Tugas Akhir RF TF 091381

PENERAPAN RELIABILITY CENTERED MAINTENANCE PADA SISTEM GAS BUANG BOILER DI PT. IPMOMI PAITON - PROBOLINGGOOleh : Dwi T i C h D i Tri Cahyono 2405100069 Dosen Pempimbing : Katherin Indriawati, ST. MT

Latar BelakangLimbah gas buang merupakan masalah klasik yang sering terjadi dalam dunia industri. Usaha U h usaha yang telah d l k k : h l h dilakukan Penetapan standart baku ambang batas ramah lingkungan Teknik - teknik dalam perekduksi limbah g buang. p gas g 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 p g p Reliability Centered Maintenance (RCM) pada sistem gas buang boiler.

PermasalahanPermasalahan yang harus diselesaikan dalam pelaksanaan tugas akhir ini adalah sebagai berikut: g 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 k k i kegagalan l 3. Bagaimana mengatur penjadwalan perawatan terhadap peralatan atau komponen yang kritis pada sistem gas buang boiler di PT IPMOMI Paiton

Batasan MasalahPada 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 2005 - 2009. 2. Diasumsikan bahwa sistem pernah mengalami kegagalan atau kerusakan dan perbaikan terhadap sistem diasumsikan sempurna . 3. Human error yang mempengaruhi kegagalan sistem diabaikan. y g p g gg 4. Analisis ini tidak memasukkan faktor alam atau lingkungan yang menyebabkan kegagalan komponen dalam sistem

Tujuan jTujuan dari akhir ini adalah : 1. Mengetahui k 1 M t h i komponen yang k iti pada k kritis d komponen sistem it gas buang boiler. 2. Meganalisa kehandalan pada komponen sistem gas buang g p p g g di PT IPMOMI - Paiton berdasarkan nilai kegagalan komponen. 3. 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.

Reliability Centered MaintenanceReliability 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.

Tujuan dari RCM:Untuk mengembangkan desain yang sifat mampu dipeliharanya(maintain ability) baik. p y y 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 j j g y minimum.1.

Step Proses RCM1.

2.

3. 4. 5. 6.

Identifikasi equipment yang penting untuk di-maintain, biasanya digunakan metode Failure Mode Effect Critacality Analysis (FMECA) dan F lt T A l i (FTA) d Fault Tree Analysis (FTA). Menentukan penyebab terjadinya kegagalan, dengan tujuan untuk memperoleh probabilitas kegagalan dan menentukan komponen kritis yang rawan terhadap kegagalan. Mengembangkan kegiatan analisis FTA, seperti : menentukan p prioritas equipment yang perlu di maintain. q p y gp Mengklasifikasikan kebutuhan tingkatan maintenance. Mengimplementasikan keputusan berdasar RCM. Melakukan evaluasi, ketika sebuah equipment dioperasikan maka data secara real-life mulai direcord, tindakan dari RCM perlu direevaluasi setiap saat agar terjadi proses penyempurnaan.

Komponen d i RCM K dari

Reactive MaintenanceOperasikan sampai rusak, atau perbaiki ketika rusak.

Preventive MaintenanceTanpa mempertimbangkan kondisi komponen 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 komponen, ada, untuk komponen baru. Pengalaman menunjukkan bahwa PTI sangat berguna untuk menentukan kondisi suatu komponen terhadap umurnya.

Proactive MaintenanceTipe maintenance ini akan menuntun pada desain, workmanship, instalasi, prosedur dan scheduling maintenance yang lebih baik.

7 Pertanyaan mengenai reliabiity : y g y1. 2. 2 3. 4. 5. 5 6. 7.

Apakah fungsi dan hubungan performansi standard dari aset dalam konteks operational pada saat ini (system functions)? Bagaimana aset t b t rusak dalam menjalankan f B i t tersebut kd l j l k fungsinya i (functional failure)? Apa yang menyebabkan terjadinya kegagalan fungsi tersebut (failure modes)? Apakah yang terjadi pada saat terjadi kerusakan (failure effect)? Bagaimana masing-masing kerusakan tersebut terjadi (failure masing masing consequence)? Apakah yang dapat dilakukan untuk memprediksi atau mencegah masing-masing kerusakan t b t ( i i k k tersebut (proactive t k and t k i t l)? ti task d task interval)? Apakah yang harus dilakukan apabila kegiatan proaktif yang sesuai tidak ditemukan (default action)?

