ISSN O~52::il77. KALIBRASI TUNG1T(U

KALIBRASI MUFFLE FURNACE

Aminhar dan Hadijaya Dahlan

ABSTRAK

Telah dilakukan kalibrasi muffle furnace sebagai informasi pendukung bagi pelaksana litbang

bahan bakarnuklir. Perlakuan panas atau pemanasan bahan bakar nuklir dapat dilakukan dengan

muffle furnace sampai batas suhu maksimum 1450 DC. Muffle Furnace dapat dioperasikan pada suhu

konstan dengan kebutuhan darB listrik sebesar 220 V -21 A. Kalibrasf dilakukan pada kisaran

antara 497-1068 °c dengan waktu pengoperasian selama 105 menit. Grafik hasil kalibrasi ulang

dengan grafik kalibrasi daTi pabrikan menunjukkan dUB garis yarlg berjarak. Pada pertambahanwaktu 90 menit, controller temperatur menampilkan angka 993 DC, sedangkan diagram kalibrasi

pabrikan menunjukkan suhu 1060 DC. Hal ini berarti telah terjadi penurunan kepekaan thermocouplemuffle furnace dalam menangkap sinyal panas sehingga dapat berdampak tidak akurasinya ta,77pilan

data suhu bilik pemanas. Kemungkinan lain adalah umur heating element telah melampaui batas

kadulawarsa sehingga laju rambat panas relatif lambat.

PENDUHULUAN BAGIAN UTAMA PENGUKURAN

1. Latar belakang

Percobaan melalui proses perlakuan pa-

nas memberikan data/informasi tentang ka-

rakteristik pengembangan suatu material yang

cukup penting [11. Dalam hal perlakuan panas

bahan struktur atau bahan bakar nuklir, digu-

nakan sebuah tungku (Muffle Furnace) untuk

proses pemanasan di bawah suhu 1450°C.

2. Tujuan

Kaliberasi Muffle furnace dilakukan

dengan tujuan untuk mengetahui kinerjanya

pada pengoperasian mencapai suhu 11 OO°C.

Ruang lingkup

Muffle Furnace dioperasikan pada $uhudari 497°C sampai bates maksimum yaitu

1068°C selama 105 men it. Setiap terjadi

pertambahan waktu 15 menit di.lakukan pengu-

kuran suhu bilik pemanas. Pengukuran suhu

dilakukan dengan menggunakan alat Kalibrator

Digital Pyrometer.

Pad a saat Furnace dihubungkandengan

pasok elektrik, saklar utama dalam posisi OFFdan pintu dalam keadaan tertutup rapat.

Furnace mulai memanaskan bilik pemanas

ketika saklar utama dinaikkan ke posisi ON.

Peilgoperasian Muffle Furnace dilaksanakan

melalui beberapa langkah sebagai berikut:

1. Saklar utama pada posisi ON.

2. Pintu furnace dalam keadaan tertutlJp.

Suhu yang dikehendaki diatur dengan me-

nekan tombol hitam dekat tampilan suhu,

tombol di I)ebelahnya diputar sampai men-

capai suhu pemanasan yang diinginkan.

3. Probe thermocoupel pyrometer ditempat-

kan melalui lubang belakang (bilik

pemanas) furnace.4. Kenaikan.§.J,!..t}y dan perubahan ~ yang

ditampilkan pad a thermocoupel pyrometerdin furnace oof1troller dicatat.

5. Furnace dimatikan dengan menurunkan

saklar utama ke posisi OFF.

Bilik pemanas adalah bagi~n utama yang

berhubungan dengan pengukuran suhUl21,'karena bagian tersebut merupakan tempat

berlangsungnya proses pemanasan spesimen.Pad a bilik pemanas terdapat heating element,

URANIA No.21-22/Thn.VI/Januari-ApriI2000 9

AMINHAI{ dnn HAD/JA '{ A DAHLAN Kalibra.l'i Nhljjle""urnace

thermokopel head, serta lubang saluran gasmasuk (melalui sisi bawah) aan lubang

saluran gas kelu;']r (melalui sisi alas).

jika termokopel diganti setiap 6 (enam) bulansekali[4].

