Inspection Manual Heat Exchanger In
Refinery Oil and Gas
Refinery Oil and Gas
Heat Exchanger Inspection Manual ini mencakup guide line dan
aturan-aturan mengenai procedure dari maintenance inspection, in services dan
certificate inspection, perbaikan (repair), alteration dan re-rating dari heat
exchanger, yang mencakup box cooler, shell and tube exchanger dan air-cooled exchanger
yakni alat penukar panas yang dirancang dan dibuat berdasarkan dan memenuhi
prinsip-prinsip ASME Boiler & Pressure Vessel Code Section VIII Division-1,
TEMA dan Code/Standar yang lain, kecuai plate-type exchangers dan Main Heat
Exchangers yanq terdapat di pabrik Pencairan Gas Alam tidak atau beluim termasuk dalam scope ini.
Bahwasannya adalah tidak mungkin untuk membuat (memberikan)
aturan-aturan yang universal dan lengkap yang dapat dipergunakan untuk
berbagai kondisi yang
sangat bervariasi yang akan ditemukan pada Heat Exchanger yang sudah
dipergunakan. Karena itu dari semua
rekomendasi dan aturan-aturan dalam manual ini mungkin ada yang tidak dapat
dipakai pada kasus-kasus tertentu. Maka
dalam kasus-kasus demikian special technical guide dari sumber lain atau dari
Manuracturer mungkin diperlukan.
2. CODE
& STANDARD
Prinsip-prinsip dan dasar-dasar serta referensi yang dipakai
dalam manual ini :
1. Peraturan
Pemerintah No .11 tahun 1979
2. Peraturan Menteri Pertambangan dan Energi No. 06P/0746/1991
dan Surat Dirjen Migas No. 226/382/DJM/1995 tanggal 21 Maret 1995.
3. TEMA,
Tubular Manufacture Sixth Edition 1978
4. API RP 572 Inspection of Pressure Vessel (February 2001).
5. API
Standard 661, Second Edition, January 1978. Air Cooled Heat Exchangers for
General Refinery Services.
6. ASME,
Boiler and Pressure Vessel Code Section VIII,
Devision I, Edition 1980.
7. ANSI
B-31.3, Chemical Plant and Petroleum Refinery Piping Code.
8. Heat
Exchanger Tube Manual, Scovil, Third Edition 1957 .
9. Tube
Expanding and Related Subjects by F.F. Fisher and G.J. Brown , Detroit, Mich.
3. INSPECTION PROCEDURE
3.1. Alasan
Untur Inspeksi
3.1.1. Umum
Alasan untuk melakukan inspeksi
a. Menentukan
kondisi phisik dari peralatan
b. Menentukan laju dari
korosi (corrosion rate)
c. Menentukan
sebab dari kerusakan
d. Menentukan
tindakan perbaikan
e. Menentukan
waktu peralatan perlu diganti
(remaining life)
Dengan data-data yang diperoleh waktu inspeksi, hal berikut
dapat dilakukan :
a. Melaksanakan
perbaikan yang diperlukan untuk jangka pendek maupun untuk jangka panjang
ataupun penggantian.
b. Mencegah
ataupun memperlambat kerusakan lebih lanjut.
c. Mencegah
shutdown yang tidak direncanakan
(unscheduled shutdown), untuk kontinuitas produksi.
3.1.2. Keselamatan
Korosi dan erosi dapat melemahkan bagian-bagian dari Heat
Exchanger yang diserangnya sehingga akan menyebabkan kerusakan, kebocoran atau
kegagalan. Kebocoran dapat membahayakan
keselamatan dan menimbulkan kebakaran.
Walaupun kebocoran tube tidak begitu serius dari segi
keselamatan, tetapi dapat menyebabkan
produksi menyimpang dari spesifikasi, karena itu perlu menghentikan kegiatan
alat yang bersangkutan. Kerusakan tube didalam
cooler dapat menimbulkan kerugian produksi dan juga dapat menimbulkan masalah
keselamatan bila minyak atau vapour atau gas terbebas bersama air pendingin.
Remaining life, tahun =
Kerusakan pada shell, channel dan cover akan menimbulkan
kebocoran yang serius dan kegagalan.
3.1.3. Penghematan
Biaya Pemeliharaan
Heat Exchanger merupakan suatu alat yang mahal dilihat dari
konstruksinya yang rumit, terdiri dari shell, channel, tube sheet, tube, cover,
baffle-plate, tie-rod dan gasket, memberikan banyak kemungkinan rusak. Dengan
pemeriksaan yang cermat, mencatat semua data kerusakan dan perbaikan yang dialaminya
akan bermanfaat dalam menentukan perbaikan yang akan datang dan penggantian
yang diperlukan. Hal ini dapat membantu perencanaan pemeliharaan untuk
mengurangi down-time dan biaya.
3.2. Box Cooler
3.2.1. Box
Inspection
Bagian dari box cooler baru dapat diperiksa bila airnya sebagai
media pendingin sudah dikeluarkan, jadi pada waktu alat stop.
Bagian-bagian dari permukaan yang akan diperiksa harus
dibersihkan dari product corrosion, scale, semua kotoran seperti lumpur atau
endapan lainnya. Bila diperlukan, dibersihkan dengan, sand blast. Pemeriksaan
ditujukan untuk mencari korosi, alur (grooving), retak, spalling, cavity pada
permukaan pelat dan sambunqan-sambungannya.
Alat yang dipergunakan adalan scraper, hammer dan NDT. Dengan
hammer test. dapat dicari bagian plat yang sudah menipis.
3.2.2.
