Materi Ketel Uap (boiler) 1ud64

P A U ) L E R T E L E I K O B (

REFIN ERY

U N IT

III

P LA JU

PENGERTIAN • Umum :

- Suatu alat / pesawat yang menghasilkan uap •

UU UAP 1930 : - Pesawat penghasil uap yang digunakan diluar pesawat - Tekanan > ½ kg/cm2 dari udara luar

•

ASME Boiler and Pressure Vessel Code Section I : - Tekanan uap > 15 psig (103 Kpa gauge)

2`

PENGGUNAAN SECARA UMUM

• Perkebunan (Pabrik kelapa sawit) • Hotel- Hotel besar • Rumah Sakit • Kapal & Lokomotif • Industri Logam • Industri Kimia • Petro Kimia Plant • Perminyakan • Dll

3

PENGGUNAAN DALAM INDUSTRI PERMINYAKAN

• PENGGERAK (Steam turbine, Steam Engine, Pompa) • SUMBER PANAS (Processing, Building heating) • CLEANING (Vessel, Tank, Piping system) • DLL

4

POTENSI BAHAYA Peledakan  tekanan tinggi dan tidak terkontrol

PENCEGAHAN •

• • • • • •

Diatur dalam UU Uap tahun 1930 Diawasi Pemerintah Harus ada ijin pemakaian Operator bersertifikat Pelaksana pemeriksaan (Inspector) berlisensi Pelaksana pemeliharaan berkualifikasi Welder kelas satu berlisensi

5

KETEL PIPA API

6

KETEL PIPA AIR

Steam Drum

Steam Water

Burner

7

PACKAGE BOILER

8

JENIS-JENIS KETEL UAP BERDASARKAN PROSES : 1. KETEL PIPA API : • Ketel Cornwall • Ketel Lanchasire • Ketel Schots • Ketel lokomotip 2. KETEL PIPA AIR : • Ketel Seksi • Ketel Yarrow • Ketel D • Ketel Pancaran 3. KETEL PIPA AIR DIRANCANG KHUSUS • Tekanan tinggi > 225 kg/cm 2 Dapat menggunakan bahan bakar nuklir Dapat menggunakan air kualitas rendah Memperbesar angka perpindahan panas

9

JENIS-JENIS KETEL UAP BERDASARKAN TEMPAT (UU UAP 1930 PASAL 4) :

1. PESAWAT UAP TETAP  ditembok atau didalam tembok

2. PESAWAT UAP BERPINDAH  tidak ditembok

10

BAHAN BAKAR KETEL UAP PADAT : • Kayu • Batuba • Kokas

CAIR : • Berbagai jenis miyak bakar GAS : • Gas alam

NUKLIR

11

BAGIAN-BAGIAN UTAMA KETEL UAP

1. ECONOMIZER •. •. •. •. •.

Pemanasan awal air sebelum masuk ke boiler Sumber panas adalah gas hasil pembakaran Proses perpindahan panas konveksi dan konduksi Berada di jalur gas panas menuju cerobong Fin tube, bahan CS tube ASTM A-192

2. AIR PREHEATER (APH) •. Pemanasan awal udara untuk pembakaran •. Sumber panas adalah sisa pembakaran dibantu induce draught fan •. Sumbernya udara luar diabantu force draught fan •. Efisiensi pembakaran 12

3. SUPER HEATER : • • • •

Pemanas lanjut/pengering uap  Super heated steam Perpindahan panas secara konveksi Digunakan untuk kebutuhan Steam Turbine, Steam Engine, dll Fin tube bahan ASTM A-312 grd T22 dan T11

4. STEAM GENERATOR : • • • •

Tempat terjadinya proses penguapan air Uap yang dihasilkan masih basah Proses perpindahan panas: radiasi, konveksi dan konduksi Fin tube, bahan ASTM A-192

5. BURNER : • Alat pembakaran diruang bakar • Menaikkan temperatur air/uap, udara • Menggunakan bahan bakar Fuel gas/Fuel Oil

