Analisis Risiko Pemuatan LNG Pada FSRU Dan Jalur Pipa Gas Menuju ORF

Transkripsi

1 Analisis Risiko Pemuatan LNG Pada FSRU Dan Jalur Pipa Gas Menuju ORF I Made Bayu Sukma Firmanjaya, Ketut Buda Artana, A.A.B Dinariyana DP Jurusan Teknik Sistem Perkapalan, Fakultas Teknologi Kelautan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Kampus ITS, Gedung WA Lt.2, Keputih, Sukolilo, Surabaya 60 bayusukmafirmanjaya@gmail.com Abstrak Penelitian ini menguraikan tentang analisis risiko (risk assessment) pada FSRU Lampung milik PT. Perusahaan Gas Negara (Persero) Tbk. Analisis risiko dilakukan untuk menanggulangi bahaya yang mungkin terjadi pada saat pengoperasian FSRU. Terdapat dua lingkup analisis risiko dalam penelitian ini. Lingkup yang pertama merupakan analisis risiko pemuatan LNG pada FSRU yang dapat menyebabkan bahaya kebakaran dan ledakan, yang dilakukan dengan pembuatan fire modeling untuk jenis hazard jet fire, gas dispersion, dan BLEVE. Hasil analisis lingkup pertama akan di representasikan kedalam f-n Curve. Lingkup yang kedua merupakan analisis risiko jalur pipa gas dari FSRU menuju ORF dengan hazard dropped anchor, dragged anchor, dan ship sinking. Hasil analisis lingkup kedua nantinya akan di representasikan kedalam risk matrix sesuai standar DNV-RP-F07 Risk Assessment Of pipeline Protection. Kata kunci : risk assessment, hazard, fire modeling, f-n Curve,risk matrix, I. PENDAHULUAN Liquified Natural Gas (LNG) merupakan sumber energi terbarukan masa kini, setelah sumber energi bahan bakar minyak mulai ditinggalkan. Hal itu dikarenakan keberadaan cadangan minyak bumi telah menipis. Banyak industri yang memanfaatkan LNG sebagai sumber energi, beberapa diantaranya industri power plant dan industri rumah tangga. LNG didapatkan dari gas alam yang telah diproses. Berawal dari gas alam diambil dari kilang minyak, menuju ke liquefaction plant untuk proses pembersihan. Pada liquefaction plant gas alam tersebut didinginkan hingga suhu C hingga berubah fasa menjadi cair. Gas alam yang memiliki suhu C inilah yang disebut LNG. Proses selanjutnya LNG tersebut di transportasikan dengan LNG Carrier menuju terminal penerima di darat yang memiliki fasilitas regasifikasi. Floating Storage And Regasification Unit (FSRU) merupakan fasilitas terminal penerima LNG yang berada di perairan. FSRU merupakan LNG Carrier yang memiliki fasilitas regasifikasi yang hampir sama dengan terminal penerima di darat. Setelah LNG melalui proses regasifikasi, LNG tersebut akan berubah fasa kembali menjadi fasa gas dengan suhu 5 0 C. Hingga akhirnya gas sampai kepada konsumen industriindustri yang memerlukan dengan media transfer menggunakan pipa. Pada saat pengoperasian FSRU, tentunya memiliki bahaya (hazard) yang bisa terjadi diakibatkan oleh faktor internal maupun faktor eksternal. Faktor internal yang dimaksud ialah kegagalan peralatan yang berada pada setiap sistem yang berada pada FSRU, terutama pada sistem pemuatan LNG pada FSRU hingga akhirnya LNG tersebut di regasifikasi dan berubah fasa menjadi gas. Bahaya yang mungkin terjadi pada saat proses pemuatan LNG berupa kebakaran dan ledakan, yang dapat berupa jet fire,gas dispersion, dan BLEVE. Faktor eksternal yang dapat menyebabkan bahaya ialah kegagalan yang diakibatkan oleh diluar pengaruh seluruh peralatan yang berada di FSRU. Salah satu contohnya ialah bahaya yang dimiliki pipa yang digelar dibawah