Pipe Coils Inspection
Coil dari box cooler
umumnya terdiri dari pipa. Pemeriksaan
pertama dilakukan secara visual, kemudian diikuti dengan hammer test. Scraper dapat dipakai untuk mendeteksi
pitting yang sering terdapat dipermukaan luar dari coil karena senantiasa
terendam di dalam air. Return bend dan
elbow dari coil adalan tempat yanq paling hebat korosi dan erosinya karena
disini arus dirubah arahnya sehingga
menimbulkan arus turbulensi.
Karena itu harus diperiksa dengan seksama.
Terhadap dinding pipa supaya dilakukan pengukuran tebal dengan
menggunakan instrument pengukur tebal ultrasonic. Hasilnya dibandingkan ke retiring thickness
dari pipa.
3.3. Shell And Tube Exchanger
3.3.1. Inspeksi
Bagian Luar
Pada umumnya pemeriksaan bacian luar dari Heat Exchanger dapat
dilakukan sewaktu alat sedang beroperasi. Perlengkapannya yaitu tangga,
platform, pondasi, pipe connection, alat perlengkapan, cat, isolasi dan
sebagainya dengan mudah dapat diperiksa sewaktu beroperasi. Dapat juga
dilakukan pengukuran tebal dengan cara Non Destructive Examination (NDE)
terhadap komponen-komponen dari peralatan itu.
Data-data yang diperoleh dapat digunakan sebagai petunjuk untuk pemeriksaan
lebih seksama diwaktu alat shutdown.
Pemeriksaan bagian luar dilakukan terhadap :
a. Tangga dan platform
Pemeriksaan terhadap tangga dan platform untuk mencari bagian
yang longgar, lepas, retak atau patah. Ini dapat dilakukan dengan pemeriksaan
visual, dengan hammer test atau mengeriknya dengan alat yang tajam dan runcing
(scraper).
Bila diperlukan, ketebalan dari platform dan struktur dapat
diukur dengan kaliper.
b. Pemeriksaan pondasi dan support.
Pondasi exchanger biasanya terdiri dari support baja duduk
diatas beton, ada juga yang seluruh supportnya dari baja. Pondasi beton harus
diperiksa terhadap kemungkinan retak, spalling dan settling. Bagian-bagian baja
dari pondasi diperiksa secara visual dan dengan hammer test. Ketebalan dari
pelat t support diperiksa dengran kaliper.
Baut pondasi diperiksa dengan hammer test.
c.
Nozzle/Pipa Connection
Bagian luar dari pipe connection diperiksa secara visual
terhadap korosi, retak pada lasan dan kebocoran sewaktu alat beroperasi,
lebih-lebih pada tempat yang mengalami atau bagi pengilangan yang terletak
didaerah gempa, angin topan atau yang tanahnya masih belum stabil pada
sambungan pipa denqan Exchanqer merupakan tempat yang kritis. Support tambahan
perlu dipertimbangkan ditempat yang tinggi getarannya. Apabila ditemukan tanda-tanda retak pada nozzle, pada waktu unit stop tempat ini
supaya disandblast atau dibersihkan dengan sikat kawat untuk pemeriksaan yang
lebih teliti dan seksama.
d. Alat pelenqkap
Alat-alat pelengkap seperti gage, gelas penduga dan katup
pengaman supaya diperiksa secara visual sewaktu unit sedang beroperasi untuk
melihat kondisinya.
e. Bagian luar lainnya
Kondisi dari cat sewaktu-waktu harus diperiksa. Tempat yang
berkarat, spalling atau lapisan cat yang terkupas menandakan ada kerusakan pada
cat. Ini akan mudah terlihat pada waktu diadakan pemeriksaan ditempat.
Tempat-tempat yang sering mengalami kerusakan cat adalah pada celan-celah,
bagian yang tajam dan pada kantong-kantong.
Bila alat diisolasi, isolasinya juga harus diperiksa secara
visual untuk meyakinkan bahwa isolasinya masih dalam keadaan baik, utuh dan
rapat melekatnya ke shell atau channel.
Daerah nozzle adalah tempat dimana sering ditemukan kerusakan isolasi. Isolasi yang terbuka didaerah nozzle akan
dimasuki oleh air hujan dan ini dapat menyebabkan korosi dibawah isolasi
(corrosion under insulation) pada shell exchanger.
3.3.2. Inspeksi
Bagian Dalam
Persiapan :
Untuk pemeriksaan, bagian-bagian dari permukaan yang akan
diperiksa supaya dibersihkan dengan baik sebelum pemeriksaan dimulai. Tempat
yang diperkirakan-terdapat retak atau tempat yang akan diperiksa dengan cara
magnetic particle atau dengan dye-penetrant atau NDE lainnya haruslah
dibersihkan dengan seksama. Bila perlu
dibersihkan dengan sand blast, sikat kawat atau chemical cleaning.
a. Pemeriksaan
shell, channel dan shell cover
Tindakan oertama untuk memeriksa shell, channel dan shell cover
adalah pemeriksaan urnum secara visual.
Alat yang diperlukan untuk memeriksa adalah sebuah scraper dan
hammer. Scraper yang runcing dapat
digunakan untuk mengerik-ngerik tempat-tempat yang mungkin terjadi pits, cracks
ataupun grooves. Dalam pitting pada metal dapat diukur dengan pit depth gage.
Bila diketemukan pitting yang dalam, disarankan untuk
membersihkan permukaannya dengan sand blast supaya dapat dilakukan evaluasi
yang lebih teliti.
Tempat yang tipis dapat diketanui dengan hammer test atau NDT.
Bila diperkirakan ada keretakan, tempat itu harus diperiksa lebih teliti dengan
dye-penetrant atau magnetic particle.
Tempat-tempat yang perlu diperiksa :
1. Coating,
lining atau cladding bila shell cover, channel dan channel cover diberi
lapisan.
