PADA SISTEM GAS BUANG BOILER DI PT. IPMOMI PAITON - PROBOLINGGO

Transkripsi

1 Tugas Akhir RF TF PENERAPAN RELIABILITY CENTERED MAINTENANCE PADA SISTEM GAS BUANG BOILER DI PT. IPMOMI PAITON - PROBOLINGGO Oleh : Dwi Tri Cahyono Dosen Pempimbing : Katherin Indriawati, ST. MT

2 Latar Belakang Limbah gas buang merupakan masalah klasik yang sering terjadi dalam dunia industri. Usaha usaha yang telah lh dlkk dilakukan : Penetapan standart baku ambang batas ramah lingkungan Teknik - teknik dalam perekduksi limbah gas buang. Salah satu tekniknya dengan cara memastikan sistem pereduksi limbah gas tetap bekerja optimal melalui penerapan metode Reliability Centered Maintenance (RCM). Di PT. IPMOMI belum terdapatnya analisa RCM pada sistem gas buang boiler. Dari permasalahan itulah maka dalam tugas akhir ini akan menerapkan Reliability Centered Maintenance (RCM) pada sistem gas buang boiler.

3 Permasalahan Permasalahan yang harus diselesaikan dalam pelaksanaan tugas akhir ini adalah sebagai berikut: 1. Apa saja komponen yang kritis pada sistem gas buang boiler di PT IPMOMI Paiton berdasarkan nilai kegagalan komponen, serta bagaimana menganalisanya 2. Bagaimana perawatan yang tepat dipandang dari aspek konsekuensi k kegagalan 3. Bagaimana mengatur penjadwalan perawatan terhadap peralatan atau komponen yang kritis pada sistem gas buang boiler di PT IPMOMI Paiton

4 Batasan Masalah Pada tugas akhir ini pokok bahasannya dibatasi beberapa hal sebagai berikut: 1. Data yang digunakan yaitu waktu kegagalan komponen dan waktu perbaikan sistem gas buang boiler PT. IPMOMI Paiton pada tahun Diasumsikan bahwa sistem pernah mengalami kegagalan atau kerusakan dan perbaikan terhadap sistem diasumsikan sempurna. 3. Human error yang mempengaruhi kegagalan gg sistem diabaikan. 4. Analisis ini tidak memasukkan faktor alam atau lingkungan yang menyebabkan kegagalan komponen dalam sistem

5 Tujuan Tujuan dari akhir ini adalah : 1. Mengetahui komponen yang kiti kritis pada komponen sistem it gas buang boiler. 2. Meganalisa kehandalan pada komponen sistem gas buang di PT IPMOMI - Paiton berdasarkan nilai kegagalan komponen. 3. Menentukan perawatan yang tepat dipandang dari aspek konsekuensi kegagalan yang ditimbulkan, dan usaha-usaha pencegahan untuk mengantisipasi terjadinya kegagalan. 4. Mengatur penjadwalan perawatan terhadap peralatan atau komponen yang kritis pada komponen sistem gas buang.

6 Reliability Centered Maintenance Reliability Centered Maintenance (RCM) adalah sebuah proses sistematis yang harus dilakukan untuk menjamin seluruh fasilitas fisik dapat beroperasi dengan baik sesuai dengan desain dan fungsinya. RCM akan membawa kepada sebuah program maintenance yang fokus pada pencegahan terjadinya jenis kegagalan yang sering terjadi.

7 Tujuan dari RCM: 1. Untuk mengembangkan desain yang sifat mampu dipeliharanya(maintain ability) baik. 2. Untuk memperoleh informasi yang penting untuk melakukan improvement pada desain awal yang kurang baik. 3. Untuk mengembangkan sistem maintenance yang dapat mengembalikan kepada reliability dan safety seperti awal mula equiment dari deteriorasi yang terjadi setelah sekian lama dioperasikan. 4. Untuk mewujudkan semua tujuan di atas dengan biaya minimum.

8 Step Proses RCM 1. Identifikasi equipment yang penting untuk di-maintain, biasanya digunakan metode Failure Mode Effect Critacality Analysis (FMECA) dan Fault Tree Analysis (FTA). 2. Menentukan penyebab terjadinya kegagalan, dengan tujuan untuk memperoleh probabilitas kegagalan dan menentukan komponen kritis yang rawan terhadap kegagalan. 3. Mengembangkan kegiatan analisis FTA, seperti : menentukan prioritas equipment yang gperlu di maintain. 4. Mengklasifikasikan kebutuhan tingkatan maintenance. 5. Mengimplementasikan keputusan berdasar RCM. 6. Melakukan evaluasi, ketika sebuah equipment dioperasikan maka data secara real-life mulai direcord, tindakan dari RCM perlu direevaluasi setiap saat agar terjadi proses penyempurnaan.

