Does IP have relationship with Ex?

I say No, but why I need to write down this novel because I found 2 cases during my last project that people while discussing about IP then they grabbed and referred to Ex Certificate. Can we discuss IP certificate based on Ex Certificate? I still say No. It refers to different code, it refers to different purpose. While I am writing this article I am searching and learning what I believe why it should has no relation but only complementary. However If at the end of my searching I found the conclusion differently (means example let say Zone 1 automatically shall have IP66) , I will revise my novel accordingly. 

-to be continued-

 

Temperature Classes – Hazardous Area

Sepertinya Temperature Classes Hazardous Area menimbulkan pemahaman yang kebolak-balik diantara saya dan praktisi migas yang lain. Seringkali masih terjadi perdebatan diantara kontraktor, inspektor, dan engineer tentang hal ini. Ketika saya membaca punch list: Equipment Tag No XXXX suhunya bisa mencapai 450 degC, padahal permintaan Data Sheetnya T3. Dari mana angka 450 degC di dapatkan sehingga ditulis menjadi punchlist?

Dengan melihat tabel Temperature Class dibawah: (Hazard will not ignite at temperature below) kita akan belajar:

T1  450degC

T2  300degC

T3  200degC

T4  135degC

T5  100degC

T6  85degC

Kembali ke kasus punchlist di atas bahwa permintaan equipmentnya bersertifikat T3 sehingga menurut teori suhu equipment yang dihasilkan harus dibawah 200 degC. Tetapi kemudian dalam fase konstruksi diklaim bahwa temperaturenya bisa naik mencapai 450 degC. Dari mana tau-nya?

Ketika mencoba memahami definisi dari temperature class saya merasa ada kejanggalan dengan punch list tersebut. Janggal bukan berarti salah ya. Janggal bisa berarti karena sudut pemahaman yang berbeda. Oleh karenanya biar selalu lengket saya ingin menuliskan cara pemahaman versi saya.

Ketika berbicara suhu pada temperature classfication hazardous area akan ada 2 istilah suhu yang harus selalu diingat yaitu:

  • Suhu Bakar Lingkungan: Suhu minimum pada lingkungan gas yang menyebabkan api tersulut. (Flash point)
  • Suhu Equipment: Suhu yang dihasilkan equipment. (Surface Temperature)
  • Suhu Aman Lingkungan: Suhu aman yang dibolehkan (jauh dari flash point) pada lingkungan gas yang ditunjukkan pada Hazrdous Area Drawing (Safe Temperature)

Dongeng:

Suatu fasilitas oil & gas di offshore  diidentifikasi dan disyaratkan lingkungannya (yang mengandung gas) memiliki flash point 537 degC. Artinya ketika temperature lingkungan platform naik sampai 537 degC maka secara otomatis gas-gas di lingkungan platform tersebut akan tersulut energi panas menjadi api kemudian dilanjutkan dengan amuk si jago merah. Kewajiban dari yang bikin platform untuk memastikan semua equipment di platform yang menghasilkan panas tidak akan pernah mencapai suhu 537 degC.

Equipment di platform yang mungkin menghasilkan panas adalah Compressor, Generator, Heat Exchanger, Motor, Transmitter, Lampu, instrument dll. Suhu permukaan equipment-equipment tersebut jangan pernah mendekat angka 537 degC, semakin menjauh semakin bagus. Misalnya kalau perlu dijauhkan sampai angka 200 degC saja (Selisih 537 degC – 200 degC = 337 degC adalah safety margin yang sengaja diberikan). Suhu 200 degC equivalent dengan T3 (Suhu Aman) artinya equipment yang dipesan harus bersertifikat T3 (Suhu Permukaan yang dihasilkan equipment) atau di bawahnya T4, T5, T6. Semua equipment yang bersertifikat T3 akan memiliki surface temperature maksimal 200 degC, semua equipment bersertifikat T4,T5,T6 memiliki surface temperature maksimal yang lebih rendah lagi.

Apakah marking atau sertifikat bisa dipercaya? Itu lah perlunya lembaga independen semacam SIRA untuk memberikan stempelnya. Apakah SIRA bisa salah? Bisa saja, namanya orang. Tetapi karena mayoritas sudah percaya kepada stempel SIRA maka kesalahan hanya terjadi karena human error. Sehingga default equipment yang dicap T3 maka temperature surface maksimumnya adalah 200 degC.

Ketika suatu fasilitas oil & gas atau platform mensyaratkan Temperature Class T3, Apakah equipment dengan stempel T6 bisa dipasang di lokasi tersebut? Bisa, karena equipment bersertifikat T6 hanya menghasilkan surface temperature maksimal 85 degC.

