Piper Alpha; The Worst Offshore Accident

This is only resume of what I watch in National Geographic, mailing list id-instrumentation@yahoogroups.com discussion and what I got from my offshore survival training and helicopter escape in MSTS. The piper alpha was recorded as the worst offshore accident in the oil & gas offshore history. 167 men died when the piper alpha exploded and more than half platform collapsed. Every offshore workers aware about this accident exactly, anything wrong or anything need to be added on my resume please feel free to put in comments.

Piper Alpha merupakan ‘huge’ offshore platform dengan berat 20000 metrix tons di laut utara yang memproduksi natural gas, crude oil, dan liquified petroleum gas (Nat Geo source). Living Quarter terletak pada deck yang sama dengan process platform. Kecelakaan Piper Alpha yang terjadi pada tahun 1988 tercatat merupakan kecelakaan terburuk dalam sejarah industri minyak dan gas lepas pantai.

Sebelum kejadian ada beberapa pekerjaan di Piper Alpha yang perlu digaris bawahi sebagai hal yeng menjadi tersangka kecelakaan tersebut. Aktivitas diving di sekitar platform yang menyebabkan Fire Water Pump inhibit, aktivitas maintenance PSV, dan maintenance transfer pump. Blow up pertama yang dilihat oleh awak kapal yang berada di dekat Piper Alpha adalah semburan berwarna biru dari modul C. Semburan berwarna biru mengarahkan tuduhan bahwa penyebab awal dari kecelakaan tersebut adalah LPG. Dan ketika dievaluasi PSV yang dimaintain tersebut berada di Modul C sama dengan awal dari blow up LPG itu berasal. Dan ketika diurut kembali bahwa ternyata line PSV tersebut pada upstreamnya terhubung dengan Pompa yang sedang dimaintain oleh krew mechanical. Dan ketika blow up terjadi Fire Water pump tidak automatic running dan lebih celakanya lagi PAGA system tidak ‘meraung-raung’ sama sekali.

Krew maintenance PSV mengajukan Permit To Work (PTW) untuk melepas PSV-B dan melakukan uji pop up – test. PSV-B terletak pada line B yang sedang not-in-service. Sesuai prosedure begitu PSV-B di lepas, temporary blind flange dipasang untuk menutup line tersebut. Dengan pertimbangan bahwa line-B tersebut not-in-service maka blind flange hanya di kencangi dengan menggunakan hand tight wrench. Padahal prosedure mengencangi flange pada line in-service adalah dengan tool flange management yang benar. Gasket yang benar, nilai torque yang terukur pada setiap bolt and nut, juga tingkat kerataan antar berbagai sisi di flange sangat mempengaruhi kemampuan flange tersebut untuk menahan leaking fluida di dalamnya. Hand tight tidak dapat menjamin tingkat kekencangan dan kerataan suatu joint flange. Hydraulic tools sering digunakan untuk mengencangi flange secara benar.

Krew maintenance Pump mengajukan Permit To Work (PTW) untuk memaintain Pump-A yang bermasalah. Agar proses produksi tetap berlangsung maka selama proses maintenance Pump-A, maka Pump-B akan di running. Permit To Work di approve tanpa memperhatikan adanya PTW yang lain dari krew PSV yang sedang melakukan maintenance PSV-B. Kedua PTW diletakkan di box yang berbeda karena lokasi PSV dan Pump di block yang berbeda. Seharusnya ketika kedua PTW dicompare dengan mengurut line P&ID-nya yang sudah dihighlight akan diketahui bahwa proposal running Pump-B harus direject karena PSV-B di downstream pump sedang dimaintain atau dilepas. Hanya karena miss paper work ini kemudian 167 orang tewas dalam beberapa jam kemudian.

