Thermo Electric Generator; Panas itu Listrik Jenderal!

Kenapa saya menulis uneg-uneg tentang Thermo Electric Generator? Karena saya baru ketemu dan baru tahu ada generator listrik yang tidak pakai engine alias tidak pakai mesin berputar tapi si dia memerlukan bahan bakar. Ada juga banyak sih yang lain tanpa bahan bakar seperti Solar Cell (sel surya) yang menghasilkan listrik, angin yang dapat memutar generator untuk menghasilkan listrik,  air di bendungan yang mengalir mutar turbine untuk menggerakkan generator menghasilkan listrik, yang paling fenomenal di Indonesia adalah KEDONDONG yang menghasilkan listrik. (Anda percaya Pembangkit Listrik Tenaga Kedondong? Keasaman menimbulkan electricity iya, tapi kalau jadi pembangkit? Ya tergantung keimanan masing-masing).

Kalau terdapat Medan Magnet dipotong oleh gerakan kumparan akan menghasilkan electricity adalah konsep ilmu tradisional kelistrikan yang ditemukan oleh Michael Faraday. Konsep ini menghasilkan penemuan generator listrik yang umum dipakai hingga sekarang ini. Apapun alatnya atau mesinnya selama menghasilan putaran dan dipakai untuk memutar generator penghasil listrik maka semua berawal dari konsep electromagnetik Michael Faraday yang sudah dipakai di mana-mana. Karenanya maka generator ini bisa dikatakan sebagai alat tradisional, sudah ada di mana-mana, dari kota sampai desa, bahkan sampai warung-warung kopi kaki lima pinggir jalan yang diberi nama Genset.

Kalau “Panas itu Listrik Jenderal” belum tergolong tradisional karena masih jarang-jarang dipakai, apalagi kedondong?. Panas yang saya maksud bukan panas sinar matahari yang bisa menghasilkan listrik (dengan solar cell). Tetapi panas yang baru saya liat bisa menjadi listrik adalah panas dari hasil pembakaran gas pada kompor gas semacam RINAI yang ada di dapur. Alat semacam ini yang dinamakan sebagai Thermo Electric Generator.

Konsep yang dipakai adalah api yang panas ketika mengenai salah satu dari dua material konduktor yang berbeda jenis dan berdekatan maka akan menimbulkan beda potensial listrik. Konsep ini ditemukan oleh Thomas Seebeck. Sebagai orang yang berlatar belakang instrument maka kenalan pertama dengan Thomas Seebeck adalah pada saat mempelajari pengukuran temperature pada mata kuliah pengukuran tingkat 2. Benda yang memiliki suhu tinggi bisa diukur dengan menggunakan alat yang bernama Thermocouple yang menggunakan prinsp Seebeck Effect. Panas yang diukur akan menerpa salah satu dari 2 sensor yg terbuat dari material konduktor berbeda jenis yang berdekatan sehingga menimbulkan beda potensial listrik (mVolt). Perubahan temperature akan sebanding dengan perubahan beda potensial yang dihasilkan yang bisa dikatakan cukup linear sehingga bisa dipakai sebagai basis pengukuran. Perubahan panas sebanding dengan perubahan milivolt yang dihasilkan adalah salah satu kunci penemuan sensor pengukuran temperature. Orang instrument menggunakan efek seeback hanya untuk tau tegangannya agar bisa didapatkan equivalensi dengan temperature.

Berbeda halnya dengan orang berbackground Electrical, konsep thermoelectric pada Seebeck Effect  benar-benar dipakai untuk menghasilkan listrik yang disebut sebagai Thermo Electric Generator. Mereka menggunakan tungku pembakar (kompor RINAI) untuk membakar gas propane bisa juga LNG atau LPG yang panasnya digunakan untuk memanasakan  salah satu dari 2 logam berdekatan sehingga terjadi beda potensial dan menghasikan listrik. Berikut adalah contoh gambar dari Thermo Electric Generator punya orang Kanada yang katanya the best in the world:

TEG

2 Material logam yang menghasilan loncatan electron akibat beda potensial terletak di dalam thermopile. Materialnya apa? Ahh…sepertinya itu rahasia perusahaan (Atau karena memang saya gak tau haha). Inti dari bisnis Thermo Electric Generator ada di dalam thermopilenya jadi gak mungkin dibongkar secara bebas. Kalau secara teori jenis-jenis material yang digunakan bisa dilihat di wikipedia. Ketika Thermopile sudah menghasilkan listrik DC maka kita tinggal digunakan oleh consumer mau diseri, diparalel, dikonek ke busbar, dikontrol dan seterusnya menurut ilmu pendistribusian listrik.

