manajemen penuaan instalasi penyimpanan bahan …

Prosiding Hasil Penelitian dan Kegiatan PTLR Tahun 2017 ISSN 0852-2979

MANAJEMEN PENUAANINSTALASI PENYIMPANAN BAHAN BAKAR NUKLIR BEKAS

Budiyono, ParjonoPusat Teknologi Limbah Radioaktif- BA TAN

[email protected]

ABSTRAK

MANAJEI\1EN PENUAAN INSTALASI PENYIMPANAN SEMENTARA BAHAN BAKAR

NUKLIR BEKAS. Instalasi penyimpanan sementara bahan bakar nuklir bekas merupakan salah satu jenisInstalasi Nuklir Nonreaktor. Instalasi ini dilengkapi dengan fasilitas keselamatan berupa struktur, sistem dankomponen (SSK). SSK yang penting untuk keselamatan dapat mengalami degradasi akibat penuaan. Oleh karenaitu dibutuhkan suatu kegiatan manajemen yang efektif untuk mempertahankan fungsi dan umur layanannya.Kegiatan bertujuan untuk menentukan strategi dan implementasi manajemen penuaan dalam meminimalkandegradasi material SSK kritis. Metode yang digunakan adalah studi literatur, penyusunan program, danimplementasi kegiatan. Kegiatan manajemen penuaan telah menghasilkan dokumen program manajemen penuaanyang memuat tentang struktur organisasi, metode pengumpulan data, penapisan SSK, identifikasi penuaan,strategi manajemen penuaan, surveil an penuaan dan evaluasi. Program manajemen penuaan telahdiimplementasikan di instalasi KH-IPSB3. Penapisan SSK telah menentukan bahwa liner kolam yang terbuat darimaterial SS 304 sebagai SSK kritis. Data laju korosi material SS 304 dalam lingkungan air kolam penyimpananadalah 0,002 mpy. Jika ditinjau berdasarkan waktu sejak mulai beroperasi hingga saat ini maka, liner kolampenyimpanan BBNB yang merupakan SSK kritis masih mempunyai ketebalan 2,999 mm. Artinya ketebalan linerkolam masih 99,96% dari tebal awal. Apabila perhitungan prosentase sisa ketebalan liner menggunakan nilai99,9%, berarti masih dibutuhkan waktu selama 40 tahun untuk meneapai ketebalan sisa tersebut.Kata kunei: Penuaan. struktur sistem dan komponen, korosi

ABSTRACT

AGING MANAGEMENT OF INTERIM STORAGE FOR SPENT FUEL. Interim storage for spentfilel is one type of nonreactor nuclear installation. This installation is equipped with safety facilities in the form ofstructures. systems and components (SSCs). SSCss that are important .for safety can be degraded by aging.Therefore. an effective management activity is required to maintain the fiinction and service life. The activityobjective is to determine strategy and implementation of aging management in minimizing critical material SSKdegradation. The method.for this sudy is literature study. program preparation. and implementation of activities.Aging management activities have produced aging management program documents that include organizationalstructure. data collection methods. SSK screening, aging identification, aging management strategies, agingsurveillance and evaluation. The aging management program has been implemented in ISFSF installations. SSKjiltering has determined that a pool liner made ofSS 304 material as a critical SSK. The data of corrosion rate ofSS 304 material in the water environment of storage pool is 0.002 mpy. If reviewed based on the time since itstarted to operate until now, the liner storage pool for spent filel which is a critical SSK still has a thickness of2,999 mm. This means that the thickness of the pool liner is still 99.96% of the initial thickness. If the calculationof the remaining percentage of liner thickness using the value of 99.9%, it still takes 40 years to reach theremaining thickness.

Keywords: Aging, structure system and components, corrosion

PENDAHULUAN

Kanal Hubung Instalasi Penyimpanan Bahan Bakar Bekas (KH-IPSB3) merupakan salah satujenis Instalasi Nuklir Nonreaktor. KH-IPSB3 berfungsi menyimpan sementara bahan bakar nuklirbekas, menyimpan material teriradiasi, melayani pemindahan material teiradiasi dan melayanipenyiapan kegiatan re-ekspor bahan bakar bekas. Karakteristik utama KH-IPSB3 adalah adanya kanalhubung dan kolam penyimpanan yang berisi air. Kanal hubung tersebut menghubungkan tiga instalasipenting yaitu Instalasi Radiometalurgi (IRM), Instalasi Produksi Radioisotop (IPR) dan Reaktor SerbaGuna G.A Siwabessy (RSG GAS) yang berfungsi sebagai jalur pemindahan BBNB dan materialteriradiasi lainnya. Kolam penyimpanan berfungsi untuk menyimpan sementara BBNB dan materialteriradiasi. Kapasitas kolam penyimpanan ada]ah ]458 bundel BBNB [I].

133

Budiyono, Parjono : Manajemen Penuaan ...

