method of corrosion mapping

Upload: nur-abdillah-siddiq

Post on 14-Oct-2015

51 views

Category:

Documents


1 download

DESCRIPTION

Method of Corrosion Mapping

TRANSCRIPT

  • Jurusan Teknik Material dan Metalurgi FTI-ITS 1

    PEMETAAN KOROSI (CORROSION MAPPING) PADA UNIT 93 AREA 90 SULFUR

    RECOVERY UNIT (SRU) BERDASARKAN STANDAR API 581 DI PERTAMINA RU

    IV CILACAP

    Dimas Prayudi Suhendro (2707100019)

    Dosen Pembimbing : Prof.Dr.Ir.Sulistijono, DEA; Budi Agung K. ST, MSc

    Jurusan Teknik Material dan Metalurgi, Fakultas Teknologi Industri,

    Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya

    [email protected]

    ABSTRAK

    In designing the corrosion mapping at Unit 93 on Area 90 Sulfur Recovery Unit (SRU) RU IV

    PERTAMINA Cilacap uses a standard of API 581. Firstly, the data and document of the entire mill equipment at

    Unit 93 were collected in the form of corrosion mapping data table. Then, a study of literature related to the

    mode of failure due to corrosion and other damage that occur in the Sulfur Recovery Unit, were done. After that,

    the identification and evaluation of corrosion damage mode and damage that may occur, in this case is limited

    to Thinning and Stress Corrosion Cracking in the entire system of piping and equipment 93 units, were done.

    And last, make a map of corrosion in the form of color symbols on the Process Flow Diagram (PFD) equipment

    unit 93 along with the provision of advice / recommendations on the assessment of corrosion mapping.

    Corrosion Map of Unit 93 Area 90 Sulfur Recovery Unit (SRU) RU IV PERTAMINA Cilacap showed

    that most of the process equipment located at this unit are in danger condition, in the mean of very prone to

    corrosion. Generally, corrosion of process equipment in unit 93 follow the mechanism of Thinning (general

    corrosion and localized corrosion) that is a High Temperature Sulfidic / Naphthenic Acid Corrosion, High

    Temperature H2S / H2 Corrosion, Sour Water Corrosion and High Temperature Oxidation caused by impurities

    in the flow process of the content of sulfur compound and acid naphthenat. In addition, most of the process

    equipment in unit 93 is prone (in the category High susceptibility) against the Stress Corrosion Cracking of

    Sulfide Stress Cracking and HIC/SOHIC-H2S

    Keywords : Sulfur Recovery Unit (SRU), Corrosion Mapping, API Standard 581, Thinning, Stress Corrosion

    Cracking.

    PENDAHULUAN

    Korosi adalah permasalahan utama yang

    terjadi pada peralatan-peralatan logam yang ada

    di perusahaan-perusahaan manapun. Pemetaan

    korosi (Corrosion Mapping) adalah suatu

    metode yang bertujuan untuk mencari,

    mengungkap, memetakan dan melakukan

    pengukuran potensi korosi, erosi, atau pemetaan

    seluruh ketebalan dinding dari tiap-tiap

    equipment yang terdapat pada suatu unit kerja.

    Metode ini sangat efektif untuk menggambarkan

    persebaran permasalahan korosi pada suatu unit

    kerja yang dapat memberikan informasi untuk

    menetapkan laju korosi, panjang umur sisa,

  • Jurusan Teknik Material dan Metalurgi FTI-ITS 2

    pemeliharaan, dan siklus perbaikan dari

    peralatan.

    PT Pertamina (Persero) RU IV Cilacap

    memiliki unit yang sangat rentan akan

    permasalahan korosi yaitu Sulfur Recovery Unit

    (SRU) dimana unit ini berfungsi sebagai

    pengubah sulfur yang berbentuk acid gas

    menjadi produk yang berupa sulfur liquid.

    Selain itu pada unit SRU belum pernah

    dilakukan Total Maintenance dan Corrosion

    Mapping sebelumnya. Oleh karena itu, salah

    satu cara yang digunakan untuk mengetahui

    persebaran korosi yang terjadi pada unit ini

    adalah melakukan perancangan pemetaan korosi

    (Corrosion Mapping). Pemetaan korosi ini

    digambarkan dalam bentuk pemberian simbol

    warna pada Process Flow Diagram (PFD)

    peralatan Unit 93 pada Area 90 Sulfur Recovery

    Unit (SRU) serta penentuan jenis dan

    mekanisme korosinya menggunakan API

    standard 581.

