Wednesday, January 4, 2012

Inspeksi Manual Heat Exchanger


Inspection Manual Heat Exchanger In 

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.


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:

Remaining  life, tahun =
 
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.

No comments:

AksenClix BBcode:

Click Get Money