“Normally” pada “E” Versus “Normally” pada “I”

Ketika membahas tentang “New Normal” pada musim corona saya teringat peristiwa 10-15 tahun yang lalu yang saya alami. Yaitu tentang mendifinisikan apa itu normal pada gambar teknik. Saya pernah mengalami kerancuan ketika memahami kata “normally” pada dua gambar teknik. Kata normally dapat ditemukan pada gambar elektrikal yaitu Single Line Diagram dan juga bisa ditemukan pada gambar proses yaitu P&ID. Mereka memakai istilah normally yang common digunakan di kedua disiplin, tetapi menurut saya memiliki 2 definisi berbeda:

  • Normally adalah kondisi natural t=0 tanpa energi.
  • Normally adalah kondisi normal ketika operasi.

Ketika membaca Single Line Diagram (SLD) pada Lighting sistem yang ditrigger oleh photocell. Maka ketika relay-nya Normally Open (NO) artinya untuk menghidupkannya di malam hari relay perlu ditrigger oleh photocell supaya contactor-nya CLOSE sehingga arus mengalir dan lampu menyala. Atau relay disetting sebaliknya Normally Close (NC) artinya untuk mematikan di siang hari perlu ditrigger oleh photo cell supaya OPEN sehingga arus akan putus dan lampu mati. Saya melihat dua-duanya bisa diaplikasikan tetapi yang mana yang lebih efektif tidak dibahas di sini.

Karena di sini saya hanya membahas definisi Normally. Jadi dari membaca SLD akan menarik kesimpulan bahwa “normally” adalah kondisi natural relay pada saat t=0 tanpa energi yang diberikan pada coil relay. Ibaratnya kondisi normally adalah kondisi natural relay ketika baru keluar dari box toko elektronik. Jika disebut NC maka kondisinya CLOSE tanpa energi, ketika NO maka kondisinya OPEN tanpa energi.

Berpindah membaca Process & Instrumentation Diagram (P&ID) akan bertemu istilah ON-OFF actuated valve Normally Open (NO). Apa artinya Valve Normally Open (NO)? (Dengan pemahaman elektrikal relay akan dijawab dengan analoginya yaitu pada saat t=0 sebelum ada energi pneumatic yang diterima actuated valve maka posisinya OPEN? Oooo ternyata tidak begitu maunya yang bikin P&ID). Menurut yang bikin P&ID istilah Normally Open (NO) pada actuated valve artinya adalah pada saat proses berlangsung dengan normal (aman) posisi valve tersebut adalah OPEN. Sebaliknya yang disebut Normally Close (NC) adalah pada saat proses berlangsung dengan normal (aman) posisi valve tersebut adalah CLOSE.

NC dan NO pada valves tidak berkaitan linear dengan kondisi natural t=0 tanpa energi pada penggerak actuator (sebagaimana pada relay). Nah, Valve punya cara sendiri menyatakan kondisi natural t=0 tanpa energi direpresentasikan oleh valve sebagai FAIL To:

  • ON-OFF actuated valve (FC) perlu energi untuk OPEN. Maka t=0 adalah CLOSE, Energi pneumatic to OPEN, hilang Energi to CLOSE artinya FAIL CLOSE (FC).
  • ON-OFF actuated valve (FO) perlu energi untuk CLOSE. Maka t=0 adalah OPEN, Energi pneumatic to CLOSE, hilang Energi to OPEN artinya FAIL OPEN (FO).

Contoh Kasus:

Misalnya ada 2 barang datang diwarehouse harus dilakukan inspeksi yang pertama adalah relay (NO Normally Open menurut SLD) kemudian diukur pakai Multimeter terbukti OPEN maka accepted dan kemudian barang yang kedua adalah ON-OFF Actuated Valve (NO Normally Open menurut P&ID) tetapi ternyata mendapati secara visual ON-OFF Actuated Valve dalam kondisi CLOSE apakah langsung teriak ini valve salah posisi?

Jangan dulu disimpulkan, dilihat dulu status fail dari ON-OFF Valve tersebut. Apakah FO atau FC? Kalau ternyata Fail Close  (FC) maka sudah betul ON-OFF Actuated Valve tersebut dalam kondisi CLOSE karena tidak ada energi yang diaplikasikan maka posisi terakhir adalah posisi Fail-nya. (Note: Tanpa ada requirement preservasi Stroke to….). Kalau ternyata Fail Open (FO) dan aktualnya CLOSE baru bisa notify ada yang salah.

Lho katanya Valve-nya NO? Iya NO itu Normally Open nanti ketika sudah beroperasi secara normal: ada instrument air, ada signal, ada power ke solenoid valve tersebut, sehingga diposisikan OPEN dan fluida bisa mengalir normal melalui valve. Ketika kondisi tidak normal misalnya kabel putus atau tubing pneumatik putus maka valve akan kembali ke state asalnya yaitu FAIL CLOSE.

  • Normally adalah kondisi natural t=0 tanpa energi. (definisi elektrikal).
  • Normally adalah kondisi proses normal operasi, ada fluida / fluida mengalir normal. (definisi process dan instrument).

Saya share kerancuan yang saya alami sehingga berharap orang lain tidak mengalaminya.

Ketika berdiskusi dengan orang elektrikal tentang hal di atas, justru ditambahi fakta lainnya yang berkebalikan tentang istilah OPEN/CLOSE atau BUKA/TUTUP di dunia process Vs elektrik.

  • BUKA / OPEN di Process Fluidanya Mengalir (Contohnya buka valve)
  • BUKA / OPEN di Elektrik Arus Tidak Mengalir (Contohnya Buka MCCB)

Nah Lho….saling berkebalikan 180 derajat berpotensi menimbulkan missed understanding ketika bekerja multidiscipline tanpa ada penyamaan istilah dulu dalam komunikasi.

Apakah ada pengalaman missed understanding  karena NC/NO dan Fakta Open/Close ini?

Batam 30 May 2020

Nova Kurniawan

Ketika Valve Nge-Jam

Diceritakan pesawat yang membawa ratusan penumpang terbang dari suatu kota di Jawa menuju Hongkong. Di atas Laut China Selatan pesawat mengalami satu engine failure yaitu engine No-2. Pilot mempersiapkan diri untuk melakukan pendaratan dengan satu engine. Tidak beberapa lama tiba-tiba engine No-1 mengalami hal yang sama yaitu engine failure. Tanpa engine beroperasi maka pesawat tidak akan sampai di Hongkong. Pilot mempersiapkan kondisi terburuk yaitu mendaratkan pesawat di Laut China Selatan. Pada saat kritikal ini pilot mendapatkan ide untuk menggerakan tuas engine no-2 dengan sangat perlahan-lahan sekali, seperti miracles engine No-2 aktif kembali dan menghasilkan gaya angkat yang cukup untuk membuat pesawat terbang sempai hongkong.

