Post on 02-Dec-2021
Presentasi Ujian Tugas Akhir Marine Reliability, Availability, Maintenability & Safety
“Penilaian Risiko dan Perencanaan Program Inspeksi pada Pressure Vessel dengan menggunakan metode Risk Based Inspection (RBI)”.
Jurusan Teknik Sistem Perkapalan Fakultas Teknologi Kelautan ITS Surabaya
Intan Karismawati 4209 100 094
Marine Reliability and Safety Laboratory 2
Outline PENDAHULUAN
TINJAUAN PUSTAKA
METODOLOGI
ANALISA & PEMBAHASAN
1
2
3
4
KESIMPULAN & SARAN 5
Latar Belakang
Marine Reliability and Safety Laboratory 3
PENDAHULUAN
Pressure vessel (bejana tekan) merupakan bejana / wadah yang didesain untuk dapat menahan tekanan baik internal maupun eksternal.
Pressure Vessel
Produksi Minyak dan Gas pada Badan Usaha Oil dan Gas
Latar Belakang
Marine Reliability and Safety Laboratory 4
PENDAHULUAN
Pressure Vessel harus memiliki INTEGRITAS yang cukup tinggi
Apabila terjadi DISINTEGRITAS yaitu fluid release akan menyebabkan;
Kebocoran : -Keracunan -Pencemaran linkungan -Kerusakan finansial -Kerugian finansial hasil produksi
Kebakaran : - Kematian - Kerusakan properti - Kerugian financial hasil produksi dan properti
Latar Belakang
Marine Reliability and Safety Laboratory 5
PENDAHULUAN
Peraturan Pemerintah nomor: 17 tahun 1974
Aturan MIGAS sesuai dengan Keputusan Direktur Jenderal Minyak dan Gas Bumi Nomor : 84.K/38/DJM/1998
Risk Based Inspection (RBI) merupakan salah satu alat pengambilan keputusan untuk melakukan inspeksi dengan output inspection planning untuk meminimalisir terjadinya kegagalan
Latar Belakang
Marine Reliability and Safety Laboratory 6
PENDAHULUAN
Perbandingan Risk Based Inspection dengan metode konvensional condition monitoring
Parameter RBI Metode Konvensional
Analisa Risiko Merangking risiko dari semua peralatan
Tidak dilakukan perangkingan risiko
Program inspeksi • Gambaran Detail tipe inspeksi masing-masing peralatan • Waktu inspeksi dilakukan dengan batasan API RP 510
• Tidak terlalu detail • Waktu inspeksi secara berkala atau periodik dilakukan dengan interval waktu Weekly, Monthly, Quarterly, Semi Annually, atau Annually.
Risiko pada Manajemen Dilakukan Tidak Dilakukan
Rumusan Masalah
Marine Reliability and Safety Laboratory 7
PENDAHULUAN
1. Bagaimana menentukan level risiko pada peralatan pressure vessel dengan menggunakan metode Risk Based Inspection?
2. Bagaimana menentukan inspection planning untuk pressure vessel dengan menggunakan metode Risk Based Inspection (RBI)?
3. Bagaimana menentukan biaya inspeksi pada inspection planning yang dibandingkan dengan biaya existing?
Batasan Masalah
Marine Reliability and Safety Laboratory 8
PENDAHULUAN
1. Plant yang dianalisa adalah plant yang memproduksi gas pada salah satu perusahaan K3S.
2. Obyek penelitian adalah pressure vessel berupa LP Separator, Glycol Contactor, Glycol Scrubber.
3. Analisa konsekuensi menggunakan analisa kosekuensi berdasarkan area kebakaran.
4. Kejadian alam Belum dipertimbangkan.
Tujuan
Marine Reliability and Safety Laboratory 9
PENDAHULUAN
1. Menentukan level risiko pada pressure vessel dengan menggunakan metode Risk Based Inspection (RBI).
2. Menentukan jenis dan interval waktu inspeksi pressure vessel dengan menggunakan metode Risk Based Inspection (RBI).
3. Menentukan biaya inspeksi pada inspection planning dan membandingkan dengan biaya inspeksi existing.
Risiko
Marine Reliability and Safety Laboratory
10
TINJAUAN PUSTAKA
Risiko pada Pressure Vessels biasanya adalah terjadinya
kebocoran dan fracture.
