SIMULASI CREEP PADA MATERIAL SS304 UNTUK PREDIKSI LIFETIME

ABSTRAK
SIMULASI CREEP PADA MATERIAL SS304 UNTUK PREDIKSI LIFETIME. Fenomena creep
merupakan salah satu fenomena penuaan pada material yang menerima pembebanan pada temperatur
tinggi. Fenomena creep ini dapat ditemukan pada beberapa KSS (komponen, sistem dan struktur) PLTN,
misalnya pada bejana tekan reaktor. Untuk tetap menjamin integritas KSS, selain harus dapat memprediksi
umur pakai (lifetime) juga harus dapat memprediksi umur sisa creep. Dewasa ini, prediksi umur pakai suatu
material yang mengalami fenomena creep dilakukan dengan suatu persamaan empiris yang disusun melalui
serangkaian pengujian creep sedangkan untuk memprediksi umur sisa digunakan metode pengujian
accelerated creep test dan metalografi (replika). Metode melalui serangkain pengujian ini memiliki
kelemahan yaitu selain memakan waktu yang sangat lama juga memerlukan biaya yang besar. Oleh karena
itu, diperlukan suatu metode selain eksperimen yang berbasis simulasi berdasarkan finite element method
(FEM). Dalam makalah ini, akan dibahas tentang simulasi creep pada material SS304 untuk memprediksi
umur pakai. Simulasi dilakukan menggunakan paket program ANSYS. Dengan mempertimbangkan waktu
pengujian yang hasilnya digunakan sebagai data pembanding, pertama-tama simulasi dilakukan pada
temperatur konstan sebesar 600°C dengan pemberian tegangan 250 MPa dan 265MPa. Setelah itu, simulasi
dilakukan pada temperatur dan beban yang bervariasi. Kriteria umur pakai dalam pengujian adalah
patahnya spesimen selama pengujian dilakukan, sedangkan dalam simulasi umur pakai ditentukan jika
besarnya tegangan von-misses pada material melampaui besarnya tegangan luluh (σys) material. Dari hasil
simulasi diketahui bahwa untuk beban 250 MPa dan 265MPa, masing-masing memberikan umur pakai yang
besarnya mendekati hasil pengujian creep. Dalam simulasi dengan memvariasikan temperatur dan beban
diketahui bahwa semakin tinggi beban dan temperatur akan memperpendek umur creep. Dalam simulasi ini
disimpulkan bahwa hasil simulasi dapat digunakan untuk memprediksi umur pakai creep yang diperlukan
dalam tahap desain.
Katakunci: Creep lifetime, simulasi, ss304, metode elemen hingga
ABSTRACT
CREEP SIMULATION ON SS304 MATERIAL FOR LIFETIME PREDICTION. Creep phenomenon
is one of material ageing phenomenaon when material subjected to load in high temperatur. This
phenomenon can be found in SSC (structure, system and component) of NPP, such as reactor pressure vessel.
To assure the integrity of SSC, residual lifetime should be predicted besides prediction of lifetime itself.
Recently, service lifetime predictions of material which experienced creep are being performed using
empirical equation obtained from a set of creep testing. In the other hand, residual life assessments are being
performed using some methods ssuch as accelerated creep test and metalography (replica). A method using a
set of testing encloses a weakness of time and finance consuming. Thus, simulation base method is neede. In
this paper, creep simulation on SS304 material to predict service lifetime will be discussed. Simulations were
performed by ANSYS. In consideration of creep testing time, that creep tests were needed to validate
simulation results, first, simulations were performed under 600°C circumference and 250 MPa and 265MPa
stresses. After that, simulations were performed with variation of temperature and stress. In creep testing, a
material reaches service lifetimewhen specimen rupture, whilst in simulation, when von-misses occure on
material is larger than yield stress (σys). From simulation results, it was known that, for 250 MPa and
265MPa of stress gave a service lifetime which closed to testing result. In simulation with variation of
temperature and stress showed that creep lifetime decreased as increasing both of stress and temperature. It
is concluded that simulation method can be used to predict creep lifetime.
Keywords: Creep lifetime, simulation, ss304, finite element method.