analisis kegagalan pada elbow sistem perpipaan
TRANSCRIPT
LAPORAN KERJA PRAKTIK
PT BADAK NATURAL GAS LIQUEFACTION
Analisis Kegagalan Pada Elbow Sistem Perpipaan
F1K151-18”-BM4B Menuju F1E-9s (Lean Amine
Precooler)
Oleh :
Muhammad Junaidi
2710100062
Pembimbing :
M. Irfan Hidayat
Ir. Rochman Rochiem, M.Sc
JURUSAN TEKNIK MATERIAL DAN METALURGI
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER
JULI 2013
Laporan Kerja Praktik
PT. Badak NGL-Bontang
Muhammad Junaidi Teknik Material dan Metalurgi ITS
i
LEMBAR PENGESAHAN
LAPORAN KERJA PRAKTIK
di
PT. BADAK NGL
BONTANG – KALIMANTAN TIMUR
PERIODE : 24 JUNI – 02 AGUSTUS 2013
Oleh:
Muhammad Junaidi
2710100062
Telah diperiksa dan disetujui oleh :
Inspection Manager
Padang Wikar H.
No: 130079
Pembimbing Utama
M. Irfan Hidayat
No: 130524
Laporan Kerja Praktik
PT. Badak NGL-Bontang
Muhammad Junaidi Teknik Material dan Metalurgi ITS
ii
Kata Pengantar
Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah
memberikan rahmat, anugerah, serta karunia-Nya, sehingga penulis dapat
menyelesaikan laporan kerja praktik di PT. Badak NGL dengan judul “Analisis
Kegagalan Pada Elbow Sistem Perpipaan F1K151-18”-BM4B Menuju F1E-
9s (Lean amine Precooler)”. Laporan kerja praktik ini merupakan hasil kerja
praktik yang penulis laksanakan pada tanggal 24 Juni – 02 Agustus 2013 dan
dibuat untuk melengkapi Mata Kuliah Kerja Praktik yang menjadi salah satu
syarat kelulusan mahasiswa di Jurusan Teknik Material dan Metalurgi Fakultas
Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya.
Penulis menyadari bahwa tanpa bantuan dan dukungan dari berbagai
pihak, laporan kerja praktik ini tidak dapat diselesaikan dengan baik. Oleh karena
itu, penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah
memberi dukungan, bimbingan, dan kesempatan kepada penulis hingga laporan
kerja praktik ini dapat diselesaikan.
1. Allah SWT karena dengan rahmat dan kuasa-Nya penulis dapat
menyelesaikan laporan kerja praktik ini dengan baik dan tepat waktu.
2. Orang tua penulis yang selalu mendukung penulis dengan kasih sayang
mereka.
3. Bapak Sungging Pintowantoro, S.T, M.T, Ph.D selaku Ketua Jurusan Teknik
Material dan Metalurgi Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi
Sepuluh Nopember Surabaya.
4. Bapak Dr. Lukman Noerochim, S.T, M.Sc. Eng selaku Koordinator Kerja
Praktik Jurusan Teknik Material dan Metalurgi Fakultas Teknologi Industri
Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya.
5. Bapak Ir. Rochman Rochiem, M.Sc selaku Pembimbing Akademik penulis di
Jurusan Teknik Material dan Metalurgi Fakultas Teknologi Industri Institut
Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya.
6. Bapak Padang selaku Inspection Section Head, tempat dimana penulis
melaksanakan kerja praktik.Terima kasih atas kesempatan yang Bapak berikan
kepada penulis untuk kerja praktik di Inspection Section.
Laporan Kerja Praktik
PT. Badak NGL-Bontang
Muhammad Junaidi Teknik Material dan Metalurgi ITS
iii
7. Bapak M. Irfan Hidayat selaku pembimbing utama penulis dalam
melaksanakan kerja praktik di PT. Badak NGL. Terima kasih atas bimbingan,
bantuan, serta dukungan Bapak selama saya kerja praktik disini.
8. Seluruh engineer di Inspection Section, Bapak P.P Luhur Wibowo, Bapak
Sofyan Purba, dan Bapak Fauzan Fitra. Terima kasih telah memberikan saran
dan ilmu yang belum tentu penulis dapatkan dari bangku kuliah.
9. Bapak Sopan Syofian, Bapak Slamet Nopianto, dan Bapak Joko Suprapto
selaku pembimbing lapangan yang senantiasa memberikan arahan kepada
penulis selama dilapangan.
10. Bapak Sigit dan Ibu Suharjilah selaku personil di Inspection Section yang
memberikan tempat kepada penulis untuk menyelesaikan laporan kerja
praktik.
11. Bapak-bapak di Process Engineering, Production Planning, Facilities
Engineering, Stationary Equipment and Construction Section, Machinary
Heavy Equipment, Maintenance Planning and Turn Around Section,
Reliability Section, dan Laboratory Section yang telah memberikan orientasi
kepada penulis.
12. Bapak-bapak dari BKI yang telah membantu penulis mengambil data
pengamatan.
13. Bapak Bambang Sukindar, Bapak Abdul Muis dan Bapak Haryanto selaku
bagian Training Section yang telah memberikan waktunya untuk mengurus
segala keperluan penulis selama kerja praktik di PT. Badak NGL.
14. Teman-teman baik dari Jurusan Teknik Metalurgi dan Material 2010: Wulan
Noviana, Sasza Chyntara, Melisa Sudiashri, Puteri Ayu Lestari, Fitrianova
Larasati dan Dewi Isniyati Rachmaniah. Terima kasih sudah banyak
membantu dan saling menguatkan selama kita menjalankan kerja praktik di
PT. Badak NGL.
15. Teman-teman seperjuangan di Inspection Section, Citra, Putri, Fajar dan
Dimas Kipli yang selalu bersedia untuk bertukar pikiran, saling berbagi dan
canda tawa bersama selama melaksanakan kerja praktik di PT. Badak NGL
16. Teman-teman seperjuangan yang melaksanakan kerja praktik di PT. Badak
NGL : Mochammad Sholeh, Hadyan Farizi, Arabella Yolanda, Sanny, Stella
Laporan Kerja Praktik
PT. Badak NGL-Bontang
Muhammad Junaidi Teknik Material dan Metalurgi ITS
iv
Veronica, ageng, Dimas, Ricky, Antonius Prasetyo, Yoriko Putra, Hasan
Hidayatullah, M. Afif Naufal, Hari Kurnia Saleh, Andy, iva yenis, Nurul
Setiadewi, Puput, Titis navyana, Radhityo Sakti B, Diajeng Titik, Gina
Fauziah, Intan, Atindriyo, Firman, Ikhsanuddin Amri, Adam, Rudy, Miftah,
Irman, Yulia, Astrid, Sherryl, Aswar, Praditya Ajidarma, Aulia, Hylda, Restu,
Anis, Saski, Heikal, M. Hasfi, Gita Andika, Natanael, Amar, Andry, Nahrowi,
Joseph, semoga persahabatan kita terus terjaga sampai kapanpun.
17. Pihak apartemen Nam-Nam, Pihat Transportation (Khususnya pak jhonson),
pihak security PT. Badak NGL, dan pihak lain yang belum penulis sebutkan
satu-persatu yang telah membantu kelancaran kerja praktik penulis selama di
PT. Badak NGL. Terima kasih banyak atas segala dukungannya. Semoga jasa
kalian dibalas Allah SWT.
18. Frasta Eka dan Sinai Parsih dan teman-teman putera daerah bontang yang
bersedia menemani penulis berkeliling kota Bontang.
Penulis berharap laporan kerja praktik ini dapat bermanfaat bagi seluruh pihak
yang membaca. Penulis juga menyadari masih terdapat banyak kekurangan dalam
penulisan laporan kerja praktik ini, sehingga penulis sangat menerima kritik dan
saran dari para pembaca yang dapat membangun demi kesempurnaan laporan
kerja praktik ini.
Bontang, Juli 2013
Penulis,
Muhammad Junaidi
Laporan Kerja Praktik
PT. Badak NGL-Bontang
Muhammad Junaidi Teknik Material dan Metalurgi ITS
v
DAFTAR ISI
LEMBAR PENGESAHAN ……………………………………………………….i
KATA PENGANTAR ………….………………………………………………...ii
DAFTAR ISI …………………………..………………………………………….v
DAFTAR GAMBAR …………………………………………………………...viii
DAFTAR TABEL …………………………………………………………..……ix
BAB I PENDAHULUAN …………………………………………………..…….1
I.1 Latar Belakang …………………………………………………………...……1
I.2 Tujuan …………………………………………………………………………1
I.3 Ruang Lingkup dan Batasan Masalah ……………………………………..….2
I.4 Metodologi ………………………………………………...……………….….2
I.5 Sistematika Penulisan …………………………………………………………2
I.6 Pelaksanaan Kerja Praktek …………………………………………………….3
BAB II TINJAUAN UMUM PERUSAHAAN ………………..………………....4
II.1 Pengertian dan Pemanfaatan Gas alam …………..…………..…………….…4
II.2 Sejarah Perusahaan ………………………………….………..………………4
II.3 Gambaran Umum Perusahaan ………………………………….……….....…7
II.4 Lokasi Perusahaan …………………………………..………………………..8
II.5 Profil Perusahaan ……………………………………………………………..9
II.6 Struktur Organisasi Perusahaan ………………………..……………………10
II.6.1 Departemen Operasi …………………………….……………………11
II.6.2 Departemen Pemeliharaan ………………………..……………….…12
II.6.3 Departemen Teknikal …………………………….…………………..12
II.7 Safety, Health and Environment ………………………..…………………...16
II.8 Bahan Baku dan Produk yang dihasilkan ………………….………….…….17
II.8.1 Bahan Baku Pencairan Gas Alam …………………..………………..17
II.8.2 Produk Hasil Pencairan Gas alam ……………………..……………..18
BAB III PROSES PENCAIRAN GAS ALAM …………………………………19
III.1 Konsep Pencairan Gas Alam …………………………………..…….……..19
III.2 Knock Out Drum …………………………………………………………...19
III.3 Proses Train ………………………………………………………….……..20
Laporan Kerja Praktik
PT. Badak NGL-Bontang
Muhammad Junaidi Teknik Material dan Metalurgi ITS
vi
III.3.1 Plant 1- Proses CO2 Removal …………………………………..….20
III.3.2 Plant 2-Proses Dehydration and Mercury Removal ……..……..…..22
III.3.3 Plant 3-Proses Fractination ………………………………..……….24
III.3.4 Plant 4-Proses Refrigeration ……………………………………….26
III.3.5 Plant 5-Proses Liquefaction …………………………………….….29
III.4 Utilities ………………………………………………………………….….32
III.4.1 On-Plot Utilities ……………………………………………………32
III.4.2 Off-Plot Utilities ………………………………………………...….33
III.5 Storage and Loading ……………………………………………….…..…..34
BAB IV TINJAUAN PUSTAKA ………………………………………….……39
IV.1 Pipa dan Spesifikasi Pipa …………………………………………….…….39
IV.2 Kegagalan Pada Elbow Amine Unit ……………………………………….41
IV.2.1 Korosi ………………………………………………….…………...41
IV.2.2 Environmental Cracking …………………………………………...42
IV.3 Pengelasan SMAW …………………………………………………..…….44
IV.3.1 Preheating Temperature ……………………………………………47
IV.3.2 Post Weld Heat Treatment …………………………………..……..48
IV.4 Amine Solution …………………………………………………………….49
BAB V DATA PENGMATAN ………………………………………………....51
V.1 Material Elbow dan Pipa F1K151-18”-BM4B ………………..…………….51
V.2 Welding Procedure Specification ……………………………..…………….51
V.2.1 Elektroda SMAW …………………………………….……………..52
V.2.2 Bentuk Groove ……………………………………………………...52
V.3 Hasil Penetrant Test ………………………………………….……….….…53
V.4 Hasil Uji Ketebalan …………………………………………………………53
V.5 Kondisi Operasi Elbow F1K151-18”-BM4B …………………………...…..54
BAB VI PEMBAHASAN …………………………………………………….....55
VI.1 Analisis Material Elbow dan Pipa F1K151-18”-BM4B ……….……..……55
VI.2 Analisis Kegagalan Pada Elbow F1K151-18”-BM4B ………..…………....55
VI.2.1 Korosi Erosi …………………………………………….……….…55
VI.2.2 Alkaline Stress Corrosio Cracking ……………………..…….…….57
VI.3 Mekanisme Penanggulangan ……………………………….…….….….…58
Laporan Kerja Praktik
PT. Badak NGL-Bontang
Muhammad Junaidi Teknik Material dan Metalurgi ITS
vii
VI.3.1 Temporary Repair …………………………………………….……58
VI.3.2 Permanent Repair ………………………………………………..…59
BAB VII PENUTUP …………………………………………………………….64
VII.1 Kesimpulan ………………………………………………………..………64
VII.2 Saran ……………………………………………………………….…...…64
DAFTAR PUSTAKA
Laporan Kerja Praktik
PT. Badak NGL-Bontang
Muhammad Junaidi Teknik Material dan Metalurgi ITS
viii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1. Komposisi Kepemilikan Saham PT Badak NGL……………………...7
Gambar 2. Lokasi dan sumur gas alam PT Badak NGL ………………………… 8
Gambar 3. Tata Letak Kilang PT. Badak NGL ………………………….………..9
Gambar 4. Struktur Organisasi PT. Badak NGL …………….…………………..10
Gambar 5. Struktur Organisasi Inspection Section…..…………………………..14
Gambar 6. Proses Train pada pembuatan LNG dan LPG …………………….…20
Gambar 7. Diagram Alir Plant 1 … ………………………………………….…21
Gambar 8. Diagram Alir Proses Plant 2…….……….…………………………..23
Gambar 9. Diagram Alir Plant 3……..…………………………………....……..24
Gambar 10. Diagram Alir Plant 4 Unit Sistem Pendinginan Propana ….………27
Gambar 11. Diagram Alir Proses Plant 5…………………………………….……….30
Gambar 12. Kegagalan pada elbow ……………………………………….…….42
Gambar 13. Sulfide Stress Corrosion pada Hardened HAZ lasan …………..…..43
Gambar 14. Skema SMAW …………………………………………………..…45
Gambar 15. Deformasi weld metal selama pendinginan ………………………..47
Gambar 16. Profil internal stress pada produk lasan …………………………....47
Gambar 17. Efek temperature dan waktu pada stress reliefing ………….….…..48
Gambar 18. Process Flow Diagram pada Amine solution ……………………...49
Gambar 19.Groove pada pengelasan carbon steel ……………………………...50
Gambar 20. Lokasi Kebocoran Elbow ………………………………………….53
Gambar 21.Posisi pengujian ketebalan elbow ………………………………..…54
Gambar 22. Elbow F1K151-18”-BM4B pada F1E-9s ………………………….56
Gambar 23. Viskositas dan densitas aMDEA untuk berbagai kondisi ………….56
Gambar 24. Box-up pada kebocoran elbow ……………………………………..59
Gambar 25. PWHT pada carbon steel …………………………………………...60
Laporan Kerja Praktik
PT. Badak NGL-Bontang
Muhammad Junaidi Teknik Material dan Metalurgi ITS
ix
DAFTAR TABEL
Tabel 1. Komposisi Feed Gas ……..…………………………………………….17
Tabel 2. Komposisi LNG ………………………………………………………..18
Tabel 3. Komposisi LPG Propana ……………………………………………….18
Tabel 4. Komposisi LPG Butana ……………………………………………..…18
Tabel 5. Komposisi MCR ……………………………………………………….29
Tabel 6. Tipe Perilaku thermal pada lasan ……………………………………....51
Tabel 7. Komposisi Kimia Carbon steel A234 dan A106 B ………………….…51
Tabel 8 . Welding Procedure Specification ……………………………………...52
Tabel 9. Komposisi kimia E6010 dan E7010 …………………………………....52
Tabel 10. Properties E6010 ……………………………………………………...53
Tabel 11. Spesifikasi alat uji Ketebalan …………………………………………54
Tabel 12. Ketebalan elbow pada berbagai posisi …………………………….….54
Tabel 13. Kondisi operasi elbow F1K151-18”-BM4B ……………………….....54
Tabel 14. Chemical content pada SS304L/316L/321 ………………………...…61
Tabel 15. Prosedur pengelasan untuk SS-CS …………………………………....62
Laporan Kerja Praktik
PT. Badak NGL-Bontang
Muhammad Junaidi Teknik Material dan Metalurgi ITS
1
BAB I
PENDAHULUAN
I.1. Latar Belakang
LNG merupakan salah satu bentuk komoditas yang menjanjikan
yang biasanya diaplikasikan untuk beberapa kepentingan misalnya sebagai
bahan bakar, bahan baku pabrik pupuk, petrokimia dan lain sebagainya.
