.65780.60600.9995 I~~

2345

115

Prosiding Presentasi lllniah Daur Bahan Bakar NuklirPEBN-BATAN. Jakarta /8-/9 Maret /996

dimana P ada!ah tekanan pengompakan, p ada!ahdensitas kompakan dalam gram/cc,& ada!ah fraksiporositas dan D ada!ah dcnsitas re!atif. Adapunbarga-harga koefisien kore!asi daD simpanganbaku untuk masing masing mode! ditunjukkanpada Tabel 3 berikut ini.

20238.07 psi. Untuk kelompok 1 dan 2,kekuatan itu sejalan dengan kondisi bahannyakarena serbuk kelompok 2 telah mengalamipengompakan awal dengan tekanan yang lebihbesar daripada tekanan untuk serbuk kelompok

I. Hal ini diperkuat pula dengan bukti seperti yangditunjukkan pada Gambar 8 yang didasarkanatas korelasi model 3. Garnbar 8 inimenunjukkan perbandingan pengaruh tekananterhadap kerapatan kompakan untuk UO2dengan pengaruh itu untuk logam yangmempunyai sifat mekanik yang lebih ulet.Menurut6 koefisien suku yang ada padapersamaan model 4 mencirikan faktorkompresibilitas. Dalam hal ini bahan yang lebihkuat pada umumnya akan mempunyai faktorkompresibilitas yang lebih rendah. Oleh karenaitu, korelasi model 4 ini menunjukkan bahwa,besaran faktor kompresibilitas untuk serbukkelompok 1 adalah O. 145, untuk serbukkelompok 2 adalah O. 143 daD untuk serbuk daridata pustaka adalah 0.713. Besaran inimemberikan arti bahwa, serbuk kelompok 2lebih kuat dibandingkan dengan kelompokpertama daD sebuk daTi data pustaka, daDserbuk daTi data pustaka menunjukkan serbukpaling lemah sehingga lebih mudahdikompresikan. Kesimpulan ini sejaJan dengankesimpulan menurut 4.

Dari persamaan korelasi daD harga hargasimpangan baku daD koefisien korelasinya tampakbahwa semua model mempunyai korelasi yangcukup baik. Korelasi model 5 mencirikan suatukorelasi yang paling baik dengan koefisienkorelasi yang mendekati harga I daD dengankesalaban baku yang paling kecil. Korelasi yangdihasilkan dari data pustaka mencirikankeberlakuan korelasi untuk berbagai model,walaupun kondisi serbuk yang memberikan dataitu tidak diketahui. Korelasi dari data yangdiperoleh dari pustaka masih tetap dapat dijadikanpembanding..

Selanjutnya bila korelasi dari model-modelitu dinyatakan dalam grafik, maka akan tampakada beberapa hal yang menjadi perhatian.a. Gambar I, 2, 4 daD 5 menunjukkan posisi

kurva yang sarna , yaitu kurva I berada ditengah , kurva 3 berada di bawah daD kurva 2berada paling atas. Sedangkan Gambar 3menunjukkan posisi kurva I paling bawah daDk\ltVa 2 berada ditengah. Posisi tersebuttampaknya tergantung pada besaran besarankoefisien dati suku-suku persamaan daDkonstantanya. Kurva 3 dari semua Gambartarnpak mirip, sedangkan Gambar 2 daD 4menunjukkan arab kurva yang mirip untukketiga kurva. Gambar 6 daD 7 menunjukkanperbandingan dari model-model korelasi untukmasing-masing bahan kelompok I daDkelompok 2. Berdasarkan penurunanpersamaan, menu rut' koefisien suku-sllkupersamaan itu mengandung besarankarakteristik mekanis yaitu besaran teganganmaksimum sebagai respon akibat gaya. Sudahtentu ini berlaku untuk korelasi model pertama.Sedangkan menurut 4 besaran koefisien suku

pertama dari korelasi model 3 mencirikankekuatan bahan (yield strength) denganformulasi sebagai berikut:

b. Gambar I pada dasamya mempunyai keter-batasan yang cukup besar karena asumsi yangdigunakan dalam penurunannya. Hal itunampak daTi besaran kesalahan baku dankonstantanya. walaupun besaran koefisienkorelasinya cukup besar. Menurut I persamaan

korelasi itu diturunkan dengan berbagai asumsiyang menunjukkan bahwa, gaya gaya yangdiperhitungkan hanya berada pada satu bidang,daD gaya gaya yang terjadi menimbulkandeformasi plastis. Sudah tentu pada kenya-taannya tidak demikian, karena keheterogenanukuran butir dan sifat mekanik butiran sertakekasaran permukaan dan ketidakberaturansusunan butir dapat mengakibatkan efek mang.