Ketika suatu fasilitas oil & gas atau platform mensyaratkan Temperature Class T3, apakah equipment dengan stempel T2 bisa dipasang di lokasi tersebut? Tidak bisa, karena equipment bersertifikat T2 akan menghasilkan surface temperature 300 degC.

Apakah flood light atau lampu halogen yang terkenal panas bisa dihadapkan ke arah kepala sumur / wellhead / chrismass tree? Lihat dulu apa temperature class yang disyaratkan pada zone yang melingkupi wellhead tersebut. Ketika temperature class-nya misalnya adalah T3, maka flood light dengan Marking T3,T4,T5,T6, bisa dipasang di area tersebut.

Apakah boleh menyimpulkan heater suhunya bisa mencapai 450 degC padahal bersertifikat T3? Dari mana taunya? proses pertukaran panas atau heat exchange terjadi di dalam heater sedangkan Temperature Class adalah suhu permukaan. Ketika temperature class berstemple T3 maka sudah teruji bahwa maksimal suhu permukaan adalah 200 degC.

Laut Jawa, Dec 2014

Nova Kurniawan

Carbon Steel Gland Plates

Tulisan ini bermula dari perntanyaan: Kenapa Gland Plates jarang menggunakan material carbon steel?. Meskipun tentu saja ada engineering company dalam detail engineeringnya tidak menyebutkan detail tipe material yang diperbolehkan untuk dibuat jadi gland plates. Mungkin apa saja boleh, baik itu carbon steel, brass, stainless steel, etc. Tetapi jika kita sejenak berfikir tentang Eddy Current sepertinya pemilihan material apakah carbon steel, brass, atau stainless steel menjadi penting.

 

Flame Retardant and Fire Resistance Test

I was just surprised when I reviewed a flame retardant and fire resistance FAT certificate of the cable I purchased I got certificate with the test date before we placed on Purchased Order. The cables PO was issued on April 2013, the FAT of the cables was held on March 2013. They did the FAT before we purchased. What a shame Indonesian Cable Manufacturer. However we consider it just only date type error then the vendor re-submit their flame retardant and fire resistance cable test certificate with understandable date on 1st of August 2013. The vendor was just simply change the date in a make sense time. Reviewed the new submitted certificate with a new ‘make sense’ FAT date drove me to see the type of cables have been tested. Shockingly the type of cables on the flame retardant and fire resistance test certificates are not the cables what we are being purchased. It’s totally different description, core & pair, and size between cables on the PO and the FAT certificates. It means the certificate is a fake certificate. They just grabbed it from old certificate and submitted to us  This a shame for me as Indonesian.

In the name of local content we purchased cables on the Eastern of Jakarta but they are trying to cheat us on the FAT report certificate that I totally doubt that they did it. I am an engineer, not QA /QC who should witness it. This cable manufacturer shall be totally black listed on the oil and gas industries. I could not mention the cable manufacturer name on this blog, but I could give you the name of the vendor through personal channel.

What is Flame Retardant Test and What is Fire Resistance Test in accordance to IEC? At least we get a knowledge for every case we are facing every day.

Kita sudah memiliki rule of thumb perbedaan penggunaan kabel flame retardant dan fire resistant di artikel blog saya sebelumnya topik instrument cable. Fire resistant kabel digunakan untuk kritikal safety instrument seperti fire & gas. Flame retardant kabel digunakan untuk non-kritikal atau normal monitoring atau regulatory kontrol BPCS atau PCS. Sedangkan kabel untuk process safety (ke transmitter Hi-Hi/Lo-Lo atau ke SDV) harus dipilah-pilah berdasarkan tingkat ke kritisannya. Contohnya SDV yang selalu fail safe (artinya kalau kabelnya terbakarpun SDV akan otomatis nutup dan safe) tidak terlalu perlu untuk diberikan fire resistant kabel. Meskipun di beberapa proyek yang saya kerjakan menggunakan fire resistant untuk kabel ke solenoidnya SDV. Flame Retardant menghambat propagasi api ketika terjadi kebakaran. Fire Resistant anti api dan tidak terbakar konduktornya karena terdapat lapisan yang namanya MGT (mica glass tape) yang konon tahan api (note: sampai batas suhu tertentu seharusnya. Karena kalau dibakar api neraka akan habis juga kayaknya ^_^)

Bagaimana membuktikan bahwa kabel instrument yang dibeli berrated flame retardant atau fire resistance? Harus dilakukan pengujian.

