dewi widya lestari 2411 106 011 - digilib.its.ac.id · lcv 22210 level control valve 2. ... kedua...

Dewi Widya Lestari2411 106 011

WHB merupakan komponen yang sangati l b i b l i lvital bagi berlangsungnya operasional

untuk memenuhi pasokan listrik pabrik I PTPetrokimia Gresik.Petrokimia Gresik.

Dari tahun 90-an hingga kini WHB beroperasitanpa henti sehingga menyebabkankecurigaan apakah komponen-komponen didalam unit Waste Heat Boiler khususnya LPdalam unit Waste Heat Boiler khususnya LPDrum masih memiliki kinerja yang bagusatau tidak dalam melakukan fungsinya.

Bagaimana menentukan komponen-komponenLow Pressure Drum Waste Heat Boiler yang seringmengalami kegagalan atau perbaikan di Pabrik 1mengalami kegagalan atau perbaikan di Pabrik 1 PT. PETROKIMIA-Gresik

Bagaimana cara menentukan nilai TTF (Time To Bagaimana cara menentukan nilai TTF (Time To Failure), nilai MTTF (Mean Time To Failure), nilaiFailure Rate (λ), nilai Probability of Failure on Demand (PFD) dan nilai Realibility (Keandalan)Demand (PFD) dan nilai Realibility (Keandalan) secara kuantitatif.

Bagaimana cara menganalisis nilai Realibility Bagaimana cara menganalisis nilai Realibility(Keandalan) secara kualitatif dengan metodeFMEA dan FTA.

Untuk menghitung dan menganalisa nilaiRealibility (Keandalan) pada Low PressureDrum Waste Heat Boiler agar dapat memenuhipasokan listrik untuk pabrik I PTpasokan listrik untuk pabrik I PT.PETROKIMIA-Gresik.

Plant yang menjadi objek studi pada tugas akhirini adalah Low Pressure Drum Waste Heat Boilerdi Pabrik I PT. Petrokimia Gresik.

Data – data proses yang diambil pada saatkondisi normal beroperasi.p

Data yang digunakan diperoleh dari data Maintanance dari tahun 2007 sampai denganp g2013 Departemen-HAR PT. Petrokimia Gresik.

Pengolahan data-data kuantitatif menggunakan Pengolahan data data kuantitatif menggunakandistribusi Eksponensial dan distribusi Weibull.

Pengolahan data-data kualitatif menggunakan Pengolahan data data kualitatif menggunakanFTA dan FMEA.

Kemungkinan untuk tidak mengalamikegagalan atau dapat melaksanakanfungsinya selama periode waktu tertentu.

Mengidentifikasi komponen – komponen diLP Drum dari P&ID/Datasheet danpengambilan data maintenance.

NoTag.

Number DescriptionNo Nu be esc pt o

1. LCV 22210 Level Control Valve

2. LT22210 Differensial Level Transmitter

3. LT22211 Differensial Level Transmitter

4. PCV22211 Pressure Control Valve

5 PCV22212 Pressure Control Valve5. PCV22212 Pressure Control Valve

1)Menentukan Nilai TTF (Time To Failure) Penentuan nilai TTF ini didapatkan dari data maintenancePenentuan nilai TTF ini didapatkan dari data maintenance pada komponen-komponen di LP drum dengan rentangwaktu dari tahun 2005 sampai dengan saat ini.

) k l ( l )2)Menentukan Nilai MTTF (Mean Time To Failure) Penentuan nilai MTTF ini didapatkan dari penjumlahannilai TTF dibagi dengan banyaknya maintenance yang dilakukan dari tahun 2005 sampai sekarangdilakukan dari tahun 2005 sampai sekarang.

