S3h
p~
~
N~
Ht
N~
k.. ~
XKcZ. I>SN1410-?6g6
PENERAPAN ALGORITMA PREDIKSI STRUKTUR KRISTAL KUBUS UNTUK KONT AMINAN T AK-LARUT PADA MATERIAL ISOLATOR GARDU INDUK
Tatang Mulyana, Enung Nurlia Puslitbang TeknikNuklir -BATAN
ABSTRAK PENERAPAN ALGORITMA PREDIKSI STRUKTUR KRISTAL KUBUS UNTUK KONTAMINAN TAKLARUT PADA MATERIAL GARDU INDUK. Telah diterapkan suatu algoritma untuk memprediksi struktur kristal kubus pada suatu material. Struktur kristal kubus pada suatu material terdiri dari 4 rasa, yaitu kubus sederhana (ks), kubus pusat muka (kpm), kubus pusat badan (kpb), dan intan. Untuk menjalankan algoritma ini diperlukan 3 jenis data. Data pertama adalah data yang menyatakan unsur kimia apa saja yang terkandung pada material. Data kedua adalah data senyawa kimia dan struktur kristal yang mungkin dimiliki oleh material. Data ketiga adalah data difraksi sinar x dari material. Data pertama diperoleh dari penggunaanperalatan penentuan unsur-unsurkimia seperti fluoresensi sinar x, mikroskop sapuan elektron, daD lain-lain. Data kedua terdapat dalam Tabel Hanawalt. Data ketiga diperoleh dari peralatan difraktometer sinar x. Dalam makalah ini disajikan penerapanalgoritma tersebut pada material kontaminan tak-larut yang terdapat pada isolator Gardu lnduk Petro Gresik. Hasil penelitian menunjukkan adanya kelebihan daD kekurangan pada metode ini. Kelebihan algoritma ini diantaranya adalah mudah dilakukan karena mempunyai sedikit perhitungan. Kekurangannya adalah adanya faktor intuisi, banyak sumber kesalahan dan sangat tergantung pada data yang terdapat dalam tabel Hanawalt.
Abstract APPLIED ALGORITM OF CUBIC CRYSTAL STRUCTURE PREDICTION FOR NON-SOLUBLE CONT AMINA TION MATERIAL. An algoritrn had applied to predict a cubic crystal structure on the material. The cubic crystal structure contained four phases, they are: Simple Cubic ( SC ), Face Centered Cubic ( FCC), Body Centered Cubic ( BCC ) and Diamond. To running this algoritrn was neededthree data types. The primary data types are obtain from using instrument of element's determination, such as X-ray Fluoresence,Scanning Electron Microscope ( SEM ) ,etc. The second data types are optained from Hanawalt table. The third data types are obtained from X-ray Difraktometer ( XRD ) instrument, In this paper present the logaritm applying to non-soluble contaminant material. From then on result show excess and lack exist. The excessesthis algoritrn among are simple because it has a lirttle calculation. The lack this algoritm among is intuition factor exist, many error source, and dependent upon data in Hanawalt table.
