SIDANG P3 JULI 2010
ANALISA RESIKO PADA ELBOW PIPE AKIBAT INTERNAL CORROSION DENGAN METODE RBI Arif Rahman H (4305 100 064)
Dosen Pembimbing : 1. Ir. Hasan Ikhwani, M.Sc 2. Ir. Daniel M. Rosyid, Ph.D
Materi Presentasi Tugas Akhir * Latar Belakang * Perumusan Masalah * Batasan Masalah * Metodologi Penelitian * Hasil Dan Analisa * Kesimpulan Dan Saran
Latar Belakang # instalasi pipeline yang melewati area pemukiman penduduk # banyaknya kandungan H2S pada pipa Petrochina # permasalahan korosi yang dapat menyebabkan kerusakan atau kegagalan operasi pada pipa # konstruksi elbow pipe yang berbeda dengan pipa lurus
Home
Tabel 1. Data Utama Elbow Pipe pada jaringan pipa milik (JOB P-PEJ)
Sukowati-CPA Pipeline Material
ASTM A106 Gr.B
Outside Diameter
10.75 (inch)
Wall Thickness
0.593 (inch)
Length of Pipeline
31495.97 (ft)
SMYS
35000 (psi)
Jumlah Elbow
8 Elbow 90° 16 Elbow 45°
(Sumber: JOB P-PEJ, 2004)
Tabel 2. Data operasional pressure masing-masing tipe elbow Time Nov-08 Dec-08 Jan-09 Feb-09 Mar-09 Apr-09 May-09 Jun-09 Jul-09 Aug-09 Sep-09 Oct-09
Pressure (psi) Elb 90 Elb 45 710 725 709 725 710 725 710 725 710 725 710 730 710 730 708 725 708 725 662 680 662 678 660 678
(Sumber: JOB P-PEJ, 2009)
NEXT
Tabel 3. Data Inspeksi Ketebalan Elbow Pipe 45°
NPS WT 0.593 0.593 0.593 0.593
DIR 3 6 9 12
ELBOW PIPE (45 ) Ketebalan (inch) Point1 Point 2 Point 3 Point 4 0.581 0.592 0.594 0.594 0.545 0.574 0.586 0.576 0.583 0.564 0.542 0.589 0.592 0.576 0.582 0.590
Tabel 4. Data Inspeksi Ketebalan Elbow Pipe 90° ELBOW PIPE (90 ) NPS WT
DIR
0.593
Ketebalan (inch) Point1
Point 2 Point 3 Point 4 Point 5
3
0.591
0.569
0.572
0.567
0.573
0.593
6
0.554
0.594
0.589
0.607
0.609
0.593
9
0.588
0.569
0.569
0.617
0.570
0.593
12
0.550
0.589
0.596
0.574
0.579
NEXT
Perumusan Masalah
Berdasarkan data pada tabel tersebut, maka permasalahan yang diangkat dalam tugas akhir ini adalah :
1 Berapa peluang kegagalan segment elbow pipe yang mengalami internal corrosion terhadap hoop stress ? 2 Berapa peluang kegagalan segment elbow pipe yang mengalami internal corrosion terhadap keretakan ?
3 Berapa tingkat resiko segment elbow pipe yang mengalami internal corrosion dengan menggunakan metode Risk Based Inspections ? 4 Bagaimana metode pemeriksaan yang sesuai dengan kondisi tingkat resiko elbow pipe tersebut ?
Home
Batasan Masalah Home 1.
Konfigurasi yang dianalisa adalah bagian elbow pipe pada jaringan pipa milik Joint Operating Body Pertamina-Petrochina East Java (JOB P-PEJ) dengan material ASTM A 106.
2.
Analisa keandalan elbow pipe yang terkorosi menggunakan mode kegagalan hoop stress dan
keretakan (crack) pipa. 3.
Beban yang bekerja pada pipa adalah operasional pressure.
4.
Analisa konsekuensi kegagalan pada elbow pipe dilakukan dengan metode Semi Kuantitatif RBI.
5.
Tidak memperhitungkan external corrosion, external pressure (beban tanah), dan korosi pada sambungan pipa.
6.
Perhitungan laju korosi tidak mempertimbangkan adanya pengaruh temperatur dari fluida dan luasan korosi yang terjadi.