Untuk memproduksi LNG harus melewati banyak tahap mulai dari KOD dan
dilanjutkan dengan proses Train yang meliputi Gas purification (CO2
Removal), Dehydration & Hg Removal, Fractination, Liquefaction dan
Storage and loading.
Feed Gas yang telah melalui KOD harus dimurnikan terlebih dahulu.
Pada plant 1 kandungan CO2 5.6% harus dipisahkan dari Feed gas agar tidak
mengganggu proses selanjutnya. CO2 bersifat korosif. Selain itu juga
memiliki boiling point lebih tinggi yaitu -78 oC, sehingga apabila CO2
dibiarkan selama proses maka akan membeku lebih dulu sehingga dapat
menyumbat peralatan saat pembuatan LNG berlangsung. Oleh sebab itu, CO2
perlu dipisahkan.
Proses pemisahan CO2 dari feed gas menggunakan dasar absorpsi.
Amine Solution dalam hal ini adalah aMDEA (piperazine+methyl
diethyloamine) produksi Ucarsol adalah media absorbsi CO2 yang digunakan
pada proses produksi LNG di PT. Badak NGL. aMDEA dapat menurunkan
kadar CO2 hingga dibawah 50 ppm. aMDEA yang jenuh dengan CO2 dapat
diregenerasi sehingga dapat dimanfaat kembali sebagai absorbent.
Beberapa problem dapat terjadi pada proses CO2 removal, salah
satunya terjadi di F1E-9 (Lean amine precooler) yang mengalirkan amine
menuju absorber tower. Terjadi kebocoran pada outlet header line F1E-9.
Kebocoran terjadi pada daerah lasan. Oleh karena itu penulis mencoba
menganalisis failure yang terjadi dan memberikan problem solving.
I.2. Tujuan Penelitian
Adapun tujuan penelitian dalam Kerja praktik ini adalah :
Laporan Kerja Praktik
PT. Badak NGL-Bontang
Muhammad Junaidi Teknik Material dan Metalurgi ITS
2
1. Untuk menganalisis Failure yang terjadi pada elbow F1K151-18”-
BM4B di F1E-9 (Lean amine precooler) yang mengalirkan lean
amine Solution untuk proses CO2 Removal.
2. Memberikan problem solving atas Failure yang terjadi pada elbow
F1K151-18”-BM4B di F1E-9 (Lean amine precooler), yang
mengalirkan lean amine Solution pada proses CO2 Removal.
I.3. Ruang Lingkup dan Batasan Masalah
Ruang lingkup dan batasan masalah yang akan dibahas pada laporan
ini adalah penyebab, permasalahan, dan jenis kegagalan yang terjadi pada
elbow F1K151-18”-BM4B di F1E-9 (Lean amine precooler) yang
mengalirkan amine solution untuk proses CO2 Removal.
I.4. Metodologi Penelitian
Metodologi penelitian yang dilaksanakan oleh penulis adalah
penelitian literature dan studi lapangan. Literatur diperoleh dari berbagai
standar yang mengulas tentang perpipaan, proses pengelasan, korosi, proses
repair serta sumber pendukung lain. Studi lapangan bersumber dari data-data
yang diperoleh dari spesifikasi elbow, proses yang terjadi dan mekanisme
penyambungan elbow.
I.5. Sistematika Penulisan Laporan
Penulisan laporan dilakukan secara sistematika dengan susunan sebagai
berikut :
Bab I Pendahuluan
Bab ini terdiri dari latar belakang, tujuan penelitian, Ruang Lingkup
masalah, metodologi penelitian, dan sistematika penulisan laporan.
Bab II Tinjauan Umum Perusahaan
Bab ini berisi tentang pengertian dari gas alam serta manfaat,
perkembangan LNG di Indonesia, sejarah perusahaan, struktur
organisasi perusahaan, budaya perusahaan PT Badak NGL, lokasi
perusahaan, bahan baku dan produk yang dihasilkan, tata letak pabrik,
keselamatan dan kesehatan kerja serta penanganan limbah.
Laporan Kerja Praktik
PT. Badak NGL-Bontang
Muhammad Junaidi Teknik Material dan Metalurgi ITS
3
Bab III Proses Pembuatan LNG
Bab ini berisi konsep proses dan proses train yang terdiri dari proses
penghilangan CO2, proses penghilangan H2O dan Hg, proses
fraksinasi, proses pendinginan, proses pencairan gas alam dan storage
and loading LNG.
Bab IV Tinjauan Pustaka
Bab ini berisi tentang penjelasan mengenai pipa dan spesifikasi pipa,
kegagalan yang terjadi pada pipa, proses pengelasan dan larutan
amine.
Bab V Data Pengamatan
Bab ini berisi tentang hasil pengamatan tentang permasalahan
kebocoran yang terjadi pada elbow F1K151-18”-BM4B di F1E-9
(lean amine precooler).
Bab VI Pembahasan
Bab ini berisi tentang pembahasan masalah dari segi material,
penyebab kegagalan, serta penanggulangan dari masalah tersebut.
Bab VII Penutup
Bab ini berisi kesimpulan yang diperoleh dari hasil analisis masalah
dan saran untuk penelitian selanjutnya.
I.6. Pelaksanaan Kerja Praktik
Kerja praktik telah dilaksanakan oleh penulis pada :
Waktu : 24 Juni 2013 – 02 Agustus 2013
Tempat : Inspection Section, Technical Department, PT. Badak
NGL, Bontang, Kalimantan Timur.
Laporan Kerja Praktik
PT. Badak NGL-Bontang
Muhammad Junaidi Teknik Material dan Metalurgi ITS
4
BAB II
TINJAUAN UMUM PERUSAHAAN
II.1 Pengertian dan Pemanfaatan Gas Alam
Gas alam merupakan bahan bakar fosil berbentuk gas yang terdiri
atas komponen gas metana (CH4), etana, propane, butane, gas-gas yang
mengandung sulfur, nitrogen, helium, CO2, H2S, merkuri dan air. Komposisi
dari gas alam tergantung pada sumber gas alam tersebut. Gas alam ditemukan
diladang gas bumi, lading minyak, dan tambang batu bara.
PT Badak NGL merupakan salah satu perusahaan yang berwenang
untuk mengelolah gas alam dan memproduksi LNG. Berikut merupakan
manfaat dari gas alam cair :
Sebagai bahan bakar
Sebagai bahan baku pabrik pupuk, petrokimia dan industry lainnya.
Sebagai komoditas energy untuk eksport yang biasanya merupakan
Liqiefied Natural Gas (LNG)
II.2. Sejarah Perusahaan
Proyek LNG Badak bermula dengan ditemukannya cadangan gas
alam yang besar di lapangan Badak, Kalimantan Timur oleh Huffco Inc.
sebuah kontraktor bagi hasil / Production Sharing Contract (PSC)
PERTAMINA pada bulan Februari 1972. PSC ini sendiri telah
ditandatangani dan dimulai pada Agustus 1968. Pada Tahun 1973, HUFFCO
telah menemukan lebih dari 70 sumur gas alam yang terdiri dari associated
gas dan non-associated gas, yang keseluruhannya mengandung sekitar 6
Trilyun Cubic Feet (TCF), cukup untuk kebutuhan dua buah kilang LNG
selama 20 tahun.
Untuk memenuhi kebutuhan ekonomi dalam pembangunan proyek
tahap awal, perusahaan-perusahaan minyak dan gas besar seperti Pertamina,
Mobil Oil, dan Huffco sepakat untuk bersatu dan mengembangkan proyek
LNG yang dapat mengekspor gas alam cair dalam jumlah besar. Kontrak
penjualan Pertamina terjadi pada tanggal 5 Desember 1973, dan dilaksanakan
oleh 5 pembeli dari Jepang, yaitu:
The Chubu Electric Co
Laporan Kerja Praktik
PT. Badak NGL-Bontang
Muhammad Junaidi Teknik Material dan Metalurgi ITS
5
The Kansai Electric Power Co
Kyushu Electric Power Co
Nippon Steel Corp
Osaka Gas Co, Ltd
Pada tahun 1974 mulai dibangun dua buah kilang di Bontang,
Kalimantan Timur di bawah koordinasi PERTAMINA dan HUFFCO, dimana
pembangunannya ditangani oleh tiga kontraktor utama, yaitu :
Air Product Chemical Inc., yang menangani masalah design process.
Pacific Bechtel Inc., yang menangani masalah perencanaan
engineering dan construction.
William Brother’s Engineering Co., yang menangani perencanaan dan
konstruksi perpipaan penyaluran gas alam dari Muara Badak ke kilang
LNG Badak di Bontang.
Sedangkan untuk mengoperasikan kilang tersebut maka pada tanggal
26 November 1974 didirikan Badak Natural Gas Liquefaction Company (PT.
Badak NGL) yang bertugas mengelola, mengoperasikan, dan memelihara
kilang LNG Bontang.
Dua unit pengilangan pertama, train A dan B selesai dibangun pada
bulan Maret 1977, dan mulai memproduksi LNG pada tanggal 5 Juli 1977
dengan kapasitas produksi 630 m3/hr. Pada tanggal 1 Agustus 1977, Presiden
Soeharto meresmikan kilang LNG Bontang. Seminggu kemudian dilakukan
pengapalan pertama dengan menggunakan tanker AQUARIUS dengan
kapasitas 125.000 m3.
Keberhasilan train A ini dilanjutkan oleh train B yang menghasilkan
produksi pertamanya pada tanggal 10 Oktober 1977. Pada tahun 1978 kilang
LNG Badak telah beroperasi 125 % dari kapasitas rancangannya dengan
melakukan modifikasi
Pada unit pemisah CO2. Melihat perkembangan ini dan ditunjang
oleh ditemukannya sumur-sumur baru seperti Handil, Nilam, dan Tanjung
Santan, maka dibangun dua buah train tambahan. Pembangunan 2 buah train
(train C dan D) dimulai pada bulan Juli 1980 dan selesai dalam waktu 3
tahun, sementara kontrak penjualan untuk 20 tahun ditandatangani dengan
Laporan Kerja Praktik
PT. Badak NGL-Bontang
Muhammad Junaidi Teknik Material dan Metalurgi ITS
6
grup pembeli dari Jepang pada tanggal 14 April 1981 dengan menggunakan
sistem Free On Board (FOB). Train C menghasilkan LNG pertamanya pada
tanggal 25 Agustus 1983, sementara train D menghasilkan produksi LNG
pertamanya pada tanggal 2 September 1983. Kedua train ini diresmikan
Presiden Soeharto pada tanggal 31 Oktober 1983.
Selain LNG ternyata dihasilkan pula produk sampingan, yaitu berupa
LPG (Liquified Petroleum Gas). Pembahasan untuk perluasan proyek ini
diselesaikan pada bulan Desember 1984 dan kontraknya ditandatangani
dengan pembeli dari Jepang pada tanggal 15 Juli 1986, disusul dengan
Chinese Petroleum Co. pada tahun 1987. Setahun kemudian, proyek LPG
selesai dibangun dan produksi pertama dihasilkan tanggal 15 Oktober 1988,
dan diresmikan tanggal 28 November 1988.
Meningkatnya kebutuhan dan permintaan LNG mendorong
pembangunan kilang baru yaitu train E dengan Chiyoda sebagai kontraktor
utama dan PT. Inti Karya Persada Teknik (PT. IKPT) sebagai subkontraktor.
Train E selesai dibangun pada bulan Desember 1989 dan menghasilkan LNG
pertama pada tanggal 27 Desember 1989 dengan kapasitas 703 m3/jam dan
diresmikan pada tanggal 21 Maret 1990. Selanjutnya train F dengan kapasitas
720 m3/jam dibangun oleh PT. IKPT sebagai kontraktor utama menghasilkan
produksi pertamanya pada tanggal 11 November 1993 dan diresmikan pada
tanggal 18 Januari 1994. Train G dengan kapasitas 724 m3/jam dibangun oleh
PT. IKPT dan diresmikan pada tanggal 12 November 1997. Sedangkan train
H dibangun dengan kapasitas yang sama pada Juli 1997 dan mulai beroperasi
pada bulan November 1999.
Pada kurun waktu 1992-1993 dilaksanakan suatu proyek yang
disebut Train A-D Debottlenecking atau disingkat dengan TADD. Proyek ini
bertujuan untuk meningkatkan kapasitas train A, B, C, dan D dari 640
m3/jam menjadi 703 m
3/jam/train, antara lain dengan menambah kapasitas
kompresor pada sistem refrigerasi. Hal ini juga dilakukan pada train E dan F
yang disebut Train E-F Debottlenecking (TEFD). Selain itu juga terdapat
proyek Train A-F Upgrade (TAFU), yang memiliki tujuan sama yakni
Laporan Kerja Praktik
PT. Badak NGL-Bontang
Muhammad Junaidi Teknik Material dan Metalurgi ITS
7
meningkatkan kemampuan train dan menjaga kelangsungan dari train agar
dapat beroperasi dalam 20 tahun lagi.
II.3. Gambaran Umum Perusahaan
PT. Badak NGL merupakan perusahaan yang dijalankan oleh
beberapa perusahaan migas ternama. Komposisi pemilik saham PT. Badak
NGL saat ini adalah 55% milik Pertamina, 20% milik Vico, 15% milik Jilco
dan 10% milik Total seperti pada gambar 1(a). Saat ini Total menjadi
pemasok gas terbesar untuk PT. Badak NGL, diikuti oleh beberapa
perusahaan gas lainnya yang berasal dari Korea dan Jepang. Hasil produksi
LNG di konsumsi sebagai sumber energy industry oleh Negara-negara asia
timur sepert pada gambar 1(b). Oleh karena itu, tugas utama PT. Badak NGL
adalah mengelola gas alam hasil dari beberapa produsen gas menjadi gas
alam cair yang lebih efisien, baik, serta aman dalam pendistribusiannya.
Gambar 1.(a) Komposisi Kepemilikan Saham PT. Badak NGL
dan (b) konsumen LNG Produksi PT. Bada NGL
Sumber-sumber gas alam PT. Badak NGL didapatkan dari beberapa
lapangan gas yang ada di Kalimantan Timur seperti lapangan gas Badak,
Nilam, dan Mutiara yang dikelola oleh Vico Indonesia; lapangan gas Handil,
Bekapai, Senipah, dan Tunu yang dikelola oleh PT. TOTAL Indonesia; dan
lapangan gas Attaka dan Kerindingan yang dikelola oleh Chevron Indonesia
Company.
Hasil-hasil gas di masing-masing lapangan kemudian dikumpulkan
di daerah Muara Badak yang selanjutnya akan disalurkan ke kilang milik PT.
Badak NGL untuk diproses lebih lanjut melalui empat buah jaringan pipa
sepanjang 57 km. Setelah sampai di PT. Badak NGL, gas alam diolah
menjadi gas alam cair dengan menggunakan 8 kilang yang ada dan 2 sarana
Laporan Kerja Praktik
PT. Badak NGL-Bontang
Muhammad Junaidi Teknik Material dan Metalurgi ITS
8
penunjang yang dimiliki PT. Badak NGL. Kilang yang terdapat di PT. Badak
NGL ini biasa disebut dengan train. 8 train ini dibagi menjadi 2 bagian yang
disebut dengan Modul. Modul 1 terdiri atas Train A-D dan utilities 1,
sedangkan Modul 2 terdiri atas Train E-H dan juga utilities 2.
II.4 Lokasi Perusahaan
Gambar 2 memperlihatkan PT Badak NGL berlokasi di Pantai Timur
Kalimantan yang terletak di daerah Bontang Selatan tepatnya 105 Km di
sebelah utara kota Samarinda.
Gambar 2. Lokasi dan sumur gas alam PT Badak NGL
Dalam perkembangannya, PT. Badak NGL sudah memiliki tata letak
pabrik yang cukup baik seperti gambar 3. Area PT. Badak NGL dibagi atas
tiga zona, yaitu Zona 1 yang merupakan daerah kilang, Zona 2 yang
merupakan daerah perkantoran, dan Zona 3 yang merupakan daerah
perumahan warga. Kilang PT. Badak NGL terdiri dari beberapa plant, yaitu:
Process Plant Modul I yang terhubung dengan train A-D
Process Plant Modul II yang terhubung dengan train E-H
Storage and Loading Plant yang merupakan tempat penyimpanan
LNG dan LPG dan tempat loading LNG dan LPG ke kapal
Utilities Plant merupakan tempat utilities-utilities yang diperlukan.
Laporan Kerja Praktik
PT. Badak NGL-Bontang
Muhammad Junaidi Teknik Material dan Metalurgi ITS
9
Gambar 3. Tata Letak Kilang PT. Badak NGL
II.5. Profil Perusahaan
Nama Perusahaan : PT. Badak Natural Gas Liquefaction
Alamat : Bontang, Kalimantan Timur
Produk : LNG dan LPG
Visi :
“Menjadi perusahaan energi kelas dunia yang terdepan dalam inovasi”
Misi :
“Memproduksi energi bersih serta mengelola standar kinerja terbaik (best
performance standard) sehingga menghasilkan nilai tambah maksimal
(maximum return) bagi pemangku kepentingan (stakeholders)”
Agar tercapai visi dan misi yang telah ditetapkan PT. Badak NGL,
maka dilakukan prinsip-prinsip sebagai berikut:
1. Berupaya bersungguh-sungguh untuk mencapai safety excellence
dengan menerapkan process safety management.