13

6. SOOT BLOWER : • Alat pembersih permukaan bagian luar tube (jelaga, kerak) • Dibantu dengan steam • Dapat bekerja secara otomatis dan periodik • Meningkatkan efektivitas perpindahan panas • Terdapat steam/water separator, chevron driers, baffles • Bahan ASTM A-516 grd 70

7. STEAM DRUM : • Tempat air ketel dari economizer • Tempat air panas dan uap • Pemisahan antara uap dan air 8. BLOW DOWN : • Untuk mengeluarkan endapan lumpur • Dipasang pada bagian terendah Boiler 14

09. STACK : • Untuk mengalirkan gas panas keluar dari Ketel • Mengurangi polusi lingkungan disekitarnya

10. PERLENGKAPAN BOILER : a.Safety valve : •. Melindungi Boiler dari tekanan lebih steam •. Menghindari kerusakan-kerusakan dan peledakan b. Pengukur temperatur : •. Untuk mengetahui temperatur dalam Steam drum

15

c. Gelas pedoman air (Level glass) : • Untuk mengetahui air dalam boiler • Tinggi permukaan air dalam drum min. 60 mm diatas dan 40 mm dibawah batas air terendah .

d. Suling tanda bahaya : • Untuk memberitahukan kekurangan air dalam boiler • Batas terendah 100 mm diatas garis api

16

e. Manometer : • • • •

Untuk mengukur tekanan steam Dipasang pada Steam Drum dan outlet header Super heater Dilengkapi dengan kerangan Mempunyai range 1,5 kali dan tidak lebih dari 4 kali tekanan operasi.

f . Pelat nama : • Tempat identifikasi dari Ketel • Dipasang pada badan Ketel • Ukuran 140 x 180 mm atau lebih

17

PEMERIKSAAN KETEL UAP A. PEMERIKSAAN PERTAMA : • Data konstruksi  kekuatan • Kepastian mampu bekerja pada tekanan dan temperatur ijin • Boiler baru • Boiler lama tidak jelas identitasnya • Atas permintaan pemakai  Akte Ijin

1. • • • •

Pemasangan Boiler : Mengajukan gambar rencana kerja ke Depnaker Welder harus memiliki sertifikat Depnaker Elektroda yang telah disahkan oleh Depnaker Pemeriksaan lasan  sesuai dengan gambar kerja (V, RT, UT, PT, MP) • Pemeriksaan seluruh lasan badan Boiler 18

2. Gambar dan Rancangan : • Pengukuran dimensi (diameter badan, tebal pelat, pipa & tube) • Kekuatan (Tekanan kerja, Sertifikat bahan)  STD yang berlaku • Sample PB  tidak ada identitas, tidak ada Sertifikat bahan (belum pernah PB, ada bekas PB tapi belum afkir)

3. Setelah pemasangan : Pemeriksaan luar : • Pelat/drum, pipa/tube • Lasan/kelingan dan rollan • Penyangga/pondasi • Lainnya yang dianggap perlu 19

Pemeriksaan dalam : • Sisi dalam pelat/drum, pipa/tube • Lasan/kelingan dan rollan • Bagian-bagian penghubung sistem pengaman • Lainnya yang dianggap perlu

Pemeriksaan alat perlengkapan : • Jenis, jumlah dan ukuran  sesuai ketentuan • Cara dan letak pemasangan • Tanda-tanda khusus ( batas air terendah, tekanan tertinggi)

INSPEKTOR HARUS MENDATA SECARA LENGKAP  CHECK LIST

20

B. PEMERIKSAAN BERKALA :

• Mendapatkan data-data setelah beroperasi • Peraturan Uap 1930 pasal 10  max. 2 tahun sekali • Teliti data/history record/Akte ijin  hal-hal penting • Bagian-bagian yang diperiksa harus bersih • Penerangan yang cukup • Kondisi eksternal dan internal