Di mana saya menemukan alat yang bernama Thermo Electric Generator ini? Ini saya jumpai ketika sedang membuat Gas Wellhead Platform (Anjungan Gas Lepas Pantai) Unmanned (Tidak Ada Operatornya) alias ditinggal beroperasi sendiri. Alasan-alasan yang dipertimbangkan kenapa memilihi Thermo Electric Generator adalah: Alasan pertama adalah karena anjungan minyak ini didesain Unmanned (tidak ada operatornya yang secara rutin mengoperasikannya alias nungguin) maka mereka tidak mau ada rotating equipment (alat yang berputar) di platform unmanned. Semua generator yang menggunakan konsep faraday pasti menggunakan putaran untuk memotongkan winding terhadap medan magnet. Ketika mesain ada putaran maka agak rentan ditinggal sendiri beroperasi tanpa ada yang rutin mengontrol. Meskipun saya pernah membuat Unmanned platform dengan menggunakan Microturbine Generator. Tapi platform ini tidak akan benar-benar unmanned, regular visit tetap akan dijadwalkan untuk memastikan generator beroperasi. Alasan yang kedua adalah sebenarnya Solar Cell jadi pilihan sebagai sumber power listrik tetapi ternyata laut di mana Unmanned Platform ini ditanam memiliki waktu – waktu Monsoon yang menyebabkan awan pekat menutupi matahari selama berhari-hari. Kalau cuma mengandalkan Solar Cell bisa-bisa battery akan habis karena langit gelap tidak bisa nge-charge karena solar cell tidak dapat energi matahari. Ketika Battery abis maka tidak power listrik sehingga Control System akan shutdown dan platform akan shutdown alias mati.

Dengan kedua alasan tersebut maka TEG dipilih secara hybrid dengan Solar Cell. Hybrid artinya (kombinasi double). Solar Cell dan TEG secara bersama-sama menge-charge battery yang akan memberikan power untuk Unmanned Wellhead Platform. Ketika Solar Cell sama sekali tidak menghasilkan power akibat cuaca buruk, maka TEG masih akan tetap menyala dengan Tungku Bakar kompornya.

Cilegon, 4 Februari 2018

Nova Kurniawan

Advertisements

Acoustic Gas Detector, Eh…Ultrasonic

Aneh aneh aja istilah instrumentasi ini. Mendengar istilah instrument saja orang awam akan langsung terpikir bahwa instrument adalah alat musik apalagi orang mendengar istilah instrument akustik maka tidak lain dan tidak bukan orang akan berfikir tentang konser musik. Apa tidak sebaiknya dunia instrumentasi industri dan akustik di industri segera memilih istilah lain? Acoustic instrument yang ingin saya bahas adalah alat yang digunakan di fasilitas minyak (instrument) menggunakan prinsip deteksi suara (akustik). Alat ini digunakan untuk mendeteksi kebocorang gas dengan mendeteksi desis suara bocoran gas pada suatu fasilitas produksi sumur gas unmanned (tidak ada orang) di remote area (bisa daerah terpencil, bisa tengah laut).

Saya tidak pernah melihat alat seperti ini selama 13 tahun dunia proyek konstruksi oil and gas. Ketika pertama kali pada tahun ke-14 pengalaman saya di dunia proyek saya melihat instrument yang namanya Acoustic Gas Detector (Dulunya cuma tahu Infra Red Gas Detector dan Open Path Gas Detector). Mendengar istilah Acoustic Gas Detector digunakan dalam Wellhead Platform yang akan saya bangun, ada sebuah kegembiraan yang tersembunyi pada diri saya. Kenapa tersembunyi? Karena saya newbie dan tidak tahu jadi tidak berani koar-koar alias banyak omong. Kenapa gembira? wahhh akhirnya ilmu dB (desibel) yang pernah saya pelajari dengan tetesan keringat dan air mata bisa dinostalgia kembali setalah 15 tahun. Ilmu tentang suara yang selalu berhubungan dengan desibel (BEL-nya dibaca seperti membaca BEL “kring…”kring”) dipelajari ditingkat 3 kuliah dengan mata kuliah yang bernama Akustik.