Untuk melayani tugas dan fungsinya, KHIPSB3 dilengkapi dengan fasilitas struktur, sistemdan komponen (SSK). Struktur sistem dan komponen KHIPSB3 adalah semua elemen yang memberikontribusi pada proteksi dan keselamatan instalasi. SSK yang penting untuk keselamatan dapatmengalami perubahan fisik akibat penuaan sehingga mempengaruhi fungsi keselamatan dan umurlayanannya. SSK yang sangat diperhatikan adalah SSK kritis, yaitu terdiri dari peralatan yang pentinguntuk keselamatan dan rentan terhadap penuaan tetapi tidak redundan, tidak mudah diperbaiki atautidak mudah diganti. Selama operasi KHIPSB3, aspek-aspek penuaan yang mempengaruhi SSK kritisharus dikelola dengan baik.

Penuaan adalah proses perubahan karakteristik SSK sebagai fungsi waktu dan/atau akibatpemanfaatan pada kondisi operasi yang menyebabkan degradasi material. Salah satu perubahan fisikyang teljadi sebagai fungsi waktu pada suatu instalasi nuklir adalah penuaan (aging) fisik padasegenap komponen dan peralatan yang ada di instalasi. Penuaan dapat menurunkan tingkatketersediaan (availability) dan kehandalan (reliability) SSK sehingga akan mempengaruhi kinerjapengoperasian instalasi secara keseluruhan. Jika penuaan terjadi pada SSK yang terkait dengan fungsikeselamatan maka akan membahayakan aspek keselamatan pekerja instalasi, masyarakat sertalingkungan di sekitar instalasi.

Kebolehjadian sebuah SSK mengalami kegagalan yang disebabkan oleh degradasi penuaanbiasanya akan meningkat bersamaan dengan lamanya (waktu) sistem terkena kondisi operasi, kecualijika dilakukan tindakan pencegahan. Penentuan dan penerapan tindakan perlawanan pencegahan perludilakukan, termasuk didalamnya adalah aktivitas seperti proteksi, perbaikan, pemolesan danpenggantian. Manajemen penuaan membutuhkan metodologi untuk mendeteksi dan mengevaluasikekuarangan/kelemahan yang dihasilkan oleh kondisi operasi dan menindaklanjuti dengan tindakanperlawanan untuk mencegah dan memitigasi kekurangan/kelemahan. Salah satu pendekatan terhadapmetodologi ini adalah penetapan bahwa SSK dapat melakukan fungsi keselamatannya selama operasidan dalam kondisi lingkungan operasi. Hal ini dapat dicapai dengan melakukan pemilihan secara tepatterhadap SSK yang menjadi subyek dari aktivitas pengamatan dan memasukkannya dalam sebuahkegiatan deteksi penuaan jangka panjang, melalui pengumpulan data dan evaluasi terhadap efekpotensial dari penuaan. Kegiatan ini akan disertai dengan tindakan perlawanan untuk pencegahan danmitigasi terhadap efek penuaan dalam rangka meyakinkan akan tercukupinya suatu tingkatkeselamatan dalam fasilitas.

Program Manajemen Penuaan disusun untuk merencanakan dan melaksanakan upaya-upayayang secara sistematis dan memadai dalam mengelola efek penuaan terhadap SSK. Khususnya SSKyang penting untuk keselamatan namun rentan terhadap penuaan. Manajemen penuaan dilakukan agarpengaruh penuaan terhadap SSK kritis masih dalam bat as yang dapat diterima. Manajemen penuaanKHIPSB3 melingkupi kegiatan penapisan SSK, identifikasi penuaan, surveilan penuaan, strategimanajemen penuaan, pengumpulan data, dan evaluasi penuaan.

Makalah ini memaparkan tentang kegiatan manajemen penuaan KHIPSB3 selama diperolehijin operasi dari Bapeten. Kegiatan bertujuan untuk menentukan strategi dan implementasi manajemenpenuaan dalam meminimalkan degradasi material SSK kritis karena pengaruh penuaan.

TINJAUAN PUST AKA

Sejak penuaan mulai mempengaruhi kondisi keselamatan umum dari fasilitas, maka diperlukansuatu upaya penanggulangan. Untuk mencapai manajemen penuaan yang efektif diperlukan suatupendekatan yang sistematis yang dapat memberikan kerangka kerja dalam mengkoordinasikan semuaprogram dan kegiatan yang terkait. Pendekatan yang sistematis dapat diperoleh dengan mengadaptasisiklus Deming [PLAN-DO-CHECK-ACT ] ke dalam manajemen penuaan SSK. Siklus pendekatanmanajemen penuaan ditunjukkan pada GambaI' 1.

134

Prosiding Hasil Penelitian dan Kegiatan PTLR Tahun 2017

IPLAN2. Koordinasi prog Penuaan

Dok persyaratan perundangan dan kriterlakeselamatan

Dok kegiatan2 terkaitTatalaksana koordinasi

Optimalisasi PMP berdasar pemahamankekinlan dan penllalan dlrl

ISSN 0852-2979

ACT

5. Perawatan SSK

Pengelolaan efek penuaanCorrrective maintenance

Penggantian

I',Pemahwnan PenuDn SSK

Dok persyaratan perundangan dan kriterlakeselamatan

Dok keglatan2 terkaitTatalaksana koordinasl

Optimallsasi PMP berdasar pemahamankekinlan dan penllalan dirl

ICHECK4. Inspeksl, monitoring, asesmen SSK

Pengujlan dan katibraslInspeksl selama perbalkanSurvellanDeteksl kebocoran

Pengelolaan rekaman

~3. Operasil Pemanfaatan SSK

Pengelolaan mekanismepenuaan

Pengoperaslan SSKsesuaiSOP dan spek teknisPengontrolan kand. kimiaPengontrolan IIngkunganRiwayat pengoperasian,term as uk kondisl transien

