Jika Saya Engineer

Jika Saya Engineer! Penerapan Pelajaran Matematika, Fisika, Kimia, dan Biologi di Industri Hulu Minyak dan Gas

M. Riva Rahman Editor : Hendy R. Hidayat dan Ferdian

Buku ini dapat mendorong pelajar untuk mencari arah di masa depan. Sebagaimana disampaikan Stephen Covey, start with the end in mind. Andai ada yang membimbing saya pola pikir seperti ini di saat saya pelajar.

Jeff Rismanda, HSE Lead di salah satu perusahaan migas

Aplikasi dari teori-teori yang diajarkan di sekolah dijelaskan dengan mudah dan dengan bahasa yang sederhana. Buku ini wajib dibaca oleh seseorang yang akan terjun ke industri minyak dan gas.

Warih Kundono, Instrument Engineer, praktisi di industri migas

Buku yang sangat bagus untuk memberi pengetahuan dan menumbuhkan minat pelajar terhadap dunia minyak dan gas, khususnya profesi engineer.

Domininicus Wendi, Structural Engineer, praktisi di industri migas

Buku ini ditulis dengan cara yang unik dan menarik sehingga tidak membosankan dan mudah dipahami oleh setiap pembaca. Sangat sesuai untuk pelajar dan mahasiswa yang ingin memahami aplikasi ilmu sains di industri minyak dan gas.

Yudi Setiawan, praktisi di industri migas

Menurut saya, engineer itu bekerja mulai dari kertas kosong. Ia mendesain fasilitas, mewujudkan, mengoperasikan, dan menjaganya sehingga memberi manfaat untuk semua. Buku ini bercerita tentang engineer di dunia minyak dan gas. Buku ini keren.

Peni Budi Rahardja, Rotating Engineer, praktisi di industri migas

Buku ini cocok untuk pelajar yang ingin mengenal dan bekerja di dunia minyak dan gas.

Agus Suwarso, Civil Engineer, praktisi di industri migas

Buku yang sangat bagus! Buku ini dapat membantu pelajar menemukan alasan fundamental untuk mendalami ilmu pengetahuan semaksimal mungkin.

Teguh I. Santoso, Cost Controller di sebuah perusahaan migas

Membaca buku ini membuat saya ingin kembali ke masa sekolah. Berandai buku ini sudah ada ketika saya masih sekolah. Sangat membantu pelajar untuk mengenal berbagai profesi dan pekerjaan sehingga tidak bingung menentukan minatnya setelah lulus. Pendekatan dan contoh aplikasi dalam pelajaran mudah dipahami. Selamat berkenalan dengan dunia migas.

Branendra Namira, bagian contract management di sebuah perusahaan migas

Buku ini tidak hanya bagus untuk pelajar, tetapi juga bagus untuk mahasiswa dan masyarakat umum yang ingin mengetahui dunia migas.

Mohamad Yusuf, Offshore Operation and Maintenance Advisor di sebuah perusahaan migas

Buku seperti ini dibutuhkan siswa untuk memperkaya informasi. Sering sekali siswa bertanya mengenai aplikasi materi pelajaran tertentu dan juga dikaitkan dengan jurusan di perkuliahan. Sebagai seorang guru, saya senang jika banyak buku yang dapat menjembatani materi pelajaran sekolah dengan penerapannya di dunia kerja. Contohnya buku ini. Bagian yang saya suka adalah kotak yang mencantumkan mata pelajaran yang terkait dengan pembahasan di dalam bab. Siswa dapat membayangkan penerapan materi yang sedang dipelajari. Tentunya ketika tertarik, pasti siswa akan melibatkan gurunya dalam memahami materi tersebut. Jadi akan tercipta hubungan siswa dengan guru yang lebih baik.

Mulyati, guru Matematika di sebuah SMA di Indramayu

Semoga buku ini bisa menginspirasi pelajar dalam meraih masa depan yang cemerlang sesuai mimpinya.

Rio Fatriansyah, praktisi HSE di industri migas

Buku Jika Saya Engineer! mengenalkan dunia kerja dan membuka wawasan bagi para pelajar. Referensi wajib bagi mereka yang ingin mengenal lebih lanjut berbagai profesi di industri migas.

Hermas Kornelius, direktur utama sebuah perusahaan engineering dan Asset Integrity Management Specialist

Keren. Akhirnya terbit juga buku seperti ini. Sebuah buku yang mengupas masalah berat menjadi enak untuk dinikmati karena ditulis dengan gaya bahasa yang mengalir, tidak menggurui, serta ditambah ilustrasi yang menarik. Tidak banyak buku yang mengupas penerapan berbagai mata pelajaran dalam dunia minyak dan gas. Tidak banyak buku sains yang ditulis dengan bahasa yang mudah dipahami. Padahal dunia minyak dan gas itu salah satu bidang pekerjaan yang masih menjadi favorit pilihan siswa. Buku ini sangat direkomendasikan menjadi referensi di sekolah-sekolah agar para siswa memiliki gambaran mengenai penerapan materi pelajaran di dunia kerja, khususnya di bidang minyak dan gas.

Rochmadi, guru Matematika di sebuah sekolah di Tangerang Selatan

Perpaduan antara pengetahuan, pengalaman, dan kemampuan merangkai kata dari penulis menjadikan buku ini mampu menjelaskan dunia industri minyak dan gas secara sederhana tapi komprehensif. Pelajar SMA, mahasiswa, atau bahkan yang sudah lulus kuliah dapat menjadikan buku ini sebagai referensi dasar sebelum memasuki dunia minyak dan gas.

S. Adi Saputro, Lead QA/QC Engineer di salah satu perusahaan yang bergerak di bidang migas di Brunei Darussalam

Setiap orang ingin memahami materi pelajaran dengan mudah dan mengingatnya dengan baik. Ada dua tips untuk mencapainya, yaitu mengetahui tujuan belajar materi tersebut dan menumbuhkan minat pada materi itu. Buku ini membantu pelajar untuk memperoleh hal tersebut.

Husni Abdillah, Process Engineer di salah satu perusahaan migas

Jika Saya Engineer! Penerapan Pelajaran Matematika, Fisika, Kimia, dan Biologi di Industri Hulu Minyak dan Gas

M. Riva Rahman Editor : Hendy R. Hidayat dan Ferdian

Jika Saya Engineer! Penerapan Pelajaran Matematika, Fisika, Kimia, dan Biologi di Industri Hulu Minyak dan Gas M. Riva Rahman Editor: Hendy R. Hidayat dan Ferdian

Agustus 2020 / Muharam 1442 H

Buku elektronik (e-book) ini tidak diperjualbelikan. Dipersilakan membagi buku elektronik ini kepada para pelajar, kalangan pendidikan, dan siapa saja yang bermaksud memperoleh manfaat dari keberadaan buku ini. Dipersilakan mengutip tulisan yang terdapat di dalam buku ini dengan tetap mencantumkan buku ini sebagai sumbernya.

Terima kasih kepada Pak Suryana Natawidjaya, Mas Akhmad Dumami, dan Pak Saidi Oemar yang telah membuka gerbang industri migas sehingga penulis dapat beraktivitas di dalamnya. Juga kepada Kang Hartanto yang memberi pencerahan mengenai dunia pelajar. Serta kepada semua guru dan pembimbing yang memberi pondasi pendidikan untuk para pelajar dalam menghadapi masa depan. Terima kasih untuk istri saya, Assi Rahayu, dan anak saya, Zaidan Daffa Abdillah dan Rizqy Naufal Afdhila yang setia mendampingi penulis menunaikan amanah di dunia migas.

Halaman ini sengaja dikosongkan.

Pengantar

Ada tiga orang tukang batu yang sedang bekerja. Tukang pertama ditanya, "Apa yang sedang Anda kerjakan?" Ia menjawab, "Saya sedang menyusun batu bata. Batu bata yang satu disusun di atas batu bata lainnya." Tukang kedua ditanya dengan pertanyaan yang sama. Ia menjawab, "Saya sedang membuat dinding. Setelah dinding ini selesai, saya akan membuat dinding lain di sebelahnya. Untuk itulah sekarang saya perlu menyusun bata demi bata." Tukang ketiga pun ditanya. Ia menjawab, "Saya sedang membangun sebuah gedung. Gedung ini terdiri atas beberapa lantai. Setiap lantai berisi beberapa ruangan dengan fungsi beraneka. Gedung ini nantinya ditempati orang-orang yang akan menyusun rencana besar, menjalankan program strategis yang bermanfaat bagi orang banyak, dan menjadi bagian penting dalam pembangunan peradaban. Untuk itulah sekarang saya perlu menyusun bata demi bata." Apa yang kita dapat dari tiga tukang batu ini? Secara teknis, yang dilakukan oleh ketiganya sama, yaitu menyusun bata demi bata. Tetapi ditinjau dari visi, kita bisa menilai tukang ketiga memiliki visi besar. Ia sudah tahu arah yang dituju, bisa menjelaskan arah, dan bergerak ke arah tersebut.

Pelajar dan profesi Jika batu bata itu adalah materi pelajaran di sekolah, mungkin pertanyaan serupa bisa diajukan kepada pelajar, "Apa yang sedang kalian lakukan?" Jawaban seperti apa yang kita harapkan keluar dari mulut pelajar?

Setiap tahun jutaan pelajar beraktivitas "menyusun batu bata". Jika ditanyakan pertanyaan di atas, berapa persen yang akan menjawab "sedang menyusun bata yang satu di atas bata lain"? Berapa banyak yang akan menjawab "membuat dinding" dan "membangun gedung"? Pelajar perlu mengetahui untuk apa ia "menyusun batu bata". Gambaran besar mengenai bangunan yang sedang ia kerjakan akan membantu pelajar menyiapkan pondasi sebaik mungkin agar bangunannya kokoh, sesuai fungsinya, dan tidak mudah runtuh hanya karena pondasinya tidak kuat. Gambar besar bangunan yang menunjukkan berapa lantai dan ruangan-ruangan yang terdapat di dalamnya juga perlu diketahui pelajar. Dengan demikian ia memahami, pada saat meletakkan sebuah batu bata, sebenarnya ia sedang membangun ruangan dengan fungsi tertentu di lantai tertentu. Jangan sampai ia menyusun batu bata tetapi hasilnya adalah kumpulan dinding yang tidak beraturan dengan fungsi yang tidak jelas. Gambaran mengenai penerapan materi pelajaran di dunia kerja perlu diketahui pelajar. Para praktisi di dunia kerja adalah orang-orang yang dapat memberi informasi kepada pelajar mengenai "gedung yang akan dibangun, termasuk berapa lantai dan jumlah ruangan yang diperlukan beserta fungsinya". Katakanlah seorang pelajar sudah merencanakan gedung yang akan ia bangun adalah "gedung process engineer”. Jika kepada pelajar tersebut diajukan pertanyaan "Apa yang sedang kamu lakukan?", barangkali kita bisa membayangkan jawabannya sebagai berikut, "Saya sedang menyiapkan pondasi keilmuan dan kompetensi yang diperlukan untuk menjadi seorang process engineer." "Saya akan menjadi bagian dari tim yang bertanggung jawab atas pengiriman gas dari pulau Sumatera ke pulau Jawa. Pasokan gas ini sangat penting untuk industri di pulau Jawa. Jika pasokan gas terhenti, kegiatan industri pun terancam berhenti, dan berpotensi merugikan perekonomian nasional.

“Saya sedang membangun sebuah gedung. Di dalam gedung ini nanti akan tersusun rencana besar dan program strategis yang menjadi bagian penting dalam pembangunan peradaban. Untuk itulah sekarang saya perlu menyusun bata demi bata.”

Sumber: https://unsplash.com/s/photos/buildings

“Aktivitas operasional industri ditunjang oleh pasokan gas ini. Reaksi pembakaran gas akan menghasilkan energi. Dengan mengetahui konsumsi energi di setiap industri dan mengetahui kalor pembakaran gas, saya dapat memperkirakan jumlah pasokan gas yang diperlukan untuk industri. Materi Stoikiometri dan Termokimia membantu saya dalam memperkirakan jumlah pasokan gas ini. "Gas mengalir melalui pipa menempuh jarak ratusan hingga ribuan kilometer. Akibat gaya gesek, tekanan gas akan berkurang setelah menempuh jarak yang jauh ini. Saya akan memastikan tekanan awalnya (titik pemberangkatan di Sumatera) cukup sedemikian rupa sehingga tekanan akhirnya (titik kedatangan di Jawa) memenuhi yang dipersyaratkan. Materi Mekanika dan materi Dinamika Fluida akan membantu saya memahami hal ini. "Saya akan memastikan integritas pipa terjaga dengan baik. Korosi di pipa bisa menyebabkan pipa bocor. Kebocoran pipa bisa membahayakan keselamatan karena gas yang keluar ke udara berpotensi terbakar. Materi Elektrokimia, Kimia Karbon, dan Termokimia akan membantu saya memahami korosi dan pembakaran gas ini. "Untuk itu semua, saya perlu menyiapkan pondasi kompetensi saya dengan memahami materi pelajaran yang relevan, seperti Lingkaran (Matematika), Mekanika Fluida dan Dinamika Fluida (Fisika), Stoikiometri, Kimia Karbon, Termokimia, dan Elektrokimia (Kimia)."

Mengintip antarmuka dunia migas Pelajar perlu dikenalkan dengan dunia profesi. Pengenalan ini diharapkan dapat memberi gambaran kepada pelajar mengenai penerapan materi pelajaran sekolah di dunia profesi. Untuk itu, dunia pelajar memerlukan antarmuka (interface) dengan dunia profesi. Kita bisa belajar dari perusahaan-perusahaan minyak dan gas (migas) mengenai pentingnya antarmuka ini. Fungsi antarmuka ini juga terdapat di sektor nonmigas.

Di perusahaan migas ada departemen Operations dan Project, di samping departemendepartemen lainnya. Departemen Operations bergelut dengan kegiatan operasional sehari-hari. Target utamanya adalah mencapai produksi harian dengan kuantitas dan kualitas yang sudah ditentukan dan dilakukan dengan aman. Aktivitas produksi harian menjadi fokus tim Operations. Departemen Project adalah departemen yang mengeksekusi pekerjaan untuk mengantisipasi kejadian beberapa tahun mendatang, misalnya 4 tahun ke depan. Fokusnya relatif lebih panjang dibandingkan Operations. Komunikasi di antara kedua tim tersebut sangat penting agar proses serah terima fasilitas baru dari Project kepada Operations berjalan lancar. Untuk itu, perusahaan-perusahaan migas membentuk antarmuka tim Project dan tim Operations. Nama generik antarmuka ini adalah Operations Readiness and Assurance. Operations Readiness and Assurance di perusahaan migas memiliki langkah-langkah yang sistematis dan terstruktur yang memungkinkan tim Operations siap dan tidak gagap mengoperasikan peralatan baru yang dibangun tim Project. Perusahaan-perusahaan migas menginvestasikan sumber daya dan anggaran untuk program antarmuka ini sehingga dapat memastikan tidak ada isu pengoperasian dan pemeliharaan setelah Project selesai memasang fasilitas baru. Jika isu pengoperasian dan pemeliharaan muncul, taruhannya adalah ketidakstabilan produksi pada tahun-tahun pertama. Di dunia pelajar, ketika antarmuka tidak ada (atau ada, tetapi tidak memadai), kemungkinan taruhannya adalah masa depan pelajar. Bukan tahun-tahun pertama seperti halnya perusahaan migas, melainkan mungkin 5 tahun, 10 tahun, bahkan sepanjang hidup pelajar. Belajar dari perusahaan-perusahaan migas, idealnya dunia pelajar memiliki antarmuka dengan dunia profesi.

Dunia profesi industri migas Upaya-upaya untuk mengenalkan dunia profesi kepada para pelajar sudah banyak dirintis dan dilakukan. Buku ini merupakan salah satu upaya mengenalkan dunia profesi di industri migas kepada para pelajar, khususnya pelajar SMU dan sederajat. Industri migas adalah industri dengan banyak “pemain”, beraneka profesi/disiplin, dan beragam pilihan karir. “Pemain” yang ada di industri migas di antaranya konsultan, kontraktor, vendor, dan perusahaan migas. Semuanya memegang peranan penting dalam aktivitas industri migas. Industri migas memiliki banyak profesi/disiplin. Di bidang engineering, disiplinnya antara lain process engineer, process safety engineer, mechanical engineer, piping engineer, instrument engineer, electrical engineer, rotating engineer, civil engineer, corrosion engineer, dan masih banyak lagi. Industri migas juga memiliki sejumlah pilihan karir. Sebagai engineer, ada dua jalur karir yang dapat ditempuh, yaitu jalur fungsional dan jalur struktural. Karir di jalur fungsional meliputi engineer, senior engineer, specialist, dan principal engineer/technical authority. Karir di jalur struktural meliputi antara lain engineer, lead engineer, supervisor, superintendent, manager, senior manager, vice president, dan pilihan lainnya. Berbekal kompetensi yang dimiliki, seorang engineer dapat berkiprah baik di perusahaan dalam negeri maupun luar negeri.

Tentang buku ini Di dalam buku ini disajikan contoh-contoh penerapan pelajaran Matematika, Fisika, Kimia, dan Biologi di industri migas. Buku ini mencoba membuka “jendela kecil” dunia profesi sehingga para pelajar bisa melihat apa yang ada di dunia profesi, terutama kaitan materi yang sedang mereka pelajari di sekolah dengan penerapannya di dunia kerja. Dengan adanya contoh-contoh tersebut, diharapkan pelajar memahami penerapan materi

pelajaran sekolah di dunia profesi, sekaligus meningkatkan motivasi dan kecintaan mencari ilmu. Buku ini hanya memotret sebagian penerapan sains di industri migas, tidak semuanya. Buku ini tidak dimaksudkan untuk memahami industri migas secara komprehensif. Pembaca akan menemukan bahwa tulisan-tulisan yang ada di dalam buku ini lebih mengedepankan contoh-contoh di industri migas yang relevan dengan mata pelajaran di sekolah, dibandingkan membahas industri migas secara sistematis. Beberapa istilah di dunia migas tetap dipertahankan dalam Bahasa Inggris untuk menghindari misinterpretasi. Penulisannya ada yang menggunakan huruf miring (italic), ada juga yang tidak. Istilah di dunia migas yang sering tercantum di buku ini tidak ditulis miring agar tidak terlalu banyak penulisan huruf miring karena dirasa cukup mengganggu secara visual. Sedangkan istilah yang tercantum sesekali ditulis miring. Contoh istilah yang sering muncul di buku ini adalah engineer, valve, control valve, fasilitas produksi, dan equipment. Kata instrument air dan air compressor sering tercantum di dalam buku ini, tetapi ditulis miring. Jika tidak ditulis miring, dikhawatirkan akan tertukar dengan kata air dalam Bahasa Indonesia (water dalam Bahasa Inggris), padahal yang dimaksud adalah udara. (Instrument air = udara instrumen; air compressor = kompresor udara.) Di buku ini ditulis engineer tertentu bertanggung jawab atau memiliki perhatian atas peralatan/piranti tertentu. Misalnya, instrument engineer bertanggung jawab atas PSV (pressure safety valve, katup pengaman terhadap kelebihan tekanan operasi). Aktualnya, PSV ini tidak hanya menjadi tanggung jawab instrument engineer, melainkan multi disiplin. PSV juga menjadi tanggung jawab dan perhatian process engineer, safety engineer, QA/QC engineer (quality assurance/quality control engineer), dan lainnya, sesuai lingkup tugasnya. Tulisan yang ada di buku ini dimaksudkan untuk mengenalkan dunia profesi di industri migas kepada pelajar, tidak dimaksudkan sebagai rekomendasi bagi praktisi industri migas

dalam menghadapi kasus yang serupa. Berbagai penyederhanaan dilakukan agar contohcontoh yang disajikan di buku ini dapat dipahami pelajar sesuai dengan tingkat materi pelajaran yang ada di sekolah. Jika praktisi industri migas menemui masalah yang mirip dengan masalah di buku ini, justifikasi engineering diperlukan untuk menyelesaikan masalah tersebut sesuai kondisi yang ada di lapangan. Di akhir bab disajikan sejumlah materi pelajaran yang terkait dengan bab yang dibahas. Yang disajikan hanyalah beberapa materi pelajaran yang penulis ketahui. Kemungkinan masih ada materi pelajaran yang sebenarnya terkait tetapi tidak dicantumkan. Penulis mohon maaf atas kekurangan ini. Di akhir bab pembaca akan menemukan di dalam kotak “Materi pelajaran terkait” tercantum sejumlah materi pelajaran Matematika yang terkait dengan bab tersebut, padahal di babnya sendiri tidak disinggung materi itu. Hal ini merupakan penyederhanaan yang dilakukan penulis. Di buku ini penulis menghindari mencantumkan berbagai persamaan matematika maupun grafik yang digunakan untuk mendesain fasilitas produksi migas karena sasaran buku ini adalah para pelajar, bukan praktisi. Pembaca yang berminat mengetahui berbagai persamaan matematika tersebut dapat mencarinya di buku-buku literatur yang relevan. Walaupun materi pelajaran Matematika hanya sedikit yang dicantumkan di akhir bab, tetapi pada dasarnya ia sudah tercakup dalam mata pelajaran lain. Hal ini karena Matematika merupakan induk pengetahuan, termasuk bagi Fisika, Kimia, dan Biologi. Akhir kata, penulis memohon maaf jika masih ada kekurangan yang tercantum dalam buku ini.

Daftar Isi

Pengantar Daftar Isi

Pendahuluan •

Mengenal Komponen dalam Minyak dan Gas

•

Mengenal Oil and Gas Processing

1. Process Engineer •

Tekanan: Angin Laut dan Angin Darat

•

Massa Jenis dan Separator

•

Peran Penting Temperatur

•

Kenapa Menambah Separator?

•

Kondisi Operasi untuk Dehidrasi Gas

•

Konsumsi Instrument Air

•

Aerosol dan Coalescing Filter

•

Kavitasi Pompa

•

Breather Valve, si Penjaga Tangki

•

Memadaikah Tekanan di Pipa Transmisi?

2. Corrosion Engineer, Flow Assurance Engineer •

Harga Korosi

•

Korosi Atmosferik

•

Korosi di Dalam Tanah

•

Mikroba Penyebab Korosi

•

Corrosion Under Pipe Support

•

Kerak, si Penghambat Aliran

3. Safety Engineer, Instrument Engineer, Environmental Engineer •

Terbakar dengan Sendirinya

•

PSV, Pendekar Terakhir

•

Bioremediasi

•

Tingkat Kebisingan

4. Piping Engineer, Asset Integrity Engineer, QA-QC Engineer •

Flange Management

•

Berapa Jumlah Angka Penting yang Diperlukan?

•

Packing

•

Ketidaksinkronan Tube dan Baffle

5. Rotating Engineer, Electrical Engineer, Civil Engineer, Project Engineer •

Pentingnya Ignition

•

Indikator Filter Udara

•

Electrical Heater

•

Kuatkah Jembatannya?

•

Harga Sebuah Perubahan Tekanan Gas

•

Berapakah Harga Kelengkapan Data?

6. Fasilitas Produksi di Dalam Tubuh Kita •

Dunia Mungil

•

Tekanan dan Ketebalan Dinding

•

Desain Hingga Operasional

Epilog •

Catatan Kecil: Fungsi yang Diharapkan

Daftar Pustaka Daftar Istilah Profil Penulis dan Editor

Halaman ini sengaja dikosongkan.

Pendahuluan

Mengenal Komponen dalam Minyak dan Gas

Minyak dan gas berperan penting dalam kehidupan sehari-hari dan digunakan hampir di semua sektor kehidupan. Produk-produk minyak dan gas antara lain LPG (liquefied petroleum gas), LNG (liquefied natural gas), bensin, minyak tanah, solar, minyak pelumas, dan aspal. Minyak dan gas juga menjadi bahan mentah bagi banyak produk turunan, seperti deterjen, pupuk, pestisida, alkohol, cat, plastik/polimer, pelarut, karet sintetis, dan lainnya. Sumur migas merupakan sumber minyak dan gas. Fluida dari sumur migas terdiri dari campuran minyak (crude oil), gas hidrokarbon, dan air terproduksi (produced water). Berikut komponenkomponen yang terdapat dalam minyak, gas, dan air terproduksi.

Minyak Minyak (crude oil) merupakan campuran yang kompleks, terdiri dari banyak senyawa kimia. Komponennya bervariasi, sangat lebar. Mulai dari minyak berat (mendekati padatan) yang tenggelam dalam air hingga material yang penampilannya menyerupai minyak tanah atau bensin. Lebarnya rentang variasi ini menyebabkan proses pengolahannya pun lebih kompleks. Komponen utama crude oil adalah hidrokarbon. Crude oil juga mengandung komponen-komponen lain, yaitu sulfur, nitrogen, oksigen, dan logam. Selain itu crude oil mengandung partikel koloid, basic sediment and water (BS & W), dan padatan. Tabel 1 menyajikan kandungan minyak (crude oil). Tabel 1. Kandungan minyak (crude oil) Hidrokarbon Parafin Nafta

- rantai lurus - rantai bercabang - alkil siklopentana - alkil sikloheksana

Aromatik

- alkil benzena - nafta fluor aromatik - polinuklir aromatik

Gas terlarut

- nitrogen - karbon dioksida

Senyawa sulfur

- hidrogen sulfida - merkaptan

Senyawa nitrogen Senyawa oksigen Senyawa logam Partikel koloid

- aspal - resin - wax

Air (BS & W)

- tawar atau asin

Padatan

- pasir - kerak dari pipa, pengotor - hasil korosi

Hidrokarbon Ada tiga kelompok hidrokarbon, yaitu parafin, nafta, dan aromatik. Hampir semua senyawa dalam crude oil terdiri dari tiga kelompok ini, baik sendiri maupun kombinasi. Parafin berantai lurus (normal parafin) dari C1 hingga C33 ditemukan berada dalam crude oil. Wax merupakan parafin dengan jumlah atom C 16 hingga 20. Hidrokarbon berantai cabang ditemukan di dalam gas dan fraksi bensin (yaitu jumlah atom C 4 hingga 10). Anggota utama nafta adalah siklopentana dan sikloheksana. Hidrokarbon aromatik merupakan senyawa benzena dan turunannya. Senyawa aromatik dapat menyebabkan masalah kesehatan dan lingkungan. Benzena merupakan senyawa karsinogen.

“Fluida dari sumur migas terdiri dari campuran minyak (crude oil), gas hidrokarbon, dan air terproduksi (produced water).”

Sumber: https://www.oilandgasiq.com/articles

Senyawa Sulfur Senyawa sulfur terdapat di dalam crude oil, walaupun beberapa jenis crude oil kandungan senyawa sulfurnya rendah. Senyawa sulfur dalam crude oil terdiri dari H2S, merkaptan (alifatik dan aromatik), sulfida (alifatik dan siklik), disulfida (alifatik dan aromatik), polisulfida, thiopene dan homolog. Senyawa sulfur merupakan senyawa “beracun” bagi katalis proses pengilangan dan peralatan pengilangan.

Senyawa Nitrogen Senyawa nitrogen terdapat dalam crude oil dalam konsentrasi yang relatif rendah, umumnya kurang dari 0,1 persen-berat sebagai N2. Senyawa nitrogen yang mungkin terdapat dalam crude oil adalah piridin, kuinolin, isokuinolin, akridin, pirol, indol, karbazol, dan porfirin. Senyawa nitrogen meracuni katalis pada proses pengilangan.

Senyawa Oksigen Senyawa oksigen yang terdapat dalam crude oil dapat bersifat asam dan tidak asam. Senyawa oksigen yang bersifat asam adalah asam karboksilat (lurus dan bercabang), asam naftenat (monosiklik, bisiklik, dan polinuklir), asam aromatik (dasar, binuklir, dan polinuklir), fenol, dan kresol. Senyawa oksigen yang tidak bersifat asam adalah ester, amida, keton, benzofuran, dan dibenzofuran. Sebagian besar senyawa oksigen adalah asam organik yang dapat disisihkan dengan netralisasi.

Senyawa Logam Ada dua kelompok senyawa logam yang terdapat dalam crude oil. Kelompok pertama adalah logam ringan dengan kandungan utama natrium, disusul kalsium dan magnesium. Kelompok kedua adalah logam yang lebih berat, yaitu vanadium, nikel, kobal, dan besi. Vanadium dan nikel meracuni katalis pada proses catalytic cracking, menyebabkan peningkatan pembentukan coke dan hidrogen.

Partikulat Crude oil lebih tepat dipandang sebagai sistem koloid daripada larutan homogen. Partikel padatan yang tersuspensi adalah aspal dan resin. Aspal mengandung senyawa polisiklik yang tidak larut dalam pelarut parafin (seperti n-pentana), tetapi larut dalam pelarut aromatik. Normal parafin memflokulasi aspal dari crude oil. Sedangkan resin mengandung senyawa poliksiklik yang tidak larut dalam crude oil, tetapi larut dalam n-parafin; resin tidak terflokulasi. Partikel aspal lebih besar daripada resin (10-35 nm), biasanya mengandung senyawa oksigen dan sulfur, garam organik dan anorganik, dan porfirin (juga logam). Partikel resin lebih kecil (<10 nm) dan mengandung senyawa nitrogen. Aspal dan resin menggumpal baik sendiri maupun bersama-sama menjadi partikel koloid (sekitar 1 µm). Aspal dan resin berpengaruh terhadap kestabilan emulsi di oilfield processing. Keduanya juga dapat menyebabkan foaming.

Wax Wax merupakan parafin dengan C16 hingga C20. Titik lelehnya di atas suhu kamar. Wax murni merupakan padatan putih, tetapi dapat juga berupa pasta, bergantung pada komposisi atau keberadaan liquid oil. Jika wax mengkristal pada flowline, pipa dapat tersumbat sehingga aliran fluida tidak lancar.

NORM NORM merupakan singkatan dari naturally occuring radioactive materials. Uranium dan thorium terdapat pada batuan dan tanah di kulit bumi. Sumber utama NORM adalah U-238. Air bawah tanah dapat melarutkan garam radium (misalnya RaCl2) dan membawanya ke permukaan. “Induk” radium adalah U-238 dan Th-232 yang kelarutan dalam airnya rendah sehingga tertinggal di formasi.

Radium terpresipitasi dengan barium dan strontium sulfat membentuk kerak (scale). Kerak radioaktif dapat mengkontaminasi downhole tubing, peralatan proses di permukaan, dan peralatan transpor, termasuk sludge dari pigging. Peralatan yang juga terkontaminasi adalah sludge pit, filter, peralatan injeksi air terproduksi, dan lainnya.

Gas Alam

Gas alam (natural gas) mengandung senyawa-senyawa sebagaimana tercantum dalam Tabel 2.

Tabel 2. Senyawa-senyawa yang terdapat di dalam gas alam

Komponen Hidrokarbon

Senyawa Metana Etana Propana i-Butana n-Butana i-Pentana n-Pentana Siklopentana Heksana dan komponen lainnya yang lebih berat

Rumus CH4 C2H6 C3H8 iC4H10 nC4H10 iC5H12 nC5H12 C5H10

Gas inert

Nitrogen Helium Argon Hidrogen Oksigen

N2 He Ar H2 O2

Acid gas

Hidrogen sulfide Karbon dioksida

H2S CO2

Senyawa sulfur

Merkaptan Sulfida Disulfida

R-SH R-S-R’ R-S-S-R’

Air (uap)

H2O

Komponen utama gas alam (selanjutnya ditulis gas) adalah hidrokarbon parafin (alkana), yang terdiri dari metana hingga pentana. Metana merupakan senyawa yang dominan di dalam gas. Kandungan siklopentana dalam gas umumnya sangat sedikit. Demikian pula halnya dengan kandungan heksana dan komponen lainnya yang lebih berat. Gas inert yang terdapat di dalam gas alam umumnya sedikit. Nitrogen mengurangi kalor pembakaran gas. Karena gas alam dijual berdasarkan kandungan energinya, kandungan nitrogen di dalam gas alam dibatasi. H2S dan CO2 merupakan acid gas. Jika ada air (dalam fasa cair), mereka akan membentuk larutan yang bersifat asam. H2S merupakan senyawa yang toksik dan korosif, sedangkan CO2 merupakan senyawa korosif. Air dalam fasa gas (uap) terdapat dalam gas alam. Kandungan uap air ini perlu disisihkan. Beberapa perusahaan mensyaratkan kandungan uap air di dalam pipa transmisi gas adalah 7 lb/MMSCF (atau titik embun air 32oF). Proses kriogenik memerlukan gas yang sangat kering (titik embun air -150oF). Arsen dan raksa mungkin terdapat dalam gas. Keduanya bermasalah karena dapat menyebabkan korosi dan teracuninya katalis.

Air Terproduksi Air terproduksi dapat dibedakan menjadi dua, yaitu air formasi dan air terkondensasi. Air formasi adalah air yang berasal dari reservoir. Sedangkan air terkondensasi adalah uap air yang berada bersama dengan gas, kemudian mengalami proses kondensasi sehingga air terpisah dari gas. Air merupakan pelarut yang baik sehingga dapat melarutkan banyak senyawa kimia dan gas di dalam formasi. Air juga mengandung padatan tersuspensi dan pengotor. Di dalam formasi, air dan senyawa kimia biasanya berada dalam kesetimbangan. Ketika air terproduksi berpindah dari formasi ke pipa, karena perubahan temperatur dan tekanan, kesetimbangan menjadi terganggu. Beberapa senyawa menjadi tidak larut, mulai terpresipitasi, dan membentuk kerak (scale). Ketika air kontak dengan dinding pipa yang terbuat dari baja karbon, air dapat melarutkan logam dan

menyebabkan masalah korosi pada pipa. Ketika air dan gas mengalir bersama-sama dalam pipa, pada temperatur dan tekanan tertentu, mereka dapat membentuk hidrat yang dapat menyumbat pipa. Berikut sejumlah ion yang terdapat dalam air terproduksi. Anion -

klorida Cl-

-

sulfida HS-

-

sulfat SO42-

-

bromida Br-

-

bikarbonat HCO3-

-

karbonat CO32-

Kation -

natrium Na+

-

kalium K+

-

kalsium Ca2+

-

magnesium Mg2+

-

strontium Sr2+

-

barium Ba2+

-

besi Fe2+ dan Fe3+

-

aluminum Al3+

Kation dan anion dapat berkombinasi membentuk berbagai senyawa. Ketika tekanan dan temperatur berubah, kelarutan tiap ion berubah. Ion dapat terpresipitasi dari air dan membentuk padatan, seperti kerak.