5 menit sebelum mendarat dengan satu engine, pilot bermaksud menurunkan laju pesawat dengan mengurangi daya kerja engine. Tetapi ketika tuas engine sudah sampai paling bawah daya kerja engine tidak berkurang, pesawat tetap melaju melebihi batas aman kecepatan pendaratan. Finally, pendaratan tetap dilakukan dengan kecepatan tinggi dengan harapan ketika mendarat perlambatan akan bertumpu pada pengereman semaksimal mungkin meskipun ada potensi pesawat tidak bisa berhenti sampai ujung landasan dan menerobos batas luar bandara. However they made it.

Itu adalah sebagian dari kisah nyata tayangan televisi yang berjudul Air Crash Investigation. Saya tuliskan diblog saya karena hasil investigasi yang dilakukan menemukan kegagalannya berasal dari komponen penting pada sistem kontrol pesawat yaitu Valve. Barang yang disebut sebagai valve (katup) secara umum adalah barang yang juga digunakan oleh berbagai industri. Mungkin kita bisa ambil sebagai pelajaran.

Ketika kita belajar kegagalan pada sensor pesawat Lion Air JT-610 Boeing 737 Max rute Jakarta – Pangkalpinang Voting; Sensor Failure, maka kita berbicara pada sisi hulu yaitu sensor (Primary Element). Ketika kita belajar tentang kegagalan pesawat Cathay Pacific 780 Surabaya – Hongkong, maka kita berbicara pada sisi hilirnya yaitu valve (Final Element).  Keduanya merupakan komponen penting loop control yang bisa diambil pelajaran karena dipakai berbagai industri lain.

Pada kasus Cathay Pacific investigator tidak langsung mengarahkan tuduhannya kepada valve. Ketika ada 2 engine yang malfunction di saat yang hampir bersamaan maka kecurigaannya adalah pada hal yang common yang sedang digunakan kedua engine secara bersamaan. Mereka tidak mencurigai internal engine seperti baut kendor, sambungan putus, dll yang terjadi internal engine, karena kemungkinannya kecil bisa terjadi bersamaan (kecuali di sengaja sabotase). Sehingga mereke mencurigai faktor external yang common diantara ke-dua engine yaitu utility-nya. Utility yang digunakan engine menurut saya sendiri ada beberapa seperti fuel, hydraulic, electricity, dan udara. Siaran televisi menyingkat investigator langsung mencurigai bahan bakar dan berusaha membuktikan dengan Flight Data Recorder bahwa aliran bahan bakar ke engine tidak “mengikuti” perintah pilot untuk mengecil dan membesar sesuai kebutuhan daya angkat engine. Yang mengatur aliran bahan bakar adalah valve. Maka investigator mencurigai dan meneliti valve yang mengontrol bahan bakar mengalami failure.

Valve yang gagal pasti adalah actuated valve bukan manual valve seperti kran kamar mandi. (Kalau valve-nya seperti kran kamar mandi maka akan ada operator di pesawat yang pontang-panting membuka dan menutup valve). Menghadapi tersangka kegagalan actuated valve yang tidak merespon perintah maka kecurigaan harus dimulai dari tuas, hydraulic power pack, transmisi hydraulic, sampai actuatornya. Tetapi hal ini tidak diceritakan dalam tayangan televisi (investigator langsung menuju ke evaluasi body valve bahan bakar). Mungkin karena hydraulic systemnya berjalan sempurna.

Tetapi sebagai lesson learned saja kegagalan actuated valve harus dimulai dari kegagalan sistem aktuasinya. Perintah membuka, mengecil, atau menutup tidak sampai kepada valve. Salah satu kejadian yang pernah diceritakan dulu kala adalah kegagalan transmisi hydraulic karena ada serpihan PTFE Teflon tape yang semula dipasang pada thread terlepas berenang bersama cairan hydraulic kemudian masuk ke actuator menyelip diantara piston dan tabung actuator. Serpihan PTFE Tape ini menyebabkan actuator stuck alias tidak bisa bergerak.  Kalau praktisi instrument bertanya kenapa PTFE Teflon Tape tidak boleh digunakan di semua instrument industri akhir-akhir ini maka jadikanlah ini sebagai salah satu jawaban yang mungkin sebagai alasannya. Industri lebih memilih produk sealant thread yang berbentuk pasta yaitu SW*K.

Aplikasi SW*K pada thread tidak serta merta menghilangkan kemungkinan valve rusak nge-jam. Partikel kecil SW*K yang ikut berenang di dalam cairan hydraulik bisa juga menyelip diantara piston dan tabung actuator. Tapi karena kecil sekali tidak saat itu juga menyebabkan stuck tapi gerakan gesekan piston dengan tabungnya diantaranya ada butiran kecil sisa SWA*K satu cycle, dua cycle,…..ribuan cycle lama-lama menyebabkan scracth atau gores dinding tabung atau body piston actuator. Goresan pada piston atau tabung aktuator menyebabkan hydraulik fluid merembes di scratch-scratch itu. Rembesan itu bisa menyebabkan ketika hydraulic diaktuasi dengan tekanan, maka hydraulik fluid bocor ke ruang yang tidak seharusnya. Sehingga lama-lama ketika kedua sisi aktuator yang dipisahkan piston tekanannya balance maka aktuator tidak lagi bisa bergerak alias stuck.

Oleh karenanya industri dirgantara adalah yang mula-mula menstadarkan flushing dan filtrasi hydarulik pada systemnya, bukan hanya pada fluid / oli hydrauliknya tapi seluruh sistemnya. Sistemnya maksudnya ya wadahnya, selangnya, tubingnya, threadnya, accummulatornya, reservoirnya dll. Filtrasi pada system distandarkan oleh National Aerospace Standard mengikuti standar NAS-1638 Hydraulic Cleaning Criteria; NAS 1638 & ISO 4406 yang mensyaratkan tidak boleh ada partikel dengan besar tertentu dan jumlah melebihi tertentu di dalam hydraulic fluid. Industri oil and gas mengikuti saja standar industri kedirgantaraan ketika berkaitan dengan hydraulic system cleanliness criteria. Di dalam tayangan televisi tidak ditekankan tentang hal ini karena mungkin industri pesawat sedemikian ketatnya mengontrol sistem hydraulinya sehingga failure ratenya sangat kecil sekali.