Pertanyaan legendaris tentang suara adalah kenapa suara satuannya Decibel bukan Centibel? Anda tahu kan Centi dan Deci itu sebenarnya saudara? Yang paling tua Terra, adiknya adalah Giga, diikuti Mega, Kilo, Hekto, Deka, Nama Sendiri, Deci, Centi, Mili, Mikro, dan Nano. Kenapa yang terpilih si Deci bukan si Centi? Dulu nyari jawabannya susah minta ampun. Kenapa satuan suara Decibel bukan Centibel?, Eh… Sekarang ada di Wikipidea (enak banget mahasiswa sekarang). Deci itu 1/10. Kalau centi 1/100. Padahal satuan suara yang commonly used adalah 1/10 * Satuan Bel (Satuan suara telephone dari Alexander Graham Bell) sehingga disebut Decibel yang dibaca De Si Bel (Bel “kring-kring”, bukan Bel “Sebel”). Nostalgia ini cukup membuat saya seperti kembali muda.

Kebingungan saya yang pertama adalah: Bagaimana mungkin sebuah sensor (yang pada dasarnya adalah microphone) ditugaskan untuk mendengarkan kebocoran gas? Bagaimana dia memisahkan dengan ambient suara atau background noise dari angin, ombak, kendaraan bermotor, percakapan manusia?. Ternyata oh ternyata Acoustic Gas Detector meng-ignore atau memfilter suara yang dihasilkan oleh ambient lingkungan (backgroun noise) atau audible sound dan hanya mengambil suara berfrekuensi tinggi di atas 20 kHz. Hmm…saya agak kecewa ketika mengetahui hal ini, kenapa? Karena ketika bicara di atas 20 kHz maka kita tidak lagi berbicara tentang akustik tetapi kita sudah bicara ultrasonic. Akustik dan Ultrasonik adalah 2 hal yang berbeda dan nostalgianya pun berbeda pula 😛 apalagi kenangan-kenangan praktikumnya. Orang berbicara akustik itu pada audible zone yaitu pada getaran berfrekuensi 20 Hz sampai 20 kHz. Di atas 20 kHz tidak bisa disebut sebagai akustik lagi tetapi sudah berubah menjadi Ultrasonic. Sehingga dengan sedikit mutung dan jengkel saya bilang Acoustic Gas Detector itu sebenarnya tidak ada, yang ada adalah Ultrasonic Gas Detector.

Dengan sedikit kecewa ya kita bahas sedikit saja tentang Ultrasonic Gas Detector. Ketika terjadi gas bocor dari dalam pipa bertekanan tinggi ke atmosphere (bertekanan atmospher 1 atm) melalui lubang yang cukup kecil (seberapa kecilnya? gak tau) maka laju gas akibat perubahan tekanan ini akan menimbulkan suara “hissing”. Suara hissing ini mempunyai broadband frekuensi yang sangat lebar sekali dari audible frequency (20 Hz – 20 kHz) sampai ke Ultrasonic Frequency (20 kHz – 10 MHz). Tetapi kalau lubangnya besar dan gasnya mengalir melalui lubang besar itu maka suara “hissing” ultrasonic tidak akan timbul. Jadi kalau bocornya besar maka Ultrasonic Gas Detector tidak akan berfungsi.

Anda percaya? Kalau gas bocor yang kedengaran bunyi hissing “sssss..ssss…ssss” sih saya percaya lha wong ada bunyinya karene frekuensinya pada audible frequency (20Hz – 20kHz). Tetapi kalau ada gas bocor akan menimbulkan suara yang tidak dapat saya dengar (Ultrasonic) bagaimana cara saya bisa percayanya? Aneh saja tapi hebat orang bisa berfikiran ke sana dan bikin alat. (Ahh… jangan-jangan suara gas yang lain yang bocor dan keluar dari tubuh manusia melalui lubang kecil juga bisa masuk ke suara ultrasonic juga? Who knows?). Karena saya tidak mengerti bagaimana ceritanya dan cara berfikirnya sampai ada orang yang bisa menyimpulkan bahwa gas bocor bisa menimbulkan suara ultrasonic (20 kHz – 10 MHz), maka terima saja sekarang memang begitu.