9 Komponen dari RCM

10 Reactive Maintenance Operasikan sampai rusak, atau perbaiki ketika rusak. Preventive Maintenance Tanpa mempertimbangkan kondisi komponen. Kegiatannya berupa pemeriksaan, penggantian komponen, kalibrasi, pelumasan, dan pembersihan. Predictive Testing dan Inspection (PTI) Banyak metode yang dapat digunakan untuk menentukan jadwal Preventive Maintenance (PM), namun tidak ada yang valid sebelum didapatkan age-reliability characteristic dari sebuah komponen, biasanya informasi ini tidak ada, namun harus segera didapatkan untuk komponen baru. Pengalaman menunjukkan bahwa PTI sangat berguna untuk menentukan kondisi suatu komponen terhadap umurnya. Proactive Maintenance Tipe maintenance ini akan menuntun pada desain, workmanship, instalasi, prosedur dan scheduling maintenance yang lebih baik.

11 7 Pertanyaan mengenai reliabiity : 1. Apakah fungsi dan hubungan performansi standard dari aset dalam konteks operational pada saat ini (system functions)? 2. Bagaimana aset tersebut t rusak dalam menjalankan fungsinya (functional failure)? 3. Apa yang menyebabkan terjadinya kegagalan fungsi tersebut (failure modes)? 4. Apakah yang terjadi pada saat terjadi kerusakan (failure effect)? 5. Bagaimana masing-masing kerusakan tersebut terjadi (failure consequence)? 6. Apakah yang dapat dilakukan untuk memprediksi atau mencegah masing-masing i kerusakan k tersebut t (proactive task and task interval)? 7. Apakah yang harus dilakukan apabila kegiatan proaktif yang sesuai tidak ditemukan (default action)?

12 Sistem Gas Buang Boiler

13 Secara Singkat dapat dijelaskan pada gambar berikut ini : Proses Pembakaran di Boiler ID FAN Fly Ash dan Flue Gas Air Heater Elektrostatik Precipitator (ESP) Flue Gas Desulfurization (FDG) Stack

14 Fault Tree Analisis Sistem Gas Buang Boiler

15 Metodologi Penelitian : Identifikasi Permasalahan Studi Literatur dan Lapangan Pengumpulan dan Pengolahan Data RCM Analisa kualitatif: -functional f block diagram -system & functional failure -failure mode & effect analysis -failure consequences -Proactive Task & Default Action -proposed task Analisa kuantitatif: -penentuan distribusi -nilai f(t) -nilai R(t) -nilai λ(t) -Preventive maintenance -Availability -Maintainability i Kesimpulan dan Saran

16 Metodologi Penelitian : START STOP

17 Evaluasi Kualitatif 1. System Function dan Function Failure Fungsi sistem gas buang boiler yaitu untuk mengatasi permasalahan residu padat (abu) dan juga gas gas kimia berbahaya berupa sulfur (SO x ) hasil dari pembakaran. Sistem pereduksi residu padat ada pada komponen elektrosatik precipitator, sedangkan pereduksi sulfur (SO x ) ada pada flue gas desulfuration (FGD) 2. FMEA (Failure Mode and Effect Analysis) Failure mode adalah komponen yang sering mengalami kegagalan yang diperoleh dari history data kegagalan dengan minimal i tiga kegagalan dan dengan priority it 1-5 yang artinya harus segera diperbaiki. System function, function failure dan failure mode and effect analysis ditulis dalam information worksheet

18 Information worksheet FUNCTION 1 Untuk mengumpulkan fly ash (debu terbang) dan mereduksi Sulfur dari gas buang hasil pembakaran. FUNCTIONAL FAILURE A Tidak mampu menangkap fly ash dan reduksi SO x sangat jauh dari standart ambeng batas ramah lingkungan FAILURE MODE 1 Kegagalan power supply dalam kaitannya dengan kegagalan Synchron relay. ESP dan atau FGD trip, kaitannya dengan kegagalan serial komunikasi karena alasan apapun FAILURE EFFECT ESP dan atau FDG stop, control room mengindikasikan ESP dan atau FDG offline, operator mengecek kegagalan 15 menit. Transfer power di handle oleh lhoperator, ESP dan atau FDG Restart, perbaikan Auto synchron

19 3. Failure Consequence Kegagalan pada sistem gas buang boiler temasuk konsekuansi kegagalan sistem yang tidak berlebihan (non- redundant d system). Bila ada satu komponen saja yang tidak bekerja, mengakibatkan sistem itu gagal menjalankan fungsinya. 4. Proactive Task and Default Action Pada tahap ini ditentukan apakah perawatan masuk pada on condition i task (predictive i maintenance), scheduled hdld restoration task dan scheduled discard task (preventive maintenance), Failure consequence dan proactive task and default action. Sehingga dapat diketahui langkah apa yang harus diambil kemudian.

