PENENTUAN SKENARIO DAN ANALISIS RESIKO KEGAGALAN PADA INSTALASI PENYIMPANAN GAS HIDROGEN DENGAN MENGGUNAKAN CHEMICAL PROCESS QUANTITATIVE RISK ANALYSIS (Studi Kasus PT. Samator Gas Gresik) Oleh : Niki Nakula Nuri 6507040058
Teknik Keselamatan dan Kesehatan Kerja Politeknik Perkapalan Negeri Surabaya
Latar Belakang 1. Gas Hidrogen merupakan gas yang sangat mudah terbakar dan meledak 2. Berdasarkan hasil inspeksi, banyak terdapat kebocoran sambungan dan valve pada instalasi penyimpanan gas hidrogen 3. Berdasarkan pada historical data, plant hidrogen PT. Samator Gas pernah mengalami kebakaran 4. CPQRA merupakan salah satu upaya manajemen resiko untuk menentuan skenario dan menganalisis resiko suatu kegagalan/kecelakaan
Rumusan Masalah 1. Bagaimana mengidentifikasi kegagalan komponen yang dapat menyebabkan suatu kecelakaan terjadi pada instalasi penyimpanan gas hidrogen 2. Bagaimana skenario kegagalan yang dapat terjadi pada instalasi penyimpanan gas hidrogen 3. Bagaimana nilai frekuensi dan konsekuensi dari skenario yang telah ditentukan pada instalasi penyimpanan gas hidrogen 4. Bagaimana menentukan radius yang aman sebagai bentuk emergency response plan ketika skenario kejadian terburuk terjadi pada instalasi penyimpanan gas hidrogen.
Tujuan Penelitian 1. Mengidentifikasi kegagalan komponen yang dapat menyebabkan kecelakaan terjadi pada instalasi penyimpanan gas hidrogen 2. Menentukan skenario kegagalan yang dapat terjadi pada pada instalasi penyimpanan gas hidrogen 3. Mengidentifikasi nilai frekuensi dan konsekuensi dari skenario kegagalan 4. Menentukan radius yang aman sebagai bentuk emergency response plan ketika skenario kejadian terburuk terjadi pada instalasi penyimpanan gas hidrogen
Batasan Masalah 1. Penelitian ini hanya dilakukan pada instalasi penyimpanan gas hidrogen 2. Penelitian ini tidak membahas tentang modifikasi sistem untuk mengurangi konsekuensi, frekuensi, dan resiko suatu insiden.
Pengertian CPQRA Chemical Process Quantitative Risk Analysis (CPQRA) adalah sebuah metodologi yang dirancang untuk menyediakan manajemen dengan sebuah tools untuk membantu mengevaluasi keseluruhan keselamatan proses (process safety) dalam chemical process industry (CPI)
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.