Yang diceritakan dalam Air Crash Investigation adalah valve bahan bakar terganggu operasinya karena adanya partikel-partikel kecil di dalam body valve. Body valve ini dilewati oleh bahan bakar sehingga partikel-partikel kecil ini sangat mungkin berasal dari bahan bakar yang disupply untuk pembakaran kedua engine pesawat. Bahan bakar dari bandara asal diteliti tidak menemukan masalah pada kualitas bahan bakarnya. Partikel-partikel kecil kemudian diteliti kandungannya dan terdapat unsur garam Natrium dan Chloride di dalamnya. Dari mana keduan unsur berasal? Para investigator berfokus pada fasilitas utility yang dimiliki oleh bandara untuk mengisi bahan bakar pesawat. Fokus mereka pada filter akhir bahan bakar yang digunakan sebelum bahan bakar dituang dalam tangki pesawat. Pada filter yang digunakan juga terdapat unsur natrium chloride. Para investigator bertanya-tanya dari mana garam-garam ini masuk.

Investigator menemukan bahwa pada hari sebelumnya terjadi maintenance pipa fuel utility bandara dan dari foto-foto yang ditunjukkan pipa bawah tanah dibiarkan terbuka selama fasa modifikasi / konstruksinya. Sangat mungkin sekali air hujan atau air tanah tepi pantai tidak sengaja masuk ke dalam pipa. Investigator mencurigai pipa tidak dilakukan flushing dan drying secara sempurna untuk mengusir air tepi laut dan udara basah. Sehingga unsur garam masih tertinggal di dalam pipa dan ikut larut di dalam bahan bakar pesawat yang menyebabkan valve stuck, tidak bisa mengontrol laju bahan bakar, sehingga tidak bisa mengontrol laju pesawat.

Pilot dan Kopilot mendapat penghargaan pilot tertinggi tinggi tingkat dunia atas aksinya menyelamatkan ratusan nyawa penumpang sebagai akibat kegagalan engine sebagai efek langsung ketelodoran konstruksi pada fase Preservasi dan Pre-commissioning. Mungkin yang disalahkan labor pipe fitter yang tidak perhatian masalah tutup menutup (kan kerjaan sepele saja) tapi lihat efeknya sangat signifikan sekali terhadap fatality.

Close any opening on your pipe, keep it clean during storage and construction and conduct final cleaning during pre-commissioning.

Batam, 12 May 2020

Nova Kurniawan

 

Cathodic Protection; Sacrificial Anode

Ketika saya bercerita tentang galvanic corosion pada artikel Galvanic Corrosion; Dissimilar Metals, saya menemukan konsep yang mirip-mirip tetapi dengan tujuan yang berbeda yang digunakan para Ahli Korosi yaitu tentang Cathodic Protection Sacrificial Anode (CPSA). CPSA (Perlindungan Katoda dengan Anoda Korban) adalah perlindungan logam dengan menjadikan logam tersebut sebagai katoda dengan cara menghadirkan logam lain sebagai anoda yang dikorbankan dalam lingkungan elektrolytenya. Nah, ada katoda, ada anoda, dan ada elektrolyte sehingga menggunakan dasar ilmu yang mirip dengan Galvanic Corrosion; Dissimilar Metals.

Sambil saya baca maka saya tuliskan juga karena “kadang” atau “seringkali” orang elektrik juga dilibatkan dalam cathodic protection sacrificial anode, padahal apakah melibatkan arus dan tegangan listrik di situ? Hmmm..Tii…..aada. Antara Ada dan Tiada.

Galvanic corrosion bercerita tentang fenomena korosi yang terjadi karena interaksi anode, katode, dan electrolyte sedangkan Cathodic Protection Sacrificial Anode bercerita tentang penggunaan fenomena yang sama tetapi justru sengaja mengorbankan logam anode sehingga mengerem electrolyte memakan logam katoda. Tampaknya para ahli  korosi memahami fenomena galvanic corrosion dulu kemudian memanfaatkan fenomena itu untuk merekayasa korosi untuk perlindungan logam yang lain.

Fenomena galvanic adalah ketika ada 2 logam berbeda kemuliaan terhubung di dalam electrolyte maka reaksi oksidasi (korosi) yang masif terjadi pada logam yang kurang mulia (anode) sehingga melepaskan elektron (ion listrik) melalui penghubung diterima oleh logam yang lebih mulia (katode) menjadi reaksi reduksi.

Berikut adalah Tingkat Kemulian  (Noble) Logam dari Magnesium sampai ke Platinum yang disebutkan oleh Philip A. Schweitzer dalam Fundamental of Corrosion Mechanism, Causes, and Preventive Methods. 

Nobelity

Kasus yang menerapkan CPSA dapat digambarkan sebagai berikut ini. Ketika kita memiliki logam di dalam electrolyte contoh: Pipa di dalam laut, Kaki jembatan pelabuhan dari logam, Baja kaki Offshore Platform (Rig), Pipa Baja di dalam tanah, dan lain-lain. Maka yang dimemiliki bangunan atau benda-benda itu adalah 1 type Logam terendam dalam Electrolyte. Tidak terjadi karat yang disebabkan oleh interaksi galvanic donng? Betul tidak terjadi galvanic corrosion pada baja jomblo. Tapi ingat Baja adalah logam yang kurang mulia sehingga pada dirinya sendiri terjadi reaksi oksidasi di dalam elektrolyte. Reaksi oksidasi ini menyebabkan dirinya berkarat. Nah ini yang hendak ditangkal.

Dengan konsep fenomena galvanic maka orang ahli korosi akan memanipulasi karat pada baja dengan cara menghadirkan logam yang lebih tidak mulia dibanding baja yaitu misalnya Zinc untuk dikorbankan. Zinc (Tidak Mulia) dipasangkan dan hubungkan dengan Baja (Kurang Mulia) dan terendam di dalam electrolyte (air laut). Baja yang semula jomblo sekarang mendapat pasangan yang sudah dihubungkan yaitu Zinc. Zinc tidak mulia akan menjadi Anoda sedangkan Baja meskipun kurang mulia (tapi lebih mulia dari Zinc) akan menjadi Katoda.