    METODOLOGI

    Perancangan Corrosion Mapping ini

    dimulai dengan menentukan jumlah dan jenis

    peralatan yang terdapat pada Unit 93 SRU serta

    melakukan pengamatan langsung di lapangan

    baik peninjauan tempat, alat konstruksi maupun

    proses produksi secara keseluruhan, kemudian,

    mengumpulkan data dan dokumen seluruh

    peralatan kilang di Unit 93 pada Area 90 Sulfur

    Recovery Unit (SRU) PERTAMINA RU IV

    Cilacap antara lain sistem perpipaan, kolom,

    bejana tekan (pressure vessel), peralatan

    penukar panas (heat exchanger, cooler,

    condensor) dan sejenisnya dalam bentuk tabel

    pemetaan korosi. Setelah itu, melakukan studi

    literatur yang berhubungan dengan kegagalan

    akibat modus korosi dan modus kerusakan

    lainnya yang terjadi di Sulfur Recovery Unit.

    Kemudian melakukan identifikasi dan evaluasi

    kerusakan akibat modus korosi dan modus

    lainnya yang mungkin terjadi pada seluruh

    sistem perpipaan dan peralatan unit 93

    berdasarkan Standar API 581. Langkah

    selanjutnya adalah membuat peta korosi dalam

    bentuk diagram alir proses (PFD) yang

    dikodekan dalam simbol warna untuk

    masing-masing tingkat kerawanan korosi. Dan

    terakhir membuat kesimpulan dan

    saran/rekomendasi terhadap hasil pengkajian

    pemetaan korosi.

    Gambar 1. Diagram Alir Perancangan

    AlchemistHighlight

    AlchemistHighlight

    AlchemistHighlight

    AlchemistHighlight

  • Jurusan Teknik Material dan Metalurgi FTI-ITS 3

    HASIL DAN PEMBAHASAN

    Penentuan Laju Korosi pada Thinning

    Setelah melalui diketahui jenis korosi dan

    kerusakan yang terjadi, kemudian ditentukan laju

    korosi sesuai dengan standar API 581. Penentuan

    laju korosi pada High Temperature Sulfidic /

    Naphthenic Acid Corrosion dilakukan sesuai

    dengan diagram alir pada G3 API Standard 581

    kemudian disesuaikan dengan nilai laju korosi

    pada tabel G21-25 API Standard 581. Penentuan

    laju korosi pada High Temperature H2S / H2

    Corrosion dilakukan sesuai dengan diagram alir

    pada G4 API Standard 581 kemudian di sesuiakan

    dengan nilai laju korosi pada tabel G27-32 API

    Standard 581. Penentuan laju korosi pada Sour

    Water Corrosion dilakukan sesuai dengan diagram

    alir pada G7 API Standard 581 kemudian di

    sesuiakan dengan nilai laju korosi pada tabel G45

    API Standard 581. Penentuan laju korosi pada

    High Temperature Oxidation dilakukan sesuai

    dengan diagram alir pada G9 API Standard 581

    kemudian di sesuiakan dengan nilai laju korosi

    pada tabel G52A-B API Standard.

    Laju korosi terhitung, Rc (calculated

    corrosion rate, mmpy) ditentukan berdasarkan

    data ketebalan yang diperoleh dari hasil

    inspeksi peralatan. Apabila data inspeksi tidak

    tersedia, maka laju korosi diperkirakan

    berdasarkan tabel-tabel yang tersedia dalam

    Appendix G, API 581, untuk setiap senyawa

    korosif yang dapat menyebabkan resiko

    Thinning, baik General Thinning maupun

    Localized Thinning. Estimasi laju korosi yang

    terdapat dalam setiap tabel adalah hasil

    perkiraan yang paling konservatif (laju korosi

    maksimum) untuk setiap kondisi (pada

    komposisi dan temperatur aktual maksimum,

    jika tidak tersedia maka menggunakan data

    rancangan), dan diasumsikan sebagai

    pendekatan terhadap laju korosi terhitung, RC.

    High Temperature Sulfidic / Naphthenic Acid

    Corrosion

    Tabel 1 Data Requirements Perhitungan Laju

    Korosi High Temperature Sulfidic / Naphthenic

    Acid Corrosion

    Contoh Perhitungan :

    Material = Carbon Steel

    Wt% Sulfur= (32.23/332.26) x 100%

    = 9.7%

    TAN = 1.0 mg/g

    Temperatur= Shell : 217oC (422oF)

    Tube : 300oC (572oF)

    A B C D

    Tag

    No.