2. Tempat
dudukan gasket pada nozzle atau flange dari shell, shell cover dan channel
supaya diperiksa karena groove mungkin terdapat disini.
3. Sambungan
las pada shell harus selalu diperiksa dengan teliti bila servisnya caustic atau
bersuhu tinggi. Dalam kedua hal retak
mungkin terdapat pada atau didekat sambungan las. Sangat disarankan untuk
melakukan pemeriksaan NDE dengan dye-penetrant atau magnetic particle.
4. Bagian
dalam shell didekat baffle plate dari bundle dan didekat impingement plate
supaya diperiksa terhadap erosi dan korosi karena adanya arus turbulensi dan
bertambahnya kecepatan arus disekitar tempat tersebut.
5. Nozzle
pada shell, bagian dalamnya diperiksa terhadap korosi, erosi, retak dan
distorsi. Pengukuran diameter dalam dan
ketebalan dapat dilakukan dengan inside kaliper. Bila nozzlenya tidak dibuka, bundle tidak ditarik
atau fixed tube exchanger, pengukuran ketebalan dilakukan secara NDT.
6. Semua
pipa-pipa kecil yang melekat pada heat exchanger perlu diperiksa terhadap
korosi, erosi, retak atau penipisan. Pemeriksaan ini dapat dilakukan dengan
hammer test.
Tempat yang biasanya mengalami korosi.
Tempat dimana terjadi korosi tergantung pada servis dari
peralatan itu, namun demikian ada beberapa tempat yang selalu diawasi karena
ditempat itu sering terjadi korosi.
7. Bagian
bawah dari shell.
Bila kondisi operasi sedemikian rupa sehingga meninggalkan
endapan atau deposit, endapan ini akan tertahan dan tertinggal dibagian bawah
dari shell.
Bila deposit ini mengandung zat yang bersifat korosi, akan
terdapat korosi disepanjang bagian bawah dari shell.
8. Channel
tempat air keluar
Untuk servis air sungai ataupun air laut korosi yang terhebat
terdapat ditempat yang terpanas.
Bila air mengalir didalam tube, tempat yang tertinggi suhunya
adalah dichannel tempat air keluar.
Channel ini harus diperiksa dengan seksama.
Heat Exchanger atau cooler yang menggunakan air laut sebagai air
pendingin, channel dan shell covernya diberi protective coating yang sesuai
atau dicladding dengan metallic lining untuk melindungi carbon steel dari
serangan air laut.
9. Tempat
yang tajam dan sambungan las
Retak kadang-kadang terjadi ditempat yang tajam atau didekat
sambungan las terutama bila ada tegangan yang tinggi. Tempat yang mengalami tegangan tinggi
misalnya pada nozzle atau flange dari shell. Tempat ini supaya diperiksa dengan
seksama.
10. Shell
didekat impingement plate dan baffle plate sering mengalami erosi bila
kecepatan fluidanya tinggi.
b.
Pemeriksaan bundle
Tindakan pertama, dilakukan pemeriksaan umum secara visual. Dengan ini kita mendapat kesan terhadap
kondisi bundle dan pola kerusakannya.
Bundle sudah mulai diperiksa sewaktu dia ditarik dari shell sebab warna,
tipe, banyaknya dan tempat dari scale (kerak) dan endapan akan menolong untuk
menentukan atau mengarahkan masalah korosinya.
Scale atau endapan yang berwarna hijau pada copper base tube menunjukkan
bahwa tube mengalami korosi. Bila
sedikil diketemukan scale atau endapan didekat tempat arus masuk kedalam shell,
ini menunjukkan masalah erosi.
Tempat-tempat yang perlu diperiksa :
1. Daerah
bundle didekat tube-sheet dan baffle plate.
Didaerah ini sering diketernukan groove pada tube karena tempat ini
sukar dibersihkan. Pemeriksaan dilakukan dengan menggunakan scraper yang
runcing untuk mengerik-ngerik. Sering
diketemukan lubang untuk tube pada baffle plate meluas karena getaran tube dan
fempat ini sukar dibersihkan. Juga tube didaerah ini serinq diketemukan
menipis.
2. Ujung
tube sebelah dalam, ini diperiksa dengan visual. Lebih kedalam dapat diperiksa
dengan cara Eddy Current untuk mencari pitting pada dinding tube sebelah dalam.
3. Bagian
luar tube atau bundle, hanya tube yang terpasang dibagian luar dari bundle yang
dapat diperiksa dengan seksama.
Pemeriksaan visual dapat dibantu dengan kaca pembesar untuk mencari
retak dan/atau pitting yang halus.
4. Baffle
plate, tie-rod, supaya diperiksa secara visual untuk mencari korosi dan
distorsi. Baffle plate atau tie-rod yang
sudah korosi atau tipis harus diganti pada waktu bundle di-retube. Scraper dapat digunakan waktu pemeriksaan.
5. Tube
sheet.
Tube sheet dan tempat dudukan gasket diperiksa secara visual
untuk melihat korosi dan distorsi.
Untuk memeriksa tube sheet masih rata atau tidak dapat digunakan
siku-siku. Distorsi pada tube sheet
dapat disebabkan oleh overolling, cara pengerolan yang tidak baik, ekspansi
panas, ledakan, handling yang kasar dan over pressure selama hydrotest.
Ketebalan tube sheet diukur
dengan kaliper.
Untuk memeriksa gejala dezincification dari brass tube,
goresan-goresan halus atau retak-retak halus, sample dari tube yang rusak harus
diambil dan dibelah untuk pemeriksaan metallurgi atau pemeriksaan cara kimia.
Tempat yang biasanya mengalami korosi.