Gambar I. PDCA pelaksanaan Program Penuaan) [2]

Pemahaman Penumm SSK

Pemahaman terhadap penuaan yang teljadi pada SSK hams dilakukan. Pemahaman inimempakan kunci dari suatu manajemen penuaan yang efektif. Dasar desain. fungsi keselamatan yanghendak dicapai, stressor. mekanisme penuaan, dan dampak dari penuaan hams dipahami secaramendalam. Efek penuaan yang diakibatkan oleh beberapa kondisi operasi juga hams lebih dipahami.Jika kondisi atau mekanisme muncul secara bersamaan lnaka proses penuaan dapat teljadi lebih cepa!.

Degradasi material dapat disebabkan oleh f.1ktor radiasi, temperatur, tekanalL cycling, korosidan erosi. Secara umum pengamh mdiasi terhadap logam adalah peningkatan yield dan ultimatestrength yang menumnkan kekuatannya. Semua material dari bahan organik dan gelas sangat sensitifterhadap radiasi. oleh karena itu secara selektif hams dipantau tems selama dalam penggunaan.Temperatur di atas 60°C dapat menyebabkan degradasi beton karena dehidmsi yang menyebabkankemsakan integritas dan efektivitas perisai. Peningkatan temperatur pada beberapa bahan polimerakan menghasilkan pengemsan atau penumnan kekuatan tarik dan elastisitas, walaupun temperaturyang dimaksud dalam rentang operasional. Vibrasi dan pemlangan pembahan tekamm aliran atautemperatur akan meningkatkan tekanan beban yang dapat menyebabkan keretakan pada material danpada umunmya menimbulkan patah atau kemsakan fatique. Vibrasi dapat menyebabkan degmdasipada komponen elektronik dan instmmentasi. Vibrasi pada sambungan dan seal adalah snatu faktorserius yang mengancam integritas. Pergesemn posisi dan lokasi adalah suatu fenomena umum yangdisebabkan oleh vibrasi. Pergeseran relatif secara bemlang di antam bagian yang berdekatan akanmenimbulkan gesekan dan kelelahan. Korosi akan menimbulkan kemgian pada lnaterial melaluidegmdasi permukaan dan penumnan kekuatan. Korosi menyebabkan penumnan kekuatan melaluipengembangan keretakan. Efek lain dari korosi adalah deposisi partikel pada daerah rentan yangmenimbulkan ketidaknommlan fungsi dari suatu komponen. Kondisi opemsi seperti aliran fluidaberkecepatan tinggi dapat menyebabkan erosi atau pengikisan peralatcUl Erosi akan menghasilkankemerosotan permukaan dan menllmnkan kekuatan. Efek penllaan pada beberapa kondisi operasiditunjllkkan pada Tabel I. Efek penumll1 untuk kejadian operasi terantisipasi ditunjukkan pada Tabel2. Efek penuaan untllk beberapa lingkungan kondisi operasi ditunjukkan pada Tabel3.

135

bel L Efek

Budiyono, Parjono : Manajemen Penuaan

_n ____ H _______ ~---------- ••••••• --~ •••• -l~.J

Kondisi Mekanisme penuaanKOl1sekuensi/ KegagalanRadiasi

Perubahan sifat-Dekomposisi kimia-

Perubahan kekuatan-

Perubahan duktilitas-

Perubahan warna-

Swelling-

Pernbahan resistivitas-

Deraiat bakar

TemperaturPernbahan suat-Perubahan kekuatan

-Perubahan resistivitas

-Perubahan duktilitas

-Perubahan warna

TckananCreep-Pcrubahan bcntuk (mis. Patal}.

nmtuh)Gerakan-Pergeseran

-Pcrubahan posisi dan kcdudukan

Perubahan berulang. aliranletak

dan/atau bebal1. vibrasi

-Sambungan kCl1dur

karena aliranFatique

-Patah, mntllh-

Pembahan bentuk

Kelelahan

-Kemerosot,U1 Dermukaan

AliranErosi-Pcrubahan kckuatan

Kimia cairKorosi/ scl galvanis-Pembebasan matcrial radioaktif

-Pembahan kekuatan

-Pcrubahanposisi partikcl

-Hllbllng singkat

-kcbocoran

,cnuaanBanjir

Kebakaran

Tabel3. Efek pcnuaan untuk beberaKondisi

Kelembaban. salinitas

Agen kimia

Angin, debu, pasir

dan

as reaktif I - oenurunan kekuatan korosi

eras~Konsekucnsil Kcgagalan

kebocoran

pembebasan material radioaktifpcnurunan kckuatandeposisi partikel

_________ 1 hubllng singkatReaksi kimia - produk kimia tak diinginkankemerorosotan strnktur

Erosi dan dcposisi I - perubahan kekuatankemerosotan kekuatal1kegagalan fungsi kOlllDonen