    Deskrip

    si Alat

    Tekanan, kg/cm2

    (mmHg a) Temperatur, [oC]

    Rancan

    gan Operasi

    Rancanga

    n Operasi

    93-E

    -401

    Waste

    Heat

    Exchan

    ger

    Shell :

    22

    Tube :

    3.5

    Shell :

    20.23

    Tube :

    0.58

    Shell :

    370

    Tube :

    343

    Shell :

    217

    Tube :

    300

    E F G H

    Fluida Kerja

    Material

    Corrosion

    Allowanc

    e [mm]

    Korosi

    Jenis Komposisi

    [kg-mol/hr] Mekanisme

    Laju

    [mmpy]

    Shell :

    MP

    Steam

    Tube :

    Gas

    5.71 H2,

    170 N2,

    2.99 CO2,

    20 H2S, 10

    SO2, 32.23

    Sulphur

    Vapor, TAN

    1.0 mg/g

    Shell : SA

    516 - 70

    Tube : SA

    179

    Shell :

    1.5 Tube :

    3

    Thinning : -

    HT

    Sulfidic/Na

    phtenic

    Corr

    (Localized)

    AlchemistHighlight

    AlchemistHighlight

    AlchemistHighlight

    AlchemistHighlight

    AlchemistHighlight

    AlchemistHighlight

  • Jurusan Teknik Material dan Metalurgi FTI-ITS 4

    Tabel 2 Penentuan laju korosi untuk Carbon

    Steel (mpy) - (tabel G-17, API 581)

    Ra = CA/ 20

    = 1.5/20 = 0.075 mmpy

    Rc = 8 mpy *0.0254 = 0.2032 mmpy

    Ra/Rc = 0.075/0.2032 = 0.37

    Jadi, karena Ra/Rc < 1 maka Tingkat

    Kerawanannya berada dalam kategori Bahaya

    High Temperature H2S / H2 Corrosion

    Tabel 3 Data Requirements Perhitungan Laju

    Korosi High Temperature H2S / H2 Corrosion

    Contoh Perhitungan :

    Material = Carbon Steel

    %mole H2S= (20/1.065) * 100%

    (%volume)= 0.187%

    Type Hydrocarbon = Gas Oil

    Temperatur= Shell : 175oC (347oF)

    Tabel 4 Penentuan laju korosi untuk Carbon Steel,

    11/4 Cr, dan 21/4 Cr Steel (mpy) (tabel G-27, API

    581)

    Ra = CA/ 20

    = 3.175/20 = 0.1587 mmpy

    Rc = 3 mpy *0.0254 = 0.0762 mmpy

    Ra/Rc = 0.1587/0.0762 = 2.0833

    Jadi, karena Ra/Rc > 2 maka Tingkat

    Kerawanannya berada dalam kategori Aman

    E F G H

    Fluida Kerja

    Material

    Corrosion

    Allowanc

    e [mm]

    Korosi

    Jenis Komposisi

    [kg-mol/hr]

    Mekanis

    me

    Laju

    [mmpy]

    ACID

    GAS

    5.71 H2, 170

    N2, 2.99

    CO2, 20 H2S,

    10 SO2, 0.19

    Sulphur

    Vapor, 0.65

    Sulphur

    Liquid

    Carbon

    Steel

    ASTM

    A106

    Gr.B

    Seamles

    s Pipes 3,175

    Thinning

    : - HT

    H2S/H2

    Corr(Ge

    neral)

    A B C D

    Tag

    No.

    Deskripsi

    Alat

    Tekanan, kg/cm2

    (mmHg a) Temperatur, [oC]

    Rancan

    gan Operasi

    Rancan

    gan Operasi

    93-PL-

    90701-

    AK-14

    -lh

    Pipe from

    93-E-402

    A TUBE

    SIDE to

    93-E-403 3,5 0,49 210

    175/17

    3

  • Jurusan Teknik Material dan Metalurgi FTI-ITS 5

    Sour Water Corrosion

    Tabel 5 Data Requirements Perhitungan Laju

    Korosi Sour Water Corrosion

    Contoh Perhitungan :

    Material = Carbon Steel

    Kp(%mole H2S) = (95.11/0.37)*100%

    (%volume) = 2.57%

    Velocity = 116.32 m/hr(0.11 fps)

    Tabel 6 Penentuan laju korosi untuk Carbon Steel,

    11/4 Cr, dan 21/4 Cr Steel (mpy) (tabel G-45, API

    581)

    Ra = CA/ 20 = 3/20 = 0.15 mmpy

    Rc =300 mpy *0.0254 = 7.62 mmpy

    Ra/Rc = 0.15/7.62 = 0.0197

    Jadi, karena Ra/Rc < 1 maka Tingkat

    Kerawanannya berada dalam kategori Bahaya

    High Temperature Oxidation

    Tabel 7 Data Requirements Perhitungan Laju

    Korosi High Temperature Oxidation

    A B C D

    Tag

    No.

