PIPA : PRE-COMMISSIONING (2)

http://www.itp-interpipe.com/products/subsea-cryogenic-pipelines/subsea-cryogenic-pipelines.php

3. Hydrotest dan Tes Kebocoran

Hydrotest bertujuan untuk memverifikasi kekuatan mekanik pipa. Hydrotest dilakukan dengan memberi tekanan internal kepada pipa dan mempertahankannya selama beberapa waktu untuk memeriksa apakah ada penurunan tekanan (pressure drop). Jika terjadi penurunan tekanan pada rentang waktu tersebut, dapat diasumsikan ada kebocoran pipa. Standar seperti ASME B31.4, ASME B31.8, dan API RP 1110 memberi petunjuk bagaimana melakukan hydrotest untuk pipa gas dan liquid.

Sebelum melakukan hydrotest, perlu disiapkan prosedur dan peralatan. Prosedur hydrotest mencakup hal-hal berikut :

• deskripsi ruas pipa yang akan dites (panjang, elevasi, tie-in, dan lain-lain)
• medium uji (untuk pipa bawah laut biasanya digunakan air laut)
• bahan kimia untuk dicampur dengan medium uji (biocide dan corrosion inhibitor)
• mencampurkan bahan kimia dengan medium uji untuk memperoleh konsentrasi yang diinginkan
• test pressure
• test holding time
• proses pemberian tekanan (pressurizing)
• deskripsi semua peralatan tes
• monitoring dan pencatatan test pressure
• prosedur untuk depressurizing dan pelepasan medium uji

Test pressure yang disarankan tidak kurang dari 1,25 kali internal design pressure, baik untuk hydrotest maupun tes kebocoran. Holding time yang disarankan setidaknya 4 jam untuk hydrotest dan 1 jam untuk tes kebocoran.

Deskripsi lengkap tentang peralatan tes merupakan hal yang sangat penting untuk keberhasilan tes. Berikut adalah daftar sebagian peralatan yang diperlukan untuk tes :

• Pompa yang dapat mengisi pipa dengan kecepatan tinggi untuk menyisihkan serpihan (debris) dan mendorong pig
• Filter untuk menyaring partikel-partikel yang lebih besar dari ukuran yang dipersyaratkan
• Alat untuk mengukur jumlah air yang diisikan ke dalam pipa
• Pompa injeksi untuk injeksi chemical
• Pompa untuk memberi tekanan pada pipa
• Pressure recorder untuk mencatat tekanan selama berlangsungnya tes. Peralatan pengukur tekanan mesti memiliki akurasi dan repeatibility + 0,1%
• Alat pengukur temperatur yang terkalibrasi dan dapat mengukur temperatur fluida secara kontinu. Peralatan tersebut dapat membaca kenaikan temperatur hingga 0,1^oF (0,05^oC)
• Alat untuk mengukur temperatur ambien
• Pressure relief valve
• Alat peluncur pig

4. Dewatering, Pengeringan, dan Purging

Untuk pipa transmisi gas offshore, setelah tahap hydrotest dan tes kebocoran, sebelum mengalirkan gas, pipa mesti menjalani proses dewatering, pengeringan, dan purging. Pada pipa liquid offshore, air biasanya diganti dengan solar atau dead oil; tidak diperlukan proses pengeringan pipa.

Proses dewatering, pengeringan, dan purging kemungkinan kompleks, bergantung pada aplikasinya. Hal ini terjadi karena setelah tes, pipa penuh dengan air laut. Air laut ini harus diganti. Jika tidak, akan terbentuk hidrat ketika hidrokarbon dialirkan. Alasan lainnya adalah, jika terdapat kandungan gas CO₂, air akan bereaksi membentuk asam dan senyawa korosif lainnya yang dapat membuat pipa berkarat. Dengan demikian, penggantian air dari pipa, yang sering disebut dewatering, merupakan hal penting pada tahap pre-commissioning. Jika pipa terlalu pendek, kemungkinan lebih ekonomis menggunakan metanol atau glikol untuk mitigasi hidrat daripada mengganti air.