Mengenal Oil and Gas Processing

Secara umum sumur migas dibedakan menjadi dua, yaitu sumur gas dan sumur minyak. Produksi utama sumur gas adalah gas. Selain menghasilkan gas, sumur gas juga menghasilkan kondensat (yaitu gas yang terkondensasi) dan air. Produksi utama sumur minyak adalah minyak. Selain menghasilkan minyak, sumur minyak juga mengandung gas (sering disebut sebagai associated gas) dan air. Fluida dari sumur migas terdiri dari campuran gas hidrokarbon, minyak (crude oil), dan air terproduksi (produced water). Fluida ini mesti diproses terlebih dulu sebelum dijual, diangkut, atau direinjeksi. Oleh karena itu, produksi minyak dan gas meliputi sejumlah unit operasi yang umum disebut sebagai oil and gas processing. Proses pengolahan minyak dan gas di industri hulu pada prinsipnya merupakan proses pemisahan, sehingga minyak dan gas siap digunakan dan/atau diproses lebih lanjut. Umumnya target proses pengolahan di industri hulu adalah minyak memenuhi standar kualitas minyak mentah dan gas memiliki standar kualitas gas yang mengacu pada perjanjian jual beli gas. Selain melakukan pengolahan minyak dan gas, industri hulu juga mengolah air terproduksi sehingga dapat diinjeksi kembali ke dalam sumur untuk memelihara tekanan reservoir. Pengolahan air terproduksi juga dapat menghasilkan air dengan kualitas yang aman untuk dibuang (disposal) sehingga tetap menjaga kelestarian lingkungan. Gambar 1 menyajikan proses tipikal yang terjadi di oil and gas processing.

Acid Gas

Penyisihan Sulfur

Flare Transpor

Gas

Treating

Dehidrasi

Penyisihan Kondensat

Pipa / Kompresi / Reinjeksi / Flare

Kondensat

Sumur

Pengumpulan

Pemisahan Fasa (Separasi)

Minyak

Stabilisasi

Tangki / Pipa

Dehidrasi / Desalting

Penyisihan H2S

Stabilisasi

Tangki / Pipa

Skimming

Filtrasi

Pelunakan / Deaerasi

Reinjeksi / Pembuangan

Air

Pasir

Pembersihan

Gambar 1. Oil and gas processing (tipikal).

Pembuangan

Sebagaimana terlihat pada gambar di atas, fasa individu (gas, hidrokarbon, air, dan padatan) harus dipisahkan sesegera mungkin. Masing-masing aliran selanjutnya dapat diolah dengan tingkat kesulitan teknis yang lebih sedikit serta lebih ekonomis.

Pemrosesan Gas Jika gas memiliki kandungan H2S dan CO2, pemrosesan gas dimulai dengan gas treating atau sering disebut gas sweetening. Proses sweetening adalah proses penyisihan H2S dan CO2. Keduanya disebut acid gas. Gas H2S dan CO2 merupakan komponen pengotor dalam gas. Di samping menurunkan nilai bakar, kedua gas ini korosif jika ada air. H2S juga bersifat toksik. Jika H2S hasil pemisahan dari proses sweetening ini kadarnya di atas ambang batas emisi, H2S harus dikonversi menjadi sulfur (S). Sulfur ini memiliki nilai ekonomis dan bisa dijual. Setelah kandungan H2S dan CO2 disisihkan, proses selanjutnya adalah dehidrasi. Proses dehidrasi bertujuan untuk mengurangi kadar air di dalam gas dari kondisi jenuh, mencegah kondensasi air pada saat proses pengiriman gas (biasanya melalui pipa), serta menghindari terjadinya hidrat. Keberadaan gas hidrat dapat menyumbat peralatan proses maupun pipa pada tekanan tinggi dan temperatur rendah. Gas yang mengandung pentana serta senyawa yang lebih berat dapat menghasilkan kondensat pada proses kompresi atau pendinginan. Keberadaan kondensat dapat menyebabkan masalah pada perpipaan atau proses selanjutnya. Penyisihan kondensat dilakukan agar gas memiliki titik embun (dew-point) yang dipersyaratkan dan juga agar lebih ekonomis. Dengan memiliki titik embun sesuai spesifikasi, gas tidak akan mengalami kondensasi di sepanjang pipa penyaluran (pipeline). Kondensat yang sudah disisihkan dari gas selanjutnya distabilkan dengan menyisihkan komponen gas-gas terlarut, dan dijadikan produk cair untuk diproses lebih lanjut di kilang minyak (refinery).

Pemrosesan Minyak (Crude Oil) Jika minyak mengandung air teremulsi (emulsified water), minyak harus diolah agar kandungan airnya berkurang hingga batas yang diijinkan untuk pengangkutan atau dijual. Proses pengurangan kandungan air teremulsi ini disebut treating atau dehidrasi.

Jika minyak mengandung H2S, minyak harus diolah lebih lanjut. H2S dalam minyak dibatasi karena akan menyebabkan masalah dalam penanganan dan pengangkutan. H2S bersifat toksik dan korosif. Sebelum disimpan atau diangkut, minyak harus distabilisasi. Stabilisasi minyak bertujuan untuk menurunkan tekanan uap hingga nilai tertentu. Dengan tekanan uap rendah, minyak aman disimpan dan diangkut.

Pemrosesan Air Terproduksi Air terproduksi (produced water) perlu diolah agar memenuhi persyaratan sebelum direinjeksi ke dalam sumur atau dibuang ke lingkungan. Langkah pertama dalam pengolahan air terproduksi adalah penyisihan minyak. Jika air terproduksi mengandung minyak yang teremulsi, minyak ini harus disisihkan. Jika air terproduksi mengandung padatan tersuspensi (suspended solid), padatan ini juga harus disisihkan. Sebelum direinjeksi, air terproduksi biasanya difiltrasi, di-deaerasi jika diperlukan, dan diberi biocide. Tujuan utamanya adalah menghindari penyumbatan reservoir. Bergantung karakteristiknya, air terproduksi dapat diberi biocide untuk membunuh mikroorganisme, kemudian difiltrasi. Mikroorganisme dapat menyebabkan korosi, penyumbatan pipa dan batuan formasi reservoir, serta dapat menghasilkan H2S dalam formasi. Jika kandungan oksigen terlarutnya tinggi, oksigen disisihkan untuk mengurangi korosivitas dan mencegah pertumbuhan bakteri aerob. Scale inhibitor juga dapat ditambahkan ke dalam air terpoduksi untuk mengatasi masalah kerak yang dapat menyumbat pipa.

Scale inhibitor

Biocide

Pompa

Air terproduksi

Filtrasi

Holding Tank

Deaerasi

Pompa

Corrosion inhibitor Sumur injeksi

Gambar 2. Tipikal pemrosesan air terproduksi.

“Produksi minyak dan gas meliputi sejumlah unit operasi yang umum disebut sebagai oil and gas field processing.”

Sumber: https://cmls-global.com/courses/certificate-in-oil-and-gas-management/

Penanganan Pasir Di beberapa sumur migas terkadang ada pasir yang ikut terbawa ke permukaan. Hal ini biasanya merupakan karakter reservoirnya yang memang berpasir. Pasir dan padatan lainnya terkumpul di lokasi di mana kecepatan dan turbulensi aliran fluida rendah, seperti di dasar tangki. Pasir disisihkan dari peralatan proses. Jika minyak atau emulsi melekat pada pasir, pasir harus dibersihkan dari minyak atau emulsi tersebut. Keberadaan pasir tidak diinginkan karena menyebabkan erosi pada pipa yang bisa membuat pipa bocor. Selain itu pasir juga bisa menyumbat pipa sehingga menghambat laju alir gas dan minyak.

1 Process Engineer

Tekanan: Angin Laut dan Angin Darat

Saya membayangkan diri menjadi seorang process engineer. Salah satu parameter penting dalam engineering adalah tekanan. Saya mencoba memahami konsep tekanan ini dengan menggunakan materi pelajaran yang saya peroleh di sekolah, yaitu angin laut dan angin darat.

Angin Laut Pada siang hari wilayah daratan lebih cepat panas dibandingkan lautan. Karena panas, kerapatan molekul udara di atas daratan lebih renggang daripada di atas lautan. Renggangnya kerapatan molekul udara ini menyebabkan tekanan udara di atas daratan lebih rendah dibandingkan tekanan udara di atas lautan. Udara akan mengalir dari tekanan tinggi ke tekanan rendah. Udara yang bergerak/mengalir disebut angin. Dengan demikian, pada siang hari udara akan mengalir dari laut ke darat (angin laut).

Siang hari Wilayah laut lebih dingin.

Wilayah darat lebih panas.

Jarak antarmolekul udara lebih rapat.

Jarak antarmolekul udara lebih renggang.

Tekanan udara lebih tinggi.

Tekanan udara lebih rendah.

Sumber: https://ilmudasar.id/pengertian-angin-darat-dan-angin-laut/

Gambar 1. Pada siang hari angin mengalir dari laut ke darat.

Angin Darat Pada malam hari wilayah daratan lebih cepat dingin dibandingkan lautan. Karena dingin, kerapatan molekul udara di atas daratan lebih rapat daripada di atas lautan. Rapatnya molekul udara ini menyebabkan tekanan udara di atas daratan lebih tinggi dibandingkan tekanan udara di atas lautan. Dengan demikian, pada malam hari udara akan mengalir dari darat ke laut (angin darat).

Malam hari Wilayah laut lebih panas.

Wilayah darat lebih dingin.

Jarak antarmolekul udara lebih renggang.

Jarak antarmolekul udara lebih rapat.

Tekanan udara lebih rendah.

Tekanan udara lebih tinggi.

Sumber: https://ilmudasar.id/pengertian-angin-darat-dan-angin-laut/

Gambar 2. Pada malam hari angin mengalir dari darat ke laut.

Fluida mengalir dari lokasi yang bertekanan tinggi ke lokasi yang bertekanan rendah. Konsep dasar yang saya pelajari di sekolah ini akan saya gunakan di dunia engineering.

Materi pelajaran terkait •

Fisika: Fluida Dinamis

Massa Jenis dan Separator

Saya sedang mempersiapkan diri menjadi seorang process engineer. Pada saat ini saya mempelajari massa jenis. Massa jenis () adalah ukuran kerapatan suatu zat, yaitu massa suatu zat yang menempati volume tertentu. Sebagai process engineer di hulu migas, saya bertanggung jawab atas kualitas produk gas dan minyak. Fluida dari reservoir merupakan campuran gas, minyak, dan air terproduksi. (Istilah untuk air yang bersumber dari reservoir adalah air terproduksi, untuk membedakannya dari air di permukaan tanah.) Campuran fluida dari reservoir itu harus dipisahkan agar diperoleh produk sesuai spesifikasi yang sudah ditentukan. Massa jenis gas lebih kecil daripada massa jenis minyak, dan lebih kecil daripada massa jenis air terproduksi. gas < minyak < air terproduksi

Untuk menghasilkan produk gas dan minyak, langkah pertama yang perlu dilakukan adalah memisahkan gas, minyak, dan air terproduksi dalam sebuah peralatan bernama separator. Separator merupakan bejana (vessel) yang berfungsi memisahkan gas, minyak, dan air terproduksi. Saya akan mendesain separator sedemikian rupa sehingga volumenya memadai untuk memisahkan gas, minyak, dan air terproduksi. Prinsip massa jenis saya gunakan dalam pemisahan ketiga jenis fluida ini. Saya akan menentukan dimensi separatornya (panjang dan diameter, atau tinggi dan diameter). Saya juga akan bekerja sama dengan engineer lain, antara lain dengan instrument engineer

(menentukan jenis instrumen yang tepat untuk pengoperasian separator), mechanical engineer (menentukan jenis material serta ketebalan material yang digunakan untuk separator), dan civil engineer (menentukan pondasi separator). Semua hal di atas dimulai dari hal sederhana, yaitu massa jenis. Untuk itulah sekarang saya perlu mendalami materi pelajaran massa jenis.

Fluida (campuran gas, minyak, air terproduksi)

Gas

Gas

Minyak Minyak Air terproduksi

Air terproduksi

Minyak

Sumber: http://www.salvasolution.com/sizing.htm

Gambar 1. Sketsa separator yang memisahkan gas, minyak, dan air terproduksi.

Materi pelajaran terkait •

Fisika: Fluida Statis (Massa Jenis)

Peran Penting Temperatur

Saya membayangkan diri menjadi process engineer. Salah satu yang menjadi perhatian saya adalah temperatur. Temperatur merupakan salah satu parameter operasi yang sangat penting. Bersama-sama dengan tekanan, temperatur menentukan apakah fluida yang mengalir di dalam suatu pipa atau equipment berwujud gas atau cair. Atau malah sudah berubah wujud menjadi padat sehingga tidak bisa mengalir lagi.

Kami berdua yang menentukan, apakah kalian berwujud padat, cair, atau gas.

Gambar 1. Tekanan dan temperature menentukan apakah suatu zat berwujud padat, cair, atau gas.

Ada dua jenis pengoperasian yang berkaitan dengan temperatur, yaitu: 1. Pengurangan panas Pengurangan panas bertujuan untuk pendinginan (menurunkan temperatur fluida) atau kondensasi (mengubah fasa gas menjadi fasa cair). 2. Penambahan panas Penambahan panas bertujuan untuk pemanasan (menaikkan temperatur fluida) atau penguapan (mengubah fasa cair menjadi fasa gas).

Pengurangan panas Pengurangan panas adalah proses yang penting. Berikut contoh peralatan yang menggunakan proses pengurangan panas.

Air cooler Beberapa sumur mengandung fluida dengan temperatur tinggi. Temperaturnya bisa mencapai 300oF (149oC). Permukaan pipa menjadi panas karena fluida yang mengalir di dalamnya bertemperatur tinggi. Pada saat hujan, air yang mengenai permukaan luar pipa akan langsung menguap. Selesai hujan, pipa ini tetap kering di saat lingkungan sekitarnya basah. Fluida bertemperatur tinggi dari sumur perlu didinginkan. Air cooler merupakan contoh equipment yang dapat digunakan untuk mendinginkan temperatur gas. Jika temperatur gas tidak didinginkan, akan banyak kerugian yang dialami. Misalnya: -

Proses pemisahan di separator tidak berjalan optimum. Misalnya, separator yang seharusnya bisa sebanyak-banyaknya memisahkan air tidak efektif menjalankan fungsinya karena air masih berwujud gas pada temperatur tinggi tersebut. Air harus berada dalam fasa cair agar proses pemisahan berlangsung efektif. Pemisahan yang tidak efektif di separator akan menambah beban kerja peralatan di hilir separator.

Sumber: https://hesco.com.sg/products-services/air-cooled-heat-exchanger/

Gambar 2. Air cooler.

-

Proses dehidrasi di glycol contactor tidak berlangsung optimum. Gas yang masuk ke glycol contactor umumnya adalah gas yang mengandung uap air dalam kondisi jenuh (saturated). Kandungan uap air dalam gas bergantung pada temperatur. Pada tekanan tetap, semakin tinggi temperatur, semakin banyak kandungan uap airnya. (Pada temperatur tinggi, air mudah menguap sehingga jumlah uap air lebih banyak. Sebaliknya, semakin rendah temperatur, uap mudah mencair sehingga jumlah uap air lebih sedikit.) Jika kandungan uap air di dalam gas semakin banyak akibat kenaikan temperatur, sedangkan glikol yang dialirkan ke dalam glycol contactor tetap, proses penyerapan air oleh glikol tidak berlangsung optimum.

Temperatur tinggi

Temperatur rendah

menguap

uap air

uap air

(fasa gas)

(fasa gas)

mengembun

air

air

(fasa cair)

(fasa cair)

Gambar 3. Pada temperatur tinggi air cenderung menguap sehingga banyak terbentuk uap air. Pada temperatur rendah uap air cenderung mencair sehingga kandungan uap air relatif sedikit.

-

Jika temperatur gas tinggi, material pipa dan equipment memerlukan spesifikasi yang tahan terhadap temperatur tinggi. Hal ini tentu tidak ekonomis karena harga material tersebut lebih mahal.

2. Penambahan panas Penambahan panas adalah proses yang penting. Berikut contoh peralatan yang menggunakan proses penambahan panas. Heater treater Minyak yang dihasilkan dari sejumlah sumur migas memiliki karakteristik kandungan wax-nya tinggi. Minyak ini umumnya mengandung emulsi, yaitu emulsi air di dalam minyak (water-in-oil emulsion). Keberadaan emulsi ini tidak diinginkan karena menjadikan minyak tidak memenuhi spesifikasi yang dipersyaratkan.

Panas ditambahkan ke fluida untuk membantu memecah emulsi tersebut serta membantu pemisahan minyak dan air terproduksi. Heater treater merupakan peralatan yang digunakan untuk keperluan tersebut.

Sumber: http://www.petro-techna.com/heater-treater/

Gambar 4. Heater treater.

Electrical heater Untuk memastikan fuel gas yang akan dibakar di ruang pembakaran berfasa tunggal (single phase), beberapa vendor mensyaratkan temperatur fuel gas-nya 50oF (28oC) di atas titik embunnya (dew point). Fasa tunggal artinya fuel hanya memiliki satu fasa, yaitu fasa gas. Jika di dalam fuel gas terdapat fasa cair, akan ada masalah dalam proses pembakaran yang berpotensi merusak mesin. Temperatur fuel gas dapat menurun akibat proses yang terjadi di dalam sistem (misalnya akibat tekanan gas diturunkan) maupun akibat kehilangan panas ke lingkungan luar (temperatur ambien lebih rendah daripada temperatur fuel gas sehingga panas mengalir dari fuel gas ke lingkungan

luar). Jika temperatur tidak dijaga, temperatur fuel gas akan menurun hingga mencapai suatu titik yang disebut titik embun. Pada titik ini sebagian fuel gas berubah fasa menjadi cair. Agar penurunan temperatur fuel gas tidak menyebabkan terbentuknya fasa cair, fuel gas dipanaskan hingga temperaturnya mencapai 50oF (28oC) di atas titik embun. Salah satu equipment yang dapat digunakan untuk memanaskan fuel gas adalah electrical heater.

Sumber: http://www.exheat.com/products/catalogue/ises-hazardous-area-immersion-heaters

Gambar 5. Electrical heater. Sebagai process engineer, saya perlu memahami kondisi operasi yang diperlukan oleh setiap sistem untuk menghasilkan produk yang diinginkan. Temperatur adalah salah satu parameter operasi penting. Dengan memahami temperatur yang diperlukan di setiap sistem, saya dapat menentukan apakah diperlukan proses peningkatan temperatur, penurunan temperatur, atau dibiarkan sebagaimana adanya. Saya juga dapat menentukan equipment apa yang diperlukan agar target temperatur di suatu sistem dapat tercapai.

Materi pelajaran terkait •

Fisika: Besaran dan Satuan, Suhu dan Kalor (Perpindahan Kalor), Usaha dan Energi (Energi Panas), Listrik Dinamis (Daya dan Energi Listrik).

Kenapa Menambah Separator?

Saya membayangkan diri menjadi seorang process engineer. Saya bertanggung jawab atas operasional Stasiun Pengumpul Gas A (selanjutnya disebut Stasiun A). Stasiun A merupakan fasilitas produksi yang memproses gas dengan kapasitas 100 MMSCFD. Tekanan gasnya tinggi, 1.200 psia (81,7 atm). Tekanan setinggi ini sudah berlangsung selama bertahun-tahun, dari sejak Stasiun A beroperasi. Proses utama di Stasiun A adalah separasi (menggunakan separator) dan dehidrasi (menggunakan glycol contactor).

Sumur gas

Separasi

Dehidrasi

(separator)

(glycol contactor)

Gas jual

Gambar 1. Skema proses eksisting di Stasiun A

Berdasarkan prediksi tim Subsurface, dalam jangka waktu 3 tahun ke depan tekanan gas di sumur akan menurun secara bertahap. Penurunan tekanan gas di sumur ini menyebabkan tekanan gas di stasiun pun menurun hingga mencapai 300 psia (20,4 atm). Tekanan serendah ini menyebabkan gas dari Stasiun A tidak bisa dikirim ke konsumen. Agar Stasiun A tetap bisa mengirim gas ke konsumen, perlu dipasang kompresor gas. Kompresor gas ini akan meningkatkan tekanan gas dari 300 psia menjadi 1.200 psia sehingga pasokan gas ke konsumen tetap berlangsung.

Separasi

Kompresi

Dehidrasi

(separator)

(kompresor)

(glycol contactor)

Sumur gas

Gas jual

Gambar 2. Skema proses di Stasiun A dengan penambahan proses kompresi

Tim untuk pemasangan kompresor gas pun segera dibentuk. Target yang dicanangkan adalah mempertahankan produksi, bukan menambah kapasitas produksi. Langkah awal yang dilakukan tim adalah melakukan berbagai studi. Salah satu studinya adalah studi mengenai proses dan equipment apa saja yang perlu ditambahkan pada fasilitas produksi. Dari desain yang dibuat oleh tim, ternyata ada penambahan separator. Ukuran separator baru ini lebih besar dibandingkan separator eksisting.

Gas (dikirim ke luar)

Gas

Gas + Liquid

Separator (eksisting)

Gas

Gas Liquid

Sumur gas Gas + Liquid Gas

Air cooler (baru)

Glycol contactor (eksisting)

Kompresor (baru)

Separator (baru)

Liquid

Keterangan: Setelah dikompresi, temperatur gas akan meningkat sehingga diperlukan pendinginan. Dalam skema ini pendinginan menggunakan air cooler.

Gambar 3. Tambahan separator untuk mengantisipasi penurunan tekanan gas dari sumur.

“Dengan jumlah mol yang sama, pada saat tekanan gas menurun, volume gas akan meningkat.”

Sumber: https://scripthub.in/napco/offshore-engineering/3-phase-separators/

Lho, kenapa harus ada tambahan separator? Bukankah tidak ada peningkatan produksi? Produksi Stasiun A tetap 100 MMSCFD, tidak bertambah. Bagaimana penjelasannya? Penambahan separator ini dapat dianalisis dengan menggunakan persamaan gas ideal. 𝑃𝑉 = 𝑛𝑅𝑇 dengan: P: tekanan gas V: volume gas n: jumlah mol gas R: tetapan gas T: temperatur gas

Mari kita definisikan kondisi 1 adalah kondisi eksisting dengan tekanan 1.200 psia, sedangkan kondisi 2 adalah kondisi pada saat tekanan gas menurun, yaitu 300 psia. Dari persamaan gas ideal: 𝑃2 𝑉2 𝑛2 𝑅𝑇2 = 𝑃1 𝑉1 𝑛1 𝑅𝑇1

•

Jumlah mol gas (n) berbanding lurus dengan massa gas. Dengan menggunakan satuan waktu, ia berbanding lurus dengan laju alir (flowrate). Laju alir gas tidak berubah, tetap 100 MMSCFD. Dengan demikian, jumlah massa gas yang mengalir ke Stasiun A tetap. Atau jumlah mol gasnya tetap, n1 = n2.

•

R adalah tetapan gas, tidak berubah.

•

Dari infomasi tim Subsurface, untuk penyederhanaan, temperatur gas relatif tetap. Dengan demikian, T1 = T2.

Persamaan gas ideal pada kondisi 2 dibandingkan dengan kondisi 1 sebagai berikut: 𝑃2 𝑉2 𝑛2 𝑅𝑇2 = 𝑃1 𝑉1 𝑛1 𝑅𝑇1 𝑃2 𝑉2 =1 𝑃1 𝑉1 𝑉2 𝑃1 = 𝑉1 𝑃2 𝑉2 1200 = 𝑉1 300 𝑉2 =4 𝑉1 𝑉2 = 4𝑉1 Dengan jumlah mol yang sama, pada saat tekanan gas menurun, volume gas akan meningkat (P ~ 1/V). Dengan jumlah mol per satuan waktu (atau laju alir) yang sama, volume gas pada tekanan 300 psia mencapai 4 kali lipat dari volume gas pada tekanan 1.200 psia. Dengan demikian, diperlukan tambahan separator untuk mengakomodasi kebutuhan volume ini. Apa yang akan terjadi jika tidak ada penambahan separator? Jika tidak ditambah separator baru, beban separator eksisting akan bertambah. Kecepatan gas yang melalui separator eksisting akan lebih tinggi. Tingginya kecepatan gas ini menyebabkan momentum gas tinggi. Karena momentumnya tinggi, efisiensi pemisahan gas dan cairan akan berkurang. Akan ada sejumlah cairan yang terbawa aliran gas (liquid carry over) ke equipment di hilir (kompresor) yang berpotensi merusak kompresor. Dengan demikian, diperlukan tambahan separator dengan kapasitas yang memadai untuk mencegah masalah tersebut.

Aku butuh tambahan volume ruang agar kecepatan gas melewatiku tidak tinggi.

gas + liquid carry over

gas + liquid

Sumur gas Separator liquid

(eksisting)

Kompresor (baru)

Gambar 4. Tidak adanya penambahan separator menyebabkan kecepatan gas melalui separator menjadi lebih tinggi sehingga berpotensi terjadi liquid carry over.

Terima kasih separator baru. Kebutuhan volume ruang tercukupi sehingga kecepatan gas melewatiku tidak tinggi.

gas

gas

gas + liquid

Separator (eksisting)

liquid

Sumur gas gas

Kompresor (baru)

Separator (baru)

liquid

Gambar 5. Separator baru menambah volume ruang yang diperlukan untuk pemisahan gascairan sehingga tidak ada liquid carry over.

Pemahaman mengenai konsep persamaan gas ideal menentukan keputusan, apakah cukup menggunakan separator eksisting ataukah perlu ada penambahan separator baru. Lebih jauh, pemahaman konsep persamaan gas ideal ini menentukan perlu tidaknya penambahan anggaran pengadaan material, penambahan jam kerja, serta durasi fabrikasi dan konstruksi.

Materi pelajaran terkait •

Matematika: Lingkaran, Persamaan Kuadrat.

•

Fisika: Besaran dan Satuan, Kinematika Gerak, Fluida Dinamis (Debit, Persamaan Kontinuitas), Teori Kinetik Gas (Persamaan Gas Ideal).

•

Kimia: Stoikiometri (Hukum Dasar Kimia).

Kondisi Operasi untuk Dehidrasi Gas

Saya membayangkan menjadi seorang process engineer. Salah satu tanggung jawab saya adalah memastikan gas yang dikirim ke pembeli sudah memenuhi spesifikasi yang ditentukan. Kandungan air (uap) di dalam gas menjadi salah satu parameter spesifikasi gas. Untuk menjaga kandungan air dalam gas agar tidak melebihi batas maksimum, kinerja glycol contactor dan sistem regenerasinya menjadi perhatian penting. Apakah glikol itu? Glikol merupakan cairan yang bisa menyerap uap air yang terdapat di dalam gas. Oya, sekadar untuk diketahui, penggunaan glikol dan peralatannya (glycol contactor) merupakan salah satu teknologi untuk mengurangi kadar uap air di dalam gas. Masih ada sejumlah teknologi lain untuk mengurangi kadar uap air di dalam gas selain menggunakan glikol. Glikol memiliki gugus hidroksil yang digunakan untuk "menangkap" air. Dengan gugus hidroksil, terbentuk ikatan hidrogen, yaitu gaya interaksi yang kuat antar molekul glikol dan molekul air. Ikatan hidrogen ini menyebabkan titik didih tinggi. Ada beberapa senyawa glikol yang umum digunakan, seperti etilen glikol (EG), dietilen glikol (DEG), dan trietilen glikol (TEG). Etilen glikol (EG) sering juga disebut monoetilen glikol (MEG).

Etilen glikol (EG)

Dietilen glikol (DEG)

Trietilen glikol (TEG)

(a) Sumber: https://www.researchgate.net/figure/A-schematic-of-chemical-structure-of-the-salt-and-HBDs_fig4_318260698

(b) Sumber: https://www.molinstincts.com/structure/TRIETHYLENE-GLYCOL-cstr-CT1002615020.html

Gambar 1. (a) Struktur molekul glikol EG, DEG, dan TEG. (b) Struktur molekul TEG dalam model ball and stick.

Aih, nyaman sekali tinggal di sini.

Ah, ada glikol!

Gambar 2. Glikol menyerap air yang terdapat di dalam gas.

Lean glycol

Gas kering

Kolom Absorbsi (Glycol Contactor)

Gas basah

Uap air

Kolom Regenerasi (Glycol Reboiler)

Rich glycol

Gambar 3. Skema pengeringan gas di dalam kolom absorpsi (glycol contactor) dan regenerasi glikol di kolom regenerasi (glycol reboiler).

Gas hidrokarbon (selanjutnya disebut "gas") memiliki komposisi sebagian besar metana. Setelah dipisahkan dari minyak dan air terproduksi di separator, gas ini masih mengandung uap air yang kadarnya melebihi spesifikasi gas jual. Senyawa glikol digunakan untuk mengurangi kandungan air ini. (Dalam ulasan ini senyawa glikol yang digunakan adalah TEG.) Peralatan utama di sistem glikol adalah kolom absorpsi dan kolom regenerasi. Kolom absorpsi (glycol contactor) berfungsi untuk mengurangi kandungan uap air di dalam gas menggunakan glikol, sedangkan kolom regenerasi (glycol reboiler) berfungsi untuk meregenerasi glikol. Gas hidrokarbon yang masih mengandung banyak uap air dialirkan ke kolom absorpsi melalui bagian bawah kolom. Sedangkan cairan glikol dialirkan melalui bagian atas kolom. Gas akan bertemu dengan cairan glikol. Komponen uap air di dalam gas akan diserap (absorbsi) oleh cairan

glikol. Kandungan uap air di dalam gas berkurang sehingga sesuai dengan spesifikasi yang ditentukan. Glikol yang keluar dari kolom absorpsi mengandung banyak air. Glikol ini disebut rich glycol. Selanjutnya rich glycol dialirkan ke kolom regenerasi (glycol reboiler). Di kolom regenerasi ini glikol dipanaskan sehingga air menguap dan terpisah dari glikol. Glikol yang keluar dari kolom regenerasi mengandung sedikit air. Glikol ini disebut lean glycol. Selanjutnya lean glycol dialirkan kembali ke kolom absorbsi untuk menyerap air lagi. Siklus ini berlangsung terus-menerus. Sebagai informasi, titik didih glikol lebih tinggi daripada air. Dengan demikian, pada saat dipanaskan, air menguap, sedangkan glikol tidak ikut menguap. Dengan menggunakan parameter tekanan dan temperatur, kondisi operasi seperti apakah yang sesuai untuk kolom absorpsi dan kolom regenerasi?

Konsep Dasar Pengaruh Tekanan dan Temperatur Dalam pelajaran Fisika dan Kimia, saya mempelajari pengaruh tekanan dan temperatur sebagai berikut. Pengaruh Tekanan Sebuah ruang berisi gas dalam jumlah tertentu. Jika ruang tersebut dimampatkan, ruang menjadi kecil. Jarak antar molekul gas menjadi dekat dan rapat. Tekanan yang dialami dinding ruang tersebut menjadi besar. Dengan kata lain, pada tekanan tinggi, jarak antarmolekul gas dekat. Jika sebuah sistem diberi tekanan besar sedemikian rupa sehingga jarak antarmolekul rapat dan semakin rapat, maka gas yang berada dalam sistem tersebut akan berubah wujud menjadi cair.

1

2

P1 Gas

P2 Gas mencair P2 > P1

Gambar 4. Pada tekanan tinggi jarak antarmolekul gas merapat dan gas dapat mencair.

Bagaimana jika terjadi kondisi sebaliknya? Ruangan berisi gas dalam jumlah tertentu. Ketika ruang diperbesar, molekul-molekul gas akan segera menempati seluruh ruangan. Jarak antar molekul gas menjadi renggang. Tekanan yang dialami dinding ruang menjadi berkurang. Dengan kata lain, pada tekanan rendah, jarak antarmolekul gas jauh. Mari kita bayangkan cairan di dalam sebuah sistem. Jika sistem tersebut dikurangi tekanannya sedemikian rupa sehingga jarak antarmolekul renggang dan semakin renggang, maka cairan yang berada dalam sistem tersebut akan berubah wujud menjadi gas.

2

1

P2 Cairan menguap

P1 Cairan P2 < P1

Gambar 5. Pada tekanan rendah jarak antarmolekul merenggang dan cairan dapat menguap.

Pengaruh Temperatur Penguapan adalah proses pelepasan ikatan antar molekul-molekul cair sehingga berubah menjadi molekul gas. Cairan dapat dianggap terdiri atas sekian banyak lapisan molekul. Ketika molekul-molekul di lapisan pertama menguap (berubah menjadi molekul gas), selanjutnya yang berada di permukaan adalah lapisan kedua. Molekul-molekul di lapisan kedua ini pun menguap (berubah menjadi molekul gas) sehingga selanjutnya yang berada di permukaan adalah lapisan ketiga. Begitu seterusnya. Gambar 6 memperlihatkan proses penguapan zat cair, dalam hal ini adalah air.

Fasa gas molekul air

penguapan

Fasa cair

lapisan molekul air

Sumber: https://www.nature.com/articles/s41467-019-10209-w/figures/1

Gambar 6. Proses penguapan air. Gaya tarik-menarik antarmolekul cair melemah pada temperatur tinggi. Melemahnya gaya tarikmenarik ini memudahkan proses penguapan. Dengan demikian, pada saat temperatur meningkat, laju penguapan bertambah cepat. Sebaliknya, ketika temperatur menurun, laju penguapan menjadi lambat.

Penerapan di sistem glikol Berdasarkan parameter tekanan dan temperatur, kondisi seperti apa yang perlu diterapkan di kolom absorpsi dan kolom regenerasi? Sebagian besar komponen gas hidrokarbon adalah metana. Gas ini mengandung air. Ketika gas memasuki kolom absorpsi, air akan ditangkap glikol, dan larut dalam wujud cair. Mengapa air mudah larut dalam glikol, sedangkan metana tidak? Air merupakan senyawa polar, demikian pula glikol. Senyawa polar mudah larut dalam senyawa polar. Sedangkan metana adalah senyawa nonpolar. Senyawa nonpolar sukar larut dalam senyawa polar. Hal ini menjelaskan kenapa air mudah larut dalam glikol, sedangkan metana tidak. Di kolom absorpsi, air dalam fasa uap berubah wujud menjadi cair. Untuk menunjang perubahan uap menjadi cair, dari sisi tekanan, mana yang harus saya pilih: tekanan tinggi ataukah tekanan rendah? Berdasarkan konsep pelajaran Fisika dan Kimia yang saya pelajari, saya akan memilih tekanan tinggi. Kenapa? Karena pada sistem bertekanan tinggi, jarak antar molekul lebih rapat dibandingkan dengan sistem bertekanan rendah. Pada sistem bertekanan tinggi, kemungkinan uap menjadi cair jauh lebih besar dibandingkan dengan sistem bertekanan rendah. Pertanyaan berlanjut. Dari sisi temperatur, manakah yang harus saya pilih? Apakah temperatur tinggi ataukah temperatur rendah? Berdasarkan konsep pelajaran Kimia yang saya pelajari, saya akan memilih temperatur rendah. Apakah alasannya? Pada temperatur tinggi, gaya interaksi antarmolekul mudah diputuskan, sehingga molekul air cenderung lepas dari molekul glikol. Agar gaya interaksi antarmolekul dapat dipertahankan (tidak mudah putus), temperatur di kolom absorpsi dirancang relatif rendah. Dengan demikian, kondisi operasi di kolom absorpsi adalah tekanan tinggi dan temperatur rendah. Sebagai contoh, kondisi operasi di kolom absorpsi adalah 1.100 psig (74,9 atm) dan 120oF (48,9oC). Tekanan 1.100 psig adalah tekanan yang tinggi. Sedangkan 120oF adalah temperatur yang relatif rendah.