Kata kunci strukturkristal,kubussederhana, kubuspusatmuka,kubuspusatbadan,TabelHanawalt. PENDAHULUAN Kontarninan tak larut merupakan bahan yang menyerap air dan mengikat kontarninan garam di permukaan isolator. Hal ini menyebabkan timbulnya lapisan konduktif pada isolator tersebut. Lapisan yang bersifat konduktif ini akan mempengaruhi teganganflash over pada isolator tersebut. Tegangan flash -over dari suatu isolator merupakan parameter penting saluran transmisi yang ada di suatu Gardu lnduk PLN. 90
~J
Dalam penelitian ini, sampel kontaminan tak larot diperoleh dari isolator yang terdapat di Gardu Induk Petro-Gresik. Untuk mengetahui pengaroh kontaminan tak larot pada tegangan flash over isolator tersebut diperlukan pengetahuan tentang sifat fisik dan kimia dari kontaminan. Sifat fisik dan kimia dari suatu kontaminan dapat diketahui dengan mudah apabila diketahui material pembentuknya. Material yang
2$A~
1111
p~
A~
p~
~
~
K..t u~ ~
T""-~ ;..J... H~
I~
c,M.i.. Iwl..ft
T~H~,~N~. membentuk kontaminan di alam terdiri dari material yang bersifat konduktif dan material yang bersifat lembam (inert). Material yang bersifat konduktif terdiri dari garam-garam yang dapat terurai menjadi ion-ion, seperti nartium klorida, magnesium klorida dan nartium sulfat. Material yang bersi fat lembam terdiri dari material padat yang tidak dapat terurai menjadi ion-ion dalam larutan, diantaranya silikon oksida, tanah liat (kaolin, bentonit) clan semen portland. Oleh karena material tersebut termasuk material kristalin, maka untuk
HASIL DAN PEMBAHASAN Unsur-unsur yang terkandung pacta sampel kontaminan tak laru!. isolator Gardu lnduk Petro-Gresik yang diperoleh dari metode tluoresensi sinar x ditunjukkan pactaTabel I Data dari Tabel Hanawalt untuk senyawa kimia yang mengandung unsur-unsur Ca, Si , Zn , Fe, S dan Sr yang mempunyai struktur kubus ditunjukkan pacta Tabel
mengetahuinyadipergunakanmetode penentuanstruktur
2.
kristal. Dalam penelitian ini, penentuan struktur kristal dibatasi pada srtuktur kristal kubus, clan untuk menentukannya menggunakan suatu algoritma. Untuk menjalankan algoritma ini memerlukan 3 jenis data. Ketiga jenis data tersebut adalah : 1. Data fluoresensi sinar x atau mikroskop sapuan elektron. Data data ini memberi oinformasi unsur yang terkandung pada suatu material 2. Tabel Hanawalt. Data yang berisi nama senyawa kimia clan struktur
Data difraksi sinar x sarnpel kontarninan taklarut isolator Gardu Induk Petro Gresik ditunjukkan pada Gambar I Data pada tabel-tabel berikut ini adalah basil dari penerapan algoritrna (2f) perhitungan) dan data difraksi sinar x kontaminan tak-larut isolator Gardu Induk Petro Gresik (2 f)percobaan). Panjang gelombang sinar x (A.)yang digunakan adalah 1,5405 Angstrom Jika ditetapkan ketentuan bahwa senyawa kimia yang diprediksikan akan benar apabila pada data 2f) (perhitungan dan percobaan) minimal terdapat 3 buah data yang masing-masing memiliki L1 2f)< 0,5000, maka dapat disimpulkan bahwa kontaminan tak larut yang diteliti mengandung material FeO, y-Fe20J' CaO, SiO2, CaS, FeJS2,FeJO4,FeJS4,dan ZnFe204.
kristal 3. Data difraksi sinar x. Data yang berisi pola difraksi dari suatu material. Ketiga jenis data tersebut diolah dalam suatu algoritma sehingga diketahui material apa saja yang terdapat dalam kontaminan tersebut.
KESIMPULAN ALGORITMA Algoritma prediksi struktur kristal kubus adalah sebagai berikut : 1. Tentukan unsur kimia apa saja yang terkandung pada material. 2. Berdasarkan data yang diperoleh dari langkah 1, prediksikan senyawa kimia yang terkandung pada material. 3. Pilih senyawa kimia prediksi yang berstruktur kristal kubus pada Tabel Hanawalt. 4. Oari Tabel Hanawalt, untuk setiap senyawa kimia prediksi
hitung
Algoritrna untuk memprediksi kristal kubus pada suatu material dapat diterapkan untuk meneliti kontaminan tak-larut yang berasal dari isolator gardu induk Petro-Gresik. Hasil penelitian menunjukkan bahwa material tersebut mengandung FeD, y-Fe2D3, CaD, Sia2, CaS, Fe3S2, Fe3D4, Fe3S4, dan ZnFe2D4.