Fungsi utama dari dewatering pig train adalah mengganti air secara efisien, sehingga yang tertinggal hanya sedikit dan dapat dihilangkan oleh proses pengeringan selanjutnya. Sistem dewatering mencakup displacement fluid supply, dewatering pig train, dan valve untuk mengatur laju alir air. Untuk perpipaan pendek, pig train biasanya terdiri dari sejumlah mechanical pig yang digerakkan oleh nitrogen, udara, atau gas. Nitrogen berfungsi juga untuk proses dewatering pipa. Untuk perpipaan panjang, pig train biasanya terdiri dari sejumlah pig dan fluid slug. Fluid slug memiliki fungsi berbeda-beda, seperti untuk pelumas pig seal dan mencegah pig slip. Dewatering pig train tipikal ditunjukkan pada gambar berikut.

Gambar dewatering pig train tipikal

Setelah operasi dewatering, di dalam pipa masih terdapat air yang dapat menyebabkan masalah selama startup. Pengeringan diperlukan untuk menghilangkan sisa-sisa air di dalam pipa. Jika pipa digunakan untuk mengalirkan water-wet gas, tidak diperlukan pengeringan. Jika dewatering dilakukan dengan nitrogen, tidak diperlukan pengeringan.

Metode yang umum untuk pengeringan pipa adalah air drying dan vacuum drying. Keuntungan air drying adalah :

• semua free water dapat dihilangkan dari pipa
• dew point sangat rendah hingga -90^oF (-68^oC)
• proses pengeringan berjalan singkat

Sayangnya, metode air drying tidak sesuai untuk pipa offshore karena memerlukan area yang luas untuk peralatan.

Vacuum drying berlandaskan pada fakta bahwa air akan mendidih pada temperatur rendah jika tekanan pipa direduksi hingga tekanan uap jenuhnya. Oleh karena itu, dengan mereduksi tekanan sistem, air dapat dididihkan dan dihilangkan dari pipa menggunakan vacuum pump. Kurva tipikal ditunjukkan pada gambar di bawah ini.

Gambar plot vacum drying pressure tipikal.

Proses vacuum drying dapat dibagi menjadi tiga tahap. Tahap pertama adalah fasa evakuasi, yaitu tekanan di dalam pipa diturunkan dari tekanan atmosfer ke tekanan uap jenuh dengan menghilangkan udara dari pipa. Tekanan uap jenuh merupakan fungsi dari temperatur pipa.

Setelah tekanan pipa mencapai tekanan uap jenuh, air mulai terevaporasi. Tekanan dijaga konstan. Proses ini berlangsung terus hingga semua free water di dalam pipa terevaporasi. Fasa ini disebut fasa pendidihan.

Ketika semua free water di dalam pipa sudah terevaporasi, tekanan di dalam pipa mulai menurun karena tidak ada lagi air yang terevaporasi dan menjaga kesetimbangan. Semua udara di dalam pipa telah dievakuasi, dan tekanan di dalam pipa berkorelasi langsung dengan dew point. Fasa ini disebut fasa pengeringan final.

Keuntungan metode vacuum drying adalah :

• semua free water dapat dihilangkan dari pipa
• bisa mencapai dew point yang rendah
• tidak memerlukan area yang luas untuk peralatan
• tidak ada limbah yang dihasilkan dalam jumlah signifikan

Kelemahan metode vacuum drying adalah proses pengeringannya dapat berlangsung lama dan tidak cocok untuk perpipaan yang panjang atau pipa bor yang kecil.

Setelah dikeringkan, pipa mesti menjalani proses purging menggunakan nitrogen dengan alasan berikut :

• untuk memverifikasi lebih lanjut kekeringan pipa
• menyediakan barrier sebelum hidrokarbon dialirkan

Setelah pre-commissioning, perpipaan siap untuk commissioning dan startup.

Sumber : Offshore Pipelines, Boyun Guo, Shanhong Song, Jacob Chacko, Ali Ghalambor, Gulf Professional Publishing, Oxford, 2005