Kolom regenerasi Di kolom regenerasi, air dilepas dari glikol. Apa yang perlu dilakukan agar proses ini terjadi? Pertanyaan yang sama diajukan. Dari sisi temperatur, manakah yang harus saya pilih? Apakah temperatur tinggi ataukah temperatur rendah? Saya akan memilih temperatur tinggi. Kenapa? Molekul air dan molekul glikol membentuk ikatan hidrogen. Ikatan hidrogen adalah gaya interaksi antarmolekul yang kuat. Untuk memutuskan gaya interaksi antarmolekul ini, diperlukan energi yang cukup. Glikol yang kaya dengan air (rich glycol) diberi energi dengan cara dipanaskan. Akibat energi ini, gaya interaksi antarmolekul terputus. Molekul air terlepas dari molekul glikol. Air menguap. Dari sisi tekanan, apakah saya harus memilih tekanan tinggi atau tekanan rendah? Saya akan memilih tekanan rendah. Pada sistem bertekanan rendah, kerapatan molekul lebih rendah (renggang) dibandingkan sistem bertekanan tinggi. Air pada fasa uap memiliki jarak antar molekul yang renggang dibandingkan air pada fasa cair. Dengan demikian, agar air (jarak antarmolekul rapat) berubah menjadi uap (jarak antarmolekul renggang), tekanan sistem perlu rendah. Oleh karena itu, di kolom regenerasi kondisi operasi yang saya pilih adalah tekanan rendah dan temperatur tinggi. Sebagai contoh, kolom regenerasi memiliki kondisi operasi 3 psig (0,2 atm) dan 390oF (198,9oC). Tekanan 3 psig adalah tekanan rendah, hampir atmosferik. Sedangkan 390oF adalah temperatur tinggi. Temperatur 390oF dipilih karena pada temperatur tersebut air menguap, sedangkan glikol masih berada dalam fasa cair.

“Berdasarkan parameter tekanan dan temperatur, kondisi seperti apa yang perlu diterapkan di kolom absorpsi dan kolom regenerasi?”

Penentuan kondisi operasi ini sangat penting dengan alasan sebagai berikut: 1. Mengacu pada kondisi operasi yang diinginkan, penempatan suatu equipment (atau sistem) dapat ditentukan. Jika fasilitas produksi memiliki kompresor, kolom absorpsi kemungkinan ditempatkan setelah kompresor supaya kolom absorpsi memiliki tekanan tinggi. 2. Penentuan kondisi operasi juga menentukan material yang digunakan. Pada tekanan tinggi, material yang dipilih haruslah material yang bisa menahan tekanan tinggi. Jika tidak, material akan rusak karena tidak tahan terhadap tekanan. 3. Pada kondisi temperatur yang sama, material yang tahan terhadap tekanan tinggi umumnya lebih mahal daripada material yang tahan terhadap tekanan rendah. Dengan demikian, kondisi operasi menentukan biaya pengadaan equipment. Sebagai process engineer di masa depan, saya bertanggung jawab menentukan kondisi operasi. Untuk meningkatkan kompetensi sebagai process engineer, saya perlu memahami lebih dalam beberapa materi pelajaran Matematika, Fisika, dan Kimia yang berkaitan dengan proses operasi di sistem glikol.

Materi pelajaran terkait •

Matematika: Lingkaran, Eksponen dan Logaritma, Persamaan Kuadrat.

•

Fisika: Besaran dan Satuan, Teori Kinetik Gas (Persamaan Gas Ideal), Suhu dan Kalor (Perpindahan Kalor), Usaha dan Energi (Energi Panas).

•

Kimia: Stoikiometri (Hukum Dasar Kimia), Ikatan Kimia (Ikatan Kovalen Polar/Nonpolar, Ikatan Hidrogen), Kimia Karbon (Hidrokarbon, Gugus Fungsi), Termokimia.

Konsumsi Instrument Air

Saya membayangkan diri menjadi seorang process engineer. Saya bertanggung jawab agar kebutuhan instrument air di fasilitas produksi terpenuhi, baik kualitas maupun kuantitasnya. Instrument air merupakan media untuk menggerakkan piranti instrumen dan pompa pneumatik. Fungsi instrument air terkadang bisa digantikan oleh gas. Peranan piranti instrumen dalam pengoperasian fasilitas produksi sangat penting. Instrument air ibarat sistem saraf. Gangguan pada instrument air akan berakibat serius karena mempengaruhi sistem kontrol dan sistem keselamatan di dalam fasilitas produksi. Control valve, SDV (shutdown valve), dan BDV (blowdown valve) merupakan contoh instrumen yang kinerjanya bergantung pada instrument air. SDV memerlukan instrument air untuk menjaga valve terbuka (open) pada kondisi operasi normal. Jika tidak ada instrument air, valve akan menutup (closed). Produksi pun berhenti. BDV memerlukan instrument air untuk menjaga valve tertutup (closed) pada kondisi operasi normal. Jika instrument air tidak tersedia, valve akan terbuka (open). Gas akan keluar dari fasilitas produksi, terbuang begitu saja. Control valve memerlukan instrument air supaya valve bisa mengatur bukaan orifice, apakah membesar atau mengecil, untuk menjaga kondisi operasi supaya sesuai dengan pengaturannya (setting). Jika tidak ada instrument air, control valve kehilangan fungsinya. Ia tidak bisa mengatur kondisi operasi. Proses di dalam fasilitas produksi menjadi tidak stabil sehingga produk kemungkinan tidak memenuhi persyaratan.

Sumber: https://www.sullairhouston.com/custom-engineered-packages/

Gambar 1. Instrument air compressor package siap dikirim dari fabrikator ke site. Tekanan instrument air di dalam fasilitas produksi umumnya dijaga pada rentang 90 - 120 psig (6,1 – 8,2 atm). Di beberapa fasilitas produksi mungkin rentang tekanan ini sedikit berbeda. Air compressor merupakan peralatan penting untuk memperoleh tekanan tersebut. Air compressor diatur agar beroperasi (load) pada saat tekanan instrument air 90 psig dan berhenti (unload) pada saat tekanan mencapai 120 psig. Pada saat tekanan sistem instrument air turun hingga mencapai nilai 90 psig, air compressor akan beroperasi (load). Tekanan instrument air akan naik secara bertahap dari 90 psig menjadi 100 psig, 110 psig, dan akhirnya 120 psig. Pada saat tekanan mencapai 120 psig, air compressor berhenti beroperasi (unload). Selanjutnya tekanan instrument air akan menurun. Dari 120 psig, tekanan menurun secara bertahap menjadi 110 psig, 100 psig, dan akhirnya 90 psig.

Pada saat tekanan mencapai 90 psig, air compressor akan beroperasi kembali (load). Siklus ini berlangsung terus-menerus.

akhir load

awal unload

LOAD

UNLOAD

awal load

akhir unload

120 psig

110 psig

100 psig

90 psig

Gambar 2. Skema load dan unload pada instrument air compressor. Setelah mencapai 120 psig, kenapa tekanan sistem instrument air menurun? Penurunan tekanan ini karena instrument air dikonsumsi oleh piranti/peralatan yang berada di fasilitas produksi, seperti control valve dan pompa pneumatik. Semakin banyak control valve dan pompa pneumatik, semakin banyak konsumsi instrument air-nya, dan semakin cepat pula penurunan tekanan dari 120 psig menjadi 90 psig. Dengan demikian proses load-unload pun berlangsung lebih sering. Kenapa

pemakaian/konsumsi

instrument

air

dapat

menurunkan

tekanan?

Dengan

mengasumsikan instrument air sebagai gas ideal, fenomena ini dapat dijelaskan dengan persamaan gas ideal.

1

Tekanan sistem 90 psig.

4

2

Udara dari dalam sistem mengalir ke luar.

Udara dari luar masuk ke dalam sistem.

Tekanan sistem menurun dari 120 psig menuju 90 psig.

Tekanan sistem meningkat dari 90 psig menuju 120 psig.

3

Tekanan sistem 120 psig.

Keterangan: Ilustrasi ini merupakan penyederhanaan. Pada saat tekanan sistem meningkat dari 90 psig menuju 120 psig (nomor 2), yang ditampilkan hanya udara dari luar masuk ke dalam sistem. Aktualnya, ada juga udara dari dalam sistem yang mengalir ke luar. Tetapi jumlah udara yang masuk ke dalam sistem jauh lebih banyak dibandingkan udara yang keluar dari sistem.

Gambar 3. Ilustrasi hubungan perubahan tekanan dan jumlah molekul udara di dalam sistem instrument air.

Peningkatan tekanan sistem dari 90 psig menjadi 120 psig Misalnya volume fasilitas produksi yang akan diisi instrument air adalah V m3. Mula-mula jumlah mol udara (instrument air) yang terdapat di dalam sistem tersebut adalah n1 mol. Banyaknya mol berbanding lurus dengan banyaknya molekul. Tekanan mula-mula di dalam sistem tersebut adalah 90 psig. Selanjutnya air compressor beroperasi (load). Sejumlah molekul udara dari atmosfer masuk ke dalam sistem. Volume sistem tetap, tidak berubah. Bertambahnya jumlah molekul udara di dalam sistem menyebabkan kerapatan molekul udara (instrument air) bertambah. Semakin banyak molekul udara yang masuk, semakin rapat molekul udara (instrument air) di dalam sistem, sehingga tekanan sistem pun bertambah.

Udara (atmosfer) Instrument air Air compressor

P1 = 90 psig n1 mol

(a) Pada 90 psig air compressor mulai beroperasi (load)

Udara (atmosfer) Instrument air Air compressor

P2 = 120 psig n2 mol (n2 > n1)

(b) Pada 120 psig air compressor berhenti beroperasi (unload)

Gambar 4. Pada 90 psig air compressor mulai beroperasi (load), sedangkan pada 120 psig air compressor berhenti beroperasi (unload).

(Untuk penyederhanaan, temperatur dianggap tetap. Pada kondisi aktual, terdapat cooler yang menjaga temperatur instrument air tidak panas. Temperatur dijaga sekitar 120°F.) Hal ini sesuai dengan persamaan gas ideal: 𝑃𝑉 = 𝑛𝑅𝑇 Volume ruangan yang ditempati instrument air (V), tetapan gas (R), dan temperatur (T) tetap. Peningkatan nilai n akan meningkatkan nilai P. Dengan kata lain, pertambahan mol (atau molekul) instrument air di dalam sistem akan meningkatkan tekanan sistem. Sesuai setingannya, air compressor terus beroperasi hingga tekanan di dalam sistem mencapai 120 psig. Jumlah molnya adalah n2 (dengan n2 > n1) . Pada tekanan 120 psig air compressor berhenti beroperasi.

Penurunan tekanan sistem dari 120 psig menjadi 90 psig Instrument air dikonsumsi oleh peralatan yang terdapat di fasilitas produksi, seperti control valve dan pompa pneumatik. Konsumsi ini menyebabkan sebagian molekul instrument air keluar dari sistem. Jumlah molekul (atau mol) instrument air di dalam sistem berkurang sehingga kerapatan molekul instrument air pun berkurang. Tekanan sistem menjadi menurun. Dari persamaan gas ideal: 𝑃𝑉 = 𝑛𝑅𝑇 pada V, R, dan T tetap, tekanan sistem (P) akan menurun jika jumlah mol udara di dalam sistem (n) menurun. Berkurangnya mol udara di dalam sistem menyebabkan tekanan instrument air menurun dari 120 psig menjadi 90 psig.

Pada saat tekanan mencapai 90 psig, sesuai setingan, air compressor akan kembali beroperasi memasukkan udara dari luar ke dalam sistem, membuat kerapatan instrument air di dalam sistem meningkat. Air compressor akan terus beroperasi hingga tekanan sistem mencapai 120 psig. Hal ini berlangsung terus-menerus. Persamaan gas ideal membantu saya memahami cara kerja air compressor beserta instrument air yang merupakan komponen penting dalam pengendalian proses (control system) dan sistem keselamatan (safety system) di fasilitas produksi migas.

Materi pelajaran terkait •

Fisika: Besaran dan Satuan, Teori Kinetik Gas (Persamaan Gas Ideal).

•

Kimia: Stoikiometri (Hukum Dasar Kimia).

Aerosol dan Coalescing Filter

Sumber: https://shop.pall.com/us/en/chemicals-polymer/polymer/nylon-production/aquasep-el-coalescers-zidimmfdh870

Gambar 1. Coalescing filter.

Aliran gas yang keluar dari separator lebih tepat disebut sistem koloid, yaitu aerosol. Di dalam aliran gas terdapat butiran (droplet) air/minyak dengan ukuran 15 mikron atau lebih kecil (submikron). Fasa pendispersinya adalah gas, sedangkan fasa terdispersinya adalah butiran air/minyak yang berukuran hingga submikron. Butiran air/minyak dengan ukuran sekecil ini tidak dapat ditangkap di demister separator. Diperlukan equipment lain yang mampu menangkap butiran air/minyak ini.

Coalescing filter adalah peralatan yang mampu melanjutkan tugas separator dalam menangkap butiran air/minyak berukuran submikron ini sehingga gas memenuhi spesifikasi yang sudah ditentukan. Untuk penyederhanaan, fluida yang dibahas di sini adalah 2 fasa (gas dan air), bukan 3 fasa (gas, minyak, dan air). Coalescing filter tersusun dari serat-serat (fiber). Sesuai namanya, filter akan memfasilitasi butiran-butiran kecil tersebut untuk bergabung (berkoalisi) membentuk butiran yang lebih besar, dan akhirnya terpisah dari aliran gas karena gaya gravitasi. Tahapan yang berlangsung di dalam coalescing filter adalah: 1. Aerosol (droplet) mengalir menuju filter. 2. Aerosol (droplet) menyentuh permukaan serat dan menempel di sana. 3. Di permukaan serat, butiran yang satu bergabung dengan butiran lainnya membentuk butiran yang berukuran lebih besar. 4. Butiran berukuran besar jatuh dari filter karena gaya gravitasi.

butiran kecil serat (fiber)

butiran besar

Sumber: https://chemicals-polymers.pall.com/content/dam/pall/chemicals-polymers/literature-library/non-gated/GDS116.pdf

Gambar 2. Penggabungan (koalisi) butiran kecil menjadi butiran besar di fiber.

Sumber: http://www.kelburneng.co.uk/gas-filtration.php

Sumber: https://chemicals-polymers.pall.com/content/dam/pall/chemicals-polymers/literature-library/non-gated/GDS116.pdf

Gambar 3. Pemisahan cairan dari gas menggunakan coalescing filter.

Ada tiga mekanisme filtrasi, yaitu tumbukan inersia (inertial impaction), intersepsi (interception), dan gerakan Brown (Brown motion). Partikel dengan ukuran relatif besar (> 3 micron) dapat ditangkap dengan mekanisme tumbukan inersia. Partikel dengan ukuran relatif sedang ditangkap dengan mekanisme intersepsi. Sedangkan partikel berukuran relatif kecil ditangkap dengan mekanisme gerak Brown.

Gambar 4. Tiga jenis mekanisme filtrasi, yaitu tumbukan inersia, intersepsi, dan gerak Brown

Tumbukan inersia (inertial impaction) Partikel di dalam aliran fluida memiliki massa dan kecepatan, oleh karena itu ia memiliki momentum. Ketika gas dan butiran yang berada bersamanya mengalir melalui media filter, aliran gas akan menempuh jalur yang hambatannya paling kecil, sehingga akan membelok di sekitar fiber. Sedangkan butiran cenderung bergerak berdasarkan garis lurus karena momentum yang dimilikinya. Akibatnya, butiran akan bertumbukan dengan fiber dan disisihkan dari aliran gas.

Butiran air memiliki berat. Semakin besar butiran, ia semakin berat. Jika kecepatan gas cukup tinggi, kelembaman (inersia) butiran menyebabkan ia cenderung bertumbukan dengan fiber daripada mengikuti aliran gas (streamline) di sekitar fiber. Semakin besar diameter butiran air, semakin bertambah beratnya, dan kecenderungan bertumbukan dengan fiber semakin besar. Pada saat butiran menyentuh permukaan fiber, ia akan melekat dengan gaya Van der Waals. Gaya Van der Waals adalah gaya antarmolekul yang lemah.

Aih, nyaman sekali jalan-jalan bersama gas.

Aaa ... Aku terperangkap fiber.

Gambar 5. Kelembaman (inersia) menyebabkan droplet cenderung bertumbukan dengan fiber daripada mengikuti aliran gas (streamline) di sekitar fiber.

Intersepsi Media filter dapat kita pandang sebagai kumpulan fiber yang sangat banyak, bukan fiber tunggal. Di antara fiber yang satu dengan yang lainnya terdapat bukaan atau lubang. Gas akan mengalir melewati bukaan ini. Jika butiran air lebih besar daripada bukaan antar fiber, ia akan tertahan (intersepsi), dan disisihkan dari aliran gas.

Aaa ... Aku terperangkap fiber.

Aih, nyaman sekali jalan-jalan bersama gas.

Gambar 6. Jika droplet lebih besar daripada bukaan antar fiber, ia akan tertahan (intersepsi) dan terperangkap di fiber.

Gerak Brown Butiran/partikel yang sangat kecil (dengan massa yang sangat kecil pula) bergerak secara acak di dalam aliran gas. Gerakan acak ini dikenal sebagai gerakan Brown. Gerakan Brown menyebabkan partikel yang sangat kecil ini menyimpang dari jalur aliran gas sehingga meningkatkan kemungkinan bertumbukan dengan fiber, dan akhirnya disisihkan dari aliran gas.

Aaa ... Aku terperangkap fiber.

Yihuuuu …. Aku bisa loncat sana loncat sini.

Gambar 7. Gerakan Brown menyebabkan droplet menyimpang dari jalur aliran gas sehingga meningkatkan kemungkinan bertumbukan dengan fiber.

Filter cair-gas yang didesain dengan efisiensi tinggi dapat menyisihkan aerosol hingga 0,1 µm. Filter ini umumnya dibuat dari serat kaca (fiber glass). Material serat kaca memiliki struktur poripori yang sangat kecil dengan diameter hanya beberapa mikron. Ukuran pori-pori yang kecil diperlukan agar dapat menangkap dan memisahkan aerosol dalam jumlah yang banyak. Penggunaan filter untuk menyisihkan aerosol dari aliran gas sudah meluas. Hal ini karena penggunaan knock out vessel, centrifugal separator, mesh pad atau vane tidak memadai untuk mengurangi aerosol. Aerosol terdapat di fasilitas produksi dalam ukuran mikron yang rendah dan ukuran submikron. Umumnya filter cair-gas dengan efisiensi tinggi digunakan untuk sistem aerosol yang memiliki konsentrasi inlet kurang dari 1.000 ppm dan ditempatkan di hilir separator. Konsentrasi outletnya dapat mencapai 0,003 ppm. Setelah melalui filter konsentrasinya sangat jauh berkurang.

Distribusi ukuran aerosol di inlet filter adalah 0,1 µm - 300 µm. Setelah mengalir melalui media filter, droplet hasil koalisi aerosol tersebut memiliki ukuran 0,5 - 2,2 mm (500 - 2.200 µm), mencapai ribuan kali lipat dari ukuran semula.

Materi pelajaran terkait •

Matematika: Eksponen dan Logaritma

•

Fisika: Fluida Statis (Massa Jenis), Dinamika (Kelembaman), Momentum dan Impuls

•

Kimia: Koloid (Sistem Koloid, Sifat Koloid), Ikatan Kimia (Gaya Antarmolekul/Van der Waals).

Kavitasi Pompa

Saya sedang mempelajari wujud zat padat, cair, dan gas. Secara singkat perbedaan ketiganya disajikan pada Tabel 1. Tabel 1. Perbedaan zat padat, cair, dan gas Zat Padat

Zat Cair

Zat Gas

Jarak antarpartikel Berdekatan dan (atom atau teratur. molekul)

Berdekatan, tetapi tidak teratur,

Berjauhan

Volume dan bentuk

Memiliki volume tetap, tetapi bentuknya berubahubah sesuai wadahnya.

Memiliki volume dan bentuk yang berubah-ubah sesuai wadahnya.

Memiliki volume dan bentuk yang tetap.

Tekanan dan temperatur memegang peranan penting dalam menentukan apakah suatu material berwujud padat, cair, atau gas. Misalnya, air. Berdasarkan tekanan dan temperaturnya, wujud air dapat diketahui dari diagram fasa air pada Gambar 1.

2

1

3

Gambar 1. Diagram fasa air. Misalnya, ditanyakan bagaimana wujud air pada kondisi berikut? •

temperatur -10oC dan tekanan 1 atm (titik 1)

•

temperatur 50oC dan tekanan 3 atm (titik 2)

•

temperatur 30oC dan tekanan 0,006 atm (titik 3)

Dari diagram fasa diperoleh wujud air sebagai berikut: •

di titik 1 berwujud padat

•

di titik 2 berwujud cair

•

di titik 3 berwujud gas

Bagaimana mengubah air dari wujud cair menjadi wujud gas (uap)? Berdasarkan diagram fasa, ada dua cara mengubah air menjadi uap, yaitu: 1. Menaikkan temperatur 2. Menurunkan tekanan

Jika air di titik A dinaikkan temperaturnya hingga mencapai titik B, air akan mulai mendidih. Terbentuk gelembung-gelembung di dalam cairan yang bergerak ke atas meninggalkan permukaan cairan. Semakin lama air berada di titik B, semakin banyak gelembung yang terbentuk hingga akhirnya semua cairan berubah wujud menjadi gas. Hal yang sama akan terjadi jika tekanan diturunkan. Mula-mula air berada di titik A. Tekanan sistem diturunkan hingga air berada di titik C. Di titik C air mulai mendidih. Gelembunggelembung terbentuk di dalam cairan. Semakin lama air berada di titik C, semakin banyak gelembung yang terbentuk, hingga akhirnya semua molekul air berwujud gas. Saya membayangkan menjadi seorang process engineer. Salah satu fasilitas penting yang menjadi tanggung jawab saya adalah sistem injeksi air terproduksi (produced water). Sistem ini terdiri dari tangki, pipa masuk pompa (suction), pompa, pipa keluar pompa (discharge), dan sumur injeksi. Saya akan memastikan sistem ini berjalan dengan baik.

discharge

suction Pipa Pipa

Tangki

Pompa

Sumur injeksi

Gambar 2. Skema tangki dan pompa untuk air terproduksi.

Pompa memegang peranan penting dalam sistem ini. Saya perlu memahami bagaimana pengoperasian pompa, juga masalah yang sering terjadi beserta solusinya.

Tekanan di suction pompa harus lebih besar daripada tekanan uap (vapor pressure) fluida. Jika tekanan di suction pompa lebih rendah daripada tekanan uap fluida, fluida cair akan berubah wujud menjadi uap. (Ingat titik C pada diagram fasa air di Gambar 1.) Terbentuk gelembunggelembung di dalam cairan fluida (cavity). Fenomena terbentuknya gelembung-gelembung ini disebut kavitasi. Kavitasi merupakan salah satu masalah serius yang dapat terjadi pada pompa.

P3 v3

Impeller Eye P2 v2

P1 v1

P : tekanan v : kecepatan

Impeller

Sumber: www.linkedin.com

Gambar 3. Aliran masuk dan keluar pada pompa.

“Kavitasi adalah fenomena terbentuknya gelembung-gelembung di dalam cairan akibat tekanan sistem lebih rendah daripada tekanan uap fluida.”

Sumber: http://www.engineeringexpert.net/Engineering-Expert-Witness-Blog/tag/steam-bubbles

Sumber: https://www.engineeringtoolbox.com/npsh-net-positive-suction-head-d_634.html

Gambar 4. Grafik perbandingan tekanan suction, impeller eye, dan discharge dengan tekanan uap fluida. (a) Tidak terbentuk gelembung. (b) Terbentuk gelembung.

Pada grafik (a) di Gambar 4 tidak terbentuk gelembung karena di setiap posisi (posisi 1, 2, dan 3) tekanannya berada di atas tekanan uap fluida. Pompa tidak mengalami kavitasi. Sedangkan pada grafik (b) di Gambar 4 terbentuk gelembung karena di posisi 2 tekanannya berada di bawah tekanan uap fluida. Pompa akan mengalami kavitasi.

Mari kita perhatikan Gambar 3. Pada saat impeller bergerak, area bertekanan rendah akan terbentuk seiring percepatan gerakan air di sekitar impeller. Semakin cepat gerakan impeller, semakin rendah tekanan di sekitarnya. Kecepatan fluida di impeller (v2) lebih tinggi dibandingkan kecepatan di suction (v1), sedangkan tekanan di impeller (P2) lebih rendah daripada tekanan di suction (P1). v2 > v1 P2 < P1 Jika tekanan yang rendah di impeller ini sama dengan atau di bawah tekanan uap (vapor pressure) air, cairan akan menguap dan membentuk gelembung-gelembung kecil. Jika gelembung ini pecah, terjadi gelombang kejut lokal yang dapat didengar dan dapat merusak impeller. Di posisi 2 (impeller) terbentuk gelembung-gelembung di dalam cairan. Di posisi 3 (discharge pompa) yang tekanannya tinggi, gelembung akan pecah (collapse) dan menimbulkan gelombang kejut (shockwave) yang besar. Gelombang kejut ini dapat menimbulkan kerusakan pada bagian pompa yang bergerak. Jika gelembung yang pecah ini meledak di permukaan logam pompa, terjadi stress (tegangan) pada logam. Ledakan ini terjadi berulang-ulang. Permasalahan yang terjadi akibat kavitasi ini di antaranya adalah timbul kebisingan, penurunan kinerja pompa, kegagalan (failure) bearing dan seal, serta kerusakan pada impeller dan bagian dalam pompa. Secara statistik, kavitasi menyumbang permasalahan yang terjadi dalam sistem yang melibatkan pompa. 9 dari 10 masalah pompa umumnya tidak disebabkan oleh pompa itu sendiri, melainkan oleh kavitasi, desain sistem yang tidak baik, dan pemeliharaan yang kurang. Kavitasi menyebabkan masalah tambahan, yaitu vibrasi. Vibrasi dapat menyebabkan kerusakan mekanik. Pada kasus yang ekstrim, umur pompa yang didesain selama 10 hingga 15 tahun dapat berkurang menjadi hanya 2 tahun. Kavitasi dapat merusak bagian-bagian pompa. Umumnya bagian pompa yang paling parah kerusakannya adalah impeller.

(a) Contoh kondisi impeller pada pompa baru. Sumber: https://valueplustechsolutions.com/our-solutions/oil-andgas/pump-products/pump-impeller-casting/

(b) Contoh kondisi impeller pada pompa yang mengalami kavitasi. Sumber: https://www.inspection-for-industry.com/pump-netpositive-suction-head-test.html

Gambar 5. Contoh kondisi impeller pada pompa baru dan pompa yang mengalami kavitasi.

Sebagai engineer yang bertanggung jawab atas sistem air terproduksi, saya akan memastikan tidak ada kavitasi pada pompa. Pada tahap desain dan konstruksi, saya akan bekerja sama dengan vendor untuk mengetahui spesifikasi pompa, termasuk net positive suction head (NPSH) yang diperlukan oleh pompa. Saya juga akan memastikan desain perpipaan di suction pompa serta level minimum di tangki memadai sedemikian rupa sehingga NPSH yang tersedia memenuhi kebutuhan. Pada tahap operasional saya akan memastikan tim Operations menjaga level minimum di tangki serta memonitor tidak ada sumbatan di pipa suction.

Materi pelajaran terkait •

Matematika: Persamaan Kuadrat

•

Fisika: Fluida Statis (Tekanan Fluida), Fluida Dinamis (Asas Bernoulli), Dinamika (Gaya Gesek).

•

Kimia: Sifat Koligatif (Tekanan Uap, Titik Didih).

Breather Valve, si Penjaga Tangki

Saya membayangkan profesi saya di masa depan adalah process engineer. Sebagai seorang process engineer, saya bertanggung jawab mendesain tangki, termasuk memastikan ketersediaan semua piranti pengamannya (safety device). Salah satu piranti pengaman untuk tangki adalah breather valve, sebuah benda mungil yang menjaga agar tangki tidak kolaps/pecah. Nama lainnya adalah PVRV (pressure vacuum relief valve) atau PVSV (pressure vacuum safety valve).

Sumber: http://www.wermac.org/equipment/breather_valve.html

Gambar 1. Breather valve. Breather valve terdiri dari lempeng pressure dan lempeng vacuum. Lempeng pressure akan terbuka/terangkat pada saat tekanan di dalam tangki lebih besar daripada tekanan atmosferik. Sedangkan lempeng vacuum akan terbuka/terangkat pada saat tekanan di dalam tangki lebih kecil daripada tekanan atmosferik.

Tangki berfungsi untuk menyimpan fluida cair, baik minyak maupun air terproduksi. Tangki menerima fluida dari peralatan proses dan mengirim fluida tersebut dengan menggunakan pompa ke kapal, fasilitas produksi lain, atau ke sumur injeksi. Saya akan memastikan proses penerimaan dan pengiriman fluida ini berlangsung dengan aman. Mari kita tengok tangki minyak. Tangki minyak berisi: -

minyak, dan

-

gas atau udara di atas permukaan minyak.

(Untuk menyederhanakan, dalam paparan ini udaralah yang menempati ruangan di atas permukaan minyak. Kondisi aktualnya, yang berada di atas permukaan minyak umumnya adalah blanket gas, yaitu gas hidrokarbon atau nitrogen.)

Minyak masuk ke dalam tangki Pada kondisi awal, volume udara di atas permukaan liquid adalah V1. Jumlah mol udara adalah n. Tekanan udara di dalam tangki adalah P1. Ketika minyak masuk ke dalam tangki, permukaan minyak di dalam tangki akan naik. Volume udara di atas permukaan minyak berkurang menjadi V2. V2 lebih kecil daripada V1. Jumlah molekul (atau mol) udara tetap. Karena volumenya berkurang sedangkan jumlah molnya tetap (n), udara di dalam tangki termampatkan. Tekanan udara di dalam tangki meningkat, P 2 > P1.

Gambar 2. Ketika minyak masuk ke dalam tangki, volume udara di dalam tangki berkurang dan tekanan udara meningkat.

Tekanan udara di dalam tangki lebih tinggi daripada tekanan udara di luar, sehingga udara di dalam tangki mengalir ke luar. Dengan demikian, tekanan di dalam tangki terjaga/tetap. Bagaimana udara dari tangki bisa mengalir ke luar? Breather valve memfasilitasi keluarnya udara ini. Pada saat tekanan udara di dalam tangki lebih besar daripada tekanan atmosferik, lempeng pressure akan terbuka, sedangkan lempeng vacuum tertutup. Terbukanya lempeng pressure menyebabkan udara dari dalam tangki mengalir ke luar. Dengan adanya breather valve ini, tangki tidak mengalami tekanan berlebih (overpressure).

Sumber: http://www.wermac.org/equipment/breather_valve.html

Gambar 3. Tekanan udara di dalam tangki lebih besar daripada tekanan atmosferik sehingga udara mengalir dari dalam tangki ke luar.

Minyak keluar dari tangki Pada kondisi awal, volume udara di atas permukaan minyak adalah V1. Jumlah mol udara adalah n. Tekanan udara di dalam tangki adalah P1. Ketika minyak dipompa keluar dari tangki, permukaan minyak di dalam tangki akan turun. Volume udara di atas permukaan minyak bertambah menjadi V2. V2 lebih besar daripada V1. Jumlah mol udara tetap (n). Karena volumenya bertambah sedangkan jumlah molnya tetap (n), tekanan udara di dalam tangki menurun (vacuum), P2 < P1.

“Fluida mengalir dari tekanan tinggi ke tekanan rendah. Prinsip ini digunakan oleh breather valve untuk menjaga tangki.”

Sumber: http://breather-valves.co.uk/tank-venting-storage-tank-top-valves-breather-valves-pvrv/

Gambar 4. Ketika minyak keluar dari tangki, volume udara di dalam tangki bertambah dan tekanan udara menurun.

Tekanan udara di luar lebih tinggi daripada tekanan udara di dalam tangki, sehingga udara dari luar mengalir ke dalam tangki. Jumlah mol udara di dalam tangki bertambah. Penambahan udara dari luar ini menjadikan tekanan udara di dalam tangki terjaga/tetap. Bagaimana udara dari luar bisa mengalir masuk ke dalam tangki? Breather valve memfasilitasi masuknya udara ini. Pada saat tekanan udara di dalam tangki lebih kecil daripada tekanan atmosferik, lempeng vacuum akan terbuka, sedangkan lempeng pressure tertutup. Terbukanya lempeng vacuum menyebabkan udara dari luar mengalir ke dalam tangki. Dengan adanya breather valve ini, tangki tidak mengalami vacuum.

Sumber: http://www.wermac.org/equipment/breather_valve.html

Gambar 5. Tekanan udara di dalam tangki lebih kecil daripada tekanan atmosferik sehingga udara mengalir dari luar ke dalam tangki.

Jika laju minyak keluar dari tangki lebih tinggi daripada kemampuan breather valve dalam menyediakan tambahan udara, tekanan udara di dalam tangki akan menurun. Dan terus menurun hingga akhirnya vakum (di bawah 1 atm absolut). Tekanan udara atmosfer (di luar tangki) lebih tinggi daripada tekanan udara di dalam tangki. Udara luar akan menekan tangki sehingga tangki menjadi kempot.

Sumber: https://www.dultmeier.com/blog/petro/tanks-not-properly-vented/

Gambar 6. Tangki berpotensi mengalami kerusakan jika tidak dilengkapi dengan breather valve yang memadai.

Breather valve, piranti ini berjasa menjaga keamanan tangki. Jika tangki kolaps, produksi minyak bisa terhenti karena tidak ada wadah penampung minyak. Di fasilitas produksi yang besar, kerugiannya bisa mencapai puluhan ribu barrel per hari. Kerugian ini bisa dihindari dengan breather valve yang menggunakan prinsip fluida mengalir dari tekanan tinggi ke tekanan rendah. Sebagai calon process engineer, saya bertanggung jawab memastikan kapasitas breather valve memadai untuk operasional tangki. Kapasitas breather valve yang memadai akan mencegah tangki mengalami tekanan berlebih (overpressure) maupun kempot (vacuum).