Mendefinisikan CPQRA Mendeskripsikan Sistem Identifikasi Bahaya Pendataan Insiden Pemilihan Insiden Perhitungan konsekuensi Perhitungan Frekuensi Perhitungan Resiko
Definisi CPQRA 3. Depth of Study
3. Identifikasi Bahaya • Identifikasi Bahaya : HAZOP No 1
Guideword No
Deviation No Pressure
Causes Inlet pipe pada buffer tank terlepas akibat mechanical impact Inlet pipe pada buffer tank pecah akibat mechanical impact Inlet pipe pada buffer tank tersumbat
2
Low
Low Pressure
Consequences Pengisian gas H2 gagal Release gas H2 melalui lubang pada buffer tank dan pipa Pengisian gas H2 gagal Release gas H2 melalui pipa yang pecah Pengisian gas H2 gagal Tekanan meningkat pada Plant
Inlet pipe pada buffer tank mengalami kebocoran akibat mechanical impact
Release gas H2 melalui lubang kebocoran pipa
Inlet pipe connector pada buffer tank mengalami kebocoran akibat mechanical impact
Release gas H2 melalui konektor pipa
Safeguards Pressure gauge Temperature gauge
Pengecekan sebelum dan selama pengisian/penyimpanan gas H2
Pressure gauge Temperature gauge
Pengecekan sebelum dan selama pengisian/penyimpanan gas H2
Pressure gauge Temperature gauge PSV PCV Alarm Pressure gauge Temperature gauge
Pengecekan sebelum dan selama pengisian/penyimpanan gas H2
Pressure gauge Temperature gauge
Pengecekan sebelum dan selama pengisian/penyimpanan gas H2
Pengisian gas H2 delay
Pengisian gas H2 delay
Recommendations
Pengecekan sebelum dan selama pengisian/penyimpanan gas H2
4. Pendataan Insiden • Pendataan insiden merupakan penyebutan satu per satu keseluruhan insiden yang didapatkan dari identifikasi bahaya (HAZOP)
4. Pendataan Insiden Initial List of Incident Study Deviation Node 1 No Pressure
1
1
Low Pressure
High Pressure
Causes 1
Inlet pipe pada buffer tank terlepas akibat mechanical impact
A B
2
Inlet pipe pada buffer tank pecah akibat mechanical impact
A B
Pengisian gas H2 gagal Release gas H2 melalui lubang pada buffer tank dan pipa Pengisian gas H2 gagal Release gas H2 melalui pipa yang pecah
3
Inlet pipe pada buffer tank tersumbat
A B
Pengisian gas H2 gagal Tekanan meningkat pada Plant
4
Inlet pipe pada buffer tank mengalami kebocoran akibat mechanical impact
A
Release gas H2 melalui lubang kebocoran pipa
5
Inlet pipe connector pada buffer tank mengalami kebocoran akibat mechanical impact
B A
Pengisian gas H2 delay Release gas H2 melalui konektor pipa
B
Pengisian gas H2 delay
6
PSC, PCV mangalami kerusakan (terbuka)
A
Release gas H2 melalui PSC, PCV
7
V1 atau V2 tertutup/tersumbat, akibat kesalahan/kegagalan operasi
B A B
Pengisian gas H2 delay Pengisian gas H2 gagal Internal Pressure meningkat
C
Release gas H2 melalui PSV, PCV
A
Internal Pressure meningkat
B
Internal Temperature meningkat
C
Release gas H2 melalui PSV, PCV
A B
8
1
No Flow
Consequences
9
External fire
Inlet pipe pada buffer tank terlepas akibat mechanical impact
10 Inlet pipe pada buffer tank pecah akibat mechanical impact
A B
Pengisian gas H2 gagal Release gas H2 melalui lubang pada buffer tank dan pipa Pengisian gas H2 gagal Release gas H2 melalui pipa yang pecah