Kordinasi pJ'ogram Manajemen PenuaanOptimalisasi program manajemen penuaan SSK dcngan cara koordinasi. integrasi, dan

modifikasi program dan kcgiatan tcrkait manajcmcn pcnuaan pcrlu dilakukan. Bcbcrapa kcgiatanlainnya adalah mcndokumcntasikan rcglllasi pcngawasan dan kritcria kcsclamatal1.mcndoku1l1cntasikan kcgiatan-kcgiatan yang rclcvan, mcnjclaskan 1I1ckanis1l1c koordinasi. danmcningkatkan cfcktivitas manajc1l1cn pcnllaan bcrdasarkan pCll1ahall1antcrkini.

Scjak pcnllaan 1I1ulai Il1c1l1pcngamhi kondisi kcsclamatan U1l111mfasilitas. dipcrlukan suatllpcndctcksian dan pcngkajian tcntang pcngaruh komponcn yang 1I1cnua tcrhadap kcsclamatan. Sllatu

136


program untuk deteksi efek penuaan dilaksanakan secara teratur dalam rangka kegiatan manajemenpenuaan. Program didasarkan pada informasi data desain, perawatan dan pengujian periodik darikomponen dan sistem. Insiden dan kegagalan aktual dijadikan sebagai suatu faktor yangdiperhitungkan dalam program, dan selain itu juga dilakukan estimasi dari umur sisaoperasilpelayanan dari komponen yang ada. Program penuaan juga memuat metode untuk seleksi dankatagorisasi komponen yang akan menua, aktivitas pemeriksaan (surveillance), metode pengumpulandata dan metode lebih lanjut untuk evaluasi efek-efek penuaan. Pengkajian efek penuaan sangatbergantung pad a kegiatan pengumpulan, penyimpanan dan evaluasi data, oleh karena itu perhatianharus dicurahkan untuk hal-hal terkait dengan kegiatan ini.

Program deteksi penuaan mempunyai daftar SSK instalasi dan analisis kemungkinanpenuaannya. Seleksi dan katagorisasi dari perangkat yang akan mengalami proses penuaan dilakukanselama proses perancangan. Material dan perangkat diseleksi untuk meminimasi efek penuaan. Prosesseleksi meliputi identifikasi terhadap kondisi operasi khusus; keterkaitan dengan keselamatan;material pembuat; mode operasi yang dibutuhkan; persyaratan pengujian; persyaratan perawatan;perkiraan umur operasi termasuk estimasi penggunaan pra pelayanan; dan kemudahanpenggant iannya.

Katagorisasi SSK yang diperkirakan akan mengalami penuaan harus dilakukan berdasarkanbeberapa faktor keterkaitan, yaitu keselamatan, kemudahan diperbaiki atau diganti. Perangkat yangmempunyai faktor keterkaitan/kepentingan utama, tidak mempunyai redudansi, tidak mudahdiperbaiki atau diganti sebagai katagori I. Per:angkat yang mempunyai faktor keterkaitan utama, tetapimemiliki redudansi, mudah di periksa atau mudah diganti sebagai katagori 2. Perangkat yang tidakmempunyai keterkaitan yang utama tetapi tidak mudah untuk diperiksa atau diperbaiki sebagaikatagori 3. Perangkat selain katagori 1,2 dan 3 disebut dengan katagori 4.

Operasi/ Pemanfaatan SSKPengelolaan mekanisme dan efek-efek penuaan selama penggunaan SSK bertujuan untuk

meminimalkan degradasi. Beberapa unsur kegiatan yang penting dilakukan adalah penggunakanprosedur operasi dan Batas Kondisi Operasi yang benar, pengendalian kondisi kimia, danpengendalian kondisi lingkungan. Penyebab utama fenomena penuaan kebanyakan timbul dari kondisioperasi, yang mendukung aktuasi mekanisme penuaan. Tingkat radiasi, temperatur dan tekanan padakondisi operasi normal akan mempengaruhi sifat fisik dari suatu material. Perubahan berulang(cycling) dari temperatur dan tekanan akan mempercepat proses kemerosotan (deterioration). Kondisilingkungan yang dimaksud adalah kondisi iklim seperti kelembaban, kebekuan dan angin, dan kondisilokasi seperti salinitas, pasir, debu dan agen kimia. Efek dari kondisi ini secara umum adalah korosi,erosi atau reaksi kimia tidak dikehendaki terhadap perlengkapan yang terpapar oleh lingkungantersebut.

Inspeksi, Monitoring, dan Asesmen SSKInspeksi, pemantauan, dan pengkajian SSK bertujuan untuk mendeteksi, memantau, dan

mengkaji efek-efek penuaan. Kegiatan yang dilakukan meliputi pengujian dan kalibrasi, Pre-serviceand in-service inspection, surveilan, deteksi kebocoran, dan pemantauan vibrasi. Aktivitaspemeriksaan penuaan adalah bagian dari program deteksi penuaan yang merupakan suatu programjangka panjang. Aktivitas pemeriksaan penuaan direncanakan secara konsisten dengan seleksiperangkat, proses katagorisasi dan kualifikasi komponen. Aktivitas juga mengambil pengalamanberharga dari program perawatan pencegahan dan pengujian periodik.