Pengujian fire resistance mengacu pada IEC60331. Ambil sepotong kabel sepanjang 1.2 meter, letakkan di atas burner dan alirkan arus pada kabel tersebut dengan memberikan tegangan sesuai dengan voltage rating kabel tersebut. Nyalakan api pada burner dan bakar kabel selama 3 jam dengan arus listrik yang mengalir pada kabel tersebut. Setelah 3 jam matikan api dan putuskan arus yang mengalir. Dan biarkan dingin selama 12 jam. Setelah 12 jam alirkan lagi arus listrik melalui kabel tersebut dan kabel tersebut harus tidak menunjukkan penurunan performance jika dibandingkan dengan sebelum dibakar.

Flame Retardant test dilakukan dengan membakar sekumpulan kabel pada posisi vertikal berdasarkan IEC-60332.  Maksimum propagasi kebakaran alias yang gosong yang diukur dari letak burnernya. Maksimumnya adalah 2.5 meter. Silahkan dibuka IEC-60332. Waktu saya untuk menulis semakin sempit.

Batam, 17 Mar 2014

Nova Kurniawan

Electrical Offshore Construction: 80% Geometry, 20% Electricity

As I always say in my previous note in this blog that I don’t have electrical power engineering education background. I just have little bit ohm law knowledge including 4-20 mA, 24 VDC to support the instrumentation engineering knowledge.However when I was parachuted to jump on electrical jungle during the D-Day of construction stage then so I made conclusion that electrical construction will consume 80% of my time in Geometry, and optimistically only 20% on electricity.

Last week was the first time since I started my career 9 years ago, I draw a perpendicular triangle and apply phytagoras concept on triangle to help the electrician fitter to define the length of triangle side support. The bad news was I was fault because I did not consider the thickness of steel because during my high school a triangle was just a line without thickness. Oh..dear. Weeks previously was more funny when we discussed and aligned between cable ladder vendor, insulation sleeve material vendor, size of the drilling tools available on the site, final painting thickness will be, to define how big the hole need to made in support to hold the bolts of cable ladders. There was no electricity at all.

Geometry is branch of mathematic concerning about shape, size, position, and space (wikipedia). And those are what construction is normally deal with. If you don’t have space for your cable and or clash your cable with piping or equipment then you need to find another space. This needs geometry smartness, not electricity smartness. In other cases if your holybook (reference) is lay out and general arrangement drawing of equipment then you are talking about position, this is a geometry also not even touching electricity.

What electricity smartness we may need during construction? Anything need your decision on construction with consideration to voltage, current, resistance, capacitance, inductance, phase, and frequency is considered electricity knowledge. If we don’t use that at all then I doubt will you get electricity knowledge.

When you are dealing with Ingress Protection what is your electricity smartness being used to decide whether you need IP 57 or IP 67 to apply on your equipment? The evaluation will go around sealing of the electrical enclosure apparatus. It will be about surrounding environment attitude. Is there any solid object at certain diameter e.g. dust, water drop, raining, immersed, etc that will enter your enclosure and will short your circuit?. Giving so much time evaluate surrounding hazard make us realize that electricity knowledge is very less on this subject. Then the question will be: Are the non-electrical educated persons going to able to learn about IP during electrical construction? Yes they are on this topic. But they even did not touch electrical knowledge what first year of electrical engineering student studies.

Today 14-Jun-13 I spend my whole day on the follow issue: first convince the designer that there is no pipe with 150mm OD available in the market, second searching 6″ pipe around the facility as I don’t have 6″ pipe (they just change the drawing because the bracket hole from the vendor is just suitable for 6″ pipe), asking the changing of support material channel to designer as what they designed on drawing is not available on the market. No additional electrical knowledge at all today. Geometry of pipe dimension is for sure will be my addition knowledge today, not even single electricity donuts. If you choose 5″ pipe sch 40 then you will have 141.3mm OD,  if you choose 6″ pipe sch 40 then you will have 168.3mm OD, then how if your designer wants pipe with 150 mm OD just for support? it’s in between 5″ pipe and 6″ pipe Nominal Dimension. Do you need special order to pipe manufacture? I don’t think electrical engineer shall spend so much time about support dimension which is not easy to get. It’s a peanut!!

Nova Kurniawan

What does “Ignition” means in Electrical Gland Selection?

I am struggling to get the official difinition of “ignition” while learning IEC 60079-14. When I go through gland selection for flameproof enclosure then we will find chart for gland selection starting with question Does this enclosure containing internal source of ignition? What does ignition mean? Please help me:

-Does a junction boxes create ignitions?

