Analisis Fatigue Struktur Heliks Generator Uap Pada Reaktor Nuklir Gas Temperatur Tinggi Akibat Beban Mekanis Dan Fluktuasi Termal Dengan Metode S-N Curve

Struktur heliks pada Helical Coil Steam Generator (HCSG) di Reaktor Nuklir Gas Temperatur Tinggi (HTGR) tipe HTR-PM mengalami pembebanan kompleks berupa tekanan mekanis (7–16 MPa) dan fluktuasi termal siklik (250–750°C). Kombinasi beban ini berpotensi menyebabkan kegagalan fatigue yang mengancam integritas komponen. Penelitian ini menganalisis ketahanan tiga material, Incoloy 800H, Inconel 625, dan Inconel 617 menggunakan metode S-N Curve melalui simulasi Finite Element Method (FEM) dengan ANSYS. Simulasi dilakukan dengan memodelkan pembebanan termomekanik lengkap, termasuk distribusi suhu, tekanan helium & fluida, serta boundary condition support. Hasil menunjukkan Inconel 625 memiliki performa terbaik dengan tegangan von Mises 148,74 MPa, di bawah fatigue strength 260 MPa pada 10⁷ siklus memenuhi kebutuhan desain 60 tahun (21.900 siklus). Incoloy 800H mencatat tegangan 220,9 MPa dengan fatigue life 1,2×10⁵ siklus, sedangkan Inconel 617 mengalami tegangan kritis 290,9 MPa yang melebihi endurance limit-nya (130 MPa), dengan umur hanya 540 siklus. Area kritis teridentifikasi di cylindrical support akibat pembatasan deformasi radial. Analisis safety factor memperkuat rekomendasi Inconel 625 (nilai 1,748), dibanding Incoloy 800H (1,358) dan Inconel 617 (0,446) yang tidak memenuhi standar untuk beban statis. Penelitian ini membuktikan efektivitas metode S-N Curve dalam prediksi fatigue komponen nuklir, sekaligus memberikan basis ilmiah untuk seleksi material HTGR. Rekomendasi penggunaan Inconel 625 didukung oleh simulasi yang mempertimbangkan parameter operasional nyata.
Kata Kunci: HTGR, helical coil, fatigue, metode S-N Curve, Inconel 625, FEM, ANSYS