Bukti nyata adanya penuaan dapat timbul secara bertahap dan tiba-tiba. Oleh karena itupengamatan dan inspeksi visual yang teliti dalam program inspeksi in-service periodik atau yangterjadual untuk semua komponen dan sistem dilaksanakan. Gejala yang timbul dari masalah penuaanadalah distorsi dimensi, permukaan atau material, kebocoran, retak dan perubahan warna. Efekpenuaan dapat terdeteksi melalui adanya perubahan dari parameter terukur. Parameter-parametertersebut secara periodik diukur secara konsisten, dan hasil pengukurannya dibandingkan dan dikaji.Parameter fisik seperti temperatur, tekanan, Jaju alir, tingkat radiasi, kualitas air adalah merupakanindikator dari kondisi SSK. Banyak efek penuaan yang tak dapat diukur secara langsung. Aktivitasyang terencana disiapkan untuk memfasilitasi kinerja teratur dari pengujian menyeluruh yangdibutuhkan. Pengujian digunakan untuk melihat adanya tanda kemerosotan (deterioration). Pengujianterjadual menghasilkan informasi seksama untuk mengkaji efek-efek penuaan. Uji tak merusakberguna untuk mengidentifikasi degradasi karena penuaan. Hasil pengujian, yang bergantung padaspesifikasi desain dan pengoperasian dari suatu fasilitas, di evaluasi untuk mendapatkankecenderungan geja!a yang dapat mengindikasikan adanya masalah penuaan.

137


Perawatan SSK

Perawatan SSK bertujuan untuk mengelola efek-efek penuaan dan memitigasi degradasi yangterjadi. Metodenya adalah dengan preventive maintenace, corrective maintenance, manajemen sukucadang, dan penggantian. Hasil pengamatan dan pengujian dimanfaatkan untuk mengkaji adanyadegradasi SSK dalam rangka melaksanakan tindakan pencegahan dan koreksi. Profil dan sifat penuaandapat dikembangkan dari aktivitas ini, sehingga memungkinkan dilakukannya penggantian terhadapkomponen yang menua sebelum terjadinya degradasi dan kegagalan terduga. Frekuensi pengamatandan pengujian dioptimasi berdasarkan desain, data, dan rekomendasi pabrikan pembuatnya.Pengamatan terhadap material termasuk didalamnya uji kupon material dalam kondisi operasi normal.Kupon diambil dari tempatnya untuk kemudian diuji sehingga tidak mengganggu material komponenitu sendiri. Aktivitas pengamatan dan pengujian dievaluasi secara periodik bersamaan dengan analisisdata yang telah terkumpul.

Komponen terkait keselamatan membutuhkan perhatian khusus untuk mencegah agar efekpenuaan tidak menyebabkan kegagalan yang tak diinginkan. Dalam kasus tersebut, filosofi perawatanpencegahan adalah merupakan satu pendekatan yang harus diadops. Perawatan pencegahandimanfaatkan untuk mendeteksi dan memitigasi degradasi dan kegagalan komponen, struktur dansistem, didalamnya termasuk perbaikan, penggantian dan pembaharuan dengan pemolesan. Programperawatan pencegahan dijadualkan berdasarkan rekomendasi pabrikan, syarat garansi dan pengalamanoperator fasiJitas. Cara ini sangat sesuai untuk perangkat standar, dan optimasi waktu mungkindiperlukan pengalaman sejalan dengan perkembangan perangkat. Untuk komponen dan sistem yangterekspos langsung dengan lingkungan yang dapat mempercepat efek dari penuaan, informasi dariliteratur dan pengalaman dari fasilitas yang lebih tua dapat digunakan untuk membuat suatu programperawatan pencegahan sesuai dengan laju kegagalan terprediksi. Program perawatan dievaluasi secaraperiodik bersamaan dengan analisis dari data yang terakumulasi. Evaluasi periodik terhadap dataselalu dilakukan, Kesimpulan menyeluruh terhadap semua data yang tersedia dari suatu problem yangspesifik harus disiapkan. Semua faktor dipertimbangkan secara sistematis dalam rangka mengambilkeputusan apakah sistem akan diperbaiki, diperbaharui atau diganti.

GambaI' 1 memperlihatkan bahwa setelah tahap strategi manajemen penuaan yang ke 5kemudian dilanjutkan kembali ke tahap 1 dalam rangka meningkatkan efektivitas program manajemenpenuaan. Demikian seterusnya siklus pendekatan pelaksanaan manajemen penuaan tersebutberlangsung.

METODE

Kegiatan manajemen penuaan ini menggunakan metode studi literatur, penyusunan programmanajemen penuaan dan implementasi program. Studi literatur digunakan untuk menentukan strategiyang efektif dan terkini dalam penyusunan program manajemen penuaaan. Program manajemenpenuaan digunakan untuk panduan implementasi kegiatan di KH-IPSB3.