    Deskripsi

    Alat

    Tekanan, kg/cm2

    (mmHg a) Temperatur, [oC]

    Rancan

    gan Operasi

    Rancan

    gan Operasi

    93-F

    -401

    Reaction

    Furnace

    Burner 3,5 0,65 343 138

    E F G H I

    Fluida Kerja

    Mate

    rial

    Corrosi

    on

    Allowa

    nce

    [mm]

    Veloc

    ity

    Flow

    [m/hr

    ]

    Korosi

    Jenis

    Kompo

    sisi

    [kg-mo

    l/hr]

    Mekani

    sme

    Laju

    [mm

    py]

    FUEL

    GAS

    3.32

    CO2,

    0.05

    H2,

    95.11

    H2S

    pH :

    1-2

    Carb

    on

    Steel 3

    116,3

    2

    Thinnin

    g : -

    Sour

    Water

    Corr

    (Gener

    al)

    A B C D

    Tag No. Deskripsi

    Alat

    Tekanan, kg/cm2

    (mmHg a) Temperatur, [oC]

    Rancan

    gan Operasi

    Rancan

    gan Operasi

    93-HPC-

    90803-U

    -1.5-lh

    Pipe from

    93-E-403

    SHELL

    SIDE to

    STEAM

    TRAP

    66,0

    19,50

    482,0

    460,0

    E F G H

    Fluida Kerja

    Material

    Corrosion

    Allowanc

    e [mm]

    Korosi

    Jenis

    Komposis

    i

    [kg-mol/h

    r]

    Mekani

    sme Laju [mmpy]

    HP

    COND

    Steam (02

    &N2)

    1 1/4%

    Cr 1/2%

    Mo A335

    ( Seamles

    s Ferritic

    Alloy

    Steel

    Pipe) 1.651

    Thinnin

    g : -

    High

    Temper

    ature

    Oxidati

    on

    (Gener

    al)

  • Jurusan Teknik Material dan Metalurgi FTI-ITS 6

    Contoh Perhitungan :

    Material = 1 1/4% Cr 1/2% Mo A335

    (Seamless Ferritic Alloy Steel Pipe)

    Temperatur = 460oC (860oF)

    Tabel 8 Penentuan laju korosi untuk High

    Temperature Oxidation (Tabel G-52A, API 581)

    Ra = CA/ 20 = 1.651/20 = 0.0825 mmpy

    Rc =2 mpy *0.0254 = 0.0508 mmpy

    Ra/Rc =0.0825/0.0508 = 1.625

    Jadi, karena Ra/Rc = 1-2 maka Tingkat

    Kerawanannya berada dalam kategori Waspada

    Penentuan Tingkat Kerawanan terhadap

    Thinning

    Setelah didapatkan nilai laju korosi

    masing-masing jenis Thinning dari tiap-tiap

    equipment, kemudian dilakukan penentuan tingkat

    kerawanan dalam setiap equipment dengan

    membandingkan laju korosi yang dibolehkan, Ra

    (allowable corrosion rate, mmpy) yang dihitung

    dari corrosion allowance (CA) perancangan

    dibagi 20 tahun kerja, dengan laju korosi terhitung,

    Rc (calculated corrosion rate, mmpy) sesuai

    dengan Tabel 9 di bawah ini. Asumsi yang

    diambil adalah umur teknis peralatan 20 tahun

    dan laju penipisan (corrosion rates) konstan

    selama umur pakai (20 tahun).