3)Menentukan Nilai Failure RatePenentuan nilai Failure Rate ini didapatkan dari satu dibagip gdengan nilai MTTF (Mean Time To Failure) sesuaipersamaan

1

MTTF

4)Menentukan Distribusidengan menggunakan bantuan software Easyfit versi 5.5 untuk mendapatkan

t d β K d t i il h k b t d lparameter α dan β . Kedua parameter inilah yang akan membantu dalammenentukan nilai reability atau keandalan secara Weibull.

5)Menentuan Nilai PDF(Probability Density Function)Untuk menentukan nilai PDF secara Eksponensial dilakukan perhitungan denganUntuk menentukan nilai PDF secara Eksponensial dilakukan perhitungan denganpersamaan 2.13

begitu juga dalam menentukan nilai PDF secara Weibull dengan perhitunganti d 2 9

)()( tetf

seperti pada persamaan 2.9

6)Menentukan Nilai Keandalan R(t)

tttf exp)(

1

6)Menentukan Nilai Keandalan R(t)Untuk perhitungan nilai keandalan dalam tugas akhir ini ada 2 yaitu perhitungannilai kehandalan untuk masing-masing komponen dan perhitungan nilaikehandalan sistem secara keseluruhan di LP drum Waste Heat Boiler.

1. FMEA ((Failure Mode and Effect Analisys)U t k t h i k l iUntuk mengetahui komponen mana yang mengalamikegagalan, mengetahui sebab-sebab terjadinyakegagalan, mengetahui pengaruh kegagalan danmengetahui cara cara penanganan dengan adanyamengetahui cara– cara penanganan dengan adanyakegagalan tersebut (berupa worksheet FMEA).

2 FTA (F l T A li )2. FTA (Fault Tree Analisys) Untuk mengidentifikasi kegagalan ataupun Trip padakomponen di dalam suatu sistem. Selain itu juga

d d k b h d lmetode ini dapat mempresentasikan seberapa handalsuatu komponen di dalam sistem.

Langkah Membuat FTA :1. Menganalisa alur proses dan komponen apa saja

yang berpengaruh dalam menyebabkan kegagalanterhadap sistemLow Pressure Drum Waste Heatterhadap sistemLow Pressure Drum Waste Heat Boiler

2. Membuat Diagram Blok Sistem LP Drum WHB

3. Menentukan Top Event hingga Basic Event untuk melihatbagaimana alur kerja komponen di dalam sistem.bagaimana alur kerja komponen di dalam sistem. Apabila kegagalan terjadi di salah satu komponen makakomponen - komponen yang mengalami Trip dapatdiketahui.

4. Menetapkan symbol logic gate (gerbang logika) sesuaidengan gabungan peristiwa yang menunjukkan apakahkedua peristiwa terjadi pada waktu dan tempat yang

( ) k d k d (O )sama (AND) atau kejadian yang mungkin terjadi (OR). Pergerakan ke cabang pada fault tree menunjukkan efek.

5 Menganalisa sistem menggunakan pendekatan Boolean5. Menganalisa sistem menggunakan pendekatan Boolean.Untuk menganalisa sistem dengan pendekatan Boolean, dinyatakan dengan notasi numeric dari AND - OR.

Hasil Perhitungan TTF , MTTF dan Failure Rate

No ComponentBanyak

Maintenance TTF MTTF λNo Component Maintenance TTF MTTF λ

1 LCV22210 69 61968 898.087 0.00111

2 LT22210 47 44208 940.5957 0.00106

3 LT22211 44 43128 980.1818 0.00102

4 PCV22211 52 63696 1224.923 0.00082

5 PCV22212 43 39456 917.5814 0.00109

Dengan menggunakan software, sehinggadidapatkan parameter alfa dan beta.

Misal untuk komponen LCV 22210

Dengan menggunakan software, sehinggadidapatkan parameter alfa dan beta.