6. Permukaan
luar dari tube yang berhadapan dengan inlet nozzle. Tempat ini sering mengalami
erosi atau korosi karena tertumbur arus fluida yang masuk (impingement
corrosion). Korosi yang maximum pada
bundle terdapat didaerah inlet ini. Karena itu tempat ini harus diperiksa pada
waktu pemeriksaan. Untuk menghindarkan
erosi dan korosi pada bundle, ditempat ini dipasang impingement plate.
7. Ujung
tube sebelah dalam tempat fluida masuk
Tempat ini juga sering diserang olen korosi dan erosi karena
disini tempat masuknya aliran secara turbulensi, terutama bila aliran masuk
dengan kecepatan tinggi. Untuk melindungi ujung tube didaerah inlet dapat
dipasang pelindung tube yang terbuat dari bahan sejenis plastik (ferrules),
atau diflare.
8. Tempat
belokan
Tempat belokan sering mengalami erosi bila fluida mengalir
dengan kecepatan tinggi, karena disini arah arus dirubah. Ini misalnya diujung tube ditempat arus
masuk.
3.4. Air Cooled Heat Exchanger
Inspeksi tube bundle.
Tube bundle yang akan diperiksa supaya dibersihkan dengan baik.
Dilakukan pemeriksaan secara visual, terutama pada tube dan fin. Pemeriksaan
tube dengan metode NDE dapat dilaksanakan dengan cara internal rotary,
ultrasonic thickness testing method dan eddy current testing method.
Inspeksi tube header.
Tube header diperiksa ketebalannya dengan pemeriksaan NDE secara
berkala ditempat-tempat yang kritis dan direcord. Hasil inspeksi yang diperoleh
supaya dievaluasi.
4. DIMENTIONAL INSPECTION
4.1. Batas Ketebalan
Batas termakan korosi atau kerusakan yang diizinkan pada sesuatu
alat harus diketahui dengan tepat.
Tiga besaran yang sangat penting untuk diketahui dari suatu
peralatan adalah :
4.1.1. Batas
ketebalan mininium (retiring thickness)
4.1.2. Laju
kerusakan, rate of deterioration atau corrosion rate.
4.1.3. Sisa
umur, remaining life.
Sebelum menentukan batas ketebalan minimum atau retiring
thickness dari exchanger, harus diketahui dulu berdasarkan code mana dan
pengeluaran tahun berapa exchanger itu dibuat.
Beberapa variable utama yang mempengaruhi ketebalan minimum
adalah ukuran, bentuk, tipe exchanger, material dan metode pembuatan. Bila
kerusakan disebabkan oleh korosi dan erosi, corrosion rate dapat ditentukan
dengan membandingkan selisih hasil pengukuran yang dilakukan dengan waktu
pemakaian, dinyatakan dalam mm atau inci pertahun.
Corrosion rate,
t = thickness
Bila corrosion rate lebih besar dari nol, remaining life dapat
dihitung dengan rumus berikut:
Dengan formula diatas saja beium cukup untuk menentukan
remaining life karena harus dipertimbanakan juga beban luar yang bekerja. Juga perlu dipertimbangkan kemungkinan atau
adanya kerusakan-kerusakan lain seperti creep, fatigue, stress corrosion
cracking, hydrogen attack, carbonization, graphitization dan sebagainya.
Bentuk lain dari kerusakan seperti mechanical damage, retak dan
kerusakan karena kesalahan operasi umumnya sukar diramalkan. Pengetahuan untuk
memperkirakan kapan peralatan akan mencapai
retiring thickness adalah sangat penting bagi Inspector.
Remaining life untuk sesuatu exchanger atau bagian exchanger
harus diketahui jauh sebelumnya untuk mencegah penggantian yang tiba-tiba.
Harus diingat bahwa bagian-bagian yang berbeda dari exchanger, mempunyai
remaining life yang berbeda.
Kebanyakan exchanger dibuat dengan ketebalan yang lebih dari
pada yang diperlukan untuk menjaga supaya cukup tahan lama terhadap korosi dan
tekanan operasi. Kelebihan tebal ini dinamakan corrosion allowance.
Tebal minimum harus ditentukan pada shell, channel, cover bonnet
tube, tube sheet, dan bagian-bagian lainnya yang menerima tekanan. Keselamatan
adalah faktor utama mengapa kita perlu mengetanui tebal minimum dari
bagian-bagian peralatan.
Minimum shell thickness.
Tebal minimum dari shell dihitung menurut code design formula
dari ASME, Boiler and Pressure Vessel Section VIII Division 1.
Bentuk formulanya :
t = Minimum
thickness mm (inchi)
P = Design pressure atau maximum
allowable working pressure kg/cm2g (psig)
R = Inside radius dari shell
mm(inchi)
S = Maximum allowable stress,
kg/cm2(psi)
E = Longitudinal joint
efficiency
Formula diatas dapat dipakai bila tebal shell tidak melampaui
setengah inside radius dan design pressure tidak melampaui 0.385 SE.
Nominal thickness dari shell tidak boleh kurang dari tabel 1 (dikutip dari TEMA standard).
Tabel 1
MIMINUM SHELL THICKNESS
Semua Dimensi Dalam Inchi
NOMINAL SHELL DIAMETER
|
MINIMUM THICKNESS
|
ALLOY (*)
|
|
CARBON STEEL
|
|||
PIPE
|
PLATE
|
||
8 – 12
|
Sch. 30
|
-
|
1/8
|
13 – 29
|
3/8
|
3/8
|
3/16
|
30 – 39
|
-
|
7/16
|
¼
|
40 – 60
|
-
|
½
|
5/16
|
(*) Schedule 5S dibolehkan untuk 8 inches shell
diameter.