11 Inlet pipe pada buffer tank tersumbat
A B
Pengisian gas H2 gagal Internal pressure pada Plant meningkat
5. Pemilihan Insiden • Pemilihan Insiden : Bounding Group Incident No.
Incident Description
Incident Outcome
1
Internal Pressure & Temperature pada buffer tank meningkat
-
Physical explosion
2
Internal Pressure & Temperature pada lorry truck meningkat
-
Physical explosion
Reference from Table Incident Enumeration 7B, 8A, 8B, 14B, 14C, 15A, 15B, 25B, 26A, 26B, 28B, 38B, 38B, 51B, 53A, 53B, 65A, 65B
6. Perhitungan Konsekuensi Physical Explosion : 1. Blast Overpressure 2. Fragments Effect
Perhitungan Konsekuensi Overpressure Perhitungan overpressure menggunakan basic method dengan tahap-tahap sbb : 1. Pengumpulan data-data 2. Menentukan energi ledakan 3. Menentukan nilai scaled distance R 4. Membandingkan nilai scaled distance R (jika <2 maka diganti dengan refined method) 5. Menentukan nilai scaled overpressure Ps 6. Menentukan nilai overpressure
Perhitungan Konsekuensi Overpressure •
Nilai Overpressure Nilai Overpressure (Ps) Lokasi Penerima Dampak Ledakan
Ledakan Buffer Tank
Ledakan Lorry Truck
Meeting point
1.875 psi
35.157 psi
Permukiman warga
0.72 psi
12.18 psi
• Radius yang aman jika terjadi ledakan pada Buffer Tank : 498 m • Radius yang aman jika terjadi ledakan pada Lorry Truck : 1925 m
Perhitungan Konsekuensi Overpressure Dampak kerusakan overpressure yang dihasilkan dapat dihitung menggunakan probability unit (probit). Hasil perhitungan probit adalah sbb : •Probit ledakan buffer tank Probit Dampak Ledakan Buffer Tank Lokasi Penerima Jenis Kerusakan/Injury
Structural Damage Death for Lung Hemorrhage Eardrum ruptures
Meeting Point Po (Pa) Y %
Permukiman Warga Po (Pa) Y %
12927.7
3.8
10
4964.2
1.0
0
12927.7 12927.7
-11.7 2.7
0 1
4964.2 4964.2
-18.3 0.8
0 0
Perhitungan Konsekuensi Overpressure • Probit ledakan lorry truck Probit Dampak Ledakan Lorry Truck Lokasi Penerima Jenis Kerusakan/Injury
Meeting Point Po Y %
Permukiman Warga Po Y %
Structural Damage Death for Lung Hemorrhage
242398.9
12.4
100
83978.1
9.3
100
242398.9
8.6
100
83978.1
1
0
Eardrum ruptures
242398.9
8.3
100
83978.1
6.3
90
Perhitungan Konsekuensi Fragments Effect Fragments Effect : 1. Kecepatan fragments 2. Radius maksimum yang dapat dicapai oleh fragments
Perhitungan Konsekuensi Fragments Effect Asumsi : Jumlah fragment : 2 buah Fraksi massa : • fragment pertama = 0.75 • fragment kedua = 0.25
Perhitungan Konsekuensi Fragments Effect Fragments Effect akibat ledakan Buffer Tank • Fragment pertama velocity : 167.187 m/s R max : 1159.7 m • Fragment kedua velocity : 81.649 m/s R max : 3333.7 m
Perhitungan Konsekuensi Fragments Effect Fragments Effect akibat ledakan Lorry truck Fragment pertama velocity : 222.15 m/s R max : 37540.2 m Fragment kedua velocity : 108 m/s R max : 49905.4 m
7. Perhitungan Frekuensi Minimal Cut Set dan perhitungan Frekuensi peledakan buffer tank : T = 1 x 2 x 3 x ((8+9) + 10) x 4 x 5 x 6 x 7 T = 0.05 x 0.07 x 0.07 x (0.071 year-1 + 0.1428 year-1 + 0.05 year-1) x 0.07 x 0.05 x 0.05 x 0.05 T = 5.6 x 10-10 year-1
7. Perhitungan Frekuensi Minimal Cut Set dan perhitungan Frekuensi peledakan lorry truck : T = 1 x 2 x (5+6) x 3 x 4 T = 0.07 x 0.07 x (0.05 year-1 + 0.1248 year-1) x 0.05 x 0.05 T = 2.14 x 10-6 year-1
8. Perhitungan Resiko Berdasarkan hasil perhitungan konsekuensi dan frekuensi maka didapatkan nilai resiko seperti pada tabel di bawah ini : 1. Nilai resiko ledakan buffer tank Receiver Meeting Point Permukiman Warga
Estimated Number of Fatalities 0 0
Frequency of Events 5.6 x 10-10 year-1 5.6 x 10-10 year-1
2. Nilai resiko ledakan lorry truck Receiver Meeting Point Permukiman Warga
Estimated Number of Fatalities 81 0
Frequency of Events 2.14 x 10-6 year-1 2.14 x 10-6 year-1
Sekian Terima kasih atas perhatiannya . . .