    Tabel 9 Penentuan Tingkat Kerawanan

    terhadap Thinning

    Laju Korosi

    Terhitung

    Berdasarkan

    Data Operasi,

    Rc

    (Calculated

    Corrosion

    Rates)

    Laju Korosi

    Yang

    Dibolehkan,

    Ra, =

    Corrosion

    Allowance /

    20

    (Allowable

    Corrosion

    Rate)

    Tingkat

    Kerawanan

    (Ra / Rc )

    Laju korosi

    terhitung,

    Rc (mm/y)

    Allowable

    Corrosion

    Rate,

    Ra = CA/20

    (mm/y)

    Ra / Rc < 1

    Bahaya

    Ra / Rc =

    12

    Waspada

    Ra / Rc > 2

    Aman

    (Based on API Standard 581)

    Pemberian Simbol Warna Untuk Thinning

    pada Process Flow Diagram (PFD) Unit 93

    SRU

    Pemetaan korosi untuk Unit 93 pada Area 90

    Sulfur Recovery Unit (SRU) PERTAMINA RU

    IV Cilacap dibuat berdasarkan perkiraan laju

    korosi dan penentuan tingkat kerawanan untuk

    masing-masing peralatan proses dan dinyatakan

    bahwa :

    a. Bila kondisi alat dinyatakan bahaya, maka

    pada PFD diberi warna merah.

    b. Bila kondisi alat dinyatakan waspada,

    maka pada PFD diberi warna kuning.

    c. Bila kondisi alat dinyatakan aman, maka

    pada PFD diberi warna hijau.

  • Jurusan Teknik Material dan Metalurgi FTI-ITS 7

    Penentuan Tingkat Kerawanan terhadap Stress

    Corrosion Cracking (SCC)

    Sulfide Stress Cracking

    Tabel 10 Data Requirements Tingkat Kerawanan

    terhadap Sulfide Stress Cracking

    Contoh Penentuan :

    H2S Content = 250 ppm (T>100oC)

    pH = 1-2

    PWHT = No

    Max Brinnell Hardness = 430

    Tabel 11 Environmental Severity - (tabel H-9,

    API 581)

    Tabel 12 Kerawanan terhadap SSC - (tabel

    H-10, API 581)

    Jadi, Tingkat Kerawanan terhadap SSC berada

    dalam kategori High Susceptibility

    Hydrogen-Induced Cracking dan

    Stress-Oriented Hydrogen Induced Cracking

    dalam Hydrogen Sulfide Service

    (HIC/SOHIC-H2S)

    Tabel 13 Data Requirements Tingkat Kerawanan

    terhadap HIC/SOHIC-H2S

    A B C D E

    Tag

    No.

    Deskrip

    si Alat

    Tekanan, kg/cm2

    (mmHg a) Temperatur, [oC]

    Fluida

    Kerja

    Rancan

    gan

    Oper

    asi

    Rancan

    gan

    Oper

    asi Jenis

    93-E

    -401

    Waste

    Heat

    Exchan

    ger

    Shell :

    22

    Tube :

    3.5

    Shell

    :

    20.23

    Tube

    : 0.58

    Shell :

    370

    Tube :

    343

    Shell

    : 217

    Tube

    : 300

    Shell :

    MP

    Steam

    Tube :

    Gas

    F G H I J I

    Fluida

    Kerja

    Material

    Max

    Brinnel

    Hardne

    ss

    PWHT Enviro

    nment

    al

    Severit

    y

    Suscept

    ibility

    to SSC Komposisi

    [kg-mol/hr]

    Yes/No

    5.71 H2,

    170 N2,

    2.99 CO2,

    20 H2S, 10

    SO2, 32.23

    Sulphur

    Vapor, H2S

    250ppm,

    pH 1-2

    Shell :

    SA 516

    - 70

    Tube :

    SA 179 430 No

    A B C D E

    Tag

    No.

    Deskripsi

    Alat

    Tekanan, kg/cm2

    (mmHg a) Temperatur, [oC]

    Fluida

    Kerja

    Rancan

    gan

    Oper

    asi

    Rancan

    gan

    Oper

    asi Jenis

    93-E

    -401

    Waste Heat

    Exchanger

    Shell :

    22

    Tube :

    3.5

    Shell

    :

    20.23

    Tube

    : 0.58

    Shell :

    370

    Tube :

    343

    Shell

    : 217

    Tube

    : 300

    Shell :

    MP

    Steam

    Tube :

    Gas

    F G H I J I

    Fluida

    Kerja

    Material

    Max

    Brinnel

    Hardne

    ss

    PWHT Enviro

    nment

    al

    Severit

    y

    Suscept

    ibility

    to SSC Komposisi

    [kg-mol/hr]

    Yes/No

    5.71 H2,

    170 N2,

    2.99 CO2,

    20 H2S, 10

    SO2, 32.23

    Sulphur

    Vapor, H2S

    250ppm,

    pH 1-2

    Shell :

    SA 516

    - 70

    Tube :

    SA 179 430 No

  • Jurusan Teknik Material dan Metalurgi FTI-ITS 8

    Contoh Penentuan :