Untuk memahami risiko secara utuh ada 3 pertanyaan yang harus dijawab. What can go wrong? How likely is it? What are the consequence?
Risiko
Marine Reliability and Safety Laboratory
11
TINJAUAN PUSTAKA
Konsep Risiko
Source of Risk
Cause of Risk
Likelihood
RISK Consequence
How Likely is it?
What can go wrong?
What are the impact?
RISK UNDERSTANDING
Analisa Risiko
Marine Reliability and Safety Laboratory
12
TINJAUAN PUSTAKA
Analisa Risiko
risk assessment
risk management
risk communication
Penilaian Risiko
Marine Reliability and Safety Laboratory
13
TINJAUAN PUSTAKA
Langkah 1
• Identifikasi bahaya dan dampaknya
Langkah 2
• Menentukan Frekuensi
Langkah 3
• Menentukan Konsekuensi
Metode Semi Kuantitatif Pendekatan kualitatif dan pendekatan kuantitatif pada probability of failure
Inspeksi
Marine Reliability and Safety Laboratory
14
TINJAUAN PUSTAKA
Definisi Inspeksi merupakan evaluasi kualitas dari karakteristik sesuai dengan standart atau spesifikasi.
Kegiatan Inspeksi : 1. Interpretasi spesifikasi 2. Pengukuran dan pembandingan dengan spesifikasi 3. Menilai kesesuaian 4. Pencatatan dan pelaporan data yang diperoleh
Tipe Inspeksi (Non Destructive Test) : 1. Visual and Enhanced Visual Inspection 2. Ultrasonic Inspection 3. Radiographic Inspection 4. Electromagnetic Inspection 5. Thermographic Inspection
Program Inspeksi
Marine Reliability and Safety Laboratory
15
TINJAUAN PUSTAKA
Inspection planning tidak dapat memitigasi atau menurunkan damage mechanism tetapi hanya untuk mengukur, mengidentifikasi, dan memonitor saja.
Untuk menentukan program inspeksi dapat mempertimbangkan hal berikut ini: 1. Efektifitas Inspeksi 2. Case yang akan digunakan:
a. Case 1 : kasus dimana inspection planning dilakukan ketika target risiko berada diantara RBI analysis date dan plan date.
b. Case 2 : kasus dimana inspection planning dilakukan ketika risiko berada pada waktu yang sama dengan RBI analysis date.
c. Case 3 : kasus dimana inspection planning dilakukan ketika risiko tidak melebihi plan date.
Pressure Vessel
Marine Reliability and Safety Laboratory
16
TINJAUAN PUSTAKA
Definisi Pressure Vessel adalah bejana yang didesain untuk dapat menahan tekanan internal maupun eksternal dan didesain berdasarkan ASME VIII atau dengan code yang lain (Matthews Clifford, 2010).
Jenis pressure vessel berdasarkan Bentuk: 1. silinder 2. spherical
Material pressure vessel : 1. Carbon dan low alloy steels 2. Stainless steels 3. Non ferrous 4. Lined vessels (a low-cost carbon steel base material
with corrosion-resistant lining) 5. Non-metallic liners (used for corrosion resistance or
insulation)
Pressure Vessel
Marine Reliability and Safety Laboratory
17
TINJAUAN PUSTAKA
Definisi Pressure Vessel adalah bejana yang didesain untuk dapat menahan tekanan internal maupun eksternal dan didesain berdasarkan ASME VIII atau dengan code yang lain (Matthews Clifford, 2010).
