Bejana Bertekanan (PressureVessel) Meninggalkan komentarPada kesempatan kali ini, saya ingin mencoba sharing perihal Bejana Tekan atau Pressure Vessel, baik dari definisinya, klasifikasinya, dan kegunaan dari bejana tekan itu sendiri.Adapun definisi dari bejana tekan merupakan wadah tertutup yang dirancang untuk menampung cairan atau gas pada temperatur yang berbeda dari temperatur lingkungan. Bejana tekan digunakan untuk bermacam-macam aplikasi di berbagai sektor industri seperti industri kimia (petrochemical plant), energi (power plant), minyak dan gas (oil & gas), nuklir, makanan, bahkan sampai pada peralatan rumah tangga seperti boiler pemanas air atau pressure cooker.Klasifikasi bejana tekan dibedakan atas:1. Fungsi Storage PV. = Drum Heat Exchanger Cooker Reactor Saparator Absorber Stripper Converter Destilator2. Posisi Horizontal Vertical Elevated/Tilt3. Material Metalic Non Metalic : Semen, fiber glassBerikut contoh gambar bejana tekan:Komponen dari Bejana tekan, diantaranya:1. Common PV/Drum Shell Head : Flat, conical, hemispherical, dan ellipsoidal. Nozzle Manhole Reinforce pad Saddle Lifting Lug2. Heat Exchanger, terdiri dari : tube sheet dan tube.3. Tall Pressure Vessel : destillation column, reaktor, dan stripper.Pressure Vessel ManufacturingBasic design -> Detail design -> Procurement -> Fabrication -> Instalation -> Testing1. Basic designPada tahapan ini diperlukan data sheet berupa: lokasi pemanfaatan, jenis bejana tekan yang akan dibuat, kapasitas, ukuran, kondisi operasi, bahan material, dan data lain yang sekiranya dibutuhkan. Kemudian masuk pada tahapan pembuatan gambar teknik.2. Detail designMenggunakan data sheet yang tersedia, kemudian dilakukan engineering calculation dengan mengacu pada Welding procedure specification ASME section VII Div 1 or 2.Shell Thickness Calculation Circumferential Stress (Longitudinal Joints).When the thickness does not exceed one-half of the inside radius, or P does notexceed 0.385SE, the following formulas shall apply: Longitudinal Stress (Circumferential Joints).When the thickness does not exceed one-half of the inside radius, or P does not exceed 1.25SE, the following formulas shall apply: Spherical Shells.When the thickness of the shell of a wholly spherical vessel does not exceed 0.356R, or P does not exceed 0.665SE, the following formulasshall apply:3. ProcurementBill of material -> purchasing material -> incoming material (mill certificate and ortesting4. FabricationRef. Detail Design -> Shop drawingQuality control plan Welder qualification Welding procedure qualification Inspection and testing procedure5. Installation Installation procedure -> installation PV Sebagai realisasi dari pre inspection meeting dan persetujuan atas panduan inspeksi (inspection manual) dan perencanaan (plan) dari pihak fabricator, di bawah ini adalah kegiatan inspeksi dan tes yang dilaksanakan oleh pihak fabricator , pihak pemesan/pemilik dan pihak pemerintah dari Negara pemesan serta pihak ASME sebagai pemegang otorisasi sertifikasi atas desain dan fabrikasi bejana tekan yang dianut oleh pihak fabricator. Inspeksi pihak Fabrikator Panduan Inspeksi Panduan inspeksi pihak fabricator adalah buku panduan tentang pengendalian (quality control QC) dan pemastian mutu (quality assurance QA) yang baku dan standar bagi fabricator yang merupakan kebijakan pokok dalam pengendalian dan pemastian mutu . Panduan inspeksi disusun berdasarkan ketentuan dari ASME , yakni Asosiasi Mechanical Engineer Amerika yang mengeluarkan kode standar untuk desain , fabrikasi dan pengujian bejana tekan internasional dan standar ISO 9000 Inspection Manual mengemukakan : 1. Organisasi pengendalian dan pemastian mutu2. Sistem mutu yang dianut (ISO 9001)3. Segala ketentuan pokok tentang QA dan QC (Quality procedure) Perencanaan InspeksiPerencanaan inspeksi (inspection plan) merupakan rencana menyeluruh tentang langkah-langkah manajerial , operasional (QA dan QC) dan pengujian terhadap suatu proyek fabrikasi bejana tekan berdasarkan PO (Purchase order) pemesan tertentu . Jadi quality plan sifatnya individual (unique) untuk jenis pressure vessel tertentu Perencanaan Inspeksi mengandung langkah-langkah inspeksi yang berurut dan sistematis sesuai dengan perkembangan / kemajuan tahap fabrikasi , misalnya:1. Vendor visit pada subsupplier/sub fabricator, untuk mengetahui kualitas pengerjaan , mutu material, kepemimpinan, system kualitas (quality system), pengiriman (delivery) dan beban kerja (work load) yang ada.2. Receiving inspection untuk material, cosumbale dan component, yang masuk dari pemasok (subsuplier dan subfabricator) meliputi dimension check, material check, workmanship check termasuk radiography welding. Inspektor fabricator menuntut adanya sertifikat material (material certificate) dari pemasok mereka.3. Setiap nonconfirmasi yang terjadi, ditindaklanjuti oleh mereka atas biaya sub supplier/subvendor4. Memeriksa mutu dan dimension check atas plotting (penerapan/maal), cutting,edging (pembentukan kampuh las pada sisi pelat) dan rolling5. Tahap ini biasanya diperlakukan sebagai hold point (tahap dimana pekerjaan dihentikan sambil menunggu kedatangan inspector pemesan/ pemilik , setelah disetujui inspector pemesan, pekerjaan dilanjutkan lagi)6. Jika terdapat nonconfirmasi seperti laminasi , maka hal tersebut dapat mengakibatkan penolakan (rejection) atas material yang menderita NC tersebut7. Inspektor fabricator bertanggung jawab atas WPS ( Welding Procedure Spesification) dan PQR (Procedure Qualification Record) yang digunakan walaupun sudah mendapat persetujuan dari pihak pemesan. Demikian juga dengan kualifikasi welder yang ditugasi melaksanakan pengelasan pada proyek tersebut8. Inspektor memantau penyiapan kampuh las (mengatur weld gap, mengukur sudut bukaan, mengukur ketebalan plat, memeriksa ring penguat jika digunakan , memeriksa consumable dan peralatan las)9. Inspektor mengukur lengkungan (curvature) pelat yang dirol dan menentukan diterima atau dirol selanjutnya atau ditolak, apalagi jika shell ditempa bukan dirol, seperti tampak pada gambar berikut ini. Toleransi tidak boleh dilanggar, sebab dapat ditolak oleh inspector pihak pemesan10. Sewaktu pelaksanaan pengelasan, inspector memperhatikan nyala api, mengukur arus listrik dan meyakinkan jenis arus dan polaritas, serta memeriksa kondisi gas pelindung (komposisi maupun tekanannya) dan mengukur konfigurasi las, serta menginspeksi secara visual kondisi las secara keseluruhan dan rinci11. Melaksanakan NDT sesuai ketentuan spesifikasi (radriografi , ultrasonic, magnetic particle atau penetrant test)12. Semua nonconformas ditindaklanjuti sesuai ketentuan spesifikasi untuk repair dan retesto Dibawah ini digambarkan cara menempa badan bejana yang seamless ( tidak bersambung las longitudinal), heavy wall (tebal 450mm, OD 6 meter) untuk bejana Hydro Desulfurization reactoro Penempaan menggunakan hydrolic forging press berkapasitas 10000 Ton. Suhu tempa sekitar 700 C13. Setelah NDT selesai , maka inspector mengadakan pengukuran secara professional pada dimensi pokok bejana maupun orientasi nozzle dan manhole , serta bagian-bagian vessel. Pada titik progress ini biasanya juga dijadikan Hold Point14. Sebaiknya Hold Point dilaksanakan pada tingkat kemajuan fabrikasi sekarang daripada dilaksanakan setelah seluruh pekerjaan mekanikal selesai , karena jika ada perbaikan pada bagian bertekanan , terpaksa stress reliefing diulang lagi (jika ada)15. Jika diperlukan stress relief, inspector juga memantau suhu kenaikan (increment) dan penurunan (decrement) , suhu stress reliefing dan soaking time yang diperlukan16. Setelah seluruh proses PWHT (post weld heat treatment = pembuangan regangan) selesai , diadakan pengujian kekerasan bahan las. Jika ternyata kekerasan bahan pada daerah yang berimbas panas (heat affected zone) masih di atas 225 BHN (Brinell Hardness Number), PWHT masih harus diulang, sehingga maksimum kekerasan bahan baja tidak melebihi 225 BHN17. Setelah seluruh pelaksanaan pekerjaan mekanikal selesai, bejana tekan diuji hidrostatis pada 1 x tekanan kerja maksimum (MAWP) atau pada 1 x tekanan desain. Diharapkan pada kondisi paska hidrotes tidak ada deformasi permanent , sebab jika ada , hal tersebut dianggap fatal. Seluruh bejana tekan akan ditolak18. Pada saat ini seluruh inspector baik dari pihak fabricator , pemesan / pemilik , pihak III serta inspector pemerintah hadir menyaksikan pengujian tersebut. Tekanan dicatat dalam pressure time recoding