Dewi Widya Lestari 2411 106 011
WHB merupakan komponen yang sangat vital operasional i l bagi b i berlangsungnya b l i l untuk memenuhi pasokan listrik pabrik I PT Petrokimia Gresik. Dari tahun 90-an hingga kini WHB beroperasi tanpa henti sehingga menyebabkan kecurigaan apakah komponen-komponen di dalam unit Waste Heat Boiler khususnya LP Drum masih memiliki kinerja yang bagus atau tidak dalam melakukan fungsinya.
Bagaimana menentukan komponen-komponen Low Pressure Drum Waste Heat Boiler yang sering mengalami kegagalan atau perbaikan di Pabrik 1 PT. PETROKIMIA-Gresik Bagaimana cara menentukan nilai TTF (Time To Failure), nilai MTTF (Mean Time To Failure), nilai Failure Rate (λ), nilai Probability of Failure on Demand (PFD) dan nilai Realibility (Keandalan) secara kuantitatif. Bagaimana cara menganalisis nilai Realibility (Keandalan) secara kualitatif dengan metode FMEA dan FTA.
Untuk menghitung dan menganalisa nilai Realibility (Keandalan) pada Low Pressure Drum Waste Heat Boiler agar dapat memenuhi pasokan listrik untuk pabrik I PT PT. PETROKIMIA-Gresik.
Plant yang menjadi objek studi pada tugas akhir ini adalah Low Pressure Drum Waste Heat Boiler di Pabrik I PT. Petrokimia Gresik.
Data – data proses yang diambil pada saat kondisi normal beroperasi. p Data yang digunakan diperoleh dari data Maintanance dari tahun 2007 sampai p dengan g 2013 Departemen-HAR PT. Petrokimia Gresik. Pengolahan data-data data data kuantitatif menggunakan distribusi Eksponensial dan distribusi Weibull. Pengolahan data data-data data kualitatif menggunakan FTA dan FMEA.
Kemungkinan untuk tidak mengalami kegagalan atau dapat melaksanakan fungsinya selama periode waktu tertentu.
Mengidentifikasi komponen – komponen di LP Drum dari P&ID/Datasheet dan pengambilan data maintenance.
No
Tag. Number Nu be
Description esc pt o
1.
LCV 22210
Level Control Valve
2.
LT22210
Differensial Level Transmitter
3.
LT22211
Differensial Level Transmitter
4.
PCV22211
Pressure Control Valve
5 5.
PCV22212
Pressure Control Valve
1)Menentukan Nilai TTF (Time To Failure) Penentuan nilai TTF ini didapatkan dari data maintenance pada komponen-komponen di LP drum dengan rentang waktu dari tahun 2005 sampai dengan saat ini. 2)Menentukan ) k Nilai l MTTF (Mean Time To Failure) l ) Penentuan nilai MTTF ini didapatkan dari penjumlahan nilai TTF dibagi dengan banyaknya maintenance yang dilakukan dari tahun 2005 sampai sekarang. sekarang 3)Menentukan Nilai Failure Rate Penentuan nilai Failure Rate ini didapatkan dari satu dibagi p g dengan nilai MTTF (Mean Time To Failure) sesuai persamaan MTTF
1
4)Menentukan Distribusi dengan menggunakan bantuan software Easyfit versi 5.5 untuk mendapatkan parameter α dan β . Kedua parameter inilah membantu t d K d t i il h yang akan k b t dalam d l menentukan nilai reability atau keandalan secara Weibull. 5)Menentuan Nilai PDF(Probability Density Function) Untuk menentukan nilai PDF secara Eksponensial dilakukan perhitungan dengan persamaan 2.13
(t ) f (t) e
begitu juga dalam menentukan nilai PDF secara Weibull dengan perhitungan seperti ti pada d persamaan 2.9 29 t f (t )
1
t exp
6)Menentukan Nilai Keandalan R(t) Untuk perhitungan nilai keandalan dalam tugas akhir ini ada 2 yaitu perhitungan nilai kehandalan untuk masing-masing komponen dan perhitungan nilai kehandalan sistem secara keseluruhan di LP drum Waste Heat Boiler.
1. FMEA ((Failure Mode and Effect Analisys) Untuk mana yang mengalami U t k mengetahui t h i komponen k l i kegagalan, mengetahui sebab-sebab terjadinya kegagalan, mengetahui pengaruh kegagalan dan mengetahui cara– cara cara penanganan dengan adanya kegagalan tersebut (berupa worksheet FMEA). 2. FTA (Fault 2 F l Tree T A li ) Analisys Untuk mengidentifikasi kegagalan ataupun Trip pada komponen di dalam suatu sistem. Selain itu juga d ini d k b h d l metode dapat mempresentasikan seberapa handal suatu komponen di dalam sistem.