CPSA

Zinc (anode) karena lebih tidak mulia akan lebih reaktif terhadap reaksi oksidasi dengan melepaskan elektron yang diterima oleh baja. Karena masif menerima elektron lebih banyak maka terjadi surplus elektron di baja (katoda) sehingga yang terjadi adalah reaksi electroplating disekitar baja yang menghasilkan hydrogen (reduksi). Menurut teori pada baja tidak terjadi reaksi oksidasi (mungkin direm atau ditekan ya) sehingga tidak terjadi karat. Zinc yang disengaja menjadi anoda yang dikorbankan maka disebut sebagai Anoda Korban (Sacrificial Anode). Lama-lama Zinc akan berkarat dan lama-mala akan habis.

Berapa lama habis-nya? Ahhaaa… perlu mereka yang ahli untuk menghitung laju korosi pada anode. Sepintas lalu bertanya ke yang pernah pasang Anode yang dipasang pada Jacket Structure untuk Offshore Platform bisa bertahan lebih dari 20 tahun.

Berapa luas, besar atau volume masa Zinc (anode) untuk melindungi berapa luas Baja (katode)? Ahhaa… sama saja pertanyaan yang perlu perhitungan mereka yang ahli. Saya belum mampu menuliskan.

Karena melibatkan elektron maka perkembangan cathodic protection benar-benar melibatkan orang elektrik secara terang-terangan. Timbulah ide bagaimana caranya mengguyur Baja dengan elektron “buatan” :D. Maksudnya elektronnya bukan hasil dari reaksi oksidasi anode, tetapi elektronnya dilepaskan oleh sesuatu rangkaian yang diciptakan oleh orang elektrik. Maka timbullah yang disebut sebagai ICCP (Impressed Current Cathodic Protection). Saya akan cari bahan sambil menuliskannya. Saya ikat ilmu dengan menuliskannya…

Batam 28-Mar-2020

Nova Kurniawan

 

Ketika Semua Tergantung Spesifikasi

Ini hanya kisah Fiksi alias cerita khayalan. Alkisah di dalam suatu ruangan terjadi diskusi antara A dan B sepertinya sebuah interview. Diskusinya terkesan janggal. Apakah salah yang bertanya si A (tidak seharusnya bertanya seperti itu), atau Si B yang salah? Atau benar si B menjawab sesuai kapasitasnya, atau kedua-duanya memang benar, atau kedua-duanya salah?:

A : “Menurut anda lampu dengan enclosure Ex’e’ apakah boleh dipasang di Zone 0?”

B : “Itu tergantung Spec project Pak dan Lay Out drawingnya bagaimana”.

A : “Menurut anda apakah Battery Circuit Breaker boleh dikasih Enclosure Ex ‘e’ di dalam Battery Room”

B : “Tergantung spec project juga pak dan hazardous classification drawing. Kalau design nya membolehkan ya boleh. Kalau dilarang ya tidak boleh”

A : “Menurut anda lighting pole yang sudah galvanized apakah masih perlu dicat?”

B: “Ya….. itu juga tergantung spec project Pak. Kalau minta dicat ya harus dicat kalau tidak ya tidak”

A : “Menurut anda apakah sesama kabel power perlu dikasih jarak?”

B : “Tergantung yang dibilang di spec dan drawing project Pak. Nanti di sana dijelaskan apakah sesama kabel power perlu dikasih jarak atau tidak”

A : “Menurut anda berapa besar slope tubing yang diperlukan oleh pressure transmitter terhadap proses tapping point dengan service gas?”

B : “Tergantung di hook-up drawingnya pak dikasih sloope berapa. Kita ikuti aja di sana”

A : “Menurut anda berapa bending radius instrument cable katakanlah 24PR x 1.5 sqmm?”

B : “Tergantung nanti di spec disebutkan berapa atau manufacture recommendation pasti disebutkan juga Pak”

A : “Kapan anda akan menggunakan Barrier Gland?”

B : “Ketika di Cable Schedule disebutkan perlu digunakan Barrier Gland ya kita pakai. Kalau enggak disebutkan ya enggak kita pakai”

A : “Kapan anda perlu memasang Serrated Washer?”

B : “Ketika diminta dipasang berdasarkan spec & drawing project. Nanti biasanya dikasih tau detail drawing mungkin dibikin tabel juga. Nanti kita mengacu ke sana saja mana-mana yang harus dipasang serrated washer”

A : “Apa yang anda ketahui tentang jarak pemisahan Instrument kabel IS dan Non-IS”

B : “Ïya tergantung company spec project Pak. Mintanya dipisah 20cm ya dikasih jarak 20cm. Mintanya 30cm ya dikasih 30cm. Mintanya tidak dipisah pakai separator aja ya monggo bisa juga”

A : “Apa warna instrument kabel IS?”

B : “Itu tergantung Company Spec pak, biasanya company lain biru”

A : “Oh iya saya harap anda punya pengetahuan commissioning sedikit, bagaimana anda melakukan sinkronisasi generators”

B : “Saya pastikan dulu Pak itu sudah MC dari sisi konstruksi, tidak ada Punch ‘Ä, kemudian saya akan baca manualnya dulu tergantung generatornya merek apa, di sana nanti dijelaskan dengan detail bagaimana melakukan sinkronisasi, akan saya ikuti langkah-langkah itu dan oh iya bisa juga saya panggil vendornya”

Batam, 26 Mar 2020

Nova Kurniawan

 

Galvanic Corrosion; Dissimilar Metals

Dalam dunia konstruksi elektrikal dan instrument kasus korosi galvanik yang disebabkan oleh sentuhan 2 material yang berbeda, sebenarnya adalah hal yang “minor” dan terkesan “ikut-ikutan”. Ikut-ikutan disiplin lain yang lebih major materialnya seperti piping dan structure. Ahh.. akan banyak yang marah kalau saya bilang hal ini “minor” dan “ikut-ikutan” maka saya akan bilang disiplin elektrikal dan instrumentasi terinspirasi oleh disiplin teknik yang lain. Kenapa terinspirasi? Ya karena orang elektrik dan instrument ketika belajar pengenalan material logam mungkin dianggap angin lalu sama dengan tidak belajar.