PEMBAHASAN

Program Manajemen Penuaan KH-IPSB3Sebagai bentuk strategi yang proaktif, manajemen penuaan SSK yang penting bagi

keselamatan dilaksanakan pada seluruh tahapan instalasi. Tahapan suatu instalasi nuklir adalah mulaidari desain, fabrikasi dan konstruksi, komisioning, operasi, dan dekomisioning. Pada tahap operasiinstalasi KH-IPSB3, manajemen penuaan dilakukan secara sistematis dengan menyusun programmanajemen penuaan yang tepat. Penyusunan program telah mempertimbangkan kualifikasi personiluntuk memahami konsep dasar manajemen penuaan selama operasi, perawatan, dan rekayasa. Unsurunsur penting dalam manajemen penuaan KH-IPSB3 adalah pembentukan organisasi, pengumpulandata, penapisan SSK, identifikasi penuaan, penetapan strategi manajemen penuaan, implementasiprogram dan evaluasi [4]. Program manajemen penuaan KH-IPSB3 telah meningkatkan kesadaran,motivasi dan rasa memiliki SSK. Prosedur operasi, peralatan dan material digunakan secara benar.Jumlah dan kualifikasi untuk pekerjaan tertentu dapat terjamin kecukupannya. Penyimpanan sukucadang dilakukan secara benar untuk meminimalkan efek-efek penuaan. Komunikasi internal danekstemal dilakukan secara efektif Database riwayat kehandalan dan perawatan SSK digunakan secarabaik. Penggunaan metode uji tak merusak dan pemantauan penuaan memadai dan terkualifikasi.

Metode pengumpulan data yang digunakan dalam manajemen penuaan KHIPSB3 meliputipenelusuran data informasi spesifikasi teknis terkait SSK, data surveilan penuaan, data operasi, dataperawatan, data perbaikan, dan penilaian keselamatan berkala. Data dan informasi yang diperlukan

138

Presiding Hasil Penelitian dan Kegiatan PTLR Tahun 2017 ISSN 0852-2979

sehubungan dengan manajemen penuaan diantaranya adalah data dasar SSK kritis. Berdasarkandokumcn dcsain, stmktur kanal hubung dan kolam pcnyimpanan bahan bakar nuklir bckas tcrdiri dari4 lapis yaitu bcton, mild steel, bcton dan liner. Dinding bagian luar mcnggunakan bcton bcrtulangsctcbal 1,7 m scdangkan dinding dalam sctcbal 0,295 m Diantara kcdua bcton tcrdapat mild steelscbagai pcngungkung sckundcr. Dinding bcton bagian dalam kolam pcnyimpanan diberi liner daribahan stainless steel 304 dcngan kctcbalan 3 mm Sambungan anlara Icmbaran liner mcnggunakanmctodc las 11].

Data riwayat opcrasi dan pcrawatan tcrkait SSK kritis adalah dilakukannya kcgiatan re-cksportatau rcpatriasi bahan bakar nuklir bckas (BBNB). Kcgiatan tcrkait rcpatriasi yang tclah dilaksanakandi KHIPSB3 adalah pemindahan 42 bundel bahan bakar bekas dari RSG ke kolam KH-IPSB3dilanjutkan dcngan pcmindahan bahan bakar bckas tcrscbut dari kolam kc cask TN-A17R pada tahun2009. Pemindahan material teriradiasi dari PRSG ke INUKI melewati kanal hubung dilakukan ratarata 3 - 4 kali sebulan dan sudah dilakukan scjak ta]um 2009 hingga sekarang. Kcgiatan pcrawatanyang dilakukan pada tahun 2008 adalah pengelasan titik-titik kebocoran liner kanal hubung dan kolampcnYl1npanan.

Dokumen Program Manajemen Penuaan KHIPSB3 telah menguraikan secara rinci tentangtahap penapisan untuk mendapatkan SSK kritis. Program sudah mencakup se]umh SSK kritis yangpenting untuk keselamatan selama operasi KHIPSB3. Penentuan SSK kritis berdasarkan PerkaBapeten Nomor 7 tahlln 20]2 pasal 15 bahwa yang termasuk SSK kritis ada]ah SSK yang pentingllntllk keselalnatan yang tidak redllndan, tidak mlldah diganti dan tidak mlldah diperbaiki [4]. Darihasil proses pcnapisan dipcroleh kesimplilan ba]m'a SSK kritis KH IPSB3 adalah liner stainless steelkolam pcnyimpanan bahan bakar nllklir bekas [5].

Potensi yang menyebabkan penuaan, mekanisme penllaan dan efek penuaan pada linerstainless steel kolam penyimpanan bahan bakar nuklir bekas yang mempakan SSK kritis ditunjukkanpada Tabel 4. Lim1er kolam/ kanal penyimpanan BBNE menggllnakan bahan SS304. Efek penllaanliner yang mungkin terjadi adalah bocor/ retak. Kebocoranf keretakan liner disebabkan o]ehmckanisme korosi akibat pengamh lingkungan. Selama operasi KHIPSB3, liner SS304 dalam kondisiterendam air kolam/ kanal penyimpanan. Oleh karena itu potensi penyebab korosi ada]ah kimia air.Kondisi kimia air kol£l[n penyimpanan dijaga pada ni]ai tertentu llntllk menghambat tetjadinya korosipada liner.

