9 April 2014

APLIKASI LIQUID PENETRANT TEST PADA INDUSTRI LNG KHUSUSNYA UNTUK MATERIAL PIPA OUT BOARD LOADING ARM

A.    LATAR BELAKANG
            Sekarang ini kebutuhan akan material yang berkualitas pada industri sangat dibutuhkan, apa lagi bagi industri bidang LNG yang memerlukan material yang spesifik untuk menunjang kebutuhan proses. Seperti yang kita ketahui proses pengolahan gas dari sumur sampai menjadi LNG merupakan proses cryogenic yang memerlukan material yang memiliki ketahanan terhadap suhu ekstim rendah hingga -160°C, sehingga perusahaan yang bergerak dibidang LNG membutuhkan material yang sangat khusus untuk menunjang proses produksi.
            Dalam praktiknya di lapangan kerusakan material akibat temperature yang ekstrim tidak jarang terjadi, seperti pada pipa yang terus menerus dialiri oleh fluida suhu ekstrim baik dingin maupun panas, dengan berjalannya waktu kemungkinan terjadinya cacat atau kerusakan pada pipa bisa terjadi, seperti erosi pada bagian dalam pipa yang menyebabkan pipa semakin tipis dan kemungkinan menyebabkan kebocoran, crack akibat bekas pengelasan yang kurang baik dan yang lainnya yang dapat mengganggu proses produksi. Untuk mengantisipasi masalah tersebut perlu dilakukan perawatan yang berkala atau mungkin yang sering dikenal dengan preventive maintenance dan prediktif maintenance, agar kita dapat mengetahui sejauh mana kondisi alat itu, apakah masih dalam kondisi aman atau tidak, apakah realibilitinya masih tinggi atau tidak. Dengan begitu sesuatu yang tidak diinginkan bisa dicegah sehingga tidak menimbulkan kerugian bagi perusahaan maupun pekerja.
            Untuk proses perawatan dan pengetesan kehandalan pada suatu material bisa dilakukan dengan menggunakan metode Non Destructive Test (NDT). Non Destruktive Tes (NDT) adalah metode pengendalian kualitas bahan dengan tidak merusak, menghancurkan serta tidak mengurangi nilai guna dari bahan tersebut. Metode NDT merupakan metode yang dapat menghemat uang dan waktu dalam evaluasi bahan. Metode NDT yang umum dilakukan saat ini yaitu Ultrasonic, MPI (magnitude Partikel Inspection), Liquid Penetrant tes, Radiografi, dan Eddy current.
            Kasus atau masalah yang sering terjadi pada perusahaan LNG adalah kebocoran pada material. Kebocoran merupakan suatu masalah yang lumayan fatal jika sampai terjadi di kilang, tentu akan mengganggu proses produksi dan dapat menyebabkan hilangnya nyawa jika sewaktu-waktu terjadi kebocoran yang besar. Kebocoran yang besar berawal dari kebocoran yang kecil, yang halus-halus dan yang tidak terlihat oleh kasat mata. Justru masalah yang demikian yang harus diperhatikan, mungkin kebanyakan orang menganggap sepele, tetapi dengan fungsi waktu maka lama kelamaan akan membesar dan berpotensi menyebabkan banyak kerugian baik bagi perusahaan maupun pekerja.
            Untuk itu diperlukan perawatan yang intensive untuk mencegah terjadinya kasus seperti yang diatas. Salah satu caranya yaitu dengan menggunakan metode liquid penetrant yang dapat mendeteksi adanya cacat pada pemukaan.
B.    PEMBAHASAN
            NDT (Non Destructive Testing) adalah salah satu teknik pengujian material tanpa harus merusak material yang akan di uji. Pengujian dapat mendeteksi cacat-cacat dini seperti surface crack (crack yang terjai pada permukaan) tanpa menunggu material cacat terlebih dahulu. Jadi tujuan dari dilakukannya pengujian NDT untuk menjaga agar material tetap berjalan dan tidak mengganggu jalannya proses. Teknik NDT termasuk kedalam Preventive maintenance yaitu pemeliharaan alat atau material secara berkala pada waktu yang telah ditentukan untuk menjaga performa material tersebut.
            Untuk menangani masalah pada cacat permukaan umumnya menggunakan metode Liquid penetrant testing atau sering dikenal dengan DPT (Dye penetrant test) merupakan salah satu metode dari Non Destructive test (NDT) yang cepat dan handal untuk mendeteksi cacat pada permukaan yang terbuka dari suau part suatu benda uji yang terbuat dari material non poros.
            Tujuan dasar dari liquid penetrant tes adalah untuk menemukan cacat di permukaan yang tidak berpori. Liquid penetran mungkin diterapkan ke semua bahan yang tidak berpori, tetapi untuk pemeriksaan komponen yang berbahan logam besi lebih baik menggunakan metode MPI (magnetic partikel inspection) karena untuk logam besi MPI lebih efektif dan juga bisa mendeteksi adanya cacat dibawah permukaan.
            Berdasarkan prinsip kapilaritas cairan penetrant akan masuk kedalam defect di permukaan. Cairan yang tertinggal di dalam defect akan ditarik oleh developer. Penetran dapat diterapkan dengan cara dicelupkan, disemprotkan atau disiram. Setalah penetrant diterapkan maka didiamkan terlebih dahulu, biarkan penetran merembas, Setelah waktu penetrasi yang cukup (dwell time), sisa penetran dibersihkan dengan cleaner ,kemudian develpoer digunakan. Developer membantu untuk menarik penetrant dari cacat mana indikasi yang terlihat menjadi terlihat oleh inspektor.
            Penetrant dapat diklasifikasikan berdasarkan tingkat sensitivitasnya dibagi menjadi dua yaitu:
1.    Visible penetrant
Pada umumnya visible penetrant berwarna merah. Untuk digunakan secara langsung pada material. Tingkat sensitivitasnya lebih rendah dibanding Flourecent penetrant.
2.    Fluorecent penetrant
Liquid penetrant jenis ini adalah penetrant yang memiliki tingkat sensitivitas yang sangat tinggi. Sehingga dapat mendeteksi cacat halus pada material/bahan. Untuk mengetahui indikasi apakah material cacat atau tidak harus dilakukan di raungan yang gelap dibawah sinar ultraviolet.