Dengan rentang frekuensi yang akan dideteksi Ultrasonic Gas Detector adalah frekuensi tinggi maka semua suara latar lingkungan: angin, ombak, manusia, mesin dengan frekuensi rendah (infrasonic) dan sedang (sonic) dengan mudah difilter. Sehingga Ultrasonic Gas Detector tidak terganggu aktivitas lingkungan. Suara latar bisa dibedakan dengan suara “hissing” gas bocor.

Setelah suara infrasonic dan sonic difilter selanjutnya Ilmu Ultrasonic dimainkan. Dan belajar lagi lah kalau Ultrasonic mah…. hehe..

Cilegon, 3 Feb 2018

Nova Kurniawan

 

 

Where is the pressure going to balance?

I have a simple question when I have gas 2000 Psig in a 1 M3 cylinder and I am going to transfer this gas to a 0 Psig vessel Volume 100 M3 with free flowing.

  1. Can you transfer all pressure in Cylinder 2000 Psi 1 M3 to the vessel? And it will make the Cylinder totally empty 0 Psig?
  2. Do you think a Boyle Law can be applied in this case? P1V1 = P2V2?
  3. What is the balance pressure going to be reached?

Pertanyaan pertama apakah seluruh isi silinedr 2000 Psi Volume 1M3 bisa diisikan ke dalam Vessel 100 M3 sampai habis dengan free flow? Jawabannya TIDAK, Kenapa?. Karena udara atau gas mengalir dari silinder ke vessel dengan adanya perbedaan tekanan. Artinya tekanan di dalam silinder akan turun dan tekanan di dalam vessel akan naik dan mencapai titik tekanan kesetimbangan keduanya. Ketika tekanan kesetimbangan tercapai maka udara sudah tidak bisa mengalir. Dalam posisi kesetimbangan masih tertinggal tekanan udara di dalam silinder. Jadi tekanan udara di dalam silinder tidak akan pernah jadi 0 Psig pasti masih ada sisa. Berapa tekanan sisanya? Bagaimana cara tau-nya berapa tekanan kesetimbangan? Masuk ke pertanyaan ke-2.

Untuk mencari tekanan kesetimbangan dari kombinasi Pressure dan Volume, maka banyak orang akan advise dan mengarahkan ke hukum boyle. Note: Hukum boyle itu sangat mudah diaplikasikan dan dibayangkan pada balon atau plembungan yang bisa mengalami perubahan tekanan dan perubahan volume (karet kan lemes) dan perubahan temperature pada masa udara yang tetap. Nah, silinder dan vessel itu umumnya terbuat dari besi artinya volume tetap, tidak seperti balon. Cuman ada transfer udara dari volume kecil ke volume besar. Ok kita asumsikan kondisi pertama adalah Silinder dengan volume kecial dan kondisi ke dua adalah Vessel dengan volume besar, apakah hukum boyle bisa diaplikasikan? Kalau seluruh masa udara dari silinder bisa dipindah semuanya ke vessel maka P1V1 = P2V2 bisa dipakai sebagai pendekatan. Tetapi pada pembahasan pertanyaan pertama dijelaskan bahwa tidak semua masa udara dan tekanan dalam silinder P1V1 bisa ditransfer ke vessel P2V2. Sekali lagi tidak semua, tetapi akan menyisakan masa udara dan tekanan pada kesetimbangan. Sehingga perlu sedikit ada modifikasi dari persamaan boyle tersebut. Modifikasinya adalah menggunakan konsep hukum kekekalan energi yaitu silinder melepaskan energi dan sebaliknya vessel menerima energi pada temperatur tetap. Pelepasan energi oleh silinder linear dengan differensial pressure, sebaliknya penerimaan energ oleh vessel linear dengan differensial pressure pada temperature tetap. Kalau Tekanan kesetimbangan disebut Ps maka dengan mengesampingkan faktor thermodinamika yang saya tidak tau (isothermic, adiabatic, isokhoric, de el el) formula ini merepresentasikan hukum kekekalan energi melalui transfer pressure dari silinder P1V1 ke Vessel P2V2 (volume hose diabaikan):