2. Ramah lingkungan dalam setiap kegiatan operasi melalui penerapan
dan sertifikasi EMS ISO 14001.
3. Menghasilkan produk yang memenuhi semua persyaratan pelanggan
melalui penerapan Quality Management Systemdan mempertahankan
sertifikat ISO 9001-2000.
4. Professional Exellencemelalui pengembangan SDM yang berdasarkan
kompetensi.
Storage and Loading Plants
Utilities Plants
Process Plants
Modul II
Process Plants
Modul I
Laporan Kerja Praktik
PT. Badak NGL-Bontang
Muhammad Junaidi Teknik Material dan Metalurgi ITS
10
5. Mengelola bisnis dengan menerapkan “Best Industrial Practices and
Good Corporate Governace”.
II.6. Struktur Organisasi Perusahaan
PT Badak NGL dipimpin oleh Presiden Direktur yang berkedudukan
di Jakarta dan bertanggung jawab terhadap share holder. Pelaksana kegiatan
operasi kilang LNG/LPG di Bontang adalah Direktur/General Manager yang
memimpin seluruh kegiatan di kilang LNG/LPG Bontang dan bertanggung
jawab pada Presiden Direktur. Secara garis besar, struktur organisasi PT.
Badak NGL seperti gambar 4:
Gambar 4. Struktur Organisasi PT. Badak NGL
Director COO yang bertindak sebagai Plant Coordinator
membawahi beberapa divisi yang berada di PT. Badak NGL. Salah satu divisi
penting yang berada di PT. Badak LNG adalah Divisi Produksi. Divisi ini
bertanggung jawab terhadap kelancaran produksi sesuai dengan rencana
Laporan Kerja Praktik
PT. Badak NGL-Bontang
Muhammad Junaidi Teknik Material dan Metalurgi ITS
11
pimpinan perusahaan. Divisi Produksi terdiri dari beberapa departemen,
yaitu:
1. Departemen Operasi(Operation Departement)
Departemen Operasi bertugas mengendalikan jalannya proses pada
tiap plant, mulai dari penerimaan gas alam dari lapangan, pengolahan,
penyediaan sarana utilitas, penyimpanan, hingga pengapalan. Proses
pengolahan dilakukan dengan menggunakan delapan buah train, yaitu
train A sampai H. Terdapat beberapa seksi yang dibawahi oleh
Departemen Operasi, yang masing-masing dikepalai oleh seorang
inspektor, yaitu:
1. Process Train ABCD Section
Seksi ini bertanggung jawab atas proses pencairan gas alam
menjadi LNG pada train A, B, C, dan D. dan juga bertanggung
hawab atas produksi LPG propana serta LPG butana.
2. Process Train EFGH Section
Sama halnya dengan process train ABCD section, hanya saja seksi
ini bertanggung jawab atas segala proses pencairan gas alam
menjadi LNG pada train E, F, G, dan H.
3. Utilities I Section
Seksi ini bertanggung jawab atas segala hal yang mendukung
proses di train ABCD, seperti pembangkit listrik tenaga uap air,
pengadaan udara bertekanan, sistem air pendingin, unit pengolahan
air boiler, nitrogen plant, sumur air tawar, unit pengolahan air
minum, dan pemadam kebakaran.
4. Utilities II Section
Seksi ini bertanggung jawab atas segala hal yang mendukung
proses di train EFGH, yang mana tugas-tugasnya sama seperti
utilities I section.
5. Storage and Loading Section
Seksi ini bertanggung jawab atas penerimaan feed gas, fasilitas
penyimpanan LNG/LPG, dan pemuatan LNG ke kapal.
6. Marine Section
Laporan Kerja Praktik
PT. Badak NGL-Bontang
Muhammad Junaidi Teknik Material dan Metalurgi ITS
12
Seksi ini bertanggung jawab atas administrasi yang berkaitan
dengan transportasi pengapalan yang mengangkut LNG dari
pelabuhan ke negara tujuan (pembeli).
2. Departemen Pemeliharaan(Maintenance Departement)
Departemen Pemeliharaan ini bertanggung jawab atas perbaikan
dan juga rencana pemeliharaan seluruh peralatan yang berada di area
kilang untuk mempertahankan kehandalan proses pembuatan LNG.
Tugas lain yang ditangani departemen ini adalah mengontrol biaya
pemeliharaan alat yang terdapat di plant.Departemen pemeliharaan
terdiri dari tujuh divisi, antara lain:
Stationary Equipment and Construction
Warehouse and Supply Chain
Reliability
Instrument
Maintenance Planning and Turn Around (MPTA)
Machinery Heavy Equipment (MHE)
Electrical
Pekerjaan yang dilakukan oleh departemen ini adalah
pemeriksaan rutin, pembersihan alat dari kotoran, kalibrasi alat,
perbaikan, dan penggantian alat-alat yang rusak. Sistem pemeliharaan
kilang sendiri dibagi menjadi tiga, yaitu:
Corrective maintenance; dilakukan langsung setelah kerusakan
terjadi pada alat.
Preventive maintenance; dilaksanakan berdasarkan waktu yang
telah ditentukan.
Predictive maintenance; dilakukan berdasarkan data yang
diperoleh saat alat dijalankan.
3. Departemen Teknikal (Technical Departement)
Departemen teknikal merupakan departemen yang bertanggung
jawab atas kelancaran pengoperasian, perawatan, dan efisiensi kilang
Laporan Kerja Praktik
PT. Badak NGL-Bontang
Muhammad Junaidi Teknik Material dan Metalurgi ITS
13
dengan cara memberikan bantuan teknis kepada semua departemen
terkait. Bantuan-bantuan tersebut antara lain:
Solusi atas masalah-masalah yang membutuhkan analisa mendalam
Perencanaan produksi berdasarkan permintaan
Quality assurance; memberikan jaminan mutu objek yang
diverifikasi dan yang diperiksa serta mengendalikan kualitas
produksi LNG dan LPG berdasarkan laboratorium.
Project engineering; melakukan modifikasi terhadap peralatan-
peralatan kilang untuk meningkatkan kehandalan dan efisiensi.
Dalam menjalankan pekerjaannya, departemen teknis dibagi ke dalam
lima seksi, yaitu:
1. Production Planning & Energy Conservation Section(PP&EC)
Seksi ini memiliki tugas-tugas sebagai berikut:
Mengadakan konfirmasi dengan pihak Pertamina mengenai
kapasitas produksi kilang.
Mengadakan konfirmasi dengan gas producer tentang suplai
gas alam dari sumber gas.
Menentukan rencana produksi kilang dengan
mempertimbangkan faktor-faktor internal dan eksternal, di
antaranya adalah jadwal kedatangan kapal, adanya
kemungkinan keterlambatan kapal, dan lain-lain.
2. Process & SHE Engineering Section
Seksi ini bertanggung jawab dalam menentukan segala sesuatu
yang berhubungan dengan proses produksi, mulai dari feed gas
hingga produk LNG. Seksi ini juga berwenang dalam menentukan
spesifikasi alat dan kemungkinan penggunaan alat sehubungan
dengan optimalisasi proses produksi dan juga bertanggung jawab
atas keselamatan dan kesehatan kerja.
3. Facilities & Project Engineering Section
Memiliki tugas-tugas sebagai berikut:
Project engineering
Plant contact engineer
Laporan Kerja Praktik
PT. Badak NGL-Bontang
Muhammad Junaidi Teknik Material dan Metalurgi ITS
14
Memberikan bantuan teknis untuk pembangunan dan proyek
ekspansi plant
Mengadakan diskusi teknis, mengevaluasi proyek atau
pernyataan teknis yang berhubungan dengan mechanic, R/E,
instrumen dan listrik, dalam suatu manajemen.
4. Inspection Section
Seksi inspeksi bertanggung jawab atas kegiatan inspeksi,
analisa, membuat prosedur, perbaikan dan pemeriksaan, serta
mengevaluasi peralatan plant.Adapun visi dan misi seksi inspeksi
adalah “Menjaga kilang agar berjalan dengan baik, lancar dan
handal, serta semua aktivitas teknik yang dilaksanakan sesuai
dengan kode, standar, dan peraturan perundangan yang
berlaku”.Sedangkan, misi dari seksi inspeksi adalah “Memberi
jaminan mutu dari obyek atau peralatan yang diverifikasi dan
diperiksa secara fisik, mulai dari studi kelayakan hingga
beroperasinya peralatan tersebut, dimana pemeriksaannya
didasarkan pada design code dan standar yang ada”.
Dalam menjalankan tugasnya, seksi inspeksi yang dipimpin
oleh Manager Inspection, membawahi beberapa engineer dalam
bidangnya masing-masing. Struktur Organisasi di Inspection
Section dapat dilihat pada gambar 5.
Gambar 5. Struktur Organisasi Inspection Section
Fungsi dan tugas dari seksi inspeksi adalah sebagai berikut:
Laporan Kerja Praktik
PT. Badak NGL-Bontang
Muhammad Junaidi Teknik Material dan Metalurgi ITS
15
1) Bertanggung jawab terhadap kegiatan inspeksi, quality
control, quality assurance, penyelesaian masalah,
pengawasan kondisi, dan penilaian terhadap peralatan di
kilang.
2) Menganalisa data inspeksi, interpretasi hasil non
destructive examination (NDE), dan menganalisa
kerusakan/kegagalan pada peralatan plant untuk
menghasilkan rekomendasi dalam pemecahan masalah
mechanical dan material.
3) Membuat prosedur perbaikan dan pemeriksaan untuk
menjamin alat beroperasi dengan baik dan aman.
4) Membuat studi teknik dan survei untuk mengevaluasi
kondisi peralatan kilang agar mampu beroperasi secara
handal dengan menggunakan data, pengalaman, dan
kemajuan teknologi.
Berkaitan dengan tugas dan kewajiban inspeksi dalam hal
quality assurance dan quality control (QA/QC), terdapat berbagai
macam kualifikasi teknik yang harus dipahami. Kualifikasi teknik
tersebut meliputi Ahli Keselamatan dan Kesehatan Kerja (AK3),
Pesawat Uap dan Bejana Tekan (Depnaker), Inspektur Bejana
Tekan (MIGAS), Inspektur Perpipaan (MIGAS), Inspektur Tanki
Penimbun (MIGAS), Inspektur Las, Inspektur Pesawat Angkat
(MIGAS), NDT Ultrasonic/Magnetic/Penetrant Testing Level I
(ASNT), NDT Radiography Testing Level I (BATAN),
Radiography Test Interpreter (B4T), NDT Magnetic/Penetrant
Testing Level II (ASNT), NDT Ultrasonic Testing Level II Pipe &
Plate (ASNT), NDT Eddy Current Testing Level II (ISO), Petugas
Proteksi Radiografi (BATAN), Petugas Pemutus Segel Katup
Pengaman (MIGAS), dan ISO 9001-2000 External Auditor.
Bidang kerja inspection ini sendiri adalah penginspeksian
perlalatan dan plant, pengujian tidak merusak, inspeksi material,
legal aspect handling, corrosion engineering, material
Laporan Kerja Praktik
PT. Badak NGL-Bontang
Muhammad Junaidi Teknik Material dan Metalurgi ITS
16
engineering, welding engineering, quality control and quality
assurance (QA/QC), failure analysis, Risk Based Inspection (RBI),
dan Inspection Management System.
5. Laboratory and Environment Control Section
Laboratory and Environment Control Section bertanggung
jawab dalam memberikan informasi mengenai kualitas suatu
sampel, sehingga hasil dari hasil informasi ini dapat memberikan
interprestasi kondisi sampel tersebut. Dalam hal ini, laboratory
section bersifat sebagai fungsi kontrol dari kondisi operasi yang
dilaksanakan sehari-hari. Secara singkat, tugas dari seksi ini adalah
sebagai berikut.
Qualitycontrol terhadap gas umpan yang masuk kilang,
intermediate, maupun finalproduction
Technicalsupport, yaitu mempelajari dan memberikan
penjelasan mengenai suatu percobaan dan penelitian
Dalam menjalankan tugasnya, seksi ini dibagi menjadi empat
bagian yaitu:
Controllaboratory, yang bekerja selama 24 jam secara
kontinyu untuk menganalisa sampel dari bagian operasi.
Projectlaboratory, dengan tugas utama memberikan
support bagi penelitian atau performancetest dari suatu
plant dan hanya merupakan penelitian yang bersifat tidak
rutin.
Gaslaboratory, yang bertugas menganalisa sampel dari
lapangan, MCR, LNG, dan lain-lain.
Wetlaboratory, yang bertugas menganalisa rawwater, air
umpan boiler, air minum untuk community,
steamcondensate, dan sebagainya.
II.7. Safety, Health, and Environment
PT. Badak NGL merupakan perusahaan yang sangat menjunjung
tinggi keselamatan dan kesehatan kerja, bahkan ketertiban di lingkungan
Laporan Kerja Praktik
PT. Badak NGL-Bontang
Muhammad Junaidi Teknik Material dan Metalurgi ITS
17
perumahan PT. Badak NGL pun dijaga dengan sangat ketat. Keselamatan dan
kesehatan kerja di PT. Badak NGL sangat dijaga karena tingkat risiko
terjadinya kecelakaan sangat besar karena lingkungan kerja yang
berhubungan dengan gas yang mudah terbakar dan meledak.
Dengan menjunjung tinggi kesehatan dan keselamatan kerja, PT.
Badak NGL telah mendapat banyak penghargaan nasional maupun
internasional di bidang kesehatan dan keselamatan kerja. Beberapa
penghargaan tersebut antara lain:
National Awards:
2010 - Achieving Third Green Proper Trophy
2011 - Achieving Gold Proper Trophy
2011 - Achieving Platinum & Gold Indonesian CSR Award
2010 - Achieving Awang Faroek Education Award
International Awards:
2002 - Received another "5 Star Safety Award''
2001 - Received another "5 Star Safety Award''
2000 - Received another "Sword of Honour Award''
II.8. Bahan Baku dan Produk yang Dihasilkan
II.8.1. Bahan Baku Pencairan Gas
Feed gas yang akan diolah oleh PT. Badak NGL berasal dari
beberapa sumur gas alam yang dikelola oleh Total, Vico, dan Chevron.
Gas alam tersebut kemudian dikumpulkan di sebuah terminal pengumpul
di Muara Badak. Kemudian gas tersebut dialirkan ke PT. Badak dengan
menggunakan jaringan pipa yang terdiri dari dua pipa berukuran 42” dan
dua pipa berukuran 36” sepanjang 57 km.Bahan baku gas alam (feed gas)
yang masuk ke PT. Badak NGL memiliki komposisi pada tabel 1
Tabel 1. Komposisi Feed Gas
Komposisi
(%)
CH4 C2H6 C3H8 i-C4H10 n-C4H10
> 84,19% 5,26% 2,96% 0,55% 0,64%
n-C5H12 C6H14 N2 CO2 Hg
0,23% 0,16% > 0,05% > 5,6% Max 0,03 ppbw
H2S Senyawa S
Max 0,5
ppbw
Max 25
ppbw
Laporan Kerja Praktik
PT. Badak NGL-Bontang
Muhammad Junaidi Teknik Material dan Metalurgi ITS
18
II.8.2. Produk Hasil Pencairan Gas
Hasil pengolahan feed gas menjadi gas cair dapat berupa LNG dan
LPG. LNG memiliki suhu sekitar -1600C dan nilai kalor 1.107 s.d. 1.115
Btu/SCF. Komposisi produk LNG diperlihatkan pada tabel 2
Tabel 2. Komposisi LNG
Senyawa Kadar
C1 (Metana) Lebih dari 95% mol
C4 (Butana) Kurang dari 2% mol
C5 Kurang dari 0,1% mol
N2 Kurang dari 1%
H2S Kurang dari 0,25 gr/100 SCF
Hasil lain dari pencairan feed gas adalah LPG. Terdapat dua jenis
LPG yang diproduksi PT. Badak NGL, yaitu LPG propana dengan suhu -
400C dan LPG butana dengan suhu -10
0C. Komposisi dari LPG propana
dan LPG butana berturut-turut diberikan pada tabel 3 dan 4:
Tabel 3. Komposisi LPG Propana
Senyawa Kadar
C3 Lebih dari 95%
C2 Kurang dari 2%
C4 Kurang dari 2,5%
Tabel 4. Komposisi LPG Butana
Senyawa Kadar
C4 Lebih dari 98%
C5 Kurang dari 1%
Laporan Kerja Praktik
PT. Badak NGL-Bontang
Muhammad Junaidi Teknik Material dan Metalurgi ITS
19
BAB III
PROSES PENCAIRAN GAS ALAM
III.1. Konsep Proses Pencairan Gas
Proses pencairan gas alam di PT. Badak NGL bertujuan untuk
memudahkan dalam penyimpanan dan distribusi ke konsumen. Pada prinsipnya
gas alam dicairkan dengan menurunkan temperatur hingga mencapai -155oC
dengan tekanan atmosfer.
