Sistem Pemeliharaan Dan Cara Pengaturan Safety Valve (Katub Pengaman Tekanan) Pada Peralatan Di Pabrik Mini PTKI Medan

SISTEM PEMELIHARAAN DAN CARA PENGATURAN

SAFETY VALVE (KATUB PENGAMAN TEKANAN)

PADA PERALATAN DI PABRIK

MINI PTKI MEDAN

Karya Akhir ini diajukan untuk melengkapi salah satu persyaratan untuk memperoleh gelar Sarjana Sains Terapan

075203014 RAHMAT AZIZI

PROGRAM DIPLOMA IV TEKNOLOGI

INSTRUMENTASI PABRIK DEPARTEMEN TEKNIK

ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS

SUMATERA UTARA

MEDAN

SISTEM PEMELIHARAAN DAN CARA PENGATURAN SAFETY VALVE (KATUB PENGAMAN TEKANAN) PADA PERALATAN DI PABRIK

MINI PTKI MEDAN Oleh :

Nim. 075203014 RAHMAT AZIZI

Disetujui Oleh : Pembimbing

Ir. SURYA TARMIZI KASIM, M.Si. Nip.19540531 198601 1 002

Diketahui Oleh :

KETUA PROGRAM DIPLOMA IV TEKNOLOGI INTRUMENTASI PABRIK

Fakultas Teknik USU

Nip.19540531 198601 1 002 Ir. SURYA TARMIZI KASIM, M.Si.

PROGRAM DIPLOMA IV

TEKNOLOGI INSTRUMENTASI PABRIK

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN

ABSTRAK

Pada dunia industri penggunaan peralatan instrumentasi merupakan hal yang sangat penting dalam proses operasi produksi suatu pabrik. Sejalan dengan kemajuan dan perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi yang semakin pesat pada saat ini, manusia selalu berusaha untuk menemukan atau menciptakan suatu peralatan yang dapat mempermudah pekerjaan pada suatu proses. Untuk itu peralatan tersebut harus dapat menghasilkan pengukuran atau pendeteksian dengan optimal. Beberapa parameter yang menjadi dasar bahan pengukuran pada jalannya proses yaitu tekanan (pressure), suhu (temperature), tinggi permukaan (level) dan aliran (flow).

Katub adalah suatu benda yang mengatur laju aliran, semua katub yang banyak digunakan pada dasarnya adalah untuk membuka dan menutup aliran sesuai dengan kebutuhan yang diinginkan. Sebuah katup pengaman pengaturan untuk sebuah operasi instalasi dengan media tekanan memiliki input tekanan medium dan media keluaran tekanan dihubungkan dengan katup.

Katub pengaman merupakan kelengkapan rangkaian perpipaan yang mempunyai peranan penting untuk menjaga dan mengamankan suatu peralatan maupun rangkaian perpipaan pada saat pabrik beroperasi. Katub pengaman ini bekerja berdasarkan tekanan dari suatu aliran. Apabila pada suatu peralatan atau rangkaian perpipaan mengalami tekanan yang berlebih, maka katub pengaman secara otomatis akan membuang tekanan yang berlebih tersebut, sehingga tekanan yang terjadi tidak lebih dari yang ditentukan.

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis sampaikan kepada Allah SWT, atas berkah dan rahmatnya sehingga penulis dapat menyelesaikan karya akhir ini. Tidak lupa pula penulis ucapkan ribuan terima kasih kepada ayahanda Ahmad Sangkot Pohan dan ibunda tercinta Darmawati Sagala yang tak pernah letih mengasuh, membesarkan, memberi dukungan moral maupun materil dan selalu menyertai ananda dengan do’a sampai dengan menyelesaikan Karya Akhir ini.

Dalam proses penyusunan karya akhir, penulis telah mendapat bimbingan dan arahan dari berbagai pihak, maka untuk bantuan yang diberikan baik materil, spiritual, informasi maupun administrasi. Oleh karena itu sepantasnya penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :

1. Bapak Prof. Dr. Ir. Bustami Syam, MSME. Selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

2. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim M.Si selaku ketua Program Studi Teknologi Instrumentasi Pabrik.

3. Bapak Rahmad Fauzi ST, MT. selaku Sekretaris Program Studi Teknologi Instrumentasi Pabrik.

4. Bapak Drs. Hasdari Helmi MT, selaku Kordinator Program Studi Teknologi Instrumentasi Pabrik.

5. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim M.Si, selaku Dosen Pembimbing penulis yang telah banyak memberikan masukan dan arahan dalam penulisan Karya Akhir ini.

6. Bapak Ir. Satria Ginting selaku Dosen Wali.

7. Orang tua dan adinda tercinta yang telah memberikan dukungan moril dan materil serta do’a-do’anya.

8. Orang yang selalu memberikan saya semangat dan motivasi sekaligus juga orang yang saya sayangi Yuliawanti Pertiwi Sari SHi.

9. Rekan-rekan mahasiswa jurusan Teknologi Instrumentasi Pabrik yang tidak dapat penulis sebutkan satu-persatu khususnya angkatan 2007, 2006 dan 2005 yang telah banyak membantu penulis.

Penulis menyadari bahwa Karya Akhir ini masih ada terdapat kekurangan-kekurangan dan masih jauh dari kesempurnaan dikarenakan keterbatasan pengetahuan dan wawasan dalam ruang lingkup pembelajaran. Untuk itu penulis sangat mengharapkan kritik dan saran sebagai penyempurnaan dari karya akhir ini. Semoga karya akhir ini ada manfaatnya bagi kita semua terutama bagi penulis sendiri.

Medan, 25 November 2011 Penulis

075203014 Rahmat Azizi

DAFTAR ISI

Abstrak ... i

Kata Pengantar ... ii

Daftar Isi ... iv

Daftar Gambar ... vii

Daftar Tabel ... viii

BAB 1 PENDAHULUAN ... 1

1.1 Latar Belakang ... 1

1.2 Maksud dan Tujuan ... 2

1.3 Kegunaan dan Manfaat ... 3

1.4 Rumusan Masalah ... 3

1.5 Batasan Masalah ... 3

1.6 Metode Penulisan ... 4

1.7 Sistematika Penulisan ... 4

BAB 2 LANDASAN TEORI ... 6

2.1 Katub ... 6

2.2 Bahan dan Material Katub ... 8

2.3 Katub Pengaman (safety valve dan Relief valve) ... 10

2.4 Jenis-Jenis Katub Pengaman Tekanan ... 11

2.6 Sistem Pembebasan Tekanan ... 29

2.7 Penggunaan Sistem Pembebasan Tekanan untuk mencegah Kelebihan Tekanan dari Pabrik ... 30

2.8 Tujuan Sistem Pembebas Tekanan ... 30

2.9 Sistem Pemeliharaan ... 31

2.10 Pemeliharaan Mekanik Peralatan ... 38

BAB 3 PERMASALAHAN POKOK ... 39

3.1 Katub Pengaman (safety valve) ... 39

3.2 Jenis-Jenis Tekanan yang terjadi pada Katub Pengaman ... 42

3.3 Analisis penyebab terjadinya tekanan berlebih ... 44

3.4 Katub Pengaman pada Boiler ... 46

3.5 Mengatur Tekanan dan Kapasitas pada Boiler ... 50

3.6 Jenis Sambungan ... 52

3.7 Sertifikasi dari Katub ... 52

3.8 Penandaan ... 52

BAB 4 HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ... 54

4.1 Materi ... 54

4.2 Metoda ... 55

4.3 Pengujian Katub Pengaman untuk menentukan sifat-sifat Operasi ... 57

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN ... 59

5.1 Kesimpulan ... 59

5.2 Saran ... 60

DAFTAR GAMBAR

Nomor Judul Halaman

2.1 Katub bola (globe valve) ... 6

2.2 Katub Pintu (gate valve) ... 7

2.3 Katub Searah (check valve)... 7

2.4 Elemen-elemen dari safety valve dan bahan material ... 9

2.5 Safety valve dan relief valve ... 11

2.6 Tipikal Conventional relief valve ... 14

2.7 Tipikal Balanced Bellow PRV ... 17

2.8 Pilot Operated PRV (Tipe Piston) ... 20

2.9 Pilot Operated PRV (Tipe Diafragma) ... 21

2.10 Tipikal Rupture Disk ... 22

2.11 Pemasangan Rupture Disk pada Inlet PRV ... 28

2.12 Bath-tub curve Maintenance ... 35

3.1 Katub Pengaman (safety valve) ... 39

3.2 Tekanan pada Sistem Pelepasan (Build up back Pressure) ... 43

3.3 Penyebab Tekanan Balik (Superimposed back Pressure) ... 44

3.4 Katub Pengaman yang terpasang di Boiler ... 48

DAFTAR TABEL

Nomor Judul Halaman 1 Hasil Pengujian dan Pengesetan ... 56

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Perkembangan teknologi dewasa ini, semakin terasa bertambah maju, khususnya dalam bidang ilmu pengetahuan yang sepadan dengan kemajuan teknologi industri yang sangat pesat dimana peralatan-peralatan modern diciptakan untuk mempermudah kerja dan mempercepat proses kegiatan produksi di suatu pabrik. Salah satunya adalah peralatan-peralatan instrument yang berfungsi untuk mengukur berbagai variabel (tekanan, aliran, level, dan temperatur) yang biasanya digunakan dalam industri pabrik. Kegiatan pengukuran bertujuan untuk pengawasan suatu peralatan mendapatkan wujud produksi yang diinginkan yang berhubungan dengan kwalitas dan untuk proses pengontrolan.

Dalam kaitan ini penulis mendapat kesempatan untuk melaksanakan praktek kerja lapangan untuk melakukan penelitian pada Pendidikan Teknologi Kimia Industri Medan, yaitu tepatnya pada Pabrik Mini PTKI Medan.

Dalam suatu produksi pabrik peranan katub sangat penting sehingga untuk menjaga agar katub bekerja dengan baik maka tekanan terhadap katub harus sering diperhatikan. Maka dari itu perlu diperhatikan pengukuran-pengukuran tekanan sehingga dapat di kontrol setiap saat.

Pada kesempatan ini penulis menitik beratkan tentang pengaruh besar tekanan terhadap pengaturan katub (safety valve) dalam suatu aliran. Pada dasarnya

katub berfungsi untuk mencegah dan mengalirkan aliran fluida, mengubah dan mengatur jumlah aliran.

Adapun alasan pemilihan judul diambil karena penulis sebagai mahasiswa jurusan Teknologi Instrumentasi Pabrik dengan penerapan teori tentang elemen dan pengendalian proses sehingga judul yang diambil adalah “SISTEM PEMELIHARAAN DAN CARA PENGATURAN SAFETY VALVE (KATUB PENGAMAN TEKANAN) PADA PERALATAN DI PABRIK MINI PTKI MEDAN”. Karena sesuai dengan disiplin ilmu yang penulis peroleh terhadap penerapannya dan nantinya dijadikan salah satu modul percobaan bagi mahasiswa di laboratorium instrument PTKI Medan.

1.2 Maksud dan Tujuan 1) Maksud

Adapun maksud penulisan Karya Akhir ini adalah untuk mengetahui dan menindak lanjuti pengaruh tekanan terhadap pengaturan safety valve dalam suatu aliran perpipaan.

2) Tujuan

a. Untuk mempelajari besar tekanan yang diterima oleh katub pengaman dalam pengaturan aliran perpipaan, dimana mahasiswa melakukan kerja praktek/penelitian.

b. Untuk mengetahui keterpasangan peralatan-peralatan yang digunakan pada suatu aliran fluida

1.3 Kegunaan dan Manfaat 1) Kegunaan

a. Sebagai bahan masukan untuk tindak lanjut, mengenai peralatan Instrumentasi pada suatu industri/pabrik khususnya keterpasangan safety valve.

b. Dapat mengatur besar tekanan terhadap pengaturan katub. 2) Manfaat

a. Dapat mengatur besar tekanan secara efisien terhadap pengaturan katub. b. Dapat memberikan petunjuk-petunjuk tentang pengaruh tekanan terhadap

pengaturan katub (safety valve) dalam suatu aliran.