Begitu Pump-B di running untuk menggantikan Pump-A maka liqufied petroleum gas segera mengalir menuju line PSV-B yang ditahan oleh blind flange dengan hand tight. Percobaan membuktikan dengan fluida yang sama, kondisi pressure yang sama, gasket yang sama, rating flange yang sama, dan hand tight yang sama, maka flange itu bocor memuncratkan fluida yang ada di dalamnya. Begitu bocor kenapa timbul api? Apakah ada ignition atau proses terdinamika dari fluid itu sendiri? Saya tidak tahu jawabannya, that is about process safety. Tiba-tiba timbul api dan control room mendapati signal fire alarm dari area Modul C. Tetapi tidak berusaha mematikan Pump-B, karena masih belum ‘ngeh’ bahwa Pump-B itulah yang mengalirkan hydrocarbon yang bocor di modul C. Aneh, seharusnya C&E dan SAFE chart sudah mengcapture hal ini secara auto. Adanya fire dari suatu area penyebabnya dari mana sehingga DCS or PLC secara otomatis akan menshutdown equipment di upstream yang berhubungan langsung dengan leaking tersebut.

Ketika api makin membesar seharusnya pula deluge system activate fire fighting system di area kebakaran. Mungkin ini sudah activate tetapi fire water ring main pressurenya jatuh karena kehabisan air. Tetapi fire water pumpnya tidak nyala auto karena lagi di inhibit, ada aktivitas diving dibawah platform. Maka fire water pump hanya nongkrong sia-sia selama kebakaran. Meskipun fire water pump tidak memiliki permissive signal dari safety sistem tetapi fire water pump tetap memerlukan initiate yang berupa pulse signal dengan cause dari jatuhya fire water ring main atau confirm fire di suatu area. Inhibit artinya DCS/PLC tidak akan memberikan aksi apapun ke fire water pump terhadap adanya input fire atau pressure ring main low. Inhibit diperlukan karena pada suction fire water pump terdapat aktivitas diving sehingga diver harus memastikan bahwa fire water pump tidak akan menyala. Pasti juga diver mengajukan PTW ke control room untuk meminta inhibit start signal dari control room.

Ketiga PTW yang saling dukung-mendukung untuk terjadinya blow up dan kebakaran yang sempurna. Lesson learnt-nya adalah PTW harus dihandle satu orang yang mengerti proses dan melakukan evaluasi multi-discipline, setiap flange harus dianggap in-service sehingga proper flange management harus dilakukan, dan jangan pernah meng-inhibit fire water pump.

Nova Kurniawan

Advertisements

Basic of Flushing; Engineering Point of View

Have you heard a very famous word in fabrication yard during tube or pipe completion activity? The word is “Flushing”. This is the word that everybody knows what kind of activity is. “It is just like eating peanuts” perhaps somebody said. Clean it and blow it for few minutes and finish. I just want to discuss about flushing activity on engineering point of view. Don’t you know that proper flushing activity requires turbulent flow? What is turbulent flow and How to get turbulent flow? Let’s discuss it.

Tujuan utama dari flushing adalah untuk membersihkan tubing, terutama hydraulic line, dari kontaminasai partikel padat yang tertinggal di dalamnya. Debu dan serbuk besi sisa pemotongan adalah tersangka utama yang mungkin tertinggal di dalam hydraulic line. Pada artikel terdahulu telah dibahas tentang aktivitas cleaning yang disebut juga flushing dengan mengalirkan oli ke dalam sistem dan oli keluar dari sistem diukur ada berapa banyak solid contaminentnya. Solid contaminent dapat dilihat oleh mata telanjang ketika lebih besar dari 40 mikrometer, padahal partikel sebesar 3 – 25 mikrometer pun apabila tertinggal di dalam sistem akan secara signifikan mempengaruhi performa hydraulic system. Untuk memastikan bahwa partikel padat dari 3 mikrometer sampai lebih besar dari 40 mikrometer keluar dari hydraulic line maka flushing di dalam tubing harus dilakukan dengan turbulent stream.

Turbulent stream dipengaruhi oleh kecepatan fluida, viscosity fluida, dan internal diameter dari line yang dilalui. Bilangan yang dipakai untuk menjadi penanda turbulent flow adalah bilangan Reynold (Nr). Mekanika Fluida tingkat dasar mengatakan bahwa batas aliran fluida menjadi turbulent adalah ketika bilangan Reynoldnya (Nr) nya mencapai 3000 (some says 4000) dan selebihnya. Nr antara 2000 – 3000 disebut sebagai transisi atau zona kritikal. Nr dibawah 2000 disebut sebagai aliran fluida laminar.