Catatan Prinsip breather valve untuk melindungi tangki air terproduksi sama dengan prinsip untuk tangki minyak.

Materi pelajaran terkait •

Fisika: Fluida Statis (Tekanan Fluida), Teori Kinetik Gas dan Termodinamika (Persamaan Gas Ideal).

•

Kimia: Stoikiometri (Hukum Dasar Kimia).

Memadaikah Tekanan di Pipa Transmisi?

Saya membayangkan diri menjadi seorang process engineer

yang membantu aktivitas

Operations. Area yang menjadi tanggung jawab saya adalah Stasiun A, B, dan C. Stasiun A dan B merupakan stasiun pengumpul, yaitu stasiun yang mengumpulkan fluida dari berbagai sumur. Stasiun C adalah stasiun pemroses gas, yaitu stasiun yang memproses gas hingga gas memenuhi spesifikasi gas jual. Stasiun A dan B mengirim gas ke Stasiun C melalui pipa transmisi (trunkline). Gas yang berada di dalam pipa transmisi memiliki tekanan tinggi, yaitu 1.000 psig. Gambar 1 memperlihatkan skema pipa transmisi Stasiun A, Stasiun B, dan Stasiun C. Deskripsi pipa transmisi sebagai berikut: •

Jarak dari Stasiun A ke Simpang adalah 5 km. Stasiun A memiliki 2 pipa (Pipa 1 dan Pipa 2) menuju Simpang dengan ukuran masing-masing 16 inch.

•

Jarak dari Stasiun B ke Simpang adalah 15 km. Pipa transmisinya (Pipa 3) berukuran 16 inch.

•

Jarak dari Simpang ke Stasiun C adalah 30 km. Pipa transmisinya (Pipa 4) berukuran 28 inch.

Masing-masing pipa transmisi terdapat valve untuk isolasi di area Simpang.

Gambar 1. Skema pipa transmisi Stasiun A, Stasiun B, dan Stasiun C.

Suatu ketika di Simpang terdapat pekerjaan modifikasi fasilitas pigging. Pekerjaan modifikasi ini penting untuk aktivitas pengoperasian pigging di pipa transmisi. (Oya, barangkali belum tahu, apakah pigging itu. Pigging merupakan aktivitas meluncurkan alat bernama pig ke dalam pipa dengan tujuan untuk membersihkan pengotor yang terdapat di dalam pipa atau untuk memeriksa integritas pipa.)

Gas yang terdapat di dalam pipa adalah gas bertekanan tinggi dan mudah terbakar. Para pekerja tidak boleh terpapar gas karena kecelakaan yang serius dapat terjadi. Area kerja harus diisolasi dari energi, dalam hal ini adalah energi dari gas bertekanan tinggi. Setelah melakukan kajian keselamatan, agar pekerja tidak terpapar gas, semua pipa transmisi harus “dikosongkan” dari gas, kecuali Pipa 1. (Untuk penyederhanaan, di dalam ulasan ini digunakan istilah “dikosongkan”. Aktualnya, bisa saja pipa tidak dikosongkan, melainkan hanya diturunkan tekanannya sampai nilai tertentu yang memenuhi aspek keselamatan, bergantung skenario yang akan dilakukan.) Gas di dalam Pipa 1 tidak perlu dikosongkan karena jumlah valve isolasinya memadai, ada 2 buah (double block). Sedangkan gas di dalam pipa-pipa lainnya harus dikosongkan karena jumlah valve isolasinya tidak memadai, masing-masing 1 buah (single block). Dengan demikian, selama pekerjaan modifikasi fasilitas pigging tersebut, tekanan di dalam semua pipa transmisi adalah 0 psig, kecuali Pipa 1 yang masih bertekanan.

Lokasi aktivitas modifikasi fasilitas pigging

Gambar 2. Tekanan di dalam pipa transmisi selama aktivitas modifikasi fasilitas pigging.

Gas di dalam Pipa 1 digunakan sebagai sumber fuel gas untuk GTG di Stasiun A. (GTG, gas turbine generator adalah pembangkit listrik tenaga gas.) Tekanan gas untuk GTG di Stasiun A sekurangkurangnya 150 psig. Tekanan gas di dalam Pipa 1 mula-mula 1.000 psig. Seiring waktu tekanan gas di dalam Pipa 1 akan berkurang karena dikonsumsi oleh GTG. Operator memonitor tekanan gas ini agar tetap di atas 150 psig.

Beberapa waktu kemudian pekerjaan modifikasi fasilitas pigging selesai. Aktivitas berikutnya adalah line packing Pipa 4. Line packing adalah aktivitas pengisian gas ke dalam pipa sehingga tekanan gas di dalam pipa tersebut mencapai nilai yang sudah ditentukan. Berdasarkan skenario yang sudah disusun, line packing Pipa 4 akan menggunakan gas dari Stasiun A dengan menggunakan Pipa 2. Pipa 3 belum diisi gas karena masih ada aktivitas di Stasiun B. Pipa 1 tetap digunakan untuk keperluan fuel gas GTG. (Karena sebab tertentu, Operations tidak menggunakan gas dari sumur yang sudah diolah sebagai fuel gas GTG, melainkan dari Pipa 1.)

Gambar 3. Skenario line packing Pipa 4 menggunakan gas dari Stasiun A melalui Pipa 2. Hanya valve di Pipa 2 dan 4 yang terbuka. Valve di pipa lain tertutup.

Stasiun A mulai mengalirkan gas ke Pipa 2 dan Pipa 4. Tekanan gas di Pipa 4 yang tadinya rendah, sedikit demi sedikit meningkat (ramp up). Kenaikan tekanan gas di Pipa 4 berjalan lambat. Untuk mengoptimalkan waktu, Operator memiliki ide meningkatkan laju kenaikan tekanan di Pipa 4. Idenya adalah menggunakan Pipa 1 untuk mengisi gas ke dalam Pipa 4. Dengan demikian, Pipa 1 dan Pipa 2 digunakan paralel mengisi gas ke dalam Pipa 4. Dengan ide ini diharapkan waktu line packing Pipa 4 menjadi lebih singkat. Tetapi muncul pertanyaan, bagaimana dengan tekanan gas untuk GTG yang harus dijaga sekurang-kurangnya 150 psig? Apakah tekanan gas untuk GTG akan turun hingga lebih kecil daripada 150 psig? Jika ya, GTG akan mati dan pasokan listrik terganggu. Jika pasokan listrik untuk motor dan berbagai equipment terganggu, justru Stasiun A tidak bisa mengirim gas sehingga aktivitas line packing pun terhenti. Operator menghubungi saya, jika ide tersebut dilakukan, berapakah tekanan gas di Pipa 1? Apakah masih memadai untuk keperluan fuel gas GTG? Pertanyaan ini harus segera dijawab sehingga saya melakukan perhitungan cepat (quick calculation). Saya mulai mengumpulkan dan mengolah data-data dimensi pipa transmisi sebagaimana ditampilkan pada Tabel 1. Tabel 1. Dimensi dan volume pipa transmisi

Pipa Pipa 1 Pipa 2 Pipa 4

Diameter inch m 16 0,41 16 0,41 28 0,71

Panjang (km) 5 5 30

Volume Pipa 1 dan Pipa 2

= 1.296 m3

Volume Pipa 1, Pipa 2, dan Pipa 4

= 13.208 m3

Volume (m3) 648 648 11.912

Selanjutnya, untuk perhitungan tekanan di dalam pipa, saya menggunakan metode sebagai berikut: Kondisi 1 Pipa 1 dan Pipa 2 diisi gas hingga tekanannya mencapai 1.000 psig (atau 1.014,7 psia). Belum ada aliran gas ke Pipa 4, sehingga Pipa 4 masih 0 psig (atau 14,7 psia). Gas menempati ruang Pipa 1 dan Pipa 2, yaitu sebesar 1.296 m3. Kondisi 2 Setelah itu, valve di Pipa 1 dan Pipa 2 dibuka. Gas mengalir ke Pipa 4. Setelah dibuka, gas menempati ruang Pipa 1, Pipa 2, dan Pipa 4 sebesar 13.208 m3. Volume ruang ini besarnya 10,2 kali daripada volume awal. Untuk keperluan perhitungan cepat, angka ini disederhanakan menjadi 10, sehingga V2 = 10 V1.

n1 = n 2 P1 = 1.014,7 psia

P2 (dicari)

V1

V2 = 10 V1

Kondisi 1

Kondisi 2

Kalkulasinya sebagai berikut: 𝑃𝑉 = 𝑛𝑅𝑇 𝑃2 𝑉2 𝑛2 𝑅𝑇2 = 𝑃1 𝑉1 𝑛1 𝑅𝑇1 Jumlah massa atau jumlah mol gas pada kondisi 1 sama dengan kondisi 2. n1 = n2.

Untuk penyederhanaan, temperatur pada kedua kondisi dianggap sama. T1 = T2 . (Kondisi aktualnya, pada saat terjadi penurunan tekanan, temperatur pun akan menurun. Untuk keperluan perhitungan cepat, penurunan temperatur ini diabaikan.) Dengan demikian, 𝑃2 𝑉2 =1 𝑃1 𝑉1 𝑃2 . 10𝑉1 =1 𝑃1 𝑉1 𝑃2 = 𝑃2 =

𝑃1 10

1.014,7 10

P2 = 101,5 psia = (101,5 – 14,7) psig = 86,8 psig

Pada saat valve ke arah Pipa 4 dibuka, tekanan di Pipa 1 dan Pipa 2 menurun dari 1.000 psig menjadi 87 psig ( < 150 psig). Tekanan gas ini tidak memadai untuk keperluan fuel gas GTG. Penurunan tekanan yang drastis ini terjadi karena volume Pipa 4 sangat besar dibandingkan volume Pipa 1 dan Pipa 2. Dengan demikian, saya akan menyarankan agar valve di Pipa 1 tidak dibuka dulu karena akan menurunkan tekanan gas yang diperlukan untuk GTG. Pertanyaannya berlanjut, yaitu kapan valve di Pipa 1 dapat dibuka? Pertanyaan ini bisa dijawab dengan cepat, yaitu jika tekanan gas di Pipa 4 sudah mencapai setidaknya 150 psig. Tekanan 150 psig adalah tekanan minimum yang diperlukan untuk fuel gas GTG.

Persamaan gas ideal sangat membantu saya untuk melakukan perhitungan cepat dalam mengambil keputusan apakah valve di Pipa 1 boleh dibuka atau tidak.

Catatan Perhitungan tersebut merupakan perhitungan kasar karena: -

Tidak memperhitungkan penurunan temperatur akibat penurunan tekanan.

-

Menganggap gas di dalam pipa transmisi sebagai gas ideal, bukan gas nyata. (Persamaan gas nyata memerlukan parameter-parameter tertentu sebagai "koreksi" terhadap persamaan gas ideal.)

-

Mengabaikan penurunan tekanan akibat gaya gesek gas dengan dinding pipa sepanjang puluhan km.

Perhitungannya memang merupakan perhitungan kasar, tetapi cukup memadai sebagai referensi dalam mengambil keputusan secara cepat.

Materi pelajaran terkait •

Fisika: Teori Kinetik Gas dan Termodinamika (Persamaan Gas Ideal).

•

Kimia: Stoikiometri (Hukum Dasar Kimia).

2 Corrosion Engineer Flow Assurance Engineer

Harga Korosi

Saya membayangkan menjadi seorang corrosion engineer. Saya bertanggung jawab dalam penyusunan strategi untuk melindungi fasilitas produksi dari bahaya korosi. Sejauh mana harga sebuah korosi? Saya menelaah studi yang dilakukan Federal Highway Administration (FHWA) di Amerika Serikat tahun 2002. Korosi dapat menyebabkan kerusakan yang berbahaya dan mahal. Korosi tidak hanya bermasalah di fasilitas produksi migas, melainkan juga di fasilitas lain mulai dari kendaraan, peralatan rumah, sistem air minum, hingga pipa, jembatan, dan bangunan. Menurut studi FWHA, selama 22 tahun, AS mengalami 52 kerusakan yang disebabkan oleh alam – termasuk hurricane, tornado, badai tropis, banjir, kebakaran – dengan kerugian mencapai USD 380 miliar, atau rata-rata USD 17 miliar per tahun. Berdasarkan penelitian, biaya langsung akibat korosi adalah USD 276 miliar per tahun, lebih besar dibandingkan kerusakan yang disebabkan alam. Walaupun begitu, tidak seperti kerusakan yang disebabkan alam, korosi dapat dikendalikan, tentunya dengan biaya tertentu. Metode untuk mencegah dan mengendalikan korosi bergantung pada: -

material yang akan dilindungi

-

faktor lingkungan, seperti tahanan (resistivitas) tanah dan kelembaban

Metode yang umum digunakan untuk mencegah dan mengendalikan korosi meliputi: -

Penggunaan coating

-

Penggunaan material tahan korosi (CRA - corrosion resistant alloy), plastik, dan polimer

-

Pemakaian corrosion inhibitor

-

Pemasangan proteksi katodik

Biaya langsung yang berkaitan dengan metode-metode tersebut adalah biaya pengendalian korosi, penelitian dan pengembangan, serta training/pelatihan. Diperkirakan 25-30% biaya korosi di AS dapat dihemat jika langkah-langkah penanganan korosi dilakukan. Biaya tidak langsung meliputi: -

Kehilangan produktivitas akibat berhenti atau penundaan operasi, kegagalan (failure), dan proses pengadilan.

-

Pajak dan overhead cost untuk material dan jasa penanganan korosi.

Sumber: https://www.shutterstock.com/image-photo/corrosion-rusty-through-socket-tube-steam-1440511688

Gambar 1. Korosi pada pipa menyebabkan pipa bocor.

Korosi merupakan faktor utama yang mempengaruhi umur dan keandalan pipa transmisi ke berbagai wilayah. Biaya tahunan yang terkait dengan korosi diperkirakan USD 7 miliar untuk memonitor, memelihara, dan mengganti aset. Dari jumlah tersebut, 80% digunakan untuk biaya monitor dan pemeliharaan. Pipa distribusi gas di AS mencakup 2.785.000 km pipa dengan tekanan gas rendah dan diameter pipa kecil. Pipa-pipa tersebut terbuat dari logam yang bisa terkorosi. Biaya langsung untuk menangani korosi diperkirakan USD 5 miliar/tahun.

Biaya korosi di sektor hulu migas di AS diperkirakan USD 1,4 miliar/tahun, dengan perincian USD 600 juta untuk pipa dan fasilitas, USD 500 juta untuk tubing sumur, dan USD 300 juta untuk proyek. Biaya korosi di sektor hilir migas di AS sekitar USD 3,7 miliar/tahun, dengan perincian USD 1,8 miliar untuk pemeliharaan, USD 1,4 miliar untuk vessel, dan USD 0,5 miliar untuk biaya kegagalan (fouling cost). Harga yang harus dibayar akibat korosi sangat mahal. Dari sekarang saya perlu menyiapkan kompetensi saya untuk setiap hal yang berkaitan dengan korosi agar saya bisa mengambil peran dalam menghadapi masalah korosi di dunia kerja nanti.

Korosi Atmosferik

Saya membayangkan menjadi seorang corrosion engineer. Saya perlu memahami kondisi atmosfer dan bagaimana pengaruhnya terhadap korosi di fasilitas produksi. Material fasilitas produksi yang terpapar udara dan polutannya dapat terkorosi. Korosi karena kondisi atmosfer ini berkaitan dengan keberadaan elektrolit (uap air/embun) yang membentuk lapisan tipis (film) di permukaan material.

Jenis Atmosfer Tingkat kerusakan korosi akibat atmosfer (lingkungan) bervariasi bergantung pada lokasi. Lokasi dikelompokkan menjadi desa (rural), kota (urban), industri, dan laut, atau kombinasinya. Tipe atmosfer untuk lokasi-lokasi itu sebagai berikut. Desa. Kondisi udara di desa tidak begitu korosif karena tidak mengandung polutan kimia, tetapi udara di desa mengandung partikulat organik dan anorganik. Zat/komponen utama yang dapat menyebabkan korosi adalah kelembaban, oksigen, dan karbon dioksida. Kota. Kondisi udara di kota mirip dengan kondisi udara di desa dengan sedikit aktivitas industri. Kontaminan tambahannya adalah SOx dan NOx dari kendaraan bermotor dan emisi bahan bakar domestik. Industri. Kondisi udara di lingkungan industri dapat mengandung sulfur dioksida, klorida, fosfat, dan nitrat.

Laut. Udara di lingkungan laut mengandung partikel klorida. Partikel ini mengendap di permukaan material. Udara laut umumnya sangat korosif. Korosivitasnya bergantung pada arah angin, kecepatan angin, dan jarak dari pantai.

Reaksi korosi Kebutuhan fundamental agar terjadi proses elektrokimia korosi adalah ketersediaan elektrolit. Lapisan tipis (film) elektrolit akan terbentuk di permukaan logam pada kondisi atmosferik setelah tingkat kelembaban kritisnya tercapai. Untuk besi, tingkat kelembaban kritisnya adalah 60% di atmosfer yang bebas dari sulfur dioksida. Reaksi yang terjadi sebagai berikut: Reaksi di anoda : 2Fe

→ 2Fe2+ + 4e-

Reaksi di katoda : O2 + 2H2O + 4e- → 4OH-

Gambar 1. Korosi yang terjadi di permukaan besi.

Variabel penentu korosi atmosferik Variabel penting yang menentukan korosi akibat atmosfer sebagai berikut. 1. Lamanya permukaan dalam kondisi basah Lamanya sebuah permukaan dalam kondisi basah (yaitu tersedianya elektrolit di permukaan material) merupakan parameter penting yang menentukan durasi berlangsungnya korosi. Lamanya waktu permukaan basah ini bergantung pada kelembaban kritisnya.

2. Sulfur dioksida Sulfur dioksida merupakan produk pembakaran sulfur yang terkandung di dalam bahan bakar fosil. Senyawa ini mempunyai peran penting dalam proses korosi di wilayah kota dan industri. Sulfur dioksida dapat terakumulasi di permukaan logam dan memiliki kelarutan tinggi di dalam air.

3. Klorida Salinitas di udara meningkatkan laju korosi. Garam NaCl dan MgCl2 merupakan garam higroskopis (mudah menyerap air), membentuk elektrolit di permukaan material, dan berperan dalam proses korosi. Ion klorida juga berpartisipasi langsung dalam reaksi elektrokimia korosi.

4. Temperatur Kenaikan temperatur mendorong serangan korosi karena peningkatan laju reaksi elektrokimia dan proses difusi. Pada kelembaban tetap, peningkatan temperatur dapat meningkatkan laju korosi. Walaupun demikian, kenaikan temperatur dapat menyebabkan kelembaban-relatif menurun. Pada saat kelembaban-relatif menurun, laju penguapan elektrolit yang berada di permukaan material menjadi meningkat. Hal ini menyebabkan permukaan material tidak basah. Ketika permukaan material tidak basah, laju korosi berkurang.

Dengan pemahaman mengenai korosi atmosferik ini, sebagai corrosion engineer, saya akan menentukan jenis material yang sesuai untuk dipasang di fasilitas produksi. Selain itu, saya juga akan menerapkan jenis perlindungan terhadap korosi untuk memastikan service life material tersebut terpenuhi.

Materi pelajaran terkait •

Kimia: Redoks dan Elektrokimia (Korosi), Kimia Lingkungan (Udara), Kimia Unsur, Larutan (Larutan Elektrolit), Laju Reaksi (Faktor Laju Reaksi).

•

Biologi: Ekosistem dan Lingkungan (Pencemaran Lingkungan).

Korosi di Dalam Tanah

Saya membayangkan menjadi seorang corrosion engineer. Saya bertanggung jawab atas integritas pipa transmisi gas jual (sales gas) yang jaraknya mencapai ratusan km. Pipa ini sebagian besar ditanam di bawah tanah. Saya perlu memahami karakteristik tanah dan kandungannya karena berpengaruh terhadap integritas pipa. Tanah merupakan agregat mineral, senyawa organik, air, dan gas (umumnya udara). Kandungan konstituen berbeda untuk jenis tanah yang berbeda. Sebagai contoh, humus memiliki kandungan senyawa organik yang banyak, sedangkan kandungan senyawa organik di pasir pantai dapat dikatakan nol. Karakteristik tanah bervariasi dan merupakan fungsi dari kedalaman tanah.

Parameter tanah yang mempengaruhi korosivitas Parameter-parameter yang mempengaruhi laju korosi di dalam tanah di antaranya air, tingkat aerasi, pH, potensial redoks, resistivitas, ion terlarut (garam), dan aktivitas mikroba.

Air Air – dalam fasa cair – merupakan elektrolit yang diperlukan agar proses elektrokimia/korosi berlangsung. Air tanah berpindah dari area basah ke area kering. Tanah memiliki daya tampung air yang kapasitasnya berbeda-beda, bergantung pada tekstur tanah. Tanah berpasir kasar (coarse sand) memiliki daya tampung kecil, sedangkan tanah liat halus (fine clay soil) memiliki daya tampung besar.

Tingkat aerasi Kadar oksigen di dalam tanah menurun seiring bertambahnya kedalaman tanah. Oksigen berpengaruh penting terhadap laju reaksi karena terlibat dalam reaksi elektrokimia. Walaupun begitu, kehadiran sejumlah mikroba, seperti SRB (sulfate-reducing bacteria), dapat menyebabkan laju korosi tinggi walaupun kondisinya anaerob. Pergerakan oksigen lebih banyak berlangsung di dalam tanah kering dan bertekstur kasar dibandingkan dengan tanah bertekstur halus. Kegiatan ekskavasi dapat meningkatkan tingkat aerasi di dalam tanah dibandingkan tanah yang tidak diekskavasi. Dengan demikian, laju korosi di dalam tanah dengan kadar oksigen tinggi lebih cepat dibandingkan tanah berkadar oksigen rendah.

Sumber: https://www.corrosionpedia.com/corrosion-resistant-composite-and-cipp/2/6772

Gambar 1. Kegiatan ekskavasi tanah meningkatkan tingkat aerasi di dalam tanah.

pH Tanah umumnya memiliki pH 5 hingga 8. Dengan rentang ini, pH bukanlah variabel utama yang mempengaruhi laju korosi. Tanah yang bersifat asam dapat menyebabkan korosi serius terhadap material pipa. Keasaman tanah disebabkan oleh air lindi (leaching), penguraian (dekomposisi) tumbuhan yang bersifat asam, limbah industri, hujan asam, dan aktivitas mikroba. Tanah yang bersifat basa memiliki kandungan natrium, kalium, magnesium, dan kalsium yang tinggi. Magnesium dan kalsium cenderung membentuk endapan berkapur (calcareous deposit) di struktur bawah tanah sehingga melindungi material dari korosi. pH tanah mempengaruhi kelarutan produk hasil korosi dan juga mempengaruhi aktivitas mikroba di dalam tanah.

Resistivitas tanah Resistivitas tanah sering dijadikan indikator korosivitas tanah. Laju gerakan ion berasosiasi dengan tingkat reaksi korosi di dalam tanah. Ketika resistivitas tanah tinggi, laju gerakan ion lambat dan tingkat reaksi korosi pun rendah. Jika kandungan air tinggi, resistivitas tanah menurun.

Ion klorida Ion klorida umumnya berbahaya karena terlibat langsung dalam reaksi pelarutan (dissolution) logam. Kehadiran ion ini menurunkan resistivitas tanah. Ion klorida secara alami terdapat di dalam tanah.

Ion sulfat Dibandingkan dengan ion klorida, tingkat bahaya korosi ion sulfat lebih rendah. Keberadaan ion sulfat berpotensi menimbulkan risiko terhadap logam karena sulfat dapat diubah menjadi sulfida yang sangat korosif. Perubahan ini dilakukan oleh sulfate-reducing bacteria (SRB) melalui proses anaerob.

Mikroba Keberadaan dan aktivitas mikroba dapat menyebabkan korosi. Jenis korosinya disebut microbiologically influenced corrosion (MIC). Bakteri, jamur (fungi), dan mikroba lainnya berperan penting dalam korosi di dalam tanah. Korosi yang disebabkan mikroba ini dapat berlangsung cepat. Beberapa jenis mikroba berkembang dalam kondisi aerob. Mikroba yang lain berkembang dalam kondisi anaerob. Kondisi anaerob mungkin terbentuk dalam lingkungan mikro, walaupun lingkungan sekitarnya aerob. pH dan ketersediaan nutrien juga memainkan peran penting dalam pertumbuhan mikroba di dalam tanah.

Perlindungan dari Korosi Perlindungan pertama terhadap korosi untuk material yang berada di dalam tanah adalah coating. Coating merupakan penghalang fisik terhadap lingkungan. Sistem anoda korban (sacrificial anode) atau proteksi katodik (impressed current cathodic protection) merupakan sistem tambahan. Sistem tambahan tersebut diperlukan untuk “menambal” cacat pada coating dan ketidakkontinuan coating.

Sumber: http://www.corrosionresistanttape.com/sale-11343032-undergroundpipeline-viscoelastic-tape-coating-materials-for-corrosion-prevention.html

Gambar 2. Perlindungan pipa dari korosi dengan menggunakan coating.

Materi pelajaran terkait •

Kimia: Redoks dan Elektrokimia (Korosi), Kimia Lingkungan (Tanah), Larutan (Larutan Elektrolit, pH Asam Basa), Laju Reaksi (Faktor Laju Reaksi), Kimia Unsur

•

Biologi: Bakteri, Fungi, Metabolisme (Katabolisme)

Mikroba Penyebab Korosi

Saya membayangkan menjadi seorang corrosion engineer. Saya memiliki tanggung jawab menjaga integritas aset dari korosi. Korosi disebabkan banyak hal, salah satunya mikroba. Sejumlah mikroba yang terdapat di lapangan migas dapat menyebabkan masalah, baik langsung maupun tidak langsung, yang menimbulkan kegagalan operasional dan kerugian ekonomi. Korosi yang disebabkan oleh mikroba ini (microbiologically influenced corrosion, MIC) memperoleh perhatian berbagai disiplin, antara lain disiplin material, korosi, biologi, dan mikrobiologi. Korosi oleh mikroba mendegradasi integritas, safety, dan reliabilitas pengoperasian pipa dan sistem lain. Keberadaan air, walaupun sedikit, sangat penting bagi mikroba. Mereka dapat tumbuh dan berkembang biak dengan cepat. Mereka memiliki kemampuan yang mengagumkan untuk berkoloni di lingkungan yang kondisi fisiknya memungkinkan dan kaya nutrisi. Sejumlah mikroba dapat hidup di lingkungan yang ekstrim, seperti pH rendah (asam), pH tinggi (basa), temperatur rendah, temperatur tinggi, tekanan rendah, dan tekanan tinggi. Mereka tidak hanya dapat bertahan pada lingkungan tersebut, melainkan juga dapat membuat lingkungan yang agresif terhadap kerusakan logam, baik langsung maupun tidak langsung. Organisme kecil ini dapat menyebabkan kerusakan serius pada sistem besar yang sudah susah payah dirancang dan dibangun. Untuk aktivitas korosinya, mikroba biasanya menempel pada permukaan logam. Bentuknya dapat berupa lapisan tipis (biofilm) yang tersebar atau tumpukan (biodeposit) yang terpisah (discrete). •

Biofilm. Lapisan film tipis umumnya banyak ditemui di sistem yang terpapar air laut, walaupun dapat ditemui juga di air tawar. Diperlukan waktu berminggu-minggu agar

lapisan film tersebut matang. Lapisan film tersebut umumnya berpencar, tidak kontinu. Biofilm dapat menyelimuti permukaan logam secara luas. •

Biodeposit. Mikroba-mikroba dapat berkelompok dan bertumpuk hingga diameternya mencapai beberapa cm. Berbeda dengan biofilm yang tersebar luas, biodeposit biasanya hanya berada di lokasi-lokasi tertentu, tidak tersebar luas. Biodeposit dapat menyebabkan korosi lokal.

Salah satu mikroba penyebab korosi adalah sulfate-reducing bacteria (SRB). SRB merupakan bakteri anaerob. Bakteri ini memerlukan lingkungan tanpa oksigen agar dapat menjalankan fungsinya secara efisien. Walaupun begitu, mereka dapat ditemukan di dalam air yang mengandung oksigen sampai mereka menemukan lingkungan yang ideal untuk mendukung metabolisme dan perkembangbiakan mereka. SRB dapat hidup pada temperatur tinggi (sekitar 100°C) dan tekanan tinggi, yaitu 17 hingga 31 MPa (sekitar 2400 - 4500 psig). SRB juga dapat hidup pada temperatur sekitar 35°C pada tekanan atmosferik. SRB sering hadir dalam korosi di lapangan migas karena mereka umumnya terdapat di dalam tanah, permukaan air, dan endapan di dalam air. Keberadaan mereka ditandai dengan adanya korosi lokal dengan produk korosi sulfida berwarna hitam. SRB memperoleh energi dengan mengoksidasi senyawa organik atau molekul hidrogen (H 2), dengan mereduksi sulfat (SO42-) menjadi hidrogen sulfida (H2S). Keberadaan H2S menyebabkan masalah yang serius. Ia bereaksi dengan ion logam (besi), menghasilkan FeS.

Sumber: https://www.researchgate.net/figure/Mechanism-of-the-microbial-corrosion-of-oil-pipelines_fig10_236653244

Gambar 1. Mekanisme korosi oleh mikroba di dalam pipa. Hidrokarbon merupakan sumber makanan bagi sejumlah mikroba MIC. Hal ini menyebabkan hidrokarbon terdegradasi. Studi mengungkapkan mikroba Bacilli mendegradasi (CH2-CH2)n menjadi (R-CH3) dalam minyak dan diesel, dan mampu mengoksidasi besi/mangan menjadi oksidanya. Aktivitas mikroba ini menyebabkan minyak menjadi keruh, korosi di pipa, dan produk berbau/asam (souring).

Sumber: https://www.protectiondesign.com/single-post/2016/03/14/What-is-MIC-1

Gambar 2. Korosi di dinding dalam pipa akibat aktivitas mikroba.

Sumber: https://aem.asm.org/content/80/4/1226

Gambar 3. Korosi di permukaan luar pipa akibat mikroba.

Materi pelajaran terkait •

Kimia: Redoks dan Elektrokimia (Korosi), Kimia Lingkungan (Air, Tanah), Larutan (Larutan Elektrolit, pH Asam Basa), Laju Reaksi (Faktor Laju Reaksi), Kimia Unsur, Kimia Karbon (Hidrokarbon).

•

Biologi: Bakteri, Fungi, Metabolisme (Katabolisme, Komponen yang Berperan dalam Metabolisme).

Corrosion Under Pipe Support (CUPS)

Saya membayangkan menjadi seorang corrosion engineer. Integritas pipa dan equipment menjadi tanggung jawab saya. Salah satu yang menjadi perhatian saya adalah korosi yang berlangsung di penyangga pipa (corrosion under pipe support). Korosi di penyangga pipa merupakan salah satu penyebab utama kegagalan pipa di fasilitas produksi. Secara statistik, korosi ini adalah penyebab korosi eksternal yang paling sering terjadi pada pipa. Terbentuk sistem galvanik akibat kontaknya dua material logam yang berbeda. Walaupun material pipa dan material penyangga sama-sama baja, ada kemungkinan masih terdapat perbedaan potensial karena perbedaan metalurgi. Perbedaan potensial dapat menyebabkan korosi. Material pipa dan logam penyangga biasanya berbeda. Pada saat kontak, akan terdapat perbedaan potensial yang berpotensi menyebabkan korosi. Untuk menghindari korosi, material pipa dan logam penyangga harus terpisah, tidak boleh kontak. Material yang bersifat isolator harus dipasang di antara pipa dan penyangga. Selain kontak logam dengan logam, korosi di penyangga pipa ini disebabkan pula oleh air yang terperangkap di celah antara pipa dan penyangga. Ketika air terperangkap, cat pelindung berpotensi gagal menjalankan fungsinya. Cat umumnya didesain agar tahan pada saat terpapar ke atmosfer, bukan tercelup (imersi) ke dalam air. Semakin lama permukaan cat terpapar air, ia semakin lunak dan terkelupas. Pada saat terkelupas inilah material pipa terpapar air.

Sumber: https://stoprust.com/technical-library-items/06-pipe-supports/

Gambar 1. Korosi karena kontak antarlogam yang memiliki perbedaan potensial.

Pipa terpapar air yang mengandung oksigen. Di fasilitas produksi offshore (tengah laut atau tepi pantai), air juga mengandung klorida dengan konsentrasi cukup tinggi. Pipa pun akan terkorosi. Jika korosi ini tidak terdeteksi, pipa akan rusak dan gagal menjalankan fungsinya.

Sumber: https://stoprust.com/i-rod-pipe-supports/

Sumber: https://www.linkedin.com/company/i-rod-pipe-supports

Gambar 2. Isolator dipasang untuk menghindari kontak antarlogam serta untuk menghindari air terperangkap di celah antara pipa dan penyangga.

Faktor yang berkontribusi terhadap korosi di area ini meliputi: -

kelembaban (dari udara, hujan, dan lainnya) serta kontaminan (misalnya klorida dari air laut)

-

temperatur operasi di dalam pipa

-

ekspansi termal dan kontraksi yang terjadi pada pipa yang dapat menyebabkan kerusakan pada cat atau menyebabkan keretakan

-

korosi internal dan eksternal

-

ketidakmampuan dalam menginspeksi/merawat

-

desain penyangga pipa

-

kerusakan pada cat pelindung

Penggunaan material isolasi memiliki banyak manfaat, antara lain: -

Meningkatkan safety dan kehandalan (reliabilitas) fasilitas produksi dengan meminimumkan kerusakan pipa.

-

Umur pipa lebih lama, dengan demikian umur fasilitas produksi pun dapat diperpanjang.

-

Meminimalkan kehilangan produksi.

-

Meningkatkan kepercayaan diri dalam memahami risiko yang disebabkan oleh CUPS serta integrasi pipa.

Materi pelajaran terkait •

Fisika: Suhu dan Kalor (Pemuaian)

•

Kimia: Redoks dan Elektrokimia (Sel Volta, Korosi), Kimia Lingkungan (Air, Tanah), Larutan (Larutan Elektrolit, pH Asam Basa), Laju Reaksi (Faktor Laju Reaksi), Kimia Unsur, Kimia Karbon (Hidrokarbon).

•

Biologi: Bakteri, Fungi, Metabolisme (Katabolisme, Komponen yang Berperan dalam Metabolisme).