Proses pencairan ini dilakukan melalui dua siklus, yaitu siklus
propana, dimana temperatur gas alam cair diturunkan dengan menggunakan
media pendingin berupa propana. Kemudian, tahap pendinginan dilanjutkan
dengan siklus selanjutnya, yaitu di dalam Main Heat Exchanger (MHE)
berdasarkan siklus sistem Multicomponent Refrigeration System (MCR),
dimana MHE ini merupakan heat exchanger tegak yang terdiri atas dua bagian;
warm bundle pada bagian bawah dan cold bundle pada bagian atas. Feed gas
yang masuk ke MHE didinginkan terlebih dahulu pada baguan warm bundle
dari temperatur -360C menjadi -120
0C dan tekanan 38 kg/cm
2. Gas alam
kemudian didinginkan lebih lanjut pada bagian cold bundle hingga berubah
menjadi gas alam cair dengan temperatur sekitar -1550C. Proses selanjutnya,
LNG cair dari MHE menuju ke LNG flash drum untuk diturunkan tekanan dan
suhunya.
Konsep proses pencairan gas alam menjadi produk LPG tidak
berbeda jauh dengan konsep pencairan LNG. Perbedaannya terletak pada
tekanan dan temperatur yang digunakan untuk memisahkan antara komponen
gas LPG dan LNG. Pemisahan komposisi LNG dan LPG terjadi saat fraksinasi
dan temperatur pencairan LNG dan LPG pun berbeda, di mana LNG -1550C,
LPG propana -400C, LPG butana -4
0C.
III.2 Knock Out Drum
Gas alam dari Muara Badak disalurkan ke kilang LNG Badak
dengan menggunakan pipa penyalur. Pengiriman gas tersebut menggunakan
metoda perbedaan tekanan, dimana di Muara Badak bertekanan ± 842 psi
sedang di Bontang bertekanan ± 675 psi untuk operasi normal. Karena
Laporan Kerja Praktik
PT. Badak NGL-Bontang
Muhammad Junaidi Teknik Material dan Metalurgi ITS
20
mengalami penurunan tekanan selama perjalanan, maka ada sebagian gas
yang berubah menjadi cair yang berupa hydrokarbon liquid. Fungsi dari
KOD adalah untuk memisahkan wujud gas dan wujud cair.
III.3 Proses Train
Proses train merupakan unit pengolahan gas alam melalui tahapan
pemisahan gas CO2, pemisahan H2O dan Hg, pemisahan fraksi-fraksi berat
serta penurunan temperature dan peningkatan tekanan hingga diperoleh
produk akhir berupa LNG dan LPG serta produk samping berupa kondensat.
Seperti pada gambar 6.
Gambar 6. Proses Train pada pembuatan LNG dan LPG
Train di PT. Badak NGL diberi nama train A,B, C, D, E, F. G, dan H.
Akan tetapi, saat ini train yang produksi hanya 6 train karena menurunya
feed gas yang masuk ke PT. Badak NGL. Proses pencairan gas terjadi pada
lima plant yang terdapat di setiap train. Kelima plant tersebut adalah :
1. Plant 1 CO2 Removal
2. Plant 2 Dehydration and Mercury Removal
3. Plant 3 Fractination
4. Plant 4 Refrigeration
5. Plant 5 Liquefaction
III.3.1. Plant 1- Proses CO2 Removal
Feed gas memiliki kandungan gas CO2 sekitar 5,6%. Gas CO2
yang terkandung dalam gas dapat menyebabkan korosi pada komponen
Laporan Kerja Praktik
PT. Badak NGL-Bontang
Muhammad Junaidi Teknik Material dan Metalurgi ITS
21
pipa penyalur. Selain itu, pada suhu -780C, CO2 sudah membeku sehingga
akan menjadi penyumbat peralatan saat pembuatan LNG berlangsung.
Oleh karena itu, gas CO2 harus dihilangkan dari feed gas sebelum
dilakukan proses selanjutnya. Kandungan CO2 ini dihilangkan pada Plant
1 menggunakan prinsip absorpsi di CO2 Absorpsion Unit. Dengan
menggunakan aMDEA (piperazine+methyl diethyloamine) proses absorpsi
CO2 dapat berlangsung. Diagram alir proses penghilangan CO2 pada plant
1 dapat dilihat pada gambar 7
Gambar 7. Diagram Alir Plant 1
Feed gas akan masuk ke kolom absorber 1C-2 pada bagian tray
bagian bawah, sedangkan larutan aMDEA akan masuk melalui tray kolom
atas pada kondisi tekanan sekitar 46 kg/cm2 dan temperatur 42
oC. Feed
gas bergerak ke kolom bagian atas, sedangkan larutan aMDEA bergerak
ke bagian bawah, sehingga terjadi kontak antara keduanya. CO2 lalu
diserap oleh aMDEA sehingga kandungan CO2 di dalam feed gas
berkurang.
Setelah sampai di bagian bawah kolom 1C-2, larutan aMDEA
menjadi jenuh akan CO2 dan disebut rich amine yang tidak bisa lagi
mengikat CO2. Larutan aMDEA jenuh kemudian akan dimurnikan kembali
di kolom 1C-5. Di dalam kolom 1C-5, terjadi kontak antara rich amine
dengan steam yang naik ke atas, sehingga CO2 yang terlarut dalam
aMDEA akan terlepas menjadi gas kembali. Dengan demikian, aMDEA
dapat digunakan kembali sebagai absorbent.
Laporan Kerja Praktik
PT. Badak NGL-Bontang
Muhammad Junaidi Teknik Material dan Metalurgi ITS
22
Proses ini dapat mengurangi CO2 sampai di bawah 50 ppm dari
aliran gas alam. Batas maksimum kandungan CO2 pada proses selanjutnya
adalah 50 ppm.
III.3.2. Plant 2- Proses Dehydration and Mercury Removal
Selain CO2, gas alam juga mengandung uap air (H2O) dan Mercury
(Hg) yang akan menghambat proses pencairan pada suhu rendah. Pada
Plant 2, kandungan H2O dan Hg dipisahkan dari gas alam.
Kandungan H2O pada gas alam tersebut akan menjadi padat dan
akan menghambat pada proses pendinginan gas alam selanjutnya.
Pemisahan kandungan H2O (Gas Dehydration) dilakukan dengan cara
absorbsi menggunakan molecullar sieve hingga kandungan H2O
maksimum 0,5 ppm. Molecular sieve pada dasarnya adalah feed gas
dikontakkan dengan media padat dan air akan diserap karena media padat
memiliki pori-pori yang kecil.
Proses pemisahan uap air dilakukan dengan menggunakan tiga
buah bed drier yang beroperasi secara bergantian. Sementara dua buah bed
drier beroperasi, satu bed drier diregenerasi. Di dalam bed drier, terdapat
molecular sieve tipe A4. Kandungan air dalam mol sieve sangat
berpengaruh pada kemampuan mol sieve untuk menyerap air. Oleh karena
itu efisiensi reaktivasi kolom dehidrasi untuk menghilangkan air yang ada
dalam mol sieve harus cukup tinggi. Efisiensi reaktivasi ini dipengaruhi
oleh laju alir gas reaktivasi dan temperatur gas reaktivasi. Temperatur gas
reaktivasi juga berpengaruh pada desorbsi air yang terikat di mol sieve,
dengan temperatur optimum sebesar 2700C.
Kandungan mercury (Hg) pada gas alam tersebut jika terkena
peralatan yang terbuat dari aluminium akan terbentuk amalgam.
Sedangkan tube pada Main Heat Exchanger 5E-1 yang merupakan alat
pendingin dan pencairan utama untuk memproduksi LNG adalah terbuat
dari aluminium. Pemisahan kandungan Hg (Mercury Removal) dilakukan
dengan cara absorbsi senyawa belerang menggunakan molecullar sieve
hingga kandungan Hg maksimum 0,1 ppm. Penghilangan merkuri
Laporan Kerja Praktik
PT. Badak NGL-Bontang
Muhammad Junaidi Teknik Material dan Metalurgi ITS
23
dilakukan dengan menggunakan bed mercury removal yang berisi
sulphure impregnated activated charcoal sebagai adsorbent. Merkuri akan
bereaksi dengan adsorbent ini membentuk senyawa HgS, sehingga dapat
dipisahkan dari gas alam.
Gambar 8. Diagram Alir Proses Plant 2
Gas yang berasal dari plant 1 dan sudah terbebas dari CO2 -
didinginkan dalam evaporator 4E-10 menggunakan media pendingin
refrigerant propana sampai temperatur sekitar 18 oC. Kemudian, gas
dialirkan ke dalam Drier Separator Decanter 2C-1 untuk memisahkan air
dan hidrokarbon berat. Air dan hidrokarbon berat dikirim ke Condensate
Stabilizer Unit untuk diproses lebih lanjut, sedangkan gas dari bagian atas
separator akan dialirkan ke dalam Fixed Bed Drier Unit 2C-2A/B/C yang
berisi molecular sieve tipe 4A dan Allundum ball. Feed gas tersebut
dikeringkan hingga dicapai kadar air maksimum 0,5 ppm. Gas yang keluar
daridrier kemudian disaring pada Drier After Filter 2Y-1A untuk
menghilangkan partikel molecular sieve yang mungkin terbawa oleh gas.
Gas yang telah disaring kemudian dilewatkan pada Mercury
Removal Vessel 2C-4 untuk menyerap merkuri yang terkandung dalam
gas. Penyerap yang digunakan adalah karbon aktif yang telah diimpregnasi
dengan belerang. Zat ini mampu menyerap merkuri sampai kadar
maksimum 0,01 gr/m3 (0,01 ppbw). Merkuri terabsorbsi secara kimiawi
karena bereaksi dengan sulfur membentuk HgS di permukaan karbon aktif
Laporan Kerja Praktik
PT. Badak NGL-Bontang
Muhammad Junaidi Teknik Material dan Metalurgi ITS
24
sementara senyawa merkuri organik terabsorbsi secara fisik di permukaan
karbon aktif. Gas yang keluar kemudian disaring lagi dengan Mercury
Removal After Filter 2Y-1B untuk dipisahkan dari absorber yang mungkin
terbawa. Gas yang sudah kering ini dialirkan ke Medium Level Propana
Evaporator 4E-13. Gas lalu diproses lebih lanjut oleh Scrub Column 3C-1.
III.3.3. Plant 3- Proses Fractination
Proses fraksinasi yang terjadi di plant 3 bertujuan untuk
memisahkan fraksi ringan dan fraksi berat gas alam menggunakan Scrub
Column. Selanjutnya, fraksi berat dipisahkan lebih lanjut menjadi etana,
propana, dan butana pada kolom-kolom fraksi. Fraksi ringan yang
sebagian besar terdiri dari Metana akan menjadi umpan bagi Main Heat
Exchanger 5E-1. Propana dan Butana diambil sebagai LPG atau digunakan
sebagai Make Up Refrigerant(MCR). Sedangkan, Etana akan diinjeksikan
ke feed gas yang menuju Main Heat Exchanger untuk menaikkan nilai
kalor (HHV) dari LNG dan sebagian disimpan ditangki refrigerant sebagai
Make Up Refrigerant(MCR). Hidrokarbon fraksi berat akan dikirim ke
plant 16 sebagai kondensat. Proses pada plant 3 dapat dilihat pada dagram
alir berikut ini:
Gambar 9. Diagram Alir Plant 3
Gas dari plant 2 dengan temperatur sekitar -28,5 °C masuk ke
dalam Scrub Column 3C-1. Pada temperatur tersebut hidrokarbon berat
yang terkandung dalam feed gas akan mengembun dan berada di bagian
Laporan Kerja Praktik
PT. Badak NGL-Bontang
Muhammad Junaidi Teknik Material dan Metalurgi ITS
25
bawah kolom. Sebuah reboiler dengan pemanas uap air bertekanan 50 psig
dan temperatur 150 °C memberikan panas untuk memisahkan hidrokarbon
berat dengan hidrokarbon ringan. Hasil puncak Scrub Column didinginkan
di ScrubColumnOverhead Condenser 4E-12 dengan pendingin propana
sampai temperatur sekitar -35°C dan selanjutnya masuk ke Scrub Column
Condenser Drum 3C-2 untuk memisahkan kondensat. Gas yang keluar dari
bagian atas drum tersebut merupakan feed gas ke unit utama pembuatan
LNG.
Cairan hidrokarbon dari dasar Scrub Column dialirkan ke sebuah
cooler dengan media pendingin air laut, kemudian masuk ke Deethanizer
Column 3C-4 yang memiliki 50 tray untuk memisahkan etana dengan
komponen yang lebih berat lainnya. Pemanasan dilakukan dalam suatu
reboiler dengan media pemanas uap bertekanan 150 psig dengan
temperatur sekitar 200 °C. Uap dari puncak Deethanizer Column 3C-4
diembunkan dalam sebuah kondensor dengan media pendingin refrigerant
propana, kemudian ditampung dalam sebuah Condensate Drum. Gas yang
tidak ikut mengembun dialirkan sebagai bahan bakar boiler yang
sebelumnya dipanaskan terlebih dahulu di dalam sebuah heater dengan
media pemanas uap bertekanan 50 psig. Sedangkan, cairan etana
digunakan sebagai refluks.
Cairan dari dasar Deethanizer Column 3C-4 dialirkan ke
Depropanizer Column 3C-6 yang memiliki 47 tray untuk memisahkan
komponen propana dengan komponen yang lebih berat dan dipanaskan
dalam suatu reboiler dengan media pemanas uap bertekanan 50 psig. Uap
dari puncak Depropanizer Column 3C-6 diembunkan dalam sebuah
kondenser dengan media pendingin air laut, kemudian ditampung dalam
sebuah Overhead Drum Propane. Propana yang digunakan sebagai produk
LPG yang sebelumnya didinginkan pada sebuah Propane Return
Subcooler 3E-12 dengan propana refrigerant. Pada modul II (train E-H),
propana didinginkan lebih lanjut pada LNG Flash Exchanger 5E-2 dengan
media pendingin uap produksi LNG.
Laporan Kerja Praktik
PT. Badak NGL-Bontang
Muhammad Junaidi Teknik Material dan Metalurgi ITS
26
Cairan hidrokarbon dari dasar Depropanizer Column 3C-6
dialirkan ke Debutanizer Column 3C-8 yang memiliki 29 tray. Sebuah
reboiler dengan media pemanas uap air bertekanan 50 psig digunakan
untuk memisahkan komponen butana dengan komponen yang lebih berat.
Cairan butana yang terbentuk digunakan sebagai refluks dan sebagai
recycle ke dalam Column Overhead Drum Scrubber untuk menambah
refluks di Column Scrubber agar diperoleh feed gas yang memenuhi
spesifikasi. Butana dikirim sebagai LPG butana yang sebelumnya
didinginkan dulu pada sebuah Return Sub Cooler dengan media pendingin
refrigerant propana. Gas yang tidak ikut mengembun di dalam drum
dialirkan ke sistem fuel gas sebagai bahan bakar boiler.
Pada train A-D, ada suatu unit tambahan Propane and Butane
Splitter. Berdasarkan analisa laboratorium, butana yang dihasilkan
Debutanizer 3C-8 masih memiliki kandungan propana yang cukup tinggi
sehingga dipisahkan lebih lanjut pada unit splitter ini. Propana dan butana
yang telah dipisahkan akan dikirim ke LPG Storage. Cairan dari dasar
Debutanizer Column 3C-8 dipompakan ke Condensate Stabilizer (plant
16) untuk diproses lebih lanjut, atau dapat juga dikirim langsung ke tangki
penampungan di plant 20 dengan terlebih dahulu melalui sebuah alat
pendingin dengan air laut sebagai media pendingin.
III.3.4. Plant 4- Proses Refrigeration
Pada plant 4, feed gas yang berasal dari plant 3 didinginkan dan
dicairkan menjadi LNG dengan media pendingin MCR di dalam Main
Heat Exchanger (MHE). Sistem pendinginan yang terdapat di PT. Badak
NGL adalah sistem pendinginan propana dan sistem pendinginan multi
component refrigerator (MCR).
