BAB III PROSEDUR PENELITIAN Penelitian yang di gunakan oleh penulis dengan metode deskritif kuantitatif. Yang dimaksud dengan deskritif kuantitatif adalah jenis penelitian terhadap masalah‐masalah berupa fakta‐fakta yang ada dan data kualitatif berbentuk angka (nominal, dan kontinum, ordinal, interval, rasio) Dalam penelitian ini, penulis akan menjelaskan proses penelitian yang dilakukan untuk mengetahui corrosion rate dan sisa umur pada peralatan bejana tekan yang sampai sekarang masih digunakan pada unit pengolahan minyak bumi Pertamina Dumai, di penelitian ini penulis mengambil data dari hasil pengukuran ketebalan peralatan bejana tekan dengan alat ultrasonic corrosion gage yang telah diukur pada tahun 1998, tahun 2001 dan tahun 2004. Pengukuran ketebalan di lakukan dalam jangka waktu 3 tahun dan sekaligus sebagai persyaratan dari MIGAS (Lembaga Minyak dan Gas Bumi) untuk memonitor laju korosi dan menganalisa sisa umur peralatan tersebut agar mendapatkan sertifikat perpanjang lisensi MIGAS bagi peralatan bejana tekan yang telah diukur. Penelitian terhadap peralatan bejana tekan yang berada di Pertamina Dumai dengan teknik pengukuran ketebalan pada material peralatan bejana tekan diambil pada keadaan sedang beroperasi pada tahun 2004 sedangkan pada tahun 1998 dan tahun 2001 pengukuran dilakukan pada saat peralatan bejana tekan tidak operasi (Shut down). Langkah penelitian untuk peralatan bejana tekan 211‐V19 (product fractionator receiver) seperti di gambarkan pada gambar 3.1 dan juga pada peralatan bejana tekan pada 211‐V13 (Debutanizer receiver) di gambarkan pada gambar 3.2
‐ 25 ‐
Langkah penelitian peralatan bejana tekan 211‐V19 (Product fractionator receiver)
Peralatan Bejana Tekan 211‐V19
Pengukuran Ketebalan dengan Ultrasonic test (pada saat beroperasi / shutdown)
Pengukuran Ketebalan Pada tahun 1998
Pengukuran Ketebalan Pada tahun 2001
Pengukuran Ketebalan Pada tahun 2004
Ketebalan (t)
Perhitungan Corosion Rate (t/Y)
Waktu (Y)
Output yang di hasilkan (sisa umur pada peralatan)
Analisa
Kesimpulan / Saran
Gambar 3.1 Proses penelitain pada peralatan bejana tekan 211‐V19
(Product fractionator receiver)
‐ 26 ‐
Langkah penelitian peralatan bejana tekan 211‐V13 (Debutanizer receiver)
Peralatan Bejana Tekan 211‐V13
Pengukuran ketebalan dengan Ultrasonic test (pada saat shutdown)
Pengukuran Ketebalan Pada tahun 1998
Pengukuran Ketebalan Pada tahun 2001
Ketebalan (t)
Perhitungan Corosion Rate (t/Y)
Waktu (Y)
Output yang di hasilkan (sisa umur pada peralatan)
Analisa
Kesimpulan / Saran Gambar 3.2 Proses penelitain pada peralatan bejana tekan 211‐V13
(Debutanizer receiver)
‐ 27 ‐
3.1
Data Peralatan Bejana Tekan Penelitian yang dilakukan oleh penulis dalam menyelesaikan laporan
Tugas Akhir dengan mengambil/meneliti pada 2 buah peralatan bejana tekan yang berada di unit pengolahan minyak bumi dan gas Pertamina Dumai: 3.1.1 Bejana Tekan 211‐V19 (Product fractionator receiver) Peralatan ini di gunakan untuk menampung Naptha (CH5) dipergunakan sebagai bahan baku untuk premium dan juga berfungsi memisahkan phase jenis fluida, jika ada fluida molekul berat maka akan turun dan ditampung pada boot lalu akan diproses lagi. Dalam pengukuran ketebalan pada peralatan bejana tekan, biasanya kita berikan tanda (titik lokasi) pengukuran ketebalan. Seperti digambarkan pada gambar 3.3 Gambar 3.3
Gambar peralatan bejana tekan 211‐V19 dan titik lokasi penelitian.
‐ 28 ‐
3.1.2 Bejana Tekan 211‐V13 (Debutanizer receiver) Peralatan ini di gunakan untuk menampung gas butane (C4H10) dan juga berfungsi memisahkan phase jenis fluida, jika ada fluida molekul berat maka akan turun dan ditampung pada boot lalu akan diproses lagi. Dalam pengukuran ketebalan pada peralatan bejana tekan, biasanya kita berikan tanda (titik lokasi) pengukuran ketebalan. Seperti digambarkan pada gambar 3.4 Gambar 3.4
Gambar peralatan bejana tekan 211‐V13 dan titik lokasi penelitian.