---------~----------- --.,-Potcnsi McironismcSSK

BahanPcnycbabPcnuaanEfck Pcnuaan

PcnuaanLiner kolam & SS 304Kimia airKorosi

-Retak

kanal-Bocor

-Retak

Stmktur kolam

BetonKelembaban,korosi

-Bocor

salinitas

-Penurunan

kekuatan

Tabe] 4. Potensi. Mek . dan Efek P da SSK Kri .

Implcmcntasi Manajemen Penuaan KH-IPSB3Smveilan penllaan SSK kritis telah dilakukan secara berkesinambllngan selcuna umur operasi

KH-IPSB3. Kegiatan survcilan penllaan terscbllt mcmpcrtimbangkan hasil pcnapisan SSK, spcsifikasitcknik, hasil idcntifikasi pcnllaan, pcrsyaratan inspcksi in-service, pcrsyaratan pcmantauan paramcter,pcrsyaratan llji kinctja, dan pcnga]aman opcrasi. Kcgiatan survcilan air kolam dan sample pcnuaanKH-IPSB3 ditunjukkan pada Gambar 2. Kcgiatan pcngujian tebal liner dan retak beton dit1l11iukkanpada Gambar 3.

139

..


5urveilan airkolam

penyimpananBBNB

Pengujian korosibahan 55 dan AIdalam air kolam

KHIP5B3

Gambar 2. Kegiatan surveilan air kolam dan sample penuaan KH-IPSB3

Surveilancrackbeton

~urveilan A',Imer •

kola'!1 ~... ~ tpenYlmpa ---I ,'(~nan i1SSNS

~

Gambar 3. Kegitan pengujian teballiner dan retak betoll

Selama kegiatan operasi KH-IPSB3. dilakukan pcmantauan mtin terhadap penuaan linerkolam. Komponen yang kemungkinan besar berpcngamh terhadap penuaan liner stainless steel dikolam pcnyimpanan BBNB adalah kondisi kualitas air kolam. Oleh karenanya pemantauan nilai pHdan konduktivitas air kolam penyimpanan BBNE dilakukan secaI'a mtin dan tems menems.Pemantauan mtin dilakukan minilnal satu kali dalam seminggu dengan alat yang telah terkalibrasi.Hasil pelnantauan selama opcrasi dilunjukkan pada Tabel 5.

Tabel 5. Data hasil pemanlauan kondisi air kolam penyimpanan BBNB

Obvek yang dipantau Nilai temkurNilai BKOpH

5,6 - 7,15.5 - 7.5Konduktivitas

1.36 - 1.54< 15 ~IS/cm

Air mempakan substansi yang agresif lerhadap logam yang dibasahinya meskipun air beradadalam keadaan mumi. Hal ini disebabkan karena air akan terionisasi menghasilkan ion H+ dan OH-.Air murni memberikan konlribusi kecil lerhadap konduktivitas Iistrik karena air hanya akan

140


memberikan ion H+ dan OH- dalam jumlah yang relatif kecil. Air akan memiliki konduktivitas tinggijika air mengandung berbagai impuritas terlarut dan terionisasi dalam air. Pada suhu 25°C air murnimempunyai konduktivitas listrik = 0,56 /JS/cm [6]. Oari Tabel 5 dapat dilihat bahwa nilai rata-ratakonduktivitas air kolam penyimpanan BBNB relatif stabil dibawah nilai batas maksimal yangdipersyaratkan, ]5 /JS/cm. Hasil pemantauan konduktivitas air kolam berkisar antara 1,36 - 1,54/JS/cm [7]. Nilai konduktivitas tersebut jauh lebih kecil dari nilai batas konclisi operasi yang amanyang tercantum cialam Laporan Analisis Keselamatan yaitu < ]5 /JS/cm [I]. Tabel 5 jugamenunjukkan bahwa nilai rata-rata pH air kolam selalu beracla pada rentang nilai pH minimal danmaksimal dalam kondisi batas operasi normal. Hasil pemantauan pH air kolam bervariasi antara 5,6 7,1. Nilai pH tersebut memenuhi syarat konclisi batas operasi normal yaitu pada kisaran 5,5 -7,5. [I]

Oari data-data terse but menunjukkan bahwa kualitas air kolam penyimpanan BBNB terjagasangat baik pada kondisi pH antara 5,6 - 7, I clan konduktivitas antara 1,36 - 1,54 /JS/cm. Hal inisesuai dengan batas kondisi operasi yang dipersyaratkan cialam LAK. Dengan nilai terse but berartikemungkinan terjadinya korosi pada liner yang diakibatkan karena pengaruh air kolam sangat kecil.

Pengujian korosi telah dilakukan untuk melihat ketahanan liner kolam terhadap oksidasi ketikadiberi potensial luar. Seberapa besar kecepatan korosi pada material liner akan terjadi. Hasilpengukuran laju korosi pada sampel kupon material SS304 sebagai material yang sarna dengan linerkolam penyimpanan BBNB diperlihatkan pada Tabel 6.