Nominal total thickness untuk clad atau lined shell sama untuk
carbon steel plate shell.
Minimum shell cover thickness
Tebal minimum dari shell cover dihitung menurut code design
formula dari ASME, Boiler and Pressure Vessel Section VIII, Division 1. Nominal thickness untuk shell cover paling
sedikit sama dengan tebal shell seperti pada tabel 1.
Minimum channel and bonnet thickness.
Tebal ninimum dari channel dan bonnet ditentukan oleh Code
design formula dari ASME, Boiler and Pressure Vessel Section VIII, Division 1.
Tebal nominal dari channel dan bonnet tidak boleh kurang dari
tabel 1.
Minimum flat channel cover thickness.
Tebal minimum dari flat channel cover ditenfukan oleh Code
design formula dari TEMA standard.
Minimum tube thickness.
Tebal minimum dari tube ditentukan oleh Code design formula dari
ASME, Boiler and Pressure Vessel Section VIII, Division I atau TEMA standard.
Tube sheet thickness.
Tebal tube sheet ditentukan oleh Code design formula, dari TEMA
standard.
4.2. Jadwal Inspeksi
Frekwensi pemeriksaan suatu exchanger tergantung dari beberapa
faktor tetapi faktor yang paling menentukan adalah laju kerusakan dan corrosion
allowance yang masih tinggal. Kedua faktor ini tergantung pada servis dan
material. Dalam satu unit, exchanger
yang servisnya berbeda memerlukan frekwensi pemeriksaan yang berbeda.
Pengalaman yang lalu waktu pemeriksaan akan memberikan pedoman
untuk menentukan frekwensi pemeriksaan selanjutnya. Setelah beberapa
pemeriksaan, catatan sebelumnya mengenai hasil pemeriksaan dan perbaikan yang
dilakukan dari exchanger yang bersangkutan dapat dipakai untuk menentukan
frekwensi pemeriksaan. Periode antara dua pemeriksaan harus direncanakan dengan
baik sehingga masih ada corrosion allowance waktu diadakan pemeriksaan.
Sewaktu-waktu kebutuhan operasi menghendaki exchanger harus
dibuka untuk dibersihkan karena kotor atau terjadi penyumbatan pada tubenya
yang menyebabkan perpindahan panas tidak dapat berlangsung dengan baik. Atau karena suatu alasan operasi heat
exchanger perlu distop diluar waktu yang direncanakan. Hal ini dapat digunakan
sebagai kesempatan untuk melakukan pemeriksaan, tempat yang kritis dari alat
tersebut supaya diperiksa.
5. Weld Inspection
Refer ke Pressure Vessel Manual.
6. Non Destructive Examination
Refer ke Pressure Vessel Manual.
7. PRESSURE TEST
Setelah heat exchanger berhenti dari operasi, sebelum dibuka
sebaiknya diadakan pengujian terhadap
shell side atau tube side terlebih dahulu untuk mengetahui exchange dalam
keadaan bocor atau tidak. Bila ternyata bocor exchanger perlu dibuka dan diuji
kembali untuk mencari tempat yang bocor.
7.1. Standard Test
Heat exchanger diuji secara hydrostatic dengan air.
Tekanan uji ditahan minimum 30 menit. Shell dan tube side diuji
secara terpisah (bergantian) supaya kebocoran pada sambungan tube dengan
tube-plate dapat dilihat. Bila design pressure pada tube side lebih tinggi,
tube bundle diuji diluar shell, bila konstruksi memungkinkan.
Tempat sambungan las harus dibersihkan dengan baik sebeluam
pengujian supaya dapat diperiksa dengan seksama.
Tekanan uji hydrostatic pada temperatur kamar 21oC-49oC
Max. sebesar 1,5 kali design pressure, dikoreksi terhadap temperatur, kecuali
untuk material jenis cast iron yang memakai code lain.
7.1.1. Liquid
Test Yang Lain
Bila penggunaan air membahayakan, dapat dipakai liquid yang lain
sebagai media penguji.
Air yang digunakan untuk pengujian harus fresh water.
Kandungan chlorida dalam air untuk pengujian austenitic
stainless steel heat exchanger maximum 50 ppm.
7.1.2. Pneumatic
Test
Bila liquid tidak boleh digunakan sebagai test medium, exchanger
dapat ditest. secara pneumatic. Pengujian harus dilakukan menurut code. Telah
diketahui bahwa udara atau gas adalah berbahaya bila digunakan sebagai media
penguji. Tekanan uji pneumatic pada
temperature kamar maximum sebesar 1,25 kali design pressure, dikoreksi terhadap
temperature, kecuali untuk material jenis cast
iron yang memakai code lain.
Pada pneumatic test, pemeriksaan dengan busa sabun (soap
solution) dilakukan untuk membantu pemeriksaan visual. Busa sabun dipoleskan ditempat las-lasan,
sambungan roll dan ditempat lain yang mau diperiksa.
Busa itu akan menggelembung ditempat yang bocor dan ini mudah
terlihat.
Besar tekanan uji tergantung pada tekanan design atau tekanan
operasi dari heat exchanger yang bersangkutan.
Besar tekanan ini harus ditentukan setempat berdasarkan pada
kebutuhan operasi masing-masing pengilangan.
Sebelum dilakukan pengujian shell side, Inspektor harus yakin
betui bahwa tube dan bundle tahan terhadap tekanan luar yang diterima
bundle. Bila bundle tidak tahan, bundle
harus diuji diluar.
8. REPAIR PROCEDURE
8.1. Box Cooler
Setiap setelah dibersihkan untuk peroeriksaan plate sebaiknya
dicat kembali dengan bitumen, epoxy atau sejenisaya.