-Does a transmitter create ignitions?

-Does a start-stop create ignitions?

-Does a lighting terminal create ignitions?

Searching on every source I have including from friends opinion, internet and a Handbook of Electrical Engineering for Practitioner in the Oil, Gas, and Petrochemical Industry Alan L. Sheldrake I shall make conclusion that “Ignition” means internal spark explosion inside enclosure during NORMAL running operation.

Ignition adalah percikan api yang timbul di dalam suatu enclosure pada NORMAL operasi. Dengan definisi tersebut maka alat listrik yang memang menimbukan percikan api pada operasinya secara normal contohnya adalah Push Button, Start-Stop, Switch, Relay, Breaker, dll adalah sumber ignition. Alat-alat tersebut memang dalam operasinya dianggap selalu mengeluarkan percikan api.

Sedangkan sebaliknya alat-alat yang dalam operasinya tidak menggunakan gerakan contact-open yang menyebabkan percikan api maka dipandang bukan alat yang berpotensi menimbulkan ignition contohnya: Junction Boxes yang hanya berisi terminal, Luminaire atau lampu yang berisi terminal dan komponen yang dalam operasinya tidak menimbulkan api, dan equipment yang lain. Kondisi TIDAK normal misalnya kabel putus, kabel kendor sehingga timbul SPARK tidak bisa dipandang sebagai ignition yang perlu dipertimbangkan.

Alat listrik yang dalam normal operasinya menimbulkan spark dan diletakkan dalam lingkungan hazard perlu dilindungi oleh enclosure yang kuat menahan spark yang disebut sebagai Ex’d’ Flameproof. Lingkungan hazard tersebut adalah Zone 1 yang artinya area yang terdapat gas intermittent pada normal operasi.

Alat listrik yang dalam normal operasinya TIDAK menimbulkan spark atau sparknya dihilangkan dengan teknologi tertentu dan diletakkan dalam lingkungan hazard Zone 1 cukup dilindungi oleh enclosure yang bertipe Ex’e’ Increased Safety. Jadi konsep Ex’e’ increased safety digunakan untuk enclosure yang circuit di dalamnya tidak menimbulkan ignition pada normal operasinya.

Nah, apa hubungan dengan pemilihan Cable Gland?

Pemilihan cable gland tergantung dari enclosure dimana gland tersebut hendak dicantolkan. Default pemilihan cable gland pada facilitas oil and gas adalah hazardous type gland, double seal compression, armour clamping apakah wire braid, steel armour, atau metal clad. Tipe yang lebih rendah dari default boleh digunakan untuk di kantor, ruang meeting, dll adalah industrial type biasa. Tipe yang lebih tinggi dari default adalah barrier gland dengan compound. Kapan barrier gland harus digunakan?

Kita kembali kepada alasan asal-muasal artikel ini saya tulis. Pertanyaan pertama untuk menentukan apakah penggunaan barrier gland diperlukan atau tidak adalah apakah di dalam enclosure terdapat ignition? Artinya enclosure yang digunakan bertipe Ex’d’ alias flame proof. Kalau enclosure yang digunakan adalah Ex’e’ karena memang betul-betul tidak terdapat ignition maka jawaban dari pertanyaanya adalah TIDAK maka hazardous double seal compression gland bisa digunakan, tidak perlu barrier gland. Jika enclosurenya Ex’d’ maka jawaban dari pertanyaan pertama apakah ada ignition adalah YA.

Jika YA maka dilanjutkan ke pertanyaan berikutnya: Apakah hazardous areanya pada golongan IIC? Jika YA maka langsung diputuskan menggunakan Barrier Gland. Jika jawabannya TIDAK (misalnya IIA) maka belum ada kesimpulan dan harus lanjut ke pertanyaan berikutnya.

Apakah enclosure berada pada Zone-1? Jika TIDAK maka hazardous double seal compression gland bisa digunakan, tidak perlu barrier gland. Jika YA belum ada keputusan harus dilanjutkan ke pertanyaan berikutnya.

Apakah volume enclosure lebih dari 2 liter? Kalau YA maka barrier gland perlu digunakan jika TIDAK maka hazardous double seal compression gland bisa digunakan.

Kasus:

Apakah Pressure Transmitter yang volumenya 500 cm^3 berada dekat wellhead dan masuk Zone-1 perlu Barrier Gland? Lihat enclosurenya yang seharusnya Ex’e’ sehingga otomatis tidak memerlukan Barrier Gland karena tidak terjadi ignition di dalam transmitter.