Misal untuk komponen LCV 22210

1. Secara Eksponensial (R(t)=Rm(t)) 2. Secara Weibull Tanpa PM dan Dengan PM

Misal Komponen LCV 22210

1

1.2 Komponen LCV 22210

0.6

0.8

y W

eibu

ll

NO PM

0 2

0.4

0 6

Reab

ility NO PM

cumulatim PM

PM

0

0.2

0 200 400 600 800 1000 1200

WaktuWaktu

Diketahui :R R (LCV 22210)R1= R (LCV 22210) R2= R (LT 22210)R3= R (PCV 22211)R R (PCV 22212)R4= R (PCV 22212) R5= R (LT 22211)

Rumus Rs1 = R1 x R2 R = (1- R3)x(1- R4) Rp (1 R3)x(1 R4) Rs2 = Rp x R5 RPtotal = 1-(1- Rs1 ) x (1-Rs2)

R1(370) = 0.663R2(370) = 0.675R2(370) 0.675R3(370) = 0.738R4(370) = 0.668R5(370) = 0.686

Sehingga :Rs1 = R1 x R2 = 0.663 x 0.675 = 0.448R = 1-(1- R3) x (1- R4) =1 - (1- 0 738) x (1- 0 668)Rp 1 (1 R3) x (1 R4) 1 (1 0.738) x (1 0.668)

=1 – (0.262 x 0.332) = 1- 0.087 = 0.913

Rs2 = Rp x R5 = 0.913 x 0.686 = 0.626( ) ( ) ( ) ( )RPtotal = 1-(1- Rs1 ) x (1-Rs2) =1- (1- 0.448) x (1- 0.626)

=1- (0.552 x 0.9403) = 1- 0.206=0.794

R1(370) = 0.967R2(370) = 0.9992( )R3(370) = 0.924R4(370) = 0.999R5(370) = 0.999

Sehingga :Rs1 = R1 x R2 = 0.967 x 0.999 = 0.966Rp = 1 - (1- R3) x (1- R4) =1 - (1- 0.924) x (1- 0.999) p ( 3) ( 4) ( 0 9 ) ( 0 999)

= 1 – (0. 076 x 0.001) = 1 - 0.000076 = 0.999924

Rs2 = Rp x R5 = 0.999924 x 0.999 = 0.999R 1 (1 R ) (1 R ) 1 (1 0 966) (1 0 999)RPtotal = 1-(1- Rs1 ) x (1-Rs2) =1- (1- 0.966) x (1- 0.999)

=1- (0.034 x 0.001) = 1- 0.000034=0.99

R1(370) = 0.807R2(370) = 0.943R2(370) 0.943R3(370) = 0.823R4(370) = 0.927R5(370) = 0.974

Sehingga :Rs1 = R1 x R2 = 0.807 x 0.943 = 0.761R = 1- (1- R3) x (1- R4) = 1- (1- 0 823) x (1- 0 927)Rp 1 (1 R3) x (1 R4) 1 (1 0.823) x (1 0.927) =1- (0. 177 x 0.073) = 1- 0.012921 = 0.987

Rs2 = Rp x R5 = 0.987 x 0.974 = 0.961( ) ( ) ( ) ( )RPtotal = 1-(1- Rs1 ) x (1-Rs2) =1- (1- 0.761) x (1- 0.961)

=1- (0.239 x 0.039) = 1- 0.0093=0.99

1. FMEAH il di j kk d k h FMEAHasil ditunjukkan pada worksheet FMEA

Diagram Blok WHB

--

Dari gambar>>> ketika LP DRUM TRIPada 2 faktor yang mempengaruhi yaitukelebihan aliran panas dengantemperature tinggi dan ada bahan bakargas yang terjebak.

Bahan bakar gas terjebak karena adanyakatup batang membengkok, katupterjadi erosi, dan saringan yang kotorserta berkarat.

Kelebihan aliran panas dengan temperaturetinggi karena adanya baut yang macetdan erosi pada katup utama yangmenyebabkan saringan kotor dankualitas uap buruk di LP Drum.