(P1 – Ps) x V1 = (Ps -P2) x V2

Pertanyaan ketiga yaitu pada tekanan berapa kedua sistem yaitu silinder dan vessel akan mencapai kesetimbangan. Dengan formula di atas yang merupakan pendekatan dengan mengesampingkan faktor termodinamika lain yang mungkin, juga mengesampingkan volume hose maka tekanan kesetimbangan pada kasus di atas bisa dihitung kira-kira. P1=2000 Psi, Ps dicari, V1=Volume silinder, P2=Volume initial empty, V2 = Volume vessel

(2000 – Ps) x 1 = (Ps – 0) x 100

2000 – Ps = 100 Ps – 0

Ps = 2000/101

Ps = 19.8 Psig

Nah, nilai 19.8 Psig bisa dianggap sebagai nilai kira-kira yang secara empiris formula ini sering saya pakai.

Pertanyaan tambahan kemudian adalah perlu berapa banyak silinder 2000 Psi, 1M3 untuk mengisi vessel dengan volume 100M3 sampai pada tekanan 200 Psi. Dengan formula di atas silinder by slinder satu-satu akan mengisi vessel sampai tekanan kesetimbangan Ps mencapai 200 Psi. Akan terhitung perlu berapa banyak silinder.

Atau dengan metode silinder paraller 2000 Psi, 1M3. Kalau silinder-silinder diparallel yang nambah banyak apanya? Volumenya ya… bukan pressurenya. Sehingga dari formula di atas bisa dikira-kira sebagai berikut dengan metode parallel:

(2000 – 200) x V1 = (200 – 0) x 100

1800 V1  = 20000

V1 = 11.11 M3   (jadi perlu disiapin 12 silinder)

Sekali lagi ini hanya utak utik saya terhadap kondisi lingkunagn sekitar.

Batam, 12 May 2017

Nova Kurniawan

 

 

PRV Seat Test & Pop Test

I have 2 issues recently need to be summarize about PRV testing:

  1. Somebody asking certification of the facility going to be used to do seat test & pop test of PRV. I know many years ago that government body (Ditjen Migas in Indonesia or Migas assigned body) shall certify the PRV. But they did not certify the facility. I know that the vessel shall meet ASME VIII and certified by third party and the pressure gauges are going to be used must be calibrated with traceability to reference to third party laboratory. Because the key of PRV test is pressure measurement during seat leakage and pop pressure. It was ensured by calibrated pressure gauges. But according to him calibration cert is not enough, they requested facility certificate.
  2. Related to item#1 but its more detail the guy require the facility to do PRV Pop Test shall produce flowrate according to flowrate on data sheet. PRV seat test and pop test is about pressure. I have nothing to do with the flow. But he request min flow service shall available.

Untuk masalah yang pertama menjadi masalah karena tidak pernah ada sebelumnya orang meminta certificate untuk facility. Orang meminta certificate adalah certificate kalibrasi alat ukur untuk memastikan seat pressure dan pop up pressure accurate dan dari sisi safety meminta certificate bejana tekan / vessel untuk memastikan keamanan biar tidak terjadi kecelakaan. Certificate facility sama sekali diluar pemahaman saya, apalagi dikasih istilah-istilah tambahan tentang environment, cleanness, proper accessability, de el el.. it is totally non technical explainable. Kalau pembaca ada yang tau dimana referensi standar untuk mengevaluasi fasilitas PRV? Agar tidak terjadi perang Baratayudha dan pekerjaan berhenti alias tidak ada progress maka saya propose panggil third party in which I don’t know he has expertise in the PRV or not. Kita kasih tunjuk certificate pressure gauge, certificate vessel, dan tunjukkan teknisi melakukan seat test dan pop test PRV according to project specification. Kemudian dari hasil pengamatan itu maka third party membuat certificate endorsement bahwa aktivitas sudah dilakukan sesuai dan dengan alat yang sesuai dengan projek specification. Case closed.