    H2S Content =250 ppm (T>100oC)

    pH = 1-2

    PWHT = No

    %mole/volume H2S=(20/1.065)*100% =0.54 %

    Tabel 14 Environmental Severity - (tabel H-12,

    API 581)

    Tabel 15 Kerawanan terhadap HIC/SOHIC -

    (tabel H-13, API 581)

    Jadi, Tingkat Kerawanan terhadap HIC/SOHIC

    berada dalam kategori High Susceptibility

    Pemberian Simbol Warna Untuk Stress

    Corrosion Cracking pada Process Flow

    Diagram (PFD) Unit 93 SRU

    Pemetaan korosi untuk Unit 93 pada Area 90

    Sulfur Recovery Unit (SRU) PERTAMINA RU

    IV Cilacap dibuat berdasarkan perkiraan laju

    korosi dan penentuan tingkat kerawanan untuk

    masing-masing peralatan proses dan dinyatakan

    bahwa :

    a. Bila kondisi alat dinyatakan high

    susceptibility, maka pada PFD diberi

    warna merah.

    b. Bila kondisi alat dinyatakan medium

    susceptibility, maka pada PFD diberi

    warna kuning..

    c. Bila kondisi alat dinyatakan low

    susceptibility, maka pada PFD diberi

    warna hijau.

    d. Bila kondisi alat dinyatakan not

    susceptibility, maka pada PFD diberi

    warna biru.

    F G H I J I

    Fluida

    Kerja

    Material

    Max

    Brinnel

    Hardne

    ss

    PWHT Enviro

    nment

    al

    Severit

    y

    Suscept

    ibility

    to SSC Komposisi

    [kg-mol/hr]

    Yes/No

    5.71 H2,

    170 N2,

    2.99 CO2,

    20 H2S, 10

    SO2, 32.23

    Sulphur

    Vapor, H2S

    250ppm,

    pH 1-2

    Shell :

    SA 516

    - 70

    Tube :

    SA 179 430 No

  • Jurusan Teknik Material dan Metalurgi FTI-ITS 9

    Peta korosi Unit 93 Area 90 Sulfur Recovery Unit (SRU) Pertamina RU IV Cilacap

    Gambar 2 Tingkat Kerawanan terhadap Thinning pada Sulfur Recovery Unit (SRU) Unit 93

    Thermal Stage

    Gambar 3 Tingkat Kerawanan terhadap Stress Corrosion Cracking (SCC) pada Sulfur Recovery

    Unit (SRU) Unit 93 Thermal Stage

  • Jurusan Teknik Material dan Metalurgi FTI-ITS 10

    Gambar 4 Tingkat Kerawanan terhadap Thinning pada Sulfur Recovery Unit (SRU) Unit 93

    Claus Stage

    Gambar 5 Tingkat Kerawanan terhadap Stress Corrosion Cracking (SCC) pada Sulfur Recovery

    Unit (SRU) Unit 93 Claus Stage

  • Jurusan Teknik Material dan Metalurgi FTI-ITS 11

    Gambar 6 Tingkat Kerawanan terhadap Thinning pada Sulfur Recovery Unit (SRU) Unit 93

    Sulfur Storage And Degassing Stage

    Gambar 7 Tingkat Kerawanan terhadap Stress Corrosion Cracking (SCC) pada Sulfur Recovery

    Unit (SRU) Unit 93 Sulfur Storage And Degassing Stage

  • Jurusan Teknik Material dan Metalurgi FTI-ITS 12

    Analisa Tingkat Kerawanan Terhadap Korosi

    pada Tiap Equipment Unit 93 Sulfur Recovery

    Unit (SRU)

    Korosi yang diperkirakan terjadi pada

    peralatan proses Unit 93 pada Area 90 Sulfur

    Recovery Unit (SRU) PERTAMINA RU IV

    Cilacap sebagian besar masih tergolong sebagai

    Korosi Temperatur Tinggi karena sebagian

    besar peralatan masih bekerja pada temperatur

    operasi di atas 400F/ 204oC, dengan

    mekanisme yang berbeda-beda dan dapat

    digolongkan menjadi Thinning (general

    corrosion atau localized corrosion) dan Stress

    Corrosion Cracking (SCC). Sebagian besar

    peralatan di unit 93 terbuat dari material Carbon

    steel yang tidak tahan terhadap serangan korosi

    ini, mengingat fluida yang mengalir memiliki

    kandungan sulfur yang tinggi dan bersifat

    korosif. Hal ini mengakibatkan sebagian besar

    peralatan unit 93 berada dalam kategori tingkat

    kerawanan yang Bahaya untuk Thinning. Selain

    itu, sebagian besar peralatan di unit 93 tidak

    mengalami perlakuan PWHT setelah proses

    welding sehingga meningkatkan kerawanan

    terhadap SCC ke dalam kategori High

    Susceptibility.

