Definisi Relief System Dan Savety Valves

Rangkuman Berbagai Definisi Sistem Pembuangan (Relief System) serta Macam-macam Safety Valves dan Kelengkapan Di Dalamnya Konsentrasi tulisan ini adalah ke arah penjelasan desain dan operasional dari pembuangan tekanan system untuk pabrik dimana ada gas sebagai fluidanya. Metoda Perhitungan, penseleksian yang lebih jauh dapat mengacu pada API RP 520, API RP 521, GPSA, ASME, standar perusahaan, standar internasional dan berbagai standar lain yang telah ada. Elemen utama dari sistem pembuangan tekanan adalah alat pembuang tekanan (SV/PSV/PRV/BDV), vent scrubber serta vent sistemnya, sistem perpipaan ke flare, flare dari separator, flare-nya sendiri serta sistem pengapiannya. Pressure Relief Valves (RV) atau jenis Relief Valves lainnya digunakan untuk melindungi perpipaan dan alat-alat proses dari kelebihan tekanan. Penggunaan dan seleksi yang tepat serta lokasi dan pemeliharaan relief devices sangat penting untuk melindungi personel dan equipment dengan mengacu kepada kode-kode dan aturan-aturan yang ada. Pendefinisian kapasitas maksimum dari fluida yang akan dibuang ke relief system tersebut memerlukan analisa yang dalam dengan berbagai asumsi, tetapi penentuan awal ini yang diperlukan, dengan asumsi umum bahwa dua keadaan emergency oleh kegagalan equipment yang tidak saling berhubungan atau operator error tidak akan terjadi secara sekaligus (no double jeopardy). Sequence dari keadaan tersebut harus diperhitungkan, dengan jalan mengetahui keseluruhan desain operasional termasuk mengenali tipe driver pompa yang digunakan, sumber cooling water, spare yang disediakan (misal pada vessel body), layout pabrik, instrumentasi, dan philosophy dari emergency shut down-nya. Beberapa contoh kasus failure aliran fluida yang mungkin terjadi dan masuk pada relief sistem adalah : 1. Blocked Discharge / Blocked Outlet Outlet dari hampir semua vessel, pompa, kompresor, fired heater, atau equipment lainnya dapat terhalang/tertutup oleh kesalahan mekanikal (mechanical failure) atau kesalahan manusia. Dalam hal ini, kapasitas reliefnya biasanya adalah kapasitas aliran maksimum dari suatu pompa, kompresor, atau sumber aliran lainnya pada kondisi reliefnya. 2. Fire Exposure / Fire Case Adanya api adalah salah satu keadaan terakhir yang diprediksi yang dapat terjadi dalam sebuah pabrik pengolahan fluida yang ada gasnya, tetapi hal ini dapat mengakibatkan kondisi tertinggi dari suatu relief. Jika api dapat terjadi dalam luas suatu pabrik maka kondisi ini dapat mempengaruhi sizing dari suatu relief sistem secara keseluruhan, bagaimanapun juga karena peralatan (equipment) dapat terdispersi secara geografi, efek dari “fire exposure” pada relief system terbatas pada plot area tertentu. Uap yang dibangkitkan (vapor generation) akan jauh lebih tinggi di vessel yang tidak diinsulasi. Cara dan formula untuk menseleksi jumlah relief load disesuaikan dengan sistem dan fluidanya. Kondisi fire dapat membuat kelebihan tekanan (overpressure) pada uap dan cairan yang dilewatkan (vapor-filled dan liquid-filled) serta sistem 2 fasa.