Inspirasinya adalah “Kalau ada material logam berbeda maka tidak boleh bersentuhan. Kalau bersentuhan  maka akan timbul korosi. Agar tidak terjadi korosi maka harus dikasih pemisah alias separator alias insulasi“.

Itu adalah inspirasinya, kemudian pertanyaannya materialnya apa? Yang paling banyak dibidik adalah antara stainless steel terhadap carbon steel. Tersangka-tersangkanya dalam dunia elektrikal dan instrument antara lain U-bolt Stainless Steel berpasangan dengan pipa stanchion atau pole carbon steel, cable trays stainless steel duduk di atas support carbon steel, baut stainless steel nempel pada support carbon steel, equipment stainless steel nempel di support carbon steel. Diantara banyak tersangka tersebut kemudian ditanyakan kenapa emang kalau nempel? Jawabnya adalah korosi. Yang korosi yang mananya contoh antara U-Bolt SS vs Stanchion CS atau antara Tray SS vs Support CS. Banyak yang jawab yang akan korosi adalah yang Stainless Steel, Apa iya??. Terus yang CS tidak korosi? Ya korosi juga sih… namanya aja karbon, tapi karena bersentuhan dengan Stainless Steel maka nularin korosinya ke Stainless Steel kayak virus corona. Coba kalau SS dilindungi separator atau menjaga jarak dengan CS maka SS tidak akan korosi. Nah itu hanya omongan pasar warung kopi yang bisa ngasal dan bisa salah.

Biar agak sedikit teknikal maka orang elektrikal & instrument bolehlah mengambil sedikit ilmu tentang material dari kolega-kolega yang punya basis ilmu material logam. Teori dangkalnya seperti berikut ini.

Galvanic Corrosion atau Bimetalic corrosion adalah korosi yang terjadi ketika dua logam berbeda kemuliaannya bersentuhan dan terhubung oleh electrolyte. Ada istilah yang ditekankan yaitu kemuliaan logam dan istilah electrolyte. Kemuliaan logam adalah sifat logam terhadap reaksi oksidasi. Reaksi oksidasi pada logam didefinisikan sebagai reaksi logam terhadap oksigen yang menghasilkan korosi.  Logam yang paling MUDAH bereaksi dengan oksigen menghasilkan korosi maka disebut paling TIDAK MULIA, sebaliknya logam yang paling SUSAH bereaksi dengan oksigen sehingga susah menghasilkan korosi maka disebut logam PALING MULIA. Kalau diurutkan dari Tidak Mulia (Kiri) ke makin Paling Mulia (Kanan) maka logam-logam yang banyak dijumpai pada proyek (emang ketemu gold di mana mas?) akan berurutan seperti di bawah ini:

  • Zinc-Aluminum- Carbon Steel-Brass-Copper-Bronze-304SS-316SS-Gold

Zinc paling tidak mulia maka jika dipaparkan ke oksigen akan mudah korosi. Gold adalah paling mulia jika dipaparkan ke oksigen maka tidak akan korosi. Dibawah Gold ada 316SS yang meskipun tidak sehebat Gold masih digolongkan sebagai logam yang tidak mengalami korosi.

Jika masing-masing logam berdiri sendiri JOMBLO maka lawannya penyebab korosi hanyalah oksigen. Tetapi jika 2 logam beda jenis bersentuhan maka otomatis mereka menjadi pasangan sehingga salah satu menjadi (+) anode dan lainnya menjadi (-) katoda. (Kan memang hidup harus begitu bro berpasang-pasangan). Yang menjadi Anode adalah yang Kurang Mulia, sedangkan yang menjadi Katode adalah yang Lebih Mulia. Ketika pasangan ini kontak maka tantangannya menjadi 2 reaksi yaitu reaksi oksidasi langsung paparan dengan oksigen yang jadi korosi dan reaksi galvanic diantara keduanya jika dihubungkan oleh electrolyte (mak comblang) jadi korosi juga. Reaksi galvanic antara dua logam yang memiliki perbedaan kemuliaan dan dihubungkan oleh electrolyte maka menimbulkan Galvanic Corosion.

Electrolyte adalah larutan yang apabila terurai ke dalam bentuk ion bisa menjadi conductor listrik. Gampangnya electrolyte adalah AIR (ada kandungan garamnya). Tanpa ada air (air laut, air hujan, dan air lainnya) maka reaksi galvanic corrosion tidak bisa terjadi. Sehingga bisa disimpulkan tanpa oksigen maka reaksi korosi oksidasi tidak terjadi, tanpa air maka reaksi korosi galvanic tidak terjadi. Cara pertama biar tidak terjadi korosi adalah Hilangkan Oksigen dan Air dari muka Bumi ini. Maka semua logam akan aman dari korosi.

Tapi nampaknya menghilangkan oksigen dan air adalah perbuatan konyol yang sia-sia maka jangan dihilangkan keduanya tapi dibatasi saja. Bagaimana reaksi oksidasi bisa dibatasi atau dicegah maka itu menjadi bagian ilmu painting dan coating. (Note: Setahun pertama saya kerja saya pikir fungsi departemen painting yang utama adalah untuk keindahan, ternyata saya salah). Karena judulnya Galvanic Corrosion maka reaksi oksidasi yang menjadi penyebab korosi dilawan oleh disiplin painting dan coating  sehingga tidak saya bahas karena tidak sesuai judul. Kita lanjutkan yang galvanic corrosion saja.

Galvanic corrosion digambarkan oleh gambar di bawah ini:

GalCor

Logam yang kurang mulia akan dimakan oleh electrolyte karena reaksi galvanic:

  • Anode terjadi reaksi oksidasi (korosi)
  • Katoda terjadi elektroplating disertai reaksi reduksi

Pertanyaan: Kalau Baut 316SS dipakai untuk membaut alias mengunci Support carbon steel maka siapa makan apa ketika terjadi hujan?

Logam baut 316SS lebih mulia dibandingkan Support Carbon Steel. Sehingga Support carbon steel adalah Anode dan Baut 316SS adalah Katode serta Air Hujan adalah electroclyte. Berdasarkan teori galvanic corrosion maka support carbon steel akan kalah keropos dimakan air hujan. Baut 316SS tidak apa-apa. Support carbon steel di sekitar baut 316SS menjadi rapuh sehingga tidak ngunci lagi tapi oblok-oblok. Nah begitu teorinya yang berkebalikan dengan obrolan warung kopi di atas.