KESIMPULANPad a pelaksanaail kalibrasi, probe dari

thermocouple pyrometer (kalibrator) dimasuk-kan ke bilik pemanas tersebut melalui bagian

belakang furnace. Data kalibrasi yang terbacadari tampilan pad a monitor digital dicatat pada

setiap pertambelhan waktu 15 menlt.

HASIL KI\LlBRASI DAN PEMBAHASAN

Kalibrasi furnace yang memi/iki

jangkauan suhu sampai 1068 °c telah selesai

dilaksa-nakan. Hasil kalibrasi suhu bilik

pemanas menunjukkan kinerja yang kurangakurat. Kallbrasi furnDce pads suhu bilik

pemanas 1068 °c dengan waktu pengope-

rasian selama 105 menit, menunjukkan

kecepatan ram bat panas rata-rata sebesar

10,17 °C/menit. Data hasil kalibrasi

menunjukkan bahwa pada pertambahan waktu90 menit controller temperatur menampilkan

bilangan 993°C, sedangkan mengacu padadiagram kalibrasi pabrikan menunjukkan suhu

1060 DC. Hal ini berarti telah terjadi penurunan

kepekaan thermocouple dalam menangkap

sinyal panas sehingga dapat berdampak tidak

akurasinya tampilan data suhu bilik pemanas.Di sisi lain, umur heating element teJah

me/ampaui batas kadulawarsa sehingga lajuram bat panas re/atif lambat.

Kalibrasi yang dilakukan sampai suhu

tertinggi, yaitu 1068 °c yang memerlukantotal waktu 105 men it. Kenaikan suhu bilik

pemanas yang membedakan pembacaan suhufurnace dengan pembacaan suhu

thermocoupel pyrometer (kalibrator) sepertiditunjukkan pad a Gambar 2.

Pad a saat muffle furnace dikirim ke

BAT AN pihak pabrikan menyertakan diagram

kalibrasi[3J. Diagram kalibrasi dari pihak pab-

rikan terse but menjadi acuan dasar karena

kinerja muffle fut;nace diasumsi belum

mengalami perubahan (masih dalam kondisi

baru). Namun, perubahan kinerjanya yangcukup berarti terlihat setelah dilakukan

kalibrasi ulang. Intensitas pemakaian furnace

serta faktor umur heating element ternyata

membawa pengaruh terhadap laju kenaikan

suhu pad a bilik pemanas. Hal ini tampak

terlihat pad a Gambar 3, di mana untuk

pertambahan waktu 90 menit con,troller hanya

menunjukkan bilangan suhu 993°C, dan hal itu

seharusnya 1060 °c (terdapat selisih 67 °C).

DAFTARPUSTAKA

1

2

3

Secara keseluruhan kiranya perlu digaris

bawahi pula mengenai keterkaitan antara

proses ram bat panas dengan akurasi hasil

pembacaan suhu oleh termokopel. Termokopel

pada tungku akan terus teroksidasi selama

tungku dioperasikan sekalipun pada suhurendah dan mengakibatkan pembacaan

menjadi kurang akurat. Agar ketepatan

pembacaan pad a Controller Temperature lebih

terjamin ketepatannya, maka akan lebih baik

4

BROOKS, CHARLIE R, "Heat Treatment,Structure and Properties of Non-ferrous

Alloys", ASM, Metal Park, OHIO 44073,

1982.

HOLMAN, J.P., "Heat Transfer", 5th Edition,

Mc.Graw-Hilllnternational Book Co, 1981.

ANONIM, Brosur Muffle Furnaces Model

BE -35, Fabbrica Apparecchi Scientifici E

Mobili Per Laboratori E Industriali., Milano

Italy, 1982.