21

BAGIAN-BAGIAN YANG DIPERIKSA 1. LADDER, STAIR WAY DAN PLATFORM : •. Visual, on-stream •. Kerusakan : korosi, mechanical damage, las-lasan retak •. Hammer test, scrapper 2. PONDASI : •. Visual, on-stream •. Kerusakan : settlement, retak •. Diukur : surveyor’s level •. Ada tanda pada level drum (dari Manufacture) •. Indikasi : retak pada lantai, batu dinding, defleksi interconnecting piping

22

3. BOILER : • • • •

Visual, on-stream Ikatan/sambungan structural steel  longgar, lepas, retak Defleksi, goncangan, kerusakan cat Korosi

4. FURNACE WALL : • Visual • Kerusakan : retak, open up t, melengkung, rontok • Indikasi : hot spot, blistered paint pada bagian luar steel plate (casing) • Tool : scrapper, thin knife/blade, senter

23

5. PIPING SYSTEM : • Visual, hammer test, ultrasonic thickness • Kerusakan : korosi internal/eksternal, bocoran pada sambungan • Indikasi : tetesan, lembab pada insulasi

6. EXTERNAL LEAK : • Visual, on-stream • Kerusakan : bocoran drum, fittings , header, downcomer, dll

7. BURNER : • Visual, on-stream • Flame pattern • Kerusakan : terbakar 24

8. WATER TUBE BOILER : • Visual, ultrasonic thickness, hammer test, caliper • Kerusakan : korosi, erosi, bulging, split, sagging, bocor rollan • Hammer test, scrapper • Persiapan : sandblasting, turbine cleaning, chemical cleaning • Water side corrsion  feed water korosif • Fire side corrsion  kelembaban • Erosi  exessive velocity, sootblower tdk sempurna • Split  oksidasi, penipisan setempat/penurunan kekuatan untuk CS tube temp max : 550 o C • Tube pecah  boiler harus distop • Indikasi : abnormal stack, temperatur steam

25

9. SOOT BLOWER : • Visual, MP, PT • Kerusakan : bocor, bending, improper position, las-lasan retak • Material : high-chromium alloys

10. PONDASI : • • • • •

Visual, on-stream Kerusakan : settlement, retak Diukur : surveyor’s level Ada tanda pada level drum (dari manufacture) Indikasi : retak pada lantai, batu dinding, defleksi interconnecting piping

26

11. STACK : • Visual, UT, ukur kemiringan • Kerusakan : local buckling, korosi dari dalam, miring • Batasan kemiringan : 6 “ setiap 100 ft

12. HEADER DAN PLUG : • • • •

Visual Kerusakan : bocoran, erosi Perbaikan : tambah rol, seal weld Batasan : ID roll tube = ID tube + toleransi + 10 % t wall

27

13. SAFETY VALVE : • Visual • Kerusakan : ing, korosi • Pengujian : popping test 14. WATER LEVEL GAUGE : • Visual • Kerusakan : bocor, kotoran • Perbaikan : saAt stop

28

15. AIR PREHEATER : • Visual • Kerusakan : korosi, mechanical damage

16. BLOWDOWN EQUIPMENT : • Visual • Kerusakan : bocor, korosi

17. DRUM : • Visual, PT, UT, PB • Kerusakan : deformasi, korosi, erosi, pittting, scale dan sludeg las-lasan

29

B. PEMERIKSAAN KHUSUS

• • • • • • • • •

Bersifat insidentil Penelitian  umur 35 tahun Penelitian  umur diatas 65 tahun Boiler yang direpair Pemeriksaan bagian tertutup salut atau tembokan Terbakar atau cacat Kapal tenggelam (ketel uap kapal) Yang berhubungan dengan keselamatan kerja Boiler yang diawetkan (idle)

30

PERBAIKAN PADA TUBE BOILER 1. PLUGGING : •. Buat lobang Ø ± 5 mm  cegah over pressure •. Bersihkan ujung tube bagian dalam •. Pasang plug  hammer •. Bentuk tirus •. Bahan dan ukuran sesuaikan dengan tube 2. BOCOR ROLLAN : •. Bocor rollan, tube masih baik •. Tambah rollan •. Batasan : Rolled ID = tube ID + tube hole tol + 10 % wall t  tol = tube hole ID – tube OD •. Jika gagal  over size, jika dipakasa bisa crack  harus diganti 31

