Trending Topik

Tipe Air Contaminant (Kontaminan Udara) pada Oil Tribology/Lubricating (Oli Pelumas)

Diposting oleh On Saturday, December 10, 2022

Pengecekan kualitas oli pelumas dilakukan rutin untuk mengetahui beberapa parameter salah satunya kontaminan. Macam-macam kontaminan sudah dibahas detail seperti: (i) water; (ii) varnish-sludge-soot; (iii) residue aditif/life-time; dan (iv) air (udara). Air (udara) terbagi menjadi 4 fase yaitu: [EPRI, 2002]

  • Free Air
Udara yang terperangkap di sistem dan minim kontak dengan oil.
  • Dissolved Air
Udara yang terlarut di oil dan menjadi masalah ketika terjadi peningkatan temperatur dengan cepat atau pressure drop karena akan berubah menjadi small bubble
  • Entrained Air
Jumlah kecil dari udara dalam bentuk small bubble. Hal ini bisa menyebabkan kavitasi, spongy & erratic hydraulic, oksidasi, perubahan viskositas
  • Foam
Udara dalam bentuk busa dan water (air) adalah efek destabilisasi dari foam

Referensi:
[1] EPRI. (2002). Lube Oil Predictive Maintenance, Handling, and Quality Assurance Guideline

Standard Letak Tapping-Grab Sampling Oil Tribology-Lubricating

Diposting oleh On Tuesday, December 06, 2022

Feriyanto (2021) pada kajiannya "pembuatan line sampling oil lubricating turbine" didapatkan informasi yaitu tentang analisa oil tribology, standar, pengaruh kenaikan & penurunan parameter serta letak sampling yang standar. Terdapat beberapa letak sampling dan tujuannya seperti gambar berikut:

Penjelasannya sebagai berikut:
  • Badan Tank (Tapping-1)
Letak sampling ini berada diatas atau di tengah tank dan bukan di bottom. Standar sampling oil turbine adalah tapping ini, seperti di literatur Feriyanto (2018) berikut:
Berdasarkan standard ASTM D4057-06 digambarkan sebagai berikut:

Letak sampling oil ini mengikuti kriteria berikut:

  1. Jika tapping dari atas oil tank maka penempatan inlet adalah 20-30cm di bawah permukaan atas oil (Feriyanto, 2018)
  2. Jika tapping dari tengah MOT maka penempatan inlet adalah 15cm dari bawah/bottom oil tank atau 1/3 bawah volume oil (ASTM D4057-06)

Karakteristik letak sampling oil di badan oil tank adalah: (i) Mengetahui kualitas oil overall baik yang sudah sirkulasi dari bearing turbine maupun yang siap digunakan untuk lubricating bearing; (ii) Mampu mendeteksi failure yang ada di bearing turbine; (iii) Parameter yang akurat terdeteksi adalah wear (densitas ringan), kontaminan (lumpur tipe varnish), water content (emulsified & dissolved); (iv) mampu merekomendasikan purifikasi yang optimal.

  • Bottom Tank MOT/Line Drain MOT/Tepat di Oil Cooler (Tapping-2)

Letak sampling ini mengambil oil tepat berada di bottom tank dan umumnya di semua PLTU ada akses samplingnya. Karakteristik letak sampling oil di bottom tank adalah: (i) Tujuan untuk akses drain sedimen atau water content (karena secara gravitasi senyawa densitas berat akan berada di bawah); (ii) Kurang bisa merepresentasikan kualitas oil overall karena cenderung kualitas jelek terus yang terbaca; (iii) Parameter yang akurat terdeteksi adalah wear (densitas berat), kontaminan (lumpur berat jelaga) dan water content (free); (iv) Belum bisa digunakan untuk menganalisis failure di bearing turbine.

  • After Strainer/Filter Tank (Tapping-3)

Letak sampling ini berada sesudah penyaringan pengotor oil (strainer) yang siap dipompa menuju ke bearing turbine. Karakteristik letak sampling oil di after strainer/filter tank adalah: (iRepresentasi dari kualitas oil yang siap digunakan sebagai lubricating; (ii) Umumnya kualitas oil disini adalah stagnant bagus karena letak sampling oil terbersih; (iii) Tidak bisa digunakan untuk menganalisis failure di bearing turbine dan juga tidak bisa digunakan untuk mengevaluasi kinerja purifier.

  • After Bearing Turbine/Return Oil (Tapping-4)

Letak sampling ini berada di siklus terakhir oil tank sesudah melumasi bearing turbine sehingga masih sangat panas. Karakteristik letak sampling oil di after bearing turbine/return oil adalah: (i) Letak paling ideal menganalisis failure di bearing turbine; (ii) Belum bisa digunakan untuk menganalisis oil overall; (iii) Parameter yang akurat terdeteksi adalah wear, kontaminan dan chemistry; (iii) Belum bisa digunakan untuk memberikan rekomendasi purifikasi karena hanya sebatas kualitas oil return yang terbaca.