Penggunaan pressure vessel berdasarkan API 572: 1. To contain the process stream 2. Reactors (thermal or catalytic) 3. Fractionators (to separate gases or chemicals) 4. Surge drums 5. Chemical treatment vessels 6. Separator vessels 7. Regenerators
Risk Based Inspection (RBI)
Marine Reliability and Safety Laboratory
18
TINJAUAN PUSTAKA
Process Risk Based Inspection
Probability of failure
Consequence of failure
Risk level Inspection
Plan Mitigation
plan (if any)
Review Inspection “History”
Re-Assessment
Risk Assessment
Risk Based Inspection (RBI)
Marine Reliability and Safety Laboratory
19
TINJAUAN PUSTAKA
Probability of Failure
Probability of failure
Generic failure frequency
Damage factor
Management system factor
Risk Based Inspection (RBI)
Marine Reliability and Safety Laboratory
20
TINJAUAN PUSTAKA
Consequence of Failure
Analisa konsekuensi Level 1 :
Analisa konsekuensi Level 2 :
Metode workbook yang sederhana terbatas untuk sejumlah fluida (gas dan liquid)
Untuk lebih spesifik jenis fluida yang lebih berbahaya lainnya selain pada fluida yang ada pada analisa konsekuensi level 1.
• Flammable and explosive consequence • Toxic consequence • Non-flammable, non toxic releases • Financial consequence
Kategori Konsekuensi :
Risk Based Inspection (RBI)
Marine Reliability and Safety Laboratory
21
TINJAUAN PUSTAKA
Consequence of Failure
Langkah - Langkah:
1. Determine the released fluid and its properties, including the release phase.
2. Select a set of release hole sizes to determine the possible range of consequences in the risk calculation.
3. Calculate the theoretical release rate. 4. Estimate the total amount of fluid available for release. 5. Determine the type of release, continuous or instantaneous, to
determine the method used for modeling the dispersion and consequence.
6. Estimate the impact of detection and isolation systems on release magnitude.
7. Determine the Release Rate and Mass for the Consequence Analysis
8. Calculate Flammable/Explosive Consequences 9. Calculate Toxic Consequences 10. Calculate Non-flammable, non-toxic consequences 11. Determine the final probability weighted component damage
and personnel injury consequence areas 12. Calculate Financial Consequences
Risk Based Inspection (RBI)
Marine Reliability and Safety Laboratory
22
TINJAUAN PUSTAKA
Level Risiko
Risk Analysis
Menentukan Risiko
Matrik Risiko
Level Risiko
Category probability of failure
Category consequence of failure
High Risk Medium High
Medium Low
Marine Reliability and Safety Laboratory 23
METODOLOGI
Proses Produksi Gas
Marine Reliability and Safety Laboratory 24
ANALISA & PEMBAHASAN
Pemilihan Pressure Vessels
Marine Reliability and Safety Laboratory 25
ANALISA & PEMBAHASAN
Gambar 2. LP Separator
Gambar 1. Glycol Contactor Gambar 3. Glycol Scrubber
Pemilihan Pressure Vessels
Marine Reliability and Safety Laboratory 26
ANALISA & PEMBAHASAN
LP Separator
Head Shell
http://wbsakti.wordpress.com/2012/11/22/pressure-vessel-bejana-bertekanan/
Data Pressure Vessels
Marine Reliability and Safety Laboratory 27
ANALISA & PEMBAHASAN
EQUIPMENT DATA Equipment Name : LP Separator Currently Tag. No. : V-110 B Serial No. : PV-4001 Date Manufacture : 2004 Design CODE : ASME VIII Div I Design Pressure : 600 psig Operating Pressure : 43 psig* MAWP : 612 psig MAWT : 150 oF Nom Shell Thickness : 30 mm Nom Head Thickness : 29 mm Radiography : Full Shop Test : 795,6 psig Corrosion Allowance : 3,175 mm Size : 1676 mm ID x 6706 mm S/S Design Temp : 150 oF Operating Temp : 92 oF* Empty Weight : 31784,2 lbs H.T Weight : 33163,8 lbs
LP Separator
No Date of inspection
Part of location
Kind of inspection
Visual Thickness
Actual (inc)
1 9 Okt 2004 Shell External 1,181 Head External 1,1417
2 23 July 2007 Shell External 1,228 Head External 1,332
3 25 May 2013 Shell External 1,206 Head External 1,261
Data inspeksi pada LP Separator
Evaluasi Existing Inspection
Marine Reliability and Safety Laboratory
28
Langkah 1
• Identifikasi Jadwal dan frekuensi
Langkah 2
• Menentukan matrik inspeksi monitoring
Langkah 3
• Hasil inspeksi
Evaluasi Existing Inspection Historical Inspection atau Record
Inspection of Pressure Vessel
ANALISA & PEMBAHASAN
Evaluasi Existing Inspection
Marine Reliability and Safety Laboratory
29
ANALISA & PEMBAHASAN
EVALUASI EXISTING INSPECTION II. INSPECTION HYSTORY No Inspection Records Result 1 Frequency of schedule 3 – 5 years 2 Times of inspection 3 3 Type of inspection External inspection:
• Visual inspection • Ultrasonic Test • Radiography
4 Repair and alteration - 5 Preventive Maintenance
Inspection Wall thickness measurement
6 Result of inspection • Wall thickness data
Evaluasi Existing Inspection pada LP Separator
Identifikasi Damage Mechanisms
Marine Reliability and Safety Laboratory
30
Identifikasi Damage Mechanism tujuannya adalah untuk menentukan jenis – jenis damage mechanism yang ada pada pressure vessels tersebut.