chart dan ditandatangani oleh para inspector yang hadir untuk pengesahan ( terlampir)19. Setelah lulus uji, bejana dikosongkan dan dikeringkan dari sisa-sisa air hidrotes , dan bagian luarnya di-sand blast untuk dicat20. Bejana kemudian dicat dengan zinc rich primer atau red lead atau cat aluminium , maksudnya untuk melindungi permukaan sebelah luar shell dari karat atmosferis selama pengangkutan (shipment) dan perletakan (lay down) di lapangan simpan (storage yard)21. Bagian dalam bejana diisi dengan silica gel untuk mencegah pengembunan Inspeksi pihak pemilik / pemesan / pemerintah Ketiga pihak inspeksi ini tidak melaksanakan inspeksi secara operasional , namun lebih bersifat manajerial (quality assurance) , yakni mengadakan verifikasi hasil pelaksanaan inspeksi oleh pihak fabrikator. Namun jika timbul keragu-raguan , mereka dapat meminta pengulangan inspeksi atau pengujian sehingga hasilnya benar-benar dapat meyakinkan mereka Walaupun mereka telah meluluskan suatu hasil pengujian , bukan berarti pihak fabricator lepas tanggung jawab jika terjadi sesuatu sehubungan dengan pengujian tersebut Pada persiapan fabrikasi, inspector pemilik secara acak akan memeriksa kondisi pelat yang akan digunakan untuk pembuatan bejana tekanDibawah ini adalah jenis-jenis kelainan / cacat permukaan pelat bejana yang sering didapati Inspeksi / penyaksian dilaksanakan pada hold points dan pada final hidrotes Kecuali apabila pressure vessel tersebut sangat critical, maka inspeksi pihak pemesan/ pemilik bersifat resident (selalu berada di shop vendor untuk setiap saat memantau pelaksanaan fabrikasi) Inspeksi pihak pemilik/ pemesan akan memantau persiapan pengapalan (shipment) untuk meyakinkan semua berjalan semestinya. Prosedur hidrotest Agar hidrotest berhasil baik, perlu prosedur yang benar dengan urut-urutan sebagai berikut :a. Tentukan air hidrotest ber Ph di atas 7 chlorine < 50 ppmb. Terlebih dahulu tutup semua opening dengan flensa buta dan semua kerangka dengan sorokan (insert plate)c. Buka ventilasi bejana tekan.d. Isi bejana tekan perlahan lahan dengan air tersebut diatas hingga keluar dari ventilasi. Hal ini berarti udara telah keluar dari dalam bejana. Suhu air antara 20o C hingga 40o Ce. Setelah bejana tekan diyakini penuh dengan air uji dan tidak ada udara lagi yang tertinggal, ventilasi ditutup dan pompa tekan dijalankan. Tekanan naik perlahan lahan hingga 680% dari tekanan uji, kemudian pengempaan dihentikan sementara untuk menguji seluruh sambungan flensa. Semua kebocoran diikat ulang, jika semua rembesan hilang, tekanan dilanjutkan hingga mencapai tekanan uji (3/2 tekanan kerja maksimum atau 3/2 tekanan design). Dari awal, charta pressure time telah dipasang untuk mencatat tekanan. Setelah tekanan uji tercapai, ditunggu biasanya sekitar 2 jam sambil memeriksa bocoran sambungan flensa dan kemungkinan adanya deformasi. Setelah waktu tungu selesai, tekanan kembali ke atmosferis, saluran pengering (drain) dibuka sedikit untuk mengosongkan bejana. Sisa air uji sebaiknya dikeringkan agar tidak memprakarsai serangan karat. Pengujian hidrostatis selalu disaksikan oleh para inspektor yang terkait termasuk inspektor pemerintah untuk mensahkannya.Prosedur pengujian reinforcing pad semua reinforcing pad harus diuji peneunatis dengan menggunakan gas n2 atau helium. Tekanan yang diperlukan cukup 10 psi. Adapun prosedur nya adalah sebagai berikut : pada re-pad diberi lubang yang berulir diameter inch. Kemudian dimasukkan nipple dan cooper tubing yang dihubungkan kebotol N2 . selanjutnya tekanan dimasukkan kedalam re-pad sebesar 610 psi. Kemudian sewaktu tekanan sudah dicapai, seluruh sambungan las re-pad dilumuri air sabun. Jika terdapat bocoran, maka akan tampak buih pada sambungan las tersebut. Lubang pada re-pad tersebut disebut web hole, yang setelah pengujian berhasil, dilarang ditutup dengan plug, hanya boleh diisi dengan gemuk (grease) untuk menyumbat masuknya air hujan. Web hole harus selalu terbuka agar jika ada kebocoran dari dalam dinding yang masuk kecelah dibawah re-pad, fluidanya akan merembes keluar dari web hole. Webhole harus selalu diposisikan paling bawah, sehingga rembesan akan cepat diketahui.https://jamaengineering.wordpress.com/2013/04/24/pressure-vessel/