    Senyawa korosif yang dapat menjadi penyebab

    utama korosi pada peralatan unit 93 adalah :

    1. Sulfur (S), pada temperatur tinggi

    (T>200oC/400oF) dapat menyebabkan peralatan

    dari Baja mengalami Sulfidasi (High

    Temperature Sulfidic Corrosion) membentuk

    lapisan FeS yang tidak protektif dan pada

    lingkungan akuatik sebagai H2S yang dapat

    mengkorosikan hampir seluruh material.

    2. Asam Naphtenat, pada temperatur

    tinggi (T>200oC/400o) bersama-sama dengan

    senyawa sulfur dapat menyebabkan korosi

    setempat terutama pada baja (Localized

    Corrosion).

    KESIMPULAN dan SARAN

    Kesimpulan

    Peta Korosi Unit 93 Area 90 Sulfur Recovery

    Unit (SRU) PERTAMINA RU IV Cilacap

    menunjukkan bahwa sebagian besar peralatan

    proses yang terdapat di Unit 93 berada dalam

    kondisi Bahaya, dalam arti sangat rawan terhadap

    korosi. Pada umumnya korosi pada peralatan

    proses Unit 93 mengikuti mekanisme Thinning

    (general corrosion dan localized corrosion) yaitu

    High Temperature Sulfidic / Naphthenic Acid

    Corrosion, High Temperature H2S / H2 Corrosion,

    Sour Water Corrosion dan High Temperature

    Oxidation yang disebabkan impurities pada aliran

    proses berupa kandungan senyawa sulfur dan

    naphthenic acid. Selain itu, sebagian besar

    peralatan proses Unit 93 ini rawan (dalam

    kategori High Susceptibility) terhadap Stress

    Corrosion Cracking yaitu Sulfide Stress Cracking

    dan HIC/SOHIC-H2S. Peralatan pada Unit 93

    yang memiliki tingkat kerawanan dalam kategori

    Bahaya berjumlah 6 buah pada Thermal Stage, 29

    buah pada Claus Stage, dan 17 buah pada Sulfur

    Storage and Degassing Stage. Sedangkan

    peralatan pada Unit 93 yang memiliki tingkat

    kerawanan dalam kategori Waspada berjumlah 19

    buah dan peralatan pada Unit 93 yang memiliki

    tingkat kerawanan terhadap SCC dalam kategori

    High Susceptibility berjumlah 44 buah.

  • Jurusan Teknik Material dan Metalurgi FTI-ITS 13

    Saran dan Rekomendasi

    1. Pemetaan korosi Unit 93 Sulfur Recovery

    Unit (SRU) PERTAMINA RU IV Cilacap

    memberikan indikasi peralatan yang berada

    pada kondisi Bahaya, Waspada dan Aman.

    Peralatan dengan kondisi Bahaya perlu

    diinspeksi dengan intensitas lebih sering

    daripada inspeksi rutin, yaitu dilakukan

    pada setiap shutdown dan turnaround.

    Peralatan dengan kondisi Waspada perlu

    diinspeksi dengan intensitas lebih sering

    daripada inspeksi rutin, namun tidak

    sekerap pada peralatan dengan kondisi

    Bahaya, yaitu pada shutdown/turnaround

    besar.

    2. Untuk peralatan pada kondisi BAHAYA

    maka tingkat kategori inspeksi harus

    dinaikkan menjadi kategori Highly

    Effective yang berarti harus mencakup 50 -

    100% coverage. Bila diperlukan maka

    disarankan untuk mengganti material

    peralatan dengan material yang immune

    terhadap modus kerusakan yang berkaitan.

    Untuk peralatan pada kondisi WASPADA

    maka tingkat kategori inspeksi juga harus

    dinaikkan menjadi kategori Highly

    Effective yang berarti harus mencakup 50 -

    100% coverage. Untuk peralatan pada

    kondisi AMAN maka tingkat kategori

    inspeksi masih cukup dengan Fairly

    Effective yang berarti mencakup 20 -30 %

    coverage.