Untuk dapat mengidentifikasi damage mechanisms dibutuhkan langkah – langkah berikut ini: 1. Melihat historical failure atau maintenance yang pernah dilakukan. 2. Mengetahui jenis komposisi fluida yang masuk pada pressure vessels
tersebut yang memungkinkan dapat menyebabkan damage mechanism.
3. Menkorelasikan jenis komposisi fluida dan historical failure yang dapat menyebabkan damage mechanism dengan yang ada di API 571.
Jenis – Jenis Damage Mechanisms
ANALISA & PEMBAHASAN
Analisa Probability
Marine Reliability and Safety Laboratory
31
ANALISA & PEMBAHASAN
Probability of Failure
Probability of failure
Damage factor
No Damage Mechanism Page
1 Thinning Damage Factor 20
2 Component Lining Damage Factor 38
3 SCC Damage Factor - Caustic Cracking 46
4 SCC Damage Factor - Amine Cracking 55
5 SCC Damage Factor - Sulfide Stress Cracking 61
6 SCC Damage Factor - HIC / SOHIC - H2S 68
7 SCC Damage Factor - Carbonate Cracking 75
8 SCC Damage Factor - PTA Cracking 81
9 SCC Damage Factor - CLSCC 88
10 SCC Damage Factor - HSC-HF 95
11 SCC Damage Factor - HIC/SOHIC-HF 101
12 External Corrosion Damage Factor - Ferritic Component 108
13 External CLSCC Damage Factor - Austenitic Component 125
14 CUI Damage Factor - Ferrictic Component 114
15 External CUI CLSCC Damage Factor - Austenitic Component 130
16 HTHA Damage Factor 137
17 Brittle Damage Factor 144
18 Temper Embrittlement Damage Factor 157
19 885 Embrittlement Damage Factor 162
20 Sigma Phase Embrittlement Damage Factor 166
21 Piping Mechanical Fatigue Damage Factor 172
Probability Category (1) Consequence Category (2)
Category Range Category Range (ft2)
1 D f −total ≤ 2 A CA ≤ 100
2 2 < D f −total ≤ 20 B 100 < CA ≤ 1000
3 20 < D f −total ≤ 100 C 1000 < CA ≤ 3000
4 100 < D f −total ≤ 1000 D 3000 < CA ≤ 10000
5 D f −total > 1000 E CA > 10000
Analisa Probability
Marine Reliability and Safety Laboratory
32
ANALISA & PEMBAHASAN
No. Damage Mechanism Yes / No
1 Thinning Damage Factor Yes 2 Component Lining Damage Factor No 3 SCC Damage Factor - Caustic Cracking No 4 SCC Damage Factor - Amine Cracking No 5 SCC Damage Factor - Sulfide Stress Cracking No 6 SCC Damage Factor - HIC / SOHIC - H2S No 7 SCC Damage Factor - Carbonate Cracking No 8 SCC Damage Factor - PTA Cracking No 9 SCC Damage Factor - CLSCC No
10 SCC Damage Factor - HSC-HF No 11 SCC Damage Factor - HIC/SOHIC-HF No 12 External Corrosion Damage Factor - Ferritic Component No 13 External CLSCC Damage Factor - Austenitic Component No 14 CUI Damage Factor - Ferrictic Component No 15 External CUI CLSCC Damage Factor - Austenitic Component No 16 HTHA Damage Factor No 17 Brittle Damage Factor No 18 Temper Embrittlement Damage Factor No 19 885 Embrittlement Damage Factor No 20 Sigma Phase Embrittlement Damage Factor No 21 Piping Mechanical Fatigue Damage Factor No
THINNING Damage factor
Analisa Probability
Marine Reliability and Safety Laboratory
33
ANALISA & PEMBAHASAN
LANGKAH – LANGKAH Analisa Probability
Thinning Damage Factor
INSPECTION EFECTIVENESS
TIME
IN-SERVICE (AGE) CORROSION RATE
THE MINIMUM REQUIRED WALL
THICKNESS
THE TIME OR AGE FOR THE CLAD COMPONENT
(AGERC)
DETERMINE THE ART (DAMAGE FACTOR
PARAMETER)
DETERMINE THE BASE DAMAGE FACTOR FOR
THINNING DTHINFB
THE ADJUSTMENT FACTORS
THE DAMAGE FACTOR FOR THINNING
PROBABILITY OF FAILURE CATEGORY
Analisa Consequency
Marine Reliability and Safety Laboratory 34
ANALISA & PEMBAHASAN
Langkah - Langkah:
Determine the released fluid and its properties,
including the release phase.