  • Tepat di Alat Purifier Oil

Letak sampling ini umumnya di outlet purifier yang sudah siap dikembalikan lagi oilnya ke oil tank. Karakteristik letak sampling oil di outlet purifier adalah: (i) Menganalisis keoptimalan kinerja purifier:

REKOMENDASI PEMBUATAN LINE SAMPLING OIL MOT BARU

Pembuatan line sampling oil MOT baru direkomendasikan di badan oil tank dengan referensi ASTM D4057-06 “Standard Practice for Manual Sampling of Petroleum and Petroleum Product”. Penempatan standarnya sebagai berikut:

  • Letak tapping adalah 15 cm dari bottom oil tank. Ini diharapkan water content (dissolved, free & emulsified) dan contaminant (sludge & varnish) bisa terbaca semua
  • Thief/grab pipe adalah horizontal terhadap oil, sesuai kutipan berikut:

Ini diharapkan agar tidak terjadi aliran balik ketika ada flow oil return bearing atau flow dari drain bottom oil tank ketika sirkulasiDiameter pipa yang disarankan adalah 1.5 inch = 4 cm, sesuai kutipan berikut:

Pipa ujung (inlet dari oil tank) diukur dari pinggir tank adalah 50cm. Ini diharapkan agar didapatkan sampel oil hasil turbulensi sehingga kualitas oil yang diuji bersifat homogen. Berikut desain sederhana dari pembuatan line sampling baru di oil MOT:

Berdasarkan EPRI (2002) "Lube Oil Predictive maintenance, Handling, and Quality Assurance Guideline" berikut letak tapping/grab sampling standard dan fungsi analisanya:

Kutip Artikel ini sebagai Referensi (Citation):
Feriyanto, Y.E. (2022). Standard Letak Tapping-Grab Sampling Oil Tribology-Lubricating, Best Practice Experience in Power Plantwww.caesarvery.com. Surabaya

Kontaminan/Cleanliness di Oli Pelumas (Oil Tribology/Lubricating Contaminant) dan Standard Nilainya

Diposting oleh On Tuesday, October 11, 2022

Kontaminan (contaminant) adalah salah satu parameter yang terbaca pada oil analysis. Kontaminan ini bisa berupa lumpur, jelaga, varnish dan pengotor organik/anorganik. Keberadaan kontaminan ini mengurangi kualitas oli pelumas sehingga harus dilakukan minimalisir agar peralatan rotating dan instrumentasi berjalan lancar. Terdapat 3 standard pembacaan kontaminan (contaminant) oli pelumas yaitu:

  1. ISO 4406:99, termasuk standard pembacaan kontaminan yang baru dengan menggunakan 3 kategori yaitu >4 µm, >6 µm, >14 µm (4/6/14) per 1 mL sampel oil 
  2. NAS 1638, termasuk standard pembacaan kontaminan yang cukup lama. Rentang nilai NAS dari 00 s/d 12. Untuk pembahasan ISO 4406 dan NAS detail di: Analisa Oil Tribology
  3. MIL-STD 1246C, termasuk standard pembacaan kontaminan yang cukup lama. Berikut levelnya untuk standar ini:
Terdapat 4 metode pengujian sampel oil untuk parameter kontaminan/contaminant:
  • Optical Microscopy (ISO 4407)
Teknik ini menggunakan mikroskop dengan cara menghitung manual sehingga termasuk teknik kuno, lambat dan kurang praktis namun masih tetap dipakai karena kehandalan yang tidak dipengaruhi beberapa keterbatasan dari teknologi modern.
  • Automatic Particle Counting using Laser Light (ISO 11500)
Menggunakan 2 metode yaitu: (i) White light instrument (partikel melewati kapiler zona deteksi dan membentuk bayangan pada photocell detector kemudian penurunan voltase yang diproduksi oleh photocell secara langsung sebanding dengan ukuran bayangan); (ii) Laser (ketika laser ditembakkan ke oil maka partikel akan bertabrakan dan bintik-bintik cahaya dipantulkan ke photocell, perubahan voltase yang melewati photocell secara langsung sebanding dengan ukuran bayangan).kelemahan metode ini adalah air bubbles dan water content akan terbaca sebagai  kontaminan sehingga harus dilakukan pre-treatment sampel menggunakan ultrasonic bath, vacuum degassing atau solvent extraction. Sebagai solusi dari kekurangan ISO 11500 tersebut maka metode ASTM D7647-10 sebagai solusi
  • Automatic Particle Counting using Dillution Technique to Elliminate Contribution the Water dan Interfering Soft Particles by Light Extinction (ASTM D7647-10)
Metode ini menyempurnakan adanya gangguan pembacaan karena kehadiran air dan eliminate soft patikel yang kurang berdampak failure pada peralatan.
  • Pore Blockage Particle Counting (BS 3406)
Ini adalah metode paling umum yang digunakan sebagai automatic particle count. Pada metode ini oil sampel dilewatkan mesh screen/pore size umumnya 10 mikron. Metode ini menggunakan 2 instrument yaitu: (i) first instrument (mengukur pengurangan flow yang melewati membrane dan akan ter-blocking ketika pressure konstan (perangkap pertama adalah partikel >10 mikron dan selanjutnya partikel lebih kecil); (ii) second instrument (mengkur kenaikan differential pressure yang melewati screen ketika flow rate dijaga konstan)
Terdapat 4 jenis contamination pada oil seperti berikut: [EPRI, 2001]
  1. Internal conatmination/wear
  2. External contamination
  3. Water contamination
  4. By-product from chemical breakdown of lubricant
Terdapat beberapa metode untuk minimalisir contamination sebagai berikut:
  1. Centrifuging
  2. Vacuum dehydration
  3. Filtration
Terdapat beberapa macam membrane filter dan tingkat keefektifannya seperti berikut: [EPRI, 2001]
Kutip Artikel ini (Citation):
Feriyanto, Y.E.(2022). Kontaminan/Cleanliness di Oli Pelumas (Oil Tribology/Lubricating Contaminant dan Standard Nilainya. www.caesarvery.com