Relief System and Type of Various Relief Valves plus Rupture Disk Device 1

3. Tube Rupture Ketika adanya perbedaan yang besar pada desain pressure antara shell dan tube pada sebuah HE (biasanya rasio 1.5 sampai rasio 1 atau lebih), pendefinisian diperlukan untuk pembuangan pada side/ruang yang mempunyai tekanan rendah (low pressure side). Biasanya, untuk desain, hanya 1 tube dipertimbangkan untuk “rupture” (pecah). Ketika media dingin bertemu dengan media panas, efek dari flashing juga perlu dipertimbangkan, atau juga kemungkinan dari transient overpressure karena berubahnya uap yang tiba-tiba menjadi liquid. 4. Control Valve Failure Kegagalan posisi dari instrument dan control valves harus dievaluasi secara hati-hati. Dalam prakteknya, control valves tidak boleh fail dalam keadaan normal. Sebuah valve dapat macet dalam posisi yang salah (membuka/menutup), atau loop kontrolnya fail. Perlindungan untuk faktor ini harus disediakan, dengan kondisi yang mengacu pada flow koefisien dari manufaktur dan perbedaan tekanan untuk control valves yang spesifik dan fasilitas yang mengikutinya. 5. Thermal Expansion Jika isolasi dari process line pada ruang dingin (cold side) sebuah HE dapat menimbulkan excess pressure akibat adanya panas yang masuk dari warm side, maka line atau cold side dari HE tersebut harus diproteksi dengan sebuah relief valve. Jika peralatan atau line dapat diisolasi pada kondisi full liquid, relief valve harus disediakan untuk thermal expansion pada kontainer liquid itu. Rendahnya temperatur proses, radiasi matahari (solar radiation), atau perubahan pada kondisi temperatur atmosfir mengharuskan proteksi termal di dalamnya. Flashing pada control valve juga harus dipertimbangkan.

Relief System and Type of Various Relief Valves plus Rupture Disk Device 2

6. Blowdown Case Adalah keadaan dimana fluida terjebak pada kondisi blow down (misal kondisi settle out pada kompresor yang fail) dalam suatu unit yang dimatikan karena kegagalan mekanikal atau gangguan dari unit proses lain dimana perkiraan jumlah fluida yang terjebak yang harus dibuang pada unit tersebut dihitung berdasarkan volume dari sistem tersebut secara keseluruhan, misal ada suction dan discharge scrubber serta air cooler dari suatu unit kompresor, maka jumlah rate blowdownnya diperkirakan dari jumlah volume yang dapat terjebak pada suction scrubber, discharge scrubber, air cooler, kompressor dan sistem perpipaan diantara shut down valve yang mengikuti unit ini di discharge dan suctionnya. . 7. Utility Failure Loss (hilangnya) cooling water dapat terjadi dalam sebuah pabrik. Yang dipengaruhi adalah kolom fraksionasi, dan peralatan lain yang menggunakan cooling water. Cooling water failure sering digunakan sebagai kasus utama perhitungan yang terjadi pada flare sistem. Electric Power Failure (mirip Cooling Water failure), dapat terjadi pada area pabrik dan membuat efek-efek yang bervariasi. Pompa elektrik dan motor penggerak air cooler yang sering digunakan dalam unit proses, pada saat hilangnya listrik dapat membuat hilangnya reflux dengan cepat ke sebuah fraksionator, juga motor penggerak kompresor dapat ikut mati. Power failure dapat membuat berbagai kapasitas yang perlu dibuang dengan segera. Pada kasus instrument air sistem failure , berhubungan atau tidaknya dengan power failure harus dipertimbangkan juga untuk mendesain flare sistem karena pneumatic control loop (instrument control yang digerakkan oleh air/udara) akan juga terganggu. Juga asumsi posisi control valves pada keadaan tanpa udara (loss of air from instrument air system) dan efek ke arah flare system tersebut yang harus juga diperhitungkan. Prinsip dasar, karakteristik operasional, aplikasi dan seleksi dari penggunaan Pressure Relief Valves dapat secara independen ataupun pengkombinasian, yang dibagi secara umum dalam : 1. Spring-Loaded Pressure Relief Valves (relief valves dengan spring/spiral tekan), dibagi atas : 1.1. Safety Valves (SV) Adalah spring-loaded pressure relief devices yang didesain untuk terbukanya valve secara penuh (full opening) dengan kelebihan tekanan (overpressure) yang minimum. Tekanan statik yang ditahan dalam ruang yang sempit pada valves serta energi kinetik dari gas atau uap digunakan untuk melawan tekanan spring pada disk yang selanjutnya akan terbuka dan terangkat, yang menghasilkan ‘pop action’. Closing pressure akan didapat pada nilai dibawah set pressure dari valve tersebut dan dicapai setelah tahap blowdown habis.