Select a set of release hole sizes to determine the
possible range of consequences in the risk
calculation.
Calculate the theoretical release rate.
Estimate the total amount of fluid available for
release.
Determine the type of release, continuous or
instantaneous, to determine the method used for
modeling the dispersion and consequence.
Estimate the impact of detection and isolation
systems on release magnitude.
Determine the Release Rate and Mass for the Consequence Analysis
Calculate Flammable/Explosive
Consequences
Determine the final probability consequence
areas flammable
Level Risiko
Marine Reliability and Safety Laboratory
35
ANALISA & PEMBAHASAN
RISK LEVEL SHELL
Prob
abili
ty
5
4
3
2
1 A B C D E
Consequence
Gambar 1. Risk Level SHELL dengan diameter 1
Probability Category 2
Consequence Category A
Risk Level 2A
RISK LEVEL HEAD
Prob
abili
ty
5
4
3
2
1 A B C D E
Consequence Gambar 1. Risk Level HEAD dengan diameter 1
Probability Category 2
Consequence Category A
Risk Level 2A
Level Risiko pada LP Separator
Inspection Planning
Marine Reliability and Safety Laboratory
36
ANALISA & PEMBAHASAN
Remaining Life (years)
Corrosion Rate (inch/years)
Limit of interval inspection
Type of Inspection
Interval Inspection
Inspection Planning
Marine Reliability and Safety Laboratory
37
ANALISA & PEMBAHASAN
Component t required
wallthickness t actual t previous Corrosion Rate Remaining Life
(inch) (inch) (inch) (inch/year) (years)
Shell 1,158 1,2063 1,228 0,0038 13
Head 1,142 1,2610 1,332 0,0121 10
Component Remaining Life (years)
Interval inspection (years) Internal on-stream eksternal
Shell 13 10 10 5 Head 10 10 10 5
Interval Inspection pada LP Separator
Hasil Analisa RBI pada LP Separator
Inspection Planning
Marine Reliability and Safety Laboratory
38
ANALISA & PEMBAHASAN
Tipe Inspeksi berdasarkan Thinning Damage Mechanism
Electromagnetic scanning
Radiographic profiling
Flux leakage
Ultrasonic and scanning
Visual inspection
Analisa Biaya
Marine Reliability and Safety Laboratory
39
ANALISA & PEMBAHASAN
No Variabel Bisa / Tidak dibandingkan 1 Personnel yang berkualifikasi khusus Bisa 2 Peralatan Inspeksi Tidak 3 Transportasi dan akomodasi Tidak 4 Man Hours Bisa
Variabel untuk Analisa Biaya Existing dengan RBI
Inspeksi Tahun ke-
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Existing (SKPP) V V V V V RBI • Internal V • On-stream V • Eksternal V V V
Interval Inspeksi antara Existing dengan RBI selama 15 tahun untuk Shell dan Head pada LP Separator
Analisa Biaya
Marine Reliability and Safety Laboratory
40
ANALISA & PEMBAHASAN
Analisa Variabel Biaya Existing selama 15 tahun untuk Shell dan Head pada LP Separator
No Variabel Existing (SKPP)
Total Times of inspection Final Result 1 Personnel yang berkualifikasi
khusus 5 personels 5 25 personels
2 Man Hours 24 hours 5 120 hours
Analisa Variabel Biaya RBI selama 15 tahun untuk Shell dan Head pada LP Separator
No Type of
inspection