Metodologi Penelitian Mulai
A
Studi literatur :
Home
Buku materi, jurnal-jurnal, dan kumpulan tugas akhir
Analisa kemungkinan kegagalan pada elbow pipe
Pengumpulan data dimensi elbow pipe, data hasil inspeksi pada elbow pipe
Analisa keandalan elbow pipe yang mengalami internal corrosion terhadap hoop stress
Analisa tingkat resiko pada elbow pipe
Analisa keandalan elbow pipe yang mengalami internal corrosion terhadap keretakan struktur
Menentukan metode pemeriksaan atau inspeksi yang sesuai tingkat resiko elbow pipenya dengan Metode RBI
Selesai Analisa konsekuensi kegagalan pada elbow pipe yang mengalami internal corrosion
A
Gambar 1. Diagram Alir Penelitian
Analisa dan Pembahasan
Perhitungan Keandalan terhadap Hoop Stress Moda kegagalan
g( X )
Po.OD 2t
ys
Tabel 5.Hasil Simulasi Monte Carlo Elbow Pipe 45° dan 90° untuk Hoop Stress Elbow Pipe
45
90
direction
Keandalan %
PoF %
3
99.31
0.69
6
99.13
0.87
9
99.24
0.76
12
99.30
0.70
3
99.19
0.81
6
99.38
0.62
9
99.39
0.61
12
99.29
0.71
NEXT
Analisa dan Pembahasan
Perhitungan Keandalan terhadap Keretakan Moda kegagalan
g( X )
to t T To
Tx
Tabel 6.Hasil Simulasi Monte Carlo Elbow Pipe 45° dan 90° untuk Keretakan Elbow Pipe
45
90
direction
Keandalan %
PoF %
3
77.09
22.91
6
62.64
37.36
9
72.86
27.14
12
70.91
29.09
3
66.15
33.85
6
84.83
15.17
9
85.54
14.46
12
69.64
30.36
NEXT
Analisa dan Pembahasan
Analisa Konsekuensi dengan Metode Semi-Kuantitatif RBI # Menentukan fluida yang representatif: Sifat-sifat dari fluida representatif (H2S) yang dipakai menurut Tabel 7.2 API RBI 581 adalah sebagai berikut: • Berat jenis : 61,993 (lb/ft3) • Tingkat keadaan : Gas # Analisa
laju pelepasan fluida
Tabel 7. Laju Pelepasan fluida untuk Tiap-tiap Lubang Tipe Elbow pipe
Laju Pelepasan Fluida (lb/s) ukuran lubang kebocoran (inch) 0.25”
1”
4”
6”
45
3.129
50.071
801.130
1802.543
90
3.101
49.622
793.959
1786.408
NEXT
Analisa dan Pembahasan
Analisa Konsekuensi dengan Metode Semi-Kuantitatif RBI
# Durasi
Kebocoran
Persamaan yang digunakan menurut API RBI 581:
Tabel 8. Estimasi Durasi Kebocoran Tipe Elbow pipe
Durasi Pelepasan Fluida (menit) Ukuran Lubang Kebocoran (inch) 0.25”
1”
4”
6”
45
26.63
1.66
0.11
0.05
90
26.87
1.68
0.11
0.05
NEXT
Analisa dan Pembahasan
Analisa Konsekuensi dengan Metode Semi-Kuantitatif RBI
# Luas
Daerah Akibat Kebocoran
Persamaan untuk menentukan luas daerah kerusakan dan daerah berbahaya (Tabel 7.10 & Tabel 7.11 API RBI 581):
Tabel 9. Luas Daerah Akibat Kebocoran Tipe Elbow Pipe Tipe Elbow Pipe 45 Tipe Elbow Pipe 90 Tipe Elbow Pipe Tipe Elbow Pipe 45 Tipe Elbow Pipe 90
Luas Daerah Kerusakan (ft2) Ukuran Lubang (inch) 0.25
1
4
6
560.4
6608.8
21082.7
34574.7
555.9
6556.2
20967.4
34385.6
Luas Daerah Berbahaya (ft2) Ukuran Lubang (inch) 0.25
1
4
6
1059.9
14847
84583.2
140980.5
1086.7
14722
84105.4
140184.2
NEXT
Analisa dan Pembahasan
Analisa Konsekuensi dengan Metode Semi-Kuantitatif RBI # Menghitung
Frekuensi Kerusakan
Tabel 10. Frekuensi Dan Fraksi Kerusakan Generik Frekuensi Kerusakan per Tahun
Jumlah
Fraksi Kerusakan per Tahun
Ukuran Lubang
Total
Ukuran Lubang (in)
0.25”
1”
4”
6”
2,00E-07
3,00E-07
8,00E-08
2,00E-08
Frekue nsi 2,9E-07
0.25”
1”
4”
6”
3.33E-01
0.5
1,33E-01