Relief System and Type of Various Relief Valves plus Rupture Disk Device 3

1.2. Relief Valves (RV) Adalah spring loaded pressure relief devices yang didesain untuk pengoperasian pda fasa cair. Pada set pressure-nya, inlet pressure dari valves akan melawan tekanan springnya dan disk mulai menekan seat agar membuka. Semakin besar inlet pressure, semakin banyak tekanan disk untuk melawan tekanan spring sehingga semakin banyak aliran yang dapat melewati valves. Closing pressure didapat pada nilai tekanan dibawah set pressure valve, dan dicapai setelah tahap blowdown selesai. Kapasitas Relief Valves biasanya pada 10 atau 25 persen dari nilai overpressure tergantung aplikasinya. 1.3. Safety Relief Valves (SRV) Adalah Spring-loaded pressure relief devices yang menyediakan karakteristik SV dalam fasa gas atau uap dan RV dalam fasa cairan. SRV biasanya tersedia dengan ‘bonnet’ yang menutupi spring dan membuat efek tekanan yang kuat dan kencang didalamnya (pressure-tight) untuk digunakan di tipe konvensional atau balanced, tergantung efek ‘back pressure’ dari performance valve-nya. Bermacam tipe Spring-Loaded Pressure Relief Valves (PRV): 1.1.1. PRV Konvensional Digunakan ketika outletnya menuju sebuah pipa pendek yang dibuang ke atmosfir atau sistem perpipaan bertekanan rendah (low-pressure manifold) yang membawa fluida buangan dari satu atau lebih PRV ke sebuah lokasi pembuangan utama. Biasanya tekanan spring berada di antara set pressure dan atmosferik pressure. Set pressure akan bertambah bila back pressure juga ikut membesar (superimposed back pressure) kecuali tekanan spring diatur secara benar. Adanya back pressure juga akan mempengaruhi performance valve, karena itu pengaruhnya kepada tekanan downstream valve harus dipelajari bila satu atau lebih outlet valve bertemu dalam satu buah sistem perpipaan (manifold sistem) dengan mengacu pada data manufaktur. Interaksi tekanan didalam valve dan efek dari backpressure bisa dilihat pada gambar untuk lebih jelasnya. Jika spring bonnet dibuat ventilasi ke atmosfir maka back pressure akan bereaksi dengan tekanan vessel untuk melawan tekanan spring, kondisi ini membuat tekanan bukaan lebih kecil dari biasanya dibandingkan valve di set dengan tekanan atmosfir pada outletnya. Bagaimanapun juga, jika tekanan pada spring bonnet dibuang ke discharge valve-nya dibandingkan ke atmosfir, back pressure akan bereaksi bersama tekanan spring untuk mempercepat opening pressure. Variasi dari backpressure yang dipaksakan pada spring bonnet ini mempengaruhi ‘opening pressure’ karena itu harus dievaluasi dalam desain suatu system. PRV Konvensional, seperti yang biasanya dipasang, memperlihatkan kekurangpuasan bila back pressure tiba-tiba membesar oleh karena aliran melewati valve tersebut dan perpipaannya yang menyebabkan tekanan yang tidak berimbang yang mempengaruhi set pressurenya. Selama back pressure membesar tidak melewati nilai overpressurenya setelah valve membuka, valve akan tetap membuka dan memperlihatkan performance yang baik pada kondisi aliran tersebut. Sebaliknya bila back pressure membesar melewati nilai overpressure secara tiba-tiba akibatnya valve tetap menutup oleh karena tidak seimbangnya tekanan pada valve atau ‘harmonic resonance’. Valve akan mulai memperlihatkan flutter atau chatter. Relief System and Type of Various Relief Valves plus Rupture Disk Device 4

Flutter adalah karena tidak normalnya gerak putar yang cepat (abnormal rapid reciprocating motion) dari bagian yang bergerak dalam PRV dimana disk tidak ada kontak dengan seatnya. Chatter adalah gerakan yang menyebabkan disk kontak dengan seatnya dan merusak valvenya serta perpipaan terdekat. Untuk itu nilai back pressure yang bisa membesar harus diperhitungkan untuk setiap kondisi overpressure yang digunakan. PRV Konvensional sebaiknya tidak digunakan bila back pressure lebih dari 10 persen dari set pressure pada kondisi 10 persen nilai overpressurenya. Back Pressure yang lebih besar dapat diperhitungkan bila overpressure-nya lebih dari 10 persen. Berbagai efek kombinasi dari back pressure yang membesar atau terjadi karena pemaksaan (superimposed) harus dipertimbangkan ketika satu atau lebih PRV disambung ke dalam satu buah manifold (sistem perpipaan).