Kerak, si Penghambat Aliran

Saya membayangkan menjadi seorang flow assurance engineer. Saya bertanggung jawab mengidentifikasi, mengkuantifikasi, dan mencegah risiko berkaitan dengan laju alir fluida di dalam pipa. Saya akan memastikan tidak ada masalah operasional dalam laju alir fluida dari sumur ke fasilitas produksi dan dari fasilitas produksi ke konsumen. Salah satu yang menjadi perhatian saya adalah kerak (scale) di dalam pipa. Kerak adalah masalah serius bagi industri minyak dan gas. Akibat kerak, produksi dapat menurun hingga nol dalam waktu beberapa jam dan biaya penanganannya sangat mahal. Setiap tahun jutaan dolar dikeluarkan akibat kerusakan peralatan maupun kehilangan produksi akibat kerak. Kerak merupakan salah satu penyebab utama penurunan produksi. Di Laut Utara 28% penurunan produksi disebabkan oleh pembentukan kerak. Kerak diperkirakan merupakan satu dari tiga besar masalah produksi yang berkaitan dengan air, setelah korosi dan hidrat gas. Biaya yang dikeluarkan akibat kerak di seluruh dunia diperkirakan 4 miliar dolar setiap tahun. Seiring menuanya umur reservoir minyak dan memerlukan pemeliharaan tekanan dengan water flooding, biaya akibat kerak diperkirakan semakin meningkat. Kerak terendapkan dari air terproduksi (produced water). Kerak berpotensi menyebabkan masalah serius karena dapat menyumbat pipa, valve, dan fasilitas produksi. Kerak yang sering terdapat dalam industri migas adalah kalsium karbonat, barium sulfat, strontium sulfat, dan kalsium sulfat. Kalsium karbonat (CaCO3) disebut juga kerak calcite. Kalsium karbonat terbentuk ketika ion kalsium bersenyawa dengan ion karbonat atau ion bikarbonat.

Ca2+ + CO32- → CaCO3(s) Ca2+ + 2 HCO3- → CaCO3(s) + CO2 + H2O Barium sulfat terbentuk ketika ion barium bersenyawa dengan ion sulfat. Ba2+ + SO42- → BaSO4(s) Strontium sulfat terbentuk ketika ion strontium bersenyawa dengan ion sulfat. Sr2+ + SO42- → SrSO4(s) Kalsium sulfat dapat terpresipitasi jika kalsium bersenyawa dengan ion sulfat. Ca2+ + SO42- → CaSO4(s)

(a)

(b) Sumber: https://fqechemicals.com/contaminants/barium-sulfate-scale/

Gambar 1. (a) Penampakan bagian dalam pipa yang diselimuti kerak barium sulfat. (b) Kerak barium sulfat.

Kelarutan merupakan parameter untuk memperkirakan apakah suatu senyawa berada dalam larutan tanpa ada endapan. Kelarutan didefinisikan sebagai jumlah maksimum zat terlarut (solute) yang dapat larut dalam pelarut pada kondisi fisik tertentu (tekanan, temperatur, pH, dan lain-lain). Semakin tinggi kelarutan suatu senyawa, semakin banyak jumlah senyawa yang dapat larut dalam larutan tersebut. Kelarutan senyawa dapat berubah jika tekanan, temperatur, dan/atau komposisi berubah. Senyawa yang berbeda memiliki kelarutan yang berbeda. Kelarutan kalsium karbonat, barium sulfat, strontium sulfat, dan kalsium sulfat dalam air relatif kecil. Karena itulah senyawa-senyawa tersebut cenderung terendapkan dari air terproduksi membentuk kerak. Di dalam reservoir, fluida mengandung garam terlarut yang berasal dari batuan reservoir. Garam ini jenuh dan berada dalam kesetimbangan. Ketika fluida naik ke permukaan, ada perubahan kondisi operasi. Tekanan dan temperatur di permukaan berbeda dengan di dalam reservoir. Kesetimbangan pun terganggu dan terbentuklah endapan garam atau kerak. Kerak mulai terbentuk ketika satu atau beberapa komponen melebihi batas kelarutan. Ksp merupakan hasil kali kelarutan. Ksp merupakan konstanta. Dari data Ksp kita mengetahui berapa banyak ion yang larut (umumnya dinyatakan dalam mol/L) dalam suatu pelarut sebelum terjadi endapan garam/kerak. Rasio kelarutan (saturation ratio, SR) digunakan untuk mengidentifikasi apakah larutan garam tertentu belum jenuh, jenuh, atau lewat jenuh. Untuk garam kalsium karbonat, barium sulfat, strontium sulfat, dan kalsium sulfat, rasio kelarutannya adalah: [𝑀2+ ][𝑋 2− ] 𝑆𝑅 = 𝐾𝑠𝑝 dengan

M2+ : Ca2+, Ba2+, atau Sr2+ X2- : CO32- atau SO42Ksp : Ksp untuk CaCO3, BaSO4, SrSO4, atau CaSO4

•

Jika SR < 1, larutan belum jenuh (unsaturated). Jika ada tambahan garam yang dimasukkan ke dalam larutan, tambahan garam tersebut masih bisa melarut. Belum terbentuk endapan garam.

•

Jika SR = 1, larutan bersifat jenuh (saturated). Belum ada endapan. Tidak ada tambahan garam lagi yang dapat melarut dalam larutan ini karena larutan sudah jenuh.

•

Jika SR > 1, larutan bersifat lewat jenuh (supersaturated). Pada kondisi ini endapan garam sudah terbentuk.

Pencegahan Kerak Masalah pembentukan kerak ditanggulangi dengan scale inhibitor. Bahan kimia ini melekat pada permukaan kristal garam. Keberadaan scale inhibitor mencegah pertumbuhan kristal sehingga pembentukan endapan pun terhambat. Scale inhibitor dapat mencegah pengendapan kerak, tetapi tidak dapat melarutkan endapan kerak yang telah terbentuk. Dengan demikian fungsi utama scale inhibitor adalah pencegahan, bukan remediasi. Scale inhibitor mesti memiliki sifat-sifat sebagai berikut : •

Ia bisa mencegah pembentukan kerak pada rentang temperatur dan tekanan tertentu.

•

Ia mesti selaras (compatible) dengan air terproduksi untuk mencegah pembentukan padatan dan/atau suspensi.

•

Ia mesti selaras dengan material valve, wellbore, dan flowline, yaitu korosivitasnya rendah.

•

Ia mesti selaras dengan bahan kimia lain, seperti corrosion inhibitor, sehingga tidak ada padatan yang terbentuk dan kinerja setiap inhibitor tidak bertentangan.

•

Ia mesti memiliki kestabilan termal pada temperatur operasi.

•

Residunya pada air terproduksi mesti dapat dideteksi untuk keperluan monitoring.

Menghilangkan kerak Kerak yang terbentuk pada fasilitas produksi dapat dihilangkan dengan cara mekanik, seperti pigging, atau melarutkannya menggunakan bahan kimia. Ketika pig diluncurkan ke dalam pipa, ia dapat menghilangkan endapan kerak pada dinding pipa secara mekanik. Kerak tersebut terdorong oleh gerakan pigging sehingga dinding pipa bersih dari kerak. Asam dapat bereaksi dengan kerak dan melarutkan endapan kerak pada dinding pipa. Untuk menghilangkan kerak kalsium karbonat digunakan asam klorida. Kerak kalsium sulfat tidak larut dalam asam klorida. Inorganic converter, seperti amonium karbonat ((NH4)2CO3), dapat mengubah kalsium sulfat menjadi kalsium karbonat, yang selanjutnya dilarutkan dengan asam klorida. Agar asam tidak membuat korosi pada dinding pipa, perlu ditambahkan corrosion inhibitor. Corrosion inhibitor akan membentuk lapisan pelindung pada dinding pipa. Keberadaan lapisan pelindung ini menghambat reaksi reduksi dan oksidasi di dinding pipa sehingga mencegah korosi pada pipa.

Materi pelajaran terkait •

Kimia: Stoikiometeri, Kimia Lingkungan (Air), Larutan (Garam, Kelarutan dan Hasil Kali Kelarutan), Redoks dan Elektrokimia (Korosi).

3 Safety Engineer Instrument Engineer Environmental Engineer

Terbakar dengan Sendirinya

Saya membayangkan menjadi seorang safety engineer. Saya akan memastikan semua sistem dan aktivitas di stasiun pengumpul berlangsung dengan aman. Salah satu aktivitas yang akan dilaksanakan di stasiun pengumpul adalah memodifikasi bagian dalam separator. Manhole separator akan dibuka, dan orang akan masuk ke dalam separator. Pipa dan peralatan di stasiun pengumpul banyak menggunakan material baja karbon (carbon steel). Fluida yang mengalir dari sumur ke stasiun mengandung gas H2S dalam kadar yang cukup tinggi. Keberadaan H2S perlu mendapat perhatian khusus bagi setiap orang yang terlibat dalam aktivitas modifikasi ini, karena gas H2S beracun dan juga kemungkinan terdapat padatan kecil/kristal FeS yang menempel di dinding dalam separator. Pada saat depressurize dan purging, gas hidrokarbon dan H2S akan dihilangkan dari separator. Sedangkan FeS yang berupa padatan/kristal tetap berada di dalam separator, menempel di dindingnya. Mengapa FeS perlu diwaspadai? Hal ini karena FeS akan terbakar dengan sendirinya (auto ignition) jika bersentuhan dengan udara. Insiden yang serius akan terjadi jika pada saat orang bekerja di dalam separator, FeS bereaksi dengan udara menimbulkan api dan menyebabkan orang tersebut cedera. Pemahaman mengenai apakah FeS itu, bagaimana reaksinya dengan udara, dan langkah apa yang diperlukan untuk mengatasi bahayanya, sangat diperlukan untuk aktivitas inspeksi dan modifikasi bagian dalam separator.

Bagaimana FeS terbentuk? FeS terbentuk karena terjadi reaksi karat (Fe2O3) dengan H2S. Fe2O3 + 3 H2S → 2 FeS + 3 H2O + S FeS akan menempel di dinding separator. Tidak hanya di dalam separator, FeS pun dapat menempel di peralatan lain, seperti glycol contactor. Pada saat separator dibuka, FeS akan bereaksi dengan oksigen dari udara membentuk oksida besi. 4 FeS + 3 O2 → 2 Fe2O3 + 4 S

H = - (eksoterm)

4 FeS + 7 O2 → 2 Fe2O3 + 4 SO2

H = - (eksoterm)

Reaksi FeS dengan oksigen merupakan reaksi eksoterm (melepas panas) serta menghasilkan asap putih (SO2) dan api. Proses ini berlangsung cepat. Oksida besi akan berpijar dan membakar benda yang ada di sekitarnya. Jika separator belum bersih sehingga masih ada hidrokarbon berbentuk cair maupun padatan yang menempel di dinding separator, hidrokarbon akan terbakar dan membahayakan pekerja yang sedang beraktivitas di dalam separator. Dari materi Kimia yang saya pelajari, elektronegativitas oksigen lebih besar daripada elektronegativitas sulfur. Elektronegativitas oksigen 3,44, sedangkan elektronegativitas sulfur 2,58. Ketika besi (Fe) menyediakan elektron, oksigen dan sulfur akan berlomba menangkap elektron tersebut. Karena elektronegativitas oksigen lebih besar, oksigen lebih mudah menangkap elektron ini dibandingkan sulfur. Inilah yang terjadi pada reaksi FeS dengan O 2. Fe akhirnya berikatan dengan oksigen, dan sulfur pun terlepas. Bersama tim, saya akan merumuskan langkah-langkah alternatif yang bisa dilakukan untuk menghindari bahaya FeS piroforik ini sehingga aktivitas memodifikasi bagian dalam separator dapat dilakukan dengan aman. Pemahaman mengenai FeS dalam industri migas adalah hal yang penting bagi saya. Materi dalam pelajaran Kimia, seperti stoikiometri, reaksi redoks, termokimia, struktur atom, dan ikatan kimia, membantu saya memahami FeS ini.

“Reaksi FeS dengan oksigen merupakan reaksi eksoterm (melepas panas) serta menghasilkan asap putih dan api. Proses ini berlangsung cepat.”

Sumber: https://www.ecmweb.com/national-electrical-code/article/20899461/pyrophoric-materials-and-nec-article-500

Materi pelajaran terkait •

Kimia: Stoikiometri, Struktur Atom (Konfigurasi Elektron), Sistem Periodik (Jari-jari Atom, Elektronegativitas), Ikatan Kimia (Ikatan Ion), Reaksi Oksidasi dan Reduksi, Termokimia (Reaksi Eksoterm).

PSV, Pendekar Terakhir

Saya membayangkan menjadi seorang instrument engineer. Salah satu piranti yang menjadi tanggung jawab saya adalah PSV (pressure safety valve). PSV merupakan instrumen yang sangaaaaat penting untuk menjaga fasilitas produksi dari tekanan berlebih (overpressure). PSV ini mirip pendekar terakhir dalam film silat. Ketika para pendekar sudah tidak berdaya menghadapi kesaktian musuh, harapan diletakkan pada pendekar terakhir. Pendekar terakhir inilah yang akan menghadang kesaktian musuh sehingga kerusakan di muka bumi dapat dihindari. (Halah, berlebihan. ☺ )

Overpressure

PSV

“Jurus lepas”

High-high pressure

SDV

“Jurus tutup”

High pressure

Alarm

“Jurus kabari”

Operating pressure

Control valve

“Jurus atur”

Tekanan makin tinggi

Sumber: https://www.spartancontrols.com/applied-technology/valves/control/sliding-stem-valves/fisher-gx-control-valve-and-actuator-system/ https://www.armatec.com/no/products/valves/icss/emergency-shutdown-valves/esd-emergency-shutdown-valves/ http://www.wermac.org/valves/valves_pressure_relief.html

Gambar 1. Empat “pendekar” untuk menangani tekanan di dalam fasilitas produksi.

4 Pendekar Utama Ada empat pendekar utama di dalam fasilitas produksi yang menangani besarnya tekanan fluida, yaitu control valve, alarm, SDV, dan PSV. Fluida yang kita bahas dalam tulisan ini adalah gas. Gambar 1 menyajikan peran setiap piranti ini dalam menangani tekanan gas.

Dalam ulasan ini, untuk penyederhanaan, kita hanya melihat sumur dan fasilitas produksi. Sumur merupakan sumber energi dan fluida bertekanan. Fasilitas produksi (stasiun) merupakan penerima energi dan fluida bertekanan dari sumur.

Sumur Stasiun / Fasilitas Produksi

Gambar 2. Skema sederhana sumur dan fasilitas produksi.

Control valve Dalam sebuah fasilitas produksi migas, komponen yang berperan penting dalam mengendalikan dan mengatur kondisi operasi adalah control valve. Idealnya tekanan gas yang berada di dalam fasilitas produksi stabil, tidak berubah-ubah. Jika tekanan gas yang masuk ke fasilitas produksi meningkat karena sebab tertentu, control valve akan beraksi sedemikian rupa sehingga tekanan gas di dalam fasilitas produksi tetap berada di angka yang ditentukan. Control valve adalah "pendekar" pertama. Jurus andalannya adalah “jurus atur”. Control valve berfungsi mengatur (regulate) tekanan gas agar stabil di angka yang

sudah ditentukan sebelumnya. Gonjang ganjing tekanan gas akan mengganggu proses yang berlangsung di dalam fasilitas produksi.

Tekanan meningkat

Sumur

Tekanan operasi (normal)

Control valve (mengatur tekanan)

Stasiun / Fasilitas Produksi

Gambar 3. Control valve mengatur tekanan di dalam fasilitas produksi.

Alarm Bagaimana jika control valve gagal melakukan tugasnya (fail)? Ketika control valve gagal melakukan tugasnya, tekanan gas yang masuk ke dalam fasilitas produksi akan meningkat. "Pendekar" kedua yang akan beraksi adalah alarm. Jurus andalan pendekar ini adalah “jurus kabari”. Pada saat tekanan gas mencapai nilai tertentu (yaitu settingan high alarm), alarm akan berbunyi dan/atau mengeluarkan tampilan tertentu di layar DCS sehingga operator tahu ada sesuatu yang tidak normal. Tugas utama alarm adalah mengabari operator bahwa ada kondisi operasi yang tidak normal dan memerlukan intervensi operator untuk mengembalikan kondisi operasi agar normal kembali. Contoh langkah yang dapat dilakukan oleh operator agar tekanan gas kembali normal adalah dengan mengurangi bukaan choke valve di sumur sehingga jumlah gas yang mengalir ke fasilitas produksi berkurang. Berkurangnya jumlah gas yang mengalir dari sumur menyebabkan tekanan gas di dalam fasilitas produksi menurun. (Berdasarkan persamaan gas ideal, tekanan gas berbanding lurus dengan jumlah mol gas.)

Tekanan meningkat

Sumur

Tekanan meningkat (high pressure)

Control valve Stasiun / Fasilitas Produksi

(gagal)

Alarm Tekanan meningkat (Operator mengambil tindakan)

Sumur

Tekanan operasi (normal)

Control valve (gagal)

Stasiun / Fasilitas Produksi

Gambar 4. Ketika control valve gagal, alarm akan aktif agar operator segera mengambil tindakan sehingga kondisi fasilitas produksi aman.

Shutdown valve (SDV) Bagaimana jika kenaikan tekanan gas berlangsung sangat cepat sehingga operator terlambat melakukan intervensi? Pendekar berikutnya yang maju ke "gelanggang pertarungan" adalah SDV (shutdown valve). Jurus utama SDV adalah “jurus tutup”. Ketika tekanan gas mencapai nilai tertentu (yaitu settingan high-high), SDV beraksi dengan cara menutup aliran gas. Menutupnya SDV menyebabkan tidak ada lagi gas yang mengalir ke dalam fasilitas produksi sehingga mencegah berlanjutnya kenaikan tekanan gas di dalam fasilitas produksi.

Alarm (gagal) Tekanan meningkat

Tekanan meningkat (high-high pressure)

Sumur

Control valve (gagal)

Stasiun / Fasilitas Produksi

Alarm (gagal) Tekanan meningkat

Sumur

Shutdown (kondisi aman)

SDV (Menutup)

Control valve (gagal)

Stasiun / Fasilitas Produksi

Gambar 5. Ketika control valve dan alarm gagal, SDV akan aktif menutup aliran gas masuk ke dalam fasilitas produksi sehingga kondisi fasilitas produksi aman.

Pressure safety valve (PSV) Rupanya arena pertarungan belum selesai. Bagaimana jika SDV gagal melakukan tugasnya? Ketika SDV tidak dapat melaksanakan tugasnya, gas akan terus mengalir ke dalam fasilitas produksi, dan tekanan gas terus meningkat hingga berlebih (overpressure). Pada saat inilah PSV (pressure safety valve) akan memainkan perannya. PSV adalah pendekar terakhir yang menjaga agar fasilitas produksi tidak rusak akibat mengalami tekanan berlebihan. Jurus andalan PSV adalah “jurus lepas”. Ketika tekanan gas mencapai nilai tertentu (yaitu setting PSV), PSV akan melepas sejumlah gas ke flare sehingga tekanan gas di dalam fasilitas produksi tidak mengalami kenaikan lebih lanjut.

Alarm (gagal) Tekanan meningkat

Sumur

Tekanan meningkat (overpressure)

SDV (gagal)

Control valve (gagal)

Stasiun / Fasilitas Produksi

PSV Alarm (gagal)

flare

Tekanan meningkat Kondisi aman

Sumur

SDV (gagal)

Control valve (gagal)

Stasiun / Fasilitas Produksi

Gambar 6. Ketika control valve, alarm, dan SDV gagal, PSV akan aktif melepas gas ke flare sehingga kondisi fasilitas produksi aman.

Bagaimana PSV Beraksi? Bayangkan sebuah benda yang dikenai dua gaya, yaitu gaya ke atas dan gaya ke bawah. Jika gaya ke atas lebih besar daripada gaya ke bawah, benda itu akan bergerak ke atas. Demikian sebaliknya. Prinsip ini digunakan dalam cara kerja PSV.

Perhatikan gambar PSV berikut.

Sumber: http://www.valvemagazine.com/magazine/sections/features/9640-monitoring-pressure-relief-devices.html

Gambar 7. Pressure safety valve (PSV).

Jika kita tinjau ke dalam PSV, pembatas antara sistem/vessel yang mengandung gas hidrokarbon dengan sistem flare adalah disk. Sisi di bawah disk adalah sisi yang mengandung gas hidrokarbon di dalam sistem/vessel. Sedangkan sisi di atas disk adalah sisi yang terhubung ke flare.

Sumber: http://www.imi-critical.com/products/Pages/Product---Si-830-High-Flow-Safety-Valves.aspx

Gambar 8. Proses terbukanya PSV.

Di Gambar 8a, pada kondisi operasi normal, gaya pegas lebih besar daripada gaya yang dihasilkan oleh tekanan gas di dalam sistem/vessel. Disk berada di tempatnya, menutup dudukan di nozzle dengan luas area A. PSV tidak terbuka. Di Gambar 8b, ketika tekanan gas di dalam sistem/vessel meningkat, gaya yang dihasilkan oleh tekanan gas ini pun meningkat hingga melebihi gaya pegas. Disk mulai terangkat dari dudukan di nozzle. Area yang ditekan oleh gas sedikit lebih luas daripada area dudukan (A+). Gas dari sistem/vessel mulai keluar menuju flare. Di Gambar 8c, tekanan gas di sistem/vessel makin meningkat sehingga gaya yang dihasilkan pun semakin meningkat, lebih besar daripada gaya pegas. Disk semakin terangkat dari dudukan di nozzle. Area yang ditekan oleh gas semakin luas daripada area dudukan (A++). Gas dari sistem/vessel semakin banyak yang keluar menuju flare.

Gaya yang Bekerja Pada Disk

AD > AN AD = area disk AN = area dudukan (nozzle seat area) FS = gaya pegas PV = tekanan fluida dari vessel PB = back pressure (yaitu tekanan dari flare header)

Sumber: API 520 Part 1

Gambar 9. Gaya yang bekerja pada disk PSV.

Gaya yang bekerja pada disk adalah: -

gaya dari tekanan gas di dalam sistem/vessel (FV)

-

gaya pegas (FS)

-

gaya dari backpressure (FB)

Hubungan ketiga gaya tersebut adalah: FV = FS + FB

(1)

Gas di dalam vessel dengan tekanan sebesar PV menekan disk seluas area dudukan (nozzle seat area), AN. Gaya ini mendorong disk agar terbuka. FV = P V . A N

Gaya dari pegas (FS) mendorong ke bawah dan berfungsi menjaga agar disk berada dalam posisi menutup. Gaya yang berasal dari back pressure bekerja di bagian atas dan bagian bawah disk. Back pressure di bagian atas menekan disk dengan luas permukaan AD. Sedangkan backpressure di bagian bawah menekan disk dengan luas permukaan (AD - AN). FB = PB AD - PB (AD - AN) Persamaan (1) di atas dapat ditulis sebagai berikut: PV AN = FS + PB AD - PB (AD - AN) PV AN = FS + PB AN

(2)

Dari persamaan (2) di atas, kita dapat menyimpulkan, agar PSV (disk) terbuka, gaya yang berasal dari tekanan gas di dalam sistem/vessel harus lebih besar daripada gaya pegas dan gaya dari backpressure. Semakin besar gaya pegas dan gaya dari backpressure, semakin besar pula gaya yang diperlukan untuk membuka PSV (disk). Ketika tekanan gas dari sistem/vessel meningkat hingga mencapai nilai tertentu (yaitu setting PSV), gas akan mendorong disk. Pada saat gaya dorong ini lebih besar daripada gaya pegas dan backpressure, disk akan terbuka dan gas pun terlepas keluar dari sistem/vessel menuju flare. Ketika tekanan gas dari sistem/vessel menurun (lebih kecil daripada setting PSV), disk akan kembali menutup.

Catatan PSV yang dibahas di sini adalah PSV tipe konvensional (pegas). Di samping tipe konvensional, ada juga PSV tipe balance below dan pilot yang tidak dibahas di sini. Fluida yang dibahas di sini adalah gas. Pada saat PSV terbuka, gas akan mengalir ke flare. Sedangkan jika fluidanya cairan, pada saat PSV terbuka, cairan tersebut akan dialirkan ke tempat penampungan cairan (tangki).

Materi pelajaran terkait •

Fisika: Dinamika (Hukum Newton), Fluida Statis (Tekanan Fluida), Fluida Dinamis, Teori Kinetik Gas (Persamaan Gas Ideal).

•

Kimia: Hukum Dasar Kimia.

Bioremediasi

Saya membayangkan menjadi seorang environmental engineer. Saya bertanggung jawab menjaga kelestarian lingkungan di sekitar fasilitas produksi, meminimumkan dampak yang mengganggu lingkungan, serta meningkatkan dampak yang bermanfaat bagi lingkungan. Rangkaian pipa yang berada di luar fasilitas produksi (pipeline) merupakan bagian dari fasilitas produksi. Pipa ini dirancang oleh tim desainer agar integritasnya terjaga sehingga tidak ada kebocoran yang berpotensi mencemari lingkungan. Demikian pula tim Operations menyusun dan melaksanakan program-program pemeliharaan pipa untuk memastikan integritas pipa tetap terjaga. Walaupun demikian, kemungkinan terburuk dalam pengoperasian pipa ini tetap harus masuk dalam skenario. Salah satu kemungkinan terburuk adalah kebocoran pipa. Kebocoran pipa dapat disebabkan oleh faktor internal (misalnya korosi karena fluidanya korosif) atau eksternal (misalnya terjadi pencurian minyak dengan melubangi pipa). Kebocoran pipa dapat menyebabkan pencemaran lingkungan. Jika pipa tersebut berisi minyak, tanah dan air tanah di area sekitar kebocoran akan tercemari minyak. Sebagian minyak mencemari permukaan tanah. Sebagian lagi bermigrasi melalui tanah yang berpori dan akhirnya kontak dengan air tanah. Pencemaran air tanah bergantung pada mobilitas minyak di dalam tanah. Pencemaran air tanah juga bergantung pada permeabilitas dan porositas tanah. Tanah yang tercemar oleh tumpahan minyak perlu ditangani. Salah satu metode penanganannya adalah bioremediasi. Bioremediasi merupakan proses penanganan limbah menggunakan mikroba dengan menguraikan kontaminan menjadi senyawa yang tidak toksik atau toksisitasnya berkurang. Mikroba menjadikan hidrokarbon sebagai sumber karbon dan energi. Produk

sampingnya adalah air dan gas CO2. Proses degradasi senyawa hidrokarbon dengan mikroba ini disebut juga proses biodegradasi. Populasi mikroba akan terhenti atau mati setelah semua kontaminan habis dikonsumsi.

Sumber: http://mharefinery.com/possible-restoring-of-land-damage-by-oil-spill/

Gambar 1. Tumpahan minyak yang mencemari lingkungan.

Proses metabolisme hidrokarbon ini berlangsung pada kondisi aerob atau anaerob dengan keberadaan akseptor elektron. Tabel 1 menyajikan contoh beberapa akseptor elektron untuk proses biodegradasi ini. Tabel 1. Contoh akseptor elektron untuk proses biodegradasi Akseptor Elektron Oksigen Nitrat Sulfat CO2

Kondisi Aerobik Anaerobik Anaerobik Anaerobik

Mikroorganisme Aerob Fakultatif Anaerob/Denitrifier Pereduksi sulfat Metanogen

Sumber: https://www.ecomena.org/biomediation/

Gambar 2. Bakteri pemakan minyak.

Proses biodegradasi secara aerob lebih efisien dibandingkan anaerob. Laju metabolisme pada kondisi aerob umumnya cepat dan efektif untuk menguraikan hidrokarbon. Berikut adalah urutan perubahan senyawa hidrokarbon menjadi produk akhir metabolisme menggunakan mikroba. 1. Alkana alkana → alkohol → aldehida → asam lemak → asetat → CO2 + H2O + biomassa 2. Sikloalkana sikloalkana → alkohol siklik → keton siklik → lakton siklik → CO + biomassa 3. Aromatik aromatik → diol → katekol → diacid → CO2 + H2O + biomass 4. Resin dan aspal Dibandingkan alkana, sikloalkana, dan aromatik, proses biodegradasi resin dan aspal belum banyak diketahui karena strukturnya kompleks sehingga sulit dianalisis. Penelitian masih berlangsung untuk mengetahui proses biodegradasi resin dan aspal.

Sumber: https://envibrary.com/bioremediation-using-fungi-mycoremediation/

Gambar 3. Proses metabolisme hidrokarbon oleh mikroba.

Aspek fisika, kimia, dan biologi mempengaruhi proses biodegradasi hidrokarbon. Pemahaman mengenai faktor-faktor apa saja yang mempengaruhi proses ini akan membantu mengoptimalkan aktivitas bioremediasi. Berikut beberapa faktor yang mempengaruhi proses biodegradasi. 1. Komposisi kimia Secara umum, berikut urutan tingkat kemudahan proses biodegradasi hidrokarbon: normal alkana > alkana bercabang > aromatik > aspal. Minyak ringan lebih mudah didegradasi daripada minyak berat. 2. Ketersediaan oksigen Biodegradasi secara aerob lebih efisien dibandingkan anaerob. Dengan demikian, untuk aktivitas bioremediasi, metode aerob cenderung dipilih dibandingkan anaerob.

3. Kandungan air Keberadaan air merupakan hal esensial bagi aktivitas metabalisme. Ia diperlukan untuk pertumbuhan mikroba serta difusi nutrisi, substrat, produk utama, dan produk samping selama proses penguraian. 4. Nutrisi Mikroba memerlukan nutrisi esensial, seperti N dan P, dan nutrisi mineral lainnya untuk pembentukan biomassa. Ketersediaan nutrisi ini penting untuk proses biodegradasi hidrokarbon. Jika nutrisi terbatas, pertumbuhan mikroba pun terbatas. 5. Temperatur Biodegradasi hidrokarbon dapat berlangsung pada rentang temperatur yang lebar. Temperatur menentukan laju degradasi hidrokarbon oleh mikroba. Pada temperatur rendah, laju degradasi umumnya melambat; diduga disebabkan oleh aktivitas enzim yang melambat. Peningkatan temperatur dari 30oC ke 40oC meningkatkan laju degradasi hidrokarbon hingga maksimum. 6. pH pH tanah merupakan hal yang esensial bagi aktivitas enzim di dalam tanah. Umumnya pH 6.5 – 8.0 optimum untuk biodegradasi hidrokarbon.

Aktivitas bioremediasi dapat dilakukan di lokasi tumpahan minyak (in situ) atau di luar lokasi (ex situ). Jika tumpahannya banyak dan kondisinya memungkinkan, pemulihan dapat dilakukan di lokasi terjadinya pencemaran. Jika jumlah yang terkontaminasi relatif sedikit, atau lokasi terjadinya pencemaran berada di dekat permukiman atau industri, pemulihan dapat dilakukan di luar lokasi. Tanah yang tercemar akan diekskavasi hingga kedalaman tertentu, dan selanjutnya dibawa ke luar lokasi untuk diolah lebih lanjut.

Tidak ada lagi tumpahan minyak. Permukaan tanah ditumbuhi semak.

Tumpahan minyak menutupi permukaan tanah.

Sebelum bioremediasi

Sesudah bioremediasi

Sumber: http://www.slideshare.net/ManishDwivedi9/details-of-bioremediation-and-oilzapper-technology

Gambar 4. Contoh kondisi permukaan tanah sebelum dan sesudah bioremediasi di Kalol, Ahmedabad.

Materi pelajaran terkait •

Matematika: Eksponen dan Logaritma.

•

Fisika: Suhu dan Kalor.

•

Kimia: Larutan (pH Asam Basa), Laju Reaksi (Faktor Laju Reaksi), Kimia Unsur, Struktur Atom (Konfigurasi Elektron), Kimia Karbon (Hidrokarbon, Gugus Fungsi, Minyak Bumi), Kimia Lingkungan (Air, Tanah).

•

Biologi: Bakteri, Metabolisme (Katabolisme, Komponen yang Berperan dalam Metabolisme).

Tingkat Kebisingan

Saya sedang menyiapkan kompetensi menjadi seorang environmental engineer dengan mempelajari Getaran, Gelombang, dan Bunyi yang terdapat dalam pelajaran Fisika. Di dalamnya terdapat pembahasan mengenai tingkat kebisingan. Tingkat kebisingan di lokasi kerja berkaitan erat dengan kesehatan para pekerja yang beraktivitas di dalamnya. Tingkat kebisingan juga berkaitan dengan keselamatan. Contohnya, jika ada bahaya api, teriakan rekan kerja yang memberi tahu kita untuk segera melakukan evakuasi, mungkin tidak akan terdengar oleh kita di lokasi kerja dengan tingkat kebisingan 80-85 dB. Tingkat kebisingan itu penting. Sedemikian pentingnya sehingga diatur oleh pemerintah, antara lain melalui Kementerian Lingkungan Hidup (Kepmen LH No. 48 Tahun 1996) dan Kementerian Tenaga Kerja (Kepmen Naker No. 51 Tahun 1999). Kepmen LH mengatur baku tingkat kebisingan berdasarkan kawasan (permukiman, perkantoran, industri, tempat rekreasi, sarana ibadah, dan lain-lain), sedangkan Permen Naker berdasarkan lamanya waktu pemaparan ke pekerja per hari (8 jam, 4 jam, 2 jam, dan seterusnya). Jika operator terpapar kebisingan dengan intensitas tinggi dan durasi yang lama, ia berpotensi mengalami gangguan pendengaran yang bersifat temporer atau permanen. Oleh karena itu, kebisingan harus dikontrol. Pengontrolan kebisingan dapat dikelompokkan menjadi tiga bagian, yaitu: 1. Pengontrolan sumber bunyi 2. Pengontrolan jalan/jalur bunyi 3. Pengontrolan penerima bunyi

Tujuan pengontrolan kebisingan bukan untuk mengurangi kebisingan itu sendiri, melainkan untuk melindungi penerima bunyi, yaitu telinga manusia. Dengan demikian, pengontrolannya mesti efektif dan ekonomis. Solusinya mencakup: 1. Mengurangi bunyi dari sumbernya 2. Mengalihkan atau mengurangi bunyi sepanjang jalurnya 3. Melindungi penerima bunyi

Pada saat mendesain fasilitas produksi, saya akan mengidentifikasi sumber kebisingan dan prediksi tingkat kebisingannya. Untuk itu saya akan bekerja sama dengan disiplin lain. Misalnya, untuk identifikasi tingkat kebisingan rotating equipment (seperti pompa, kompresor, genset), saya berkoordinasi dengan rotating engineer. Untuk identifikasi tingkat kebisingan dari control valve, saya berkoordinasi dengan instrument engineer. Untuk identifikasi tingkat kebisingan dari pipa gas, saya berkoordinasi dengan process engineer. Jika fasilitas produksi berdekatan dengan lokasi permukiman, saya akan memberi rekomendasi adanya lokasi penyangga antara fasilitas produksi dan permukiman, serta merekomendasikan berapa jarak/panjang penyangganya. Pada tahap operasional saya akan terlibat dalam pemantauan tingkat kebisingan secara periodik. Jika lokasi fasilitas produksi berdekatan dengan permukiman, saya akan memantau sejauh mana tingkat kebisingan di fasilitas produksi mempengaruhi tingkat kebisingan di permukiman. Pada tahap operasional, jika ada masalah kebisingan yang berasal dari equipment tertentu, saya akan bekerja sama dengan tim terkait untuk menyelesaikan masalah tersebut. Mengganti equipment tersebut dengan equipment baru atau melakukan desain ulang adalah langkah terakhir karena biasanya mahal. Langkah-langkah berikut kemungkinan akan saya lakukan untuk menyelesaikan masalah kebisingan.