III.3.4.1. Sistem Pendinginan Propana
Sistem pendinginan propana digunakan untuk untuk
mendinginkan feed gas selama dalam proses pemurnian, fraksinasi hingga
mencapai titik embunnya. Sistem pendingin ini juga digunakan dalam
pendinginan Multi Component Refrigerant (MCR). Propana cair yang
digunakan pada sistem pendinginan tersebut merupakan cairan propana
Laporan Kerja Praktik
PT. Badak NGL-Bontang
Muhammad Junaidi Teknik Material dan Metalurgi ITS
27
jenuh. Uap propana mengalir menjadi umpan di Suction Compressor 3
Stage 4K-1. Uap propana pada tekanan tinggi dapat dicairkan kembali
dengan pendinginan menggunakan air laut. Propana cair mempunyai
temperatur dan tekanan yang relatif tinggi pada kondisi cair jenuh (60 °C
dan tekanan 14 kg/cm2). Gas propana yang ditekan pada kompresor 4K-1
akan keluar dari discharge dengan tekanan 13,9 kg/cm2 pada temperatur
65°C. Gas kemudian mengalir ke Propana Desuperheater 4E-1A/B,
dimana propana ini didinginkan sampai temperatur 44,5 °C. Kemudian
propana didinginkan dan diembunkan pada Condenser 4E-2A/B pada
tekanan 12,5 kg/cm2, dengan pendingin air laut sampai mencapai
temperatur 37 °C. Propana cair dari 4E-2 mengalir ke Propane
Accumulator 4C-1. Vent Condenser 4E-3 melepaskan gas-gas yang tidak
mengembun keluar dari sistem propana ke Blow Down System.
Gambar 10. Diagram Alir Plant 4 Unit Sistem Pendinginan
Propana
Uap propana masuk ke sistem pendinginan dari Bottom High
Level Propana Evaporator (4E-10 dan 4E-7). Jumlah yang diperlukan
diatur dengan memperhatikan level pada Propana Acummulator (4C-1)
secara auto. Sebagian besar propana dari (4C-1) diekspansikan ke dalam
Propana Flash Drum (4C-2) tekanan tinggi (7,1 Kg/cm2). Propana cair
dari (4C-1) juga disemprotkan ke High Level Propana Evaporator (4E-10)
Laporan Kerja Praktik
PT. Badak NGL-Bontang
Muhammad Junaidi Teknik Material dan Metalurgi ITS
28
pada tekanan 7,2 Kg/cm2 dan juga ke MCR High Level Propana
Evaporator (4E-7). Uap propana dari (4C-1) ini masuk ke (4C-12) untuk
memisahkan cairannya sebelum dihisap oleh Compressor Propana (4K-1).
Propana cair dari Propana Flash Drum disemprotkan ke dalam Medium
Propana Evaporator (4E-8) untuk mendinginkan MCR dan Feed Medium
Level Propana Evaporator (4E-13). Uap dari kedua evaporator ini kembali
ke (4C-3) dan dipisahkan cairannya sebelum dihisap kompresor pada stage
2.
Propana cair dari Propana Evaporator diekspansikan pada
tekanan 0,2 Kg/cm2 di dalam (4E-13) dan Overhead Condenser (4E-14).
Dari (4E-12) ini propana juga mengalir ke Propana Refrigerant Drum
(3C-10) di bagian fraksinasi pada tekanan 0,2 Kg/cm2. Uap-uap propana
dari exchanger dan refrigerant drum di bagian fraksinasi (3C-10) kembali
ke Propana Flash Drum (4C-4) kemudian dihisap kompresor (4K-l).
Pendingin propana untuk bagian fraksinasi didapat dari Propana
Evaporator tekanan sedang (4E-12) menga1ir ke Propana Drum untuk
fraksinasi di (3C-10). Propana memberikan pendingin untuk De-ethanizer
Condenser (3E-5), Propana Return Subcooler (3E-12), dan Butana Return
Subcooler (3E-13). Propana dari pendingin-pendingin ini menguap
mengalir kembali ke (3C-10) kemudian propana mengalir ke (4C-4)
melalui (4C-5).
III.3.4.2. Sistem Pendinginan Multi Component Refrigerator (MCR)
Sistem pendinginan MCR digunakan untuk mendinginkan MCR,
mendinginkan gas alam, dan mencairkan gas alam hingga menjadi LNG di
MHE.Pendinginan untuk gas alam, MCR, dan fraksinasi terjadi pada tahap
evaporasi dari propana dimana penguapan propana cair mengambil panas
laten dari gas yang difraksinasi. Komposisi dari MCR adalah sebagai
berikut:
Laporan Kerja Praktik
PT. Badak NGL-Bontang
Muhammad Junaidi Teknik Material dan Metalurgi ITS
29
Tabel 5. Komposisi MCR
Komponen Kadar (%)
N2 2-2,2
C1 40-46
C2 45-50
C3 2-6
C4+ 0-1
Pada Multi Component Refrigerator ini kompresi dilakukan
dalam 2 tahapan yaitu dengan kompresor 4K-2 dan 4K-3. MCR masuk ke
kolom 4C-7 untuk memisahkan MCR cair dan uap, dimana sebagai feed
4C-7 adalah uap dari hasil pendinginan di 5E-1. Uap MCR dari 4C-7
keluar dengan temperatur sekitar -40 °C, kemudian masuk ke tahap
pertama di kompresor 4K-2 dengan tekanan 3 kg/cm2. MCR lalu keluar
dari 4K-2 dengan temperatur 71 °C dan tekanan 14 kg/cm2. Aliran MCR
ini kemudian didinginkan dengan air laut di heat exchanger 4E-5 hingga
temperaturnya menjadi 32 °C. MCR kemudian masuk ke kompresor tahap
kedua 4K-3 dengan tekanan 14 kg/cm2. Dari 4K-3, MCR keluar pada
temperatur 130 °C dan tekanan 47 kg/cm2, kemudian didinginkan oleh
heat exchanger 4E-6 menggunakan air laut hingga mencapai temperatur
30 °C. MCR kemudian mengalir ke Propane Evaporator, dilanjutkan ke
Medium Level Propane Evaporator 4E-8, hingga keluar pada temperatur -
5 °C. Keluar dari 4E-8, MCR masuk 4E-9 pada temperatur -32 °C. Aliran
ini masuk ke Separator 5C-1, dimana komponen cair dan uap akan
terpisah. Fase cair lebih banyak mengandung etana dan propana,
sedangkan fase gas banyak mengandung nitrogen dan metana.
III.3.5. Plant 5- Proses Liquefaction
Tahap akhir pada pembuatan LNG terjadi di plant 5, di mana
terjadi pendinginan dan pencairan gas alam hingga mencapai temperatur -
1600C di dalam Main Heat Exchanger 5E-1. Gas alam yang didinginkan
pada plant 5 merupakan LNG yang komposisinya sebagian besar adalah
gas metana. Gas alam yang telah berfasa cair selanjutnya akan dialirkan ke
storage tank. Gas alam yang berasal dari Scrub Column Condensate Drum
Laporan Kerja Praktik
PT. Badak NGL-Bontang
Muhammad Junaidi Teknik Material dan Metalurgi ITS
30
3C-2 akan dicairkan dengan menggunakan media pendingin MCR dalam
Main Heat exchanger 5E-1.
Gambar 11. Diagram Alir Proses Plant 5
Pada plant 5, MCR dialirkan dari Evaporator 4E-9 menuju kolom
MCR High Pressure Separator 5C-1. Kolom ini bertekanan 46 kg/cm2 dan
berfungsi untuk memisahkan MCR menjadi dua fasa, yaitu fasa gas yang
sebagian besar terdiri dari N2 dan C1, dan fasa cair yang sebagian besar
terdiri dari C2 dan C3. MCR fasa gas dan cair masuk pada tube yang
berbeda pada bagian bawah 5E-1. Feed gas yang berasal dari 3C-2 masuk
ke 5E-1 pada bagian bawah pada temperatur sekitar -36.5 oC dengan
tekanan 38 kg/cm2.
Pada warm bundle MHE, MCR uap, MCR cair, dan feed gas
dialirkan ke atas. Pada akhir warm bundle, MCR cair dialirkan melalui
kerangan Joule-Thomson 5FV-2 sehingga tekanannya turun menjadi 2,5
kg/cm2 dengan temperatur -129
oC. Kemudian MCR cair ini ditampung
pada Warm End Pressure Phase Separator yang berada di dalam shell 5E-
1 dan disaring di 5Y-4. Selanjutnya MCR ini didistribusikan pada bagian
atas shell warm bundle, bergabung dengan MCR uap yang datang dari
bagian shell cold bundle.
Laporan Kerja Praktik
PT. Badak NGL-Bontang
Muhammad Junaidi Teknik Material dan Metalurgi ITS
31
MCR cair dalam shell warm bundle ini berkontak dengan tiga
aliran yang masuk sehingga temperatur MCR uap, MCR cair, dan feed
gasditurunkan sampai mendekati titik embunnya. Uap MCR yang ada
dalam shell MHE keluar pada bagian bawah dan masuk ke kolom MCR
First Stage Suction Drum 4C-7. Uapnya lalu masuk ke kompresor MCR
First stage Compressor 4K-2 dengan tekanan hisap 2,1 kg/cm2 dan keluar
dengan tekanan 14 kg/cm2. Keluaran MCR didinginkan pada pendingin
Compressor Intercooler 4E-5A/B dengan pendingin air laut, selanjutnya
masuk ke kolom MCR Second Stage Suction Drum 4C-8. Uap MCR
dihisap oleh kompresor MCR Second Stage Compresor 4K-3 dan keluar
dengan tekanan 50 kg/cm2. Keluaran ini didinginkan lagi pada MCR
Compressor Aftercooler 4E-6 dan didinginkan lebih lanjut dalam
Evaporator Propane secara berturut-turut pada MCR High Level Propane
Evaporator 4E-7, MCR Medium Level Propane Evaporator 4E-8, dan
MCR Low Level Propane Evaporator 4E-9 kemudian masuk ke kolom
5C-1 untuk kembali mendinginkan feed gas di Main Heat exchanger.
Pada bagian cold bundle MHE, MCR uap dan feed gas dari warm
bundle yang mulai terkondensasi didinginkan lebih lanjut. Di puncak
coldbundle, MCR dilewatkan pada kerangan Joule-Thomson 5PV-15
sehingga tekanannya turun menjadi 2,6 kg/cm2 dengan temperatur -151
oC.
MCR ditampung pada LowPressureSeparator dan distribusikan di bagian
shell cold bundle untuk mendinginkan MCR uap dan feed gas dalam tube.
Gas alam meninggalkan puncak Main Heat exchanger dalam
keadaan sudah menjadi cair (sudah menjadi LNG) pada temperatur sekitar
-149 oC dengan tekanan 24 kg/cm
2. LNG ini lalu dimasukkan ke dalam
kolom LNG Flash Drum 5C-2, diturunkan tekanannya menjadi 0,25
kg/cm2 dengan temperatur -160
oC. LNG kemudian dipompa ke tangki
LNG pada Storage and Loading Plant untuk disimpan dan kemudian
disalurkan ke kapal pengangkut LNG yang datang.
Laporan Kerja Praktik
PT. Badak NGL-Bontang
Muhammad Junaidi Teknik Material dan Metalurgi ITS
32
III.4. Utilities
Unit utilities di PT. Badak NGL berfungsi untuk memenuhi kebutuhan
yang diperlukan dalam proses pengolahan gas, penyediaan air, dan penyediaan
listrik untuk kompleks PT. Badak NGL. Utilities di PT. Badak NGL terbagi
menjadi dua, yaitu On-Plot Utilities dan Off-Plot Utilities.
III.4.1. On-Plot Utilities
On-Plot Utilities terdiri dari beberapa plant yang digunakan untuk
menyediakan kebutuhan yang diperlukan proses di dalam pabrik. Plant-
plant tersebut adalah:
a. Plant 29 (Nitrogen Plant)
Pada plant 29, udara dari plant 35 yang telah dibersihkan dari H2O
dan CO2 dimasukkan ke dalam coldbox dan dengan cara destilasi
pada temperatur rendah (-160oC) udara dipisahkan menjadi N2 dan
O2. Gas Nitrogen dikirim ke sistem distribusi sedangkan gas O2
dibuang ke atmosfer. Nitrogen (N2) digunakan sebagai bahan
campuran MCR, untuk purging (pembebasan gas yang mudah
terbakar atau menghambat proses), serta dipakai sebagai blanketing
pada operasi.
b. Plant 31 (Steam and Power Generation)
Plant ini berfungsi sebagai sarana penyedia steam dan listrik. Di
kilang LNG Bontang terdapat 21 Boiler yang digunakan untuk
menghasilkan steam. Sedangkan untuk memenuhi kebutuhan listrik
terdapat 13 unit turbin uap/generator dengan kapasitas 12,5 MW, 1
turbin gas/generator dengan kapasitas 12,5 MW serta 1
Diesel/Generator dengan kapasitas 5 MW.
c. Plant 35 (Compressed Air System)
Plant ini menyediakan udara bertekanan yang dipakai untuk
keperluan instrumentasi di pabrik, dan sebagai keperluan lainnya.
Terdiri dari :
Empat unit kompresor sentrifugal dengan tenaga listrik 900
HP, masing-masing mempunyai kapasitas 500 SCFD.
Laporan Kerja Praktik
PT. Badak NGL-Bontang
Muhammad Junaidi Teknik Material dan Metalurgi ITS
33
Satu unit kompresor torak dengan tenaga diesel sebagai
penggerak 150 HP, mempunyai kapasitas 500 SCFD
Pada pengoperasian normal diperlukan 2 unit kompressor dengan
tekanan udara ±9.1 Kg/cm2, udara bertekanan ini digunakan sebagai:
Udara/angin untuk pembersihan di bengkel dan lain-lain.
Udara/angin untuk instrumentasi.
Sebagai bahan baku untuk pembuatan nitrogen.
III.4.2. Off-Plot Utilities
Off-Plot Utilities juga terdiri dari beberapa plant yang digunakan
untuk mendukung proses di dalam pabrik. Plant-plant tersebut antara lain:
a. Plant 32 (Cooling Water Plant)
Plant ini menyediakan air laut untuk pendinginan pada proses
pembuatan LNG. Peralatan utama di Plant 32 adalah 22 buah pompa
air laut. Air laut tersebut sebelum didistribusikan ke proses train
terlebih dahulu dibersihkan oleh sodium hypochlorite (NaOCl) untuk
mengurangi kandungan chlorin hingga maksimum 1 ppm.
b. Plant 33 (Fire Water System)
Plant ini menyediakan air yang diperlukan untuk pemadam
kebakaran (air tawar dan air laut). Terdapat beberapa pompa untuk
keperluan tersebut, sedangkan tekanan sistem perpipaannya dijaga
secara kontinu yaitu sekitar 12 Kg/cm2 dengan menggunakan Jocky
Pump, sehingga siap dipakai jika diperlukan.
c. Plant 36 (Water Treating Plant for Boiler)
Plant ini berfungsi untuk menyediakan air yang sudah diolah untuk
keperluan pembuatan steam (uap air) serta make-up air untuk
penambahan kebutuhan pembuatan steam. Sebagian besar air yang
dibuat menjadi steam berasal dari steam condensate dari proses
ataupun turbin-turbin.
d. Plant 34 (Sewer and Sewage Plan)
Plant ini berfungsi sebagai pengolah air limbah untuk dinetralkan
sebelum air tersebut dibuang ke laut.
e. Plant 48-49 (Water Treating Plant)
Laporan Kerja Praktik
PT. Badak NGL-Bontang
Muhammad Junaidi Teknik Material dan Metalurgi ITS
34
Plant ini berfungsi untuk mengolah air dari sumur yang akan dipakai
untuk keperluan di pabrik ataupun penduduk di lingkungan PT.
Badak NGL.
III.5. Storage and Loading
Produk LNG dan LPG yang telah dicairkan dan telah selesai diproses
kemudian disalurkan ke tanki penyimpanan LNG dan LPG sebelum dimuat
ke kapal. Segala sesuatu yang berhubungan dengan storage & loading pada
PT. Badak NGL ditangani oleh Storage & Loading Section.