Relief System and Type of Various Relief Valves plus Rupture Disk Device 5

1.1.2. Balanced PRV Desain balanced PRV diartikan sebagai pengurangan efek dari back pressure pada set pressure valve-nya dan meminimalkan efek dari back pressure yang membesar dari karakteristik pada saat membuka atau menutup, mengangkat (spring), dan kapasitas buangnya. Ada 2 tipe balanced PRV yaitu tipe piston dan tipe yang memakai bellows. Berbagai variasi yang memakai piston dibuat, rumah daripada piston dibuat ventilasi sehingga backpressure dari muka berlawanan dari disk valve tidak ada. Gas yang diventilasi dari bonnets pada piston ini harus dibuang secara aman dengan restriksi yang minimum. Untuk tipe bellows, pengaturan posisi bellows dari valve mencegah back pressure bereaksi pada sisi atas dari disk pada area efektif bellows-nya. Disk area yang berada dibelakang bellows diarah yang berlawanan dengan nozzle seat area menahan efek dari back pressure pada disk sehingga tidak ada tekanan yang tidak seimbang pada variasi tekanan di downstream valve. Bellows mengisolasi disk guide, spring, dan bagian atas lainnya dari fluida yang mengalir. Fitur ini mungkin penting bila fluida yang mengalir itu korosif atau akan merusak PRV. Pada beberapa ukuran dan desain bellows tidak tersedia, karena terbatasnya ukuran fisik dari bellows yang dapat didesain serta dibuat pada valve. Jika balanced bellows tidak tersedia maka unbalanced bellows dapat dispesifikasi bila isolasi korosi yang lebih diutamakan dalam prakteknya. Balanced PRV membuat kemungkinan lebih besar tekanan yang dapat dibuang pada perpipaan. Kedua jenis balanced PRV harus mempunyai ventilasi bonnet yang cukup besar untuk memastikan tidak adanya back pressure yang dapat terjadi pada aliran normal. Jika valve dilokasikan dengan ventilasi ke atmosfir (dengan jumlah yang tidak terlampau besar) yang dapat membuat adanya racun, vent harus dipipakan ke dalam lokasi yang aman dengan sistem dicharge independen.

Relief System and Type of Various Relief Valves plus Rupture Disk Device 6

2.

Pilot – Operated Pressure Relief Valve, dibagi secara umum dalam : 2.1. Piston Type Terdiri atas bagian valve utama, yaitu floating piston, dan pilot valve external. Piston didesain untuk mendapat area efektif yang lebih luas pada bagian atas dan bawah. Sampai tercapainya set pressure, area bagian atas dan bawah terekspose pada tekanan inlet yang sama. Karena area efektif yang lebih besar pada sisi atas pistonnya, maka gaya tekan membuat piston lebih kencang pada valve seatnya. Semakin besar tekanan operasional yang terjadi, maka gaya pada seat semakin besar dan membuat valve semakin kencang (tighter). Pada set pointnya, pilot akan menventilasi tekanan pada sisi

Relief System and Type of Various Relief Valves plus Rupture Disk Device 7

atas piston yang membuat piston tidak menekan seat dan fluida mengalir melewati valve utama. Setelah kondisi overpressure terlewati, pilot akan menutup vent dari sisi atas piston dan mengembalikan ke kondisi valve semula.