Bagaimana cara disiplin electrical & instrument konstruksi menghindari galvanic corrosion?

Galvanic Corrosion

  1. Jangan dipertemukan antara logam kurang mulia dengan yang lebih mulia yaitu dengan cara dikasih insulasi alias pembatas diantara kedua logam.
  2. Yang dipertemukan adalah logam yang sama jenisnya (similar metals), sama-sama mulia kemuliannya, atau sama-sama ketidakmuliaannya.
  3. Electrolyte tidak mempertemukan kedua logam yang berbeda kemuliannya. Jadi yang diatur adalah electrolytenya agar tidak ketemu keduanya.
  4. Electrolytenya dihalangi agar tidak bisa menyentuh salah satu logam yang berbeda kemuliaannya.

Pilih salah satu cara di atas untuk menghindari galvanic corrosion. Itu teorinya…..

Nah, akan tetapi ada salah satu produk E&I Support yang sudah mendunia tidak menghindari galvanic corrosion dengan 4 cara di atas, tapi justru menantang terjadi Galvanic Corrosion pada kombinasi support dan bautnya karena menurutnya gak terlalu ngefek. Supportnya adalah carbon steel (galvanized) dan bautnya adalah 316SS tanpa ada insulation sama sekali. Dengan alasan:

  1. Bautnya adalah 316SS lebih mulia dibanding supportnya yang Carbon Steel, sehingga bautnya tidak akan korosi. (Dengan mempelajari konsep di atas saya memahami bautnya tidak korosi (tapi malah ketambahan electroplating) karena bautnya lebih mulia. Baut dengan Thread ketambahaan electroplating menyebabkan threadnya macet. Bagaimana dengan korosi pada supportnya yang bisa menyebabkan oblok-oblok?).
  2. Supportnya adalah carbon steel yang jauh lebih luas permukaannya dibandingkan dengan luas penampang fastener baut 316SS yang kontak. Sehingga reaksi anode dan katode yang terjadi hanya menghasilkan korosi sangat minor sekali. (Yang ini saya tidak paham sebenarnya, tapi karena yang memberikan analysis ttg laju korosi saya liat ber-background S3-Doctoral tentang Korosi maka sebaiknya saya tidak bertanya lagi. Alias accept as it is).

Kesimpulan ceritanya adalah ketika disiplin electric dan instrument menggunakan baut 316 stainless steel untuk mengunci support carbon steel dan tidak memakai separator, berdasarkan analysis advance di atas dibolehkan dengan resiko bautnya ketambahan masa karena efek electroplating. Korosi pada supportnya terjadi tapi lambat alias tidak lebih cepat terhadap life time suatu facility tersebut. Toh…masih ada catnya sehingga Electrolyte terhalang cat. (Tapi kalau facility design 20 tahun di extend sampai 50 tahun.. ya baut-baut ini akan jadi masalah karena threadnya ketambahan masa krn electroplating)

Tetapi ketika Cable Tray 316 Stainless Steel (Katode) nempel di support Carbon Steel (Anode) artinya Cable Traynya lebih mulia dan lebih luas permukananya dibanding supportnya yang carbon steel, maka electrolyte kemudian akan makan support carbon steel sehingga terjadilah korosi akibat Galvanic Corosion. Yang korosi support carbon steelnya. Dengan asumsi lagi electrolyte nembus cat support sehingga contact dengan carbon steel. Kalau electrolytenya gak nembus cat dan tidak bisa ketemu carbon steel ya nggak terjadi galvanic corrosion.

Masih Di Rumah karena Corona,

Eh ada pertanyaan: Kalau logam JOMBLO (katakanlah Carbon Steel sendirian) tercelup dalam electrolyte tidak terpapar oksigen (udara) katakanlah direndem Air Laut, apakah bisa karat? 

Jawabannya adalah bisa dan dibahas pada tulisan saya berikutnya yaitu Cathodic Protection; Sacrificial Anode

Batam, 23 Mar 2020

Nova Kurniawan

Note:

Saya tidak biasa mencantumkan sumber karena ini Blog dan saya selalu bilang tulisan saya sebagai Stories kurang lebih Novel. Contoh: Novel Bumi Manusia karya Pramodya Ananta Toer yang bercerita tentang Tokoh Tirto Adi Suryo tidak perlu mencantumkan referensi. Tetapi sebuah Biografi Sejarah tentang Tokoh Pers Nasional dan Pahlwan Nasional yang bernama Tirto Adi Suryo harus punya basis  referensi ilmiah dari jurnal penelitian.

Saya lebih suka tulisan saya dibaca sebagai Novel. Novel berbasis Teknik adalah sesuatu yang jarang…tapi itu celah yang saya masuki.

Khusus pada topik ini karena ada permintaan, maka saya cantumkan inspirasi saya (bukan referensi):

Fundamental of Corrosion Mechanism, Cause, And Preventive Method; Phillip A Schweitzer

Diameter Maut Kabel terhadap Gland

Mencocokkan Outer Sheath Diameter kabel dan Inner Sheath Diamter kabel terhadap ukuran Cable Gland yang sesuai adalah pekerjaan yang MENJEMUKAN buat seorang Senior Engineer. Karena nggak ada ilmunya selain ilmu geometri yang merupakan pelajaran SD dilanjutkan di SMP. Susah-susah mempelajari teori Maxwell di kuliah kemudian disuruh nyocokin geometri kabel apakah bisa masuk apa ndak di dalam kabel gland, apa tidak menjemukan? Tetapi cable schedule adalah produk engineering yang harus ditanda-tangani engineer maka engineer akan accountable (bukan responsible) terhadap produk engineering yang berjudul cable schedule. Accountable artinya dapat dimintai tanggung jawab sebagai pimpinan dalam rantai komando, responsible artinya bertanggung jawab.

Ketika produk engineering yang berupa cable schedule dilepas menjadi MTO maka akan pergi ke dua supplier (manufacture) yaitu supplier cable dan supplier gland. Kedua supplier ini tidak berkomunikasi selain melewati tim engineer. Manufacture cable akan mengelurkan kabel data sheet sedangkan manufacture gland akan mengeluarkan gland data sheet. Data pabrik kabel dan data pabrik gland harus dicocokkan kembali geometrinya apakah sesuai dengan desain semula. Ketika keduanya sudah sesuai maka pabrik kabel bisa memulai produksi kabel, pabrik gland bisa mengeluarkan stoknya karena biasanya pabrik gland men-stock gland bukan hanya berdasarkan pesanan proyek semata. Lain dengan kabel yang pada proyek-proyek seringkali memiliki racikan spesifik kayak rujak beda orang beda racikan, beda proyek beda racikan.