laut (subsea pipeline). Bahaya yang mungkin terjadi pada pipa ialah terkena jatuhnya jangkar kapal nelayan (dropped anchor), terseret jangkar kapal nelayan (dragged anchor), ataupun terkena jatuhnya kapal yang tenggelam (ship sinking). Hal ini mungkin terjadi karena pipa berada di daerah alur pelayaran. Analisis risiko (risk assessment) dilakukan untuk mengetahui risiko yang terjadi dari bahaya tersebut dapat diterima atau tidak. Untuk bahaya faktor internal, bahaya dapat diidentifikasi (hazard identification) dengan menggunakan metode HAZOP Jenis bahaya yang dapat menyebabkan kebakaran dan ledakan, yang berupa jet fire, gas dispersion, dan BLEVE dapat dievaluasi dengan menggunakan f-n Curve. Bahaya faktor eksternal terhadap pipa yang dapat disebabkan oleh dropped anchor, dragged anchor, dan ship sinking dapat dievaluasi dengan risk matrix sesuai standar DNV-RP-F07 Risk Assessment Of Pipeline Protection. Dari hasil evaluasi risiko (risk evaluation) dengan menggunakan f-n Curve dan risk matrix, dapat diketahui risiko yang terjadi dari suatu bahaya berada pada daerah acceptable, ALARP, atau unacceptable. Jika risiko berada pada daerah unacceptable maka perlu dilakukan mitigasi, agar risiko berada pada daerah acceptable. Mitigasi dapat dilakukan dengan cara mengurangi frekuensi dari suatu kejadian atau dengan mengurangi konsekuensi dari suatu kejadian. Karena pada dasarnya analisis risiko merupakan perkalian antara frekuensi kejadian dan konsekuensi kejadian. II. DASAR TEORI Pada bagian ini akan dijelaskan beberapa hal mengenai teori yang berkaitan dengan analisis risiko yang akan diimplementasikan. Hal ini ditujukan untuk memberikan gambaran secara umum terhadap analisis risiko yang akan dibuat.

2 2 A. Analisis risiko (Risk assessment) Analisis risiko adalah metode sistematis untuk menentukan apakah suatu kegiatan mempunyai dampak yang dapat diterima atau tidak. Proses penilaian dilakukan untuk mengidentifikasi seluruh kemungkinan yang dapat membahayakan kesehatan manusia, lingkungan, proses produksi, maupun peralatan karena aktivitas manusia dan teknologi. Risiko umumnya didefinisikan sebagai kemungkinan dari sebuah kejadian yang menyebabkan kerugian dan memiliki potensi atas kerugian yang serius. Secara sistematis definisi dari risiko dapat dirumuskan ke dalam persamaan dibawah ini (W Kent Muhbeuer, 2004). Risk = (event likelihood) x (event consequence) Terdapat empat langkah dalam proses pengerjaan analisis risiko, antara lain :. Identifikasi bahaya (Hazard identification) 2. Analisis frekuensi (Frequence assessment) 3. Analisis konsekuensi (Consequence assessment) 4. Evaluasi (Risk evaluation) B. Identifikasi bahaya (Hazard identification) Bahaya atau hazard merupakan sumber potensi kerusakan atau situasi yang berpotensi untuk menimbulkan kerugian. Sesuatu disebut bahaya jika memiliki risiko dapat menyebabkan hasil yang tidak diinginkan. Hazard identification adalah proses pengenalan terhadap bahaya yang mungkin terjadi, tanpa melihat besar kecilnya risiko yang diakibatkan dari suatu bahaya. Bahaya yang dapat terjadi pada saat supply LNG dari LNG Carrier menuju FSRU dapat diidentifikasi dengan metode HAZOP. Bahaya yang dapat terjadi pada pipa yang digelar di seabed dapat diidentifikasi dengan acuan pada standar DNV-RP-F07. C. Analisis frekuensi (Frequence assessment) Perkiraan frekuensi dimulai dengan melakukan studi