EVALUASI PENERAPAN ON-STREAM INSPECTION SEBAGAI PENGGANTI INTERNAL INSPECTION BERDASARKAN API STANDARD 510

American Petroleum Institute (API) merilis API Standard 510 (2006) dimana dalam section 6.5.1.1, dinyatakan bahwa suatu peralatan bejana tekan harus diinspeksi secara internal maksimal setiap 10 tahun, atau pada saat umur bejana tekan tersebut telah mencapai setengah dari sisa umur pakainya. Tujuan dari pelaksanaan inspeksi internal adalah menemukan indikasi kerusakan yang tidak bisa ditemukan melalui kegiatan monitoring reguler pada Corrosion Monitoring Locations (CMLs) eksternal. Ketentuan ini berlaku apabila tidak ada ketentuan khusus dari penerapan Risk Based Inspection (RBI) terhadap bejana tekan tersebut.

Suatu perusahaan Migas atau petrokimia tentunya memiliki sejumlah bejana tekan yang terdapat di dalam fasilitas pemprosesannya. Inspeksi internal diprogramkan untuk dilakukan terhadap bejana tekan – bejana tekan tersebut dengan didasarkan pada ketentuan yang ada dalam program RBI, atau dengan metode yang lain, yaitu yang didasarkan pada hasil analisa data historis. Dalam metode historis, hasil inspeksi dari suatu bejana tekan yang pernah diinspeksi internal kemudian dijadikan acuan dalam menentukan interval inspeksi internal dan metode inspeksi bejana tekan yang akan digunakan.

API Standard 510 memberikan suatu alternatif dimana disebutkan bahwa metode inspeksi internal dapat digantikan dengan metode inspeksi on-stream apabila bejana tekan tersebut memenuhi sejumlah persyaratan. Persyaratan tersebut diantaranya ialah mengenai ada atau tidaknya akses untuk melakukan inspeksi internal, nilai laju korosi, sisa umur masa pakai (remaining life), lama beroperasi bejana tekan, potensi terjadinya creep, potensi terjadinya hydogen damage dan stress corrosion cracking (SCC), dan juga mengenai ada atau tidaknya lining internal pada bejana tekan.

Dalam area pemprosesan di suatu perusahaan Migas dan petrokimia, terdapat sejumlah bejana tekan yang belum pernah diinspeksi internal, sehingga dalam hal ini perlu dilakukan analisa apakah inspeksi on-stream dapat diterapkan sebagai pengganti inspeksi internal atau tidak. Hal ini menjadi sangat penting mengingat kegiatan inspeksi internal memiliki keterbatasan – keterbatasan, diantaranya adalah waktu pelaksanaan yang tidak fleksibel, pertimbangan aspek Safety, Health, and Environment (SHE), dan juga biaya yang hilang sebagai konsekuensi peralatan yang harus berhenti beroperasi agar inspeksi internal dapat dilaksanakan.

Salah satu jenis peralatan yang ada di area kilang adalah bejana tekan. Dalam ASME section VIII division 1 (2007) disebutkan bahwa bejana tekan adalah sebuah kolom/ kontainer yang bertindak sebagai penahan tekanan, baik tekanan secara internal atau eksternal. Tekanan yang dimaksud bisa berasal dari suatu sumber eksternal, atau karena adanya aplikasi panas secara langsung atau tak langsung, atau dari kombinasi sumber – sumber tekanan tersebut. Jangkauan tekanan suatu bejana tekan harus lebih besar dari 15 psi dan lebih kecil atau sama dengan 3000 psi (15 psi < P ≤ 3000 psi). Seperti yang telah disebutkan pada paragraf di atas, API Standard 510 (2006), khususnya pada section 6.5.1.1, menyatakan bahwa semua bejana tekan harus diinspeksi internal setiap 10 tahun semenjak dioperasikan atau ketika umur yang tersisa dari bejana tekan tersebut telah mencapai setengah dari sisa umurnya (remaining life). Apabila nilai setengah sisa umur suatu bejana tekan lebih kecil dari 10 tahun, maka periode waktu ini yang dijadikan sebagai referensi waktu pelaksanaan inspeksi internal. Ketentuan – ketentuan tersebut berlaku selama tidak ada ketentuan yang secara khusus diatur dalam program RBI mengenai interval inspeksi internal. Dalam lingkungan area kilang, sejumlah bejana tekan yang pernah diinspeksi internal, kemudian ditentukan interval inspeksi internalnya dalam program RBI berdasarkan nilai criticality bejana tekan. Nilai criticality diperoleh dari pertimbangan terhadap nilai resiko atau consequence of failure (CoF) dan seberapa besar kemungkinan kegagalan bejana tekan dapat terjadi atau probability of failure (PoF). Interval inspeksi internal suatu bejana tekan juga dapat ditentukan berdasarkan pertimbangan terhadap data historis mengenai kegiatan inspeksi internal yang sebelumnya pernah dilakukan terhadap bejana tekan tersebut. Data historis dari bejana tekan lainnya yang memiliki karakteristik yang dapat dipandang sama, baik dari sisi material, servis, dan kondisi operasinya, juga dapat dijadikan sebagai referensi penentuan interval inspeksi internal. API Standard 510, khususnya pada section 6.5.2.1 memberikan suatu alternatif, yang menyebutkan bahwa pelaksanaan inspeksi internal dapat digantikan dengan inspeksi on-stream. Hal ini dapat dilakukan apabila suatu bejana tekan memenuhi sejumlah persyaratan berikut: a. Ukuran atau konfigurasi komponen – komponen bejana tekan menjadikan bejana tekan tersebut sulit diakses untuk kepentingan pelaksanaan inspeksi internal. b. Konfigurasi komponen – komponen dari bejana tekan memungkinkan diakses untuk kepentingan inspeksi internal, namun semua kondisi di bawah ini terpenuhi:

1. Laju korosi dari bejana tekan diketahui kurang dari 0,005 in (0,125 mm) per tahun.






Umur bejana tekan yang tersisa lebih besar dari 10 tahun.
2. Karakter korosi dari isi bejana tekan, termasuk efek dari komponen – komponen pengotor, telah ditentukan minimal selama lima tahun masa operasi dengan servis operasi yang sama.




3. Tidak terdapat kondisi yang menimbulkan pertanyaan yang ditemukan selama inspeksi eksternal dilakukan.




4. Temperatur operasi dari shell baja bejana tekan tidak melebihi batas temperatur terendah yang dapat memicu terjadinya creep dari material bejana tekan.




5. Material bejana tekan tidak memilki potensi untuk mengalami enviromental cracking atau hydrogen damage yang disebabkan jenis fluida yang sedang diproses.




6. Bejana tekan tidak mempunyai lining yang terikat secara tak terintegrasi, seperti strip lining atau plate lining.

Beberapa ketentuan tambahan dan dasar – dasar pertimbangan mengenai substitusi metode inspeksi internal dengan inspeksi on-stream, dijelaskan juga dalam API Standard 510 section 6.5.2.2 hingga 6.5.2.4 yaitu sebagai berikut:

6.5.2.2. Inspeksi on-stream dapat diterapkan apabila penilaian RBI menentukan bahwa nilai resiko dari kegagalan bejana tekan cukup rendah dan nilai efektifitas teknik Non Destructive Examination (NDE) cukup memuaskan dalam memprediksi mekanisme kerusakan. Penilaian ini seharusnya juga memasukkan review mengenai kondisi proses pada masa lalu dan seperti apa kondisi proses pada masa yang akan datang.

6.5.2.3. Ketika terhadap suatu bejana tekan dilakukan inspeksi internal, maka hasil dari inspeksi tersebut dapat digunakan untuk menentukan apakah inspeksi on-stream dapat digunakan untuk menggantikan inspeksi internal pada bejana tekan yang sejenis yang beroperasi dalam servis dan kondisi yang sama atau sejenis.

6.5.2.4. Pada saat inspeksi on-stream telah diputuskan akan dilakukan, maka tipe NDE yang akan digunakan harus direncanakan secara spesifik dalam perencanaan inspeksi. Hal ini dapat meliputi pengukuran ketebalan dengan menggunakan Ultra Sonic Testing (UT), radiografi, atau metode NDE lainnya yang cocok untuk mengukur ketebalan plat logam dan atau untuk memberikan penilaian terhadap integritas dari elemen pembatas tekanan (misalnya dinding bejana tekan dan daerah lasan). Pada pelaksanaan inspeksi on-stream, inspektor harus diberikan akses yang cukup kepada semua bagian dari struktur bejana tekan (head, shell, dan nozzle) sehingga sebuah penilaian yang akurat dari kondisi bejana tekan dapat dibuat.