Personnel Man Hours (hours)
Total Times of inspecti
on
Final Result
Total Times of inspecti
on
Final Result
1 Internal 2 1 2 9 1 9 2 On-stream 2 1 2 9 1 9 3 Eksternal 1 3 3 6 3 18
Total 7 personels 36 hours
Analisa Biaya
Marine Reliability and Safety Laboratory
41
ANALISA & PEMBAHASAN
Perbandingan Variabel Biaya Inspeksi Existing(SKPP) dan RBI pada LP Separator
No Variabel Perbandingan Existing (SKPP) RBI
1 Personnel yang berkualifikasi khusus 25 persons 7 persons
2 Man Hours 120 hours 36 hours
Kesimpulan
Marine Reliability and Safety Laboratory
42
ANALISA & PEMBAHASAN
Level Risiko
Inspection Planning
Analisa Biaya Inspeksi Existing dan RBI
Kesimpulan
Marine Reliability and Safety Laboratory
43
ANALISA & PEMBAHASAN
No Pressure Vessels Shell Head
Level Risiko Kategori Level
Risiko Kategori
1 LP Separator 2A Low Risk 2A Low Risk 2 Glycol Contactor 2A Low Risk 2A Low Risk 3 Glycol Scrubber 3A Low Risk 3A Low Risk
Level Risiko
Kesimpulan
Marine Reliability and Safety Laboratory
44
ANALISA & PEMBAHASAN
Inspection Planning
Component Remaining Life (years)
Interval inspection (years) Internal on-stream eksternal
Shell 13 10 10 5 Head 10 10 10 5
Interval inspeksi berdasarkan remaining life pada LP Separator
Interval inspeksi berdasarkan remaining life pada Glycol Contactor
Component Remaining Life (years)
Interval inspection (years) Internal on-stream eksternal
Shell 143 10 10 5 Head 114 10 10 5
Kesimpulan
Marine Reliability and Safety Laboratory
45
ANALISA & PEMBAHASAN
Inspection Planning
Interval inspeksi berdasarkan remaining life pada Glycol Scrubber
Component Remaining Life (years)
Interval inspection (years) Internal on-stream eksternal
Shell 307 10 10 5 Head 107 10 10 5
Kesimpulan
Marine Reliability and Safety Laboratory
46
ANALISA & PEMBAHASAN
Inspection Planning Tipe Inspeksi berdasarkan Thinning Damage Mechanism
Electromagnetic scanning
Radiographic profiling
Flux leakage
Ultrasonic and scanning
Visual inspection
Kesimpulan
Marine Reliability and Safety Laboratory 47
ANALISA & PEMBAHASAN
Analisa Biaya Inspeksi
Perbandingan Variabel Biaya Inspeksi Existing(SKPP) dan RBI pada semua Pressure Vessel
No Variabel Perbandingan Existing (SKPP) RBI
1 Personnel yang berkualifikasi khusus 25 persons 7 persons
2 Man Hours 120 hours 36 hours
Saran
Marine Reliability and Safety Laboratory 48
ANALISA & PEMBAHASAN
Untuk penelitian selanjutnya, data yang akan diambil diusahakan lengkap dan sesuai dengan kebutuhan dari analisa RBI karena mempengaruhi tingkat keakuratan dari hasil analisaRBI.
Spreadsheet perhitungan yang dibuat lebih baik lagi apabila lebih sederhana dan tidak terlalu panjang.
Bagian pressure vessel yang dianalisa dapat ditambahkan bagian Nozzle-nya.
Damage mechanism yang digunakan dapat dilakukan lebih dari satu jenis.
Presentasi Ujian Proposal Marine Reliability, Availability, Maintenability & Safety
TERIMA KASIH
Jurusan Teknik Sistem Perkapalan Fakultas Teknologi Kelautan ITS Surabaya