3,33E-02
Tabel 8.1 API RBI 581
# Konsekuensi
Kegagalan
Tabel 11. Luas daerah Konsekuensi Kegagalan Tipe Elbow pipe 45 90
Luas Daerah konsekuensi kegagalan (ft²) Ukuran Lubang Kebocoran (inch) 0.25 1 4 6 365 7424 11278 4699 362 7361 11214 4673
Luas terbesar
tipe konsekuensi
11278 11214
E (high) E (high)
NEXT
Analisa dan Pembahasan
Analisa Kemungkinan Kegagalan
ESTIMATE CORROSION RATE FOR NEXT INSPECTION (2 year) (a) Age of Equipment in current service ( 6 year) Nominal Thickness (inch) 0.593 (t) Prediction Actual Thickness next 0.5274 inspection (inch) Ph 1.5 Temperature (°F) 500 Design pressure (MPa) 1500 Operating pressure (Mpa) 715 Material of equipment ASTM A106 Gr.B (r) Corrosion Rate ( inch / year) 0.0082 Calculate ar/t 0.093 DETERMINE TECHNICAL MODUL SUBFACTOR (TMSF) Inspection effectiveness category (table Highly Effective G-6A,B) Number Inspection 2 TMSF (table G-7) 1 LIKELIHOOD CATEGORY Likelihood Category (App B-table B-5) 2
Tabel 12. Analisa Kemungkinan Kegagalan Elbow Pipe 45°
NEXT
Analisa dan Pembahasan
Analisa Kategori Resiko
Likelihood Of Failure
MATRIK RESIKO
Tinggi Menengah
5
Tinggi
Huruf “X” adalah level resiko dari kedua tipe elbow pipe, yaitu masuk pada kategori high intermediate risk.
4 3
Menengah
X
2 1
Rendah A
B
C
D
E
Consequence of Failure
Gambar 2. Distribusi Tngkat Resiko Elbow pipe pada Matriks Resiko Semi-Kuantitatif RBI
NEXT
Analisa dan Pembahasan
Perencanaan Inspeksi HOME Metode inspeksi yang paling tepat untuk tingkat resiko tersebut adalah eksternal Non Destructive Test (NDT), yaitu :
1.Ultrasonic Test (mengukur ketebalan) 2. Radiography Examination (deteksi diskontinuitas)
Frekuensi: Elbow Pipe 45 : 18 bln (1.5 tahun sekali) Elbow Pipe 90 : 18 bln (1.5 tahun sekali)
Kesimpulan Dan Saran
Kesimpulan 1. Angka peluang kegagalan terhadap moda kegagalan hoop stress yang terbesar pada elbow pipe 45° adalah direction 6 yaitu 0.87 %. Sedangkan untuk elbow pipe 90° angka peluang kegagalan yang terbesar terletak pada adalah direction 3 yaitu 0.81 %.
2. Angka peluang kegagalan terhadap moda kegagalan keretakan yang
terbesar pada elbow pipe 45° adalah direction 6 yaitu 37.36 %. Sedangkan untuk elbow pipe 90° angka peluang kegagalan yang terbesar terletak pada adalah direction 3 yaitu 33.85 %.
NEXT
Kesimpulan Dan Saran
Kesimpulan 3. Hasil analisa tingkat resiko menggunakan metode semi-kuantitatif RBI untuk kedua tipe elbow pipe yang diamati adalah sebagai berikut :
•elbow pipe 45° : resiko menengah tinggi •elbow pipe 90° : resiko menengah tinggi 4. Program inspeksi direkomendasikan untuk perusahaan yang bersangkutan sesuai dengan resiko pada peralatan yang dianalisa adalah •Ultrasonic Test •Radiography Examination. Frekuensi pemeriksaan pada setiap elbow pipe disarankan untuk dilakukan setiap 18 bulan sekali.
NEXT
Kesimpulan Dan Saran
Saran HOME
1. Penggunaan moda kegagalan yang lain dalam analisa keandalan pada struktur elbow pipe. 2. Perlunya dilakukan suatu pengkajian keefektifan mengenai penentuan frekuensi program inspeksi dengan metode ini. 3. Perlunya dilakukan penelitian lebih lanjut mengenai tahapan atau cara untuk menurunkan resiko kegagalan yang tinggi menuju ke yang lebih rendah.
