“penilaian risiko dan perencanaan program inspeksi pada

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


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


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


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


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


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


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


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


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


12

TINJAUAN PUSTAKA

Analisa Risiko

risk assessment

risk management

risk communication

Penilaian Risiko


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


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


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


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


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)


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



19

TINJAUAN PUSTAKA

Probability of Failure


Generic failure frequency

Damage factor

Management system factor



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 :



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



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


METODOLOGI

Proses Produksi Gas



Pemilihan Pressure Vessels



Gambar 2. LP Separator

Gambar 1. Glycol Contactor Gambar 3. Glycol Scrubber

Pemilihan Pressure Vessels



LP Separator

Head Shell

http://wbsakti.wordpress.com/2012/11/22/pressure-vessel-bejana-bertekanan/

http://wbsakti.wordpress.com/2012/11/22/pressure-vessel-bejana-bertekanan/�







Data Pressure Vessels



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


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


Evaluasi Existing Inspection


29


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


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 Probability


31


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


32


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


33


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



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


35


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


36


Remaining Life (years)

Corrosion Rate (inch/years)

Limit of interval inspection

Type of Inspection

Interval Inspection

Inspection Planning


37


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


38


Tipe Inspeksi berdasarkan Thinning Damage Mechanism

Electromagnetic scanning

Radiographic profiling

Flux leakage

Ultrasonic and scanning

Visual inspection

Analisa Biaya


39


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


40


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


41


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


42


Level Risiko

Inspection Planning

Analisa Biaya Inspeksi Existing dan RBI

Kesimpulan


43


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


44


Inspection Planning



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



Shell 143 10 10 5 Head 114 10 10 5

Kesimpulan


45


Inspection Planning

Interval inspeksi berdasarkan remaining life pada Glycol Scrubber



Shell 307 10 10 5 Head 107 10 10 5

Kesimpulan


46


Inspection Planning Tipe Inspeksi berdasarkan Thinning Damage Mechanism

Electromagnetic scanning

Radiographic profiling

Flux leakage

Ultrasonic and scanning

Visual inspection

Kesimpulan



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



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

“penilaian risiko dan perencanaan program inspeksi pada

Documents