Cavitation

Sudah sering banget kita mendengar kata2 ini di bangku kuliah. Cuman untuk menjelaskan dan mendeskripsikannya dengan agak gamblang kadang agak2 susah karena saat itu kita belum pernah bisa melihat langsung fenomena ini dilapangan.

Ketika liquid mengalir melalui sebuah pipa maka tekanan yg dimiliki liquid ini akan perlahan akan berkurang seiring dengan route pipa yg dilewatinya. hilangnya atau berkurangnya tekanan ini karena ada gesekan atau friction  antara liquid dengan pipa dan fitting2 yg dilaluinya inilah yg dinamakan friction loss atau hilangnya tekanan karena friksi dg perpipaan dan fitting.

Nah jika turunnya tekanan liquid ini sampai dibawah tekanan uapnya maka terbentuklah gelembung2 uap, dan inilah yg dinamakan kavitasi.

Air akan menguap meski dibawah 100 C? ya bisa saja hal ini tergantung dengan tekanannya.  Sebagaimana kita tahu bahwa pada tekanan 1 atm/1.013 bar a /14.7 Psia air akan mendidih pada suhu 100C, namun jika tekanan atmosfer lebih rendah dari itu maka air akan mendidih lebih kecil dari 100. Bahkan pada suhu kamarpun air bisa menguap jika tekanan uapnya tercukupi (data menunjukkan bahwa pada suhu 20C, air akan menguap jika tekanan uapnya 0,023 bar absolute, atau sekitar -0.977 barg) mengenai hubugnan PT dapat kita lihat pada diagram fase PT berikut.

Dalam industry water treatment, fenomena ini diaplikasikn pada flash vaporation seperti peralatan Desalination, proses pemurniaan air laut dengan cara penguapan pada tekanan vakum.

Kembali mengenai kavitasi, bagaimana cara mencegah terjadinya kavitasi?

Kavitasi tidak terjadi jika net positive suction head available lebih besar dari positive suction head required. NPSHa>NPSHr,

Artiya untuk bisa beroperasi dengan normal maka NPSH yang tersedia di actual field lebih besar dari yg dibutuhkan oleh pompa. Dalam bahasa lain

  • NPSHa kadang bisa juga disebut dengan NIPA (net inlet pressure available)
  • NPSHr kadang bisa juga disebut dengan NIPR (net inlet pressure required)

Data NPSHr selalu diberikan oleh vendor pompa beserta pump performance curvenya.

Dari data inilah akan dijadikan reference untuk mendesain pipe route dan elevasi suction vessel/drum/tank dengan hydraulic calculation (pake software Pipephase ato pipesim ato yg lain).

Kembali mengenai Kavitasi, jadi cara untuk mencegah terjadinya kavitasi adalah dengan memperbesar nilai NPSHa.

Bagaimana caranya? Kita lihat factor dalam Formula NPSHa adalah sebagai berikut:

NPSHa: (Pressure absolute diatas level fluida + static suction head) – (pressure drop+tekanan uap)

Jadi dari formula diatas, untuk mencegah terjadinya kavitasi adalah dengan cara:

  1. Menaikkan static head dengan cara menaikkan elevasi suction liquid (meninggikan posisi vessel isap)
  2. Menurunkan friction loss berarti mengurangi pressure drop, bisa dengan  mendesain pipe route yg efektif . pompa dibuat sependek atau sedekat mungkin dengan tangki atao vessel yg akan dipompakan
  3. Menurunkan temperature liquid yg dipompakan sehingga tekanan uapnya akan turun.

 

Advertisements

Hot Tapping

Di kilang lagi sibuk2nya Hot tapping untuk Balikpapan UCO Introduction Project.

Sebenarnya sih initi projectnya cukup simple, mendatangkan UCO balikpapan dg Kapal trus unloading ke tangki kemudian dialirkan ke existing plant sebagai tambahan feed. masalahnya karena line yg mau dipake adalah pinjam dari perusahaan sebelah jadi agak ribet sedikit hehehh. belum lagi untuk hot tapping kita perlu flow dari mereka.

Apa itu hot tapping? bagi saya hal ini relatif baru, karena di kerja lama sebelumnya (sekitar 3 sampe 4 tahun yg lalu) saya tidak mengenal hot tapping. dan ternyata dengan metode ini sangat efisien. Tie-in antar pipa tidak perlu lagi harus mengosongkan line (deinventory) dan steam purging (kalo linenya berbahaya untuk welding (hydrocarbon atau other flammable liquid).  Secara sederhana saya mengartikan HOT TAPPING adalah cara untuk tie-in pipa dimana pipa utama yg mau dicabang harus punya ukuran lebih besar tanpa harus mengosongkan isi pipa. Typical koneksi pada hot tappingadalah seperti pada gambar-1.  

  • Tapping Fitting
  • Isolation valve·
  • Hot tapping machine

kalo disederhanaka gambar diatas adalah seperti dibawah ini.

Gergaji pemotong masuk melalui lubang (melewaati valve), mesin tapping masuk dan mulai melakuka pemotongan pipa. Ketika pemotongan selesai mesi tapping ditarik keluar dan valve di tutup. Untuk mencegah hasil potongan jatuh masukke dalam pipa, maka digunakan wired pilot drill (gambar-2)

Sizing RO dengan InstruCalc

Apa itu software instrucalc? software simple yang multi fungsi. Bisa digunakan untuk sizing orifice flow meter, restriction orifice, venture, menghitung pressure drop, sizing control valve, relief valve, dan rupture disc.

Bagi Instrument engineer atoPprocess engineer yang kerja di EPC ato pernah kerja di EPC tentunya  sudah familiar dengan pemakaian software ini.

Postingan kali ini hanya untuk membahas cara sizing RO dengan Instrucalc

Pilih ISO Flow element sizing kemudian pilih/klik yg nomer 9 (resrtriction orifice plate)

 

pilih jenis fluidanya à missal pilih liquid. Kemudian klik “OK”

kemudian isi data2 disebelah kiri. Dalam mengisi data kita bisa pilih engineering unit yg kita inginkan, di tool bar engineering unità pilih review unit.

Setelah selesai semua isian data sebelah kiri kemudian  dan klik “calculate”. Hasil perhitungan ditampilkan pada sebelah kanan.

Untuk mengetahui hasil detailnya pada tollbar  file à klik prepare datasheet.

Dan hasilnya adalah seperti berikut ini.

 

 

 

Minimum Flow, Control valve atau RO?

kadang kita temui fasilitas minimum flow dari suatu pompa dengan control valve atau restriction orifice (RO). Bilamana harus pake CV, dan bilamana direkomendasikan pake RO?

Sebelum membahas itu, ada baiknya perlu dijawab dulu kenapa harus ada minimum flow? Minimum flow diperlukan untuk menjaga pompa agar tidak cepet rusak. Logika sederhananya adalah jika tiba2 flow discharge berkurang drastis (valve terblock atau fail close) maka tidak ada flow yang bakal mengalir dan ini akan berakibat pada temperatur impeler dan casing akan naik, efeknya seal temp pompa juga naik dan ujung2nya pompa akan cepet rusak (memperpendek life time). nah untuk menghindari kerusakan sebelum masanya maka setiap pompa ada persyaratan minimum flownya.

Berapa acuan minimum flow pompa? Flow minimum pompa tergantung dari vendor pompa, dan biasanya ini di state dalam performance curve pompa. Umumnya sekitar 30% dari desain flow rate.

Nah, ketika sudah tahu berapa minimum flow pompa dari performance curve, tentunya si process engineer akan dihadapkan pada tahap berikutnya. dengan apa akan menjaga minimum flow pompa? Yang umum digunakan adalah control valve atau RO, meski ada juga pake ARCV (automatic Recirculation Valve), untuk yg terakhir ini digunakan pada critical/sensitive case biasanya pada recriprocating pump atau pompa dg high pressure.

Pemakaina control valve ini biasanya digunakan untuk pompa2 yang agak besar (konsumsi power tinggi), karena dengan CV ini maka energi pompa akan terpakai secara maksimal. si CV akan mengatur bukaannya sesuai setting. bilamana sudah tercapai minimum flow maka control akan menutup (MV: 0 %) jadi semua energi pompa akan termanfaatkan. lain halnya jika pake RO, karena ada energi pompa yang terbuang.  namun kelebihan RO adalah lebih murah dan low maintenance cost ato malah hampir sama Nol, sementara CV high capital and maintenance cost.

Orifice atau Restriction Orifice

Apa sih beda antara orifice dan restriction orifice (RO)?

Yang jelas dua kata diatas berupa plate yang tengahnya berlubang. Dulu pas awal2 kerja di plant taunya cuma: kalo orifice tandanya ada hole tap connection di upstream dan downstream plate, tapi RO tidak ada tap connection. tap connection di orifice ada karena untuk sebagai input pressure in dan out orifice plate data DP inilah yg akan di baca oleh DP transmitter untuk di informasikan bacaan flowmeternya. perbedaan ini dari sisi fungsi, orifice difungsikan sebagai flow element atau orifice ini disebut sebagai orifice flow meter. sedangkan RO fungsi utamanya adalah untuk membatasi flow yg biasanya digunakan sebagai minimum flow pompa (selain pake control valve)

Nah selain hole tap tadi sebenarnya beda secara fisik orifice dan RO adalah bentuk lubang pada platenya.

Kalo orifice ada bevel dibagian downstreamnya, sudutnya sekitar 45 derajat sedangkan RO lubangnya lurus/tanpa bevel.