Kalau pabrik kabelnya memiliki mesin yang presisi maka diameter outer sheath dan inner sheath kabel sesuai dengan data sheetnya + errornya. Contoh kabel dengan outer sheath misal 41 +/-1 mm  artinya outsidenya bisa 40mm dan bisa juga 41mm dan 42mm. Kalau hasilnya 40mm atau 41mm maka masih dibilang OK, kalau hasil akhir produk kabelnya diameternya adalah 43mm maka hancur sekali pabrik itu.

Untuk mengantisipasi kehancuran tingkat presisi diameter kabel maka engineer harus berhati-hati pada diameter-meter maut. Apa itu diamter maut? Diameter maut adalah diameter interface antara 2 ukuran gland. Disebut maut karena melenceng sedikit saja diameter kabelnya karena production error maka kabel gland anda gak bisa dipakai alias balik warehouse (masih untung bisa dipakai di tempat lain, kalau gak kepakai yaahh disiapkan untuk investasi projek di masa yang akan datang). Diameter maut itu adalah pada Min-Max ditambahi +/- 1mm.

GlandSize

Maksud saya adalah contoh jika engineer menerima data sheet outer sheath kabel 41mm maka jangan dipilih ukuran gland M40 karena begitu pabrik kabel melenceng 1mm saja lebih tebal menjadi 42mm maka hancur anda, cable gland M40 anda tidak terpakai.

Jadi Jika ukuran diameter kabel anda tepat pada Max (atau +/-1mm) maka ambil ukuran gland di atasnya. Contoh anda menerima data sheet outer sheath kabel adalah 41 mm atau 40mm maka pilihlah Gland M50 jangan M40. Kenapa? Karena ketika terjadi production error pada kabel dari sisi presisi ukuran katakanlah jadi 39mm atau mungkin error jadi 42mm maka pilihan anda pada kabel gland M50 (dengan range 36mm – 52.6mm) masih aman dan masuk dalam rangenya. Coba kalau M40 maka hancur anda.

Pertimbangan ukuran interface batas ini juga berlaku untuk Inner Sheath. Contoh kasus anda memiliki kabel data sheet menunjukkan innersheath 8.5 mm. Maka berapa size cable gland yang anda pilih? Ingat ukuran 8.5mm ada pada nilai batas, ia bisa turun menjadi 7.5mm dan bisa naik jadi 9.5mm. Ingat errornya karena produksi pabrik kabel. Biar aman maka jika kabel data sheet menunjukka angka innersheath 8.5mm maka perlu dipilih OM20. Meskipun innersheath turun jadi 7.5 atau naik jadi 9.5 masih dalam coverage OM20. Jika nilai innersheath 8.5mm anda pilih AM20 maka anda bisa hancur ketika kabel yang dapat diameter innersheathnya melenceng +/- 1mm.

Nah, yang anda pertimbangkan adalah Innersheat dan Outersheath keduanya secara simultan alias bareng-bareng. Hanya diperlukan penambahan sedikit ilmu geometri simultaneous cocokologi-nya.

Jangan sampai karena malas menggunakan ilmu cocokologi (karena ilmu tidak berkelas) maka +/1 mm digampangkan, tidak dipikirkan, tidak diantisipasi dan diserahkan kepada electrician atau instrument technician di lapangan. Mereka dipaksa untuk bermain modifikasi di lapangan. Maka electrician atau technician bisa saja melakukan modifikasi kabel pakai ilmu kerok pisau atau ilmu sumpal pakai kulit kabel diikuti ampelas untuk melakukan FINE TUNE  sebesar 1 mm. Ilmu Kerokologi dan Ilmu Sumpalologi serta Ilmu Ampelasologi yang dibiarkan dan dieksekusi oleh teknisi pada kabel sama sekali tidak dapat diterima dengan alasan:

  1. Modifikasi kulit kabel tidak diterima krn melanggar jaminan kualitas kabel yang sudah dibuktikan dengan FAT kabel.
  2. Bentuk modifikasi kulit kabel bisa menyebabkan perubahan dimensi dan struktur softness circularity kabel sehingga tidak bisa digigit secara sempurna oleh kabel gland. Kalau tidak digigit sempurna maka gas bisa lewat.

Jadi berhati-hatilah jika punya kabel yang dimensinya pada nilai Min-Max cable gland +/- 1mm. Hitung betul-betul jika terjadi error produksi kabel. Kalau tidak ada waktu melakukan hitung-hitung, bisa diambil anak magang untuk melakukan, toh ini hanya berbekal pendidikan setidaknya SMP.

Sedang dalam ancaman Corona

Batam, 22 Mar 2020

Nova Kurniawan

Motor dan Sepeda Motor

Di Jawa Timur mungkin juga di Jawa Tengah, kendaraan yang biasa dinaiki oleh driver Go-J*k disebut Sepeda Motor. Sedangkan di Jakarta kendaraan Go-J*k tersebut cukup disebut sebagai motor tanpa sepeda. Kenapa disebut Motor? Apakah kita akan menjawab karena kendaraan tersebut memiliki motor. Di mana motor-nya? Itu yang ada pistonnya itu kah? Lohh bukannya orang bilang alat yang ada pistonnya itu disebut sebagai mesin, bukan motor. Nah juga, orang-orang di luar negeri nyebut benda yang ada pistonnya itu engine bukan machine. Nah lho…. Jadi yang benar yang mana? Yang benar ketika terjadi sengketa definisi bolehlah dicoba dibawa ke Mahkamah Konstitusi untuk mendapatkan tafsir tunggal. Keputusan Mahkamah Konstitusi bersifat final dan mengikat, tidak ada upaya hukum lain yang bisa ditempuh. Loh kok jadi ke hukum? Kita kan Negara hukum, hukum adalah Panglima. Deuuhhhh….