20 Decision worksheet Default Information Consequence H1 H2 H3 Action Reference evaluation S1 S2 S3 O1 O2 O3 F FF FM H S E O N1 N2 N3 H4 H5 S4 1 A 1 Y N N N Y Proposed Task Schedul-ed on-condition task

21 Pada tabel information worksheet dan decision worksheet terdapat kolom- kolom sebagai berikut : Kolom F (function), FF (functional failure), dan FM (failure mode) seperti yang terdapat dalam failure mode & effect analysis (FMEA) Kolom H (hidden failure), S (safety consequence), E (environment consequence), dan O (operational consequence), menunjukkan konsekuensi yang timbul karena adanya kegagalan. Kolom H1/S1/O1/N1 dipakai untuk mencatat scheduled on-condition task sesuai untuk mengantisipasi terjadinya failure mode, sehingga dapat mencegah, menghilangkan atau meminimalkan konsekuensi yang timbul. Kolom H2/S2/O2/N2 dipakai untuk mencatat apakah scheduled restoration task sesuai untuk mengantisipasi terjadinya failure mode, sehingga dapat mencegah, menghilangkan atau meminimalkan konsekuensi yang timbul. Kolom H3/S3/O3/N3 dipakai untuk mencatat apakah scheduled dischard task sesuai untuk mengantisipasi terjadinya failure mode, sehingga dapat mencegah, menghilangkan atau meminimalkan konsekuensi yang timbul. Kolom H4/H5/S4 dipakai untuk mencatat jawaban yang diperlukan pada default question. Kolom proposed task dipakai untuk mencatat jenis kegiatan perawatan yang dipilih ilih dari alternatif tif alternatif tif kegiatan perawatan yang diadakan. d

22 Evaluasi Kuantitatif Analisa kuantitatif sistem gas buang boiler dilakukan dengan mendapatkan distribusi dan parameter yang paling sesuai untuk data TTF dan TTR. Distribusi dan parameter tersebut digunakan untuk mencari fungsi padat peluang {f(t)}, kh kehandalan dl sebagai fungsi waktu {R(t)}, lj laju kegagalan sebagai fungsi waktu {λ(t)}, availability {A(t)} dan maintainability {M(t)}.

23 Evaluasi Distribusi Data TTF dan TTR ID Fan Dari data history kegagalan dan perbaikan ID Fan didapatkan data TTF dan TTR Occurence Completion TTF (hari) TTR (hari) 21-Jan Mei Feb Feb Agust Sep Agust Agust Agust Agust Dengan menggunakan software weibull++ 6 didapatkan distribusi paling sesuai untuk data TTF ID Fan A adalah distribusi ib i eksponensial 1 dengan parameter λ = Dengan menggunakan minitab 14 didapatkan bahwa distribusi data TTR untuk ID Fan A paling sesuai dengan distribusi weibull 3 dengan MTTR = 129,403 sehingga µ=1/mttr = 0,00772

24 Sedangkan Evaluasi Fungsi Padat Peluang (PDF) untuk ID Fan adalah sebagai berikut : f ( t ) = exp( 0,0024 t ) (hari)

25 Fungsi kehandalan untuk ID Fan : R( t) = exp( 0,0024 t) (hari)

26 Availability untuk ID Fan : A( t) = 1 exp t ,00772 ( ( , ) ) (hari)

27 Fungsi kehandalan untuk T/R ID Fan : ( t) M ( t) = 1 exp. (hari)

28 Evaluasi Distribusi Data TTF dan TTR T/R Unit Dengan cara yang sama maka didapatkan: Distribusi yang paling sesuai untuk data TTF T/R Unit adalah distribusi weibull 2 dengan parameter β = 1,0269 dan η = 259,0069 Untuk T/R Unit A paling sesuai dengan distribusi lognormal dengan MTTR = 5,62516 sehingga =1/MTTR =