          Ketika memilih tingkat sensitivitas, inspektor harus dapat mempertimbangkan bayak faktor termasuk lingkungan dimana tes akan dilakukan dan jenis cacat yang akan dicari.
          Untuk pengetesan pipa pada industri LNG kebanyakan menggunakan liquid penetrant test tipe visible, karena praktis dan tidak harus di tempat gelap dan pengetesannya bisa dilakukan saat pipa sedang service.
          Sebelum melakukan DPT pada pipa yang sedang service, terlebih dahulu memastikan apakah pipa yang akan dilakukan pengetasan beroperasi pada suhu rendah (kisaran 1 - 50°C) atau tinggi (> 50°C), ini bertujuan supaya tidak terjadi kesalahan dalam penggunaan penetrant. Jika inspektor tidak meninjau pipa tersebut service pada suhu berapa maka dikhawatirkan salah memilih jenis penetrant yang akan digunakan, pasalnya jika terjadi kesalahan dalam penggunaan penetrant tentu akan merugikan. Misalnya inspektor akan melakukan DPT papa pipa di boiler kemudian menggunakan penetrant untuk suhu rendah. Maka hasilnya tidak akan maksimal, karena penetrant tersebut tidak dapat merembas pada pipa melainkan akan menguap, jadi peninjauan itu penting dilakukan sebelum DPT dilaksanakan.
          Selain dapat diaplikaskan pada material yang sedang service, DPT juga dapat dilakukan pada saat sedang overhall. Misalnya pada overhall loading dock yang dilakukan sepuluh tahun sekali. Salah satu pekerjaan yang dilakukan dalam overhall loading dock tersebut adalah repair pada loading arm (lampiran d1), loading arm memiliki dua bagian yaitu in board dan out board. Liquid penetrant dapat diaplikasikan pada pipa out boar (lampiran d2) pada loading arm. Pipa out board pada loading arm sebagai jalannya LNG menuju kapal tanker yang sangat memungkinkan terjadi bocor atau retak. Sehingga sangat perlu dilakukan DPT untuk memastikan tidak ada retakan atau cracking pada bekas welding yang memungkinkan terjadinya kebocoran.
          Berikut ini adalah prosedur pemakain Liquid penetrant pada out board loading arm :
1.    Pre-Cleaning
          Sebelum pipa out board akan dilakukan NDT ada beberapa prosedur yang harus dilakukan seperti pre-cleaning, ini penting dilakukan karena mempengaruhi hasil DPT apakah maksimal atau tidak. Pre-cleaning ini dapat berupa repair atau dibersihkan terlebih dahulu dengan menggunakan detergent dsb, ini bertujuan agar contaminant yang berada di lapisan pipa atau mungkin masuk kedalam celah kecil akan hilang sehingga tidak menghalangi jalannya liquid penetrant untuk masuk kedalam permukaan pipa tersebut. Selain itu cara pre-cleaning juga dapat dilakukan dengan cara Sandblasting. Sandblasting adalah proses pembersihan permukaan dengan cara menembakan partikel (pasir) ke suatu permukaan material sehingga menimbulkan gesekan/ tumbukan. Sandblasting tersebut disemprotkan pada bagian dalam pipa out board, sehingga sebelum dilakukan sandblasting bagian yang terbuka harus tertutup.
2.    Penetrant diaplikasikan
          Penetran (lampiran d5)  tersebut kemudian diterapkan pada permukaan pipa outboard, difokuskan pada sambungan-sambungan pipa bekas welding karena merupakan bagian yang berpotensi cacat. Penerapan penetrant bisa dilakukan dengan cara di spray. Cara penerapan penetrant bisa juga dilakukan dengan cara dicelupkan atau disikat, untuk kasus ini lebih efektifnya menggunakan cara spray karena lebih praktis dan efisien. Kemudian penetran ini diberi waktu untuk meresap (dwell time) ke permukaan pipa outboard. Dwell time tergantung pada penetrasi yang digunakan, material yang dites dan lingkungan.
3.    Pembersihan sisa penetrant dengan Cleaner
          Kemudian penetran yang berlebih dibersihkan dengan cleaner (lampiran d5). Cara pembersihannya jangan mengontakan langsung cleaner dengan pipa melainkan cleaner terlebih dahulu diletakkan pada kain majun supaya pada saat membersihkan penetrant tidak semuanya terhapus.
4.    Penerapan Developer
            Setelah penetrant telah dihapus kemudian developer diterapkan dengan cara di spraykan pada permukaan pipa agar cairan penetrant dalam retakan dapat tertarik keluar. Developer (lampiran d5) adalah salah satu komponen yang penting dalam pengujian penetrant. Developer berfungsi untuk menarik penetrant keluar dari celah-celah retakan. Yang perlu diperhatikan adalah jarak penyprayan penetrant harus diantara 25-30 cm karena akan mempengaruhi hasil yang akan diperoleh. Jika developer dispraykan dengan jarak yang dekat memungkinkan developer banyak membasahi permukaan material sehingga perembasan developer menjadi lambat karena kesusahan masuk pada celah pipa, jika ini terjadi maka akan memakan waktu yang lama. Dan sebaliknya jika jarak penyeprayan developer terlalu jauh maka developer yang merembas akan sedikit sehingga hasilnya tidak maksimal.
5.    Analisa cacat
            Seteh itu tugas inspector adalah mengawasi dan meneliti kondisi pipa outboard tersebut, jika penetrant mulai muncul dari retakan-retakan itu menandakan di permukaan yang berwarna merah adalah cacat. Untuk memastikan bahwa penetrant yang terlihat adalah berasal dari retak maka penetrant yang keluar harus dibersihkan dengan cleaner dan pada permukaan tersebut dispraykan lagi cairan developer. Bila terlihat masih ada cairan penetrant yang keluar dari permukaan tersebut, maka dapat dipastikan bahwa terdapat retak pada permukaan tersebut.
6.    Menandai cacat dan pembersihan akhir
            Kemudian yang terakhir adalah menandai bagian-bagian pipa yang dianggap cacat dan setelah itu tugas inspector ditutup dengan pembersihan akhir.