Sistem Gas Buang Boiler

Secara Singkat dapat dijelaskan pada gambar berikut ini :Proses Pembakaran di BoilerID FAN

FlyAshdanFlue Gas

Air H t Ai HeaterElektrostatik Precipitator (ESP)

Flue Gas Desulfurization (FDG)

Stack

Fault Tree Analisis Sistem Gas Buang Boiler

Metodologi Penelitian :

Identifikasi Permasalahan Studi Literatur dan Lapangan

Pengumpulan dan Pengolahan Data

RCMAnalisa kualitatif: -functional block diagram f g -system & functional failure -failure mode & effect analysis -failure consequences -Proactive Task & Default Action -proposed task proposed

Analisa kuantitatif: -penentuan distribusi -nilai f(t) -nilai R(t) -nilai (t) -Preventive maintenance -Availability -Maintainability M i t i bilit

Kesimpulan dan Saran K i l d S

Metodologi Penelitian :

START

STOP

Evaluasi Kualitatif1. System Function dan Function FailureFungsi sistem gas buang boiler yaitu untuk mengatasi permasalahan residu padat (abu) dan juga gas gas kimia berbahaya berupa sulfur (SOx) hasil dari pembakaran. Sistem pereduksi residu padat ada pada komponen elektrosatik precipitator, sedangkan pereduksi sulfur (SOx) 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 d d i hi t d t k l dengan minimal ti k i i l tiga kegagalan d d l dan dengan priority i it 1 - 5 yang artinya harus segera diperbaiki. System function, function failure dan failure mode and effect analysis ditulis dalam information worksheet

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

1

3. Failure ConsequenceKegagalan pada sistem gas buang boiler temasuk konsekuansi kegagalan sistem yang tidak berlebihan (nonredundant system). Bila ada satu komponen saja yang tidak d d t t ) Bil d t k j tid k bekerja, mengakibatkan sistem itu gagal menjalankan fungsinya. 4. Proactive Task and Default Action Pada tahap ini ditentukan apakah perawatan masuk pada on condition task (predictive maintenance), scheduled di i k ( di i i ) h d l d 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.

Decision worksheetInformation Reference F FF FM H Consequence evaluation S E O H1 S1 O1 N1 H2 S2 O2 N2 H3 S3 O3 N3 Default Action Proposed Task H4 H5 S4 Schedul-ed on-condion condi tion task

1

A

1

Y

N

N

N

Y

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 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 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 dari lt di ilih d i alternatif alternatif kegiatan perawatan yang diadakan. tif lt tif k i t t di d k

Evaluasi KuantitatifAnalisa 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)}, kehandalan b i fungsi waktu {R( )} l j k k h d l sebagai f i k {R(t)}, laju kegagalan l sebagai fungsi waktu {(t)}, availability {A(t)} dan maintainability {M(t)} {M(t)}.

Evaluasi Distribusi Data TTF dan TTR ID FanDari data history kegagalan dan perbaikan ID Fan didapatkan data TTF dan TTROccurence 21-Jan-05 22-Feb-06 09-Agust-07 10-Agust-09 10 A t 09 12-Agust-09 Completion p 21-Mei-05 24-Feb-06 12-Sep-07 11-Agust-09 11 A t 09 13-Agust-09 TTF (hari) ( ) 0 271 525 688 1 TTR (hari) ( ) 120 2 33 1 1

Dengan menggunakan software weibull++ 6 didapatkan distribusi paling sesuai untuk data d t TTF ID F A adalah di t ib i eksponensial 1 d Fan d l h distribusi k i l dengan parameter = 0 0024 t 0.0024. Dengan menggunakan minitab 14 didapatkan bahwa distribusi data TTR untuk ID Fan A paling sesuai dengan distribusi weibull 3 dengan MTTR = 129,403 sehingga p g g g gg =1/MTTR = 0,00772

Sedangkan Evaluasi Fungsi Padat Peluang (PDF) untuk ID Fan adalah sebagai berikut :

f ( t ) = 0 . 0024 exp( 0 , 0024 t )

(hari)

Fungsi kehandalan untuk ID Fan :

R ( t ) = exp( 0 , 0024 t )

(hari)

Availability untuk ID Fan : 0 . 0024 0 . 0024 A (t ) = 1 0 . 0024 + 0 . 00772 0 .0024 + 0 , 00772 exp ( (0 . 0024 + 0 , 00772 )t )

( (hari) )

Fungsi kehandalan untuk T/R ID Fan :

M (t ) = 1 exp( 0.00772.t )

(hari)

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 = 1,0269 dan = 259,0069 Untuk T/R Unit A paling sesuai dengan distribusi lognormal dengan MTTR = 5,62516 sehingga =1/MTTR = 0.1778.