Langkah Membuat FTA : 1.
Menganalisa alur proses dan komponen apa saja yang berpengaruh dalam menyebabkan kegagalan terhadap sistemLow Pressure Drum Waste Heat
Boiler 2.
Membuat Diagram Blok Sistem LP Drum WHB
3. Menentukan Top Event hingga Basic Event untuk melihat bagaimana alur kerja komponen di dalam sistem. Apabila kegagalan terjadi di salah satu komponen maka komponen - komponen yang mengalami Trip dapat diketahui. 4. Menetapkan symbol logic gate (gerbang logika) sesuai dengan gabungan peristiwa yang menunjukkan apakah kedua peristiwa terjadi pada waktu dan tempat yang sama (AND) atau kejadian k d yang mungkin k terjadi d (OR O ). ) Pergerakan ke cabang pada fault tree menunjukkan efek. 5 5. Menganalisa sistem menggunakan pendekatan Boolean Boolean. Untuk menganalisa sistem dengan pendekatan Boolean, dinyatakan dengan notasi numeric dari AND - OR.
Hasil Perhitungan TTF , MTTF dan Failure Rate Banyak No Component Maintenance
TTF
MTTF
λ
1
LCV22210
69
61968
898.087
0.00111
2
LT22210
47
44208
940.5957
0.00106
3
LT22211
44
43128
980.1818
0.00102
4
PCV22211
52
63696
1224.923
0.00082
5
PCV22212
43
39456
917.5814
0.00109
Dengan menggunakan software, sehingga didapatkan parameter alfa dan beta. Misal untuk komponen LCV 22210
Dengan menggunakan software, sehingga didapatkan parameter alfa dan beta. Misal untuk komponen LCV 22210
1. Secara Eksponensial (R(t)=Rm(t)) 2. Secara Weibull Tanpa PM dan Dengan PM
Misal Komponen LCV 22210 1.2
Komponen LCV 22210
1
Reability y Weibull
0.8 0.6 0 6
NO PM cumulatim PM
0.4
PM
0 2 0.2 0 0
200
400
600 Waktu
800
1000
1200
Diketahui : R1= R (LCV 22210) R2= R (LT 22210) R3= R (PCV 22211) R4= R (PCV 22212) R5= R (LT 22211)
Rumus Rs1 = R1 x R2 Rp = (1(1 R3)x(1)x(1 R4) Rs2 = Rp x R5 RPtotal = 1-(1- Rs1 ) x (1-Rs2)
R1(370) R2(370) R3(370) R4(370) R5(370)
= = = = =
0.663 0.675 0.738 0.668 0.686
Sehingga : Rs1 = R1 x R2 = 0.663 x 0.675 = 0.448 Rp = 1 1-(1(1 R3) x (1(1 R4) =1 1 - (1 (1- 0.738) 0 738) x (1(1 0.668) 0 668) =1 – (0.262 x 0.332) = 1- 0.087 = 0.913 Rs2 = Rp x R5 = 0.913 x 0.686 = 0.626 ( RPtotal = 1-(1Rs1 ) x ((1-Rs2) =1- ((1- 0.448)) x ((1- 0.626)) =1- (0.552 x 0.9403) = 1- 0.206 =0.794
R1(370) R2((370)) R3(370) R4(370) R5(370)
= = = = =
0.967 0.999 0.924 0.999 0.999
Sehingga : Rs1 = R1 x R2 = 0.967 x 0.999 = 0.966 Rp = 1 - ((1- R3) x ((1- R4) =1 - ((1- 0 0.924) 9 ) x ((1- 0 0.999) 999) = 1 – (0. 076 x 0.001) = 1 - 0.000076 = 0.999924 Rs2 = Rp x R5 = 0.999924 x 0.999 = 0.999 RPtotal = 1 (1 Rs1 ) x (1 Rs2) =11 (1 966) x (1 999) 1-(1(1-R (1- 0 0.966) (1- 0 0.999) =1- (0.034 x 0.001) = 1- 0.000034 =0.99
R1(370) R2(370) R3(370) R4(370) R5(370)
= = = = =
0.807 0.943 0.823 0.927 0.974
Sehingga : Rs1 = R1 x R2 = 0.807 x 0.943 = 0.761 Rp = 1 1- (1 (1- R3) x (1(1 R4) = 1- (1 1 (1- 0.823) 0 823) x (1(1 0.927) 0 927) =1- (0. 177 x 0.073) = 1- 0.012921 = 0.987 Rs2 = Rp x R5 = 0.987 x 0.974 = 0.961 ( RPtotal = 1-(1Rs1 ) x ((1-Rs2) =1- ((1- 0.761)) x ((1- 0.961)) =1- (0.239 x 0.039) = 1- 0.0093 =0.99
1. FMEA Hasil FMEA H il ditunjukkan di j kk pada d worksheet k h
Diagram Blok WHB
--
Dari gambar>>> ketika LP DRUM TRIP ada 2 faktor yang mempengaruhi yaitu kelebihan aliran panas dengan temperature tinggi dan ada bahan bakar gas yang terjebak. Bahan bakar gas terjebak karena adanya katup batang membengkok, katup terjadi erosi, dan saringan yang kotor serta berkarat. Kelebihan aliran panas dengan temperature tinggi karena adanya baut yang macet dan erosi pada katup utama yang menyebabkan saringan kotor dan kualitas uap buruk di LP Drum. Kualitas uap yang buruk ini mempengaruhi 2 variabel yaitu tekanan dan ketinggian (level) yang sama – sama disebabkan oleh kelebihan arus dan kesalahan dalam membaca sinyal dari transmitter. Kesalahan pembacaan sinyal transmitter dikarenakan kabel belum terpasang dan kehilangan sinyal.