3. SEAL WELD : • • • • •

Bocor melalui lasan Kupas lasan lama Las kembali Jenis kawat las dan welding sequence Seal weld tanpa roll  harus dilakukan PWHT

4. PENGGANTIAN TUBE : • • • •

Potong sepanjang ± 25 – 50 mm dari header Keluarkan Tube yang dipotong Lepas expanded tube dari header Bersihkan/haluskan permukaan hole  tdk boleh ada cacat • Pasang Tube baru • Lakukan pengerolan

32

PENGUJIAN BOILER A. PEMADATAN DENGAN AIR

•  Mendeteksi adanya bocoran rollan, sambungan, perubahan bentuk • Air diisi penuh sampai luber • Tidak boleh ada kantong udara

1. TEKANAN PEMADATAN (Per. Uap 1930 pasal 27) a. P = 5 kg/cm2  P Uji = 2 x P b. 10 > P > 5 kg/cm2  P Uji = 5 + P c. P >= 10 kg/cm2  P Uji = 1,5 P d. Boiler lama P Uji = P + 3 kg/cm2

33

2. CARA PEMADATAN (Peraturan Uap 1930) • Naikkan tekanan perlahan-lahan • Bertahap : 10 %, 20 %, 30 % dst sampai P Uji • Holding time tidak terlalu lama

3. CARA PEMADATAN (ASME CODE Section I) • • • • •

Naikkan perlahan-lahan sampai 1,5 MAWP Ditahan beberapa saat dan tidak lebih dari 6 % Diturunkan sampai MAWP Lakukan pemeriksaan Temperatur air pengetesan max. 49 o C

34

B. PERCOBAAN DENGAN UAP TUJUAN : Untuk mengetahui performance Safety valve

DILAKUKAN BILA : • • • • • • •

Penggantian Safety valve Safety valve diragukan Perubahan bahan bakar Mempunyai alat-alat otomatis Boiler yang baru dirakit Boiler yang direpair Dibersihkan alat kontrolnya

35

PELAKSANAAN : • Boiler sudah mulai jalan • Ada ijin tertulis dari Depnaker • Lakukan pemanasan pendahuluan  kenaikan temperatur 55 o C/jam • Minimal 1 x periode pembuatan uap (uap 0 kg/cm2 --- tek. Kerja) • Tidak boleh ada lonjakan tekanan • Safety valve harus membuka tepat pada tekanan kerja ijin • Tekanan tidak boleh lebih dari 10% dalam 15 menit • Safety valve boleh menutup kurang dari 6 % tek.kerja ijin • Ujung pipa discharge harus diluar ruangan kerja

36

PENYELIDIKAN BAHAN 1. MAKSUD DAN TUJUAN : •. Penyelidikan secara laboratories •. Mengetahui sifat-sifat mekanis & kimia •. Bahan yang telah/akan dipakai •. Menjamin keselamatan pemakaian

2. BERLAKU UNTUK : •. Ketel uap tua •. Sedang/akan dipakai , berumur >= 35 tahun •. Yang tidak memilki Sertifikat bahan

37

3. CARA PELAKSANAAN :

A. PENGAMBILAN PB •. •. •. •. •. •. •. •. •. •. •.

Diambil dari badan ketel ukuran Ø 100 – 200 mm Jarak ke sambungan melingkar min. 200mm Berada diantara air dan uap Untuk PB selanjutnya (PB II) diambil bersebelahan Untuk PB III jaraknya min 400 mm dari PB I Lokasinya ditentukan oleh pengawas KK Depnaker Diberi tanda cap “GARUDA” Diberi tanda panah () arah memanjang pelat Dilakukan potong dingin mengunakan bor Antara lobang bor dipotong dengan pahat Bekas lobang bor/pahat pada pelat PB tidak boleh diratakan 38

B. PENAMPALAN LOBANG (EX PB) • Ratakan bekas lobang bor/pahat • Tampal dengan pelat dengan bahan yang sama • Pengelasan dilakukan oleh Welder berkualifikasi • Ada persetujuan dari Depnaker • Bentuk dan ukuran lihat gambar