‐ 29 ‐
3.2
Teknik Pengukuran Ketebalan Di dalam penelitian menggunakan metoda dengan Non Destructive Test
(uji tanpa merusak) pada saat peralatan yang sedang beroperasi maupun sedang tidak beroperasi (shutdown) dan dalam mengambil data ketebalan material pada peralatan bejana tekan dengan menggunakan metoda gelombang ultrasonik atau bisa di sebut dengan ultrasonic corrosion gage (pengujian dengan gelombang ultrasonik) Gelombang ultrasonik seperti gelombang suara yang frekuensinya lebih dari 20 Hertz. Gelombang juga di hasilkan oleh probe yang bekerja berdasarkan perubahan energi listrik menjadi energi mekanik. Sebaliknya probe juga merubah energi mekanik menjadi energi listrik. Selama perambatan di dalam material, gelombang ini di pengaruhi oleh sifat‐sifat bahan yang di laluinya misalnya besar butiran, kekerasan dsb. Gelombang ultrasonik dapat dipantulkan dan dibiaskan oleh permukaan batas antara dua bahan yang berbeda. Dari sifat pantulan tersebut dapat ditentukan tebal bahan, lokasi cacat serta ukuran cacat. Cacat permukaan yang mudah diperiksa dengan gelombang ultrasonik adalah cacat / permukaan yang tegak lurus terhadap arah rambatan gelombang. Karena cacat/permukaan tersebut mudah memantulkan kembali gelombang untuk di terima probe. Dalam penggunaan probe dapat dikontakan langsung pada benda uji melalui couplant yang sangat tipis yang biasa disebut teknik kontak langsung, dapat pula di lakukan teknik immerson (rendam) di mana jarak probe dan benda uji di rendam. Penentuan ukuran ketebalan (cacat) dapat dilakukan dengan cara membandingakn amplitudo gelombang pantul dari cacat tersebut terhadap cacat referensi seperti berbentuk silinder yang sumbunya tegak lurus arah rambatan gelombang.
‐ 30 ‐
3.3
Alat yang di gunakan dalam pengukuran ketebalan. Dalam penelitian pengukuran ketebalan ini penulis menggunakan
peralatan ultrasonic corrosion gage dengan model 26 MG, seperti digambarkan pada gambar 3.5, dan juga probe yang digunakan jenis D790 SM yang seperti digambarkan pada gambar 3.6. Data spesifikasi peralatan
:
Bentuk pengukuran
: Pantulan gelombang dengan dua tranducer
Jarak ukur ketebalan
: 0.020” ~ 19.999” (0.50 ~508 mm)
Jarak kec. kalibrasi material : 0.0300‐0.5511 in/µsec
(0.762‐13.999 mm/µsec
Resolusi ketebalan
: Low:
0.01”
0.1 mm
Standard:
0.001”
0.01 mm
Rata‐rata pengukuran
: 4 per second
Kecepatan
: 20 per second
Layar
: 4 ½ digit (19999 counts) LCD, 0.4” (10.2 mm)
Batteray
: 2 AA Alkaline
Lama penggunaan
: 250 jam
Size (Ukuran)
: 2,55” W x 5.05” L x 1.14” H
Berat
: 0.24 kg
‐ 31 ‐
Gambar 3.5 Ultrasonic Corrosion Gage Model 26 MG Sumber. Website : www.panametrics‐ndt.com Gambar 3.6 Jenis Probe yang digunakan D790‐SM Sumber. Website : www.panametrics‐ndt.com
‐ 32 ‐
Tabel 3.1 Jenis Probe D790‐SM yang dipakai. Sumber. Website : www.panametrics‐ndt.com
3.4
Perhitungan Corrosion rate Dalam menentukan corrosion rate pada bejana tekan yang belum di
gunakan (baru) maupun bejana tekan yang kondisi service‐nya berubah, salah satu metoda berikut dapat digunakan untuk menentukan perkiraan corrosion rate (CR) sebagai berikut : a. Corrosion rate yang didapat dari pengalaman untuk service yang sama. b. Dari pengalaman pemilik atau data‐data publikasi dari service lain yang dapat dibandingkan, bila service yang sama tidak diperoleh.