Sumber: https://stopson.it/everything-you-need-to-know-about-noise-pollution/

Gambar 1. Pengukuran tingkat kebisingan di fasilitas produksi.

1. Melakukan aktivitas pemeliharaan dan perawatan Kurangnya aktivitas pemeliharaan dan perawatan (maintenance) peralatan fasilitas produksi dapat menyebabkan kebisingan. Peralatan yang tidak dirawat dengan baik menjadi tidak efisien. Salah satu parameternya adalah tingkat kebisingan peralatan tersebut meningkat. Contohnya pemasangan belt yang tidak tepat, gear yang aus, lubrikasi yang tidak memadai, dan lain-lain. Dengan demikian, aktivitas pemeliharaan dan perawatan yang baik berpotensi mengurangi tingkat kebisingan dari sumber bunyi. 2. Mengubah prosedur operasional Operator melakukan monitoring terhadap kondisi operasi melalui layar DCS di control room dan monitoring langsung di lokasi. Untuk peralatan tertentu yang mengeluarkan tingkat kebisingan tinggi, alternatif yang bisa dikaji adalah menjaga jarak dari peralatan tersebut pada saat monitoring, mengurangi frekuensi monitoring untuk peralatan tersebut hingga level yang masih bisa diterima, dan lain-lain. Ada prosedur operasional yang diubah. Perubahan prosedur ini tidak mengurangi tingkat kebisingan di sumber bunyi, tetapi dapat mengurangi tingkat kebisingan di penerima bunyi, yaitu telinga operator.

3. Memindahkan peralatan Tujuan utama pemindahan peralatan adalah mendistribusikan peralatan yang tingkat kebisingannya tinggi. Dengan jarak yang jauh tingkat kebisingan yang diterima telinga dapat dikurangi.

4. Menyediakan ruang tertutup untuk peralatan Dengan menyediakan ruangan tertutup untuk peralatan sumber kebisingan, tingkat kebisingan dapat dikurangi. 5. Mengganti peralatan Langkah terakhir, dan umumnya mahal, adalah mengganti peralatan eksisting dengan peralatan baru yang tingkat kebisingannya lebih rendah.

Setiap pilihan di atas akan saya diskusikan dengan tim terkait untuk mengetahui kelebihan dan kekurangan setiap pilihan. Diharapkan pilihan yang diambil adalah pilihan terbaik.

Materi pelajaran terkait •

Matematika: Eksponen dan Logaritma

•

Fisika: Getaran, Gelombang, dan Bunyi

Halaman ini sengaja dikosongkan.

4 Piping Engineer Asset Integrity Engineer QA/QC Engineer

Flange Management

Saya membayangkan menjadi seorang piping engineer yang terlibat dalam aktivitas commissioning. Apakah commissioning itu? Commissioning adalah tahap pekerjaan setelah suatu peralatan dipasang (tahap konstruksi) dan sebelum peralatan tersebut start up dan dioperasikan (tahap operasi). Salah satu aktivitas persiapan commissioning yang saya support adalah flange management. Aktivitas ini memastikan semua sambungan flange sudah terinstal dengan kencang dan rapat sesuai desain. Flange (sambungan menggunakan baut) merupakan hal yang penting dalam sistem perpipaan. Pipa yang satu dengan pipa yang lain dapat disambungkan menggunakan flange. Begitu pula halnya sambungan pipa dengan valve dan equipment. flange

Sumber: http://www.hidrolikmarket.net/?1171/fa4tm_flans_hizalama

Gambar 1. Sambungan pipa menggunakan flange

Sumber: http://www.americanaps.com/flange/

Sumber: http://www.forgingsflangesindia.com/

Gambar 2. Berbagai jenis dan ukuran flange

Sumber: http://utigroups.com/

Gambar 3. Mengencangkan baut pada sambungan flange

Selain dengan flange, pipa dengan pipa dapat disambungkan juga dengan pengelasan. Jika suatu saat sambungan pipa tersebut perlu dilepas, umumnya digunakan flange. Jika sambungan tersebut tidak akan pernah dilepas, umumnya digunakan pengelasan. Desain dan instalasi flange harus memastikan sambungan tersebut rapat sehingga tidak ada fluida yang “menyelinap” keluar dari sistem maupun masuk ke dalam sistem melalui sambungan. Jika fluida yang berada di dalam sistem itu bertekanan tinggi, mudah terbakar (seperti hidrokarbon), dan mengandung komponen yang beracun (misalnya H2S), kesalahan dalam sambungan flange berpotensi menimbulkan kebocoran fluida. Lebih jauh, dapat menimbulkan kerusakan aset dan bahaya katastropik (menyebabkan orang meninggal). Produksi terhenti sehingga bisnis terganggu. Di samping itu berpotensi menimbulkan kerugian lainnya, seperti isu lingkungan dan menurunnya citra perusahaan. Dengan demikian integritas sambungan flange harus terjaga. Kekencangan baut pada flange harus sesuai untuk memperoleh clamping force yang benar dan seragam pada sambungan. Jika longgar, akan ada potensi kebocoran fluida. Salah satu yang menjadi perhatian saya adalah area BDV.

BDV adalah valve yang akan

mengalirkan gas dari fasilitas produksi ke flare sesuai skenario yang sudah ditentukan.

Fasilitas Produksi BDV

Flare

Pada kondisi operasi normal, BDV berada dalam kondisi tertutup, menjadi sekat antara sistem di upstream BDV dan downstream BDV. Sistem yang berada di upstream BDV adalah proses yang bertekanan tinggi. Sistem yang berada di downstream BDV adalah sistem flare yang bertekanan rendah (mendekati tekanan atmosferik).

Tekanan tinggi

Tekanan rendah

upstream BDV

downstream BDV

BDV tertutup

Pada saat terjadi kondisi darurat (emergency) dan diperlukan sesegera mungkin menurunkan tekanan di fasilitas produksi, dilakukan proses depressurize. Proses depressurize merupakan proses penurunan tekanan di dalam fasilitas produksi dengan cara membuka BDV, sehingga gas keluar dari fasilitas produksi dan dibakar di flare. (BDV dapat dibuka secara otomatis maupun manual oleh operator.) Pada saat itu BDV terbuka, gas bertekanan tinggi dari fasilitas produksi mengalir ke flare yang bertekanan rendah. Semakin tinggi perbedaan tekanannya, semakin cepat aliran gasnya.

Gas mengalir dengan kecepatan tinggi downstream BDV

upstream BDV

BDV terbuka

Gas berkecepatan tinggi melewati BDV, termasuk flange-nya. Jika sambungan baut di flange kurang kencang, flange akan terdorong oleh kencangnya aliran gas sehingga sambungan menjadi tidak rapat. Pada saat itulah gas dapat keluar melalui sambungan yang tidak rapat tersebut. Terjadi kebocoran gas! Kebocoran gas adalah hal yang harus dihindari di fasilitas produksi. Jika gas mengalir ke area yang terdapat sumber panas (seperti motor dan permukaan pipa panas), segitiga api akan terbentuk. Segitiga api terdiri dari bahan bakar (gas), oksigen (udara), dan panas. Keberadaan api di fasilitas produksi adalah hal yang berbahaya karena dapat menyebabkan insiden yang serius. Kebocoran gas dari flange dapat dihindari jika instalasi flange dilakukan dengan benar. Pengencangan baut dilakukan sesuai dengan clamping force yang diperlukan. Pemahaman mengenai gaya pada flange membantu saya sebagai calon piping engineer. Sejumlah materi pelajaran Fisika perlu saya perdalam untuk keperluan tersebut.

Materi pelajaran terkait •

Matematika: Lingkaran.

•

Fisika: Kinematika Gerak, Dinamika (Hukum Newton), Mekanika Benda Tegar (Momen Gaya), Fluida Statis (Tekanan Fluida), Fluida Dinamis (Asas Bernoulli).

Berapa Jumlah Angka Penting yang Diperlukan?

Saya sedang mempelajari materi Angka Penting dalam pelajaran Fisika. Saya membayangkan menjadi asset integrity engineer yang bertanggung jawab atas integritas pipa (pipeline) dari sumur-sumur migas ke fasilitas produksi. Panjang pipa ini berbeda-beda, bergantung jarak dari sumur ke fasilitas produksi. Ada yang pendek, sekitar 1 km. Ada pula yang panjang, sekitar 10 km. Pipa-pipa tersebut memiliki ketebalan. Pengukuran awal ketebalan dinding pipa dilakukan sebelum pipa dipasang. Ketebalan mula-mula dinding pipa adalah 1,27 cm (3 angka penting).

panjang

diameter luar

diameter dalam

tebal dinding

Sumber: http://sunnysteel.com/how-to-calculate-a-steel-pipe-and-tube-theoretic-weight.php

Gambar 1. Sketsa pipa

Setelah pipa dipasang dan digunakan untuk mengalirkan fluida dari sumur ke fasilitas produksi, saya memonitor ketebalan pipa-pipa tersebut dan mengevaluasinya. Jika ketebalannya berkurang, saya akan mencari penyebab penipisan dinding pipa dan mendiskusikan dengan berbagai tim terkait mengenai cara menanggulanginya. Dalam penulisan laporan, saya akan dihadapkan pada pertanyaan, "Berapa angka penting yang akan ditampilkan dalam laporan?" Banyaknya angka penting ini merupakan hal yang menjadi perhatian asset integrity engineer. Kesalahan dalam menentukan banyaknya angka penting dapat menimbulkan kesalahan dalam menginterpretasikan data. Kesalahan dalam interpretasi data dapat menyebabkan kesalahan dalam pengambilan kesimpulan dan keputusan. Di industri migas yang berisi fluida bertekanan tinggi, mudah terbakar, dan mungkin toksik, kesalahan pengambilan kesimpulan dan keputusan berpotensi menimbulkan akibat yang fatal. Misalkan, setelah beroperasi sekian lama ketebalan dinding pipa berkurang menjadi 0,60 cm. Jika saya menampilkan hanya 1 angka penting, tidak akan ada perbedaan antara ketebalan 1,27 cm (ketebalan mula-mula) dan 0,60 cm (ketebalan setelah beroperasi sekian lama) karena akan ditulis 1 cm untuk kedua ketebalan tersebut. Padahal untuk ketebalan 0,60 cm telah terjadi pengurangan ketebalan lebih dari 50%! Telah terjadi kondisi penipisan dinding yang parah di dalam pipa, tetapi tidak terdeteksi hanya karena kesalahan memilih jumlah angka penting di dalam laporan. Dengan kondisi dinding pipa tinggal 50% dari ketebalan semula, ada potensi pipa tidak sanggup menahan tekanan sistem sehingga pipa bisa rusak, terjadi kebocoran gas atau minyak, dan berpotensi menimbulkan kebakaran atau ledakan. Hal ini sangat merugikan ditinjau dari sisi keselamatan (bisa jatuh korban jiwa), lingkungan (fluida mencemari lingkungan), dan berkurangnya produksi. Dengan pemilihan jumlah angka penting yang benar, kondisi sebenarnya ketebalan dinding pipa dapat diketahui. Dari data tersebut, dapat diambil langkah-langkah untuk menanggulangi masalah yang terjadi. Misalnya, mengganti ruas pipa yang mengalami penipisan tersebut, meninjau ulang penggunaan corrosion inhibitor di jalur pipa tersebut, dan lain-lain.

Sebagai asset integrity engineer, saya akan memastikan kesesuaian jumlah angka penting untuk data yang saya tampilkan di laporan. Data monitoring ketebalan dinding pipa ini sangat penting ditinjau dari aspek keselamatan, lingkungan, dan produksi. Materi Angka Penting dalam pelajaran Fisika membantu saya memahami hal ini.

Materi pelajaran terkait •

Matematika: Lingkaran.

•

Fisika: Besaran dan Satuan (Angka Penting, Akurasi Pengukuran).

“Kesesuaian jumlah angka penting untuk data yang saya tampilkan di laporan sangat penting ditinjau dari aspek keselamatan, lingkungan, dan produksi.”

Sumber: http://www.arntzenpipe.com/gallery/index.php?mode=album&id=AdWPNw5zH

Packing

Saya membayangkan menjadi seorang QA/QC engineer. Saya terlibat dalam sebuah proyek pemasangan control valve di sebuah fasilitas produksi. Saya bertanggung jawab memastikan material control valve yang difabrikasi sesuai gambar yang disusun oleh tim engineering, antara lain meliputi dimensi (panjang, lebar, tinggi), jenis material (carbon steel, stainless steel, duplex, atau lainnya), dan kelas material (150 lb, 300 lb, atau lainnya). Saya juga bertanggung jawab memastikan semua pengujian yang diperlukan (NDT, hydrotest, service test) dilakukan sebagaimana mestinya. Selain itu, saya bertanggung jawab memastikan pengemasan (packing) material dilakukan dengan baik sebelum barang dikirim. Pengemasan merupakan salah satu hal penting yang menjadi perhatian saya. Control valve akan dikirim dari negara fabrikator ke Indonesia menggunakan berbagai mode transportasi. Control valve dibawa dari fabrikator menggunakan truk ke pelabuhan negara bersangkutan. Selanjutnya dari pelabuhan tersebut, control valve dibawa menggunakan kapal laut menjelajahi laut dan samudera, melintasi berbagai negara dan benua, hingga tiba di pelabuhan di Indonesia. Perjalanan dilanjutkan dari pelabuhan di Indonesia ke site menggunakan truk. Perjalanan darat akan melalui jalan beraspal dan jalan tanah. Perjalanan menempuh jarak ribuan km dan memakan waktu berminggu-minggu. Ada risiko di sepanjang perjalanan control valve mengalami guncangan-guncangan. Jalan aspal yang berlubang, jalan tanah yang amblas di beberapa titik akibat dilalui kendaraan berat selepas hujan, dan jalan tanah berbukit-bukit berpotensi menimbulkan goncangan pada control valve yang dibawa truk. Goncangan menyebabkan control valve membentur material yang ada di sekelilingnya. Massa control valve sudah tertentu. Kecepatan control valve pada saat terjadi benturan bergantung

pada besar kecilnya goncangan yang dialami. Semakin besar goncangannya, semakin besar kecepatan control valve membentur material sekelilingnya. Demikian pula sebaliknya. Massa control valve dan kecepatan pergerakan control valve menghasilkan momentum (p = m.v). Besarnya momentum ini sama dengan impuls (I = F.t). momentum = impuls p=I m.v = F.t dengan: p

: momentum

I : impuls m : massa control valve v : kecepatan control valve F : gaya t : waktu Massa dan pergerakan/kecepatan control valve sudah tertentu, sehingga besarnya momentum sudah tertentu pula. Jika material yang digunakan untuk pengemasan control valve adalah material yang keras, durasi terjadinya kontak atau benturan akan singkat (nilai t kecil). Hal ini menyebabkan gaya pada saat terjadi benturan (F) menjadi besar. Dengan demikian control valve berpotensi rusak akibat gaya yang besar pada saat benturan. Material packing keras menyebabkan durasi benturan singkat (t kecil) sehingga F besar.

m . v = F . t tertentu

besar

kecil

Jika material untuk pengemasan adalah material yang lembut, waktu terjadinya kontak control valve dengan material sekelilingnya lebih lama (nilai t besar). Dengan besar momentum yang sudah tertentu, gaya pada saat terjadi benturan (F) menjadi lebih kecil. Dengan demikian potensi rusaknya control valve dapat dihindari. Material packing lembut menyebabkan durasi benturan lebih lama (t besar) sehingga F kecil.

m . v = F . t tertentu

kecil

besar

Sebagai seorang QA/QC engineer, saya akan memastikan material yang digunakan untuk pengemasan control valve sesuai dan aman pada saat terjadi goncangan atau benturan.

Inbox

Bola Sepak dan Kelereng Berapa massa sebuah bola sepak? Massanya sekitar 0,3 kg (300 g). Kecepatan bola katakanlah 70 km/jam. Berapa massa sebutir kelereng? Massanya sekitar 0,03 kg (30 g). Seandainya massa kelereng dibuat menjadi 10 kalinya (0,3 kg), kemudian kita tendang sekuat tenaga hingga kecepatannya 70 km/jam, apa yang akan terjadi? Apakah kaki kita akan baik-baik saja seperti halnya pada saat kita menendang bola sepak? Tidak, kaki kita akan sakit ketika kita menendang kelereng yang massanya 0,3 kg.

Momentum yang dimiliki bola sepak dan kelereng sama, karena keduanya memiliki massa dan kecepatan yang sama. Yang berbeda adalah waktu/durasi kontak kaki kita dengan kedua benda tersebut. Dengan permukaan yang keras, waktu kontak dengan kelereng cukup singkat, sehingga gayanya besar. Besarnya gaya ini menyebabkan kaki kita sakit. Sedangkan waktu kontak dengan bola sepak relatif lebih lama, karena permukaannya lembut. Gayanya relatif lebih kecil, sehingga kaki kita tidak sakit.

Gambar 1. Material kelereng lebih keras daripada bola sehingga waktu kontaknya (t) lebih pendek dan menghasilkan gaya (F) yang lebih besar.

Materi pelajaran terkait •

Fisika: Momentum dan Impuls.

Ketidaksinkronan Tube dan Baffle

Dunia industri mengenal 2 jenis satuan, yaitu SI dan British. Satuan SI dapat dikonversi ke dalam satuan British. Satuan panjang misalnya, menggunakan satuan mm (SI) dan inchi (British). Berapa mm-kah 1 inchi itu? Kalau kita melihat penggaris yang memiliki satuan mm dan inchi, kita akan melihat 1 inchi itu 25 mm lebih sedikit. Ya, 1 inchi itu 25,4 mm. Bolehkah kita menulis 1 inchi itu 25 mm (pembulatan ke bawah)? Jawabannya, bisa ya, bisa tidak, bergantung pada kasusnya. Jika kita menulis 1 inchi itu 25 mm, berarti kita memiliki 2 angka penting. Sedangkan jika kita menulis 1 inchi itu 25,4 mm, berarti kita memiliki 3 angka penting. Di dunia engineering migas, umumnya konversi 1 inchi itu adalah 25,4 mm. baffle

tube

Sumber: http://www.altexindustriesinc.com/about-altex/photo-gallery/

Gambar 1. Tube dan baffle pada heat exchanger.

Sejauh mana perbedaan jumlah angka penting ini memiliki pengaruh yang signifikan? Berikut contoh kasusnya. Saya membayangkan menjadi seorang QA/QC engineer. Saya terlibat dalam inspeksi alat penukar panas (heat exchanger) yang dibuat oleh sebuah perusahaan perakit (assembly). Perusahaan perakit menyerahkan pembuatan komponen tube bundle (kumpulan pipa/tubing kecil) dan baffle (sekat) kepada pihak ketiga, yaitu fabrikator A dan fabrikator B. Tube bundle dibuat oleh fabrikator A, sedangkan baffle berlubang dibuat oleh fabrikator B. Nantinya, pada saat perakitan, tube yang dibuat fabrikator A akan dimasukkan ke dalam lubang baffle yang dibuat oleh fabrikator B. Di dalam gambar desainnya, fabrikator A menggunakan patokan 1 inchi = 25,4 mm (3 angka penting), sedangkan fabrikator B menggunakan patokan 1 inchi = 25 mm (2 angka penting). Kedua jenis barang selesai difabrikasi dan dikirim ke perusahaan perakit. Ketika akan dirakit, ternyata tube tidak dapat dimasukkan ke lubang baffle! Lubang baffle terlalu kecil untuk dimasuki tube. Perakitan heat exchanger pun tidak dapat dilakukan. Kenapa hal ini terjadi? Dari penelusuran, saya mendapati akar masalahnya adalah perbedaan konversi dari inchi ke mm. Fabrikator A menggunakan 3 angka penting (25,4 mm), sedangkan fabrikator B menggunakan 2 angka penting (25 mm). Dengan patokan 2 angka penting (25 mm), lubang baffle yang dibuat oleh fabrikator B tidak cukup dimasuki oleh tube dari fabrikator A yang menggunakan patokan 3 angka penting (25,4 mm). Tindak lanjutnya adalah baffle harus difabrikasi ulang. Hal ini tentu merugikan karena harus ada tambahan material, waktu, dan jam kerja. Secara keseluruhan, penyelesaian pekerjaan pun tertunda. Masalah ini harusnya bisa dicegah jika semua pihak yang terlibat (perusahaan perakit, fabrikator A, dan fabrikator B) memiliki kesamaan patokan mengenai berapa jumlah angka penting yang akan digunakan untuk mengubah inchi ke dalam mm. Cerita di atas merupakan salah satu contoh relevansi materi Angka Penting di dunia profesi.

Perbedaan jumlah angka penting memiliki pengaruh yang signifikan dalam desain.

Sumber: http://www.altexindustriesinc.com/wp-content/uploads/2012/02/altex49.jpg

Materi pelajaran terkait •

Matematika: Lingkaran.

•

Fisika: Besaran dan Satuan (Angka Penting, Akurasi Pengukuran).

5 Rotating Engineer Electrical Engineer Civil Engineer Project Engineer

Pentingnya Ignition

Saya membayangkan menjadi seorang rotating engineer. Salah satu tanggung jawab saya adalah menjaga kinerja gas turbine compressor (GTC). GTC merupakan kompresor gas dengan turbin sebagai penggeraknya. Langkah-langkah startup dan pengoperasian GTC sebagai berikut: 1. Ready to Start

2. Pre-Start Pre-Crank

3. Lube Pump Check

4. Enclosure Purge

5. Gas Valve Check

6. Purge Crank

7. Ignition

8. Running

9. Acceleration

10. Ready to Load

11. On Load

Semua langkah di atas diperlukan oleh turbin gas karena turbin tidak dapat menghasilkan torsi jika tidak ada kecepatan (zero speed). Langkah-langkah tersebut digunakan untuk memulai putaran turbin gas (rolling), mengengkol untuk mencapai pembakaran awal (crank to firing speed), dan membantu turbin menjaga kecepatannya (self-sustaining speed). Langkah 1 (ready to start) hingga langkah 10 (ready to load) merupakan langkah persiapan operasi kompresor gas. Sedangkan langkah 11 (on load) merupakan langkah pengoperasian kompresor gas. Berapa lama waktu yang diperlukan untuk setiap tahapan tersebut? Jika semuanya lancar, langkah 1 (ready to start) hingga langkah 10 (ready to load) berlangsung dalam waktu sekitar 2 jam. Sedangkan langkah 11 (on load) dapat berlangsung 8.000 jam (hampir 1 tahun), bahkan 32.000 jam (hampir 4 tahun), bergantung jumlah kompresor dan strategi pemeliharaan. Waktu yang diperlukan untuk melakukan langkah 1 hingga langkah 10 hanya sekitar 0,006 – 0,025% dari seluruh waktu pengoperasian turbin/kompresor. Dari seluruh tahapan pengoperasian di atas, kapan Operator benar-benar memusatkan perhatian dan memerlukan kerja sama yang intensif? Jawabannya adalah pada saat start-up, yaitu langkah 1 hingga 10. Walaupun hanya 0,006 – 0,025% dari waktu total operasi turbin, tetapi langkah ini sangat kritis dan menentukan. Perlu keterlibatan sejumlah operator untuk memastikan langkahlangkah ini berjalan sebagaimana mestinya. Setelah kompresor gas beroperasi dengan normal, Operator cukup memonitor dari ruang kontrol dan di lapangan. Pada saat mematikan kompresor gas pun (shut in), tidak banyak operator yang terlibat. Start up merupakan langkah yang kritis. Salah satu bagian penting dalam rangkaian langkah startup adalah reaksi pembakaran. Istilah yang digunakan dalam rangkaian startup di atas adalah reaksi pembakaran awal (ignition). Pepatah mengatakan, perjalanan 1.000 km diawali oleh langkah pertama. Kita tidak akan pernah mencapai perjalanan 1.000 km jika kita tidak pernah melakukan langkah pertama.

Demikian pula halnya dengan pengoperasian turbin. Selama 8.000 jam, bahkan 32.000 jam, di dalam turbin terjadi reaksi pembakaran yang berlangsung tanpa henti. Bahan bakar dan udara bercampur serta bereaksi dalam rentang waktu yang sangat lama. Hal ini tidak akan terlaksana jika pada saat pertama kali bahan bakar dan udara dicampurkan, ignition gagal terjadi sebagaimana yang diharapkan.

Sumber: https://www.solarturbines.com/en_US/products/mechanical-drive-packages.html

Gambar 1. Kompresor gas.

Reaksi pembakaran awal sangat penting. Jika proyek pemasangan turbin diibaratkan sebagai kegiatan mendaki gunung, reaksi pembakaran awal adalah satu langkah sebelum mencapai puncak gunung. Jika langkah ini dilakukan dengan baik, kita berhasil mencapai puncak, yaitu berhasil mengoperasikan turbin.

Dalam permainan bola, reaksi pembakaran awal ini ibarat umpan yang diberikan kepada pemain untuk mencetak gol. Harus dipastikan umpan sampai kepada pemain tersebut serta tidak ada pemain lawan yang merebut bola maupun penjaga gawang yang menggagalkan tendangan ke arah gawang. Reaksi pembakaran awal di dalam turbin merupakan demarkasi (garis pemisah) antara fasilitas produksi beroperasi dan tidak beroperasi. Jika reaksi pembakaran awal gagal, tidak ada energi yang dihasilkan untuk operasional kompresor. Jika kompresor tidak beroperasi, tidak ada gas yang dapat dikirim dari fasilitas produksi ke luar, sehingga fasilitas produksi tidak beroperasi.

Materi pelajaran terkait •

Fisika: Usaha dan Energi (Hukum Kekekalan Energi), Mekanika Benda Tegar (Momen Gaya).

•

Kimia: Stoikiometri, Termokimia (Reaksi Eksoterm, Entalpi, Reaksi Pembakaran).

Indikator Filter Udara

Saya membayangkan menjadi seorang rotating engineer. Saya bertanggung jawab atas pengoperasian dan kinerja rotating equipment. Salah satunya adalah DEG (diesel engine generator). DEG merupakan genset berbahan bakar solar. Bahan bakar solar akan bereaksi dengan udara menghasilkan energi yang selanjutnya digunakan untuk menghasilkan energi listrik.

Sumber: https://www.anelectricalengineer.com/diesel-engine-generator-cooling-system/

Gambar 1. Diesel engine generator.

Udara yang digunakan untuk reaksi pembakaran haruslah udara yang bersih. Jika ada pengotor (partikulat) di dalam udara yang masuk ke ruang mesin, mesin akan rusak. Biaya perbaikan mesin tentu cukup besar. Karena itu, sebuah filter udara dipasang di saluran udara masuk (air intake). Partikulat akan terperangkap di filter ini. Jika filter sudah terisi penuh oleh partikulat, udara yang masuk melalui filter akan berkurang dan tidak akan mencukupi untuk reaksi pembakaran. Kinerja mesin berkurang, dan energi listrik yang dihasilkan tidak sesuai dengan yang diharapkan.

Sumber: https://www.industrial-electronics.com/engineering-industrial/mech-elec_26d.html

Gambar 2. Posisi air intake filter dan beberapa komponen lain di diesel engine generator.

Filter udara ini perlu diganti secara berkala. Apakah penggantian ini berdasarkan waktu ataukah berdasarkan kinerja filter? Beberapa vendor/manufaktur menyarankan penggantian ini berdasarkan kinerja filter. Parameter apa yang menjadi kriteria kinerja filter? Apakah inspeksi visual, yaitu melihat kondisi filter kotor, sudah memadai? Filter yang terlihat sangat kotor sebenarnya mungkin masih memiliki waktu pemakaian (service life) yang cukup panjang sehingga masih bisa digunakan. Parameter yang menjadi kriteria kinerja filter adalah penurunan tekanan (pressure drop). Jika penurunan tekanannya sudah mencapai nilai tertentu, filter diganti. Mengganti filter berdasarkan kinerja ini, selain mengurangi biaya perawatan (maintenance), juga mengurangi dampak lingkungan karena mengurangi pembuangan filter bekas. Bagaimana mengetahui lebih dini kinerja filter udara sudah berkurang sehingga perlu segera diganti? Saya mengamati fabrikator memasang indikator sederhana untuk memonitor kinerja filter udara ini. Gambar 3 menampilkan indikator sederhana ini. Jika indikator ini berada di zona hijau, penurunan tekanan masih normal sehingga filter udara masih dapat digunakan. Jika indikator ini berada di zona merah, penurunan tekanan sudah melebihi nilai yang disarankan vendor/manufaktur sehingga filter harus segera diganti. Gambar 3(a) memperlihatkan tulisan yang terdapat di indikator, yaitu “Change filter when yellow indicator enters red zone.”

Sumber: https://www.researchgate.net/figure/Air-filter-indicator_fig2_237339045

(a)

Sumber: http://filterminder.com/products/air-and-fluid-filtration-applications.html

(b)

Gambar 3. (a) Indikator filter udara. (b) Indikator dipasang di outlet air intake filter.

Filter (pengotor sedikit)

Udara bersih

Udara

dP normal

PA

PA zon a merah

indikator

zona hijau

PA = PB

PB

Gambar 4. Penurunan tekanan (dP) di filter normal, indikator berada di zona hijau.

Perubahan posisi indikator dari zona hijau ke zona merah dapat dijelaskan sebagai berikut. Ketika penurunan tekanan (pressure drop, dP) di filter normal, tekanan di A sama dengan tekanan di B (PA = PB). Indikator berada di zona hijau (Gambar 4). Pada saat filter kotor, penurunan tekanan (dP) berlebih. Banyaknya pengotor di filter menghambat aliran udara. Jumlah udara yang mengalir ke saluran intake lebih sedikit. Banyaknya molekul udara (atau mol udara) di dalam sistem berkurang. Sesuai persamaan gas ideal (PV = nRT), pada volume dan temperatur tetap, jumlah mol berbanding lurus dengan tekanan. Jumlah mol udara berkurang sehingga tekanan di A menurun (PA < PB). Karena tekanan di B (PB) lebih besar daripada tekanan di A (PA), indikator akan bergerak dari zona hijau ke zona merah (Gambar 5). Pergerakan indikator ini dapat dilihat oleh operator sehingga operator dapat mengambil tindakan, yaitu mengganti filter udara.

Filter (pengotor banyak)

Udara bersih

Udara

dP berlebih

PA

PA zon a merah

Indikator berpindah

zona hijau

PA < PB

PB

Gambar 5. Pressure drop (dP) di filter berlebih, indikator berada di zona merah.

Pemahaman mengenai tekanan membantu saya memahami cara kerja indikator filter udara ini.

Materi pelajaran terkait •

Matematika: Lingkaran.

•

Fisika: Fluida Statis (Tekanan Fluida), Teori Kinetik Gas (Persamaan Gas Ideal).

•

Kimia: Stoikiometri (Hukum Dasar Kimia).

•

Electrical Heater

Saya membayangkan menjadi seorang electrical engineer. Saya terlibat dalam instalasi electrical heater untuk fuel gas. Electrical heater ini penting untuk meningkatkan temperatur fuel gas agar memenuhi spesifikasi yang dipersyaratkan oleh vendor gas turbine compressor (GTC). Vendor mempersyaratkan temperatur fuel gas yang masuk ke turbin harus 50oF di atas titik embunnya (dew point). Fuel gas yang masuk ke turbin harus satu fasa, yaitu fasa gas saja. Jika temperatur fuel gas rendah sehingga mendekati titik embunnya, gas berpotensi terkondensasi, sehingga terbentuk fluida dua fasa. Hal ini berpotensi merusak turbin. Electrical heater merupakan equipment yang mengubah energi listrik menjadi panas. Ketika arus listrik mengalir melalui konduktor, konduktor menjadi panas. Panas dari konduktor ini selanjutnya digunakan untuk menaikkan temperatur fuel gas. Pada electrical heater, yang menjadi konduktor adalah elemen pemanas. Proses perpindahan panas di elemen berlangsung secara konduksi. Panas merambat dari satu molekul elemen ke molekul elemen yang lain. Elemen pemanas selanjutnya memanaskan fuel gas. Proses perpindahan panas berlangung secara konveksi. Elemen pemanas merupakan material yang memiliki tahanan (resistensi). Ketika arus listrik melalui tahanan, panas dihasilkan. Energi listrik diubah menjadi energi panas. Persamaannya sebagai berikut: W = I2 R t P = I 2R = VI = V2/R dengan:

W :

energi listrik (joule)

P :

daya listrik (watt)

I

arus listrik (ampere)

:

V :

tegangan (volt)

R :

tahanan (ohm)

t

waktu (detik)

:

Saya bekerja sama dengan engineer lain dalam instalasi electrical heater ini. Berikut sejumlah engineer lain yang terlibat dalam desain electrical heater. -

Process engineer menghitung keperluan energi electrical heater ini berdasarkan laju alir dan peningkatan temperatur fuel gas. Selain itu process engineer juga menyusun filosofi sistem kontrol untuk electrical heater.

-

Instrument engineer menjabarkan filosofi sistem kontrol yang disusun process engineer sehingga lebih detail dan dapat dieksekusi.

-

Mechanical engineer memastikan material electrical heater sesuai dengan kondisi operasi dan tahan panas sehingga tidak rusak ketika beroperasi pada temperatur tinggi.

Sumber: https://www.kloepper-therm.de/en/products/heaters/process-heaters.html http://www.exheat.com/products/catalogue/fpbfp-flameproof-removable-core-heaters

Gambar 1. Contoh electrical heater.

Keuntungan penggunaan electrical heater adalah: -

Ekonomis. Biaya pemeliharaan electrical heater relatif rendah.

-

Kebersihan. Tidak ada debu maupun abu yang dihasilkan dari proses pemanasan menggunakan electrical heater sehingga lingkungan di sekitarnya bersih.

-

Efisiensi ruang. Tidak ada gas buang yang dihasilkan sehingga tidak memerlukan ruang untuk pipa gas buang. Tidak memerlukan ruang penempatan yang luas.