Sebagai orang teknik sebaiknya menyebut sesuatu bukan benar atau salahnya tetapi mengikuti saja dulu penemunya menyebut apa?. Kata Mesin berasal dari kata Machine. Alat-alat apa yang oleh para penemunya disebut sebagai mesin? Alat untuk nimba air yang bisa berputar disebut sebagai mesin, alat untuk dongkrak mobil disebut sebagai mesin, dan yang paling terkenal dan pas adalah alat untuk menjahit disebut sebagai Mesin Jahit.  Jadi apa itu Mesin? Secara definisi Mesin adalah Alat yang dapat digunakan untuk mempermudah hidup manusia. Sifatnya umum. Jadi kalau orang Mesir sudah menggunakan gabungan katrol-katrol untuk mengangkat bongkahan batu besar menuju puncak piramid maka orang Mesir sudah mengenal Mesin.

Selama ribuan tahun Mesin sudah digunakan oleh manusia. Baru pada akhir abad 18 (menjelang 1800) seseorang yang bernama James Watt (dari Inggris) menemukan alat yang bekerja berdasarkan prinsip thermodinamika menjadi putaran yang disebut sebagai Watt Steam Engine (Enjin Uap Watt). Oleh ahli sastra dan bahasa Indonesia disebut sebagai Mesin Uap. (Nah, masih untung belum ada yang menyebut sebagai Motor Uap). Kecelakaan pertama penyebutan terjadi pada fase ini. Fase yang disebut sebagai Revolusi Industri 1.0. Penemu-nya menyebut benda temuannya sebagai Enjin sedangkan orang Indonesia sebagai follower menyebut sebagai Mesin. Saya sarankan untuk menghargai penemu maka kita mengikuti penyebutan sang penemu yaitu Engine alias Enjin. Jadi definisi Enjin adalah alat yang menghasilkan gerakan mekanik (putaran) dari energi yang dihasilkan oleh proses termodinamika. Harus proses termodinamika. Kalau gerakan mekaniknya dihasilkan oleh alat dari energi lain contoh energi biologi (misalnya: lontong sayur, atau pecel lele) saya sarankan tidak perlu disebut sebagai engine, cukuplah boleh disebut sebagai machine. Sepeda Onthel jangan disebut sebagai Enjin, tetapi bolehlah disebut sebagai Mesin. Karena pada sepeda onthel tidak terdapat proses termodinamika. Dan sepeda onthel memenuhi definisi sebagai alat yang dibuat untuk mempermudah hidup manusia.

Proses thermodinamika pada enjin yang dimaksud seperti apa? Thermodinamika dari istilahnya ada kata Thermo..Thermal alias suhu dan dinamika artinya perubahan. Enjin uap itu pada prinsipnya merubah-rubah suhu H2O alias banyu dipanaskan berubah fasa menjadi uap kemudian didinginkan lagi dst sebagai suatu siklus. Perubahan suhu menyebabkan perubahan fasa. Perubahan suhu seiring sejalan dengan perubahan tekanan yang disebut sebagai berekspansi. Tekanan yang dihasilkan dari proses ekspansi ini yang dimanfaatkan untuk memaju mundurkan piston menjadi gerakan maju-mundur. Dengan ilmu mekanik perlenganan gerakan maju mundur dirubah menjadi gerakan putar maka jadilah alat ini sebagi enjin.

Pada alat yang dikendarai Driver Go-J*k apakah melibatkan thermodinamika atau sekedar perubahan biologi lontong sayur menjadi gerakan? Pada ruang bakar kendaraan yang dikendarai Go-Jek terjadi pembakaran bahan bakar bensin oleh busi menyebakan adanya ledakan ekspansi dalam ruang bakar yang mendorong piston bergerak. Gerakan ini yang dimanfaatkan untuk memutar roda. Sehingga kendaraan yang dikendarai oleh driver Go-Jek menggunakan enjin. Karena rodanya cuma dua maka sebagian orang menyebutnya sebagai sepeda yang memiliki enjin. Maka sebutan yang paling tepat seharusnya adalah Sepeda Enjin.

Jangan lagi menyebut kendaraan roda dua ber-engine sebagai Sepeda Motor. Karena dicari-cari motornya tidak ada. Di mana memang motor-nya pada sepeda engine? Tidak ada. Jadi jangan lagi menyebut sebagai Sepeda Motor. Motor adalah produk ikutan dari para penemu listrik. Listrik ditemukan sebagai penanda jaman Revolusi Industri 2.0. Revolusi Industri 1.0 beraliran mahzab mekanik (gerakan) sedangkan Revolusi Industri 2.0 beraliran mahzab aliran elektron seakan kedua-duanya berjalan sendiri. Tetapi seorang yang bernama Michael Faraday berjasa pada perkawinan mekanik dan elektrik dengan teori induksi elektromagnetik. Bahwa listrik itu menghasilkan efek magnetik, dan magnet itu menghasilan gaya tarik menarik, gaya tarik menarik ini meghasil gerakan dan gerakan ini diolah sedemikian rupa menjadi putaran. Alat yang merubah listrik menjadi gerakan putaran disebut sebagai Motor. Jadi motor ini adalah karya orang listrik. Karena karya orang listrik maka motor adalah monopoli orang listrik. Tak perlu dikasih embel-embel Motor Listrik, maka yang disebut motor harus menggunakan listrik. Ketika motor ini diletakkan pada mesin ber-roda dua dan bersumber pada battery yang bermuatan listrik dan merubah energi listrik maka barulah mesin ini disebut sebagai sepeda motor.

Engine sebagai karya Revolusi Industri 1.0 dan Motor sebagai karya Revolusi Industri 2.0 sebaiknya masing-masing saling menghargai dan tidak saling ngembat penyebutan istilah. Kalau alatnya menggunakan konsep termodinamika merubah bahan bakar menjadi gerakan maka tetap sebutlah sebagai Enjin. Kalau alatnya menggunakan konsep elektromagnektik merubah listrik menjadi gerakan maka tetap sebutlah sebagai Motor. Kedua-duanya adalah alat yang mempermudah hidup manusia maka boleh disebut mesin. Maka bolehlah atau saya tidak keberatan sepeda roda dua yang ber-enjin, ber-motor, ataupun ber-lontong sayur+pancal  disebut sebagai Sepeda Mesin.

Disclaimer: konsep-konsep mesin, enjin, dan motor saya dapatkan pertama kali di bangku kuliah disampaikan oleh bapak-ibu dosen. Kalau salah berarti dari saya sendiri yang salah paham, kalau benar berarti dari Allah melalui bapak ibu dosen saya dulu.

Batam, 26 Jan 2020

Nova Kurniawan