Pada proses storage and loading LNG dan LPG, PT. Badak NGL
dilengkapi beberapa plant, yaitu:
a. Plant 15 (Pendinginan LPG Prophane dan Buthane)
Pada plant ini hasil prophane (-40oC) dan buthane (-4
oC) didinginkan
hingga temperatur penyimpanannya pada tekanan sedikit di atas
atmosfer. Terdapat beberapa peralatan utama unit pendinginan LPG
yaitu Warm Heat Exchanger (15E-3) dan Cold Heat Exchanger
(15E-4), serta refrigerant unit berupa Kompresor (15K-1),
Desuperheater (15E-1), Refrigerant Condenser (15E-2) dan
Accumulator (15C-1).
b. Plant 16 (Condensate Stabilizer)
Plant ini digunakan untuk mengolah cairan-cairan hidrokarbon berat
dari Knock Out Drum (KOD) dan proses train menjadi bahan bakar
(condensate) untuk kendaraan. Sedangkan gas-gas yang dihasilkan
oleh unit ini, digunakan sebagai bahan bakar boiler dan sebagian lagi
dikembalikan ke Plant 21 dengan kompressor. Sebagian besar
condensate tersebut dikirim kembali ke lapangan Muara Badak
sedangkan sebagian kecil dipakai sebagai bahan bakar kendaraan di
PT. Badak NGL. Kapasitas produksi unit Plant 16 sekitar 210 m3/jam.
c. Plant 17 (LPG Storage Tanks)
Pada plant ini terdapat 3 buah tanki penampungan produk propane
dan 2 buah tanki penampungan untuk butane dengan kapasitas
masing-masing 40.000 m3. Setiap tanki dilengkapi dengan 2 buah
pompa loading dengan kapasitas masing-masing 2.500 m3/jam dan 1
Laporan Kerja Praktik
PT. Badak NGL-Bontang
Muhammad Junaidi Teknik Material dan Metalurgi ITS
35
buah pompa sirkulasi dengan kapasitas 50 m3/jam. Pompa-pompa
tersebut digunakan untuk memompakan LPG ke kapal melalui 2
transfer line, sedangkan pompa sirkulasi berfungsi untuk
mensirkulasikan LPG dari satu tangki ke tangki yang lain melalui
loading dock II dan loading dock III selama tidak ada LPG loading.
Hal ini dimaksudkan agar jaringan LPG loading line tetap dingin. Uap
propana yang timbul dari tangki dicairkan kembali oleh Kompressor
(17K-1) untuk dikembalikan ke tangki propana setelah didinginkan.
Sistem pengukuran pemuatan LPG ke kapal yang dipakai adalah
switch meter prover propana dan butana.
d. Plant 19 (Relief and Blowdown System)
Pada plant ini, cairan gas bocoran dikumpulkan dari proses train
kemudian dikirim ke tempat yang aman untuk dibakar. Ada tiga jenis
alat pembakaran yang dipakai yaitu:
Dry Flare System: Menyalurkan dan membakar gas hidrokarbon
kering (tanpa H2O).
Wet Flare System: Menyalurkan dan membakar gas hidrokarbon
yang masih mangandung H2O.
Burn Pit dan Liquid Disposal System: Menyalurkan dan
membakar buangan hidrokarbon cair dari processtrain.
e. Plant 20 (Tangki Penampung Produk Refrigerant)
Cairan hasil refrigerant dari proses train ditampung pada tangki-
tangki (20C-1A/B) dan (20C-3A/B). Refrigerant tersebut disimpan
dan siap dipakai sebagai make-up kebutuhan refrigerant pada proses
train. Sedangkan condensate dari Plant 16 ditampung di tangki (20D-
4).
f. Plant 21 (KnockOutDrum/KOD)
Plant 21 meliputi sistem perpipaan yang menghubungkan Muara
Badak hingga kilang LNG Bontang. Terdapat 8 buah tangki KOD
yang berfungsi untuk memisahkan antara gas dan cairan hidrokarbon
sebelum dialirkan ke proses train untuk diolah menjadi LNG. Jaringan
pipa bahan baku gas alam dari Muara Badak, terdiri dari dua buah
Laporan Kerja Praktik
PT. Badak NGL-Bontang
Muhammad Junaidi Teknik Material dan Metalurgi ITS
36
jaringan pipa berukuran 36” dan dua buah jaringan pipa berukuran
42”. Pada pipa gas dari Muara Badak diluncurkan bola pembersih
(scrapper/brush pig) dengan tekanan operasi 720 psig, untuk
membawa cairan yang tertinggal pada pipa, yang kemudian diterima
oleh 4 unit Pig receiver 36” dan 42”.
g. Plant 24 (LNG TankandLoadingDock)
Plant ini terdiri dari tangki-tangki LNG dan LoadingDock. Produk
LNG dari proses train ditampung pada 6 tangki LNG (24D-
1/2/3/4/5/6) dimana empat tangki berkapasitas 95.000 m3 dan dua
tangki berkapasitas 126.500 m3. Untuk pemuatan LNG ke kapal
terdapat 3 unit Loading Dock yaitu:
LNG loading dock 1
Fasilitasnya adalah 4 loading arm dan 1 boil-off arm. Kapasitas
1 loading arm adalah 2600 m3/jam.
LNG/LPG loading dock 2 dan 3
Memiliki 2 fasilitas muat yaitu pemuatan LNG dan LPG (plant-
17). Untuk pemuatan LNG mempunyai 4 loading arm dan 1
boil-off arm. Sedangkan untuk pemuatan LPG mempunyai 2
loading arm (LPG arm) dan 2 boil-off arm (LPG vapor).
Kapasitas 1 loading arm LNG/LPG adalah 2600 m3/jam. Semua
loading arm dilengkapi dengan sistem melepas dengan cepat
bila dalam keadaan bahaya (PERC sistem) antara pihak kapal
dan darat.
Tanki-tanki LNG pada plant inididukung oleh beberapa peralatan,
antara lain:
1. Pompa Muat LNG
Berfungsi untuk memompa LNG dari tangki penampung ke
kapal LNG melalui pipa penyalur 2 buah dan loading arm 4
buah. Masing-masing tangki memiliki 2 pompa muat karena
terdapat 5 buah tangki maka keseluruhan pompa LNG ada 10
Laporan Kerja Praktik
PT. Badak NGL-Bontang
Muhammad Junaidi Teknik Material dan Metalurgi ITS
37
buah, yaitu 24G-1/2, 24G-4/5, 24G-7/8, 24G-10/11 dan 24G-
18/19. Masing-masing pompa LNG berkapasitas ±2900 m3/jam.
2. Pompa Sirkulasi LNG
Berfungsi untuk mensirkulasikan LNG dari tangki ke tangki
melalui dua pipa saluran LNG. Satu pipa digunakan untuk
menekan LNG ke loading dock, sedangkan pipa lain dipakai
untuk mengembalikan LNG tersebut ke dalam tangki yang lain.
Hal ini dilakukan untuk mempertahankan suhu dalam tangki dan
pipa. Pompa sirkulasi LNG itu adalah : 24G-13/14/15/16/20/45.
3. Boil Off Compressor
Digunakan untuk mengkompresi gas-gas yang terbentuk (boil-
off) di dalam tangki untuk didistribusikan sebagai bahan bakar
untuk boiler. Dan sebagian digunakan untuk menjaga tekanan
tangki dengan jalan membuka valverecyclecompressor. Selain
itu juga digunakan untuk mengkompresi boil off dari kapal.
Unit-unit utamanya terdiri dari :
4 buah boil-offcompressor (24K-1/8/9), dengan kapasitas
28000 m3/jam penggerak motor listrik 1490 KW.
1 buah boil-off compressor (24K-16), dengan kapasitas
77400 m3/jam penggerak motor listrik 3500 KW.
h. Plant 38 (Sistem Gas Bahan Bakar)
Plant ini digunakan untuk menampung dan menyediakan kebutuhan
bahan bakar boiler. Bahan bakar boiler (fuelsystem) tersebut
didapatkan dari sisa uap LNG dari Kompresor (2K-1) pada masing-
masing proses train serta dari Boil-Off Kompresor (24K).
i. Plant 39 (Nitrogen generator)
Pada plant ini, 2 unit generator digunakan untuk mengolah udara
sebagai bahan baku dengan produk nitrogen cair dan gas. Setelah
melewati proses, nitrogen cair ditampung di tangki-tangki
penampungan sebagai cadangan atau untuk memenuhi permintaan
kapal-kapal LNG, sedangkan produk Nitrogen gas untuk kebutuhan
operasional kilang LNG. PT. Badak NGL memiliki enam tanki
Laporan Kerja Praktik
PT. Badak NGL-Bontang
Muhammad Junaidi Teknik Material dan Metalurgi ITS
38
penampungan LNG yang telah selesai dari proses train dengan
kapasitas tanki, 4 buah masing – masin berkapasitas 600000 barrel
(±95000 m3) dan 2 buah berkapasitas 800000 barrel (±126500 m
3).
Laporan Kerja Praktik
PT. Badak NGL-Bontang
Muhammad Junaidi Teknik Material dan Metalurgi ITS
39
BAB IV
TINJAUAN PUSTAKA
IV.1 Pipa dan Spesifikasi Pipa
Pipa pada umumnya berbentuk silinder diaplikasikan untuk
mengalirkan fluida atau mentransmisikan fluida bertekanan, biasanya pipa
didesain dengan spesifikasi sesuai aplikasinya.
Berdasarkan ASME B31.4 tahun 2009, pipa diklasifikasikan
berdasarkan proses manufaktur yang dialaminya.
IV.1.1 Double Submarged Arc Welding Pipe
Merupakan jenis pipa yang memiliki sambungan longitudinal
butt joint minimum 2 langkah pengelasan, satu diantaranya pada
bagian dalam pipa. Penyambungan dilakukan dengan pemanasan busur
listrik. Pengelasan dibungkus oleh lapisan granular. Pada
pengelasannya tidak menggunakan tekanan. Logam pengisi untuk
bagian dalam dan luar lasan diperoleh dari elektroda.
IV.1.2 Electric Flash Welded Pipe
Pipa jenis ini memiliki longitudianal butt joint yang
penyambungan dihasilkan pada permukaan batas. Panas berasal dari
tahanan aliran arus diantara 2 permukaan yang disambungkan.
Kemudian diikuti dengan tekanan pada daerah tersebut. Flashing dan
upsetting terjadi karena pencairan logam berlebih pada daerah lasan.
IV.1.3 Electric Fusion Welded Pipe
Pipa dengan longitudinal butt joint yang penyambungannya
dilakukan dengan denga pengelasan busur listrik. Pengelasan dapat
dilakukan satu langkah atau lebih dan dapat menggunakan logam
pengisi ataupun tidak menggunakan logam pengisi. Pipa dengan arah
lasan melingkar juga diproduksi dengan menggunakan proses electric
fusion welding baik secara lap joint maupun lock-seam joint.
IV.1.4 Electric Induction Welded Pipe
Laporan Kerja Praktik
PT. Badak NGL-Bontang
Muhammad Junaidi Teknik Material dan Metalurgi ITS
40
Pipa yang bagian longitudinal butt joint-nya disambungkan
dengan menggunakan panas dari tahanan induksi arus listrik. Selain itu
juga menggunakan tekanan.
IV.1.5 Electric Resistance Welded Pipe
Pipa yang diproduksi dalam bentuk satu satuan panjang.
Bagian longitudinal butt joint disambungkan dengan menggunakan
tahanan listrik pada permukaan yang disambungkan. Penyambungan
ini jga menggunakan tekanan.
IV.1.6 Furnace Butt welded Pipe, Bell Welded
Pipa yang bagian longitudinal butt joint dilas dengan
memanfaatkan tekanan mekanik dari proses drawing dalam furnace.
Penambungan ini juga meliputi proses pembentukan.
IV.1.7 Furnace Butt Welded Pipe, Continuous Welded
Pipa yang diproduksi memanjang, bagian longitudinal butt
joint disambungkan dengan tekanan mekanik menggunakan rol panas
melalui satu set round pass welding rolls.
IV.1.8 Furnace Lap Welded Pipe
Pipa dengan longitudinal lap joint hasil penambungan dengan
tekanan Proses penggabungannya juga menggunakan pemanasan pipa
pada temperature pengelasan dan meletakkannya diatas mandrel antara
dua roll las yang menekan dan mengelas bagian overlapping edge.
IV.1.9 Seamless Pipe
Pipa yang diproduksi dengan cara penembusan billet dan
diikuti dengan rolling atau drawing ataupun keduanya [5].
IV.2. Kegagalan Pada Elbow Amine Unit
Untuk mengetahui penyebab kegagalan pada elbow di amine unit,
maka harus diketahui terlebih dahulu mengenai jenis-jenis kegagalan pada
elbow. Kegagalan-kegagalan yang dapat terjadi pada elbow di amine unit
adalah sebagai berikut:
IV.2.1 Korosi
Laporan Kerja Praktik
PT. Badak NGL-Bontang
Muhammad Junaidi Teknik Material dan Metalurgi ITS
41
Korosi merupakan degradasi material karena bereaksi secara
elektrokimia dengan lingkungan yang sifat korosif, seperti air atau gas.
Korosi dapat menjadi salah satu penyebab kegagalan pada elbow
karena elbow terekspos oleh air atau media yang mengalir didalamnya.
Korosi pada elbow dapat terjadi pada temperatur ruang maupun
temperatur tinggi. Korosi pada elbow juga dapat terjadi bersamaan
dengan kegagalan material secara mekanik. Contoh kegagalan pada
pipa elbow yang disebabkan oleh korosi adalah:
1. Korosi Erosi
Korosi erosi merupakan peningkatan laju perusakan terhadap
material logam karena pergerakan relative fluida terhadap
permukaan logam. Pada umumnya aliran fluida begitu cepat, dan
menyebabkan keausan mekanik atau abrasi. Logam pada bagian
permukaan akan terlarut menjadi ion-ion, membentuk produk
korosi yang akan terkelupas terbawa aliran fluida.
Sebagian besar logam dan paduan dapat mengalami korosi
erosi. Tergantung pada kemampuan logam membentuk lapisan
pasif pada permukaan misalnya alumunium, timbal, stainless steel.
Media korosi dapat berupa gas, larutan, sistem organik, dan logam
cair. Misalnya gas panas oksida logam dan kecepatan aliran tinggi.
Berbagai komponen yang terekspose fluida alir dapat
mengalami korosi erosi misalnya sistem perpipaan, bagian
bending, elbow, valve, pompa, blower, centrifugal, propeller,
impeller, heat exchanger tubing dan sebagainya.
Gambar 12 menunjukkan tipe kegagalan. Aliran pipa
horizontal dan vertical biasanya tidak mendapat pengaruh korosi
erosi, tetapi logam mengalami kegagalan pada arah aliran ketika
fluida mengalir dengan tekanan.
Laporan Kerja Praktik
PT. Badak NGL-Bontang
Muhammad Junaidi Teknik Material dan Metalurgi ITS
42
Gambar 12. Kegagalan Pada Elbow
Ketika fluida memasuki komponen elbow, sisi aliran akan
mengalami turbulensi sehingga menyebabkan terbentuknya
gelembung-gelembung. Terbentuknya gelembung disebabkan
adanya penurunan tekanan hidrodinamik sebagai konsekuensi
perubahan aliran. Karena terdapat aksi mekanik pada elbow,
tekanan hidrodinamik local akan naik. Tekanan ini menyebabkan
gelembung pecah dan kemudian akan timbul gaya tekan yang
sangat besar diantara celah gelembung yang pecah. Gaya tekan ini
mampu menyebabkan terjadinya deformasi pastik pada permukaan
logam [11].
IV.2.2 Environmental Cracking
Permasalahan environmental cracking terjadi ketika carbon
steel berada pada kondisi kekerasan tinggi, high residual stress atau
keduanya. Pada umumnya, daerah tersebut adalah hasil lasan misalnya
pada elbow atau pipa. Terdapat 4 bentuk mekanisme crack pada carbon
steel pipe di amine unit
1. Sulfide Stress Cracking (SSC)
SSC didefinisikan sebagai crack yang terjadi pada logam
sebagai kombinasi beban tarik dan korosi pada lingkungan air dan
H2S. Korosi pada baja oleh H2S melepaskan atom Hydrogen pada
permukaan logam. Hal ini mengakibatkan penggetasan baja
sehingga terjadi crack ketika mengalami beban tarik.
Laporan Kerja Praktik
PT. Badak NGL-Bontang
Muhammad Junaidi Teknik Material dan Metalurgi ITS
43
Gambar 13. Sulfide Stress Corrosion Pada Hardened HAZ
Lasan
2. Hidrogen Induce Cracking (HIC) dan Hydrogen Blistering
Hydrogen blistering didefinisikan sebagai pembentukan
lubang/celah planar dibawah permukaan logam akibat tekanan
internal Hidrogen. Pembentukan Hydrogen blister pada pipa
carbon steel terjadi ketika atom hidrogen, hasil korosi pada
permukaan logam, masuk ke dalam baja dan berdifusi kedalam
celah/lubang, laminasi, dan internal discontinue lainnya misalnya
kumpulan inklusi nonmetal.
HIC didefinisikan sebagai internal crack yang
menghubungkan hydrogen blister yang berdekatan pada bidang
kristalografi berbeda dalam logam. HIC tidak membutuhkan stress
eksternal. Driving force untuk perambatan retak berasal dari
tegangan disekeliling blister yang disebabkan oleh internal
pressure.