1.4 Rumusan Masalah

Permasalahan yang dibahas penulis pada katub pengaman tekanan (safety valve) ini dapat dijabarkan sebagai berikut :

a. Bagaimana cara kerja katub pengaman (safety valve). b. Sistem pengaturan katub pengaman.

c. Bagaimana cara pemeliharaan katub pengaman yang baik agar dapat mempertahankan kondisi atau performa kerja yang maksimal.

1.5 Batasan Masalah

Untuk mendapatkan hasil pembahasan yang maksimal, maka penulis perlu membatasi masalah yang akan dibahas, adapun batasan masalah dalam Karya Akhir ini adalah :

a. Pembahasan yang dilakukan menyangkut pengaturan dan pemeliharaan katub pengaman (safety valve).

b. Instrumentasi pendukung di bahas secara umum. c. Tidak membahas perhitungan secara mendetail.

1.6 Metode Penulisan

Metode penulisan yang dipergunakan dalam penulisan Karya Akhir ini antara lain sebagai berikut :

a. Studi literatur : Mengambil bahan – bahan dari buku – buku referensi, jurnal, artikel dan website yang dapat menunjang penyusunan karya akhir.

b. Studi lapangan : Mengambil data dan informasi dari Pabrik Mini PTKI Medan.

1.7 Sistematika Penulisan

Dalam penulisan dan penyusunan Karya Akhir ini, maka penulis membuat sistematika penulisan yang diharapkan akan mempermudah dan memahami maksud yang ingin disampaikan kepada pembaca. Adapun isi sistematika penulisan ini adalah

BAB 1 : PENDAHULUAN

Bab ini menjelaskan tentang latar belakang, tujuan dan manfaat penulisan, rumusan masalah, batasan masalah, metoda penulisan dan sistematika penulisan.

BAB 2 : LANDASAN TEORI

Bab ini menjelaskan tentang tinjauan umum mengenai katub pengaman, bagian-bagian utama, prinsip kerja serta sistem pengaturan dan pemeliharaan katub pengaman.

BAB 3 : PERMASALAHAN POKOK

Masalah yang sering terjadi serta ditemui dilapangan membuat masalah-masalah yang berhubungan dengan safety valve menjadi hal yang penting. bagaimana mengatasi dan menindak lanjuti merupakan kewajiban seorang maintenance untuk mencermati semua kendala – kendala tersebut dilapangan.

BAB 4 : HASIL PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN

Bab ini menjelaskan tentang hasil pengujian terhadap katub pengaman tekanan bagaimana cara pengaturan dan pemeliharaan terhadap katub pengaman (safety valve) serta peralatan – peralatan yang digunakan selama pengujian mulai dari penanganan, pengesetan dan penyelesaian.

BAB 5 : KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini merupakan bagian kesimpulan dan saran atas hasil pembahasan dan pengujian yang telah dilaksanakan sebelumnya.

BAB 2

LANDASAN TEORI

2.1 Katub

Salah satu komponen yang sangat penting dalam sistem perpipaan adalah katub, sebab katub yang mengatur laju aliran fluida. Ada beberapa jenis katub yang sering digunakan yaitu katub bola, katub pintu, dan katub searah.

2.1.1 Katub Bola (Globe Valve)

Katub Bola (globe valve) seperti terlihat pada Gambar 2.1, digunakan untuk membuka, menutup, dan dapat mengatur aliran. Aliran yang mengalir adalah aliran turbulen.

2.1.2 Katub Pintu (Gate Valve)

Katub Pintu (gate valve) seperti ditunjukkan pada Gambar 2.2, katub ini sering digunakan untuk membuka dan menutup aliran sesuai dengan kebutuhan yang diinginkan. Aliran yang mengalir adalah aliran laminer.

Gambar 2.2. Katub Pintu (Gate Valve)

2.1.3 Katub Searah (Check Valve)

Katub Searah (check valve) seperti ditunjukkan pada Gambar 2.3, katub ini digunakan untuk mencegah aliran balik atau dengan kata lain digunakan hanya untuk aliran satu arah.

Katub Pintu (gate valve) dan Katub Bola (globe valve) dioperasikan secara manual dengan memutar bagian roda tangan (handwhell). Ada tiga variasi penutupan katub yang bekerja dengan cara mengayunkan tuas (handle) dengan cepat, yaitu :

a. Katub kupu – kupu (butterfly valve), dipakai untuk air b. Katub bulat (Ball valve), dipakai untuk gas dan air c. Plug valve, dipakai untuk minyak dan pelumas kental.

2.2 Bahan dan Material Katub

Suatu hal yang penting dalam pemakaian katub adalah pemilihan material katub yang sesuai dengan perencanaan, seperti terlihat pada Gambar 2.4. Bahan – bahan yang dipakai untuk pembuatan katub adalah :

1. Kuningan (brass), katub dengan bahan ini digunakan untuk temperature dibawah 450° F, bila temperaturnya lebih dari 550° F maka digunakan material perunggu (bronze) yang biasanya mempunyai diameter minimum 3 inchi dan tekanannya dapat lebih besar dari 330 Psi.

2. Besi (Iron), macam – macamnya adalah mulai dari cast iron yang biasanya digunakan untuk katub kecil sampai kepada high strength metal alloy cast yang digunakan untuk katub besar. Cast iron tidak boleh digunakan pada temperatur lebih besar dari 450° F.

3. Baja (steel), material ini dapat dipakai untuk katub yang memerlukan tekanan dan temperatur tinggi.

4. Stainless Steel, material ini dipakai untuk katub yang memerlukan temperatur rendah dan aliran korosif.

NAMA BAGIAN Ulir sumbat Gasket ulir sumbat Batang Ulir kompresi Plug bonnet Mur penguat Gasket sumbat Tapak-tapak per Badan baut-baut Mur baut Gasket bonnet Badan gasket Penuntun

Pemegang di dalam Gasket ring sirip Sirip ring Pemegang piringan Pengembali piringan Piringan Ring penyetel Nozel Per (catatan 1) Per (catatan 2) Tutup, ulir Bonnet (catatan 3) Bonnet (catatan 4) Badan (catatan 3) Badan (catatan 4)

MATERIAL

AISI 416 baja tahan karat Besi lunak bergelombang AISI 416 baja tahan karat AISI 416 baja tahan karat Baja karbon

AISI 416 baja tahan karat Besi lunak bergelombang AISI C-1117 baja karbon

ASTM A-193 Gr. B7, baja campur ASTM A-194 Gr. 2H, baja campur Besi lunak bergelombang

Besi lunak bergelombang

ASTM A-315 Gr. CF8, baja tahan karat AISI 416 baja tahan karat, hardening Besi lunak bergelombang

AISI 416 baja tahan karat

ASTM A-351 Gr. CF8, baja karbon AISI 302 Baja tahan karat

17-4PH, Baja tahan karat, hardening AISI 302 Baja tahan karat

ASTM A-351 Gr. CF8, Baja tahan karat Baja karbon

Baja tungsten (8.75-9,75)

ASTM A-216, Gr WCB, Baja karbon ASTM A-216, GR WCB, Baja karbon ASTM A-217, GR WCB, Baja campur ASTM A-216, GR WCB, Baja karbon ASTM A-217, WC6, Baja campur ASTM A-194 Gr. 2H baja campur

Keterangan Gambar 2.4 Elemen-elemen dari safety valve dan bahan material

2.3 Katub Pengaman (Safety valve dan Relief valve)

Adapun kegunaan dari kedua katub ini adalah untuk mengamankan tekanan yang berlebih terhadap air, uap ataupun udara. Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.5 (a) dan 2.5 (b). Katub ini merupakan kelengkapan rangkaian perpipaan yang mempunyai peranan penting untuk menjaga dan mengamankan suatu peralatan maupun rangkaian perpipaan pada waktu beroperasi. Kedua katub ini digunakan untuk melepaskan (release) tekanan (pressure) pada suatu sistem agar tidak

membahayakan alat (equipment), personel yang sedang bekerja, dan untuk kepentingan proses itu sendiri.

Safety valve dan Relieve valve dapat bekerja apabila terjadi tekanan yang berlebih dalam suatu aliran, dengan sendirinya secara otomatis safety valve akan membuang tekanan yang berlebih tersebut. Katub Pengaman (safety valve) digunakan untuk fluida gas sedangkan relieve valve digunakan untuk fluida cair.

Safety valve dan relieve valve juga digunakan sebagai pengaman mesin fluida, dimana katub pengaman (safety valve) melindungi mesin fluida tersebut dari tekanan yang tidak stabil akibat adanya tekanan yang berlebih pada jalur perpipaan yang terpasang, diantaranya melindungi pompa, instrument serta peralatan yang berada dalam satu rangkaian. Antara kedua valve ini terdapat penggunaan istilah yang seringkali tertukar satu sama lain. Kadang Relieve valve dianggap Safety valve dan kadang juga Safety valve dianggap Relieve valve. Namun, sebenarnya perbedaan mendasarnya adalah cara kerjanya itu sendiri, Relieve valve akan membuka perlahan-lahan apabila terjadi kelebihan (excess) pressure dan akan menutup kembali apabila pressure telah kembali normal. Relieve valve lebih cocok diaplikasikan ke fluida liquid. Sedang Safety valve, akan membuka secara sangat cepat langsung 60% opening apabila terjadi excess pressure. Dan akan menutup kembali hanya apabila pressure telah berada dibawah pressure normal (set point).

(a) (b)

Gambar 2.5. (a) Safety valve, (b) Relieve valve

2.4 Jenis–Jenis Katub Pengaman Tekanan (safety valve) dan (Relief Valve) Relieve Valve adalah anggota dari dari kelompok Pressure Relief Devices Pressure Relief Devices merupakan peralatan mekanis yang berfungsi melindungi peralatan pabrik dari tekanan berlebih (overpressure). Pressure relief devices dirancang untuk membuka pada saat kondisi darurat atau keadaan abnormal untuk mencegah meningkatnya tekanan fluida melebihi batas yang ditetapkan. Peralatan ini juga dirancang untuk mencegah terjadinya kondisi vakum yang berlebihan dalam suatu peralatan proses. Tujuan pemasangan Pressure relief devices tidak hanya untuk keamanan dan keselamatan kerja namun juga untuk mencegah terjadinya kerusakan peralatan, mencegah kehilangan bahan baku atau produk, mengurangi jumlah down time, dan sebagainya.

Beberapa jenis dan definisi penting tentang katub pengaman tekanan yang dipakai dalam standar industri pabrik yang berkaitan dengan pressure relieve device yaitu sebagai berikut:

a. Relief Valve atau Pressure Relief Valve (PRV), adalah suatu alat otomatik pembuang tekanan yang digerakan olah static pressure upstream dari valve dan yang membuka proposonil terhadap kenaikan tekanan diatas tekanan bukaan. Relief valve digunakan terutama pada fluida cair seperti air atau minyak. Kapasitas Relief Valves biasanya pada 10 atau 25 persen dari nilai overpressure tergantung pada aplikasinya.

b. Safety Valve atau Pressure Safety Valve (PSV), adalah suatu alat otomatik pembuang tekanan yang digerakkan oleh static pressure upstream dari valve dengan ciri membuka penuh atau poping. Safety valve digunakan terutama pada fluida gas atau uap.

c. Safety Relief Valve (SRV), adalah suatu alat otomatik pembuang tekanan yang cocok untuk dipergunakan baik sebagai safety valve maupun sebagai relief valve tergantung pada penggunaannya.