-

Kemudahan kontrol. Temperatur dapat dikontrol dan diatur dengan akurat secara manual maupun otomatis.

-

Efisiensi tinggi. Pada proses pemanasan tanpa menggunakan listrik hanya 40-60% panas yang dapat digunakan. Sedangkan pada pemanasan dengan listrik 75-100% panas dapat digunakan. Dengan demikian, efisiensi electrical heater lebih tinggi.

-

Proteksi otomatis. Over current (arus berlebihan) dan over heating (pemanasan berlebihan) dapat dicegah dengan sistem proteksi.

-

Lingkungan kerja yang lebih baik. Pengoperasian electrical heater tidak menghasilkan kebisingan sehingga lingkungan kerja lebih baik.

-

Temperatur tinggi. Jika materialnya mampu menahan panas, electrical heater dapat menghasilkan temperatur tinggi

Selain keuntungan di atas, kehati-hatian terhadap pengoperasian electrical heater ini perlu dijaga karena potensi bahaya listrik (shock) dan api akibat listrik. Bekerja sama dengan engineer lain, saya memahami bahwa material yang digunakan sebagai elemen pemanas harus memiliki sifat-sifat berikut: -

Tahanan (resistensi) tinggi. Dengan tahanan tinggi, panas lebih mudah dihasilkan.

-

Titik leleh (melting point) tinggi. Material mesti memiliki titik leleh tinggi sehingga pada temperatur tinggi tidak meleleh. Kenaikan temperatur tidak merusak elemen.

-

Bebas dari oksidasi. Elemen pemanas tidak boleh teroksidasi. Jika teroksidasi, umur elemen menjadi lebih pendek.

-

Ekonomis. Biaya material tidak tinggi.

Pengoperasian electrical heater memerlukan kontrol. Kontrol temperatur diperlukan untuk menjaga temperatur konstan sesuai kebutuhan. Kontrol dapat dilakukan manual atau otomatis. Panas yang dihasilkan bergantung pada persamaan W = I2 Rt atau W = V2t/R. Berdasarkan persamaan tersebut, ada tiga cara untuk mengontrol temperatur, yaitu: (1) Dengan mengatur tegangan elemen pemanas atau arus yang mengalir melalui elemen pemanas. (2) Dengan mengatur tahanan (resistensi) elemen pemanas. (3) Dengan mengatur waktu pemanasan dengan cara on-off.

Sejumlah materi dalam pelajaran Fisika membantu saya memahami pengoperasian electrical heater, terutama persamaan W = I2 Rt dalam materi pelajaran Listrik Dinamis.

Materi pelajaran terkait •

Fisika: Listrik Dinamis (Kuat Arus, Hambatan, Hukum Ohm, Daya dan Energi Listrik), Usaha dan Energi (Energi Panas), Suhu dan Kalor (Perpindahan Kalor).

Kuatkah Jembatannya?

Saya membayangkan diri menjadi seorang civil engineer. Saya terlibat dalam proyek instalasi kompresor di sebuah stasiun pengumpul gas. Stasiun pengumpul ini berlokasi di tengah-tengah hutan produksi. Jalan menuju lokasi adalah jalan tanah yang diperkeras dengan kerikil. Setiap harinya jalan ini dilalui oleh truk pengangkut hasil produksi hutan dan dilalui juga oleh masyarakat sekitar. Salah satu tanggung jawab saya adalah memastikan kompresor tiba di stasiun pengumpul dengan selamat dan tepat waktu. Kompresor diangkut dari tempat fabrikator di benua Amerika menggunakan kapal laut. Kompresor menempuh perjalanan lintas benua. Ia mengarungi Samudera Pasifik selama berhari-hari. Setelah masuk ke perairan Indonesia, kompresor akhirnya berlabuh di dermaga terdekat. Selanjutnya kompresor diangkut ke stasiun pengumpul menggunakan jalan darat. Kompresor ini sangat berat, 40 ton. Apakah jalan tanah yang akan dilalui mampu menahan beban sebesar ini? Saya juga sudah mengidentifikasi ada beberapa jembatan kecil di sepanjang rute yang akan dilalui. Pertanyaan yang sama pun terlontar, mampukah jembatan menahan beban kompresor? Saya harus menemukan solusinya. Keberadaan kompresor ini sangat penting bagi stasiun pengumpul agar bisa memproduksi gas dalam jumlah yang sudah direncanakan. Perjalanan panjang sudah dilewati untuk memfabrikasi kompresor ini. Dimulai dari identifikasi kebutuhan kompresor yang disesuaikan dengan laju penurunan tekanan gas di reservoar, proses pengadaan kompresor yang melibatkan beberapa vendor, diskusi tim engineer Project dengan tim engineer vendor, fabrikasi kompresor selama berbulan-bulan, uji kinerja kompresor di tempat fabrikator, packaging, menempuh perjalanan lintas benua, dan akhirnya merapat di

dermaga. Setiap tahap memerlukan sumber daya, energi, waktu, dan biaya. Tentunya akan menjadi hal yang menyesakkan dada jika kompresor ini terguling dan rusak hanya karena jembatan yang dilalui tidak kuat menahan beban kompresor. Kompresor ini compact, komponennya tidak dapat dilepas-lepas. Jika komponennya bisa dilepaslepas, bebannya bisa dipecah-pecah sehingga lebih ringan dan memudahkan pengangkutan di darat.

Sumber: https://www.semedan.com/2016/08/jembatan-tano-ponggol-antara-pulau-samosir-dan-pulau-sumatera.html

Gambar 1. Jembatan. (Gambar hanya ilustrasi.)

Apa yang harus saya lakukan agar kompresor ini bisa melewati jembatan-jembatan dan jalan tanah di sepanjang rute perjalanan dari dermaga ke fasilitas produksi? Mengenai jembatan, ada beberapa alternatif yang bisa diambil, yaitu: -

Alternatif 1: memperkuat struktur jembatan eksisting.

-

Alternatif 2: membuat jembatan baru.

-

Alternatif 3: membagi distribusi beban.

Alternatif 1: Memperkuat struktur jembatan eksisting. Ada beberapa jembatan di sepanjang rute perjalanan. Alternatif penguatan struktur jembatan eksisting memerlukan biaya yang cukup tinggi dan waktu yang cukup lama. Di samping itu, aktivitas truk-truk yang mengangkut hasil hutan dan aktivitas masyarakat sekitar akan terganggu selama berlangsungnya penguatan struktur jembatan eksisting ini.

Alternatif 2: Membuat jembatan baru. Dengan alternatif ini, jembatan baru dibuat di samping jembatan eksisting. Dengan demikian, aktivitas lalu lalang truk pengangkut hasil hutan produksi tidak terganggu. Demikian juga dengan aktivitas masyarakat sekitar. Namun alternatif ini biayanya lebih tinggi dan waktunya lebih lama dibandingkan Alternatif 1. Ada sejumlah lahan yang perlu dibebaskan untuk membangun jembatan-jembatan baru. Perizinan pun kemungkinan diperlukan untuk hal ini. Sejumlah anggaran diperlukan untuk pembebasan lahan dan pembuatan jembatan. Waktu yang diperlukan untuk pembebasan lahan dan pengurusan perizinan sudah harus masuk ke dalam rencana jauh-jauh hari.

Alternatif 3: Membagi distribusi beban. Alternatif 1 dan Alternatif 2 memiliki kendala dari sisi waktu dan biaya. Saya memikirkan alternatif ketiga, yaitu membagi distribusi beban kompresor dan truk, sedemikian rupa sehingga jembatan dan jalan tanah masih kuat menerima beban tersebut. Saya memperhatikan setiap hari truk-truk mengangkut hasil hutan produksi dan melintasi jembatan dan jalan tanah. Massa total truk tersebut (truk+orang+muatan) diperkirakan 12 ton. Truk tersebut memiliki 6 roda.

Saya akan menggunakan konsep tekanan dalam menganalisis kemampuan jalan dan jembatan menerima beban. 𝑃= 𝑃=

𝐹 𝐴

𝑚𝑔 𝐴

Dari persamaan di atas, tekanan berbanding lurus dengan massa dan berbanding terbalik dengan luas permukaan. -

Pada luas permukaan (A) yang sama, jika massa (m) bertambah, tekanan (P) akan bertambah.

-

Pada massa (m) yang sama, jika luas permukaan (A) bertambah, tekanan (P) akan berkurang.

Tekanan yang diberikan truk tersebut kepada jembatan maupun jalan adalah sebagai berikut: 𝑃=

𝐹 𝐴

di mana: P = tekanan F = gaya truk, yaitu mg m = massa total truk dalam kg g = percepatan gravitasi A = luas total permukaan roda yang menyentuh jembatan atau tanah

Luas permukaan satu roda yang menyentuh jalan atau jembatan = A roda. Truk memiliki 6 roda, sehingga luas totalnya adalah 6 A roda. 𝑃=

12000. 𝑔 6 𝐴𝑟𝑜𝑑𝑎

𝑃=

2000. 𝑔 𝐴𝑟𝑜𝑑𝑎

(Untuk menyederhanakan, dalam persamaan tersebut, gaya gravitasi per luas ditulis 𝐴

𝑔

𝑟𝑜𝑑𝑎

, tidak

ditulis dalam angka.) Dengan demikian, setiap hari jembatan dan jalan tanah menerima tekanan sebesar

2000.𝑔 𝐴𝑟𝑜𝑑𝑎

. Agar

kompresor bisa sampai ke stasiun pengumpul tanpa merusak jalan maupun jembatan, untuk keperluan perhitungan, tekanan yang diberikan oleh truk pengangkut kompresor ke jalan atau jembatan tidak boleh melebihi

2000.𝑔 𝐴𝑟𝑜𝑑𝑎

.

Saya memperkirakan massa total truk dan kompresor adalah 60 ton (60.000 kg). Tentu saja ini merupakan perkiraan awal. Supaya tekanan yang diterima oleh jalan atau jembatan tidak melebihi

2000.𝑔 𝐴𝑟𝑜𝑑𝑎

, jumlah minimum rodanya (n) ditentukan dengan perhitungan berikut:

𝑃=

𝐹 𝐴

2000. 𝑔 60000. 𝑔 = 𝐴𝑟𝑜𝑑𝑎 𝑛. 𝐴𝑟𝑜𝑑𝑎 𝑛=

60000 20

𝑛 = 30 Jumlah minimum roda yang diperlukan adalah 30 buah. Cukup banyak. Multi axel merupakan alternatif alat pengangkut dengan jumlah roda sebanyak ini.

Sumber: http://titantrailer.en.alibaba.com/product/60324081246801451029/Heavy_equipment_transport_multi_axle_hydraulic_truck_trailer_for_sale.html

Gambar 2. Truk trailer dengan multi axel.

Alternatif ketiga ini (penggunaan banyak roda/multi axel) memiliki banyak kelebihan dibandingkan alternatif pertama dan kedua. Dari sisi waktu, lebih cepat. Dari sisi biaya, lebih murah. Hal ini dapat dilakukan dengan menerapkan prinsip, "Untuk beban tertentu, semakin luas permukaannya, semakin kecil tekanannya."

Multi axel memiliki dimensi yang panjang. Strategi perjalanan (journey management) akan dimatangkan untuk meminimumkan gangguan lalu lintas akibat pengangkutan kompresor menggunakan multi axel ini. Misalnya pengangkutan dilakukan pada malam hari pada saat jalan sepi. Perhitungan keperluan roda sebanyak 30 adalah perhitungan kasar dan sederhana. Saya akan meminta engineer dari kontraktor yang dikontrak untuk pengangkutan kompresor ini mengkonfirmasi dan memfinalkan perhitungan ini. Materi Mekanika dalam pelajaran Fisika membantu saya memahami strategi pengangkutan kompresor melalui jalan dan jembatan ini.

Materi pelajaran terkait •

Fisika: Dinamika (Hukum Newton, Kelembaman, Massa, dan Berat), Fluida Statis (Tekanan Fluida).

Harga Sebuah Perubahan Tekanan Gas

Saya membayangkan menjadi project engineer. Sekarang saya sedang mempelajari persamaan gas ideal. Di dalam pelajaran tersebut, ada perbandingan gas dalam kondisi tekanan yang berbeda. Sebenarnya sepenting apa perbedaan tekanan ini? Berapa "harga yang harus dibayar" jika kita ingin mengubah gas dari tekanan rendah (kondisi awal) menjadi tekanan tinggi (kondisi akhir)? Saya membayangkan sebuah lapangan yang memiliki kandungan gas dalam jumlah besar. Tekanan gas di lapangan ini adalah P1. Tekanan P1 ini tidak memadai untuk mengirim gas, menempuh jarak ratusan km, sampai ke konsumen dalam jumlah yang ditentukan. Agar sampai ke konsumen dalam jumlah yang ditentukan, tekanan gas harus dinaikkan menjadi P2. Kompresor adalah peralatan yang digunakan untuk menaikkan tekanan gas dari P1 menjadi P2. Gas

Gas

P1

P2

Kondisi 1

Kondisi 2

Saya bertanggung jawab atas proyek peningkatan tekanan ini. Saya memiliki tim yang terdiri dari sejumlah engineer untuk mewujudkan proyek pemasangan kompresor. Selain itu saya juga berkoordinasi dengan semua tim terkait untuk pengadaan material dan instalasi kompresor. Kerja sama tim pun dimulai. Process engineer bertanggung jawab mendesain proses kompresi yang aman dan efisien. Safety engineer memastikan fasilitas produksi memenuhi aspek keselamatan. Rotating engineer bertanggung jawab atas pemilihan kompresor dan semua sistem yang terdapat dalam package kompresor. Piping engineer dan mechanical engineer memastikan semua perpipaan serta peralatan penunjang selain kompresor memenuhi spesifikasi yang dibutuhkan. Instrument engineer memastikan semua instrumen pengendali (kontrol) sesuai dengan sistem yang dibangun. QA/QC engineer memastikan semua peralatan yang dipasang memenuhi kualitas yang dipersyaratkan. Civil engineer memastikan kekuatan pondasi dan kegiatan pengangkatan dan penurunan peralatan (yang dapat mencapai puluhan ton) terlaksana. Environmental engineer memastikan gas buang memenuhi regulasi pemerintah. Tim Operator dan Maintenance memastikan ketersediaan akses untuk mengoperasikan dan memelihara peralatan. Bagian pengadaan (procurement) melakukan aktivitas tender barang dan jasa. Setelah pemenang tender diperoleh, aktivitas fabrikasi berlangsung selama berbulan-bulan. Setelah kompresor dan peralatan lain selesai difabrikasi, aktivitas konstruksi berlangsung. Tergantung banyaknya peralatan yang akan dipasang, aktivitas konstruksi bisa melibatkan ratusan pekerja dan berlangsung berbulan-bulan, bahkan bertahun-tahun. Project control memastikan semua aktivitas engineering, pengadaan (procurement), dan konstruksi berlangsung sesuai skedul dan anggaran yang ditetapkan.

“Aktivitas EPC (engineering, procurement, construction) yang melibatkan banyak sumber daya manusia, peralatan, dan waktu adalah harga yang harus dibayar untuk meningkatkan tekanan gas.”

Sumber: http://exploreariel.com/?applicationsmid=gas-storage-injection-withdrawal

Itulah "harga yang harus dibayar" untuk sebuah perubahan tekanan gas. Berbagai aktivitas yang melibatkan banyak peralatan, sumber daya, dan waktu diperlukan sebagai "bayarannya".

Materi pelajaran terkait •

Fisika: Fluida Statis (Tekanan Fluida), Teori Kinetik Gas (Persamaan Gas Ideal).

•

Kimia: Hukum Dasar Kimia.

Berapakah Harga Kelengkapan Data?

Mengapa data harus lengkap? Bagaimana jika data yang kita peroleh tidak lengkap? Berapakah harga data yang lengkap? Mari mengandaikan kejadian berikut. Saya membayangkan menjadi seorang project engineer yang diberi tugas memodifikasi bagian dalam sebuah separator. Separator ini terdapat di Stasiun A. Tujuan modifikasi adalah untuk meningkatkan kapasitas separator sehingga produksi gas dari Stasiun A pun bertambah.

Separator

Sumber: http://www.bellellieng.com/it/test-and-three-phase-separators.html

Gambar 1. Separator.

Dari kajian yang dilakukan oleh tim engineering, diperoleh peluang untuk meningkatkan kapasitas produksi dengan meningkatkan kapasitas separator. Volume campuran gas dan cairan yang masuk ke separator per harinya dapat ditambah tanpa harus mengubah ukuran separator. Yang diubah adalah bagian dalam separator, yaitu memperbesar luas penampang demister.

Gambar 2. Skema bagian dalam separator.

Demister merupakan perangkat yang memisahkan butiran cairan (mist) dari fasa gas. Jika luas penampang demister diperbesar, kapasitas demister untuk menangkap butiran cairan pun bertambah. Dengan demikian, banyaknya gas yang bisa melalui demister itu per harinya bertambah pula. Dengan bertambahnya jumlah gas yang bisa melalui separator, produksi gas dari fasilitas produksi pun meningkat.

Sumber: https://mte-process.com/mte-process-technology/demister-pads/

Gambar 3. Demister.

Separator ini dipasang 10 tahun lalu. Selama 10 tahun tersebut, separator tidak pernah dibuka karena tidak ada keharusan untuk melakukan aktivitas pemeliharaan (maintenance) di dalam separator. Fluida dari sumur tidak mengandung minyak fraksi berat sehingga tidak ada endapan di dalam separator yang perlu dibersihkan. Dalam rangka meningkatkan produksi gas dari Stasiun A dengan memodifikasi bagian dalam separator, saya bersama tim mulai bekerja. Saya mengumpulkan semua dokumen yang berkaitan dengan separator, termasuk general arrangement (GA) drawing. GA drawing merupakan gambar yang memperlihatkan apa saja yang dipasang di dalam separator beserta tata letak dan dimensinya. Umumnya ketika akan melakukan modifikasi piping, valve, maupun equipment di dalam fasilitas produksi, dilakukan pengecekan langsung ke lapangan. Aktivitas pengecekan ini penting untuk memastikan apa yang tercantum di dalam dokumen sesuai dengan kondisi aktual di lapangan. Dengan melakukan pengecekan dan verifikasi, tingkat kepercayaan diri menjadi lebih tinggi dalam mendesain modifikasi.

Aktivitas modifikasi separator di Stasiun A ini berbeda modifikasi equipment lainnya. Pengecekan terhadap kondisi aktual yang terdapat di dalam separator tidak dilakukan dengan alasan berikut: 1. Untuk mengecek kondisi di dalam separator, Stasiun A harus shutdown sehingga tidak bisa berproduksi. Tidak ada jadwal shutdown untuk Fasilitas produksi A pada tahun berjalan. Jadwal shutdown tersedia pada tahun depan. Karena itu, jika kondisi di dalam separator hendak dicek, perlu diusulkan shutdown tahun ini kepada manajemen. Menshutdown Stasiun A untuk keperluan pengecekan saja tidak memiliki justifikasi yang kuat di mata manajemen. Apalagi kebutuhan gas untuk disalurkan ke pembeli pada saat itu sedang tinggi-tingginya. Manajemen tidak menginginkan Stasiun A shutdown pada tahun tersebut. 2. Peningkatan produksi Stasiun A menjadi kebutuhan mendesak. Menunggu shutdown tahun depan untuk aktivitas pengecekan akan menyebabkan jadwal eksekusi mundur. Eksekusi harus dilakukan tepat waktu untuk memenuhi target peningkatan produksi Stasiun A. 3. Untuk mengecek kondisi di dalam separator, diperlukan serangkaian langkah agar pekerjaan dapat dilakukan dengan aman. Langkah-langkah tersebut adalah shutdown Stasiun A, mengisolasi separator, menurunkan tekanan di dalam separator (depressurize), mengeluarkan gas hidrokarbon dan liquid dari separator, melakukan purging untuk memastikan LEL di dalam separator terpenuhi, membuka manway dan nozzle lain, memasang fan blower untuk sirkulasi udara, melakukan pengecekan dimensi demister dan bagian lainnya, menutup manway dan nozzle lain, melakukan purging untuk “mengusir” oksigen yang ada di dalam separator, deisolasi separator, startup dan mengalirkan gas ke dalam separator. Pada saat eksekusi modifikasi separator, serangkaian langkah di atas dilakukan kembali. Dengan demikian, ada dua kali pekerjaan. Mempertimbangkan semua hal di atas, tim memutuskan aktivitas pengecekan aktual tidak dilakukan. Desain modifikasi akan merujuk pada dokumen saja.

Setelah melalui proses pengadaan (procurement) yang berlangsung selama beberapa bulan, saya dan tim bekerja bersama kontraktor dan vendor. Dari diskusi-diskusi yang berlangsung intensif, diputuskan salah satu yang akan dimodifikasi adalah nozzle di bagian outlet separator. Saya mempelajari GA drawing. Di GA drawing tertulis diameter pipa penyangga demister (sleeve pipe) adalah 28 inchi. Di GA Drawing tidak ada informasi, apakah diameter itu diameter dalam (inside diameter, ID) ataukah diameter luar (outside diameter, OD). Di dokumen-dokumen selain GA drawing juga tidak ada informasi, apakah diameter itu ID atau OD. Berdasarkan pengalamannya, vendor menduga diameter tersebut adalah ID.

Gambar 4. Diameter dalam (ID) dan diameter luar (OD).

Berbekal GA drawing, vendor pun mulai membuat desain. Perhitungan dilakukan dengan cermat. Dimensi dan jarak antar bagian ditentukan dengan akurat. Data diameter pipa penyangga demister menjadi acuan penting bagi vendor dalam keakuratan desainnya. Komunikasi dan diskusi antara tim saya dan vendor berlangsung intensif. Setelah desain selesai dan disetujui, material pun difabrikasi. Aktivitas desain dan fabrikasi ini berlangsung selama beberapa bulan.

Rencana fasilitas produksi shut down disusun dan dimatangkan. Koordinasi dilakukan dengan berbagai pihak yang akan terlibat dan mendukung kegiatan modifikasi ini, yaitu tim engineering (yang mendesain pekerjaan modifikasi), tim konstruksi (yang akan mengeksekusi pekerjaan di lapangan), tim HSE (yang akan memastikan semua tahapan pekerjaan dilakukan dengan selamat), dan tim Operations (yang akan membuat fasilitas produksi shut down dan melakukan start up setelah pekerjaan modifikasi selesai). Koordinasi berlangsung secara intensif sehingga setiap orang yang terlibat memahami semua alur kerja, bahaya yang mungkin terjadi, serta bagaimana mengatasi bahaya tersebut. Shut down pun tiba. Semua orang sudah siap melakukan pekerjaan yang menjadi tanggung jawabnya. Semua material yang diperlukan sudah berada di lapangan. Setelah semua kondisi dinyatakan aman, separator yang selalu tertutup selama 10 tahun itu pun dibuka. Dengan menggunakan alat pelindung diri yang sesuai, anggota tim konstruksi masuk ke dalam separator. Hal pertama yang dilakukan adalah mengukur diameter pipa penyangga demister. Ada kejutankah? Ada! Tim konstruksi melaporkan bahwa diameter pipa penyangga demister adalah 28 inchi. Tapi 28 inchi tersebut adalah diameter luar (OD), bukan diameter dalam (ID). Padahal desain yang disusun tim engineering dan vendor menggunakan asumsi 28 inchi tersebut adalah diameter dalam (ID)! Apa akibatnya? Apakah material yang sudah difabrikasi tidak dapat dipasang? Jika tidak dapat dipasang, alangkah sia-sianya usaha berbulan-bulan yang telah dilakukan. Perjalanan panjang sudah ditempuh, dimulai dari tahap identifikasi masalah, mencari dan memutuskan solusi, proses tender/pengadaan barang, detailed engineering, fabrikasi, hingga material tiba di fasilitas produksi.

Diskusi dilakukan untuk mencari solusi terbaik. Ada tiga alternatif solusi. •

Alternatif pertama adalah memfabrikasi material baru. Alternatif

ini

memerlukan

waktu

lama

karena

harus

mengulangi

proses

tender/pengadaan yang memakan waktu beberapa bulan, serta proses fabrikasi material yang juga memakan waktu beberapa bulan. Di samping itu, perlu pengajuan skedul shutdown yang tidak semudah membalik telapak tangan, karena shutdown berarti tidak ada pengiriman gas dari stasiun bersangkutan dan tentunya berdampak pada pihak pembeli.

•

Alternatif kedua adalah memodifikasi material, dan memasangnya kembali pada saat shutdown berikutnya. Dengan alternatif ini, cukup waktu untuk menyiapkan orang dan peralatan yang diperlukan. Tetapi kelemahannya adalah kita tidak mengetahui kapan shutdown berikutnya akan dilakukan. Selama menunggu jadwal shutdown, material perlu disimpan sebaik mungkin sehingga kualitasnya terjaga dan kuantitasnya tidak berkurang. Usaha tambahan diperlukan untuk hal ini.

•

Alternatif ketiga adalah memodifikasi material dan memasangnya pada saat shutdown sekarang. Dengan alternatif ini, tidak ada usaha tambahan untuk menjaga material, dan tidak perlu menunggu kepastian jadwal shutdown berikutnya. Tantangan untuk alternatif ketiga ini adalah secepatnya menyediakan tool dan material yang diperlukan untuk modifikasi.

Setelah berdiskusi dengan semua pihak yang relevan dan dengan justifikasi dari mechanical engineer, tim memutuskan untuk memilih alternatif ketiga, yaitu memodifikasi material dan memasangnya pada saat ini juga. Tool dan material yang diperlukan untuk modifikasi segera dicari dan dikirim ke Stasiun A. Dengan kerja sama yang baik, modifikasi bagian dalam separator dapat diselesaikan. Kapasitas produksi gas Stasiun A pun meningkat. Dari cerita di atas, saya memahami bahwa data yang akurat dan lengkap sangat berharga. Ada harga yang harus dibayar pada saat data desain yang kita buat ataupun data yang kita terima tidak akurat atau tidak lengkap.

Materi pelajaran terkait •

Matematika: Lingkaran.

Halaman ini sengaja dikosongkan.

6 Fasilitas Produksi di Dalam Tubuh Kita

Dunia Mungil

Mari menjelajah sebuah dunia mungil yang sangat menakjubkan. Dunia ini jauh dari hingar bingar dan hiruk pikuk yang muncul setiap hari di media massa. Di dunia ini setiap benda bekerja tanpa kenal lelah, tanpa mengharap pujian dan penghargaan. Dunia itu adalah dunia atom. Dunia yang sangaaaaaat mungil. Sedemikian mungilnya sehingga sampai saat ini belum ada alat yang bisa melihat langsung seperti apakah atom itu. Di dunia mungil ini kita berkenalan dengan proton, neutron, dan elektron. Massa ketiga komponen ini berbeda-beda. Proton dan neutron memiliki massa yang hampir sama. Sedangkan massa elektron sangat kecil. Diperlukan 1.836 buah elektron untuk menyamai massa 1 buah proton. Saking kecilnya, pada saat menghitung massa sebuah atom, hanya massa proton dan neutron yang diperhitungkan, sedangkan massa elektron diabaikan. Walaupun sangat kecil, peranan elektron sangat menentukan dalam pembentukan berbagai material melalui kerja sama antaratom.

Sumber: https://www.learner.org/wp-content/interactive/periodic/basics_3_atomic_structure.html

Gambar 1. Perbandingan massa proton, neutron, dan elektron.

Semua benda mungil tersebut mempertunjukkan kemampuan yang mengagumkan. Atom-atom bekerja sama dengan cara berbagi, berkolaborasi, dan berintegrasi. Setiap atom berusaha memperoleh konfigurasi elektron yang stabil. Untuk itulah mereka bekerja sama. Dalam bekerja sama, ketika sebuah atom memiliki elektron berlebih, ia akan memberi elektron kepada atom yang membutuhkannya. Atom pemberi dan atom penerima elektron akhirnya memiliki konfigurasi elektron yang stabil. Hal ini terjadi pada kerja sama unsur logam dengan nonlogam. Ikatan yang terjadi adalah ikatan ion.

Sumber: http://mtweb.mtsu.edu/cribb/1030minerals.html

Gambar 2. Ikatan ion.

Ketika dua atom sama-sama kekurangan elektron, padahal keduanya memiliki target agar konfigurasi elektronnya stabil, mereka bekerja sama dengan menyumbangkan satu elektron atau lebih untuk digunakan bersama. Hal ini terjadi pada kerja sama antarunsur nonlogam. Ikatan yang terjadi adalah ikatan kovalen.

elektron yang dipakai bersama

Sumber: http://pharmrx.yolasite.com/chemistry.php

Gambar 3. Ikatan kovalen.

Ketika sebuah atom sudah memiliki konfigurasi elektron yang stabil, ia bisa menyumbangkan pasangan elektron kepada atom lain yang memerlukan untuk digunakan bersama. Ikatan yang terbentuk adalah ikatan kovalen koordinasi.

donasi

ion hidrogen H

+

molekul amonia NH3

ion amonium (NH4)

+

Sumber: http://www.memrise.com/mem/2623173/coordinate-covalent-bond/

Gambar 4. Ikatan kovalen koordinasi.

Dari kerja sama antaratom inilah kita mengenal senyawa O2, N2, H2O, H2S, CH4, C2H6, C3H8, dan masih banyak lagi senyawa lainnya. Senyawa-senyawa tersebut berlomba-lomba memberi manfaat bagi kita dan alam semesta sesuai yang sudah digariskan. Atom karbon berikatan dengan 4 atom hidrogen membentuk molekul CH4 (metana) dan memberi manfaat sebagai sumber energi. Atom oksigen berikatan dengan atom oksigen lainnya membentuk molekul O2 (oksigen) dan memberi manfaat dalam proses pernafasan. Atom hidrogen bekerja sama dengan atom oksigen membentuk molekul H2O (air) yang bermanfaat bagi kelangsungan hidup setiap makhluk di muka bumi. Atom-atom lain melakukan hal serupa, berlomba-lomba dalam kebaikan dengan memberi manfaat yang spesifik.

Beberapa atom bekerja sama sedemikian rupa sehingga membentuk senyawa yang lebih kompleks. Dalam tubuh makhluk hidup, senyawa-senyawa ini selanjutnya bekerja sama membentuk membran sel/dinding sel, sitoplasma, dan inti sel dengan fungsi yang menakjubkan.

Sumber: http://diseasespictures.com/human-cell-functions-diagram-parts-pictures-structure/

Gambar 5. Struktur sel manusia.

Membran sel atau dinding sel berfungsi mengatur pertukaran zat dan melindungi bagian dalam sel. Di dalam sitoplasma terdapat organel-organel sel, seperti plastida, ribosom, mitokondria, vakuola, badan golgi, retikulum endoplasma, lisosom, dan yang lainnya. Masing-masing organel memiliki pembagian kerja yang rapi. Inti sel berfungsi sebagai pusat pengatur semua kegiatan sel, mengatur reproduksi sel, dan mengatur pembentukan protein. Selanjutnya sel yang satu dengan sel lainnya bekerja sama membentuk jaringan. Jaringanjaringan bekerja sama membentuk organ, selanjutnya sistem organ, dan akhirnya membentuk organisme. Benda-benda mungil di sekitar kita dan di dalam tubuh kita sangat banyak, tak terhitung jumlahnya. Mereka mengorganisasi diri sendiri, terdistribusi atas berbagai "departemen" dengan fungsi kerja yang spesifik. Komunikasi dan koordinasi antar "departemen" berjalan rapi. Mereka melakukan aktivitas di "departemen" masing-masing secara mendetail untuk mencapai tujuan "antardepartemen" yang lebih besar dan komprehensif. Jalinan kerja sama di antara mereka sungguh mempesona. Barangkali istilah yang tepat untuk benda-benda mungil itu adalah "too good to be true". Bagaimana benda-benda mungil sebesar atom yang tidak terlihat mata itu bisa mengadakan kerja sama serapi dan seapik itu? Apa yang menggerakkan mereka berinteraksi satu sama lain, bergabung membentuk molekul yang sederhana, kemudian menjadi materi yang lebih kompleks, dengan fungsi yang tertata dan pengorganisasian kerja yang mengagumkan? Kolaborasi dan integrasi adalah bahasa mereka. Benda-benda mungil itu merupakan bagian dari fasilitas produksi di dalam tubuh kita. Mereka bekerja dan berkarya tak kenal lelah, mengikuti SOP (standard operating procedure) yang telah ditetapkan, dan meraih KPI (key performance indicator) yang sempurna. Benda-benda mungil itu bekerja dalam senyap. Terlepas dari apakah kita menghargai mereka atau tidak, kita bersyukur atas karya mereka atau tidak, mereka tetap menjalankan fungsinya secara kontinu. Mereka berhenti berkarya ketika Sang Pencipta memerintahkan mereka untuk berhenti.

Pada saat mereka berhenti berkarya, waktu dan kesempatan yang diberikan kepada kita pun akan berhenti. Kita akan kembali menghadap Sang Pencipta. Setelah itu giliran kita ditanya tentang apa yang kita kerjakan selama menjalani kehidupan dan bagaimana kita menggunakan nikmat yang telah diberi oleh-Nya.

Tekanan dan Ketebalan Dinding

Di fasilitas produksi migas tekanan gas bisa berbeda-beda, bergantung kondisi atau kebutuhan sistem yang bersangkutan. Sebagai contoh, tekanan gas dari sumur 600 psig, keluaran kompresor 1.200 psig, fuel gas 150 psig, dan blanket gas untuk tangki mendekati tekanan atmosfer. Dengan mengetahui informasi tekanan maksimum di suatu sistem, ketebalan minimum dinding pipa dan peralatan di sistem tersebut dapat ditentukan. Umumnya semakin besar tekanannya, semakin besar ketebalan dinding yang diperlukan. Jika pipa berdinding tipis dipasang untuk sistem bertekanan besar, pipa berpotensi pecah karena tidak mampu menahan tekanan. Sebaliknya, jika pipa berdinding (terlalu) tebal dipasang untuk sistem bertekanan rendah, biaya pengadaan menjadi tidak ekonomis karena harga pipa mahal. Selain itu, pipa yang terlalu tebal berpotensi mengurangi jumlah maksimum fluida yang dapat dialirkan. Kesesuaian tebal dinding pipa dan peralatan dengan tekanan fluida di dalamnya sangat penting. Pipa dan peralatan yang pecah akibat tidak mampu menahan tekanan dapat menimbulkan masalah keselamatan, lingkungan, dan kehilangan produksi. Di tempat yang tidak jauh dari kita, di dalam tubuh kita, terdapat fenomena kesesuaian ketebalan dinding dengan besarnya tekanan. Darah yang berasal dari seluruh tubuh mengandung banyak CO2. Darah ini berkumpul, kemudian dipompa oleh jantung sebelah kanan ke paru-paru. Di paru-paru, darah melepas CO2 dan menyerap O2. Dari paru-paru, selanjutnya darah yang kaya O2 ini dipompa oleh jantung sebelah kiri ke seluruh tubuh.