C.   KESIMPULAN
            Non destruktif tes adalah pengetesan suatu material dengan tidak merusak dan mengurangi nilai guna dari material yang dites. Non destruktif tas memiliki beberapa metode yaitu DPT, Ultrasonic tes, Radiografi, Magnetic Partikel Inspection dan termography. Untuk megetahui cacat pada permukaan meggunakan metode liquid penetrant. Liquid penetrant penggunakan prinsip kapilaritas.
            Keuntungan utama DPT adalah waktu pengujian cepat, hasilnya bisa langsung dilihat tanpa menunggu lama, dapat digunakan untuk semua material kecuali material berporos (berpori) kemudian paling mudah diaplikasikan dan juga dapat dilakukan untuk geometri tertentu termasuk untuk geometri yang memiliki bentuk yang tidak beraturan sekalipun dan yang terakhir yaitu biaya yang dikeluarkan murah.
            Kelemahan utama adalah hanya mendeteksi cacat pada permukaan. Harus membersihkan permukaan benda uji dengan teliti terlebih dahulu karena jika permukaan tidak bersih, maka akan menghambat laju perembasan penetrant, dan dipengaruhi oleh variabel selama proses pengujian dilangsungkan seperti : suhu, permukaan spesimen, pencahayaan dan kondisi lingkungan sekitar.