DAHLAN, H., "Rancang Bangun TungkuPerlakuan Panas Bahan Struktut EBN",

Buletin Daur Bahan Bakar Nuklir PEBN,

URANIA No.15-16/Thn.IV/Juli-Oktober

1998, hal.1.

Para Penulis adalah

*Staf Bidang Teknologi BBRD,

**Pejabat Fungsional Litkayasa danStat Bidang TBBRR, P2TBDU, BATAN

10 URANIA No.21-22/Thn.VI/Januari-ApriI2000

AMINHAR dan HADIJA Y A DAHLAN Kalibra::i Muffle Furnace

TABEL-1 DATA KENAIKAN SUHU RUANG CHAMBER DENGAN FUNGSI WAKTU

Kenaikan Waktu,I

(men it) _I

Suhu CalibratorT .Pyrome~e! ; 0 C

Suhu ControllerTungku ; 0 C

Suhu Kaliberasi~abrikan; 0 ~

~441

564

672

775

881

982

1059

~

497596

696

795

894

993

1068

29425

600750875

9801060

1150

0

153045

60

7590105

Gambar.1. Muffle Furnace (tampak depan)

URANIA No.21-22/Thn.VI/Januari-ApriI2000 11

AMINHAR dan HADIJA Y A DAHLAN Ka(ibrasi MujJle Fltrnace

0 15 90 10530 45 60 75

Pertambahan Waktu (menit)

Gambar 2. Grafik hasil kalibrasi suhu Controller dan Kaliberator versus Waktu

200

0

0 15 90 10530 45 60 75

Pertambahan Waktu (menit)

Gambar 3 .Grafik perbandingan antara kalibrasi awal (pabrikan) dan Kalibrasi ulang

URANIA No.21-22rrhn.VI/Januari-ApriI200012

AMINHAR

clan HADIJAYA DAHLAN Kalibrasi MuJJle Furnace

TANYA JAWAB

1. Yusuf Nampira c. Setuju3. Dr. Suwardi

Prosedur yang digunakan dalam pelaksa-

naan kalibrasi apakah sudah mengacu

suatu prosedur standar ?

.Untuk membantu dalam menjawab

pertanyaan terakhir sdr. Tonny Siahaan

dijelaskan apakah kata Controller

temperatur yang terdapat pad a abstrak itu

yang dimaksud sensor atau meter atau

contoller setting?

Aminhar

Prosedur yang dilakukan masih menggu-

nakan prosed ural yang umuml yang masih

lama, belum mengacu pada standard

tertentu yang mung kin telah diperbaharui.

Aminhar

Controller temperatur adalah merupakan

komponen alat yang berfungsi untuk

mengendalikan suhu bilik pemanas.

Bukan sensor, Cbntoller setting, ya. ,

2, TonnySiahaan

Menurut Bapak yang dikalibrasi dalam

hat ini apakah Controller atau

Calibratornya ?

Mungkin perlu ditihat atau disimpulkan

bagaimana kenaikan suhu pad a selang

waktu tertentu ?

Kebutuhan daya listrik sebaiknya datam

watt

a

4. Drs. Purwadi Kasino Putro

b..Himbauan, mohon kalibrator thermokopel

yang digunakan sebagai kalibrator harus

dikalibrasi terlebih dahulu, sehingga hasil

kalibrasi yang dilakukan bisa dianggap

baik Ilayak digunakan.

c

AminharAminhar

a.Setuju, bahwa memang sebaiknya kali-

brator dikalibrasi terlebih dulu oleh

lembaga yang berwenang (seperti JNK

misalnya KIM -LIP!).

b.

Yang dikalibrasi adalah Controller yang

berhubungan dengan bilik pemanas.

Untuk lebih jelasnya lihat pada Grafik 1

dan 2, karena kesimpulan tulisan ini

mengacu kepada kedua grafik tersebut.