literature pada riset-riset yang telah dilakukan sebelumnya dan pada data-data yang pernah ada. Dari studi literature akan dianalisis berapa banyak frekuensi yang akan terjadi pada setiap kejadian. Nilai dari setiap kejadian tersebut, akan dijadikan sebagai acuan frekuensi. Perkiraan frekuensi juga dapat dilakukan dengan melakukan perhitungan sesuai data yang telah ada. Hasil dari perhitungan, sesuai dengan rangking frekuensi dari standar yang digunakan. D. Analisis konsekuensi (Consequence assessment) merupakan sesuatu yang bias diakibatkan dari potensi bahaya yang bisa terjadi, setelah diketahui bahaya yang mungkin terjadi setelah melakukan hazard identification. Potensi bahaya yang bias ditimbulkan sangat besar, maka dari itu perlu dilakukan analisis konsekuensi. Setelah diketahui dampak yang diperkirakan mungkin terjadi, bias dilakukan pemodelan konsekuensi dengan beberapa metode. Fire modeling merupakan salah satu metode yang bias dilakukan untuk mengetahui konsekuensi yang terjadi pada bahaya kebakaran berupa jet fire, gas dispersion, dan BLEVE. Perkiraan konsekuensi juga bisa dilakukan dengan melakukan perhitungan sesuai standar yang digunakan. Diharapkan agar hasil dari perhitungan konsekuensi sesuai dengan rangking konsekuensi pada standar yang digunakan sebagai acuan. E. Evaluasi (Risk evaluation) Dalam analisis risiko perlu ditentukan kriteria penerimaan risiko. Hal tersebut biasanya dikaitkan dengan peluang terjadinya kecelakaan yang dapat menyebabkan kematian. Hasil dari analisis frekuensi dan hasil dari konsekuensi akan direpresentasikan kedalam kriteria evaluasi berupa f-n Curve dan risk matrix. F. f-n Curve f-n Curve merupakan metode yang menghasilkan informasi secara grafik mengenai frekuensi suatu kejadian dan dapat merepresentasikan jumlah korban jiwa dalam suatu kejadian. Jumlah frekuensi kejadian dinyatakan f dan jumlah korban dinyatakan dengan N, yang kemudian dipasangkan pada tiap frekuensi f. Hasil pasangan f-n ini, selanjutnya akan dimasukkan kedalam f-n Curve sesuai standar UK HSE yang terdapat pada gambar 2.. (UK HSE, 200) Gambar 2. f-n Curve G. DNV-RP-F07 DNV-RP-F07 merupakan standar yang digunakan untuk perlindungan pipa. Standar DNV-RP-F07, memiliki batas nilai rangking frekuensi dan rangking konsekuensi. Yang nantinya akan direpresentasikan kedalam risk matrix. Gambar 2.2 dibawah menunjukkan risk matrix DNV-RP- F07. Tabel 2. dan 2.2 menunjukan rangking frekuensi dan rangking konsekuensi DNV-RP-F07. (Det Norske Veritas, 200) Gambar 2.2 Risk matrix DNV-RP-F07 Tabel 2. Rangking frekuensi Rangking Damage Description Frekuensi Tahunan Frekuensi sangat rendah dimana kejadian dapat diabaikan. <0-5 2 Kejadian diperkirakan jarang terjadi. 0-4 >0-5 3 Kejadian secara individu tidak diperkirakan terjadi, tapi ketika diringkaskan melebihi jumlah yang besar dari saluran pipa dipercayakan terjadi sekali dalam setahun. 0-3 >0-4