Walaupun API Recommended Practice telah membuat definisi tersebut di atas, namun banyak perusahaan minyak dan gas bumi yang mencampuradukkan istilah tersebut di atas dan hanya memakai istilah relief valve saja.

2.5 JENIS-JENIS RELIEF VALVE

Terdapat banyak jenis relief valve atau yang tersedia untuk memenuhi aplikasi di berbagai industri yang berbeda. Meskipun beberapa standar baik nasional maupun internasional memberikan klasifikasi relief valve yang berbeda-beda, secara umum relief valve terbagi atas :

1. Spring-Loaded Pressure Relief Valves (relief valves dengan spring/spiral tekan) a. Non-Balanced (Conventional) Pressure Relief Valve

b. Balanced Pressure Relief Valve

2. Special Pressure Relief Valve a. Pilot-Operated Valve b. Rupture Disk

2.5.1 Spring-Loaded Pressure Relief Valves

Elemen dasar dari spring-loaded pressure relief valve meliputi inlet nozzle yang terhubung ke vessel yang akan diproteksi, disk (cakram) yang dapat bergerak yang mengontrol aliran fluida melalui nozzle, serta spring (spiral) yang mengontrol posisi dari cakram. Prinsip kerja dari relief valve tipe ini adalah tekanan inlet diarahkan langsung ke valve berlawanan arah dengan gaya spiral. Tegangan spiral diset untuk menjaga agar valve menutup pada tekanan normal. Pada set pressure, gaya pada cakram akan diimbangi dan cakram mulai terangkat dan terangkat secara penuh pada saat tekanan vessel meningkat di atas set pressure-nya.

Spring-loaded PRV diklasifikasikan atas non-balanced (conventional) PRV dan balanced PRV :

a) Non-Balanced (Conventional) Pressure Relief Valve

Tipe ini banyak digunakan dalam Refinery Process Equipment yang memerlukan proteksi terhadap overpressure. Conventional PRV digunakan ketika outletnya menuju sebuah pipa pendek yang dibuang ke atmosfir atau sistem perpipaan bertekanan rendah (low-pressure manifold) yang membawa fluida buangan dari satu atau lebih PRV ke sebuah lokasi pembuangan utama. Biasanya tekanan spiral berada di antara tekanan yang diset (set pressure) dan tekanan atmosfir. Gambar 2.6 memperlihatkan tipikal Non-Balanced (Conventional) Type Relief Valve.

Keterangan Gambar 2.6Tipikal Conventional Relief Valve

PRV tipe konvensional mempunyai beberapa kelemahan yaitu :

a. Tekanan balik (Back pressure) pada outlet yang berfluktuasi akan mempengaruhi tekanan dimana valve mulai membuka sehingga valve akan menutup bila tekanan balik terlalu tinggi karena tidak seimbangnya tekanan pada valve atau ‘harmonic resonance’. Valve akan mulai memperlihatkan flutter atau chatter. Flutter adalah karena tidak normalnya gerak putar yang cepat (abnormal rapid reciprocating motion) dari bagian yang bergerak dalam PRV dimana cakram tidak ada kontak dengan seatnya. Chatter adalah gerakan yang menyebabkan cakram kontak dengan seatnya dan merusak valve-nya serta perpipaan terdekat. Untuk itu nilai tekanan balik yang bisa membesar harus

diperhitungkan untuk setiap kondisi overpressure yang digunakan. PRV Konvensional sebaiknya tidak digunakan bila tekanan balik lebih dari 10 persen dari set pressure. Tekanan balik yang lebih besar dapat diperhitungkan bila overpressure-nya lebih dari 10%. Tekanan balik memiliki pengaruh yang berbeda tegantung pada desain dari bonnet pada valve.

b. Back pressure yang tinggi akan mengakibatkan kapasitas relieving dari relief valve akan berkurang.

c. Untuk jenis fluida yang bersifat korosif atau menyebabkan fouling maka endapan yang terjadi akan menempel pada disk guide yang akan mengakibatkan valve tidak dapat membuka atau macet sehingga memerlukan inspekasi yang lebih sering.

b)Balanced Pressure Relief Valve

Balanced Pressure Relief Valve (Balanced PRV) didesain untuk mengurangi efek dari teklanan balik pada set pressure valve-nya dan meminimalkan efek dari tekanan balik yang membesar dari karakteristik pada saat membuka atau menutup, mengangkat (spring), dan kapasitas buangnya. Balanced PRV digunakan bila kenaikkan tekanan (tekanan balik diakibatkan oleh aliran yang melalui downstream dari piping setelah relief valve) terlalu tinggi untuk PRV tipe konvensional atau bila tekanan balik bervariasi dari waktu ke waktu. Balanced PRV dapat digunakan bila

tekanan balik tidak melebihi 50% dari set pressure. Ada 2 tipe balanced PRV yaitu tipe yang memakai piston dan tipe yang memakai bellows.

Untuk tipe piston, rumah dari piston dibuat ventilasi sehingga tekanan balik dari muka yang berlawanan arah dengan disk valve tidak ada. Gas yang diventilasi dari bonnets pada piston ini harus dibuang secara aman dengan restriksi yang minimum.

Untuk tipe bellows, pengaturan posisi bellows dari valve mencegah tekanan balik bereaksi pada sisi atas dari cakram pada area efektif bellows-nya. Area cakram yang berada dibelakang bellows pada arah yang berlawanan dengan area nozzle seat akan menahan efek dari tekanan balik pada cakram sehingga tidak ada tekanan yang tidak seimbang pada fluktuasi tekanan di downstream valve. Bellows mengisolasi disk guide, spring, dan bagian atas lainnya dari fluida yang mengalir. Fitur ini mungkin penting bila fluida yang mengalir bersifat korosif atau akan merusak PRV. Pada beberapa ukuran dan desain tertentu, bellows tidak tersedia, karena terbatasnya ukuran fisik dari bellows yang dapat didesain serta dibuat pada valve. Jika balanced bellows tidak tersedia maka unbalanced bellows dapat dispesifikasi bila isolasi terhadap korosi lebih diutamakan.

Balanced PRV membuat kemungkinan lebih besar tekanan yang dapat dibuang pada perpipaan. Kedua jenis balanced PRV harus mempunyai ventilasi bonnet yang cukup besar untuk memastikan tidak adanya tekanan balik yang dapat terjadi pada aliran normal.

Jika valve dilokasikan dengan ventilasi ke atmosfir (dengan jumlah yang tidak terlampau besar) yang dapat membuat adanya racun, vent harus dipipakan ke dalam lokasi yang aman dengan sistem dicharge independen. Gambar 2.7 memperlihatkan tipikal Balanced-Bellow PRV.

Keterangan Gambar 2.7Tipikal Balanced-Bellow PRV

2.5.2 Special Pressure Relief Valve

Konvensional dan balanced PRV kurang cocok untuk beberapa pemakaian tertentu misalnya :

a. Vessel yang dihadapkan pada internal explosion maka safety valve tidak dapat memberikan proteksi yang cukup.

b. Vessel dengan relief valve di set pada tekanan kurang dari 10 psig maka safety valve tidak reliable.

c. Equipment yang memerlukan proteksi terhadap thermal expansion dapat menggunakan peralatan pelindung yang lebih sederhana.

Berdasarkan hal-hal tersebut di atas maka special PRV diperlukan Beberapa tipe special PRV, antara lain sebagai berikut :

1) Pilot-operated Pressure Relief Valve

Tipe ini banyak digunakan dalam Refinery Process Equipment yang memerlukan proteksi terhadap overpressure. Conventional PRV digunakan ketika outletnya menuju sebuah pipa pendek yang dibuang ke atmosfir atau sistem perpipaan. Pilot operated PRV digunakan untuk mengatasi beberapa kelemahan yang ada pada PRV tipe konvensional dan tipe non-konvensional. Pilot-Operated PRV secara umum terbagi atas tipe piston dan tipe diafragma :

a. Tipe Piston

Tipe piston terdiri atas bagian valve utama, yaitu floating piston, dan pilot valve external. Piston didesain untuk mendapat area efektif yang lebih luas pada bagian atas dan bawah. Sampai tercapainya set pressure, area bagian atas dan bawah terekspose pada tekanan inlet yang sama. Karena area efektif yang lebih besar pada sisi atas pistonnya, maka gaya tekan membuat piston lebih kencang pada valve seatnya. Semakin besar tekanan operasional yang terjadi, maka gaya pada seat semakin besar dan membuat valve semakin kencang (tighter). Pada set pointnya, pilot akan menventilasi tekanan pada sisi atas piston yang membuat piston tidak menekan seat dan fluida mengalir melewati valve utama. Setelah kondisi overpressure terlewati, pilot akan menutup vent dari sisi atas piston dan mengembalikan ke kondisi valve semula. Gambar 2.8 memperlihatkan tipikal Pilot-Operated PRV :

Gambar 2.8Pilot-Operated PRV (Tipe Piston)

b. Tipe Diafragma

Tipe Diafragma sama dengan tipe piston hanya piston digantikan oleh diafragma fleksibel dan disk atau cakram. Diafragma menyediakan fungsi unbalance dari piston. Cakram, yang normalnya menutup inlet valve, terintegrasi dengan diafragma. Pilot external bekerja mirip dengan piston yaitu dengan memventilasi top diaphragm pada kondisi set pressure dan mengembalikan diafragma pada kondisi

normal. Seperti halnya tipe piston, gaya tekan seat bertambah secara proporsional seperti bertambahnya tekanan operasi karena perbedaan area yang terekspose pada diafragma. Pilot valve yang mengoperasikan bagian utama valve dapat secara ‘pop action’ atau ‘modulation action’. Pilot ini juga dapat bertipe ‘non-flowing’ atau ‘flowing’ yang berarti fluida proses dapat melewati pilot valve dan sebaliknya. Pencegahan aliran balik diperlukan bila ada kemungkinan tekanan ada sisi outlet bertambah melewati tekanan inletnya pada perpipaan yang ada. Gambar 2.9 memperlihatkan tipikal Pilot-Operated PRV tipe diafragma.

Gambar 2.9 Pilot-Operated PRV (tipe diafragma)

Pilot-operated PRV lebih unggul dibandingkan tipe konvensional dan tipe balanced pada rentang tekanan 1 – 15 psig dan suhu ambient. Pilot-operated PRV dapat digunakan pada kondisi fasa gas atau cair, karena bagian valve utama dan pilot

tidak mengandung komponen non metal, temperatur proses dan fluida sesuai serta terbatas penggunaannya. Sebagai tambahan, karakteristik fluida seperti kecenderungan pada terbentuknya polimer atau fouling, viscosity, adanya padatan, dan sifat korosif dapat mempengaruhi kinerja pilot.

2) Rupture Disk

Rupture disk merupakan alat pengaman yang berbentuk diafragma tipis yang ditempatkan diantara dua flange dan dimaksudkan untuk pecah pada tekanan yang diinginkan. Rupture disk kadang-kadang digunakan secara seri dengan safety valve untuk melindungi safety valve dari bahan yang merusak atau mengganggu kelancaran operasi safety valve. Disk didesain akan hancur dengan sendirinya pada tekanan tertentu yang sudah ditetapkan sebelumnya. Gambar 2.10 memperlihatkan tipikal rupture disk.

Gambar 2.10Tipikal rupture disk

Ruptur disk memiliki keuntungan dibandingkan safety valve jika harus melepaskan sejumlah besar gas atau liquid dalam waktu yang singkat. Rupture disk tersedia secara komersial dan dibuat dari berbagai macam logam atau bahan lain yang

sesuai untuk fluida yang dibutuhkan. Rupture disk merupakan elemen yang sensitip terhadap tekanan dan temperatur. Rupture disk didesain untuk melindungi sistem bertekanan dari tekanan berlebihan atau vakum dengan cara meledak pada perbedaan tekanan disk yang telah ditentukan. Jika temperatur naik biasanya tekanan ledakan berkurang. Karena efek dari temperatur tergantung pada material disk dan jenis rupture disk-nya, maka konsultasi dengan pihak manufaktur sangat diperlukan.