Tetapi kembali beranalogi ketika saya memesan baju ke penjahit (sbg contractor baju) maka saya sendiri yang akan memastikan bahwa baju saya betul sesuai spek yang saya minta. Saya tidak akan meminta ke orang lain yang namanya third party untuk memastikan baju saya dikerjakan dengan betul atau tidak sesuai spek saya. Karena saya yang mengerti baju saya.

Untuk kasus yang kedua timbul jauh setelah issue cerificate facility. Perhatian kita selama ini tentang PRV adalah Pressure (namanya Pressure Relief Valve) bukan Flowrate. Tetapi mas-mas ini meminta flowrate harus digenerate sesuai data sheet. Wooww berat bro yang namanya menghasilkan flowrate sesuai data sheet. Flowrate di data sheet adalah flowrate gas service actual yang dihasilkan dari sumur. Untuk menghasilkan flowrate sebesar service operation diperlukan kompressor lebih dari 1000 cfm. Untuk apa flowrate perlu diperhatikan? Dari berbagai penjelasan yang diberikan adalah ketika kita cuman memproduce pressure pada Pop Test Pressurenya maka hentakan disk PRV setelah poping jika berkali-kali akan menyebabkan disk-nya aus dan cepat rusak. Hmm benarkah? Jika flowrate besar maka ketika popping terjadi maka flowrate di uspstream PRV akan menahan hentakan closing disk PRV. Well ilmu baru. Benarkah begitu?

Selama ini yang namanya test PRV adalah Seat Test dulu dengan inject pressure dibawah set pressure poppingnya sesuai API-527 (90% dari set pressure atau 5 Psi dibawah Set Pressure) dia akan tidak bocor atau bocor sedikit sesuai kriteria pada tabel API-527. Setelah seat tightness test OK kemudian naikkan pressure sampai pada popping set-pressurenya kemudian kan terjadi keluaran udara dari downstreamnya.

Batam, 06-May-2017

Nova Kurniawan

Pressure Test Vs Leak Test

In Oil and Gas project ,Do you think both terminology is the same understanding or different? Why I do need to write this in my blog because I have been 13 years in the project and thought it was simple, it was never been a problem, but recently it became a problem. The problem starts from the specification of instrumentation that mentioned all instrument  tubing line need to be pressure tested / leak tested. The design guy who made or “copy paste” the spec from previous project was easily ignore that the marking “/” will create a problem during execution. Instrument people or society does not have standard for tubing. Tubing standard shall refer to ASME, it follows piping understanding. Instrument professional apparently does not have big concern about tubing or even have time to discuss about what is the different between pressure test or leak test for tubing.

Piping people define pressure test is a destruction test by means of water (hydro) at 1.5 design pressure or by mean of air (pneumatic) 1.1 design pressure. Why piping need to be pressure tested? Ketika pipa sudah selesai di buat di pabrik maka pabrik akan melakukan test untuk membuktikan bahwa material pipe mampu menahan tekanan di atas design pressurenya. Ketika pipa di fabrikasi (di potong, diweld/dilas, menjadi kombinasi baru) maka pressure test diperlukan untuk menguji bahwa sambungan sambungan baru yang dibuat pada saat fabrikasi mampu menahan tekanan diatas design pressurenya. Jadi fokus utama pressure test di pabrik adalah uji material dan fokus utama pressure test di fabrikasi adalah uji sambungan las-lasan. Las-lasan harus lebih kuat atau minimal sama kuat dengan material parentnya yang mau disambung. Hasil dari pressure test adalah bisa bagus seluruh, bisa pecah dari las-lasan, atau ada porosity di las-lasan sehingga ada bocor. Kesimpulannya dalam fasa fabrikasi dan konstruksi ketika pipa tidak ditemukan sambungan las-lasan maka tidak diperlukan pressure test. Pressure Test = Uji kekuatan las-lasan.