Plat dinding atau plat dasar dari box cooler yang mengalami
korosi setempat seperti pitting, groove, cavity dapat diperbaiki dengan
menutupnya dengan las (weld metal deposited) asalkan ketebalan rata-rata dari
plate masih memenuhi syarat-syarat konstruksi. Bila tebal plate rata-rata sudah
tidak lagi memenuhi syarat-syarat konstruksi, plate harus diganti baru.
Plate yang retak, memperbaikinya dengan cara melubangi ditempat
ujung-ujung retak lalu membuang metal, yang retak dengan gerinda atau gauging.
Kemudian diperiksa dengan NDT untuk meyakinkan retak yang tertinggal. Dibuat
groove dan dilas kembali, setelah dilas juga harus diperiksa lagi dengan NDT
untuk memeriksa bahwa pengelasan
telah dilakukan dengan baik.
Bila ditemukan pitting pada pipa, elbow atau return bend dari
coil, pitting ini dapat ditutup dengan pengelasan setelah dibersihkan terlebih
dahulu.
Setelah dilas diperiksa dengan NDT lalu dicat dengan bitumen,
epoxy atau sejenisnya.
Bagian-bagian yang tipis karena korosi atau erosi, diganti baru.
8.2. Shell and Tube Exchanger
Repair procedure untuk shell, shell cover dan channel mengikuti
procedure untuk pressure vessel.
Tube yang bocor dapat langsung diplug pada kedua ujungnya. Material dari plug harus sama dengan material
dari tube, bentuknya tirus. Jika terjadi kebocoran melalui tempat rolan, dapat
diperbaiki dengan re-rolling bila belum overroll. Bila sudah overroll tube harus dipluged,
karena kalau diteruskan tidak akan membawa hasil. Bila sudah cukup banyak tube yang bocor, ±10%
pada satu pass, bundle perlu dipertimbangkan untuk di-retube. Besar persentasi
ini tergantung pada fungsi dari exchanger yang bersangkutan. Umumnya bila 10% tube sudah diplug fungsi
exchanger sudah kurang efektip dan juga rata-rata tube lainnya sudah kurang
baik.
Untuk meretube bundle, diperlukan pekerjaan pengerolan. Jika
pengerolan tidak dilakukan dengan cermat dan dengan sistem yang baik dapat
terjadi :
8.2.1. Tube plate
mengembang dan melengkung arah luar, bentuk tidak bulat lagi.
8.2.2. Sambungan kurang
rapat karena overroll atau underroll.
Karena itu pekerjaan pengerolan harus dikontrol dengan baik.
Untuk dapat mengontrol dengan baik, hal dibawah ini dapat dijadikan pedoman.
Dengan pengerolan terjadi pengembangan tube dalam tube plate. Diameter luar
tube membesar sampai mendesak lubang tube di tube plate.
Diameter dalam tube sebagian bertambah karena adanya tekanan
keliling dan tarikan arah aksial. Akibat
pengerolan ini tebal dinding tube berkurang sedikit.
Sewaktu terjadi sentuhan antara tube dengan lubang tube, dinding
tube tertekan diantara roll expander dan tube-sheet. Gaya tekanan akan
meneruskan tekanan sampai dinding tube menyentuh tube sheet.
Pengurangan tebal dari dinding tube ini dapat digunakan sebagai
ketentuan berapa besar ekspansi diperlukan untuk pengerolan. Ketika alat roll
(expander) dilepas, material tube dan tube plate akan kembali sedikit karena
sifat elastisitasnya. Karena itu tube
plate sekitar lubang mengerut sedikit dan menjepit tube sebelah luar dan
terjadi sambungan yang rapat.
Ekspansi yang berlebihan tidak akan menambah kekuatan dan
kerapatan sambungan atau penjepitan karena dinding tube akan menggelincir
kearah aksial sepanjang tube plate. Tekanan terhadap dinding tube mendesak
metal dalam arah aksial. Hal ini
ternyata dengan berkurangnya tebal dinding dimana hanya sedikit pertambahan
diameter luar tube. Gerakan metal yang
aksial ini memanjangkan tube di dua arah.
a. Didalam
tube sheet, ini menyebabkan bending pada tube sheet karena tegangan tekan
didalam tube diteruskan ke tube-sheet.
b. Diluar tube sheet, menyebabkan tonjolan
ujung tube bertambah.
Besarnya ekspansi terhadap tebalnya dinding semula.
Airtool Manufacturing Company suatu perusahaan yang telah
berpengalaman luas dalam bidang mengerolan tube, menyatakan bahwa sambungan
optimum untuk nonferous tube akan diperoleh dengan pengurangan tebal dinding
tube 5%. Pelaksanaan untuk mendapatkan pengurangan 5% ini adalah sbb:
Dengan pengukuran.
a. Tentukan besar clearance antara diameter
luar tube dengan diameter lubang tube pada tube plate.
Clearance = diameter lubang tube - diameter luar tube.
b. Tambahkan
clearance dengan diameter dalam tube semula dan 5% tebal dari dua dinding
(untuk memudahkan ambiI 10% dari satu tebal dinding).
Jumlah ketiganya memberikan diameter dalam tube sesudah diroll.
Jadi rolled tube ID = Orig. ID tube + clearance + 10% tube wall
thickness.
Bila diameter tube setelah diroll lebih besar dari batas ini,
kekuatan dan stabilitas sambungan roll akan berkurang. Untuk tube sheet yang
tebalnya sampai 1¾" dan bahannya non ferrous, pengurangan tebal dinding
tube, setelah diroll, 5%. Untuk tube sheet yang lebih tebal dari 1¾",
besar 5% ini dapat dikurangi, tergantung pada tebal tube sheet.