Sumber: https://www.webmd.com/heart/picture-of-the-heart

Gambar 1. Jantung.

Untuk mendistribusikan darah ke seluruh tubuh, diperlukan tekanan yang relatif besar. Jantung sebelah kiri mengambil tanggung jawab ini. Ia memompa darah sehingga tekanan yang dimiliki darah memadai untuk terdistribusi ke seluruh organ tubuh. Tekanan yang diberikan jantung sebelah kiri lebih besar dibandingkan jantung sebelah kanan. Bagaimana dengan ketebalan dinding jantung? Karena tekanan yang berada dalam sistemnya lebih besar, dinding jantung kiri (left ventricle, LV) lebih tebal dibandingkan jantung kanan (right ventricle, RV).

Ketebalan dinding jantung kiri dan jantung kanan didesain sesuai dengan tekanan yang diperlukan oleh sistem bersangkutan. Tidak berlebihan dan tidak kekurangan. Sebuah desain yang sempurna dari Sang Pencipta.

Desain Hingga Operasional

Keberadaan fasilitas produksi migas umumnya melewati tahap-tahap berikut: -

perancangan (engineering)

-

pengadaan material (procurement)

-

pembangunan fasilitas (construction)

-

pengoperasian fasilitas (operation)1

Setiap tahap memiliki arti penting. Seperti tongkat estafet, hasil dari setiap tahap akan menjadi masukan bagi tahap berikutnya. Adalah hal yang penting untuk memastikan semua orang yang berada pada setiap tahap dapat mengeluarkan hasil terbaik. Jika ada masalah di satu tahap, dampaknya akan terbawa ke tahap berikutnya. Orang-orang yang terlibat dalam tahap perancangan (engineering) akan berupaya mengeluarkan desain terbaik. Mereka akan menyusun dokumen-dokumen, antara lain dokumen yang mencantumkan peralatan apa saja yang akan diadakan, lengkap dengan spesifikasi, jumlah, juga tata letak peralatan disertai studi/alasan penempatannya. Hasil akhir dari tim engineering ini menjadi masukan bagi tim pengadaan (procurement). Tim pengadaan menyelenggarakan tender untuk memilih kontraktor atau vendor terbaik sesuai peraturan yang berlaku. Tim pengadaan memastikan semua material dapat didatangkan ke lokasi dengan selamat, tepat waktu, dan dengan biaya yang wajar. Tim pengadaan memastikan vendor

1

Di antara tahap construction dan operation, ada tahap pre-commissioning dan commissioning. Tahap precommissioning dan commissioning bertujuan untuk memastikan semua peralatan yang dikonstruksi dapat berfungsi dengan baik sebelum peralatan itu dioperasikan. Untuk penyederhanaan, tahap pre-commissioning dan commisioning tidak dibahas dalam tulisan ini.

menerima informasi mengenai jumlah dan spesifikasi material sesuai dengan yang dirancang oleh tim engineering. Tim konstruksi menerima "tongkat estafet" dari tim engineering berupa dokumen-dokumen engineering. Tim konstruksi juga menerima “tongkat estafet” dari tim procurement berupa material dan jasa pelayanan (service) vendor. Tim konstruksi selanjutnya menginstal material tersebut. Jika diperlukan, vendor memberi arahan (supervisi) dalam aktivitas instalasi tersebut. Setelah instalasi selesai, tim konstruksi menyerahkan "tongkat estafet" ke tim Operations berupa semua equipment dan material yang sudah selesai diinstalasi dan siap dioperasikan. Tim Operations menerima fasilitas baru tersebut dan mengoperasikannya sesuai skenario yang sudah disusun pada tahap engineering.

Engineering

Procurement

Operation

Construction

Gambar 1. Engineering, Procurement, Construction, Operation.

Engineering Tim engineering terdiri atas berbagai disiplin, seperti process engineer, safety engineer, mechanical engineer, piping engineer, instrument engineer, electrical engineer, dan civil engineer. Process engineer bertanggung jawab mendesain proses yang aman dan efisien untuk memperoleh target/produk yang ditentukan. Misalnya targetnya adalah Stasiun A mengirim gas ke Stasiun B. Gas yang dikirim mesti memiliki kandungan air (moisture) yang memenuhi persyaratan. Bahan mentahnya adalah fluida dari sumur. Fluida ini bertemperatur tinggi dan terdiri dari dua fasa, yaitu gas dan air terproduksi. Process engineer akan mendesain sistem yang diperlukan, misalnya: -

pipa dari sumur ke Stasiun A (flowline).

-

fasilitas pemroses gas di Stasiun A, yaitu air cooler, separator, dan glycol contactor.

-

fasilitas untuk air terproduksi, yaitu degasing boot, tangki air terproduksi, dan pompa injeksi.

-

fasilitas utilitas di Stasiun A, yaitu instrument air, fuel gas, listrik, utility air, utility water

-

pipa dari Stasiun A ke Stasiun B (trunkline)

Process engineer juga akan menyusun neraca massa dan energi, mengkalkulasi ukuran (sizing) setiap equipment termasuk kalkulasi kebutuhan fuel gas dan instrument air, membuat filosofi (misalnya filosofi startup, shutdown, isolasi), menyusun process datasheet, dan lain-lain. Selanjutnya engineer yang lain menindaklanjuti rancangan process engineer ini sesuai disiplinnya masing-masing. Misalnya: -

Process safety engineer melakukan studi mengenai safety fasilitas produksi, analisis risiko, HAZOP (hazardous operability), studi dispersi gas flare, tata letak equipment dari sudut pandang safety, rute evakuasi, dan lain-lain.

-

Piping engineer menerapkan spesifikasi pipa dan valve, menyusun datasheet pipa dan valve, melakukan analisis piping flexibility, menyusun lay-out fasilitas produksi, dan membuat gambar isometric.

-

Mechanical engineer menyusun mechanical datasheet dan standard drawing untuk semua equipment.

-

Electrical engineer menyusun spesifikasi setiap electrical equipment, membuat datasheet electrical equipment, membuat single line diagram, melakukan studi yang berkaitan dengan listrik, serta melakukan kalkulasi ukuran electrical equipment dan kabelnya,.

-

Instrument engineer menyusun filosofi dan studi tentang kontrol, menerapkan spesifikasi semua piranti instrumen, menyusun instrument datasheet, melakukan kalkulasi ukuran piranti instrumen, membuat instrument drawing beserta tata letak kabelnya.

-

Civil engineer melakukan studi geoteknis, menerapkan gambar standar untuk civil, melakukan kalkulasi struktur dan fondasi, dan membuat gambar tata letak civil.

Procurement Tim procurement menerima “tongkat estafet” dari tim engineering untuk aktivitas pengadaan material dan jasa. Tim procurement menyusun rencana eksekusi procurement, menerapkan manajemen material hingga tiba di lokasi (site), dan menyusun berbagai prosedur (pembelian, subkontrak, pengiriman material, percepatan pengadaan/expediting, serta penerimaan dan preservasi material).

Construction Tim construction menerima “tongkat estafet” dari tim engineering berupa dokumen/gambar dan dari tim procurement berupa material dan jasa vendor. Tim construction menyusun rencana eksekusi, melakukan studi constructability (apakah konstruksi dapat dilakukan, apakah ada hambatan, bagaimana memecahkan masalah yang menghambat aktivitas konstruksi), rencana

instalasi (piping, electrical, instrument, mechanical), serta menyusun berbagai prosedur konstruksi (pembuatan jalan, konstruksi beton, pembuatan struktur dan platform, pengencangan baut, hydrotest, blasting, painting, pembuatan drainase, dan lain-lain).

Operation Tim Operations menerima “tongkat estafet” dari tim construction untuk mengoperasikan dan memelihara fasilitas produksi. Tim Operations menyusun dan menerapkan berbagai prosedur operasional dan pemeliharaan.

Tubuh Kita Nun, di dalam tubuh kita terdapat fasilitas produksi yang luar biasa. Tingkat kompleksitas fasilitas produksi di dalam tubuh kita jauh lebih tinggi dibandingkan fasilitas produksi industri migas. Seperti halnya industri migas, fasilitas produksi di dalam tubuh kita pun dibangun melalui tahapan engineering, procurement, construction, dan operation. Tahapan-tahapan tersebut berlangsung begitu mengagumkan. Di manakah kita pada saat fasilitas produksi yang terdapat di dalam tubuh ini dibangun? Peran apa yang kita emban untuk instalasi fasilitas produksi ini? Mari kita tinjau sekilas fasilitas produksi di dalam tubuh kita dari sudut pandang engineering, procurement, construction, dan operation.

“Aktivitas engineering, procurement, dan construction seperti tongkat estafet. Hasil dari setiap tahap menjadi masukan bagi tahap berikutnya. Sangat penting memastikan setiap tahap dapat mengeluarkan hasil terbaik.”

Sumber: http://www.iv-energy.com/indexfdd8.html?page_id=108

Engineering

Berikut contoh daftar aktivitas tim engineering: -

Menentukan sistem dan sub sistem yang diperlukan agar tubuh bisa berbicara, mendengar, melihat, berjalan, berpikir, mengunyah makanan, dan lain-lain.

-

Menentukan equipment/organ yang diperlukan untuk sistem dan sub sistem tersebut (mata, telinga, mulut, hidung, kaki, tangan, pompa, paru-paru, jantung, dan lain-lain).

-

Melakukan perhitungan ukuran, lokasi, dan spesifikasi organ.

-

Menentukan material yang tepat untuk setiap equipment/organ disesuaikan dengan kondisi operasinya.

Misalnya, jantung bertugas memompa darah pembawa oksigen ke seluruh tubuh dan memompa darah pembawa karbon dioksida ke paru-paru. Desain jantung mempertimbangkan jumlah fluida yang dipompa serta tekanan yang diperlukan agar fluida bisa mengalir ke seluruh tubuh dan kembali lagi ke jantung. Seiring waktu, organ-organ tubuh tumbuh dan badan bertambah tinggi. Desain jantung mempertimbangkan pertumbuhan badan ini. Jumlah fluida yang dipompa lebih banyak dan perpipaan (pembuluh darah) semakin panjang. Kapasitas dan kemampuan jantung pun perlu menyesuaikan. Skenario seperti apa yang digunakan? Apakah salah satu dari skenario-skenario berikut? Skenario 1: Mengganti jantung secara regular. Jumlah fluida dan panjang perpipaan pada masa bayi berbeda dengan masa anak-anak, remaja, dan dewasa. Karena jumlah fluida yang dipompa lebih banyak dan perpipaan lebih panjang, ukuran pompa (jantung) pun perlu disesuaikan seiring masa pertumbuhan. Caranya adalah mengganti jantung secara reguler.

Skenario 2: Menyediakan jantung dengan kapasitas besar. Skenario ini menyediakan jantung dengan kapasitas besar yang memadai untuk setiap tahap pertumbuhan dari bayi hingga dewasa. Dengan skenario ini, jantung tidak perlu diganti secara regular. Berhubung pada masa bayi jumlah fluida (darah) yang dipompa belum sebanyak pada masa dewasa, barangkali desainnya adalah menambahkan jalur aliran balik (recycle line) dari discharge jantung ke suction jantung. Dengan jalur ini jumlah fluida yang dialirkan ke seluruh tubuh dan ke paru-paru dapat diatur.

Procurement Jika tidak terlibat dalam tahap desain jantung, terlibatkah kita dalam proses pengadaan (procurement) jantung? Berikut contoh daftar aktivitas tim procurement: -

Menyeleksi vendor yang menjadi peserta lelang dan memiliki pengalaman dalam memfabrikasi jantung.

-

Menetapkan pemenang tender yang dapat memenuhi spesifikasi jantung sebagaimana dirumuskan oleh para engineer di tahap engineering, dengan harga yang wajar.

-

Bersama tim QA/QC memastikan semua material yang digunakan untuk fabrikasi jantung sudah sesuai desain dan memenuhi kondisi operasional. Ada kemungkinan material penyusun jantung berasal dari berbagai negara karena materialnya terlalu kompleks untuk diproduksi hanya oleh satu supplier/negara.

-

Bersama tim engineering dan QA/QC, memastikan jantung yang difabrikasi lulus uji di pabrik (factory acceptance test, FAT).

-

Bersama tim ekspedisi dan QA/QC, memastikan pengiriman dari tempat vendor ke tempat instalasi jantung berjalan dengan baik. Proses pengiriman ini disertai preservasi yang sesuai, misalnya temperatur yang terjaga serta steril dari kontaminan yang dapat merusak jantung.

Konstruksi/Instalasi Jika tidak terlibat dalam tahap perancangan maupun pengadaan, terlibatkah kita dalam proses konstruksi? Tim konstruksi tidak hanya menginstal jantung, melainkan organ yang lain. Berikut contoh daftar aktivitas tim konstruksi: -

Menentukan urutan pekerjaan instalasi equipment/organ. Misalnya instalasi jantung dulu, kemudian instalasi paru-paru, lambung, usus, dan lain-lain.

-

Berkoordinasi erat dengan tim procurement agar jadwal kedatangan material sesuai dengan urutan pekerjaan instalasi organ.

-

Menempatkan seorang koordinator material yang mengatur lalu lintas material, termasuk menentukan kapan material harus tiba, bagaimana material ditempatkan agar tidak tertukar, memastikan jumlah material sesuai dengan yang diperlukan, dan lain-lain.

-

Memasang setiap equipment/organ. Sebagai contoh, jantung. Memasang jantung di lokasi yang sebelumnya sudah dirumuskan oleh tim engineer.

-

Memasang perpipaan (pembuluh darah) yang menghubungkan jantung dengan paru-paru dan organ-organ lainnya. Rute perpipaan, termasuk panjang, tebal, arah, dan lainnya, sudah dirancang sebelumnya.

-

Memastikan posisi jantung pas di tempatnya dan penempatannya memiliki kesesuaian dan terintegrasi dengan posisi organ tubuh lainnya.

-

Bersama tim commissioning, melakukan uji jantung (site acceptance test) setelah jantung terkoneksi dengan organ-organ tubuh. Memastikan tekanan di suction jantung mencukupi sehingga tidak ada isu kavitasi yang dapat merusak jantung. Memastikan tidak ada hambatan di jalur perpipaan yang dapat menyumbat aliran fluida dan menyebabkan tekanan lebih tinggi daripada yang seharusnya.

Operasional Jika tidak terlibat dalam tahap perancangan, pengadaan, maupun konstruksi, terlibatkah kita dalam tahap operasional? Berikut contoh daftar aktivitas tim operasional: -

Memastikan energi yang cukup agar jantung bisa memompa fluida. Gerakan pemompaan ini mesti pas, tidak terlalu cepat dan juga tidak terlalu lambat.

-

Memonitor semua parameter kinerja jantung, misalnya tekanan di suction yang cukup serta tekanan di discharge yang terjaga.

-

Menyusun program dan jadwal pemeliharaan (maintenance) setiap equipment/organ. Misalnya, jantung. Sekadar berimajinasi, jadwal pemeliharaan dilakukan setiap 40.000 jam operasional (5 tahun). Karena aliran darah ke seluruh tubuh tidak boleh berhenti, pada saat kegiatan pemeliharaan jantung dilakukan, diperlukan jantung eksternal untuk menggantikan peran jantung asli.

-

Memastikan suku cadang (spare part) untuk jantung tersedia dalam jumlah yang cukup, sehingga jika pada saat pemeliharaan (maintenance) ditemukan ada bagian jantung yang perlu diganti, kegiatan penggantian dapat dilakukan dengan cepat.

Adakah peran kita dalam salah satu tahap EPC dan operasional jantung sebagaimana contoh di atas? Jika tidak terlibat dalam organ jantung, apakah kita terlibat dalam tahap EPC dan operasional organ yang lain, seperti paru-paru, mata, telinga, hidung, dan lainnya? Peran apa yang kita sandang? Semua fasilitas produksi di dalam tubuh kita sudah melalui proses perancangan, fabrikasi, konstruksi, dan operasional yang sempurna. Rancangannya adalah rancangan terbaik. Fabrikasinya merupakan fabrikasi terbaik. Konstruksi dan operasionalnya pun terbaik.

“Sesungguhnya dalam penciptaan langit dan bumi, serta pergantian malam dan siang terdapat tanda-tanda (kebesaran Allah) bagi ulul albab, (yaitu) orang-orang yang mengingat Allah sambil berdiri, duduk, atau dalam keadaan berbaring. Dan mereka memikirkan tentang penciptaan langit dan bumi (seraya berkata), “Ya Tuhan kami, tidaklah Engkau menciptakan semua ini siasia. Mahasuci Engkau, lindungilah kami dari azab neraka.” (Q.S. Al-Imraan: 190-191)

Halaman ini sengaja dikosongkan.

Epilog

Catatan Kecil

Fungsi yang Diharapkan Ini adalah catatan kecil seusai meninjau bejana tekan (pressure vessel) di sebuah workshop fabrikator. Vessel ini hasil kerja sama apik yang melibatkan berbagai disiplin dan departemen, seperti process engineer, mechanical engineer, instrument engineer, project control, QA/QC, HSE, procurement, finansial, dan lainnya. Vessel ini juga melibatkan aktivitas antar daerah, pulau, negara, bahkan benua. Vessel ini mahal. Harganya jauh melebihi harga mobil sport, sekedar menyebut contoh, seperti Ferrari dan Lamborghini.

Sumber: • •

https://dragonproductsltd.com/production-separators-2/ https://pngimage.net/mobil-sport-png-2/

Gambar 1. Harga vessel lebih mahal daripada mobil mewah.

Vessel ini besar dan tinggi, hampir setinggi rumah 2 lantai. Beratnya puluhan ton. Perbincangan kecil dengan teman yang sama-sama meninjau, bagaimana kalau peralatan mahal ini dihadiahkan dan disimpan di rumah? Bersediakah menerima vessel tersebut? Jawabannya ternyata tidak bersedia. Kenapa? Karena vessel ini merepotkan dan menyita halaman rumah. Selain itu tidak ada manfaat karena tidak ada fungsinya. Vessel yang harganya jauh melebihi mobil sport terbaru itu hanya akan teronggok menjadi besi tua. Dia mungkin akan bermanfaat ketika dipotong-potong kecil untuk dijual kembali sebagai besi kiloan. Sebuah karya apik berharga mahal ternyata tidak bermanfaat ketika ia ditempatkan di tempat yang tidak semestinya dan tidak menjalankan fungsi yang diharapkan darinya. Kita pun seperti vessel itu. Kita adalah karya apik dari Sang Pencipta, sebaik-baik ciptaan-Nya. Ketika kita menempatkan diri kita pada tempat yang tidak semestinya, tidak menjalankan fungsi/ tugas kehidupan sebagaimana yang diharapkan, kita mungkin akan bernasib seperti "besi tua".

"Tidaklah Aku menciptakan jin dan manusia kecuali untuk mengabdi kepada-Ku." (Q.S. AdzDzariyat: 56) "Sesungguhnya Kami telah menciptakan manusia dalam bentuk sebaik-baiknya. Kemudian Kami kembalikan ia ke tempat yang serendah-rendahnya. Kecuali orang yang beriman dan beramal shalih, bagi mereka pahala tiada terputus." (Q.S. At-Tiin: 4-6)

Daftar Pustaka

API 520 Part 1, Sizing, Selection, and Installation of Pressure-Relieving Devices in Refineries; Sizing and Selection, 7th Edition, 2000. API 526, Flange Steel Pressure Relief Valves, 6th Edition, 2009. Balba, Talaat, Bioremediation of Oil-Contaminated Sites: Case Studies Involving Light and HeavyPetroleum Hydrocarbons, Conestoga-Rovers & Associates. Bothamley,

Mark,

Gas/Liquid

Separators:

Quantifying

Separation

Performance,

JM

Campbell/PetroSkills, Oil and Gas Facilities, 2013. Brauer, Roger L., Safety and Health for Engineers, John Wiley & Sons, New York, 1994. Cheremisinoff, Nicholas P., Noise Control in Industry, A Practical Guide, Noyes Publications, New Jersey, 1996. Darmayati, Yeti, Efficacy of Bioremediation Methods for Oil Contaminated Sandy Beach in Cilacap, Central Java, Indonesia, IPB, Bogor, 2016. Energy Institute, Guideline for the Management of the Integrity of Bolted Joints for Pressurized Systems, 2nd Edition, London, 2007. Gas Processors Suppliers Association, GPSA Engineering Data Book, 12th Edition, Oklahoma, 2004. Gonick, Larry, dan Art Huffman, Kartun Fisika, Kepustakaan Populer Gramedia, Jakarta, 2011. Gonick, Larry, dan Craig Criddle, Kartun Kimia, Kepustakaan Populer Gramedia, Jakarta, 2008.

Guo, Boyun, Shanhong Song, Jacob Chacko, dan Ali Ghalambor, Offshore Pipelines, Gulf Professional Publishing, Oxford, 2005. Koch, Gerhardus H., et all, Corrosion Costs and Preventive Strategies in the United States, Publication No. FWHA-RD-01-156 (FWHA, CC Technologies Laboratories, and NACE International). Lee, Siong Hoong, Thomas S. Y. Choong, Luqman Chuah Abdullah, Mus’ab Abdul Razak, Zhen Hong Ban, Experimental and CFD Modelling: Impact of the Inlet Slug Flow on the Horizontal Gas– Liquid Separator, Energies (MDPI), 2019. Manning, Francis S. dan Richard E. Thompson, Oilfield Processing, Volume One: Natural Gas, PennWell Books, Tulsa, 1991. Manning, Francis S. dan Richard E. Thompson, Oilfield Processing, Volume Two: Crude Oil, PennWell Books, Tulsa, 1995. McAllister, E.W. (Editor), Pipeline Rules of Thumb Hand Book, 4th Edition, Gulf Publishing Company, 1998. Moss, Dennis, Pressure Vessel Design Manual, Gulf Professional Publishing, Oxford, 2004. Nnaji, Uche P., Introduction to Chemical Engineering: for Chemical Engineers and Students, Wiley, New Jersey, 2019. Pall Corporation, High Performance Liquid/Gas Coalescers for Compressor Protection, 1999 Pall Corporation, Principles of Filtration, 2002. Roberge, Pierre R., Handbook of Corrosion Engineering, McGraw-Hill, New York, 1999. Shinde, Prakash, Ajinkya Satam, Cavitation Effect in Centrifugal Pump, International Journal of Researchers, Scientists and Developers, Pune (India), 2014.

Tungesvik, Margrethe, The scale problem, scale control and evaluation of wireline milling for scale removal, University of Stavanger, Stavanger, 2013. Xylem Applied Water Systems, Pump cavitation and how to avoid it: Best practices in pump system design, 2015.

Daftar Istilah Air cooler

:

Peralatan penukar panas dengan udara sebagai media pendinginnya. Fluida panas mengalir di dalam tabung (tube). Dengan menggunakan fan, udara dihembuskan ke permukaan luar tabung untuk mendinginkan fluida.

Air terproduksi

:

(produced water)

Air terproduksi dapat dibedakan menjadi dua, yaitu air formasi dan air terkondensasi. Air formasi adalah air yang berasal dari reservoir. Sedangkan air terkondensasi adalah uap air yang berada bersama dengan gas, kemudian mengalami proses kondensasi sehingga air terpisah dari gas.

BDV

:

Blowdown valve, valve yang berfungsi mengeluarkan gas dari fasilitas produksi untuk dibakar di flare. Tujuannya untuk menurunkan tekanan di dalam fasilitas produksi atau “mengosongkan” gas dari fasilitas produksi, biasanya pada kondisi darurat (emergency).

Breather valve

:

Valve yang terpasang di atap tangki, berfungsi melindungi tangki agar tidak pecah atau penyok pada saat aktivitas memasukkan fluida ke dalam tangki maupun mengeluarkan fluida dari tangki. Nama lainnya adalah PVRV (pressure vacuum relief valve) atau PVSV (pressure vacuum safety valve).

Civil Engineer

:

Engineer yang menangani pekerjaan sipil, mulai dari desain hingga pengoperasiannya, seperti struktur anjungan, bangunan, jalan, jembatan, dan lain-lain.

Compressor

:

Peralatan untuk meningkatkan tekanan gas.

Control valve

:

Valve yang digunakan untuk mengatur laju alir, tekanan, temperatur, atau ketinggian (level) fluida.

DCS

:

Distributed

control

system,

merupakan

sistem

pengendalian

terkomputerisasi untuk mengatur proses yang berlangsung di fasilitas produksi secara otomatis. DEG

:

Diesel engine generator, merupakan peralatan pembangkit listrik dengan menggunakan bahan bakar solar.

Dehidrasi

:

Proses menyisihkan uap air yang terkandung di dalam gas.

Depressurize

:

Proses menurunkan tekanan di dalam sistem/equipment.

Discharge

:

Bagian outlet dari suatu equipment, biasanya rotating equipment, seperti pompa atau kompresor. Misalnya, Valve tersebut terletak di discharge pompa.

Downstream

:

Bagian hilir dari suatu equipment, biasanya selain rotating equipment. Misalnya, Valve tersebut terletak di downstream (hilir) separator.

Electrical Engineer

:

Engineer yang menangani kelistrikan, mulai dari desain hingga pengoperasian peralatan listrik, seperti genset, motor, dan lain-lain.

Environmental

:

Engineer Filter

Flange

Engineer yang menangani masalah lingkungan, seperti emisi, tingkat kebisingan, kualitas udara ambien, air permukaan, dan lain-lain.

:

:

Peralatan untuk menyisihkan: -

butiran cairan dari gas

-

partikulat (padatan) dari gas

-

partikulat (padatan) dari cairan

Elemen untuk menyambungkan pipa, valve, pompa, vessel, dan equipment lain untuk membentuk sistem perpipaan. Berbeda dengan

penyambungan menggunakan las (welding) yang sulit dilepas, sambungan flange dapat dilepas sehingga memungkinkan aktivitas pembersihan, inspeksi, atau modifikasi. Flange

:

Metode untuk mencegah kebocoran dari suatu sambungan flange.

Flare

:

Pembakaran gas secara terkendali untuk keamanan fasilitas produksi.

Flowline

:

Perpipaan dari sumur ke fasilitas produksi.

Glikol

:

Senyawa organik yang berfungsi menyerap uap air yang terdapat di

Management

dalam gas. Glycol contactor

:

Peralatan untuk “mempertemukan” gas dengan glikol sehingga glikol dapat menyerap uap air yang terdapat di dalam gas.

GTG

:

Gas turbine generator, peralatan pembangkit listrik dengan menggunakan bahan bakar gas.

Instrument

:

Engineer

Engineer yang menangani instrumen, mulai dari desain hingga pengoperasian. Sistem kontrol dan peralatannya, seperti control valve, transmitter, control logic, dan lain-lain menjadi lingkup Instrument Engineer.

Instrument air

:

Udara

yang

digunakan

untuk

penggerak

(driver)

sejumlah

instrumentasi di fasilitas produksi, seperti control valve, SDV, dan BDV. Udara ini harus kering dan bersih. Kondensat

:

Cairan hidrokarbon yang dipisahkan dari gas. Kondensat umumnya terdiri dari pentana dan fraksi hidrokarbon lainnya yang lebih berat.

Line packing

:

Pengisian gas ke dalam pipa hingga mencapai tekanan yang ditentukan. Tadinya pipa tersebut tidak berisi gas, atau hanya berisi sedikit gas (tekanannya rendah).

Manhole/Manway

:

“Pintu” akses untuk masuk ke vessel atau tangki.

Mechanical

:

Engineer yang menangani mekanik, mulai dari desain hingga

Engineer

pengoperasian. Contoh peralatannya adalah separator, scrubber, filter, tangki, dan lain-lain.

Nozzle

:

Elemen yang menempel di suatu vessel, untuk mengarahkan aliran fluida dari pipa inlet yang masuk ke dalam vessel, atau mengarahkan aliran fluida yang keluar dari vessel ke pipa outlet.

MMSCFD

:

Million standard cubic feet per day atau 106 ft3/day (juta kaki kubik standar per hari), menyatakan satuan laju alir gas.

Pigging

:

Aktivitas membersihkan atau menginspeksi pipeline. Aktivitas ini menggunakan alat yang disebut pig.

Pipeline

:

Perpipaan di luar fasilitas produksi, yaitu: -

Perpipaan yang menghubungkan sumur dengan fasilitas produksi (flowline)

-

Perpipaan yang menghubungkan fasilitas produksi dengan fasilitas produksi lainnya (trunkline) atau pembeli (transmission line).

Piping

:

Pipa di dalam fasilitas produksi.

Piping Engineer

:

Engineer

yang

pengoperasian.

menangani

pipa,

mulai

dari

desain

hingga

Process Engineer

:

Engineer yang menangani proses, mulai dari desain hingga pengoperasian.

psi (psia, psig)

:

Pounds per square inch (lb/in2), satuan untuk tekanan. Dalam prakteknya dapat menggunakan psia (absolute) dan psig (gauge). Hubungan keduanya adalah: psia = psig + 14,7

PSV

:

Pressure safety valve, valve yang berfungsi melepas gas secara cepat dari sebuah equipment untuk menghindari tekanan berlebih (overpressure) yang berpotensi menimbulkan insiden keselamatan.

Purging

:

Proses memasukkan gas inert ke dalam sistem tertutup (misalnya vessel) untuk mencegah terbentuknya segitiga api (oksigen, bahan bakar, dan panas).

QA/QC Engineer

:

Engineer yang bertanggung jawab terhadap QA/QC (quality assurance/quality control), yaitu memastikan kualitas produk atau jasa. Ia terlibat dalam setiap tahap pembuatan produk, dari desain, fabrikasi, pengiriman, hingga konstruksi.

Safety Engineer

:

Engineer yang bertanggung jawab terhadap keselamatan di fasilitas produksi. Terlibat dari tahap desain hingga pengoperasian fasilitas produksi.

Scrubber

:

Bejana (vessel) yang digunakan untuk menangani aliran gas yang masih mengandung sedikit cairan, terutama dalam bentuk mist (embun). Perbandingan gas terhadap cairan (gas-to-liquid ratio) tinggi. Hal ini berbeda dengan separator yang cairannya banyak dan dalam bentuk curah (bulk).

SDV

:

Shutdown valve, valve otomatis yang berfungsi menutup aliran fluida dari/ke

suatu

equipment/fasilitas

produksi.

Tujuannya

untuk

mencegah terjadinya insiden keselamatan yang disebabkan oleh tekanan berlebih (overpressure), temperatur terlalu tinggi, atau level cairan terlalu tinggi. Separasi

:

Proses pemisahan campuran gas-cairan dalam bentuk curah (bulk). Proses separasi berlangsung di separator.

Separator

:

Bejana (vessel) yang digunakan untuk memisahkan campuran gascairan sehingga diperoleh aliran gas dan aliran cairan yang “bebas”, tidak bercampur. Di separator, gas dan cairan berbentuk curah (bulk).

Stasiun

:

Fasilitas produksi

Suction

:

Bagian inlet dari suatu equipment, biasanya rotating equipment, seperti pompa atau kompresor. Misalnya, Valve tersebut terletak di suction kompresor.

Trunkline

:

Pipa yang menghubungkan suatu fasilitas produksi dengan fasilitas produksi lain, atau dengan pembeli.

Upstream

:

Bagian hulu dari suatu equipment, biasanya selain rotating equipment. Misalnya, Valve tersebut terletak di upstream filter.

Vendor

:

Penjual/pemasok material untuk industri.

Vessel

:

Bejana tempat material/fluida diproses, diolah, atau disimpan. Misalnya separator, scrubber, dan filter.

Halaman ini sengaja dikosongkan.

Profil Penulis dan Editor Penulis

Mohammad Riva Rahman S.T., Process Engineer di industri hulu minyak dan gas. Menempuh pendidikan di SDN Babakan Jati IV Bandung, SDN Gumuruh VII Bandung, SMPN 13 Bandung, dan SMAN 3 Bandung. Selanjutnya melanjutkan pendidikan di Teknik Kimia ITB dan lulus pada tahun 1998. Selepas kuliah, terlibat dalam sejumlah pekerjaan konsultan untuk Pertamina EP, Pertamina Gas, Pertamina Hulu Energi, dan Petronas (dengan perusahaan konsultan Pandu Persada dan Dinamika Teknik Persada). Bekerja di Rekayasa Engineering, Istech Resources Asia, dan selanjutnya berkarir di ConocoPhillips Indonesia sebagai Process Engineer, Field Engineer, serta Operations Readiness & Assurance Engineer. Di samping e-book ini, pernah menulis beberapa buku, yaitu: -

Saya Siap! Strategi Jitu Menembus PTN, bersama tim (Penerbit Syaamil Cipta Media, 2003).

-

Sukses SNMPTN 2011, Kimia: Teori – Soal, bersama tim (Penerbit Kaifa Learning, 2011).

Profil penulis dapat dilihat di Linkedin: https://www.linkedin.com/in/mohammad-riva-rahman-80aa7660/

Editor

Hendy Rifki Hidayat, S.T., Engineering Manager di sebuah perusahaan minyak dan gas. Meraih gelar sarjana teknik dari Universitas Gadjah Mada, Jurusan Teknik Kimia pada tahun 2002. Memiliki pengalaman yang cukup panjang dari design, pre-commissioning, commissioning, start-up, process troubleshooting dan juga process safety. Merintis karir sebagai Process Engineer dimulai dari perusahaan EPC (Engineering, Procurement, Construction) yang sebagian besar menangani proyekproyek minyak dan gas seperti Tripatra, Rekayasa Industri, Amec Berca, WAIJO, dan lain-lain. Kemudian melanjutkan karir di perusahaan migas VICO Indonesia sebagai Field Engineer selama hampir 3 tahun. Selanjutnya berkarir di ConocoPhillips Indonesia sebagai Field Engineer, dan posisi saat ini sebagai Engineering Manager.

Ferdian, S.T., IPM., FSE (PH&A), Process Engineer di industri hulu minyak dan gas. Lulus S1 Teknik Kimia UGM pada tahun 2005. Selanjutnya bekerja di SGS, perusahaan plywood di Balaraja, Banten. Tahun 2006 mulai meniti pekerjaan di bidang minyak dan gas bumi sebagai Process Engineer di Yudistira Haka Perkasa. Tahun 2007 bekerja di Technip Indonesia, terlibat di berbagai proyek dalam dan luar negeri, dan mendapat penugasan ke Kuala Lumpur, Malaysia hingga 2009. Pada tahun 2010 bekerja di ConocoPhillips Indonesia. Pada tahun 2016 bekerja di Medco dengan diakuisisinya ConocoPhillips Indonesia area offshore. Hingga saat ini masih aktif di bidang process engineering dan process safety.