3 3 4 5 Lanjutan tabel 2. Kejadian secara individu mungkin diperkirakan terjadi sekali selama usia saluran pipa. 0-2 >0-3 Kejadian secara individu mungkin diperkirakan terjadi lebih dari sekali selama usia saluran pipa. >0-2 Tabel 2.2 Rangking konsekuensi Dent/ Conditional Probability Diameter Damage Description (%) D D2 D3 R0 R R2 < 5 Minor Damage Leakage Anticipated Leakage and Rupture Anticipated Leakage and Rupture Anticipated > 20 Rupture III. METODOLOGI Dalam penelitian ini, terdapat dua lingkup analisis. Lingkup analisis yang pertama mengenai analisis risiko pemuatan LNG pada FSRU dan lingkup analisis kedua ialah analisis risiko jalur pipa gas yang digelar diatas seabed. Tujuan utama dari lingkup analisis pertama ialah mendapatkan risiko dari proses pemuatan LNG pada FSRU dan mendapatkan rekomendasi penurunan tingkat risiko. Tujuan utama dari lingkup analisis kedua ialah mendapatkan tingkat risiko jalur pipa gas dari FSRU menuju terminal penerima didarat karena bahaya dari dropped anchor, dragged anchor, dan ship sinking. Data-data yang berhasil dikumpulkan berupa P&ID pemuatan LNG pada FSRU, data lingkungan, data desain jalur pipa, dan data spesifikasi pipa. Data-data tersebut nantinya akan digunakan sebagai acuan untuk menganalisis penelitian lebih lanjut. Untuk lingkup analisis pertama, hazard identification dilakukan dengan menggunakan metode HAZOP. Nilai dari analisis frekuensi kegagalan peralatan didapatkan dari datadata OREDA dan HSE. Analisis konsekuensi dilakukan dengan melakukan pemodelan fire modeling berupa skenario jet fire, gas dispersion, dan ship sinking. Hasil evaluasi dari analisis frekuensi dan analisis konsekuensi akan direpresentasikan kedalam f-n Curve. Lingkup analisis kedua, hazard identification dilakukan berdasarkan possible hazard yang tertera pada DNV-RP- F07. Untuk menganalisis frekuensi dan konsekuensi, digunakan rangking frekuensi dan rangking konsekuensi standar DNV-RP-F07 sebagai acuan penentuan tingkat risiko. Hasil analisis frekuensi dan konsekuensi akan direpresentasikan ke dalam risk matrix. IV. ANALISIS DATA 4.. Lingkup analisis I Hazard identification Dari hasil analisis hazard identification dengan metode HAZOP yang telah dilakukan, didapatkan 8 skenario untuk fire modeling. Hasil analisis hazard identification dengan metode HAZOP dapat dilihat pada tabel 4.. SCENARIO. NO Tabel 4. Contoh skenario hasil analisis HAZOP NODE. NO 2 3 POSSIBLE CAUSES blockage (butterfly valve) leakage ( PCV) blockage ( PSV ) CONSEQUENCE Overpressure on pipe, high back pressure, gas release leads to jet fire and BLEVE if exist source of fire Gas dispersion, possibly leads to fire Over preassure on pipe, pipe rupture, possibly leads to jet fire and explosion PROBABILITY OF INITIATING EVENT 9.26E E-05.87E-06 Nilai dari probability of initiating event pada hasil analisis HAZOP, digunakan sebagai nilai dari analisis frekuensi. Analisis Analisis konsekuensi dilakukan dengan melakukan pemodelan fire modeling dengan 8 skenario yang berupa jet fire, gas dispersion, dan BLEVE dengan acuan hasil analisis HAZOP. Dari masing-masing skenario yang dibuat, fire modeling divariasikan kembali dengan lubang (hole) yang berbeda-beda sesuai standar UK HSE. Contoh hasil analisis konsekuensi skenario dapat dilihat pada tabel 4.2 dan gambar 4.. Tabel 4.2 Contoh hasil analisis konsekuensi Skenario Fatalities No Full rupture 4 Rupture 0. m 2 Rupture 0.05 m 0 Rupture 0.25 m 0 Gambar 4. Fire modeling skenario hole 0.m Risk Evaluation Untuk mengetahui risiko berada pada daerah yang bisa diterima, hasil dari analisis frekuensi dan konsekuensi harus dimasukkan kedalam f-n Curve. Nilai f merupakan nilai frekuensi probability of initiating event dan nilai N merupakan jumlah korban pada setiap variasi lubang masing-masing skenario. Sebagai contoh untuk risiko skenario dapat dilihat pada tabel 4.3 dan gambar 4.2.