Relief System and Type of Various Relief Valves plus Rupture Disk Device 8

2.2. Diaphragm Type Sama dengan tipe piston hanya piston digantikan oleh diaphragm fleksibel dan disk. Diaphragm menyediakan fungsi unbalance dari piston. Disk, yang normalnya menutup inlet valve, terintegrasi dengan diaphragm. Pilot external menservis hal yang sama dengan piston dengan memventilasi top diaphragm pada kondisi set pressure dan mengembalikan diaphragm pada kondisi normal. Selayaknya piston valve, gaya tekan seat bertambah secara proporsional seperti bertambahnya operating pressure karena perbedaan area yang terekspose pada diaphragm. Pilot valve yang mengoperasikan bagian valve utama dapat secara ‘pop action’ atau ‘modulation action’. Pilot ini juga dapat bertipe ‘non flowing’ atau ‘flowing’ yang berarti fluida proses dapat melewati pilot valve dan sebaliknya. Pencegahan back flow diperlukan bila ada kemungkinan tekanan ada sisi outlet bertambah melewati tekanan inletnya pada perpipaan yang ada.

Pilot operated valve dapat digunakan pada kondisi fasa gas atau cair, karena bagian valve utama dan pilot tidak mengandung komponen non metal, temperatur proses dan fluida sesuai serta terbatas penggunaannya. Sebagai tambahan, karakteristik fluida seperti kecenderungan pada terbentuknya polimer atau fouling, viscosity, adanya padatan, dan sifat korosif dapat mempengaruhi performance pilot. Relief System and Type of Various Relief Valves plus Rupture Disk Device 9

3. Resilient Seat Relief Valves Dengan penggunaan metal to metal konvensional dan balanced type RV dimana tekanan operasi mendekati set pressure, kebocoran dapat diperkirakan melewati seat valve-nya (API 527). Dengan penggunaan O-Ring atau plastik seat kebocoran dapat diatasi, namun ada keterbatasan dalam temperatur penggunaannya dan material vs media aliran yang digunakan dalam operasionalnya. Walau, beberapa valve menyediakan nilai yang mendekati nol dalam hal kemungkinan adanya kebocoran sampai rusaknya seat valve, tetapi resilient seat akan tererosi lebih cepat jika kebocoran sudah terjadi.

Relief System and Type of Various Relief Valves plus Rupture Disk Device 10

4.

Rupture Disk Didefinisikan sebagai alat penyensor tekanan dengan elemen yang sensitive pada tekanan yang terdiri dari disk dan holder, dengan bentuk datar, kubah (prebulged) atau reverse acting. Atau secara teknikal adalah alat yang sensitive pada perbedaan tekanan dan tidak dapat menutup kembali yang digerakkan oleh tekanan statik pada inletnya dan didesain untuk difungsikan karena ledakan pada disk penahan tekanannya. Berbagai tipe rupture disk : 3.1. Tipe Konvensional Berbentuk kubah dari metal dengan sebuah holdernya yang didesain untuk meledak (membuka) ketika overpressure terjadi pada cekungannya. Tipe konvensional berbentuk kubah dengan ‘flat-seat’ atau ‘angular-seat’ didesain untuk servis dengan kondisi operasi 70 persen atau kurang dari rata-rata tekanan ledak disknya ketika tekanan yang terbatas terulang dengan variasi temperatur yang terjadi. Jika kondisi vakum atau kondisi back pressure terjadi, disk harus dilengkapi dengan tambahan alat untuk mencegah pengaruhnya terhadap disk, sementara alat pencegah vakum disediakan jika keadaan vakum (full vacuum) pada kondisi terus menerus (continuous service) terjadi . Desain spesial juga tersedia bila back pressure mencapai nilai 15 psig. Disk akan pecah jika ledakan terjadi.

Relief System and Type of Various Relief Valves plus Rupture Disk Device 11

3.2. Scored Tension-Loaded Rupture Disk Didesain untuk membuka pada perpipaan (scored lines) yang sudah diperhitungkan. Tipe disk ini didesain untuk mengizinkan rasio yang lebih dekat (biasanya 85 persen) dari nilai tekanan operasional sistem pada saat mencapai tekanan ledakan. Karena ‘scored lines’ mengontrol saat membuka, tipe disk ini biasanya tidak pecah saat terjadi ledakan. Tipe ini dibuat dengan material yang lebih tipis dari tipe yang lainnya untuk tekanan ledakan yang sama. Disk secara mekanikal mengontrol tekanan ledakan dan pola ledakan. Semakin tebal disk semakin kuat daya tahannya pada kerusakan mekanikal. Dalam sejumlah kasus disk akan bertahan dalam kondisi full vakum tanpa tambahan penguat atau alat penguat.

3.3. Tipe Disk Komposit Berbentuk datar, kubahan metal atau nonmetal dengan berbagai komposisi dalam konstruksinya. Bentuk kubah didesain untuk pecah bila overpressure terjadi pada cekungan kubahnya, sedangkan yang berbentuk datar didesain untuk pecah bila overpressure terjadi pada sisi yang dibuat dan ditunjuk oleh manufaktur. Relief System and Type of Various Relief Valves plus Rupture Disk Device 12

Tipe kubah tersedia dalam’flat seat’ dan ‘angular seat’ dengan operasional yang tipikal pada 80 persen dari rata-rata tekanan ledakan (burst pressure) dengan perubahan tekanan yang terbatas dengan variasi temperatur. Tekanan ledak dikontrol oleh kombinasi dari ‘slit top section’ dan metal atau nonmetal seal dibawah ‘top section’. Umumnya tipe komposit tersedia pada tekanan ledak dibawah tipe konvensional berbentuk kubahan dan memberi ketahanan yang lebih baik pada kondisi korosif dari material seal yang dipilih. ‘Slit top section’ menentukan saat terbuka/pecahnya rupture disk dan didesain untuk meminimalkan pecahnya top section ketika dibuat dengan seal non metal. Alat tambahan tetap harus disediakan jika ada kondisi vakum dan back pressure. Bentuk datar dipakai untuk vessel bertekanan rendah atau isolasi peralatan seperti buangan udara (exhaust header) atau sisi outlet dari PRV. Jika hanya sebagai pembatas untuk korosi, maka tipe komposit datar beroperasi pada kondisi 50 persen dari rata-rata tekanan ledak (burst pressure) dan dipasang di antara flanges dibandingkan jenis lainnya. Rupture disk yang bereaksi pada kedua sisi menyediakan tekanan positif atau proteksi keadaan vakum.

3.4. Reverse-Acting Rupture Disk Berbentuk kubahan dari metal padat yang didesain untuk meledak bila overpressure terjadi pada sisi cembungnya. Tipe ini didesain untuk mengizinkan rasio yang lebih dekat dengan tekanan operasional dari system kepada tekanan ledakan sampai 90 persen dari rata-rata tekanan ledaknya. Biasanya tipe ini tidak pecah karena disk digerakkan oleh overpressure pada sisi cembungnya dan semakin tipis material disk yang digunakan semakin menambah ketahanan korosi, menghilangkan alat Relief System and Type of Various Relief Valves plus Rupture Disk Device 13

tamabahan untuk menghadapi kondisi vakum, menyediakan umur yang lebih panjang pada kondisi vakum yang berubah-ubah dan fluktuasi temperatur.

Relief System and Type of Various Relief Valves plus Rupture Disk Device 14

3.5. Graphite Rupture Disk Dibuat dari grafit yang dipadatkan dengan bahan penguat dan didesain untuk meledak oleh tekanan karena membengkok atau seperti ‘digunting’. Tipe ini tahan terhadap berbagai asam, alkali, dan bermacam larutan organic. Operasional sampai 70 persen dari rata-rata tekanan ledak umumnya diizinkan. Alat tambahan digunakan bila ada back pressure 15 psig atau lebih.

Penggunaan Rupture Disk Rasio dari tekanan maksimum operasional vs tekanan actual dari ledakan adalah factor utama menseleksi penggunaan rupture disk dengan berbagai range sesuai manufakturnya. Tekanan maksimum yang dipertimbangkan harus dibawah dari tekanan desain suatu vessel untuk mencegah kegagalan premature dari rupture disk terhadap‘fatigue’ dan ‘creep’. Rupture disk bereaksi pada perbedaan tekanan. Desainer harus memperhitungkan tekanan pada kedua sisi disk ketika tekanan ledak diperhitungkan. Juga rupture disk adalah alat yang sensitive terhadap temperatur, tekanan ledak mungkin bervariasi secara signifikan dengan temperatur pada lokasi penempatannya. Jika temperatur naik biasanya tekanan ledakan berkurang. Karena efek dari temperatur tergantung pada material disk dan jenis rupture disk-nya, maka konsultasi dengan pihak manufaktur diperlukan.

Relief System and Type of Various Relief Valves plus Rupture Disk Device 15

Aplikasi pada kondisi cairan harus hari-hati dievaluasi untuk memastikan desain dari rupture disk dan energi dinamik dari sistem dimana pemasangan menghasilkan pembukaan yang optimal dari rupture disk. Rupture disk dapat dipakai sebagai alat utama atau alat tambahan pada kondisi relief, digunakan secara independen atau bersama PRV. Rupture disk dapat digunakan pada pabrik pengolahan dengan gas, upstream dari RV, untuk mengurangi kebocoran yang kecil dan gangguan pada valve. Tekanan pada rongga antara rupture disk dan valve harus dimonitor untuk melihat performance rupture disk-nya. Rupture disk digunakan sebagai alat utama pada kondisi relief jika penggunaan PRV tidak praktis, contoh situasinya adalah : 1. Peningkatan tekanan yang tiba-tiba. PRV tidak dapat bereaksi lebih cepat atau tidak dapat mencegah overpressure, contohnya rupture dalam tube HE, atau dalam reaksi yang cepat dan selintas dalam vessel. 2. Area yang luas untuk relief diperlukan, karena jumlah aliran yang besar atau tekanan relief yang rendah, menyebabkan area relief dengan PRV tidak praktis. 3. PRV sistem tidak dapat beroperasi ketika sedang diservis atau tidak mudah dipasang.

Kombinasi Penggunaan PRV dan Rupture Disk Dianjurkan digunakan dalam kondisi PRV yang diizinkan untuk dipasang, dan sistem mengandung media yang dapat membuat korosi pada PRV atau menambah performance pada operasional. Lebih jauh lagi dianjurkan untuk meminimalkan hilangnya media yang berharga pada aliran, menghindari bahan yang berbahaya, material yang beracun bocor dan masuk pada PRV. A. Pemasangan pada Inlet PRV Kapasitas rupture disk dan PRV harus sama, dan bila rupture disk dan PRV adalah ‘close coupled’ tekanan ledak yang diperhitungkan dan set pressure PRV harus dalam nilai nominal yang sama. Ruang antara PRV dan rupture disk harus bebas dari adanya ventilasi, sensor tekanan (pressure gauge), indikator lainnya sesuai ASME code. Jika ada bahan yang berbahaya dan beracun pada proses maka, vent bebas ke atmofir harus dibuang secara aman. B. Pemasangan pada Outlet PRV Digunakan untuk melindungi valve (PRV) dari atmosfir atau fluida downstream atau mencegah material berbahaya dan racun yang bocor di outlet PRV ke atmosfir. Instalasi, kapasitas, efek dari back pressure dari PRV dan rupture disk harus sesuai dengan rekomendasi manufaktur dan ASME code.

Relief System and Type of Various Relief Valves plus Rupture Disk Device 16

Sistem pembuangan akhir dari fluida yang berbahaya dan beracun atau tidak dapat dipakai kembali biasanya akan menuju ke dalam vent system atau flare system tergantung dari kondisi system operasional keseluruhan yang terpasang pada unit yang dimaksud. Vent system adalah sistem yang didesain untuk membuang gas / fluida ke atmosfir tanpa pembakaran. Ada beberapa macam bentuk dari sistem vent yakni : 1. Cold vent Adalah sistem yang menangani aliran fluida buangan yang signifikan jumlahnya biasanya dari perlatan yang bertekanan. Untuk memastikan dispersi gas/ fluida buangan menuju ke tempat yang aman, cold vent biasanya dibuat dengan ketinggian tertentu, (minimum 15 meter di atas tanah atau platform dengan panjang lebih dari 2 meter mendekati vent stack), dan outlet PSV menuju atmosfir dibuat 3 m diatas tanah atau deck. Perhitungan dispersi harus dibuat pada kondisi buangan gas beracun atau berbahaya. Lokasi penempatan vent jenis ini harus di desain dengan benar untuk menghindari kemungkinan pengapian fluida buangan karena adanya kapal, helicopter, dan kendaraan lain yang mendekat. Dispersi gas buangan yang besar ke atmosfir dapat membuat kemungkinan fluida buangan mencapai titik pengapiannya, juga bila cold vent dipakai dalam proses continue atau semi-continue dapat membuat kemungkinan gas

Relief System and Type of Various Relief Valves plus Rupture Disk Device 17

hidrokarbon terbuang dalam jumlah yang cukup besar, alternatif lain penggantinya adalah pengunaan flare. 2. Degassing vent Adalah sistem vent yang menangani aliran fluida yang rendah biasanya dari peralatan yang bertekanan rendah contohnya adalah sump tank atau alat lain yang telah dimodifikasi menjadi peralatan yang bertekanan sangat rendah. 3. Liquid burner Adalah alat portable atau bisa dibawa dengan mudah yang digunakan selama pengetesan sumur, operasi stimulasi, atau pengurangan tekanan dalam perpipaan. Pengunaannya bersifat sementara dan tidak dapat digunakan dalam spesifikasi operasi selanjutnya. Flare system adalah sistem yang didesain untuk sebagai alat pembuangan gas / fluida yang tidak terpakai dengan proses pembakaran. Secara fisik dapat dibagi atas : 1. Elevated Flare Adalah flare dengan tip (discharge point) lebih dari 15 meter di atas permukaan tanah atau platform untuk memastikan bahwa dispersi gas buangan oleh karena ‘efek jet’ tercampur dengan udara menghasilkan api yang cukup untuk terjadi pembakaran. Perhitungan untuk memastikan ketinggian dari flare itu cukup dengan dispersi gas yang baik serta radiasi yang terjadi di sekitar flare tidak meracuni lokasi atau peralatan yang lain harus dibuat dengan baik. 2. Non- Elevated Flare Adalah flare dengan tip yang lebih rendah dari 15 meter di atas permukaan tanah atau platform. Dari sisi safety dan proses tipe ini hanya memiliki sedikit nilai tambah dibanding elevated flare seperti toleransi yang lebih baik dengan adanya cairan dalam fluida buangan, tidak ada kondisi vakum dalam sistem flare tersebut, tetapi dispersi gas tidak mencukupi terjadinya efek jet yang baik pada keadaan pembakaran. 3. Ground Flare Adalah satu atau lebih sistem burner pada level yang rendah yang tidak memerlukan struktur tambahan yang juga dapat menghemat biaya konstruksi desain, dengan syarat lokasi dan lingkungan yang cukup ada untuk memenuhi radiasi dan noise yang mungkin terjadi. Desain ground flare mempunyai kelemahan diantaranya adalah pengontrolan berbagai variasi yang besar dalam aliran gas buangan, dispersi fluida buangan yang jelek dalam kondisi pembakaran. Untuk memastikan flux dari radiasi termal pada setiap burner dalam flare tipe ini, serta distribusi aliran yang lebih baik maka tipe Non Enclosed Ground Flare sebaiknya dihindari dalam pemilihan desain.

Relief System and Type of Various Relief Valves plus Rupture Disk Device 18

4. Enclosed Ground Flare Digunakan untuk memastikan pengapian yang lebih baik dan mengurangi noise yang terjadi. Dengan penggabungan instalasi bersama elevated flare akan mendapatkan kelebihan seperti kapasitas yang lebih besar dengan back pressure yang lebih rendah ditambah kurangnya pengaruh pada lingkungan selama operasional flare berlangsung.

h > 15 m

h < 15 m

Grade

Grade

Elevated Flare and Non-Elevated Flare

Oleh

: Alvin Alfiyansyah – Process Engineer PT Technip Indonesia – Cabang Balikpapan Bachelor degree in Chemical Engineering from National Institute of Technology Bandung Revisi : Agustus 2003 Referensi rangkuman :

1. 2. 3. 4.

Engineering Data Book, GPSA Volume 1, 11th edition - SI, 1998 API RP 520 Part 1, 6th edition, March 1993 API RP 14E, 5th edition, October 1991 API RP 14J , 1st edition, September 1993

Relief System and Type of Various Relief Valves plus Rupture Disk Device 19