Rasio dari tekanan maksimum operasional versus tekanan aktual dari ledakan adalah faktor utama untuk memilih jenis rupture disk. Tekanan maksimum yang dipertimbangkan harus dibawah dari tekanan desain peralatan yang akan dipasang rupture disk guna mencegah kegagalan premature dari rupture disk terhadap fatigue dan creep. Engineer harus memperhitungkan tekanan pada kedua sisi disk guna menentukan tekanan ledak.

Rupture disk tidak dapat menutup kembali setelah meledak (not reclose) sehingga keputusan untuk memasang rupture menjadi pertimbangan yang sangat penting dari sisi ekonomi.

Meskipun demikian, banyak aplikasi dimana pemasangan rupture disk lebih baik dibandingkan dengan pressure relief valves. Aplikasi tersebut meliputi:

a. _{Reaksi yang tidak terkontrol atau overpressure yang begitu cepat dimana} kelembaman dari sehingga pressure relief valve akan menghambat kecepatan relief yang dibutuhkan.

c. Bila fluida cenderung terdeposit pada sisi bawah disk dari pressure relief valve disc sehingga valve menjadi tidak dapat bekerja.

d. Dan beberapa aplikasi lainnya

a) Tipe Rupture Disk

Berbagai tipe rupture disk antara lain adalah :  Tipe Konvensional

Tipe ini berbentuk kubah dari metal dengan sebuah holdernya yang didesain untuk meledak (membuka) ketika overpressure terjadi pada cekungannya.

Tipe konvensional berbentuk kubah dengan ‘flat-seat’ atau ‘angular-seat’ didesain untuk servis dengan kondisi operasi 70% atau kurang dari rata-rata tekanan ledak disk-nya ketika tekanan yang terbatas terulang dengan variasi temperatur yang terjadi. Jika kondisi vakum atau kondisi tekanan balik terjadi, disk harus dilengkapi dengan tambahan alat untuk mencegah pengaruhnya terhadap disk, sementara alat pencegah vakum disediakan jika keadaan vakum (full vacuum) pada kondisi terus menerus (continuous service) terjadi.

Desain khusus juga tersedia bila tekanan balik mencapai nilai 15 psig. Disk akan pecah jika ledakan terjadi.

 Scored Tension-Loaded Rupture Disk

Scored Tension-Loaded Rupture Disk didesain untuk membuka pada perpipaan (scored lines) yang sudah diperhitungkan. Tipe disk ini didesain untuk mengizinkan rasio yang lebih dekat (biasanya 85%) dari nilai tekanan operasional

sistem pada saat mencapai tekanan ledakan. Karena ‘scored lines’ mengontrol saat membuka, tipe disk ini biasanya tidak pecah saat terjadi ledakan. Tipe ini dibuat dengan material yang lebih tipis dari tipe yang lainnya untuk tekanan ledakan yang sama. Disk secara mekanikal mengontrol tekanan ledakan dan pola ledakan. Semakin tebal disk semakin kuat daya tahannya pada kerusakan mekanikal. Dalam sejumlah kasus disk akan bertahan dalam kondisi vakum penuh tanpa tambahan penguat atau alat penguat.

 Tipe Disk Komposit

Berbentuk datar, kubahan metal atau nonmetal dengan berbagai komposisi dalam konstruksinya. Bentuk kubah didesain untuk pecah bila tekanan berlebih terjadi pada cekungan kubahnya, sedangkan yang berbentuk datar didesain untuk pecah bila tekanan berlebih terjadi pada sisi yang dibuat dan ditunjuk oleh manufaktur. Tipe kubah tersedia dalam ’flat seat’ dan ‘angular seat’ dengan operasional yang tipikal pada 80% dari rata-rata tekanan ledakan (burst pressure) dengan perubahan tekanan yang terbatas dengan variasi temperatur. Tekanan ledak dikontrol oleh kombinasi dari ‘slit top section’ dan metal atau nonmetal seal dibawah ‘top section’.

Umumnya tipe komposit tersedia pada tekanan ledak dibawah tipe konvensional berbentuk kubahan dan memberi ketahanan yang lebih baik pada kondisi korosif dari material seal yang dipilih. ‘Slit top section’ menentukan saat terbuka/pecahnya rupture disk dan didesain untuk meminimalkan pecahnya top

section ketika dibuat dengan seal non metal. Alat tambahan tetap harus disediakan jika ada kondisi vakum dan tekanan balik.

Bentuk datar dipakai untuk vessel bertekanan rendah atau isolasi peralatan seperti buangan udara (exhaust header) atau sisi outlet dari PRV. Jika hanya sebagai pembatas untuk korosi, maka tipe komposit datar beroperasi pada kondisi 50% dari rata-rata tekanan ledak (burst pressure) dan dipasang di antara flanges dibandingkan jenis lainnya. Rupture disk yang bereaksi pada kedua sisi menyediakan tekanan positif atau proteksi keadaan vakum.

 Reverse-Acting Rupture Disk

Berbentuk kubahan dari metal padat yang didesain untuk meledak bila tekanan balik terjadi pada sisi cembungnya. Tipe ini didesain untuk mengizinkan rasio yang lebih dekat dengan tekanan operasional dari sistem kepada tekanan ledakan sampai 90% dari rata-rata tekanan ledaknya. Biasanya tipe ini tidak pecah karena disk digerakkan oleh tekanan balik pada sisi cembungnya dan semakin tipis material disk yang digunakan semakin menambah ketahanan korosi, menghilangkan alat tamabahan untuk menghadapi kondisi vakum, menyediakan umur yang lebih panjang pada kondisi vakum yang berubah-ubah dan fluktuasi temperatur.

 Graphite Rupture Disk

Dibuat dari grafit yang dipadatkan dengan bahan penguat dan didesain untuk meledak oleh tekanan karena membengkok atau seperti ‘digunting’. Tipe ini tahan terhadap berbagai asam, alkali, dan bermacam larutan organik. Operasional sampai 70%n dari rata-rata tekanan ledak umumnya d2zinkan. Alat tambahan digunakan bila ada tekanan balik 15 psig atau lebih.

b) Penggunaan Ruture Disk

Rupture disk digunakan sebagai alat utama pada kondisi relief jika penggunaan PRV tidak praktis, contoh situasinya adalah :

 Peningkatan tekanan yang tiba-tiba. PRV tidak dapat bereaksi lebih cepat atau tidak dapat mencegah overpressure, contohnya rupture dalam tube penukar panas, atau dalam reaksi yang cepat dan selintas dalam vessel.

 Area yang luas untuk relief diperlukan, karena jumlah aliran yang besar atau tekanan relief yang rendah, menyebabkan area relief dengan PRV tidak praktis.  PRV tidak dapat beroperasi ketika sedang diperbaiki atau tidak mudah

dipasang.

Rupture disk dapat digunakan pada pabrik pengolahan dengan gas, upstream dari Relief Valve, untuk mengurangi kebocoran yang kecil dan gangguan pada valve. Tekanan pada rongga antara rupture disk dan valve harus dimonitor untuk melihat kinerja rupture disk-nya.

c) Kombinasi Penggunaan PRV dan Rupture Disk

Dianjurkan digunakan dalam kondisi PRV yang diizinkan untuk dipasang, dan sistem mengandung media yang dapat membuat korosi pada PRV atau menambah kinerja pada operasional. Lebih jauh lagi dianjurkan untuk meminimalkan hilangnya media yang berharga pada aliran, menghindari bahan yang berbahaya, material yang beracun bocor dan masuk pada PRV

 Pemasangan pada Inlet PRV

Kapasitas rupture disk dan PRV harus sama, dan bila rupture disk dan PRV adalah ‘close coupled’ tekanan ledak yang diperhitungkan dan set pressure PRV harus dalam nilai nominal yang sama. Ruang antara PRV dan rupture disk harus bebas dari adanya ventilasi, sensor tekanan (pressure gauge), indikator lainnya sesuai ASME code. Jika ada bahan yang berbahaya dan beracun pada proses maka vent bebas ke atmofir harus dibuang secara aman. Gambar 2.11 berikut memperlihatkan contoh pemasangan rupture disk pada inlet PRV.

Gambar 2.11Pemasangan rupture disk pada inlet PRV  Pemasangan pada Outlet PRV

Digunakan untuk melindungi valve (PRV) dari atmosfir atau fluida downstream atau mencegah material berbahaya dan racun yang bocor di outlet PRV ke atmosfir. Instalasi, kapasitas, efek dari tekanan balik dari PRV dan rupture disk harus sesuai dengan rekomendasi manufaktur dan ASME code.

Sistem pembuangan akhir dari fluida yang berbahaya dan beracun atau tidak dapat dipakai kembali biasanya akan menuju ke dalam vent system atau flare system

tergantung dari kondisi system operasional keseluruhan yang terpasang pada unit yang dimaksud.

2.6 Sistem pembebasan tekanan

Karena unit proses semakin komplek dengan tingkat penyimpangan energi yang semakin tinggi design pengaman yang kedengarannya ekonomis dan secara mekanis peralatan pembebasan tekanan tersebut dapat diandalkan dengan fasilitas pembuangan menjadi yang terpenting dari yang pernah ada. Sistem pembebasan tekanan memperlengkapi perlengkapan untuk melindungi pekerja dan peralatan dari operasi yang tidak normal. Beberapa kondisi yang menyebabkan tekanan berlebih adalah :

a. Terbuka, kena api atau sumber panas luar lainnya.

b. Pemanasan atau pendinginan, penyumbatan cairan diantaranya katub dengan beberapa bagian tertutup lainnya dari system yang dihasilkan ekspansi hidrolik. c. Kegagalan mekanis dari peralatan pengaman yang normal, ketidak berfungsian

peralatan kontrol, atau kesalahan operasi yang dilakukan secara manual mengakibatkan pengisian yang berlebihan pada peralatan.

d. Produksi uap yang berlebih dari pada sistem yang dapat menangani kegagalan operasional.

e. Hasil generasi uap yang tak terduga yakni proses yang tak seimbang.

f. Reaksi kimia dengan generasi panas dan produksi uap yang berlebih dari sistem kapasitas yang berlebih.

2.7 Penggunaan system pembebasan tekanan untuk mencegah kelebihan tekanan dari pabrik.

 Peralatan pengukur dan pembebas tekanan

Jarak sistem pembebas tekanan dari katub pembebas atau piringan yang pecah, dan perpipaan pada tangki yang menuju pada sistem perpipaan yang lebih komplek, melibatkan banyak bermacam – macam jenis katub pembebas yang menuju ke header.

Dalam pembebas muatan per yang dikenal, sebagai pembukaan katub secara bertahap – tahap ketika tekanan bertambah nilai set katub pengaman terbuka sepenuhnya hanya dengan sedikit tekanan berlebih dan tetap terbuka sampai tekanan turun pada jumlah tertentu kemudian kemudian tertutup penuh. Tetapi aksi seperti itu hanya tidak mengalami fluida yang bertekanan. Didalam proses kimia industri katub pembebas sebenarnya adalah katub pengaman pembebas yang berfungsi sebagai katub pembebas pada cairan gas dan uap.