39

REPORT DAN RECORD RECORD • • • • •

Kerusakan Perbaikan Modifikasi Hasil pemeriksaan Pengujian /pengetesan

Dicatat dalam Akte Ijin atau History Record

TUJUAN: • Evaluasi hasil pemeriksaan/perbaikan • Saran-saran • Masa datang

40

PELAPORAN BENTUK 10 • Laporan aktivitas bulanan • Berisi : 1. Data-data lengkap 2. Kegiatan rutin 3. Kerusakan, perbaikan , penggantian 4. Pengetesan/pengujian • Dibuat oleh AKU yang ditunjuk Depnaker • Ditujukan ke Kanwil setempat • CC. Direktur BNKK Depnaker • CC. Kandep setempat 41

JUMLAH OPERATOR PERMEN NO.01/MEN/1988 (LIHAT TABEL BERIKUT)

42

AIR PENGISI KETEL UAP 1. SYARAT-SYARAT : •. Tidak boleh membentuk kerak (perhatikan Posphat dll) •. Tidak boleh bersifat korosif •. Tidak boleh menimbulkan foaming dan carry over (bahaya foaming di steam drum, membawa silika) •. Tidak boleh menimbulkan embrittlement 2. USAHA PENCEGAHAN : A.TERHADAP KOROSI : •. pH dijaga antara 7-10 •. pH disesuaikan dengan kebutuhan tekanan •. Eliminasi garam magnesium •. Eliminasi gas-gas yang larut dalam air pengisi •. Sirkuasi uap dan air tetap sempurna •. Pemeliharaan/perawatan teratur

43

B. TERHADAP TIMBULNYA KERAK : • Water treatment sesuai engineering design/ laboratorium • Gunakan air yang telah diolah • Blowdown secara periodik dan teratur • Hindari garam-garam berbahaya dalam air ketel C. TERHADAP CARRY OVER : • Kurangi zat padat terlarut • Kurangi gas-gas terlarut dalam air • Lakukan blowdown secara periodik dan teratur D. TERHADAP EMBRITTLEMENT : • Hindari rongga halus pada las-lasan • Hindari tegangan berlebih pada bahan ketel • Hindari konsentrasi larutan alkali yang terlampau tinggi 44

SYARAT-SYARAT AIR PENGISI KETEL UAP (Package Boiler 2011-UA/UB)

• • • • •

pH : 10,5 - 11 Total dissolved solids as CaCO3 : 2150 ppm. max Silica as SiO2 : 30 ppm, max Total Alkalinity : 15 – 25 % of TDS Caustic alkalinity : 30 – 50 % of total Alkalinity

• Oil and grease

: 7,0 ppm, max

45

DESIGN 1. DASAR : •. ASME SECTION I, rule for Construction of Power Boiler GRONDSLAGEN

2. MATERIAL : •. •. •. •. •. •. •. •. •. •.

Tube : ASTM 192, seamless Carbon Steel Boiler Tubes and Super Heater tubes. Pipe : ASTM A-53/106, seamless Carbon Steel Pipe Plate : ASTM A-283, Low and Intermiediate Tensile strength Carbon Steel Plate Plate : ASTM A-285, Pressure Vessel Plates Carbon steel Low and Intermediate Tensile Strength Plate : ASTM A-516, Pressure Vessel Plates Carbon Steel for Intermediate and Higher Temperature Service Ruang bakar : Fire Brick grade silimanite (fire side) dan Fire Brick grade A wall/plate side Refractory KS-4, Resco A-22

46

KERUSAKAN YANG PERNAH TERJADI Bocor lasan Generating Tube No. 5 Sub Header Barat Bocor lasan Generating Tube No. 3 dan 7 Sub Header Barat Refractory Brick lantai Ducting retak sepanjang 12 M Refractory Brick ruang bakar Super Heater retak 5 M Refractory Brick ruang bakar Generating retak 6 M

47

Terima kasih

48