            Pembersihan yang benar sangat diperlukan untuk memastikan bahwa kontaminan pada permukaan telah terhapus agar agar mendapatkan hasil pengetesan yang akura

Metode Pengukuran Gelombang Ultrasonic (Metode Intensity)

Metode intensity adalah metode pengukuran gelombang ultrasonic setelah gelombang melewati benda uji. Metode ini merupakan aplikasi yang paling tua dari NDT ultrasonic tes. Metode ini ditemukan pada tahun 1930 oleh Sokolov dan Muhlhauser.
  •  Alat dan prinsip kerja

Didalam suatu metode intensity diperlukan alat-alat yaitu:
1.              Transmitting Probe
2.              Recieving Probe
3.              Generator frekuensi tinggi
4.              Amplifier
5.              Alat Instrumen
Prinsip kerja :

Tegangan yang dihasilkan oleh generator frekuensi tinggi akan memberikan rangsangan pada Transmitting Probe akan memberi gelombang ultrasonic yang dipancarkan ke benda uji kemudian recieving probe akan menerima gelombang yang telah dipancarkan dan mentransfer gelombang tersebut ke Amplifier tegangan frekuensi tinggi yang proporsi terhadpa tekanan suara yang dihasilkan pada titik kontak Reciever Probe tersebut. Tegangan yang sudah diamplifikasi tadi dibaca di alat instrumen. Jika tidak ada cacat maka alat instrumen tersebut akan menandakan 100% intensity, jika ada cacat maka intensitas yang akan diukur oleh alat instrumen tersebut akan berkurang karena cacat tersebut menghalangi gelombang ultrasonic sehingga tekanan suara yang diterima reciever probe berkurang.
  •  Klasifikasi berdasarkan kondisi benda uji
1.       Sound Transmission
2. Reflection

3. Conduction
4. Image Projection