    3. Perlu dilakukan pemeriksaan ketebalan alat

    (remaining wall thickness) pada seluruh

    peralatan proses di Unit 93, untuk

    mengetahui kondisi masing-masing

    peralatan proses dan menentukan sisa umur

    pakai peralatan proses. Selain itu, juga

    perlu dilakukan Hardness Test untuk

    mengetahui tingkat kekerasan material

    yang nantinya berpengaruh dalam

    menentukan kerawanan terhadap cracking.

    4. Metoda pengendalian korosi dan

    monitoring yang disarankan adalah sebagai

    berikut :

    Intensifikasi sampling pada inlet dan

    outlet peralatan yang rawan korosi

    Pengujian skala laboratorium dengan

    mensimulasikan kondisi operasi

    proses yang sesuai dengan kondisi

    operasi peralatan yang rawan korosi.

    5. Untuk peralatan yang rawan terhadap

    Stress Corrosion Cracking maka perlu

    segera dilakukan Post Weld Heat

    Treatment (PWHT) agar menghilangkan

    tegangan sisa pada saat setelah pengelasan

    sehingga mengurangi tingkat kerawanan

    terhadap SCC.

    6. Dalam program pemetaan korosi yang

    merupakan bagian dari program Risk

    Based Inspection (RBI), keberadaan dan

    akurasi data (terutama data fluida proses,

    data operasi, data peralatan dan data

    inspeksi) menjadi parameter yang sangat

    penting. Oleh karena itu kompilasi data

    yang rapi dan akurat dan keterlibatan

    seluruh pihak yang berkepentingan dengan

    operasi kilang PERTAMINA RU IV

    Cilacap sangat perlu dilakukan agar

    program pemetaan korosi dapat

    menghasilkan suatu analisa yang handal.

  • Jurusan Teknik Material dan Metalurgi FTI-ITS 14

    DAFTAR PUSTAKA

    Garcia, L. A. C. J., Joia, C. J. B. M., Cardoso, E.

    M. and Mattos, O. R. ( 2001).

    Electrochemical methods in corrosion on

    petroleum industry: Laboratory and field

    results. Electrochimica Acta

    Qu, D.R., Zheng, Y.G., Jing H.M., Yao, Z.M.,

    and Ke, W. (2005). High temperature

    naphthenic acid corrosion and sulphidic

    corrosion of Q235 and 5Cr1/2Mo steels

    in synthetic refining media. Corrosion

    Science

    Yepez, Omar. (2004). Influence of different

    sulfur compounds on corrosion due to

    naphthenic acid. Fuel 84 (2005) 97104

    Vagapov, R. K., Frolova, L. V., & Kuznetsov, Y.

    I. (2002). Inhibition effect of Schiff bases

    on steel hydrogenation in H2S-containing

    media. Protection of Metals, 38(1),

    2731

    Lins, V.F.C., Guimaraes, E.M. (2006). Failure

    of a heat exchanger generated by an

    excess of SO2 and H2S in the Sulfur

    Recovery Unit of a petroleum refinery.

    Journal of Loss Prevention in the Process

    Industries 20 (2007) 9197

    Zhao, Ming-Chun., Liu, Ming., Atrens, Andrej.,

    Shan, Yi-Yin., Yang, Ke. (2007). Effect of

    applied stress and microstructure on

    sulfide stress cracking resistance of

    pipeline steels subject to hydrogen sulfide.

    Materials Science and Engineering A 478

    (2008) 4347

    Domizzi, G., Anteri, G., J. Garcia, Ovejero.

    (2000). Influence of sulphur content and

    inclusion distribution on the hydrogen

    induced blister cracking in pressure

    vessel and pipeline steels. Corrosion

    Science 43 (2001) 325339

    Carneiro, Roge rio Augusto., Ratnapuli,

    Rajindra Clement., Lins, V.F.C. (2003).

    The influence of chemical composition

    and microstructure of API linepipe steels

    on hydrogen induced cracking and

    sulfide stress corrosion cracking.

    Materials Science and Engineering A357

    (2003) 104_/110

    Bahan Bacaan

    American Petroleum Institute, Risk Based

    Inspection Base Resource Document, API

    Publication 581, Edisi ke-1, May 2000.

    ASM Handbook, Corrosion, Volume 13, ASM

    International Publication, Edisi ke-9,

    1987

    NACE, Corrosion Data Survey, NACE

    Publication, Metal Section, Edisi ke-6,

    1985.

    Nalco Chemical Company, Desalting Study

    Guide, Section 1 : Desalting Overview,

    1997.

    ASM Handbook, Properties and Selection: Iron,

    Steels, and High Performance Alloys,

    Volume 1, ASM International Publication,

    Edisi ke-10, 1990.

    AlchemistHighlight