2.8 Tujuan sistem pembebas tekanan

a. Pelaksanaan undang – undang setempat Negara dan Nasional, termasuk undang –undang pengontrol lingkungan.

b. Operasi perlindungan pekerja terhadap bahaya dari tekanan berlebihan dari suatu peralatan.

c. Mengurangi kehilangan material sepanjang dan sesudah kegagalan operasional yang menyebabkan kelebihan tekanan untuk masa yang singkat.

d. Mengurangi waktu yang ditentukan oleh tekanan yang berlebih pada pabrik. e. Mencegah kerusakan terhadap peralatan utama.

f. Mencegah kerusakan terhadap elemen – elemen yang berdampingan. g. Mengurangi premi asuransi bagi penanam modal.

2.9 Sistem Pemeliharaan A.Jenis Pemeliharaan

Secara umum pemeliharaan terhadap peralatan menyangkut jenis peralatan sebagai berikut :

a. Pemeliharaan Pencegahan (Preventive Maintenance) b. Pemeliharaan Predictive (Predictive Maintenance) c. Pemeliharan Koreksi (Corective Maintenance)

a. Preventive Maintenance

Preventive Maintenance adalah kegiatan pemeliharaan dan perawatan untuk mencegah timbulnya kerusakan pada komponen peralatan atau mesin sebelum peralatan tersebut mengalami kerusakan pada batas yang telah ditentukan. Dalam system ini sudah dibuat jadwal pemeliharaan yang teratur, dan telaj dapat diperkirakan jumlah jam kerja untuk beroperasi serta kapan digunakan suku cadang (spare part) yang digunakan, sehingga dengan adanya jadwal yang sedemikian rupa kerusakan yang terjadi dapat dicegah.

Preventive Maintenance merupakan salah satu kunci untuk menjamin kelangsungan produksi pada tingkat perbaikan yang minimum. Dalam hal ini Preventive Maintenance dapat dilakukan dengan interupsi sekecil mungkin pada bagian produksi.

Perhatian Preventive Maintenance diarahkan secara menyeluruh dan terperinci pada unit – unit yang dianggap rawan berdasarkan pada :

1. Kerusakan dapat mempengaruhi kualitas produksi 2. Keausan dapat menyebabkan produksi berhenti

3. Kerusakan dapat membahayakan kesehatan dan keselamatan kerja 4. Modal yang ditanamkan pada unit tersebut dinilai cukup tinggi

Kegiatan Preventive Maintenance dalam suatu pabrik dapat dibagi menjadi 3 (tiga) bagian yaitu :

a. Periodic Maintenance b. Routine Maintenance c. Plant Service

Ketiga kegiatan ini adalah merupakan langkah awal dalam perawatan suatu mesin. Disamping itu ada beberapa hal yang dapat menetukan yang harus diperhatikan untuk perawatan mesin yaitu :

1. Data mesin yang terdapat pada peralatan yang meliputi : a. Nomor Mesin

c. Life Time d. Operasi e. Kapasitas f. Jumlah Mesin

2. Perencanaan dan Jadwal

Kegiatan pemeliharaan harus disusun dalam perencanaan jangka panjang dan jangka pendek seperti pelumasan, bongkar pasang reservasi dan pencucian, dalam hal ini harus disusun urutan yang dikerjakan dan kapan dilaksanakan.

3. Persediaan Suku Cadang (spare part)

Suku cadang dalam bentuk suatu pabrik harus selalu tersedia, jika dibutuhkan untuk penggantian nantinya dapat segera dilaksanakan pemasangannya.

4. Surat perintah kerja

Dalam suatu perintah kerja harus diberitahukan : a. Apa yang harus dikerjakan

b. Siapa yang mengerjakan dan bertanggung jawab. c. Dimana dikerjakan

d. Berapa orang tenaga kerja dan alat apa saja yang digunakan untuk mengerjakan tersebut.

5. Catatan (records)

Dalam hal ini yang dicatat adalah kegiatan pemeliharaan yang dilakukan, yang perlu diperhatikan adalah :

a. Karakteristik peralatan b. Jumlah peralatan yang ada c. Biaya perawatan

6. Laporan Pengaman

Dalam hal ini yang perlu diperhatikan adalah : a. Pembetulan yang dilakukan

b. Penyimpangan yang pernah terjadi

b. Predictive Maintenance

Predictive Maintenance merupakan suatu teknik atau cara yang dipakai dalam produksi berantai, dimana bila ada gangguan darurat sedikit saja dalam produksi tersebut misalnya rusaknya peralatan suatu pompa dapat menyebabkan aliran produksi sehingga dapat menimbulkan kerugian yang cukup besar pada perusahaan yang cukup besar. Dalam industri yang menggunakan proses kimia, terhentinya aliran sistem produksi beberapa detik saja dapat menimbulkan kerusakan berat yang fatal.

Jadi Predictive Maintenance adalah merupakan bentuk baru planed maintenance, dimana penggantian komponen atau suku cadang dilakukan lebih awal pada waktu terjadinya kerusakan.

Phasa 1 Phasa 2 Phasa 3

Gambar 2.12. Sistem Pemeliharaan Bathtub Curve (kurva bak mandi)

Dalam Gambar 2.12 Bathtub Curve pemeliharaan diadakan menjelang Wearing Out Priode, atau sebelum berakhirnya Intrinsic Failure Priode. Pada Gambar 2.12 terlihat suatu cermin baru bila dioperasikan akan terjadi keausan yang cukup tinggi. Hal ini disebabkan bagian – bagian “permukaan kerja” (waktunya surface) dari alat mesin kasar sehingga ketika terjadi kontak kerja permukaan kasar tersebut akan menjadi halus dengan geram – geramnya terbang keluar. Setelah melewati phasa

I, dimana permukaan bidang benda kerja halus tersebut. Geram yang terjadi akibat gesekan sudah menurun, hal ini akan menambah stabilitas keadaan permukaan bidang kerja. Phasa II inilah yang dikenal sebagai priode kerja serba guna dari mesin (Intrinsic Failure Priode). Periode ini menentukan unsur mesin atau peralatan yang sesungguhnya.

Karena permukaan bidang kerja mempunyai lapisan kekerasan dengan ketebalan yang terbatas maka bila ketebalan lapisan keras ini telah habis terkikis sehingga usaha laju keausan akan meningkat kembali. Hal ini akan berlangsung selama Phasa III yang dikenal priode keausan cepat (WearOut Failure Periode).

c. Corective Maintenance

Corective Maintenance tidak hanya berarti memperbaiki tetapi juga mempelajari sebab – seba terjadinya kerusakan yang serupa.

Perlu disadari pula Corective Maintenance tidak dapat menghilangkan semua kerusakan tetapi harus mampu mencegah kerusakan yang baru dengan corective maintenance ini maka jumlah kerusakan berkurang dan juga waktu terhentinya mesin juga berkurang sehingga produksi tidak berhenti, adalah menjadi tugas bagian dari maintenance untuk mengikuti terjadinya kerusakan pada peralatan dan mengambil tindakan – tindakan yang perlu untuk mengatasinya.

B. Tujuan Pemeliharaan

1. Tujuan pemeliharaan dalam pengertian sempit adalah suatu kegiatan untuk menunjang dan menjaga peralatan agar peralatan dapat dioperasikan dengan produksi stabil dan bebas dari penurunan mutu peralatan yang dihasilkan, misalnya melalui kegiatan pemeriksaan peralatan, pemberian minyak, perbaikan pada kerusakan dan lain – lain.

2. Tujuan pemeliharaan dalam pengertian yang luas adalah semua kegiatan yang dibutuhkan untuk menstabilkan produksi dan menyempurnakan produktivitas.

3. Tujuan pemeliharaan dalam pengertian yang luas dapat dibagi atas 4 (empat) bagian yaitu :

a. Menyempurnakan Produksi b. Menyempurnakan mutu produksi c. Mengurangi biaya perawatan d. Meningkatkan modal kerja

4. Tujuan pemeliharaan dari segi teknis :

a. Memelihara keberadaan peralatan yang siap pakai untuk kurun waktu tertentu.

b. Menjaga kemampuan dan kehandalan peralatan untuk melakukan fungsi yang diperlukan dalam kondisi dan waktu tertentu.

c. Menyempurnakan bagian peralatan untuk mudah dipelihara, diperbaiki dalam kondisi peralatan yang spesifikasi dalam jangka waktu tertentu.

Untuk mengetahui jenis pemeliharaan yang dilakukan terhadap peralatan yang terpasang dilakukan dengan cara mempedomani data yang diperlihatkan hasil kerja peralatan yang terpasang cara seperti ini dikenal dengan pendiagnosaan aksi kerja peralatan. Sehingga dengan kata lain untuk menetapkan apakah pemeliharaan terhadap kesatuan peralatan yang dilakukan menyangkut pencegahan atau pemeliharaan perbaikan, serta pemeliharaan korosi sebagai pedoman hasil pendiagnosaan aksi kerja peralatan.

Dari hasil pendiagnosaan kerja peralatan menyangkut aksi kerja suatu peralatan dapat diketahui penyebab gangguan dari suatu peralatan. Bila penyebab gangguan kerja adalah keausan elemen peralatan yang melebihi batas yang diiizinkan ataupun perubahan (kelainan dari elemen peralatan baik bentuk, mikro struktur dan keretakan pada elemen peralatan). Maka pemeliharaan yang dilakukan adalah jenis pemeliharaan perbaikan dimana peralatan harus dihentikan beroperasi dan sasaran utama adalah penggantian elemen peralatan atas suku cadang yang tersedia.

2.10 Istilah Forensic Engineering (terhadap timbulnya kegagalan pada suatu Peralatan)

Pemantauan dan analisa kegagalan peralatan misalnya pada pelumasan safety valve merupakan salah satu hal yang penting dan harus dilakukan pada pemeliharaan prediktif suatu mesin pembangkit untuk menentukan kesehatan mesin

secara dini, sehingga akan mengurangi timbulnya kerusakan pada peralatan.. Analisa pelumas yang dilakukan secara umum meliputi analisa sifat fisika kimia, analisa keausan logam dan analisa kondisi mesin. Pemantauan dan analisa pelumas secara rutin digunakan untuk mendapatkan sinyal atau deteksi dini bila terjadi kerusakan pada mesin atau untuk menemukan periode penggantian pelumas. Selain digunakan pada program perawatan, analisa pelumas juga digunakan sebagai alat bantu pada analisa kerusakan (failure analysis).

Pemeliharaan mekanik adalah suatu pekerjaan yang dilakukanuntuk memperthankan dan melindungi mesin atau peralatan supaya dapat beroperasi sebagaimana mestinya. Tujuan pemeliharaan dilakukan adalah mencegah atau mengurangi kerusakan atau kemacetan yang mengganggu jalannya operasi pada mesin atau peralatan. Perlakuan pemeliharaan mekanik pada suatu pabrik adalah bertujuan untuk mendapatkan kondisi operasi dari satu mesin atau peralatan berjalan dengan baik, sehingga produksi dapat berjalan dengan normal.

BAB 3

PERMASALAHAN POKOK

3.1 Katub Pengaman (safety valve)

Katub pengaman adalah katup yang bekerja secara otomatis tanpa bantuan enersi lain selain enersi fluida yang ada, manpu melepaskan sejumlah tertentu fluida untuk rnenjaga tekanan amannya yang telah ditentukan. Katub pengaman ini dirancang untuk dapat menutup sendiri guna mencegah keluarnya fluida berlebihan setelah kondisi tekanan kerja normalnya tercapai kembali. Pada Gambar 3.1 dapat terlihat bagian dari katub pengaman (safety valve).

Jenis perangkat yang digunakan pada prinsipnya adalah untuk mencegah tekanan berlebih (overpressure) di pabrik adalah katup pengaman. Katup pengaman beroperasi dengan merilis sebuah volume cairan dari dalam permukaan bila tekanan maksimum yang telah ditentukan tercapai, sehingga mengurangi tekanan berlebih dengan cara yang aman. katub pengaman tekanan memegang peranan penting dalam sistem perpipaan karena perangkat tersebut mampu beroperasi pada setiap saat dan di setiap kondisi yang memungkinkan terjadinya tekanan.