c. Gambar 5 nampaknya mencirikan suatukesesuaian dengan fenomena yang mungkinterjadi. Gambar ini dikembangkan dari kore-lasi model pertama dengan membebaskanpenambahan suku-suku tekanan untuk meng-alokasikan efek ruang. Bila ditinjau daribesaran kesalahan baku daD koefisien korelasiserta sebaran datanya tarnpak bahwa, korelasiini lebih mendekati data atau data lebih banyakberada pada kurvanya. Hal ini mencirikanketepatan korelasi, tetapi model korelasi ini

K = 2.08 X 10-6 + 0.320(1/0"0)

dimana 0"0 adalah kekuatan bahan dalam satuanpsi. Bila persamaan itu digunakan untuk ketigabahan. maka akan diperoleh keku.'ltan bahankelompok 1 adalah 24512.01 psi, kekuatanbahan kelompok 2 adalah 26685.51 psi daDkekuatan bahan dari data pustaka adalah

116

Prosiding Presenta.ri /lmiah Daur Bahan Bakar NuklirPEBN-BATAN. Jakarta /8-/9Maret /996

tampaknya tidak berlaku untuk tekanan yangsangat kecil (mendekati nol). Hal ini ditun-jukkan dengan harga konstantanya.

tampak terjadi, karena dengan tekanan yangcukup besar itu kondisi itu terlewati.

Dari uraian tersebut nampak bahwa,meskipun model-model korelasi mencirikankorelasi yang cukup baik, namun keberlakuankorelasi-korelasi itu masih tetap terbatas padadaerah tekanan tertentu saja. Walaupun demikiankorelasi-korelasi ini masih tetap mampumemberikan gambaran pengaruh tekanan terhadapkerapatan kompakan yang akan bermanfaat untukmenentukan daerah operasi atau parameter

operasinya.

Memurut 4 clan beberapa pustaka lainnya,

ternyata ada tiga fenomena umum dalain prosespengompakan, yaitu pengompakan pada saatpengisian wadah (dies) dilanjutkan denganpengompakan, karena pergerakan butiran secaraindividu clan proses penyusunan ulang butiran,daD pengompakan karena butiran secara meratamengalami deformasi. Pengompakan pada saatpengisian wadah akan memberikan kerapatanserouk yang kira-kira sarna dengan kerapatanketuk serouk. Pada saat ini kekuatan kompakanbelum ada atau kecil sekali, Pengompakanselanjutnya menghasilkan kenaikan kerapatanyang terjadi akibat pergerakan butiran clanpenyusunan ulang. Pada 5.'lat ini sebagianbutiran mengalami deformasi yang mengaki-batkan daerah kontak antc'lr butir menjadi besar.Pada beberapa bagian butiran dapat pecahmembentuk butiran yang lebih kecil yangselanjutnya mengalami penyusunan ulang. Halitu dapat mengakibatkan terjadinya pengikatanantar butir clan penguncian mekanik (mechanicallocking) juga mungkin terjadi, Keadaan itumeng-akibatkan kompakan mempunyai kekuatan.Pada saat ini bila tekanan ditambah, makakekuatan pun bertambah. Sejalan dengan ituakan ada pula apa yang disebut denganpemulihan elastis (elastic recovery) yang akanmengakibatkan kompakan mengembang bilabeban ditiadakan atau pada saat kompakandikeluarkan daTi wadah. Fenomena ini meng-akibatkan kenaikan kerapatan kompakan padasaat dikeluarkan mulai mengecil sampai kondisitertentu, kemudian bahkan mungkin akan terjadipenurunan kerapatan sarnpai suatu kondisi yangmencirikan deforrnasi plastis telah homogendisemua tempat. Bila kondisi ini tercapai, makakerapatan kompakan akan terns naik sampaibatas tertentu sedemikian hingga penambahantekanan tidak lagi menambah kerapatan. Padasaat ini karakteristik kompakan mendekatikarakteristik bahan pejal yang sarna. Bilafenomena itu digambarkan dalam grafik antarakerapatan dengan tekanan, maka tampak kurvayang terjadi seperti yang ditunjllkkan dalamGambar 5. Sudah tentu tidak semua bahan akanmengalami hal itu tergantung pada karakteristikbahan itu sendiri clan besar tekanan awal yangdigunakan. Pustaka3 menunjukkan bahwa, padaumumnya pengompakan serbuk U02 untukpeletisasi di atas 30 MPa seperti data yangdigunakan untuk kurva pembanding. Padakondisi ini, fenomena pertama clan kedua tidak~