4 4 Frequency (f) Tabel 4.3 Nilai frekuensi dan konsekuensi skenario full rupture Skenario No Frequency Fatalities Full rupture 9.26E-06 4 Rupture 0. m 9.26E-06 2 Rupture 0.05 m 9.26E-06 0 Rupture 0.25 m 9.26E-06 0 Gambar 4.2 f-n Curve full rupture skenario 4.2. Lingkup Analisis II Analisis Frekuensi Penilaian frekuensi bertujuan untuk mendapatkan kemungkinan kapal melakukan hazardous event pada waktu tertentu. Dengan keterbatasan data yang dimiliki, diambil beberapa asumsi untuk mempermudah dan memberikan batasan terhadap penilaian tersebut. Asumsi utama untuk mendapatkan frekuensi untuk dropped anchor, dragged anchor dan ship sinking, dapat dituliskan seperti dibawah ini :. Kecepatan kapal 2 knot, 4 knot, 6 knot, 8 knot. 2. Peluang kapal mejatuhkan jangkarpada daerah CADZ pertahun sebesar 5%. 3. Peluang kapal mejatuhkan jangkarpada daerah CADZ pertahun sebesar 4%. 4. Peluang kapal mejatuhkan jangkarpada daerah CSZ pertahun sebesar 0.05%. 5. Critical Anchor Damage Zone (CADZ) = 2 x lebar jangkar + diameter pipa + ketebalan lapisan pipa. 6. Critical Sinking Zone (CSZ) = 2 x panjang kapal + diameter pipa. Hasil dari penilaian frekuensi akibat hazard untuk kecepatan kapal 2 knot, 4 knot, 6 knot, dan 8 knot dapat dilihat pada tabel 4.4. Tabel 4.4 Penilaian Frekuensi dropped anchor, dragged anchor dan ship sinking Ship Speed 2 knot 4 knot 6 knot.0e+00.0e-02.0e-04.0e-06.0e-08 Skenario full rupture Number Of Fatalities (N) FREQUENCY ASSESSMENT SUMMARY Unaccaptable ALLARP Scenario Dropped Anchor Dragged Anchor Sinking Ship type Frequenc Frequenc Ran Ran Rank Frequency y y k k A 7.70E E E-09 B.68E-06.34E-06.68E-08 C.94E-06.55E-06.94E-08 D.8E-06.45E-06.8E-08 E 3.8E E E-08 A 5.2E E E-09 B 8.39E E E-09 C 9.7E E E-09 D 9.06E E E-09 E.90E-06.52E-06.90E-08 A 3.47E E E-09 B 5.59E E E-09 C 6.47E E E-09 D 6.04E E E-09 E.27E-06.02E-06.27E-08 8 knot Lanjutan tabel 4.4 A 2.60E E-07.93E-09 B 4.9E E E-09 C 4.85E E E-09 D 4.53E E E-09 E 9.52E E E-09 Analisis Analisis konsekuensi dilakukan terhadap bahaya yang dapat terjadi untuk menentukan dampak bahaya terhadap jalur pipa. Bahaya yang dianalisis berupa dropped anchor, dragged anchor, dan ship sinking. Dilakukan perhitungan sesuai standar DNV-RP-F07 dan DNV-RP-F dengan acuan data-data yang ada. Setelah hasil dari seluruh perhitungan konsekuensi didapatkan, hasil tersebut dirangking berdasarkan konsekuensi yang ada pada standar DNV-RP-F07. Pada tabel 4.5 dijelaskan energi yang diterima oleh pipa dengan kedalaman kerusakan sesuai standar DNV-RP-F07. Tabel 4.5 Impact energy yang diterima pipa berdasarkan dent/diameter (%) Rangking Dent/diameter Energi (kj) (%) No Coating Coating < 5 < 3.9 < > 20 > > Penilaian konsekuensi akibat dropped anchor Analisis risiko akibat dropped anchor dilakukan dengan menghitung energi yang diberikan oleh jangkar ketika menumbuk pipa secara vertical. Energi tumbukan tersebut diserap oleh tahanan yang dimiliki pipa ditambah dengan kemampuan concrete coating yang melindungi pipa tersebut. Pada tabel 4.6 dapat dilihat besar energi yang diterima pipa dengan berat jangkar tertentu. Tabel 4.6 Energi yang diterima pipa akibat dropped anchor (J) A Fishing <5 GT 7.70E-07 4 B Fishing 5-0 GT.68E-06 5 C Fishing 0-5 GT.94E D Fishing 5-20 GT.8E E PELRA 64 GT 3.8E Penilaiankonsekuensi akibat dragged anchor Pada perhitungan konsekuensi akibat dragged anchor, jalur pipa diasumsikan terseret oleh jangkar. Energi yang dihitung berdasarkan besarnya impact terhadap pipa, pullover, dan hooking. Pada tabel 4.7 dapat dilihat besar energi yang diterima pipa. Tabel 4.7 Energi yang diterima pipa akibat dragged anchor (KJ) A Fishing <5 GT 2.08E B Fishing 5-0 GT 3.35E C Fishing 0-5 GT 3.88E D Fishing 5-20 GT 3.62E E PELRA 64 GT 7.6E