Gambar 3.1. Katub Pengaman (safety valve)

Katub pengaman harus dipasang di manapun batas maksimum tekanan kerja yang diijinkan dari sebuah sistem atau tekanan yang mengandung pembuluh mungkin terlampaui. Dalam sistem uap, katup pengaman biasanya digunakan untuk perlindungan overpressure boiler dan aplikasi lain seperti hilir tekanan mengurangi kontrol. Meskipun peran utama mereka adalah untuk keamanan, katup pengaman juga digunakan dalam operasi proses untuk mencegah kerusakan produk akibat tekanan berlebih. Tekanan berlebih dapat dihasilkan dalam sejumlah situasi yang berbeda, termasuk :

a. Ketidakseimbangan laju aliran fluida yang disebabkan oleh katup isolasi secara tidak sengaja ditutup atau dibuka pada kapal proses.

b. Kegagalan sistem pendingin, yang memungkinkan uap atau cairan untuk memperluas.

c. Kompresi udara atau kegagalan daya listrik untuk mengendalikan instrumentasi.

d. Transient lonjakan tekanan. e. Paparan kebakaran permukaan. f. Panaskan tabung penukar kegagalan.

g. Reaksi eksotermis tak terkendali di pabrik kimia. h. Perubahan suhu Ambient.

Banyaknya masalah yang sering dialami dilapangan membuat masalah – masalah yang berhubungan dengan safety valve menjadi hal yang penting. Bagaimana mengatasi dan menindaklanjuti merupakan kewajiban seorang maintenance untuk mencermati semua kendala-kendala tersebut dilapangan. Katub pengaman merupakan katub pengatur tekanan dalam suatu aliran. Dikarenakan adanya terjadi tekanan yang berlebih tersebut perlu dilakukan pengaturan (setting) terhadap katub tersebut. Hal yang perlu diperhatikan dalam pengaturan (setting) terhadap safety valve adalah pengaturan regangan per yang menjadikan pelepasan uap sesuai dengan tekanan yang diinginkan.

Gangguan yang paling sering terjadi pada katup adalah kebocoran fluida melewati sebuah batang atau flens gasket. Flens gasket dibuat dari suatu bahan campuran yang dimampatkan membentuk suatu perapat anti bocor. Vibrasi yang berlebihan dapat mengakibatkan perapat ini bocor, Dengan demikian yang harus dilakukan adalah mengencangkan baut flens sedikit demi sedikit, biasanya kebocoran

dapat dihentikan. Kebocoran di sekitar sebuah batang katup merupakan bukti bahwa packing didalam kotak gasket tidak berfungsi dengan baik. Paking adalah suatu bahan lempeng mampu mampat. dipotong sepanjang yang diperlukan dan digunakan untuk mengisi ruang disekitar batang katub. Dengan mengencangkan mur – mur pembawa gland secara merata, paking dimampatkan membentu perapat anti bocor di sekeliling batang tersebut.

Seorang operator pabrik bertanggung jawab atas pemeriksaan katup-katup dan kotak gasket, serta pelumasan nipel-nipel dan rangkaian roda gigi, yang merupakan sebagaian dari kegiatannya. Katub – katub itu harus diperiksa apakah terdapat :

a. Bunyi-bunyi tidak wajar atau vibrasi

b. Gesekan berlebihan jika sebuah batang diputar. c. Kebocoran jika sebuah katup ditutup.

d. Batang-batang rusak, bengkok atau tidak lurus. e. Kotak-kotak gasket bocor.

f. Pelumas yang cukup.

g. Retakan-retakan dan distorsi.

h. Tuas dan roda tangan yang rusak atau hilang.

Katub – katub pengaman biasanya digunakan untuk tekanan berlebihan atau vakum berlebihan. Tekanan berlebihan dapat mengakibatkan bejana – bejana dan peralatan meledak dan vakum berlebihan mengakibatkan bejana – bejana dan

peralatan hancur. Jenis katub pengaman tangki terdiri dari pallet pallet beban yang biasanya menahan katub tertutup. Beban itu bisa disetel sesuai dengan tekanan – tekanan tertentu atau kondisi vakum. Jika kondisi berubah, pallet itu ditekan meninggalkan dudukannya dan memungkinkan :

a. Pembebasan tekanan lebih dalam satu sistem.

b. Masuknya tekanan atmosfir untuk menurunkan suatu kondisi vakum berlebihan.

3.2 Jenis – Jenis Tekanan yang terjadi pada Katub Pengaman a) Tekanan set

Tekanan katup pengaman yang ditetapkan sebelumnya pada kondisi awal pembukaan. Besarnya tekanan yang diukur pada masukan katup, dimana tekanan ini cenderung mernbuka katup untuk menjaga keseimbangan terhadap gaya yang menahan piringan (disc) pada dudukannya.

b) Tekanan lebih pada katup pengaman

Suatu tekanan meningkat melebihi tekanan atur pada katup pengaman, biasanya dinyatakan sebagai suatu persentase pada tekanan set katup pengaman.

c) Tekanan penutupan pada katup pengaman

Nilai tekanan statis masukan pada saat katub merapat kembali atau pada saat bukaan katub menjadi 0 (nol).

d) Tekanan uji cold differensial

Tekanan masukan pada katub pengaman yang di set pada pengujian awal pembukaan. Pengujian ini termasuk koreksi untuk kondisi kerja dari tekanan balik dan temperaturnya.

e) Tekanan aman (Relieving pressure) Adalah tekanan sel dan tekanan lebih

f) Tekanan pada sistem pelepasan (build – up back pressure) seperti pada Gambar 3.2, Tekanan yang terjadi pada katup pengaman yang disebabkan adanya aliran yang nelalui katup ke sistem pelepasan.

Gambar 3.2. Tekanan pada sistem Pelepasan (Build up back pressure)

g) Tekanan penyebab tekanan balik (superimposed back pressure) seperti pada Gambar 3.3, Apabila ada tekanan statik yang terjadi pada keluaran katup pengaman maka pada saat itu alat tersebut harus dioperasikan. Tekanan tersebut merupakan tekanan yang ditirnbulkan dari sumber lain dalam sistem pelepasan.

Gambar 3.3. Penyebab tekanan balik (superimposed back pressure)

3.3 Analisis penyebab Terjadinya Tekanan berlebih

Ada empat kemungkinan yang dapat menyebabkan terjadinya kelebihan tekanan dalam suatu peralatan proses yaitu :

a) Kenaikkan input bahan. b) Penurunan output bahan. c) Kenaikkan input panas.

d) Penurunan penghilangan panas

Contoh-contoh dari penyebab terjadinya kelebihan tekanan antara lain adalah : 1) Kenaikkan input bahan seperti:

a. Kegagalan dan membukanya control valve upstream suatu vessel.

b. Kekeliruan atau ketidaksengajaan sehingga membuka valve di bagian upstream suatu vessel.

2) Penurunan output bahan seperti:

a. Kegagalan dan menutupnya control valve yang terletak di bagian downstream sebuah vessel.

b. Kekeliruan atau ketidaksengajaan menutup valve yang terletak di downstream sebuah vessel.

c. Kegagalan kompresor yang terpasang di bagian downstreamsebuah vessel.

d. Kegagalan pompa yang terpasang di downstream, sebuah vessel

3) Kenaikkan input bahan seperti;

a. Kegagalan suatu valve untuk menutup bahan bakar ke fired heater.

b. Kenaikkan pemindahan panas karena kenaikkan beda suhu di dalam sebuah reboiler.

c. Kebakaran yang terjadi sekitar sebuah vessel

4) Penurunan penghilangan panas seperti; a. Kegagalan air pendingin.

b. Kegagalan condenser udara.

c. Kegagalan sirkulasi aliran penghilang panas.

Empat kemungkinan di atas adalah kemungkinan penyebab kelebihan tekanan yang tidak berkaitan (unrelated casualities). Dalam menganalisis suatu sistem untuk pemasangan relief valve maka telah diterima sebagai panduan umum (general

practice) mengadakan asumsi bahwa satu atau lebih penyebab kelebihan tekanan overpressure yang tidak berkaitan tidak akan terjadi secara bersamaan. Sebagai contoh, tidak perlu berasumsi bahwa sebuah pompa akan mengalami kegagalan pada saat terjadi tube rupture, dan pada saat yang sama operator menutup valve yang salah secara tidak sengaja. Namun didalam kejadian general power failure maka dapat dengan mudah terjadi secara simultan kegagalan pompa reflux, kegagalan air pendingin dan kegagalan condenser udara yang kesemuanya penyebab terjadinya overpressure. Penyebab-penyebab semacam ini merupakan penyebab yang berkaitan dan pengaruhnya secara simultan harus diperhitungkan

3.4 Katub Pengaman pada Boiler

Katub pengaman berfungsi untuk mengamankan ketel dari kelebihan tekanan dari tekanan maksimum yang telah ditentukan, katub pengaman ini pada satu ketel dipasang lebih dari satu. Dalam pasal 11 tersebut dinyatakan pula bahwa suatu ketel uap sekurang-kurangnya dilengakapi dengan 2 katub pengaman. Katub pengaman ini dipasang dibagian atas dari drum ketel (upper drum) dan pada super heater header juga dipasang 1 buah, seperti terlihat pada Gambar 3.4. Katub pengaman bekerja dengan melihat tekanan pada boiler, ketika mencapai tekanan tertentu, misal 39 bar maka dia akan membuka namun jika tidak terbuka biasanya dibuat bertingkat, katub pengaman kedua dan ketiga, sangat jarang memang terjadi tiga kali kegagalan.

Boiler dapat bekerja pada 30%, 50% dan 100% BMCR ini tergantung tingkat kontrol dari boiler, jika tiga katub pengaman gagal menurunkan kerja menjadi

50 atau 30 %, yang artinya pada tahap selanjutnya katub pengaman pada boiler harus dilakukan maintenance atau diganti, jika ada dua unit boiler maka satu boiler bisa di shutdown, dan boiler yang lainnya tetap berjalan. Jadi oleh karena itu disinilah manfaatnya turbin bypass system, ketika terjadi kerusakan yang sangat critical boiler anda akan terselamatkan dari kerusakan yg lebih fatal, turbin bypass sistem dapat menjalankan boiler anda pada keadaan 30% atau 50% tanpa menuju tahap shutdown yang memakan waktu lama untuk start-up.

Keamanan peralatan bantuan disediakan dalam sistem bertekanan, Boiler memiliki katup pengaman dapat meringankan kapasitas pembangkit seluruh boiler jika tekanan berjalan di atas batas dan disediakan dalam drum, superheater, dan alat pemanas. Boiler tekanan tinggi dan sistem suhu digunakan untuk menghasilkan uap untuk menggerakkan turbin uap untuk pembangkit listrik. Jika, karena alasan apapun operasi atau kerusakan pada peralatan atau kontrol, tekanan operasi dalam sistem berjalan di atas batas aman dari bahan konstruksi, dapat menyebabkan bencana. Untuk mencegah bencana tersebut, katup pengaman yang disediakan dalam boiler di berbagai lokasi. Drum boiler memegang air dan uap dalam jumlah besar. Ini adalah komponen paling tebal dalam sistem, dan komponen yang paling membutuhkan perlindungan terhadap kenaikan tekanan di atas batas.

Katub pengaman disediakan dalam drum tergantung pada kapasitas. Outlet superheater akan memiliki 1-3 katup pengaman di kedua sisi boiler. Akan ada katup electromatic pada pipa superheater di samping. Katub ini akan ditetapkan pada

tekanan lebih rendah dari katup pengaman ditetapkan terendah di superheater tersebut. Pipa alat pemanas baik di inlet dan sisi outlet juga akan memiliki katup pengaman yang bisa berkisar 2-8 baik di inlet dan outlet dari alat pemanas disatukan.