SIMP ULAN.

Dari pembahasan tersebut, dapat disimpulkanbahwa :I.Secara umum daD berdasarkan pembuktian

secara statistik, tekanan pengompakan secaranyata berpengaruh terhadap kerapatankompakan. Pengaruh itupun telah dapatditunjukkan dengan berbagai model korelasi.

2. Korelasi yang disusun didasarkan atas model-model korelasi yang sudah ada dan berdasarkanpengembangannya. Berdasarkan parameterstatistik pada umumnya model model itumemberikan korelasi yang benar, namunkeberlakuannya masih terbatas. Korelasi model5 menunjukkan model korelasi yang lebib baikdibandingkan dengan model lainnya akan tetapimasih terbatas.

3. Korelasi model 3 mampu memberikangambaran sifat mekanik bahan yangdikompakkan yaitu kekuatannya (yieldstrength). Serbuk kelompok I berdasarkankorelasi ini mempunyai kekuatan sebesar24512,01 psi, serbuk kelompok 2 sebesar26685,.51 psi, daD serbuk dari data pustakasebesar 20238,07 psi.

4.Besaran-bes.'lran itu sejalan pula dengan sifatkompresibilitasnya yaitu faktor kompresibilitasyang diperoleb dari korelasi model 4, yaituserbuk kelompok 1 mempunyai faktorkompresibilitas sebesar 0. 145, serbukkelompok 2 sebesar 0, 143 daD serbuk dengandata pustaka sebesar 0,713.

5. Kesimpulan 3 daD 4 diperkuat pula denganbukti pembandingan pengaruh tekananpengompakan terhadap kerapatan kompakanuntuk bahan logam yang lebih ulet.

6.Korelasi model 5 lebih banyak mencirikanfenomena yang terjadi pada prosespengompakan, walaupun korelasi ini tidakberlaku untuk tekanan menuju barga nolo(tekanan sangat kecil).

7.Harga-harga koefisien dari suku-suku tekananpada semua model korelasi pada umumnya

117

Pro.fiding Pre.fentasi Ilmiah DOIIr Bahan Bakar NuklirPEEN-BArAN. Jaka,ta 18-19 Maret 1996

.

mencirikan karakteristik bahan yangdikompakan.

8. Korelasi-korelasi yang diperoleh pada dasamyadapat dijadikan sebagai bahan untukmempertimbangkan parameter operasipeletisasi.

.

Sebelumnya bukan 8 Mpa akan tetapi 18 Mpayang menunjukkan daerah percobaan daDkenyataan setelah diekstrpolasi dan inter-polasi. Di luar daerah itu penyimpangannyamenjadi besar.Ya. bisa. akan tetapi selain itu juga tergan-tung pada distribusinya.

UCAPAN TERIMA KASIH

Pada kesempatan ini penulis berterima kasihkepada kelompok peletisasi subbidang teknologifabrikasi BEBE yang telah memberikan data danmelaksanakan peletisasi untuk percobaan ini.Ucapan terima kasih pun penulis sampaikankepada semua pihak yang telah membantu dalatnpercobaan ini.

2. Mulyadi R.Bagaimana pengaruh tekanan dan ukuran

butir terhadap kekuatan bahan ?

Widjaksana.Pengaruh tekana terhadap kekuatan bahan

adalah bahwa senakin besar tekanan, makakekuatan bahan akan meningkat sampaisuatu batas tertentu tergantung pada ronggadaD kandungannya pada saat dikompakkan.