Bila tube sheet lebih tebal dari pada 1¾", lebih sedikit
persentase pengurangan tebal dinding yang diperlukan.
Kalau persentase ini tidak dikurangi akan diperoleb sambungan
yang jauh lebih kuat daripada kekuatan tube itu sendiri dan ini percuma. Dalam pengerolan jangan kurang dari 2 inci,
atau tebal tube sheet kurang 1/8", diambil yang terkecil. Steel tube
memerlukan persentase pengurangan yang lebih kecil dari pada nonferrous tube
karena dinding tube dari baja sukar bergerak kearah aksial dari pada non
ferrous tube. Untuk pengembangan
diameter dalam yang sama antara steel tube dan non ferrous tube, diameter luarnya
akan lebih besar pada steel tube.
Pada steel tube bundle, setelah tube dirol dapat diseal weld
untuk tambahan kekuatan. Hal ini
dilakukan pada exchanger yang servisnya berbahaya dan bertekanan tinggi.
Urutan pekerjaan untuk pengerolan dan pengelasan tube :
1. Rol
tube dengan pelan (sligthly)
2. Las
tube.
3. Buang
bagian-bagian yang tajamdari pengelasan.
4. Rol tube kembali.
PROCEDURE PENGEROLAN TUBE
Tube-plate
dapat mengalami pembesaran diameter dan pelenturan, disebabkan oleh
over-expansion dan urutan pengerolan yang tidak tepat sewaktu bundle diretube.
Pada
gambar 1, ditunjukkan efek pada tube-plate dari berbagai urutan
pengerolan. Cara pengerolan seperti
gambar 1a, harus dan dapat dihindarkan,
tetapi urutan seperti pada gambar 1b dan 1c, dalam praktek tidak dapat
dihindarkan. Kita hanya dapat mengusahakan agar pelenturan tube-sheet yang
terjadi sekecil mungkin.
Hal ini
dapat dilakukan dengan terlebih dahulu mengikat posisi tube-plate dengan "tack tube" yang tersebar
diselurun bundle dan di-roll dengan urutan tertentu. Urutan pengerolan dan
letak tack tube dipilih sedemikian rupa, hingga kemungkinan pelenturan
tube-plate sekecil mungkin.
Gambar
2 menunjukkan salan satu urutan yang dapat dipakai untuk tack tube itu. Urutan
yang meloncat-loncat harus ditempuh
hingga jumlan tack tube mencapai kira-kira 10% dari jumlah tube.
Setelah
itu tube yang lain dapat diroll dengan cara berurutan. Sebaiknya selalu dimulai
ditengah diantara 2 tack tube dan dilanjutkan kearan tack tube itu.
GAMBAR 1
Effect dari urutan pengerolan terhadap
tube-plate dan tube (angka 1 s/d 6 menunjukkan urutan pengerolan)
Bila seluruhnya ada 2000 tube maka jumlah
tack tube paling sedikit 200.
Box
Coller
Bagian
yang Rusak
|
Jenis
Kerusakan
|
Tindakan
Perbaikan
|
Plat dasar / plat dinding
|
1.
Tipis
karena korosi/erosi
2. Pitting, blistering, beralur dangkal.
Tetapi masih cukup tebal.
|
1. Ganti baru.
2. Bersihkan dengan seksama dicat dengan
bitumen, epoxy dan sejenisnya.
|
Pipa/Elbow/Return Bend dari Coil.
|
1. Pitting halus.
2.
Tipis karena korosi/erosi.
|
1.
Bersihkan, dicat dengan bitu-men, epoxy dan sejenisnya.
2.
Ganti baru
|
SHELL
TUBE EXCHANGER
|
||
Tangga/Platform
|
1.
Metal
mengalami korosi karena cat mengelupas atau rusak.
2.
Support
baja retak atau patah.
3.
Baut
pondasi longgar.
|
1.
Bongkar
bagian yang retak atau menggelembung dan disemen kembali.
2.
Bagian
yang retak diperbaiki dengan las, ganti baru bila sudah patah.
3.
Dikeraskan
kembali.
|
Nozzle
|
1.
Tipis
karena korosi dari dalam.
2.
Retak
pada sambungan las-nya.
3.
Distorsi/bengkok
|
1.
Ganti
baru.
2.
Bila
nozzle masih cukup tebal, lasan yang retak dibuang dengan gerinda lalu dilas
kembali. Pertimbangkan pema-sangan support tambahan bila retaknya karena
getaran.
3. Ganti baru.
|
Shell/Channel/Cover
|
1.
Kerusakan
coating (bila dicoating).
2.
Cladding
pitting (bila di cladding).
3.
Metal
mengalami pitting.
4.
Dinding
mengalami korosi setempat yang hebat sehingga menjadi tipis atau bocor kecil.
|
1.
Permukaan
harus dibersihkan dan di coating kembali.
2.
Dibersihkan
dan ditutup dengan las.
3.
Pitting
ditutup dengan las.
4.
Dipertebal
kembali dengan las, dicoating atai dicladding bila perlu. Bocor kecil dapat
ditutup las.
|
Box
Coller (Lanjutan)
Bagian
yang Rusak
|
Jenis
Kerusakan
|
Tindakan
Perbaikan
|
5.
Dinding
mengalami korosi merata, tetapi pelat belum termakan sampai ke retiring
thickness.
6.
Kerusakan
seperti No. 4 tetapi sudah bocor besar.
7.
Tempat
dudukan gasket beralur.
8.
Sambungan
las retak dan bocor.
|
5.
Dipasang
liner dari bahan yang anti korosi untuk mencegah kerusakan lebih lanjut atau
dipersiapkan penggantiannya.
6.
Bagian
pelat yang tipis dipotong, ditambal dengan pelat yang sama dengan metal asal
pertimbangkan untuk diganti.