Data yang baik untuk memilih katub pengaman tekanan pada Boiler  Kapasitas total Boiler

 Batas Maksimum Tekanan Kerja  Drum Tekanan Operasi

 Superheater Tekanan Operasional  Superheater Suhu Operasional

Gambar 3.4. Katub Pengaman yang terpasang di Boiler

Mengingat bahwa tekanan kerja dan temperatur ketel yang sangat tinggi, maka ketel harus dilengkapi dengan alat-alat pengaman sebagai berikut :

1.Katub Pengaman (Safety Valve)

Alat ini bekerja membuang uap apabila tekanan melebihi dari tekanan yang telah ditentukan sesuai dengan penyetelan katup alat ini. Umumnya pada katup pengaman tekanan uap basah (Saturated Steam) diatur pada tekanan 21 kg/cm², sedang pada katup pengaman uap kering tekanannya 20,5 kg/cm². Penyetelan dilakukan bersama dengan petugas atau operator pabrik, setelah adanya pemeriksaan berkala.

2. Gelas Penduga (Sight Glass)

Gelas penduga adalah alat untuk melihat tinggi air di dalam drum atas, untuk memudahkan pengontrolan air dalam ketel selama operasi. Agar tidak terjadi penyumbatan-penyumbatan pada kran-kran uap dan air pada alat ini, maka perlu diadakan penyepuan air dan uap secara periodik pada semua kran minimal setiap 3 (tiga) jam. Gelas penduga ini dilengkapi dengan alat pengontrolan air otomatis yang akan membunyikan bell dan menalakan lampu merah pada waktu kekurangan air. Pada waktu kelebihan air bell juga akan berbunyi dan lampu hijau yang akan menyala.

3. Kran Spei air (Blow Down Valve)

Kran spei air ini dipasang 2 (dua) tingkat, satu buah kran buka cepat (Quick Action Valve) dan satu buah lagi kran ulir. Bahan dari kedua kran ini dibuat dari bahan yang tahan tekanan dan temperatur tinggi.

4. Pengukur Tekanan (Manometer)

Manometer adalah alat pengukur tekanan uap di dalam ketel yang dipasang satu buah untuk tekanan uap panas lanjut dan satu buah untuk tekanan uap basah. Untuk menguji kebenaran penunjukan alat ini, pada setiap manometer dipasang kran cabang tiga yang digunakan untuk memasang manometer penara (Manometer Tera).

5. Kran Uap Induk

Kran uap induk berfungsi sebagai alat untuk membuka dan menutup aliran uap ketel yang terpasang pada pipa uap induk terbuat dari bahan tahan panas dan tekanan tinggi.

6. Kran Pemasukan Air

Kran pemasukan air 2 (dua) buah yaitu satu kran ulir dan lainnya kran satu arah (Non Return Valve). Kedua alat ini terbuat dari bahan yang tahan panas dan tekanan tinggi. 7. Peralatan Lain

Perlengkapan lain yang diperlukan untuk ketel uap adalah :

 Alat penghembus debu pada pipa air ketel (Mechanical Soot Blower).  Pemasukan air ketel otomatis (Automatic Feed Regulator).

 Panel-panel listrik komplit dengan alat-alat ukur.

 Meter pencatat tekanan dan temperature (manometer & Temperatur Recorder).  Kran-kran buangan udara, air kondensat, dan header.

3.5 Mengatur Tekanan dan Kapasitas pada Boiler

Tergantung pada tekanan desain boiler, katub berbagai keselamatan dalam boiler ditetapkan untuk membuka pada tekanan tertentu yang disebut "tekanan yang ditetapkan." Sampai tekanan sistem mencapai tekanan diatur, katub tidak akan terbuka atau bocor. Hal ini dicapai dengan para desainer katub pengaman dengan mengadopsi desain disk yang dipatenkan. Setelah katub muncul atau membuka, tekanan dalam sistem masih dapat meningkatkan. Karena itu, katub-katub pengaman yang dirancang untuk pergi membuka penuh dalam tingkat overpressure dari 3%. Katub pengaman akan menutup setelah tekanan sistem mengurangi apa yang disebut "pasang kembali tekanan." Katub harus diatur sedemikian rupa sehingga tekanan pasang kembali adalah 95% dari tekanan yang ditetapkan. Persentase ini disebut "persentase blowdown" dan terbatas untuk maksimal 5% untuk menghindari pemborosan uap yang dihasilkan. Namun katub pengaman dimuat musim semi tidak dapat ditetapkan untuk pukulan turun lebih rendah dari 3% karena hal ini akan membuat obrolan katub.

Kapasitas katub pengaman adalah kuantitas uap itu bisa meredakan ketika katub terbuka penuh. Katub pengaman dalam boiler begitu dipilih bahwa kapasitas katub pengaman superheater drum dan disatukan akan lebih dari generasi 100% dari boiler. Superheater katub keselamatan juga dipilih sedemikian rupa sehingga mereka akan mengapung sebelum katub pengaman drum yang, jika tidak superheater bisa rusak karena terlalu panas dari tabung. Katub alat pemanas keselamatan juga dipilih

dan berukuran seperti yang dilakukan dalam sistem boiler. Katub ini ditugaskan menggunakan HP - LP melewati sistem turbin. Pengaturan katub pengaman merupakan bagian dari tim commissioning boiler. Setelah katup pengaman diatur, mereka tidak disesuaikan atau terganggu.

Dalam kasus boiler dengan permukaan pemanas yang besar, yang membuat uap dengan cepat, penting bahwa katup pengaman harus cukup besar untuk menguasai uap. Jika katub terlalu kecil, tekanan akan naik ke ketinggian yang berbahaya. Alat pengukur tekanan uap harus mendaftar jauh lebih tinggi dari pada yang akan digunakan, sehingga mungkin tidak ada bahaya boiler dipaksa melampaui batas tanpa disadari terdaftar. Sepotong harus menyedot sela antara boiler dan mengukur untuk melindungi yang terakhir dari tindakan langsung dari uap. Air mengembun di sifon, dan tidak menjadi sangat panas. Pengukur tekanan uap atau meteran uap (PG) dan pipa pindah dapat kita lihat pada Gambar 3.5.

3.6 Jenis Sambungan

Jenis-jenis sambungan pada katup pengaman harus disesuaikan dengan salah satu persyaratan sebagai berikut:

a) flensa disesuaikan dengan standar (SNI) 0824 - 89 - A dan SNI. 0825-89-A b) Flensa sesuai dengan SNI. 1625-89-A

c) Sambungan ulir sesuai dengan ISO. 7

d) Persiapan pengelasan sesuai dengan SII. 2443-89

3.7 Sertifikasi dari Katub

Kapasitas yang disertifikasikan dari katup harus 90% dari kapasitas yang ditentukan oleh pengujian. Untuk katup yanq menggunakan koefisien dari metoda pelepasan dari kapasitas sertifikasi harus 90% dari kapasitas theoritis dikalikan koefesien pelepasan. Hal tersebut dapat dianggap bahwa koefisien pelepasan tidak dapat di gunakan untuk menghitung kapasitas pada saat lebih rendah dari tekanan berlebih dibandingkan bahwa pengujian yang dilakukan meskipun hal uji dapat digunakan untuk menghitung kapasitas pada saat lebih tinggi dari tekanan berlebih.

3.8 Penandaan

1) Badan Katup pengaman

Informasi mininum berikut badan katup pengaman. harus ditandakan pada penandaan pada badan boleh diartikan pada badannya sendiri atau pada badanya sendiri atau pada plat yang tetap pada badan.

a. penetapan ukuran (masukan) desain. b. Penetapan bahan dari badan.

c. Nama dan merek dagang pemanufactur.

d. Tanda panah (→) yang menunjukkan ar ah aliran masukan dari keluaran yang berhubungan dengan dimensi yang sama atau tekanan rata – rata yang sama.

2) PIat Katup Pengaman

Informasi minimum berikut rnerupakan suatu kesatuan harus ditandakan pada plat yang tetap pada katub pengaman.

a. Suhu operasi maksimum yang diperolehkan, dalam C. b. Tekanan set, dalam Bar atau pascal.

c. Nomor standar.

d. Tipe acuan pemanufaktur.

e. Koefisien pelepasan atau kapasitas pelepasan yang disahkan dari fluida acuan.

f. Daerah alir (mm²).

BAB 4

HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

4.1 Materi

Alat–alat yang digunakan yaitu : a. Safety valve

• Jenis Nozzle Reaction • Type : SL – 8 CT • Kapasitas : 8 Kg / jam • Merek : Venn Co.Ltd b. Palu

c. Pahat d. Kunci pas e. Kunci pipa f. Kunci inggris

g. Consumable : Unit safety valve, Udara compressor Selang.

4.2 Metoda

a. Prosedur kerja

1. Mengamati kesiapan peralatan yang akan digunakan.

2. Periksa dan pastikan kesiapan dari pada peralatan–peralatan perlakuan pengesetan serta keperluan yang dibutuhkan.

3. Kenali spesifikasi savety valve yang di set, kemudian pasangkan di meja dudukan peralatan perlakuan pengesetan.

4. Periksa ketersediaan udara tekan untuk kebutuhan pengesetan udara tekan.

b. Penanganan pengesetan

1. Tentukan (cari) interval tekanan awal dari setiap perputaran adjusting screw.

2. Tetapkan harga tekanan safety valve yang hendak di set serta harga tekanan yang terjadi.

3. Lakukan pengurangan antara tekanan yang terjadi dengan jarak terdekat dari tekanan yang diinginkan, kemudian dibagi dengan interval setiap putaran adjusting srew.

c. Penyelesaian pengesetan

1. Kunci mur pengesetan (pengikat adjusting screw kemudian pasangkan tutup terhadap adjusting screw safety valve, bila perlu penyegelan)

2. Lepaskan safety valve yang telah di set dari meja dudukan peralatan pengesetan (safety valve siap untuk digunakan)

3. Atur kembali peralatan perlakuan pengesetan serta keperluan kerja yang digunakan selama pengesetan.

Pada Tabel 4.1 dijelaskan hasil pengujian dan pengesetan safety valve untuk mencari putaran setting–an (N)

Tabel 4.1 Pengujian dan Pengesetan safety valve Putaran (N) Tekanan awal

P₁ (kg/cm²)

Tekanan yang terjadi Ps

(kg/cm²)

Tekanan yang diinginkan P₀

(kg/cm²)

Hasil Putaran (N)

1 1,7 3,3 1,5 3,33

2 2,3 4,1 2,0 3,2

3 3,0 5,0 2,5 3,2

4 3,6 5,7 3,5 2,65

5 4,2 6,5 4,0 2,67

6 4,9 7,2 4,5 2,68

7 5,5 7,4 5,0 2,58

8 6,2 8,0 5,5 2,58

Dari Tabel 4.1 diatas akan dijelaskan satu persatu hasil perhitungan untuk mencari pengaturan putaran (N) pada pengaturan sekrup (adjusting screw).

