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

Advertisements

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