5 5 Penilaian konsekuensi akibat ship sinking Berdasarkan hasil perhitungan didapatkan besar energi yang dihasilkan oleh kapal yang tenggelam dan menimpa pipa. Pada tabel 4.8 dapat dilihat besar energi yang diterima oleh pia. Tabel 4.8 Energi yang diterima pipa akibat ship sinking (KJ) A Fishing <5 GT.93E B Fishing 5-0 GT 4.9E C Fishing 0-5 GT 4.85E D Fishing 5-20 GT 4.53E E PELRA 64 GT 9.52E Risk Evaluation Dengan mengetahui hasil perhitungan frekuensi dan konsekuensi akibat dropped anchor, dragged anchor, dan ship sinking dapat diketahui tingkat risiko dengan merepresentasikannya kedalam risk matrix. Risk matrix 5 x 5 yang digunakan sesuai dengan standar DNV-RP-F07. Berikut merupakan risk matrix akibat dropped anchor, dragged anchor, dan ship sinking. Risk matrix akibat dropped anchor ABCDE <0-5 dropped anchor dengan pipa yang berada diatas seabed (trench depth 0 m). Dimana tingkat risiko berada pada level yang dapat diterima (acceptable) pada jenis kapal A,B,C,D, dan E. Risk matrix akibat dragged anchor ABCDE <0-5 dragged anchor dengan pipa yang berada diatas seabed (trench depth 0 m) dan variasi kecepatan kapal 2,4,6,8 knot. Tingkat risiko berada pada level yang dapat diterima (acceptable) untuk jenis kapal A,B,C,D,dan E. depth 0 m). Tingkat risiko berada pada level yang dapat diterima (acceptable) untuk jenis kapal A dan B. Sedangkan kapal dengan jenis C,D,dan E berada pada level ALARP. V. KESIMPULAN Dari hasil pengamatan selama penelitian, didapatkan kesimpulan sebagai berikut : Lingkup analisis I :. Didapatkan 8 skenario kejadian kebakaran dan ledakan dari hasil pengidentifikasian bahaya yang dimodelkan dengan fire modeling. 2. Bahaya yang diakibatkan gas release dalam bentuk cairan bila terkena sumber panas (jet fire dan pool fire) menimbulkan risiko yang lebih berbahaya. 3. Gas release dari PRV (pressure release valve) tidak memiliki bahaya yang signifikan. Lingkup analisis II :. Risiko akibat pipa kejatuhan jangkar (dropped anchor) berada pada daerah dapat diterima (acceptable) untuk semua jenis kapal. 2. Risiko akibat pipa terseret jangkar (dragged anchor) berada pada daerah dapat diterima (acceptable) untuk semua jenis kapal. 3. Risiko akibat pipa terkena beban kapal tenggelam (ship sinking) untuk jenis kapal A dan B berada pada daerah dapat diterima (acceptable), tetapi untuk jenis kapal C,D,dan E berada pada daerah ALARP. DAFTAR PUSTAKA Det Norske Veritas Risk Assessment OF Pipeline Protection HSE Failure Rate And Event Data For Use Within Risk Assessments. Kent, MW Pipeline Risk Management Manual, Third Edition, Ideas, Techniques, and Resources. Elsevier Inc. OREDA Offshore Reliability Data Hadbook 4 th Edition. Sociental Risk : Initial Briefing to Societal Risk Technical Advisory. HSE Risk matrix akibat ship sinking A B CDE <0-5 ship sinking dengan pipa yang berada diatas seabed (trench