Putaran [1]

Dik : 1) tekanan awal (P1) = 1,7 Kg/Cm²

2) tekanan yang terjadi (Ps) = 3,3 Kg/Cm²

= 3,33 Putaran

Putaran [2]

Dik : 1) tekanan awal (P1) = 2,3 Kg/Cm²

2) tekanan yang terjadi (Ps) = 4,1 Kg/Cm²

= 3,2 Putaran

Putaran [3]

Dik : 1) tekanan awal (P1) = 3,0 Kg/Cm²

2) tekanan yang terjadi (Ps) = 5,0 Kg/Cm²

Putaran [4]

Dik : 1) tekanan awal (P1) = 3,6 Kg/Cm²

2) tekanan yang terjadi (Ps) = 5,7 Kg/Cm²

= 2,65 Putaran

Putaran [5]

Dik : 1) tekanan awal (P1) = 4,2 Kg/Cm²

2) tekanan yang terjadi (Ps) = 6,5 Kg/Cm²

= 2,67 Putaran

Putaran [6]

Dik : 1) tekanan awal (P1) = 4,9 Kg/Cm²

2) tekanan yang terjadi (Ps) = 7,2 Kg/Cm²

Putaran [7]

Dik : 1) tekanan awal (P1) = 5,5 Kg/Cm²

2) tekanan yang terjadi (Ps) = 7,4 Kg/Cm²

= 2,58 Putaran

Putaran [8]

Dik : 1) tekanan awal (P1) = 6,2 Kg/Cm²

2) tekanan yang terjadi (Ps) = 8,0 Kg/Cm²

= 2,58 Putaran

4.3 Pengujian Katub Pengaman untuk Menentukan sifat-sifat Operasi

a. Untuk tekanan set dibawah 5 bar + 0,14 bar, untuk tekanan set di atas 5 bar dan di atasnya + 3%.

b. Bukaan (1ift) + 5% dari rata-rata ukuran yang digunakan oleh katub.

c. Batasan penyetelan hembusan (blowdown) 2,5% dari tekanan set minimun, 7% untuk tekanan set maksimum, kecuali katub yang mempunyai :

 Dudukan lubang lebih kecil dari 32 mm, apabila batas maksimum dari hembusan harus 15% dari tekanan set.

 Untuk harga tekanan set kurang dari 3,0 bar, apabila hembusan harus 0,3 bar.

d. batas dari katub dengan tanpa pengaturan hembusan (blowdown) maksimum 15% dari tekanan set.

4.4 Pembahasan

4.4.1 Pemeliharaan safety valve

1. lakukan bongkar pasang elemen katub sesuai prosedur pembongkar pasangan safety valve dengan baik dan benar.

2. pemberian minyak gemuk pada elemen–elemen yang penting sangat perlu diperhatikan dalam pemeliharaan terutama pada batang ulir bagian atas kepala safety valve, guna memudahkan pemutaran adjusting screw.

3. membersihkan elemen–elemen dari safety valve mulai dari pembersihan elemen utama sampai dengan elemen pendukung dari katub, dengan cara mengelap, menyemprot dan menyikat dari kotoran–kotoran yang melekat pada elmen–elemen katub tersebut.

4. pemasangan yang tidak benar dan kurang tepat akan mengakibatkan terjadinya kerusakan pada elemen utama peralatan serta elemen–elemen pendukung lainnya.

4.4.2 Cara Pengesetan Safety Valve

Safety valve dapat diatur tekanan yang dibutuhkannya dengan prinsip kerja sebagai berikut :

1. Apabila tekanan yang terjadi melebihi dari tekanan yang diizinkan maka safety valve dengan sendirinya akan membuang tekanan yang berlebih keluar dengan cara memutar baut pengatur searah dengan arah jarum jam dapat diketahui setiap putarannya memiliki besar tekanan tertentu. Dengan ini dapat diketahui setiap putaran baut pengatur dalam pressure gauge per satuan (Kg/Cm²).

2. Dari cara diatas dapat dicari pengesetan safety valve yang diinginkan melalui interval setiap putarannya, dimana tekanan yang terjadi dikurang dengan putaran terdekat yang mempunyai tekanan sendiri seperti pada perhitungan mencari harga putaran (N) diatas.

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Dalam hal ini selama melakukan penelitian di Pabrik Mini PTKI Medan, didapat berbagai macam hasil berdasarkan pengamatan yang dapat penulis simpulkan adalah berupa :

1. Untuk menghindari terjadinya tekanan yang berlebihan maka perlu diperhatikan pengaturan screw (sekrup) yang membuat regangan dari per berubah, hal ini berfungsi untuk mendapatkan hasil tekanan yang sesuai.

2. Pemeliharaan terhadap safety valve harus memperhatikan bongkar pasang elemen – elemen katub tersebut, sebab dalam pemasangan yang tidak baik akan mengakibatkan kerusakan peralatan utama.

3. Safety valve digunakan untuk mengantisipasi tekanan yang berlebih maka perlu dilakukan penyesuaian terhadap suatu aliran yang bertekanan, khususnya fluida polatil (menguap).

4. Bila baut pengatur pada bagian atas safety valve diputar searah jarum jam maka regangan per semakin pendek hal ini memungkinkan disc atau piringan dapat menerima tekanan yang besar dan sebaliknya, bila diputar berlawanan dengan arah jarum jam maka tekanan yang dapat diterima disc atau piringan tekanannya kecil.

5.2 Saran

Untuk memperlancar system pengajaran yang menyangkut dengan peralatan, disini penulis memberikan beberapa saran demi kemajuan dan keamanan proses di Mini Plant PTKI Medan berupa :

1. Memperhatikan masalah pemeliharaan peralatan sesuai dengan standarisasi yang telah ditetapkan.

2. Kurangnya keakuratan peralatan yang telah diluar batas pemakaian.

3. Adanya penambahan literatur yang menyangkut peralatan safety valve untuk memudahkan dalam penggunaan.

4. Hendaknya pada saat melakukan pengesetan dilakukan dengan cepat, sebab tekanan pada pressure gauge dapat mudah menurun diakibatkan adanya ketidakstabilan pada kompressor yang dikarenakan terjadi kebocoran atau kapasitas kompressor yang sudah tidak sesuai standarisasi.

DAFTAR PUSTAKA

[1] Harorld A Rothbant, McGrawhill, California, Second Edition Chemical Design and Systems Hand Book 1986.

[2] Louis Gary Lamit, Piping Systems Drafting and Design, New Jersey 07632.

[3] Raswari, Teknologi dan perencanaan sistem perpipaan, Universitas Indonesia, Jakarta, 2007

[4] RIP Weaver, Design Pipa Proses Volume I. Universitas Indonesia, Jakarta 2000.

[5] Steve Elonka, McGrawhill, New York, Second Edition Standard Plant Operator Manual, 1975

Putaran [7]

Dik : 1) tekanan awal (P1) = 5,5 Kg/Cm²

2) tekanan yang terjadi (Ps) = 7,4 Kg/Cm²

= 2,58 Putaran

Putaran [8]

Dik : 1) tekanan awal (P1) = 6,2 Kg/Cm²

2) tekanan yang terjadi (Ps) = 8,0 Kg/Cm²

= 2,58 Putaran

4.3 Pengujian Katub Pengaman untuk Menentukan sifat-sifat Operasi

a. Untuk tekanan set dibawah 5 bar + 0,14 bar, untuk tekanan set di atas 5 bar dan di atasnya + 3%.

b. Bukaan (1ift) + 5% dari rata-rata ukuran yang digunakan oleh katub.

c. Batasan penyetelan hembusan (blowdown) 2,5% dari tekanan set minimun, 7% untuk tekanan set maksimum, kecuali katub yang mempunyai :

 Dudukan lubang lebih kecil dari 32 mm, apabila batas maksimum dari hembusan harus 15% dari tekanan set.

 Untuk harga tekanan set kurang dari 3,0 bar, apabila hembusan harus 0,3 bar.

d. batas dari katub dengan tanpa pengaturan hembusan (blowdown) maksimum 15% dari tekanan set.

4.4 Pembahasan

4.4.1 Pemeliharaan safety valve

1. lakukan bongkar pasang elemen katub sesuai prosedur pembongkar pasangan safety valve dengan baik dan benar.

2. pemberian minyak gemuk pada elemen–elemen yang penting sangat perlu diperhatikan dalam pemeliharaan terutama pada batang ulir bagian atas kepala safety valve, guna memudahkan pemutaran adjusting screw.

3. membersihkan elemen–elemen dari safety valve mulai dari pembersihan elemen utama sampai dengan elemen pendukung dari katub, dengan cara mengelap, menyemprot dan menyikat dari kotoran–kotoran yang melekat pada elmen–elemen katub tersebut.

4. pemasangan yang tidak benar dan kurang tepat akan mengakibatkan terjadinya kerusakan pada elemen utama peralatan serta elemen–elemen pendukung lainnya.

4.4.2 Cara Pengesetan Safety Valve

Safety valve dapat diatur tekanan yang dibutuhkannya dengan prinsip kerja sebagai berikut :

1. Apabila tekanan yang terjadi melebihi dari tekanan yang diizinkan maka safety valve dengan sendirinya akan membuang tekanan yang berlebih keluar dengan cara memutar baut pengatur searah dengan arah jarum jam dapat diketahui setiap putarannya memiliki besar tekanan tertentu. Dengan ini dapat diketahui setiap putaran baut pengatur dalam pressure gauge per satuan (Kg/Cm²).

2. Dari cara diatas dapat dicari pengesetan safety valve yang diinginkan melalui interval setiap putarannya, dimana tekanan yang terjadi dikurang dengan putaran terdekat yang mempunyai tekanan sendiri seperti pada perhitungan mencari harga putaran (N) diatas.

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Dalam hal ini selama melakukan penelitian di Pabrik Mini PTKI Medan, didapat berbagai macam hasil berdasarkan pengamatan yang dapat penulis simpulkan adalah berupa :

1. Untuk menghindari terjadinya tekanan yang berlebihan maka perlu diperhatikan pengaturan screw (sekrup) yang membuat regangan dari per berubah, hal ini berfungsi untuk mendapatkan hasil tekanan yang sesuai.

2. Pemeliharaan terhadap safety valve harus memperhatikan bongkar pasang elemen – elemen katub tersebut, sebab dalam pemasangan yang tidak baik akan mengakibatkan kerusakan peralatan utama.

3. Safety valve digunakan untuk mengantisipasi tekanan yang berlebih maka perlu dilakukan penyesuaian terhadap suatu aliran yang bertekanan, khususnya fluida polatil (menguap).

4. Bila baut pengatur pada bagian atas safety valve diputar searah jarum jam maka regangan per semakin pendek hal ini memungkinkan disc atau piringan dapat menerima tekanan yang besar dan sebaliknya, bila diputar berlawanan dengan arah jarum jam maka tekanan yang dapat diterima disc atau piringan tekanannya kecil.

5.2 Saran

Untuk memperlancar system pengajaran yang menyangkut dengan peralatan, disini penulis memberikan beberapa saran demi kemajuan dan keamanan proses di Mini Plant PTKI Medan berupa :

1. Memperhatikan masalah pemeliharaan peralatan sesuai dengan standarisasi yang telah ditetapkan.

2. Kurangnya keakuratan peralatan yang telah diluar batas pemakaian.

3. Adanya penambahan literatur yang menyangkut peralatan safety valve untuk memudahkan dalam penggunaan.

4. Hendaknya pada saat melakukan pengesetan dilakukan dengan cepat, sebab tekanan pada pressure gauge dapat mudah menurun diakibatkan adanya ketidakstabilan pada kompressor yang dikarenakan terjadi kebocoran atau kapasitas kompressor yang sudah tidak sesuai standarisasi.

DAFTAR PUSTAKA

[1] Harorld A Rothbant, McGrawhill, California, Second Edition Chemical Design and Systems Hand Book 1986.

[2] Louis Gary Lamit, Piping Systems Drafting and Design, New Jersey 07632.

[3] Raswari, Teknologi dan perencanaan sistem perpipaan, Universitas Indonesia, Jakarta, 2007

[4] RIP Weaver, Design Pipa Proses Volume I. Universitas Indonesia, Jakarta 2000.

[5] Steve Elonka, McGrawhill, New York, Second Edition Standard Plant Operator Manual, 1975

[6] Teknisi Instrument