Referensi:
[1] EPRI. (2002). Lube Oil Predictive Maintenance, Handling, and Quality Assurance Guideline
[2] EPRI. (2001).  Maintaining Lube Oil System Cleanliness in Motor Bearing Application. California

Macam-Macam Energy Recovery Devices (ERD) Turbocharger ERI SWRO BWRO Booster Pump Reverse Osmosis

Diposting oleh On Friday, September 02, 2022

Energy Recovery Devices (ERD) adalah peralatan yang memanfaatkan energi buang untuk membantu kinerja agar lebih efisien. ERD banyak diterapkan pada Reverse-Osmosis (RO) pump dengan memanfaatkan reject water (concentrate/brine) untuk membantu tekanan pada feed water. Latar belakang munculnya teknologi ERD karena biaya operasional terbesar RO adalah konsumsi energi sedangkan biaya ganti membrane, chemical dan upah buruh tergolong rendah. 

Berdasarkan Prinsipnya ERD dibagi menjadi 3 yaitu:

  • Hydraulic to Mechanical-Assisted Pumping (Generasi-1), prinsipnya menggunakan double energy conversion yaitu konversi-1 terjadi ketika energi hidrolis dari brine/concentrate RO terkonversi menjadi energi mekanik untuk memutar turbine shaft dan konversi-2 terjadi ketika energi mekanik dari shaft terkonversi ke energi hidrolis dari feed HP pump RO. Sistem ini yang paling tua dan dipertimbangkan masih belum efisien dan tidak signifikan mengurangi biaya operasional karena adanya losses selama perpindahan konversi energi tersebut. Contoh jenis teknologi yang menggunakan prinsip ini adalah Francis Turbine (FT) dan Pelton Wheel (PW)
  • Hydraulically Driven Pumping in Series (Generasi-2), prinsip ini menggunakan impeller HP pump dan impeller hidrolis turbine (turbocharger) yang ter-couple shaft didalam casing yang sama dan ditempatkan secara series. Teknologi ini adalah penyempurnaan dari generasi-1 namun juga masih belum sempurna dalam hal konversi energi dari hidrolis ke mekanis dan kemudian balik ke hidrolis. Contoh jenis teknologi yang menggunakan prinsip ini adalah Turbocharger
  • Hydraulically Driven Pumping in Parallel (Generasi-3), prinsipnya adalah energi hidrolis dari brine/concentrate RO bertemu dengan energi hidrolis dari feed tanpa terkoneversi ke energi mekanis (seperti generasi-1 dan 2). Teknologi ini membutuhkan pompa tambahan sebagai buffer separating feed dengan HP pump RO yang ditempatkan paralel dengan pompa tambahan tersebut yaitu booster pump. HP pump RO bekerja dibantu tekanan yang diberikan booster pump dari brine/concentrate sehingga konsumsi energi bisa menjadi turun. Teknologi ini memungkinkan tingkat kestabilan efisiensi recovery yang tinggi karena semakin tinggi flowrate brine/concentrate maka bisa menurunkan beban kerja HP pump RO. Prinsip kerja pompa tambahan adalah high speed sekitar 1500 rpm sehingga sangat kecil kontak antara feed dengan brine/concentrate sehingga kualitas feed masuk membrane tetap bisa terjaga. Contoh jenis teknologi yang menggunakan prinsip ini adalah Pressure Exchanger by Energy Recovery Inc. (ERI), Recuperator by Aqualyng Company  dan Dual Work Exchanger (DWEER)
Berikut peta perkembangan teknologi ERD:

Macam-Macam Energy Recovery Devices (ERD) yang digunakan pada Reverse-Osmosis (RO) pump adalah:

  • Francis Turbine (FT), merupakan jenis "hydraulic to mechanical-assisted pumping" dan merupakan teknologi ERD paling awal sejak penemuan RO. Teknologi ini sangat mudah dilakukan dan sangat sederhana yaitu energi kinetik dari brine/concentrate RO ter-couple dengan HP pump RO sehingga membentuk satu aliran.
  • Pelton Wheel (PW), merupakan jenis "hydraulic to mechanical-assisted pumping: dan teknologi ini adalah yang sangat baik dalam pengurangan biaya konsumsi energi karena low cost motor. Metode masih hampir sama dengan Francis Turbine dengan sedikit modifikasi penyempurnaan.
  • Turbocharger by Pump Engineering Inc. (PEI) dan Fluid Equipment Development Company (FEDCO) , merupakan tipe dari "hydraulically driven pumping in series" dengan kerja flow reject/brine/concentrate RO dihubungkan dengan centrifugal spinning impeller (hydraulic turbine) sehingga tekanan HP pump RO bertambah. Turbocharger device ini adalah paket peralatan dimana impeller HP pump dan impeller hydraulic turbine (Turbocharger) dalam satu shaft dengan blade hydraulic tuebone turbocharger mirip reverse running pump. HP pump RO dan hydraulic turbine turbocharger tidak direct langsung seperti Franchis Turbine dan Pelton Wheel. Salah satu kelebihan turbocharger dimana teknologi yang paling banyak dipakai saat ini karena low maintenance.
  • Recuperator by Aqualyng Company, termasuk tipe "hydraulically driven pump in parallel" dengan cara kerjanya membuat tekanan konstan pada flow feed. Terdapat 2 vertical stainless steel chamber (1 running & 1 stop) yang berfungsi sebagai compression-decompression sehingga tekanan yang akan disalurkan gabung sudah sama dengan output dari HP pump RO. Teknologi ini membutuhkan booster pump untuk mejaga tekanan drop selama melewati membrane. Teknologi ini munggunakan 3-way valve untuk mengontrol flow feed sebelum masuk membrane.
  • Dual Work Exchanger (DWEER), termasuk tipe "hydraulically driven pump in parallel" dengan prinsip 2 pressure vessel disusun paralel (1 running & 1 stop untuk mencegah gangguan flow dari reject/brine/concentrate RO). Tekanan dari reject RO ditransfer ke aliran feed melewati piston dan teknologi ini juga membutuhkan booster pump mirip teknologi Recuperator
  • Pressure Exchanger (PX) by Energy Recovery Inc. (ERI), merupakan jenis teknologi yang prinsipnya adalah "hydraulically driven pumping in parallel". Cara kerjanya energi hdrolis dari reject/brine/concentrate RO masuk PX devices dan karena direct pressurization maka tidak ada losses yang disebabkan oleh transformasi/konversi proses/energi (seperti generasi-1 dan 2 yang harus berubah dari energi hidrolis ke mekanis dan kembali lagi ke hidrolis). PX devices berisi ceramic cartridge dan alasan pemakaian ceramic karena keras, tahan korosi dan kestabilan dimensi oleh kondisi operasi. Teknologi PX by ERI juga memerlukan booster pump sehingga bisa isobaric (tekanan konstan).
Terdapat beberapa macam ERD dan masing-masing memiliki kelebihan dan kelemahan sehingga tidak bisa dibuat kesimpulan bahwa teknologi mana yang terbaik dan memberikan efisiensi yang lebih baik.
  • Teknologi yang bersifat isobaric (tekanan yang dihasilkan selalu konstan) karena device tambahannya bisa adjustable adalah: (i) Recuperator; (ii) DWEER; (iii) Pressure Exchanger by ERI
  • Teknologi Hydraulically Driven Pumping in Parallel (Generasi-3) seperti Recuperator, DWEER dan Pressure Exchanger by ERI muncul karena pertimbangan ketika energi terkonversi dari hidrolis ke mekanis kemudian balik lagi ke hidrolis akan menghasilkan loss energy sehingga seharusnya konversi energi cukup dari hidrolis ke hidrolis.
Kutip Artikel ini Sebagai Referensi (Citation):
Feriyanto, Y.E. (2022). Macam-Macam Energy Recovery Devices (ERD) pada Reverse Osmosis. www.caesarvery.com

Referensi:
[1] Guirguis, M.J. (2011). Energy Recovery Devices in Seawater Reverse Osmosis Desalination Plants with Emphasis on Efficiency and Economical Analysis of Isobaric Versus Centrifugal Devices. Univ. of South Florida