Tabel.6. Hasil pengukuran laju korosi kupon SS304 dalam lingkungan air kolam KHIPSB3 [8]

Sam pel Ecorr(m V)IcorrjJa~m V)flc(mV) ..··CR(mpy)

(J1A/cm2) SS304-76,5024,595,170,002

Besar kecilnya harga potensial korosi mengindikasikan kecenderungan sampel untukmengalami oksidasi selama beracla dalam media pengkorosi. Jika potensial korosi bebas dari sampelyang terukur rendah berarti sampel tersebut mudah teroksidasi, dan jika potensial korosi dari sampelyang terukur tinggi berarti sampel mudah terecluksi [8]. Tabel 4. menunjukkan bahwa laju korosiuntuk material SS 304 dalam lingkungan air kolam KHIPSB3 sebesar 0,002 mpy atau dengan katalain bahwa liner kanal dan kolam mengalami pengurangan sebesar 0,002 mili inci/tahun. Jika dihitungberdasarkan waktu sejak mulai beroperasi hingga saat ini maka, liner kolam penyimpanan BBNByang menggunakan material sama SS304 masih mempunyai ketebalan 2,999 mm. Artinya ketebalanliner kolam masih 99,96%. Apabila perhitungan prosentase sisa ketebalan liner menggunakan nilai99,9%, berarti akan dibutuhkan waktu selama 40 tahun ke clepan.

Untuk memastikan kondisi liner sesuai dengan hasil dari metode pengukuran laju korosi kupondiatas, juga dilakukan metode pengukuran langsung keteba]an liner dengan a]at ultrasonik. Hasilpengukuran menunjukkan bahwa liner ko]am dan kana] masih setebal 3 mm. Sehingga kedua metodemenghasilkan nilai pengukuran yang hampir sama. Selama operasi KH-IPSB3 belum dilakukanmodifikasi SSK kritis. Kegiatan yang telah dilakukan hanya perawatan liner stainless steel yangdilakukan pad a tahun 2008. Kegiatan perawatan yang dilakukan adalah pengelasan titi-titikkebocoran.

KESIMPULAN

Oari bahasan diatas dapat ditarik kesimpulan bahwa KH-IPSB3 telah memiliki programmanajemen penuaan yang memuat tentang struktur organisasi, metode pengumpulan data, penapisanSSK, identifikasi penuaan, strategi manajemen penuaan, surveilan penuaan dan evaluasi. Programmanajemen penuaan telah diimplementasikan di KH-IPSB3 untuk meminimalisir degradasi materialSSK kritis akibat penuaan. Jika dihitung berdasarkan waktu sejak mulai beroperasi hingga saat inimaka, liner kolam penyimpanan BBNB yang merupakan SSK kritis masih mempunyai ketebalan2,999 mm. Artinya ketebalan liner kolam masih 99,96% dari tebal awal. Apabila perhitunganprosentase sisa ketebalan liner menggunakan nilai 99,9%, berarti akan dibutuhkan waktu selama 40tahun untuk mencapai ketebalan sisa tersebut.

Masalah ke depan yang perlu dikaji secara mendalam adalah potensi kebocoran yang terjadipada sambungan las liner. Pengaruh lingkungan terhadap kualitas sambungan las pada liner kolambisa jadi berbeda dengan pengaruhnya terhadap bahan liner SS304

141


DAFT AR PUST AKA

[I] Laporan Analisis Keselamatan Kanal Hubung Instalasi Penyimpanan Sementara BahanBakar Bekas (LAK KH-IPSB3), rev 7, PTLR - BATAN, 2009.

[2] Bambang Herutomo, Manajemen Penuaan Instalasi Nuklir, Diktat Pemeliharaan INNR,201l.

[3] Dokumen IAEA TECDOC-792, Management of Research Reactor Ageing.[4] PERKA BAPETEN No 7 Tahun 2012 tentang Manajemen Penuaan Instalasi Nuklir

Nonreaktor.

[5] BUDIYONO, "Penentuan Struktur Sistem Dan Komponen Kritis Untuk ManajemenPenuaan Kanal Hubung Instalasi Penyimpanan Sementara Bahan Bakar Nuklir Bekas",Prosiding Hasil Penelitian dan Kegiatan PTLR Tahun 20] 4, PTLR, Serpong, 2015.

[6] SUMIJANTO, Diktat lv!anagemen Penllaan Dan Aspek Kesetamatan Dari ReaktorPenelitian, BAPETEN, Jakarta, (2005).

[7] YHON IRZON, TITIK SUNDARI, DYAH SR, DARMA WAN AJI, "Pemantauan AirPendingin di Instalasi Penyimpanan Sementara Bahan Bakar Nuklir Bekas (IPSB3)",Prosiding Hasil Penelitian dan Kegiatan PTLR Tahun 20 I4, PTLR, Serpong, 20 I5.

[8] RAHA YU KUSUMASTUTI, GENI RINA SUNARYO, "Anal isis Laju Korosi MaterialAIMg2 Dan SS304 Dalam Lingkungan Air Kolam Penyimpanan Bahan Bakar Bekas(ISSF)" Seminar Nasional Teknologi Pengelolaan Limbah XII, PTLR, Serpong, 2014.

142

manajemen penuaan instalasi penyimpanan bahan …

Documents