29 Fungsi Padat Peluang (PDF) 1,0269 t f ( t) = 259, ,0069 t exp 259,0069 1, ,0269 Fungsi laju kegagalan untuk T/R Unit λ ( t) = 1, ,0069 t 259,0069 1, (hari) (hari) Fungsi kehandalan untuk T/R Unit R( t) = exp t 259,0069 1,0269 (hari)

30 Availability untuk T/R Unit λ λ A ( t ) = 1 exp λ 1778 t λ λ + 0,1778 ( ( + 0. ) ) Maintainability untuk T/R Unit : ( 0. t) M ( t) = 1 exp 1778 (hari) (hari)

31 µ Evaluasi Distribusi Data TTF dan TTR Collecting Electrode (CE) Rapping Motor Didapatkan distribusi paling sesuai untuk data CE rapping motor adalah distribusi weibull 2 dengan parameter β = 2,5869 dan η = 726,0195 Dengan menggunakan minitab 14 didapatkan bahwa distribusi data time to repair untuk CE rapping motor A paling sesuai dengan distribusi weibull 3 dengan MTTR= sehingga µ=1/mttr = 3,229

32 PDF : Reliability : (hari) (hari) Aviability : Laju Kegagalan : (hari) Maintainability: (hari)

33 Evaluasi Distribusi Data TTF dan TTR Discharge Elektrode (DE) Rapping Motor

34 Evaluasi Distribusi Data TTF dan TTR Hopper Vibromotor

35 Evaluasi Distribusi Data TTF dan TTR Scrubber Water Pump Motor

36 Evaluasi Distribusi Data TTF dan TTR Aeration Fan

37 Evaluasi Kehandalan ID Fan dengan Preventive Maintenance ID Fan mempunyai kehandalan 80% pada saatt = 20hari maka pada ID Fan PM dengan T = 20 hari. Fungsi kehandalan bearing ID Fan A setelah dilakukan PM adalah sebagai berikut: R m n ( t) = R( 20). R( t n.20)

38 Grafik nilai kehandalan ID Fan dengan PM untuk berbagai nilai t (hari) Nilai kehandalan setelah dilakukan preventive maintenance (Rm) mempunyai kecenderungan lebih menurun dibanding dengan dengan kehandalan tanpa dilakukan preventive maintenance (R). Oleh karena itu preventive maintenance merupakan perawatan yang tidak optimal untuk komponen ID Fan. Maka jenis perawatannyaberupa p No scheduled maintenance

39 Evaluasi Kehandalan T/R Unit dengan PM Dengan cara yang sama maka didapatkan grafik nilai kehandalan dengan PM (hari) Nilai kehandalan setelah dilakukan preventive maintenance (Rm) mempunyai kecenderungan sama dengan kehandalan tanpa dilakukan preventive maintenance (R). Oleh karena itu preventive maintenance merupakan perawatan yang tidak optimal untuk komponen T/R Unit. Maka jenis perawatannya berupa Scheduled on-condition task dengan jadwal perawatan 50 hari.

40 Evaluasi Kehandalan CE Rapping Motor dengan PM (hari) Nilai kehandalan setelah dilakukan preventive maintenance (Rm) mampunyai kecenderungan lebih menurun dibanding dengan kehandalan tanpa dilakukan preventive maintenance (R). Oleh karena itu preventive maintenance merupakan perawatan yang tidak optimal untuk komponen CE Rapping Motor Maka jenis perawatannya berupa Scheduled discard task dengan jadwal perawatan 40 hari.

41 Evaluasi Kehandalan DE rapping motor dengan PM (hari) Nilai kehandalan setelah dilakukan preventive maintenance (Rm) mempunyai kecenderungan lebih naik dibanding dengan kehandalan tanpa dilakukan preventive maintenance (R). Oleh karena itu preventive maintenance merupakan perawatan yang optimal untuk komponen DE rapping motor. Maka jenis perawatannya berupa Shdld Scheduled discardd task dengan jadwal perawatan 320 hari.

42 Evaluasi Kehandalan Hopper Vibromotor dengan PM (hari) Nilai kehandalan setelah dilakukan preventive maintenance (PM) lebih naik dibanding dengan kehandalan tanpa dilakukan preventive maintenance (R) Oleh karena itu preventive maintenance merupakan perawatan yang optimal untuk utu komponen Hopper vibromotor Maka jenis perawatannya berupa Scheduled discard task dengan jadwal perawatan 280 hari.