.Ukuran butir pada dasamya akanberpengaruh pada luas kontak butiran yangpada saat dikompakkan memungkinkanpengikatan yang lebih banyak. Ukuran itusendiri tidak berpengaruh pada kekuatan,akan tetapi kompakan pada suatu kondisiakan mempengaruhi kekuatan

DAFTAR PUS TAKA.

3. Sugondo.Dalam membuat korelasi antara tekanan

pengompakan dengan kerapatan kompakanpelat mengapa tidak disinggung suhunya ataupengertian fisi. mohon penjelasan

Widjaksana.Pada kondisi makro, temperatur dapat

dianggap konstan, karena proses yangdilakukan ada pada kondisi dingin (coldpressing). Tetapi pada kondisi mikro adaperubahan/perbedaan temperatur akibatgesekan dari butiran, Perbedaan/perubahantemperatur itu mampu memberikan dayagerak pada difusi atomik di permukaananatar butir.

1. Jones W. D. M.Eng, Ph.D, F. 1. M.,"Fundamental Principles of PowderMetallurgy", Ed. I, Edward Arnold (Publisher)Lm, London, 1960.

2. Fritz ,L. Y., "Powder Metallurgy, Principles andApplication", Metal Powder IndustriesFederation, Princeton, New Jersey, April 1980.

3.Belle, J., "Uranium Dioxide: Property andNuclear Application", Atomic EnergyConunission, Washington DC, 1961.

4.Heckel, R. W., "An Analysis of PowderCompaction Phenomena", Transaction of TheMetallurgical Sosiety of AIME, vol 22 I,October 1961 7 J 00 1.

S. Randall, G.M.., "Powder Metallurgy Science ",ed. 2, Metal Powder Industries Federation,Princeton, New Jersey, 1989.

6. Goetzel, C.G., "Treatise on PowderMetallurgy", ed. I, Interscience Publishers Lm,1949.

TANYAJAWAB

4. Gunanjar.Disebutkan tekanan pengompakan antara 5

MPa s.d. 18 MPa yaitu 50-180 kg/cm2 (1MPa=IO kg/cm2). Orde tekanan tersebutmengapa relatif kecil, padahal biasanyadigunakan dalam orde ton/cm2. Mohonpenjelasan.

1. Nita S..Kenapa anda mamilih tekanan pengompakan

antara 5 Mpa s.d. 18 Mpa.Kenapa model yang anda gunakan tidak

berlaku untuk tekanan pengompakan lebihkecil dari 5 Mpa daft 8 Mpa.

.Apakah ukuran butir juga dapat mempe-ngaruhi kerapatan kompakan ?

Widjaksana.5 Mpa adalah bat.:'1S terendah hingga serbuk

dapat mengompak, sedangkan 18 Mpadidasarkan alas pengalaman yang telahdilakukan sebelumnya.

Widjaksana.Ukuran yang ditunjukkan pada dasarnya

bukan ukuran MPa (pascal) tetapi ukuranskala tekanan yang kesannya sarna denganskala penunjukkan.

118

I~ w

I wII M0

LAMI)lltAN

,

08.'1(°'.'.""°"."

,M'.,

Prosiding

119

Ket. t. Kel. I. d.. d.'. p.".'.

ta,,1

Ilmlah/II-BArAN,

Pro.fiding Pre.tenta.fi Ilmiah Dour Bahan Bakar NukIirPEBN-BATAN. Jakarta 18-19 Maret 1996

LAMPI RAN

08.ll(or.'..' No...'.,.ae t. ..". D.,. P ,.

~~i~~;;~~

~i~~:-"'

' '..'.'.1I"~

~Ic::;::::~~

.=::::::::~~-.

1

~.,."', ,...~

~

""""'"

---~---

:;:;:';"--~~

--

.,:':?""~-

./.~~:~=

, , ,'-"~'" -"~'" -OlD.'...",;; 1

120

I'rO$/J/", Pr.$.,,'o$/ 1""/0" Dour °""0" O"kor N"kl/r"EON-BATAN. Jokorlo 18-19M"r.' 1996

LAMrlJtAN

09.8. PENOAnUff TEKANI\tI PENGOMPAKANT!RHADAP D!NSITAS P!l!T MENTAH

4

o.,s.

~~~~I/)

~I/)

ffi0

0.7

2

3

,

0.55

0.5to

28 30

121