Reynold Number, Nr = (Fluid Velocity . Line Internal Diameter) / (Fluid Kinematic Viscosity)

Syarat minimum flushing adalah minimal memiliki bilangan Reynold (Nr) 3000 (more 4000 better). Dengan menggunakan persamaan di atas kecepatan fluida minimum yang dibutuhkan akan diketahui. Dengan kecepatan dan area yang dilalui akan diketahui flowrate, gpm pompa yang dibutuhkan untuk flushing.

Jika tubingnya memiliki bending atau banyak belokan maka bilangan Reynod (Nr) yang direkomendasikan setidaknya adalah 25000. Dengan cara yang sama akan diketahui berapa kebutuhan gpm dari pompa yang dibutuhkan. Kalau lebih seharusnya lebih bagus, karena semua partikel sekecil apapun akan ikut tergilas oleh flow selama flushing.

Fluida hasil flushing kemudian diwadahi di tempat bersih / steril. Kemudian particle counter / analyzer (please check artikel sebelumnya) digunakan untuk menghitung berapa jumlah partikel dalam 100 ml fluida atau oil tersebut. Hasilnya kita cocokkan dengan standard cleaning yang ada seperti NAS, ISO, dan BS.

Ini adalah engineering point of view. Practically and normally kita bekerja menggunakan “biasanya” and “dulu-dulu”. Ada tambahan dan kritik dipersilahkan.

Nova Kurniawan

Hydraulic Cleanliness; Offshore Industries

When you are asked by somebody how clean your T-shirt? Will you have a quantitative answer? My T-shirt is clean because the quantity of dust on my T-shirt is only 1000 particles (for example). How do you count the quantity of dust?. Or another way you just have a qualitative answer, for example I see this is clean, I don’t see any dust on my T-shirt. Everybody will agree once see your T-shirt because they can not see the dust. However unfortunately we could not give qualitative answer in technical engineering matter. When somebody have question on you how clean your hydraulic line? What are you gonna do?

Banyak expert mengatakan bahwa kebersihan hydraulic line adalah salah satu element penting pada hydraulic system. Karena meskipun oil hydraulic-nya bersih dengan jumlah partikel contaminasi sesedikit mungkin, tetapi jika line hydraulicnya masih kotor maka hydraulic systemnya akan kotor. “Solid contamination is recognized as the main reason for misfunctioning” UFI Filters Hydraulic Division. Sehingga aktivitas membersihkan hydraulic line dipandang sebagai hal utama dalam sistem hydraulic.

“It is impossible to eliminate completely, but it can be well kept under control of proper device (filter)” UFI Filters Hydraulic Division.

Kegiatan fabrikasi dan konstruksi akan menghasilkan uncounted debris pada hydraulic line. Meskipun line sudah di flush dan di blow dengan angin atau udara, siapa yang bisa menjamin secara quantitatif tidak ada debris di dalamnya. Cara yang direkomendasikan adalah dengan mengalirkan hydraulic oil melewati hydraulic line dan keluarkan kembali kemudian ukur berapa partikel yang ikut dalam oil keluar line. Ketika jumlah partikel masuk = jumlah partikel keluar maka hydraulic line tersebut benar-benar bersih.

Jumlah partikel dihitung dengan menggunakan particle counter. Kemudian jumlah particle per 100 ml dihitung dan hasilnya dibandingkan dengan NAS atau ISO. Jika kontaminasi-nya masih terlalu tinggi maka oil di re-filter dan dialirkan kembali sampai didapatkan level kebersihan sesuai yang diperlukan. NAS (National Aerospace Standard) mengeluarkan standard NAS 1638 untuk mengklasifikasi tingkat kebersihan hydraulic line. International Standard Organization mengeluarkan ISO 4406 : 1999 untuk hal yang serupa. Demikian halnya British Standard mengeluarkan BS 5540-4 untuk mengklasifikasi level hydraulic contamination.

Membersihkan hydraulic system sampai tidak ada kontaminasi sama sekali adalah tidak mungkin, akan tetapi kita harus mengontrolnya.

Nova Kurniawan