3. Stress Oriented Hydrogen Induced Cracking (SOHIC)
SOHIC didefinisikan sebagai susunan tegak dari blister yang
bergabung karena HIC segaris dengan arah ketebalan steel sebagai
hasil dari pembebanan tarik. SOHIC merupakan salah satu bentuk
dari HIC yang biasanya terjadi pada base metal, berdekatan dengan
Heat affected Zone dari sebuah lasan, yang memiliki tegangan sisa
yang tinggi dari lasan. SOHIC juga dapat terjadi pada ujung
retakan lainnya (misal : SCC) atau anomali geometris (ujung lasan)
Laporan Kerja Praktik
PT. Badak NGL-Bontang
Muhammad Junaidi Teknik Material dan Metalurgi ITS
44
4. Alkaline Stress Corrosion Cracking (ASCC)
ASCC didefinisikan sebagai crack pada logam yang
disebabkan karena kombinasi korosi pada lingkungan korosif
misalnya alkaline cair yang mengndung CO2 dan H2S dengan
beban tarik (residual stress).
Beban tarik dapat berasal dari tegangan sisa, biasanya pada
produk lasan carbon steel tanpa PWHT. Crack dapat terjadi
parallel dengan lasan ataupun didaerah HAZ.
SSC, HIC dan Hydrogen blistering, SOHIC pada umumnya
terjadi pada pipa atau peralatan lain yang mengalirkan larutan rich
amine. Sedangkan ASCC dapat terjadi pada pipa atau peralatan lain
yang mengalirkan larutan lean amine [1].
IV.3. Pengelasan SMAW
Seperti diilustrasikan pada Gambar 14, Shielded metal arc welding
(SMAW) atau yang disebut sebagai stick welding merupakan proses
pengelasan yang diaplikasikan untuk logam ferrous dan nonferrous.
Mekanisme penyambungan ini terjadi tanpa aplikasi tekanan, menggunakan
busur logam yang merupakan kombinasi electrode dan weld pool. Elektrode
tersusun atas wire core yang diselubungi campuran silicate binder dan
material serbuk seperti florida, karbonat, oksida, alloy, dan selulosa. Shield
berfungsi sebagai penstabil busur, elemen paduan, dan mengusir udara
atmosfer selama pengelasan serta membentuk slag pada produk lasan agar
tidak terjadi kontaminasi.
Laporan Kerja Praktik
PT. Badak NGL-Bontang
Muhammad Junaidi Teknik Material dan Metalurgi ITS
45
Gambar 14. Skema SMAW
Bagian pangkal electrode dijepit pada electrode holder yang
terhubung pada power source. Benda kerja dihubungkan dengan power
source yang lain. Busur akan menyala ketika ujung elektroda dikontakkan
dengan benda kerja kemudian menariknya pada jarak tertentu. Panas busur
akan mengakibatkan pencairan logam induk pada daerah antara electrode dan
logam induk (Base metal). Pencairan base metal, wire core, dan beberapa
serbuk logam akan membentuk logam lasan.
Elektroda terbungkus memiliki rentang diameter 1/16 – 5/16 in (2 –
8 mm). Diameter yang lebih kecil digunakan pada arus yang lebi rendah
untuk penyambungan thin section, pekerjaan terbatas, dan pengelasan pada
posisi vertikal dan overhead. Diameter elektrode yang lebih besar
menggunakan arus yang lebih besar pula sehingga menghasilkan high
deposition rate.
Sementara elektrode yang lebih kecil tidak dapat diaplikasikan pada
high current, dapat diplikasikan pada titik tertentu, untuk menjaga densitas
arus tinggi. Sebuah titik dicapai oleh electrode yang lebih kecil untuk
menjaga densitas arus tinggi dengan laju deposisi tinggi dari pada elektroda
Laporan Kerja Praktik
PT. Badak NGL-Bontang
Muhammad Junaidi Teknik Material dan Metalurgi ITS
46
dengan densitas arus lebih rendah. Dengan alasan tersebut, proses pengelasan
lain yang menggunakan continuous wire feeder jarang memberikan
produktivitas yang baik. Mereka menggunakan elektroda berdiameter lebih
kecil yang dapat bertahan pada high current density dari pada elektroda
SMAW.
Pengelasan SMAW membutuhkan biaya tenaga kerja cukup tinggi.
Proses ini memiliki efisiensi kurang dari 60% berdasarkan perbandingan
berat elektroda terbungkus terhadap berat lasan yang diinginkan. Hal ini
disebabkan beberapa factor termasuk pembuangan elektroda setelah
dikonsumsi hingga tersisa 2 – 3 in (50 – 75 mm) dari ujung holder. Selain itu,
slag juga harus dibersihkan dari produk lasan. Dibandingkan dengan wire-
feed arc processes, biaya tenaga kerja pada pengelasan elektroda terbungkus
termasuk laju deposisi yang lebih rendah dan gangguan kerja yang diijinkan
serta penghilangan slag dari benda kerja setelah pengelasan.
Peralatan yang digunakan pada SMAW sangat sederhana dan paling
murah diantara las listrik yang lain. Komponen utama yang terpenting adalah
sumber arus dan duty cycle, ukuran kabel, electrode holder, wokpiece-lead
clamp. Pada pengelasan menggunakan arus AC biayanya paling mahal dan
dapat diguakan untuk electrode berdiameter kecil. Arus DC juga dapat
digunakan sebgai sumber arus pengelasan. Metode ini sesuai untuk berbagai
ukuran electrode [9].
Pada pengelasan menyebabkan adanya efek thermal. Pada saat
proses pengelasan mengalami pemanasan sehingga terjadi pemuaian pada
bagian yang dilas. Hal ini menyebabkan daerah lasan mengalami beban tekan,
sedangkan bagian disekitar lasan mengalami beban tarik. Sedangkan pada
kondisi setelah pengelasan benda kerja mengalami pendinginan. Bagian lasan
mengalami penyusutan sehingga menerima beban tarik, sedangkan bagian di
sekitar lasan mengalami beban tekan seperti pada Gambar 15. Hal ini
menunjukkan bahwa pada produk lasan terdapat internal sress yang cukup
tinggi. Besarnya internal stress bergantng pada spesifikasi benda kerja dan
prosedur pengelasan yang dilakukan.
Laporan Kerja Praktik
PT. Badak NGL-Bontang
Muhammad Junaidi Teknik Material dan Metalurgi ITS
47
Gambar 15. Deformasi Logam Las Selama Pendinginan
Profil Internal stress pada hasil lasan dapat dilihat pada Gambar 16.
Internal stress sangat dihindari dalam proses manufaktur. Hal ini disebabkan
karena tingginya internal stress dapat menyebabkan distorsi bahkan terjadi
retak. Sebagai upaya penanganan akan hal itu, maka diterapkan preheating
dan postweld heat treatment. Selain itu desain groove juga berpengaruh untuk
mereduksi distorsi [12]. Dalam pengelasan dikenal istilah Welding Procedure
Specification (WPS).
Gambar 16. Profil Internal Stress Pada Produk Lasan
IV.3.1 Preheat
Preheat merupakan proses pemanasan benda kerja sebelum proses
pengelasan dilakukan. Hal ini memiliki beberapa tujuan :
Preheat sangat efektif untuk mengurangi crack yang terjadi pada
logam las dan logam induk. Preheat menurunkan laju pendinginan
dan shrinkage stress.
Laporan Kerja Praktik
PT. Badak NGL-Bontang
Muhammad Junaidi Teknik Material dan Metalurgi ITS
48
Preheat menurunkan laju pendinginan sehingga memperoleh
struktur yang diinginkan. HAZ bertransformasi pada waktu yang
cukup lama sehingga memungkinkan terjadi difusi membentuk
struktur ferrite dan pearlite atau bainit bukan martensit.
Preheat pada daerah terlokalisasi dapat meningkatkan jumlah
penyusutan dan menyebabkan cracking.
Preheat temperature ± 26 oC untuk pengelasan lapangan pada musim
dingin, ± 650 oC ketika pengelasan ductile cast iron dan ± 315
oC
pada pengelasan highly hardenable steel. Pada berbagai kondisi
temperature preheat harus dikontrol. Beda kerja dipreheat dalam
furnace dan ditahan pada temperature yang diinginkan [1].
IV.3.2 Post Weld Heat Treatment (PWHT)
Post weld Heat Treatment (PWHT) merupakan proses
pemanasan benda kerja setelah proses pengelasan sebagai upaya stress
relief heat treatment. PWHT dilakukan dengan melakukan pemanasan
secara uniform terhadap benda kerja pada temperature kritisnya.
Kemudian menahannya pada temperature tersebut pada beberapa
waktu lalu diikuti dengan pendinginan lambat secara uniform.
Persen stress reliefing yang terjadi bergantung pada tipe baja.
Efek waktu dan temperature pada postweld diperlihatkan pada Gambar
17
Gambar 17. Efek Temperatur dan Waktu Pada Stress Reliefing
Pendekatan temperature lebih efektif dari pada menggunakan
parameter waktu pada temperatur stress reliefing. Semakin dekat
dengan tempertur rekristalisasi maka semakin efektif. Tempertur untuk
Laporan Kerja Praktik
PT. Badak NGL-Bontang
Muhammad Junaidi Teknik Material dan Metalurgi ITS
49
stress reliefing ditentukan sesuai dengan properties yang diinginkan.
Tabel memperlihatkan perilaku thermal pada lasan untuk berbagai
spesifikasi material [12].
Tabel 6. Tipe Perilaku Thermal Pada Lasan
IV.4. Larutan Amine
Dalam proses pengolahan gas alam, aliran gas dan cairan
hidrokarbon dapat mengandung komponen asam seperti hydrogen sulfida
(H2S) dan karbon dioksida (CO2). Amine unit beroperasi pada tekanan
rendah dan tinggi untuk menghilangkan komponen asam dari proses aliran
melalui absorbs oleh aquous amine solution.
Gambar 18 memperlihatkan Process Flow Diagram untuk amine
unit. Aliran gasa atau liquid mengandung satu atau lebih komponen asam
masuk melalui bagian bawah gas-absorber tower atau liquid-contactor
vassel. Larutan Lean (regenerator) amine mengaliri counter aliran
hidrokarbon terkontaminasi pada tower dan menyerap komponen asam
selama proses. Aliran gas atau liquid yang sudah dimurnikan mengalir
melalui overhead system. Larutan rich (contaminated) amine masuk ke
Laporan Kerja Praktik
PT. Badak NGL-Bontang
Muhammad Junaidi Teknik Material dan Metalurgi ITS
50
dalam regenerator tower, dimana komponen asam dilepas dan dibuang ke
udara dengan menggunakan tekanan dan panas dari reboiler. Komponen
asam dibuang pada bagian overhead dan dikirim ke insenerator, sulfur
removal plant, atau proses operasi lainnya. Lean amine solution yang
meninggalkan bagian bawah regenerator dikembalikan ke absorber atau
contactor untuk digunakan kembali dalam pemurnian feed gas [1].
Gambar 18. Process Flow Diagram Pada Amine Solution
Amine juga merupakan senyawa yang dibentuk untuk menggantikan
atom hidrogen dari ammonia, NH3 oleh radikal organik. Larutan Amine
sebagai elemen pembuang gas memiliki struktur kimia yang kompleks, tapi
reaksi (exothermic) disederhanakan menjadi :
H2S + R2NH ←→ R2NH2+ + HS
-
CO2 + R2NH ←→ R2NH2+ + R2NCOO
-
Tipe amine yang digunakan meliputi primary amines (NH2R)
misalnya Methanolamine (MEA) dan diglycolamine (DGA). Selain itu juga
menggunakan secondary amines (NHR2) dan tertiary amines (NR3)
misalnya diethanolamine (DEA), diisopropanolamine (DIPA) dan
methyldiethanolamine (MDEA) [13].
Laporan Kerja Praktik
PT. Badak NGL-Bontang
Muhammad Junaidi Teknik Material dan Metalurgi ITS
51
BAB V
DATA PENGAMATAN
V.1 Material Elbow dan Pipa F1K151-18’’-BM4B
Material yang digunakan untuk elbow F1K151-18”-BM4B adalah
carbon steel jenis A234. Elbow disambungkan dengan pipa A106 B.
Komposisi kimia carbon steel A234 dan A106 B diberikan pada Tabel 7.
Tabel 7. Komposisi Kimia Carbon Steel A234 dan A106 B
Element A234 WPB (wt%) A106 B (wt%)
Carbon (C) Max. 0.3 Max. 0.3
Mangan (Mn) 0.29 – 1.06 0.29 – 1.06
Phospor (P) Max. 0.05 Max. 0.035
Sulfur (S) Max. 0.058 Max. 0.058
Silicon (Si) Min. 0.1 Min. 0.1
Chromium (Cr) Max. 0.4 Max. 0.4
Molybdenum (Mo) Max. 0.15 Max. 0.15
Nickel (Ni) Max. 0.4 Max. 0.4
Copper (Cu) Max. 0.4 Max. 0.4
Vanadium (V) Max. 0.08 Max. 0.08
Niobium (Nb) Max. 0.02 -
Iron (Fe) Balance Balance
III.2 Welding Procedure Specification
Welding Procedure Specification (WPS) PT Badak NGL yang
digunakan untuk pengelasan carbon steel seperti pada Tabel 8.
Tabel 8 . Welding Procedure Specification
Base Metal Carbon steel
Welded to Carbon steel
Welding Process Shielded Metal Arc (SMA)
Filler Material SFA 5.1/AWS A5.1
Class E6010 (Root), SFA 5.5/AWS A5.5
Class E7010 (fill) note 1&3
As weld
Up to 3” O.D Min. 1/16” Max. none
3” O.D and over Min. 3/16” Max. 0.874”
PWHT
Laporan Kerja Praktik
PT. Badak NGL-Bontang
Muhammad Junaidi Teknik Material dan Metalurgi ITS
52
Up to 3” O.D Min. 1/16” Max. none
3” O.D and over Min. 3/16” Max. 1.728”
Position Qualified All position
Backing Material None
Minimum Preheat 60 oF, 200
oF when any condition GWS-FM-1
applies
Postweld Heat Treatment 1150 oF ± 50
oF 1 hr/in, Minimum of 1 hr
Procedure Qualification ASME Code Section IX
Welding Process SMA SMA SMA SMA
Layer Number 1 1 2 & Rem. 2 & Rem.
Amperage range 100-140 130-180 100-140 130-180
AC/DC polarity DCRP DCRP DCRP DCRP
Electrode Diameter 1/8” 5/32“ 1/8” 5/32”
Electrode Type E6010 E6010 Note 3 Note 3
V.2.1 Elektroda SMAW
Berdasarkan ASME Section II Part C maka Spesifikasi
Electrode yang digunakan untuk pengelasan carbon steel adalah
E6010 (root) dan E7010 (filler) memiliki Komposisi kimia pada
Tabel 9 dan properties pada Tabel 10.
Tabel 9. Komposisi Kimia E6010 dan E7010
E6010 Chemical composition (max.)
C Mn Si P S Ni Cr Mo V
0.2 1.2 1.0 N.S N.S 0.3 0.2 0.3 0.08
Mn + Ni + Cr + Mo + V = N.S
E7010 C Mn Si P S Ni Cr Mo Cu
0.15 0.5-2.5 1.0 0.04 0.3 12-14 22-25 0.75 0.75
Tabel 10. Properties E6010
Properties of E6010 Numerical Value
Tensile Strength (MPa) 430
Yeald Strength at 0.2% offset (MPa) 330
Elongation Percentage in 4x diameter length 22
V.2.2 Bentuk Groove
Sedangkan bentuk Groove yang digunakan adalah single V groove
dengan spesifikasi desain seperti pada Gambar 19.
Laporan Kerja Praktik
PT. Badak NGL-Bontang
Muhammad Junaidi Teknik Material dan Metalurgi ITS
53
Gambar 19.Groove Pada Pengelasan Carbon Steel
V.3 Hasil Penetrant Test
Hasil Dye Penetrany Test pada elbow F1K151-18”-BM4B
diperlihatkan pada gambar 20.
Gambar 20. (a) Lokasi Kebocoran Elbow, (b) Penetrant Test pada Bagian
Lasan Elbow-Pipa dan trunnion
V.4 Hasil Uji Ketebalan
Pengujian ketebalan dinding elbow F1K151-18”-BM4B dilakukan
dengan menggunakan Ultrasonic Thickness gauge dengan spesifikasi pada
Tabel 11.
Tabel 11. Spesifikasi Alat Uji Ketebalan
Ultrasonic Thickness gauge Specification
Equipment DMS 2
Type of Probe DA – 301
Test Block Step Wedge
Couplant Grease
a b
Crack
Laporan Kerja Praktik
PT. Badak NGL-Bontang
Muhammad Junaidi Teknik Material dan Metalurgi ITS
54
Hasil Uji ketebalan elbow F1K151-18”-BM4B dapat dilihat pada Gambar
21 dan Tabel 12
Gambar 21.Posisi Pengujian Ketebalan Elbow
Tabel 12. Ketebalan Elbow Pada Berbagai Posisi
Item number F1K151-18”-BM4B
Measurement
section
Measurement Thickness Normal
Thick
Minimal
Thick
Minimal
Required 0
o 90
o 180
o 270
o
1 8.33 10.80 12.08 8.83 9.525 8.33 6.81
2 9.86 9.20 9.72 10.82 9.525 9.20 6.81
3 8.78 9.10 8.12 10.01 9.525 8.12 6.81
4 9.50 9.45 9.06 9.70 9.525 9.06 6.81
III.5 Kondisi Operasi Elbow F1K151-18”-BM4B
Elbow F1K151-18”-BM4B mengalirkan lean amine solution dengan
spesifikasi kondisi operasi pada Tabel 13.