7.
Alur
ditutup dengan las dan diratakan dengan bubut.
8.
Lubangi
setiap ujung yang retak dengan mata bor yang kecil, buang metal yang retak,
buat bevel baru, dan las kembali.
|
|
Tube
|
1.
Bocor
2.
Dinding
luar beralur atau menipis.
3.
Dinding
dalam pitting.
|
1.
Plug
atau ganti.
2.
Bila
dinding tube sudah menipis sampai retiring thick-ness, tube langsung diplug
atau diganti. Bila masih diatas retiring thickness dibiarkan saja.
3.
Plug
atau diganti
|
Buffle plate / tie-rod
|
1.
Kebocoran dan tipis.
|
1.
Ganti waktu bundle diretube.
|
Tube - Sheet
|
1.
Tipis,
kurang dari retiring thickness.
2.
Melengkung.
3.
Lubang-lubang
tube yang sudah membesar karena sering diretube.
|
1.
Ganti
waktu bundle diretube.
2.
Ganti
waktu bundle diretube.
3.
Ganti
waktu bundle diretube.
|
9. DOKUMENTASI
Heat exchanger harus dipelihara, dirawat dan dijaga dengan
sebaik-baiknya supaya tetap memenuhi persyaratan original design atau
specification ataupun ketentuan-ketentuan peraturan pemerintah setelah dipakai
beberapa lama.
Inspeksi diperlukan untuk mengetahui kondisi physik dari heat
exchanger tersebut, sebab-sebab serta corak atau type kerusakan yang pernah
dialaminya, saat-saat terjadinya kerusakan dan cara-cara perbaikan yang pernah
dilakukan.
Dari informasi-informasi diatas dapat dipikirkan usaha-usana
pemeliharaan (preventive maintenance) dan pengoperasiannya serta perencanaan
untuk perbaikan yang akan datang atau penggantian. Selanjutnya dapat ditentukan
material yang diperlukan untuk perbaikan tersebut dan pengadaannya agar
material itu sudah tersedia sewaktu diperlukan.
Dengan melakukan inspeksi berkala yang direncanakan dapat
dikontrol kondisi physik dari peralatan, laju korosi yang dialaminya, serta
corrosion allowance yang masih dimilikinya. Ini dapat dipakai sebagai dasar
untuk merencanakan suatu kemungkinan perbaikan dan atau penggantian pada waktu
yang akan datang.
Hal-hal tersebut diatas semuanya perlu didokumentasikan dengan
baik dan teratur sehingga informasi-informasi tersebut dapat dimanfaatkan dan
selalu siap pakai.
Informasi yang diperoleh sewaktu pemeriksaan dan perbaikan yang
dilakukan harus dicatat dalam history card setiap peralatan dan harus up to
date. Untuk menjamin supaya infomasi
atau data-data yang perlu direview mudah dan cepat dicari, diperlukan suatu
filing system yang teratur. Harus
disusun master control list yang memuat semua peralatan (heat exchanger) dan
system yang merupakan sasaran dari inspeksi. List tersebut harus menyebutkan
normal inspection frequency sebagai yang ditentukan oleh peraturan pemerintan
dan atau berdasarkan pengalaman masing-masing pengilangan.
Semua dokumentasi seperti data sheets gambar equipment, report
dan rekomendasi supaya dianalisa oleh inspector yang bersangkutan. Copy dari dokumen tersebut difile pada
masing-masing tag number dan atau equipment serial number.
Berikut ini adalah isi file yang perlu (tetapi tidak terbatas)
untuk keperluan dokumantasi bagi perawatan heat exchanger :
a. Equipment
data record
b. Equipment
drawing
c. Material
thickness test sheet dan NDE report dari manufacture.
d. Material
certificate dari manufacture
e. Manufacturer's
dimentional & visual inspection record.
f. Calculation'sheet.
g. Equipment
historical files, catatannya harus terpercaya dan up to date.
h. Acceptance
testing inspection sheet.
i. Welding
procedure.
j. lzin
pemakaian atau sertifikat dari Instansi yang berwenang (SKPP = Sertifikat
Kelayakan Penggunaan Peralatan dari Migas).
Untuk keperluan perawatan, diperlukan suatu record yang lengkap
mengenai equipment yang bersangkutan yang berisi hal-hal sebagai berikut :
a. History
record yang berisi sesuai informasi yang
diperlukan.
b. Semua
hasil-hasil inspeksi dan perbaikan serta pengujian/test yang pernah dilakukan,
tersusun secara kronologis.
c. Sketch,
yang menunjukkan lokasi pengukuran tebal serta hasil-hasil pengukuran secara
kronologis, beserta informasinya yang penting.
PENJELASAN UMUM DARI HEAT EXCHANGER
Heat
exchanger adalah alat kilang yang digunakan untuk mengurangi suhu dari suatu
fluida yang akan didinginkan, dengan menyerahkan panasnya kepada fluida yang
lain, yang akan dipanaskan tanpa ada persentuhan antara kedua fluida itu.
Condenser
adalah alat kilang yang digunakan untuk menurunkan suhu dari uap atau vapor
sampai kesuhu cair dengan menyerahkan panasnya kepada fluida yang lain, biasanya
air. Bila digunakan untuk mendinginkan liquid yang panas sampai kesuhu tertentu
yang dikehendaki, alat itu dinamakan cooler.
Box
cooler adalah alat kilang yang digunakan untuk mendinginkan liquid panas dengan
menyerahkan panasnya kepada air yang ada di dalam bak.
Reboiler
alat kilang yang digunakan untuk menghasilkan vapor dari liquid dengan
melewatkan steam didalam tube bundle.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar