1
1. BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Dunia industri perminyakan banyak ditemukan sistem perpipaan, dimana sistem perpipaan ini berfungsi untuk mengalirkan suatu fluida dari tempat yang lebih tinggi ke rendah atau sebaliknya. Salah satu contoh sistem perpipaan yang digunakan dalam industri perminyakan yaitu memindahkan minyak mentah dari tangki penyimpanan ke bagian proses untuk menghasilkan produk. Banyak permasalahan yang terjadi dalam sistem perpipaan yang dapat mengganggu dalam produksi perminyakan diantaranya kebocoran. Kerusakan pipa ini sering terjadi akibat korosi atau erosi yang terjadi pada sistem perpipaan.
Erosi adalah salah satu hal yang bisa menyebabkan kerusakan pada suatu sistem perpipaan. Masalah erosi diakibatkan adanya beberapa kandungan unsur solid dalam fluida yang mengalir (Nifa, 2018). Kerusakan disebabkan oleh erosi pada pia merupakan salah satu masalah besar yang dihadapi di industri perminyakan dimana dapat berakibat krusial. Campuran minyak gas dan partikel yang melalui pipa dengan dikombinasikan dengan kecepatan dan sifat fluida akan membuat sebuah resiko (Yudhatama, 2018).
Kerusakan akibat erosi dapat diprediksi secara akurat pada berbagai macam geometri dan berbagai kondisi fluida. Salah satu kerusakan yang disebabkan oleh erosi sering terjadi pada fitting pipa seperti elbow dan tees. Lokasi dan laju erosi pada titik maksimum biasanya akan selalu terjadi pada dinding elbow yang bertabrakan langsung dengan partikel. Banyak juga situasi yang lebih kompleks terjadi dimana erosi ini muncul, seperti sebuah valve atau fitting (Yudhatama, 2018) Penelitian ini terjadi pada kasus penipisan pipa, dimana pipa ini digunakan untuk mendistribusikan hasil dari crude distillation unit (CDU) IV dari plant 1 untuk diturunkan suhunya di fin fan. Pipa ini terjadi erosi pada elbow akibat desain dari pipa ini yang berbentuk vertical. Elbow tersebut mengalami erosi yang diakibatkan tumbukan antara fluida yang mengalami kondensasi sebelum di dinginkan di fin fan, sehingga dinding bawah pada elbow mengalami penipisan
2
yang signifikan. Gesekan yang terjadi antara fluida dengan dinding dari pipa tidak dapat dihindari. Penipisan pipa tersebut diakibatkan oleh erosi dari laju aliran fluida yang bergerak secara vertikal ke bawah. Akibat erosi ini terjadi kebocoran dengan diameter sekitar 2 mm dengan arah 180 derajat atau berada di sisi bawah pipa.
Berdasarkan permasalahan yang ada penipisan pipa tersebut diakibatkan oleh fluida yang mengalami kondensasi sebelum di dinginkan di finfan. Fluida yang terkondensasi tersebut membentuk droplet atau tetesan kecil dan memiliki jumlah aliran massa yang dapat memicu terjadinya penipisan pada dinding pipa. Pada penelitian ini dilakukan simulasi numerik untuk mengetahui pengaruh diameter droplet dan mass flow rate yang terkondensasi terhadap nilai erosi pada pipa. Oleh karena itu dalam memprediksi pengaruh diameter droplet dan mass flow rate perlu dilakukan simulasi numerik pada pipa sehingga dapat mengetahui faktor apa yang mempengaruhi erosi pada pipa tersebut.
1.2 Perumusan Masalah
Pada penelitian ini memiliki perumusan masalah sebagai berikut:
1. Bagaimana pengaruh variasi diameter droplet heavy naphtha terhadap nilai laju erosi pada pipa 1-P-77 di PT. Pertamina RU V Balikpapan?
2. Bagaimana pengaruh variasi mass flow rate heavy naphtha terhadap nilai laju erosi dan pada pipa 1-P-77 di PT. Pertamina RU V Balikpapan?
1.3 Batasan Masalah
Adapun Batasan masalah pada penelitian ini yaitu:
1. Analisis berdasarkan data di PT. Pertamina RU V Balikpapan 2. Simulasi menggunakan Computational Fluid Dynamics (CFD) 3. Simulasi dilakukan secara 3D
4. Kondisi batas dianggap ideal 5. Kecepatan gas konstan
1.4 Tujuan Penelitian
Adapun tujuan penelitian yaitu sebagai berikut:
3 1. Mengetahui pengaruh variasi diameter droplet heavy naphtha terhadap nilai laju erosi dengan pemodelan dengan software CFD yang terjadi pada pipa 1-P- 77
2. Mengetahui pengaruh mass flow rate heavy naphtha terhadap nilai laju erosi dengan pemodelan dengan software CFD yang terjadi pada pipa 1-P-77
1.5 Manfaat Penelitian
Adapun manfaat pada penelitian tugas akhir ini yaitu :
1. Dapat mengetahui pengaruh variasi diameter droplet dan mass flow heavy naphtha terhadap nilai laju erosi pada elbow pipa 1-P-77
2. Dapat menjabarkan pengaruh variasi diameter droplet dan mass flow heavy naphtha terhadap nilai laju erosi pada elbow pipa 1-P-77 dengan menggunakan simulasi software CFD
1.6 Kerangka Penelitian
Adapun kerangka penelitian yang dilakukan di PT. Pertamina RU V Balikpapan dapat dilihat Gambar 1.1. Pengolahan minyak bumi di PT. Pertamina RU V Balikpapan terdiri beberapa proses, diantaranya yaitu minyak mentah diproses melewati CDU IV. Hasil dari CDU IV menjadi berbagai produk mentah diantaranya overhead produk. Pipa 1-P-77 digunakan sebagai penghubung dari CDU IV ke finfan, namun pada pipa tersebut terjadi kebocoran yang disebabkan oleh erosi. Oleh karena itu perlu dilakukan analisis yang berfokus pada penyebab terjadinya erosi pada pipa 1-P-77.
4
Kerangka Penelitian
“Pengaruh Variasi Diameter Droplet dan Mass flow Terhadap Nilai Laju Erosi Pada Pipa di PT. Pertamina RU V Balikpapan”
PT. PERTAMINA RU V BALIKPAPAN
Pipa Kebocoran
Korosi
Erosi
Pengujian
Eksperimen
Simulasi Numerik
CFD
Pre-Processing Processing Post
Processing
Domain Geometri Meshing
Density
Viscosity Diameter
Droplet
Mass Flow
350µm,450µm,920µm dan 1050µm
2%,4%,6%,8%,10%
dan 12% dari mass flow total Velocity
Pressure
Variabel Dependent
Variabel Independent Variabel
Control
Erosion Rate
Analisis Hasil Simulasi Grafik
Hubungan Diameter Droplet - Erosion Rate
Grafik Hubungan Mass Flow Rate - Erosion
Rate
Gambar 1.1 Kerangka Penelitian