Apakah Local Control Station Motor yang volumenya 2500 cm^3 berada pada Zone-2 perlu Barrier Gland? Lihat enclosurenya seharusnya Ex’d’ berarti ada ignition, tetapi karena berada di Zone-2 berarti dia aman sehingga tidak memerlukan Barrier Gland.

Apakah Gas Detector di dalam Battery Room Zone-1 perlu Barrier Gland? Saya katakan tidak karena volumenya kurang dari 2 liter dan enclosurenya seharusnya bukan Ex’d’. What ignition do they have?

Batam, 05 May 2013

Nova Kurniawan

Electrical in Oil & Gas Offshore Platform

“I am not an electrical engineer” is the words that I normally wrote in my previous topics in my blogs because I know that I don’t have enough Electrical Power education background in the school.  But when a duty came to handle electrical works during fabrication of offshore platform then in the time I got an obligation to understand how electrical system was designed, installed, and run on the offshore platform. Writing in my blogs about electrical is a trigger to know much more about this discipline from any source available from the reservoir of knowledge, we call it internet, and some practical hand books.

Why does offshore platform need electricity? Because it needs energy. Energy is required for running the motor-pumps, compressors, and other equipments; process measuring, monitoring, controlling, and safe required action; lighting, telecommunication, navigation, entertainment, and human living activities. Thus, electricity is a must in offshore platform.

Dari mana dapat energi listrik? Karena letaknya ditengah laut dan jauh dari sumber listrik maka harus memiliki self-generating electricity. Penggerak utama untuk menghasilkan listrik di platform adalah Main Turbine Generator Dual Fuel (Diesel atau Gas). Ada beberapa Main Turbine Generator yang saling bergantian sebagai on duty atau on stand-by. Jumlahnya main turbine generator disesuaikan dengan perhitungan jumlah electrical load; continues load dan intermittent load yang ada di platform ditambah lagi 1 stand-by main generator. Umumnya Main Turbine Generator ada 3 yaitu 2 on duty dan 1 stand-by. Selain main generator perlu juga ditambahkan 1 Essential Generator yang akan mensuply power essential jika ketiga main generator mati. Essential saya artikan sebagai listrik minimum yang diperlukan untuk menghidupkan platform dan orang bisa hidup aman untuk menghidupkan platform. Kenapa essential perlu? coba anda bayangkan ketika black start, sama sekali nggak ada listrik, dan untuk menghidupkan main turbine generator diperlukan listrik untuk; starter turbine generator motor, menghidupkan control panel; PLC, menerangi control room untuk operator, etc, listrik dari mana?. Dengan adanya essential generator maka generator ini yang akan memberi energi listrik untuk menyalakan turbine generator. Syarat essential generator tentu saja bisa black start dengan bahan bakar diesel/solar seperti halnya genset dan independent (bisa hidup mandiri). Karena ESG distart pakai pencet atau kunci kontak maka harus ada listrik juga, maka listriknya diambil dari Battery atau Aki atau ACCU yang sudah harus dalam kondisi charge. Selain itu option untuk menghidupkan ESG dengan energi hidraulik yang memang sudah tersimpan dalam accummulator juga bisa dilakukan. Kalau option black start dengan tenaga manusia diengkol atau kayak mobil di dorong bisa tak? Eaaa kayaknya gak bisa deh. 

Energi listrik hasil dari main generator kemudian diolah dan didistribusikan. Diolah artinya dimainkan tegangan dan arusnya oleh transformer alias trafo, didistribusikan artinya dibagi-bagi kepada yang memerlukan melalu alat yang disebut sebagai Switchgear atau Switchboard atau jika banyak distribusinya ke motor disebut juga sebagai motor control center alias MCC. Semua proses pengolahan dan pendistribusion energi listrik ini dilakukan di dalam ruangan yang disebut Switchgear Room. Proses generasi/pembuatan-pengolahan-pendistribusian energi listrik ini digambarkan dalam sebuah gambar yang disebut sebagai Single Line Diagram.  “Big picture” dari overall dunia perlistrikan harus dapat disummarize dalam single line diagram. 

Ketika pertama kali mengurut single line diagram dari hulunya yaitu Turbine Generator dan melihat spesifikasinya apakah kita perlu curious dengan MVA dan MW? Misalnya Main Generator 8.416 MW, 10.52 MVA; 4.16 kV, 50Hz, 3Ph, 3W; 0.8 PF. Iya, perlu menjadi sebuah pertanyaan apa beda MVA dan MW; kVA dan kW?.

-to be continued

Follow

Get every new post delivered to your Inbox.

Join 91 other followers