Sedangkan Leak Test lain Cerita. Orang piping memahami leak test sebagai menguji kebocoran pada sambungan yang berupa flange joint dan thread joints. Leak test tidak menguji kekuatan lagi tapi menguji “keketatan sambungan” yang dibuat dengan kunci baut dan ulir. Media yang digunakan harus berupa air/ nitrogen / helium. Tekanan yang digunakan dibawah design pressure. Beberapa proyek mensyaratkan pada nilai maximum operating pressurenya atau tepat dibawah setting PRV atau generally 90% design pressure. Bocornya dicari disambungan-sambungan flange dengan bubble atau helium detector. Jadi Leak Test = Nyari kebocoran sambungan flange atau ulir.

Kembali ke kasus instrument tubing ketika ada tubing dari taping point connection ke instrument connection perlu ditest apa?

Uji kekuatan material adalah urusan pabrik. Proyek konstruksi hanya menguji sambungan yang dibuat dalam fasa konstruksi.

Pressure Test? Kalau ada sambungan tubing yang dilakukan dengan pengelasan maka diperlukan pressure test. Kalau tidak ada pengelasan maka jangan dilakukan pressure test.

Leak Test? Apakah ada sambungan yang melibatkan ulir seperti union? kalau ada union maka diperlukan leak test. Leak test mengikuti cara piping pada maximum operating pressurenya atau 90% design pressure proses. Jadi kalau ada sambungan yang dibuat pake kunci / spanner / kunci inggris maka lakukan leak test.

Batam 5-May-2017

Nova Kurniawan

 

How Long to Fill a Vessel with Air to X Psig?

Hi guys, if you got a question:

“You have 10 M3 of Vessel and need to be filled with Air until 1000 Psig”

  1. What kind of equipment are you going to use?
  2. How long it will take to  to fill?

What is the practical formula will lead you to get approximately correct estimation?

Sebelum berdiskusi lebih jauh saya akan mengemukakan 2 penyataan:

  1. “Silahkan isi Vessel dengan udara sampai penuh”. Apakah pernyataan sederhana ini benar dan pantas untuk diucapkan? Hmm.. jawabannya adalah salah. Pernyataan tersebut adalah salah dan tidak pantas diucapkan.
  2. “Tolong isi Vessel dengan udara sampai tekanannya 0 Psig atau 0 Barg”. Apakah pernyataan ini benar? Jawabannya adalah tidak benar. Pernyataan ini adalah salah.

Kalau ke dua pernyataan di atas dirubah medianya:

  1. “Silahkan isi Vessel dengan air sampai penuh”. Apakah pernyataan sederhana ini benar? Iya jadi benar.
  2. “Tolong isi Vessel dengan air sampai tekanannya 0 Psi atau 0 Bar”. Apakah pernyataan ini benar? Hmmm dimana dulu tekanannya. Kalau dibagian atasnya benar kalau di bottomnya salah, karena akan ada tekanan statik yang menurut fisika SMA disebut sebagai P= Rho. g. h.

Kalimat “Silahkan isi Vessel dengan udara sampai penuh” adalah salah karena merupakan sifat dari gas yang partikelnya mobil alias bebas bergerak untuk memenuhi suatu enclosure atau ruangan. Dalam kondisi tekanan atmosphere defaultnya suatu vessel terisi udara sebesar tekanan atmosphere. Kecuali vessel divakum maka isi udaranya di bawah tekanan atmosphere. Meski udara sama dengan tekanan atmosphere atau dibawah tekanan atmosphere udaranya memenuhi seluruh enclosure vessel secara merata. Artinya penuh.

Kalimat “Tolong isi Vessel dengan udara sampai tekanannya 0 Psig atau 0 Barg”. Ada ambiguitas pada kalimat ini. Ketika sebuah vessel man way nya ditutup dan dikunci maka tekanan yang tertinggal di dalam adalah tekanan atmosphere dan tersebar merata di mana mana di dalam enclosure (hukum pascal). Tekanan di dalam dan di luar vessel adalah sama. Ingat segala bentuk pengukuran tekanan process direferensikan atau yang dijadikan dasar adalah atmosphere maka setiap satuan pengukuran tekanan process harus ditambahkan “g” = gauge. Setiap Pressure Gauge mengukur tekanan yang direferensikan ke (dihitung dari)  tekanan atmosphere. Karena direferensikan ke tekanan atmosphere maka dalam kondisi tidak ada tekanan tambahan (tanpa process), hanya tekanan atsmosphere, maka pressure gauge harus dikalibrasi ke 0 Psig atau 0 Barg. Tekanan atmesphere 1 atm =  14.69 Psia = 0 Psig. Tekanan atmosphere  1 atm = 1.01 Bara = 0 Barg. Psia dan Bara “a” = absolute alias mutlak jarang sekali dituliskan jadinya Psi dan Bar saja.