Substitusi metode inspeksi internal dengan metode inspeksi on-stream menjadi sangat penting mengingat pelaksanaan kegiatan inspeksi internal memiliki beberapa keterbatasan diantaranya:

a. Hanya bisa dilakukan pada saat bejana tekan tidak beroperasi. Ini berarti pelaksanaan inspeksi hanya bisa dilakukan pada saat Process Train berstatus shut down (tidak beroperasi). Oleh kerena itu, waktu pelaksanaan inspeksi menjadi tidak fleksibel dan sangat tergantung pada jadwal shut down.

b. Adanya kapasitas produksi yang hilang karena kegiatan operasi suatu bejana tekan harus dihentikan. Lebih jauh lagi, penghentian operasi suatu bejana tekan bisa berarti penghentian semua proses operasi dan produksi suatu unit produksi.

c. Membutuhkan biaya inspeksi dan maintenance yang relatif lebih banyak.

d. Aspek Safety, Health, and Environment (SHE) merupakan pertimbangan yang juga perlu diperhatikan. Secara umum pelaksanaan kegiatan inspeksi di dalam suatu bejana tekan yang merupakan kegiatan di ruang terbatas akan lebih beresiko dibandingkan pengerjaan inspeksi yang dilakukan dari luar bejana tekan.

Dengan demikian, alternatif yang diberikan API Standard 510, khususnya pada section 6.5.2, perlu dipertimbangkan untuk diterapkan. Penerapan inspeksi on-stream sebagai pengganti inspeksi internal bisa memberikan suatu keuntungan operasional dan finansial, serta jaminan yang lebih baik terhadap SHE (Safety, Health, and Environment).

MAGNET DAN BAJA

Membedakan suatu material apakah masuk ke dalam kelompok baja tahan karat (stainless steel) atau baja karbon (carbon steel) biasa bisa dilakukan dengan memanfaatkan magnet. Fase ferritic dari suatu baja, karena memiliki permeabilitas yang tinggi, akan menjadi elemen yang tertarik pada magnet. Sedangkan fase austenit memiliki sifat tidak tertarik pada magnet.

Dengan demikian, baja (carbon steel) yang pada umumnya memiliki fase ferritic (pada temperatur ruangan), akan tertarik pada magnet. Begitu pula halnya dengan cast iron. Hanya kelompok stainless steel berfase austenitic yang tidak tertarik pada magnet.

Namun perlu juga untuk diketahui diketahui sifat atau reaksi baja tahan karat terhadap magnet sebagai berikut, karena tidak semua stainless steel memiliki sifat tidak tertarik pada magnet.

Austenitic Stainless Steel
Jenis baja tahan karat ini memiliki sifat tidak tertarik pada magnet dikarenakan fase austenitic-nya yang memiliki sifat permeabilitas yang rendah. Contoh material austenitic adalah tipe 302, 303, 304, 316 dan 316L.

Pengerjaan cold work pada baja austenitic dapat meningkatkan nilai permeabilitas dikarenakan ada transformasi fase austenitic ke martensitic yang bersifat ferromagentik, sehingga dapat merubah sifat ketertarikannya pada magnet yang sebelumnya tidak tertarik menjadi tertarik pada magnet.

Ferritic Stainless Steel
Jenis baja tahan karat ferritic memiliki sifat ketertarikan pada magnet. Contoh ferritic stainless steel adalah Type 430F solenoid quality, Type 430FR solenoid quality, dan Type 446.

Martensitic Stainelss Steel
Semua stainless steel martensitic dan sebagian besar hardenable stainelss steel memiliki sifat ferromagentic. Contoh dari material martensitic stainless stell adalah Type 410, 416, 420, 440B, dan 17-4.

KLASIFIKASI MATERIAL

Material solid secara umum dibagi ke dalam lima jenis, yaitu logam, keramik, polimer, semikonduktor dan komposit. Apabila pengklasifikasiannya didasarkan pada jenis ikatan antar atomnya, maka hanya akan terdapat material – material yang termasuk ke dalam kelompok logam, keramik, dan polimer. Apabila klasifikasi material ditinjau dari kemampuan konduktivitasnya maka akan terdapat tambahan: golongan material semikonduktor. Ditinjau dari segi struktur, terdapat jenis material tambahan yaitu material komposit.