Tabel 13. Kondisi Operasi Elbow F1K151-18”-BM4B
Spesifikasi Unit Value
Pressure (P) Kg/cm2 10
Temperature oC 100
Outside Diameter of Enclosure (D) In 18
Laporan Kerja Praktik
PT. Badak NGL-Bontang
Muhammad Junaidi Teknik Material dan Metalurgi ITS
55
BAB VI
PEMBAHASAN
VI.1 Analisis Material Elbow dan Pipa F1K151-18”-BM4B
Material yang digunakan sebagai unit amine adalah carbon steel
dengan spesifikasi carbon steel A106 B untuk pipa dan A234 untuk elbow.
Pipa dan elbow disambungkan dengan menggunakan pengelasan SMAW
dengan polaritas DCRP (Direct Current Refers Polarity). Untuk bagian root
(lapisan pertama) dilas menggunakan eleketrode E6010 sedangkan untuk
filler pada lapisan berikutnya adalah menggunakan E7010.
Tipe carbon steel tersebut sangat umum digunakan pada berbagai
instalasi, misalnya untuk pipa pendingin dan lain sebagainya sehingga
selama fabrikasi kemungkinan belum dilakukan Post Weld Het Treatment
(PWHT), atau proses PWHT kurang sempurna.
VI.2 Analisis Kegagalan Pada Elbow F1K151-18”-BM4B
Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya, Kegagalan yang terjadi
pada lasan elbow F1K151-18”-BM4B adalah crack pada daerah HAZ.
Terdapat dua crack memanjang pada longitudinal seam sehingga
mengakibatkan kebocoran larutan amine. Selama proses CO2 removal,
elbow dilalui larutan amine dengan tempertur kerja 80 – 100 oC.
Kemungkinan yang dapat menyebabkan kegagalan pada elbow F1K151-18’-
BM4B adalah korosi erosi dan Alkaline Stress Corrosion Cracking (ASCC).
VI.2.1. Korosi Erosi
Elbow merupakan bagian sambungan pipa yang mengalami
perubahan arah aliran. Pada elbow F1K151-18”-BM4B terjadi
perubahan aliran dari yang semula vertikal menjadi horizontal
seperti pada Gambar 22.
Laporan Kerja Praktik
PT. Badak NGL-Bontang
Muhammad Junaidi Teknik Material dan Metalurgi ITS
56
Gambar 22. Elbow F1K151-18”-BM4B Menuju F1E-9s
Pada umumnya, perubahan arah aliran pada elbow
menyebabkan terjadinya turbulensi aliran sehingga terbentuk
gelembung-gelembung (cavitation) yang dapat mengakibatkan
deformasi permukaan logam. Untuk membuktikan jenis aliran yang
terjadi pada elbow F1K151-18”-BM4B menuju F1-9s maka dapat
dihitung nilai dari Reynold Number. Besarnya viskositas dan
densitas aMDEA dapat diperoleh dari gambar 23 untuk komposisi
40 wt% aMDEA 85 oC.
Gambar 23. Viskositas dan Densitas aMDEA Untuk Berbagai Kondisi
Besarnya Reynold number dapat dihitung dengan menggunakan
persamaan :
Re = (D v ρ)/µ
Laporan Kerja Praktik
PT. Badak NGL-Bontang
Muhammad Junaidi Teknik Material dan Metalurgi ITS
57
= 4Q ρ
πD µ
= 4(899.17 m3/h x 10
6 cm
3/m
3 x h/3600 s)(0.995 g/cm
3)
π (18 in x 2.54 cm/in)(0.02 cp)
Re = 346223 (dimensionless)
Aliran turbulen memiliki nilai Re > 4100. Sehingga dapat
disimpulkan bahwa aliran pada elbow tersebut termasuk jenis aliran
turbulensi.
Selain dengan perhitungan toeritis kemungkinan korosi erosi
juga harus dibuktikan dengan melakukan UT Measurement Test
pada elbow F1K151-18”-BM4B. Pengujian dilakukan di 4 daerah
sepanjang elbow, masing-masing daerah dilakukan pengukuran di 4
titik melingkari elbow. Hasil pengujian ketebalan pada Tabel 12
menunjukkan bahwa ketebalan minimum pada elbow adalah 8.12
mm, masih jauh diatas ketebalan yang diijinkan, 6.81 mm. Hal ini
menunjukkan fakta bahwa penyebab kegagalan pada elbow
F1K151-18”-BM4B bukanlah disebabkan korosi erosi.
VI.2.2. Alkaline Stress Corrosion Cracking
Alkaline Stress Corrosion Cracking (SCC) merupakan bentuk
kegagalan akibat korosi yang terjadi karena kombinasi antara
adanya beban tarik dan lingkungan korosif. Pada bagian long seam
dari Elbow F1K151-18”-BM4B dilas menggunakan Shielded Metal
Arc Welding (SMAW). Pengelasan long seam pada elbow
kemungkinan tidak diikuti dengan PWHT atau proses PWHT tidak
sempurna sehingga masih menyisakan tegangan sisa yang tinggi,
hydrogen blistering dan efek penggetasan.
Elbow F1K151-18”-BM4B merupakan bagian dari Plant-1
yang berperan dalam penyerapan CO2 menggunakan larutan amine.
Korosi amine dapat terjadi secara menyeluruh maupun terlokalisasi
Laporan Kerja Praktik
PT. Badak NGL-Bontang
Muhammad Junaidi Teknik Material dan Metalurgi ITS
58
pada permukaan carbon steel. Larutan amine pada dasarnya tidak
bersifat korosif karena memliki konduktivitas rendah dan pH yang
cukup tinggi (6.8 – 9). Namun, dapat menjadi media korosif jika
terdapat gas asam yang terlarut (CO2), produk degradasi amine,
Heat Stable Amine Salts (HSAS) dan kontaminan lainnya.
Kombinasi antara adanya tegangan sisa akibat pengelasan
long seam yang kemungkinan belum di PWHT atau proses PWHT
kurang sempurna dan kondisi lingkungan yang bersifat korosif
memperkuat bukti bahwa kegagalan yang terjadi pada elbow
F1K151-18”-BM4B disebabkan oleh Alkaline stress corrosion
cracking (SCC).
VI.4 Mekanisme Penanggulangan
Beberapa prosedur yang dapat diaplikasikan sebagai tindak
penanggulangan dan pencegahan terhadap kegagalan yang terjadi pada elbow
F1K151-18”-BM4B adalah :
VI.4.1 Temporary Repair
Proses permanent repair hanya dapat dilakukan jika train
dalam kondisi shut down. Apabila tidak memungkingkan untuk shut
down maka sebagai penanggulangan sementara digunakan instalasi
box-up.
Berdasarkan ASME PCC-2/API 570 penggunaan box-up
untuk pengatasi retak longitudinal pada pipa kurang begitu dianjurkan
kecuali pada kondisi :
Kondisi crack dan perambatannya dapat diatur sehingga tidak
terjadi perambatan retak
Apabila fitness for service assasment menunjukkan bahwa
perambatan crack masih dalam batas yang diijinkan.
Crack yang terbentuk adalah circumferential crack,
Leak box bersifat menutup (encapsulation) kebocoran.
Laporan Kerja Praktik
PT. Badak NGL-Bontang
Muhammad Junaidi Teknik Material dan Metalurgi ITS
59
Leak box yang digunakan memiliki berbagai bentuk misalnya
silinder, flat atau bentuk lainya. Selain untuk sambungan pipa, leak
box juga digunakan untuk perbaikan valve, cabang aliran, dan nozzle.
Desain leak box yang digunakan untuk mengatasi kebocoran pada
elbow F1K151-18”-BM4B diperlihatka pada Gambar 24
Gambar 24. Box-up Pada Kebocoran Elbow
Material yang digunakan untuk leak box harus dapat
digunakan pada kondisi aliran fluida, tekanan, temperature, dengan
pertimbangan untuk kondisi stagnan. Material leak box harus sesuai
dengan material elbow yang diperbaiki dan mampu dilas pada kondisi
tekanan lingkungan sekitar.
Bagian Elbow yang akan dilas untuk instalasi leak box harus
pada kondisi bebas dari deposit korosi, kotoran, insulasi dan berbagai
jenis coating lainnya yang ada diantara permukaan elbow dan box.
Penggunaan box-up hanya untuk perbaikan sementara, apabila sudah
waktunya untuk shut-down maka box-up harus diganti dengan
permanent repair.
VI.4.2 Permanent Repair
Penanggulangan permanen untuk mengatasi kebocoran pada
elbow dilakukan ketika kondisi shut down diantaranya :
1. Replacement (Penggantian)
Melakukan penggantian elbow dengan yang baru pada
jadwal shut-down berikutnya. Elbow pengganti memiliki
Laporan Kerja Praktik
PT. Badak NGL-Bontang
Muhammad Junaidi Teknik Material dan Metalurgi ITS
60
spesifikasi Carbon Steel A234 WPB Seamless seperti dijelaskan
pada Tabel 7. Seamless elbow bertujuan mengurangi daerah lasan,
sehingga meminimalkan adanya tegangan sisa. Mekanisme
penyambungan elbow pengganti dengan pipa A106 B adalah
dengan pengelasan SMAW menggunakan welding procedure
specification (WPS) pada Tabel 8. Pada bagian root dilas dengan
electrode E6010 sedangkan filler pada layer diatasnya
menggunakan electrode E7010.
Untuk menghilangkan tegangan sisa, hidrogen dan
menghindari efek penggetasan pada elbow maka harus dilakukan
PWHT dengan siklus thermal pada Gambar 25
Gambar 25. PWHT Pada Carbon Steel
PWHT merupaka metode efektif untuk meningkatkan
ketahanan crack pada hasil lasan carbon steel untuk amine service.
Hasil lasan dipanaskan pada temperatur dibawah transfornasi.
Dari temperatur kamar hingga 200 oC dilakukan pemanasan tidak
terkontrol. Kemudian untuk pemanasan selanjutnya hingga
620±14oC (1150±25
oF) laju pemansan dijaga dengan laju
maksimum 200 oC/hr, perubahan temperature dikontrol dengan
menggnakan thermocouple. Proses selajutnya adalah proses
holding selama 1 jam sebagai upaya stress reliefing. Lamanya
proses holding adalah 1 hr/in ketebalan material. PWHT dibawah
Laporan Kerja Praktik
PT. Badak NGL-Bontang
Muhammad Junaidi Teknik Material dan Metalurgi ITS
61
temperature 595 oC tidak dianjurkan karena tidak efektif untuk
pencegahan crack.
Kemudian dilanjutkan dengan proses pendinginan dengan
laju pendinginan maksimum 250 oC hingga temperature kamar.
Laju pemanasan dan pendinginan harus dijaga sesuai spesifikasi
yang ditentukan untuk menghindari terbentuknya martensit dan
penurunan sifat material.
Penggunaan groove pada pengelasan ini sangat dianjurkan
karena membantu penetrasi filler pada daerah lasan. Selain itu
juga untuk mengurangi efek distorsi akibat pengelasan. Desain
Groove untuk pengelasan ini adalah single V groove seperti pada
Gambar 19.
2. Material Alternatif
Pemilihan material lain yang memiliki ketahanan baik
terhadap Alkaline Stress corrosion cracking (ASCC) sebagai
alternatif material untuk system perpipaan amine. Dalam hal ini
material yang direkomendasikan adalah Austenitic Stainless steel
304L, 316L dan 321 dengan spesifikasi pada tabel 14.
Tabel 14. Chemical content pada SS304L/316L/321
Composition Type 304L
(wt %)
Type 316L
(wt %)
Type 321
(wt %)
Carbon Max 0.03 Max 0.03 0.08
Mangan Max 2.0 Max 2.0 2.0
Phospor Max 0.045 Max 0.045 0.045
Sulfur Max 0.03 Max 0.03 0.03
Silicon Max 0.75 Max 0.75 0.75
Chromium 18.0 – 20.0 16.0 – 18.0 17 – 19
Nickel 8.0 – 12.0 10.0 – 14.0 9 – 12
Nitrogen Max. 0.1 Max. 0.1 0.1
Molybdenum - 2.0 – 3.0 -
Titanium - - Min.5(C+N),max 0.7
Iron Balance Balance Balance
Laporan Kerja Praktik
PT. Badak NGL-Bontang
Muhammad Junaidi Teknik Material dan Metalurgi ITS
62
BAB VII
PENUTUP
VII.1 Kesimpulan
Berdasarkan data yang diperoleh dan analisis yang telah dilakukan
maka dapat ditarik kesimpulan bahwa :
1. Kebocoran yang terjadi pada elbow system perpipaan F1K151-18”-
BM4B disebabkan karena Alkaline Stress Corrosion Cracking (ASCC).
Hal ini dapat terjadi karena adanya kombinasi beban tarik dan media
korosif. bagian longitudinal seam kemungkinan tidak mengalami PWHT
atau proses PWHT tidak sempurna sehingga tegangan sisanya tinggi.
Selain itu, pipa mengalirkan amine (jenuh akan CO2) bersifat korosif.
2. Mekanisme penanggulangan yang dapat dilakukan untuk mengatasi
kebocoran elbow F1K151-18”-BM4B antara lain :
Untuk Temporary repair, penanggulangan dilakukan dengan
pemasangan Box-up pada titik kebocoran sesuai ASME PCC-2/API
570.
Untuk Permanent Repair dilakukan penggantian elbow baru dengan
spesifikasi CS A234 WPB SEAMLESS, dilas sesuai WPS pada Tabel
8, menggunakan electrode E6010 (root) dan E7010 (filler) dan
dilakukan PWHT
Material Selection, mengganti spesifikasi material untuk elbow dan
pipa dengan menggunakan SS3304L/316L/321.
VII.2 Saran
Saran yang dapat penulis berikan terhadap kasus kebocoran pada
elbow F1K151-18”-BM4B antara lain:
1. Pemesanan Carbon steel elbow untuk amine service sebaiknya
menggunakan jenis Seamless elbow, atau dapat menggunakan long
seam weld tetapi harus dilakukan PWHT.
2. Penggunaan material alternatif austenitic stainless steel untuk system
perpipaan amine sehingga tahan terhadap ASCC
Laporan Kerja Praktik
PT. Badak NGL-Bontang
Muhammad Junaidi Teknik Material dan Metalurgi ITS
63
DAFTAR PUSTAKA
[1] API Committee. 1997. API Recommended Practice 945 : Avoiding
environmental Cracking in Amine Units. Washington DC : American
Petroleum Institute
[2] API Committee. 2009. Piping Inspection Code : Wasgington DC :
American Petroleum Institute
[3] ASM International Handbook Committee. 1996. ASM Handbook Volume
13 : Corrosion. USA : ASM International.
[4] ASTM Committee. 2001. Annual Book of ASTM, ASTM A 234 : Standard
Specification for Piping Fittings of Wrought Carbon Steel and Alloy Steel
for Moderate and High Temperature Service. USA : ASTM
International.
[5] ASME Committee. 2004. ASME B31.4 Pipeline Transportation System
for Liquid Hydrocarbons and Other Liquids. New York : The American
Society of Mechanical Engineers.
[6] ASME Committee. 2010. ASME Section II Part C SFA-5.1: Specification
for Carbon Steel Electrodes for Shielded Metal Arc Welding . New York
: The American Society of Mechanical Engineers.
[7] ASME Committee. 2010. ASME Section IX Article V : Standard Welding
Procedure Specification. New York : The American Society of
Mechanical Engineers.
[8] ASME Committee.2008. Repair of Pressure Equipment and Piping. New
York : The American Society of Mechanical Engineers.
[9] American Welding Society. 2001. Welding Handbook Vol.1, Welding
Science and Technology. USA : American Welding Society
[10] Bosen, Sydney F. 2001. Causes of Amine Plant Corrosion- Design
Considerations.
[11] Fontana, Mars G. 1986. Corrosion Engineering 3rd
Edision. New York :
McGrow-Hill Book Company
[12] Khan, Md. Ibrahim. 2007. Welding Science and Technology. New Delhi :
New Age International (P) Ltd.
Laporan Kerja Praktik
PT. Badak NGL-Bontang
Muhammad Junaidi Teknik Material dan Metalurgi ITS
64
[13] Rennie S. 2006. Corrosion and Material Selection in Amine Service.
Materials Forum Vol 30.