DAFTARPUSTAKA [1].
dhkJ dan 2 () dengan menggunakan
persamaan:
[2]. [3].
(1) [4].
e = arc sin -.J{IJ(2dhkU}
(2)
Ito, S., Influence of Non-Soluble Contaminants on Withstand Voltage of Artificially Contaminated Insulators, 8-th International Symposium on High Voltage Engineering, 1993, 121-124. Cullity B.D., Element of X-Ray Diffraction, addison-Wesley, London, 1959. Joint Commitee on Powder Diffiaction Standards, Powder Diffiaction File: Alphabetical Index Inorganic Compound, Pensylvania, USA, 1978. Joint Commitee on Powder Diffiaction Standards, Powder Diffiaction File: Set 1 -23, Pensylvania, USA, 1978
Bandingkan antara 20 (hasil perhitungan) denan 20 (data difraksi). Berdasarkan beda 20 yang telah ditetapkan dapat diketahui apakah material mengandung senyawa kimia prediksi.
~I
2SA~
1111
91
p~
A~
p~
~
~
~
U..t../.~
Td-L.,...;t ~ H~
t~
l.. G
t...i../t
T~H~.~N~. Tabel1.
No.
Data fluoresensi sinar x kontaminan tak- larut isolator Gardu Induk Petro-Gresik
Nama Unsur Ca
2
3
Si Zn
4
Fe
5
S Sr
6
Tabel3
%-berat 51,69 31,20
No
Oksida
~
3,08
~
0.30
2
110
3 4 5
III
Fasa Kubus
FeO
CaS
6-615 4-755 4-777 4-35 9 8-464
Fe) Sz
6-710
ZnS
19-629 16-713 22-1012
yFez0)
CaO SiOz
Fe) 04 ZnFez
7 8
Senyawa kimia prediksi kontaminan tak-larut isolator Gardu Induk Petro Gresik.
No. File
«-
Hanawalt ks 4,307 ks 8,350 ks 4,8105 ks 7,18 ksJ5£!!!5,6948 5,417 8,396 ~ 9,876 ~ 8,4411 kpb
ks
kpm
kpb
mtan
110
6 Tabel2.
Set hkl untuk fasa-fasa pada struktur kubus d~n!ukkan pada.
200
110 III
200
210 211
211 220
10
220 221 310
Hanawalt
II
311
311'
18,5505 69,7225 23,1401 51,5529 32,4307 29,3439 70,4928 97,5354 71,2522
12
222
222
9
4-
13
320
14
321
III 200
220
220
310
311 222
321
15 16 17 18 19
04
400 322 330
400
331
331
420
420
20 21
421
22
332
400
400
330 331
420 332
23 24
25 26 27
422 430 431 333
422
422
422
431
333
333
28
(
29
432
30 31
521
32
440
33 34
441 433 531 442
35 36 37
610
38
532
521
440
440
440
433 531 442
531 442
532
39 40
Gambar 1 Data difraksi Sinar X kontaminan tak-larut isolator gardu induk Petro-Gesik
92
~I
2SA~
1'1'1'1
620
620
630
620
p~
A~
p~
~
~
K..l.o4 u~
~
T~-l..M.t~
H~
I~
T~ H~,
~,
zsA~ 1'i'i'i
GMk 1...l../L
~
N...t.,..
93
p~
Tabel11.
94
A~
p~
~
~
K../,..,. U~ ~
1""-L.,...:t ~ H~ ,~ Gk I...l.-" 1~ H..ir-. fiE N~.
Data 28 (perhitungan dan percobaan) senyawa kimia prediksi Fe3S4
~,
2SA~
1111 Ke Daftar Isi