Logam
Material – material dalam kelompok ini disusun oleh satu atau lebih unsur logam (misalnya besi, alumunium, tembaga, titanium, emas, dan nikel), dan juga seringkali mengandung unsur non logam (misalnya karbon, nitrogen dan oksigen) dalam jumlah yang relatif kecil. Atom – atom pada logam dan paduannya mempunyai ciri – ciri tersusun secara sangat teratur, dan apabila dibandingkan dengan keramik dan polimer susunan antar atom – atomnya cenderung lebih rapat. Karakteristik susunan antar atomnya yang khas ini, kemudian disebut sebagai ikatan logam. Material logam memiliki nilai elektron bebas yang tinggi, dimana berarti terdapat sejumlah besar elektron yang tidak terikat pada inti atom sehingga bisa bergerak bebas. Sifat – sifat dari material logam yang khas ini dapat dijelaskan melalui karakterisitik elektronnya tersebut. Yang paling utama, yaitu apabila diamati dari sifat logam yang merupakan penghantar listrik dan panas yang baik. Selain itu susunan atom material logam yang teratur membuatnya tidak mampu ditembus oleh cahaya sehingga tidak tembus pandang seperti halnya kaca. Permukaan material logam akan mengkilap apabila dipoles. Sebagai tambahan, beberapa jenis logam (Fe, Co, Ni) juga memiliki sifat magnetik yang kuat.

Mengenai sifat mekaniknya, material logam cenderung bersifat cukup kaku dan kuat, ulet (ductile = dapat mengalami deformasi atau perubahan bentuk tanpa mengalami patah) sehingga punya kemampuan mampu dibentuk (formability) yang baik (misalnya melalui penempaan, pengerolan, dll), dan mampu menerima pembebanan secara tiba – tiba tanpa mengalami patah (shock resistance). Sifat – sifat tersebut membuat logam mempunyai jangkauan aplikasi yang sangat luas dalam dunia industri hingga saat ini.

Keramik
Keramik merupakan perpaduan antara unsur – unsur logam dan non logam yang kemudian membentuk suatu senyawa yang umumnya termasuk ke dalam jenis oksida, nitride, dan karbida. Sebagai contoh, beberapa keramik yang umumnya dikenal yaitu alumunium oksida (alumina atau Al2O3), silicon dioksida (silika atau SiO2), silicon karbida (SiC), silikon nitride (Si3N4). Sebagai tambahan, juga terdapat beberapa material keramik yang termasuk ke dalam kelompok keramik tradisional seperti mineral – mineral, lempung, cement, batu bata, dan kaca. Grafit dan intan juga dimasukkan ke dalam kelompok keramik.

Keramik biasanya dihubungkan dengan istilah “ikatan campuran”-sebuah kombinasi dari ikatan kovalen, ionic, dan terkadang metalik. Terdiri dari deretan atom – atom yang saling berhubungan satu sama lain, dan tidak ada molekul yang terpisah. Karakteristik ini membedakan keramik dari padatan molekular, seperti kristal iodine (tersusun dari molekul I2 yang terpisah) dan paraffin wax (tersusun oleh rantai panjang molekul alkana). Selain itu es, dimana tersusun dari molekul terpisah H2O, juga termasuk ke dalam kelompok ini walaupun memiliki perilaku seperti keramik.

Sifat mekanik dari material keramik adalah kaku, kuat dan sangat getas (brittle),

Polimer
Polimer merupakan molekul makro yang dibentuk oleh atom – atom yang terikat secara kovalen membentuk suatu satuan molekul yang disebut mer, dan kemudian satuan molekul ini tersambung dengan kelompok – kelompok mer sejenis yang lain, membentuk suatu rantai yang panjang dan berulang. Sebagian besar polimer merupakan senyawa organik berbasis karbon, hydrogen, dan unsur – unsur non metal lainnya seperti sulfur/belerang (S) dan klorin (Cl). Karakteristik Ikatan antar rantai molekul polimer sangat mempengaruhi karakteristiknya. Struktur cross linking (ikatan silang) dari rantai polimer merupakan kunci dari proses vulkanisasi yang dapat mengubah karet alam yang awalnya belum memiliki fungsi aplikasi menjadi produk yang berguna dalam ekhidupan sehari – hari seperti misalnya ban mobil yang membuat bepergian dengan sepeda menjadi lebih nyaman. Istilah polimer dan plastik seringkali dipertukarkan. Padahal sebenarnya, plastik merupakan kombinasi dari polimer – polimer yang biasanya juga diberi bahan tambahan lain untuk memenuhi kemampuan dan penampilan yang diinginkan.

Semikonduktor
Semikonduktor merupakan satu-satunya kelas material yang dibedakan berdasarkan sifatnya. Material ini biasanya didefinisikan sebagai material yang memiliki konduktivitas listrik pertengahan, antara konduktor yang baik dan insulator. Konduktivitasnya sangat tergantung dari banyak sedikitnya jumlah bahan pengotor/tambahan pada bahan yang mana hal inilah yang menjadi kunci pembuatan produk IC (integrated circuit).