Nilai Failure Rate pada komponen LCV22210, LCV22210 LT22210, LT22210 LT22211, LT22211 PCV22210, PCV22210 PCV22211 berturut-turut adalah 0.00111, 0.00106, 0.00102, 0.00082, 0.00109.
Nilai Keandalan secara Eksponensial pada t = 370 hari (1 tahun) dari komponen LCV22210, LT22210, LT22211, PCV22210, PCV22211 berturut-turut adalah 0.663, 0.675, 0.685, 0.738, 0.668.
Nilai Keandalan secara Weibull dari t = 30 sampai 370 hari terjadi penurunan berturut-turut : LCV22210 dengan PM = 3% , Tanpa PM= 18.8% ; LT22210 dengan PM = 0.0125% , Tanpa PM= 5.66%; LT22211 dengan PM = 0.00053% , Tanpa PM= 2.56%; PCV22210 dengan PM = 6.94% , Tanpa PM= 16.9%; PCV22211 dengan PM = 0.0335% , Tanpa PM= 7.32%.
Nilai Keandalan Sistem selama 370 hari secara Eksponensial sebesar 0.74% sedangkan secara Weibull dengan dan tanpa PM yaitu 0.99%
D il analisa li FMEA menunjukkan j kk bbahwa h pada d kkomponen PCV 22211 k Darii hhasil 22211merupakan komponen yang paling sering terjadi kegagalan dengan adanya keberadaan aliran kontinu uap yang hanya datang dari satu arah yang mengakibatkan dampak paling parah yaitu WHB mengalami trip.
Dari hasil FTA sangat berpengaruh terhadap alur proses sistem dan menunjukkan komponen mana yang menyebabkan kegagalan/ trip.
Adapun saran yang dapat diberikan pada tugas akhir ini yaitu:
Dapat divariasi dengan metode distribusi yang lain seperti distribusi normal atau lognormal dengan interval waktu yang berbeda serta analisis metode kualitatif yang berbeda pula.
Pemeliharaan pencegahan pada sistem sebaiknya dilakukan tidak melebihi interval waktu yang telah ditetapkan sehingga efek dari kerusakan yang timbul dapat dikurangi atau bahkan diminimalkan.
[1] Dhillon, B.S. 2005. Reliability, Quality and Safety for Engineers. Engineers CRC Press, Press USA. USA [2] Goble, William M. Control System Safety Evaluation & Reliability 2nd ed. United State of America : ISA. [3] IEC 61511. 2003. Functional Safety-Safety Instrumented Systems for the Process Industry. Geneva : International Electrotechnical Commission. Commission [4] Wisandiko, Anugrah Okta. 2011. Analisa Keandalan, Keamanan Dan Manajemen Resiko Pada Pembangkit Listrik Tenaga Gas Blok 2 2 Di 2.2 Pltgu Pt. Pjb Up Gresik Dengan Menggunakan Pendekatan Kuantitatif. Surabaya : ITS-Teknik Fisika.
Nama : Dewi Widya Lestari Web : dewi lestari (facebook) Nrp : 2411 106 011 No Hp : 087 8400 72639 Email :
[email protected] F k lt : FTIFakultas FTI ITS Jurusan: s1 Teknik Fisika
TERIMA KASIH