43 Evaluasi Kehandalan Scrubber Water Pump Motor dengan PM (hari) Nilai kehandalan setelah dilakukan preventive maintenance (Rm) mempunyai kecenderungan lebih naik dibanding dengan kehandalan tanpa dilakukan preventive maintenance (R). Oleh karena itu preventive maintenance merupakan perawatan yang optimal untuk kkomponen Scrubber Water Pump Motor. Maka jenis perawatannya berupa Scheduled discard task dengan jadwal perawatan 60 hari.

44 Evaluasi Kehandalan Aeration Fan dengan PM (hari) Nilai kehandalan setelah dilakukan preventive maintenance (Rm) mempunyai kecenderungan lebih menurun dibanding dengan kehandalan tanpa dilakukan preventive maintenance (R). Oleh karena itu preventive maintenance merupakan perawatan yang tidak optimal untuk komponen Aeration Fan Maka jenis perawatannya berupa No scheduled maintenance.

45 Evaluasi Kehandalan Sistem Gas Buang Boiler R sistem (t)=r 1 (t) x R 2 (t) x R 3 (t) X R 4 (t) X R 5 (t) x R 6 (t) x R 7 (t) Dimana: R 1 =kehandalan ID fan. R 2 =kehandalan T/R Unit R 3 =kehandalan CE rapping motor R 4 =kehandalan DE rapping motor R 5 =kehandalan hopper vibromotor R 6 =kehandalan scrubber water pump motor =kehandalan aeration fan R 7

46 Grafik Reliability Sistem Gas Buang Boiler

47 Evaluasi Kehandalan Sistem Gas Buang Boiler dengan PM Sistem gas buang boiler mempunyai kehandalan 80% pada saat t=10 hari maka pada membran dilakukan PM dengan T=10 hari. Fungsi kehandalan sistem gas buang boiler setelah dilakukan PM adalah sebagai berikut: R m sistem ( ) n t = R ( 10). R ( t n.10) sistem sistem

48 Grafik Evaluasi Sistem Gas buang boiler dengan PM reliability Time (hari)

49 Nilai kehandalan setelah dilakukan preventive maintenance (Rm) mempunyai kecenderungan lebih naik dibanding dengan kehandalan tanpa dilakukan k preventive maintenance (R). Oleh karena itu preventive maintenance merupakan perawatan yang optimal rata rata untuk keseluruhan sistem.

50 Evaluasi Biaya Pada evaluasi biaya ini diasumsi 1US$=Rp Komponen (C F ) Motor ID Fan = US$ T/R Unit = US$ CE rapping motor = US$ 650 DE rapping motor = US$ 620 Hopper vibromotor = US$ 630 Scrubber Water Pump Motor = US$ 738 Aeration fan = US$ 520 TOTAL = US$ 11008

51 Labor cost (C W ) Engineer 1 jam x Rp.92000x 1 orang = Rp Teknisi 4 jam x Rp.46000x 2 orang = Rp Labor 4 jam x Rp.17000x 1 orang = Rp Planer 0.5 jam x Rp.41000x 1 orang = Rp TOTAL = Rp = US$ 54.8

52

53 KESIMPULAN Dari tabel yang diatas dapat diketahui bahwa komponen yang kritis dalam sistem gas buang boiler adalah komponen CE rappping Motor karena komponen ini memiliki jangka waktu perawatan yang pendek yaitu sekitar 40 hari.

54 DAFTAR PUSTAKA : Andrews J.D. dan TR Moss Reliability and Risk Assassment Second Edition. New York. Dwi Priyanta Kehandalan Dan Perawatan. (URL: Ebeling, Charles E An Introduction To Reliability And Maintainability Engineering. Singapore: The Mc Graw-Hill Companies. Edward Kadek Widayana Peningkatan Keandalan Pada Sistem Pompa Produce Water Disposal Dangan Menggunakan Pendekatan Reliability Centered Maintenance II Study Kasus di VICO Indonesia. Surabaya : Teknik Industri ITS. Irfan Sutyodi Implementasi Reliability Centered Maintenance(RCM) Pada Stone Crusher Di PT. Trijaya Adymix Mojokerto. Surabaya : Teknik Fisika ITS. Moubray, John Reliability Centered Maintenance (RCM II) : Industrial Press Ing. Nouwen, Ing A Pompa I. Jakarta : Bhratara Karya Aksara. PT IPMOMI Paiton Diktat Kursus di PLTU Paiton unit 7 dan 8. Ramakumar R Engineering Reliability Fundamental and Aplications. New Jersey: Prentice Hall International Inc.

55 TERIMA KASIH