Kalau masih rancu dengan tulisan saya diatas yaaa… karena alam ini mengandung udara bertekanan. Andai saja alam ini tidak ada udara bertekanan yang kita hirup setiap hari maka kita akan dengan mudah memahami konsep tekanan udara (gas)  Psi, Psia, Psig. Mari kita hilangkan udara dari bumi ini. Nah lhoo.

Kembali ke vessel yang baru saja ditutup man way nya dengan tekanan atmosphere di dalamnya tersebar di seluruh enclosure. Berapa tekanan yang akan ditunjukkan oleh pressure gauge? Ya 0 Psig. Artinya tanpa ada proses pengisian atau transfer energy ke dalam vessel tekanan di dalam vessel sudah 0 Psig. Jadi kalau ada statement isi vessel sampai 0 Psig maka pernyataan tersebut adalah salah. Nah, ketika supply angin dari compressor dimasukkan ke vessel maka tekanan udara akan naik dari 0 Psig menuju positif ke nilai yang diinginkan atau sesuai kapasitas kompressor.

Berapa kapasitas air kompressor yang biasa dibuat pabrik? Palu Gada? Apa lu mau gua ada. Hmm… mungkin aja. Tapi sepertinya yang palu gada itu special request. Yang umum-umum saja Kompressor UdaraTambal Bang berapa kapasitasnya? Bicara kapasitas harus selalau dikaitkan dengan 2 faktor yaitu tekanan dan flowarate. Kompressor tambal ban kapasitas tekanannya bisa mencapai 8 Barg/116Psig dengan flowrate 125-an liter / menit = 4.4 cfm. Cfm = Cubif Foot per Minutes. Kompressor untuk keperluan utility industry kapasitas tekanan bisa mencapai 10 Barg / 145 Psig dengan flowrate rata-rata 1000 cfm. Kompressor di atasnya yaitu High Pressure Compressor bisa mencapai 25 Barg / 362.5 Psig dengan flowrate rata-rata 1200 cfm. Apa ada compressor dengan kapasitas di atas 25 Barg? Mungkin Palu Gada bisa ada tapi normalnya orang akan memakai Booster. Apa beda Kompressor dan Booster? Kompressor menaikkan tekanan udara dari atmosfer (inletnya tekanan atmosfer). Booster menaikkan tekanan udara dari kompressor dilanjut ke stage 1, stage 2, dan stage stage selanjutnya. Itu konsep umum air kompressor yang perlu dipahami sbg user of air compressor.

Untuk mengisi 10M3 Vessel dari kosong 0 Psig menjadi 1000 Psig berapa lama waktu yang diperlukan? Kita akan menggunakan Booster Compressor dengan kapasitas pressure 2000 Psi dan Flowrate 1000 cfm (28.3M3/Min).

Sifat udara adalah compressible berbeda dengan air yang uncompressible. Menghitung berapa lama ngisi air ke dalam vessel akan lebih exact dan mudah diketemukan hasilnya. Tetapi udara perlu pendekatan empiris. Belum lagi sifat thermodinamiknya yang mudah berubah karena efek temperature.

Tetapi ada formula empiris yang bisa dipakai praktisi untuk menghitung agak – agak akurat dan bisa dipertanggungjawabkan yaitu:

Time = Volume * (P final – P awal) / (Flowrate * P atm)

Time = 10 M3 * (1014.6 Psia – 14.6 Psia ) / (28.3 M3/Min * 14.6 Psia)

= 24 Menit

Roughly waktu yang diperlukan adalah 24 menit dengan flow booster compressor constant 1000 cfm.

Batam, 19 Mar 2017

Nova Kurniawan

 

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-