Kualitas uap yang buruk ini mempengaruhi2 variabel yaitu tekanan dan ketinggian(level) yang sama – sama disebabkanoleh kelebihan arus dan kesalahandalam membaca sinyal dari transmitter.

Kesalahan pembacaan sinyal transmitterdikarenakan kabel belum terpasang dankehilangan sinyal.

Nilai Failure Rate pada komponen LCV22210 LT22210 LT22211 PCV22210 PCV22211 Nilai Failure Rate pada komponen LCV22210, LT22210, LT22211, PCV22210, PCV22211 berturut-turut adalah 0.00111, 0.00106, 0.00102, 0.00082, 0.00109.

Nilai Keandalan secara Eksponensial pada t = 370 hari (1 tahun) dari komponenLCV22210, LT22210, LT22211, PCV22210, PCV22211 berturut-turut adalah0.663, 0.675, 0.685, 0.738, 0.668.

Nilai Keandalan secara Weibull dari t = 30 sampai 370 hari terjadi penurunan berturut-turut : LCV22210 dengan PM = 3% , Tanpa PM= 18.8% ;LT22210 dengan PM = 0.0125% , Tanpa PM= 5.66%;LT22211 dengan PM = 0.00053% , Tanpa PM= 2.56%; PCV22210 dengan PM = 6.94% , Tanpa PM= 16.9%; PCV22211 dengan PM = 0.0335% , Tanpa PM= 7.32%.

Nilai Keandalan Sistem selama 370 hari secara Eksponensial sebesar 0.74% sedangkan secaraWeibull dengan dan tanpa PM yaitu 0.99%

D i h il li FMEA j kk b h d k PCV 22211 k Dari hasil analisa FMEA menunjukkan bahwa pada komponen PCV 22211merupakan komponen yang paling sering terjadi kegagalan dengan adanya keberadaan aliran kontinu uapyang hanya datang dari satu arah yang mengakibatkan dampak paling parah yaitu WHB mengalami trip.

Dari hasil FTA sangat berpengaruh terhadap alur proses sistem dan menunjukkan komponenmana yang menyebabkan kegagalan/ trip.

Adapun saran yang dapat diberikan pada tugas akhir ini yaitu:

Dapat divariasi dengan metode distribusi yang lain sepertidistribusi normal atau lognormal dengan interval waktu yangdistribusi normal atau lognormal dengan interval waktu yangberbeda serta analisis metode kualitatif yang berbeda pula.

Pemeliharaan pencegahan pada sistem sebaiknya dilakukantidak melebihi interval waktu yang telah ditetapkan sehinggaefek dari kerusakan yang timbul dapat dikurangi atau bahkanefek dari kerusakan yang timbul dapat dikurangi atau bahkandiminimalkan.

[1] Dhillon, B.S. 2005. Reliability, Quality and Safety for Engineers CRC Press USAfor Engineers. CRC Press, USA.

[2] Goble, William M. Control System Safety Evaluation & Reliability 2nd ed. United State of America : ISA.

[3] IEC 61511. 2003. Functional Safety-Safety Instrumented Systems for the Process Industry. Geneva : International ElectrotechnicalCommissionCommission.

[4] Wisandiko, Anugrah Okta. 2011. AnalisaKeandalan, Keamanan Dan Manajemen ResikoPada Pembangkit Listrik Tenaga Gas Blok 2 2 DiPada Pembangkit Listrik Tenaga Gas Blok 2.2 Di Pltgu Pt. Pjb Up Gresik Dengan MenggunakanPendekatan Kuantitatif. Surabaya : ITS-TeknikFisika.

Nama : Dewi Widya Lestari Web : dewi lestari (facebook) Nrp : 2411 106 011 No Hp : 087 8400 72639 Email : dewie_widya@yahoo.com

F k lt FTI ITS Fakultas : FTI- ITS Jurusan: s1 Teknik Fisika

TERIMA KASIHTERIMA KASIH