‐ 33 ‐
c. Dengan cara pengukuran selama beroperasi setelah pemakaian 1000 jam, yang menggunakan corrosion monitoring device yang sesuai atau pengukuran tebal secara non destructive. Hal ini harus dilakukan dengan interval tertentu sampai data corrosion rate ini diperoleh. 3.4.1 Metode Pengukuran ketebalan Metode‐metode yang telah di kemukan diatas, maka penulis menggunakan metode pengukuran ketebalan dengan cara non destructive test (pengujian tanpa merusak) dan pengukuran ketebalan di lakukan pada saat peralatan sedang beroperasi maupun sedang tidak beroperasi (shut down), dikarenakan peralatan dalam kondisi sudah digunakan dan service‐nya tidak berubah. Dalam menentukan pengukuran ketebalan pada peralatan dibagi dalam beberapa titik yang bisa mewakili dari bagian peralatan bejana tekan tersebut, harus di ukur pada head (kepala), shell (cangkang) maupun pada boot (tabung paling bawah) jika ada. Dalam satu titik harus diukur pada posisi 0°, 90°, 180°, 270° semua posisi tergantung pada diameter peralatan dan tingkat kesulitan posisi peralatan yang ada di unit pengolahan minyak bumi dan gas Pertamina Dumai. Data pengukuran ketebalan sudah di peroleh dan lama peralatan yang telah digunakan sudah pasti, maka berdasarkan standard API 510 edisi 9, Juni 1997 (Pressure Vessel Inspection Code : Maintenance Inspection, Rating, Repair and Alteration) yang menyatakan bahwa Corrosion rate dapat di hitung dengan formula seperti di bawah ini : CR
=
t p − ta Y ta −Y t p
(1)
Dimana : CR =
Corrosion rate (millimeter per year) (mmpy)
tp
=
Ketebalan material sebelumnya
ta
=
Ketebalan material sebenarnya pada saat pengukuran
‐ 34 ‐
Y ta
=
Pengukuran pada tahun saat pengukuran dilakukan
Y tp
=
Pengukuran pada tahun sebelum beroperasi
Setelah corrosion rate diketahui maka di dalam standard API 510 di dapatkan formula remaining life (sisa umur) pada peralatan bejana tekan dengan formula seperti di bawah ini :
RL
=
t a − t min CR
(2)
Dimana : RL
=
Remaining life (sisa umur) (year)
CR
=
Corrosion rate (milimeter per year) (mmpy)
ta
=
Ketebalan material sebenarnya pada saat pengukuran
tmin
=
Ketebalan awal pada material yang digunakan.
Jangka waktu maksimum antara pemeriksaan internal atau complete on stream inspection dari bejana tekan secara umum tidak boleh melebihi separuh dari umur sisa perkiraan atau maksimum 10 tahun, dipilih mana yang lebih pendek. Bila umur bejana tekan diperkirakan kurang dari 4 tahun, interval pemeriksaan dapat dipilih sepanjang peralatan masih beroperasi dan yang tersisa sampai maksimal 2 tahun. 3.4.2 Metode Pengukuran pH (keasaman) Banyak logam dapat dilarutkan oleh asam dan keasaman sangat erat sekali hubunganya dengan korosi. Faktor yang sama dalam sifat‐sifat asam adanya ion hydrogen merupakan larutan pelarut air. Lawan dari asam adalah basa (alkali) dan berarti bahwa asam harus di netralkan dengan menggunakan basa dan kebasaan (alkalinitas) dihubungkan dengan ion‐ion hidroksil. Air
‐ 35 ‐
merupakan sumber baik ion hidrogen maupun ion hidroksil dalam kuantitas yang sama sehingga air bersifat normal. Metode pH yang telah di terima secara umum untuk menetapkan keasaman, dalam metode ini, keasamaan diukur dengan skala dari 0 sampai 14. Untuk air murni pH = 7, jadi pH terletak diantara 0 hingga 7 yang bersifat asam sedangkan pH dalam daerah 7 hingga 14 yang bersifat basa. Jika pH 7 bersifat normal hanya berlaku pada kondisi‐kondisi baku. Sejalan dengan naiknya temperatur, disosiasi semakin giat sehingga pH air netral turun dan ini sangat penting untuk reaksi‐reaksi korosi di kilang maupun pabrik yang bekerja pada temperatur dan tekanan tinggi. Ada beberapa larutan lain yang penting untuk memahami bahwa suatu bahan ionik seperti natrium klorida, ketika dalam larutan mempunyai sifat‐sifat sangat berbeda dari ketika dalam wujud padat. Ion‐ionnya tidak lagi saling terikat dengan ketat oleh gaya‐gaya elektrostastik yang kuat. Proses disolusi atau pelarutan secara menyeluruh menghancurkan kisi‐kisi kristal yang semula terdapat pada wujud padat. Namum kalau larutan itu encer, mungkin ion‐ion natriumnya terpisah cukup jauh dari ion‐ion klorida. Pada pengukuran pH (keasaman) ada indikator sederhana yang digunakan adalah kertas lakmus yang berubah menjadi merah bila keasamannya tinggi dan biru bila keasamannya rendah, selain mengunakan kertas lakmus, indikator asam basa dapat diukur dengan pH meter yang bekerja berdasarkan prinsip elektrolit / konduktivitas suatu larutan. Penggunaan pH meter adalah untuk mengukur ketelitian nilai pH terkecil. Sedangkan pH paper universal penggunaannya hanya dengan menyamakan warna pada kertas lakmus dengan warna pada pH paper universal sehingga diketahui pH bahan sesuai standar yang telah ada. Perbedaan nilai pH melalui pengukuran dengan menggunakan kedua alat tersebut antara lain karena kurang teliti dalam mencocokkan warna pada pH paper universal dan kekurangan dalam
‐ 36 ‐
menetralkan pH meter yang telah digunakan untuk menguji bahan sebelumnya sehingga terkontaminasi dan nilai pH dari bahan kurang tepat.
‐ 37 ‐