Fungsi Padat Peluang (PDF)f (t) = 1,0269 t 259,0069 259,0069 1,02691

t exp 259,0069

1,0269

T/R Unit

Fungsi laju kegagalan untuk1, 0269 t (t ) = 259 , 0069 259 , 0069 1 , 0269 1

(hari)

(hari)

Fungsi kehandalan untuk T/R

Unit

1, 0269 t R (t ) = exp 259,0069

(hari)

Availability untuk T/R Unit A (t ) = 1 + 0 ,1778 exp ( ( + 0 . 1778 )t ) + 0 . 1778

Maintainability untuk T/R Unit :

M (t ) = 1 exp( 0.1778t )

(hari)

(hari)

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 = 2,5869 dan = 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=3098.69 sehingga =1/MTTR = 3,229

PDF :

Reliability :

(hari)

(hari)

Aviability :

Laju Kegagalan :

(hari)

Maintainability:

(hari)

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

Evaluasi Distribusi Data TTF dan TTR Hopper Vibromotor

Evaluasi Distribusi Data TTF dan TTR Scrubber Water Pump Motor

Evaluasi Distribusi Data TTF dan TTR Aeration Fan

Evaluasi Kehandalan ID Fan dengan Preventive Maintenance M i tID Fan mempunyai kehandalan 80% pada saat t = 20 hari p y p maka pada ID Fan PM dengan T = 20 hari. Fungsi kehandalan bearing ID Fan A setelah dilakukan PM adalah sebagai berikut:

Rm (t ) = R(20) n .R(t n.20)

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 i preventive maintenance merupakan perawatan Ol h k itu k yang tidak optimal untuk komponen ID Fan. j p y p Maka jenis perawatannya berupa No scheduled maintenance

Evaluasi Kehandalan T/R Unit dengan PMDengan 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.

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) i i (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.

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 j i perawatannya b k jenis berupa S h d l d d Scheduled discard task d d k dengan j d l jadwal perawatan 320 hari.

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 ya g opt a u tu o po e oppe vib omoto yang optimal untuk komponen Hopper vibromotor Maka jenis perawatannya berupa Scheduled discard task dengan jadwal perawatan 280 hari.

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 k t k komponen S bb W Scrubber Water P Pump M Motor. Maka jenis perawatannya berupa Scheduled discard task dengan jadwal perawatan 60 hari.

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) (R). Oleh karena itu preventive maintenance merupakan perawatan yang tidak optimal untuk komponen Aeration Fan Maka jenis perawatannya berupa No scheduled maintenance maintenance.

Evaluasi Kehandalan Sistem Gas Buang BoilerRsistem(t)=R1 (t) x R2(t) x R3(t) X R4(t) X R5(t) x R6(t) x R7(t) Dimana: R1 =kehandalan ID fan kehandalan fan. R2 =kehandalan T/R Unit pp g R3 =kehandalan CE rapping motor R4 =kehandalan DE rapping motor R5 =kehandalan hopper vibromotor R6 =kehandalan scrubber water pump motor R7 =kehandalan aeration fan

Grafik Reliability Sistem Gas Buang Boiler

Evaluasi Kehandalan Sistem Gas Buang Boiler dengan PMSistem 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:

Rmsistem(t ) = Rsistem(10)n .Rsistem(t n.10)

Grafik Evaluasi Sistem Gas buang boiler dengan PMreliability

Time (hari)

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

Evaluasi BiayaPada evaluasi biaya ini diasumsi 1US$=Rp.10.000 Komponen T/R Unit CE rapping motor DE rapping motor Hopper vibromotor H ib Scrubber Water Pump Motor Aeration fan TOTAL (CF) = US$ 2.990 = US$ 4.860 = US$ 650 = US$ 620 = US$ 630 = US$ 738 = US$ 520 = US$ 11008 Motor ID Fan

Labor cost (CW) LaborEngineer g Teknisi Labor Planer TOTAL 1 jam x j 4 jam x 4 jam x 0.5 jam x Rp.92000x p Rp.46000x Rp.17000x Rp.41000x 1 orang = g 2 orang = 1 orang = 1 orang = = = Rp. 92000 p Rp.368000 Rp. 68000 Rp. 20500 Rp.548500 US$ 54.8

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.

DAFTAR PUSTAKA :Andrews J.D. dan TR Moss. 2002. Reliability and Risk Assassment Second Edition. New York. Dwi Priyanta 2000 Kehandalan Dan Perawatan. (URL: www Relibility com) Priyanta. 2000. Perawatan www.Relibility.com) Ebeling, Charles E. 1997. An Introduction To Reliability And Maintainability Engineering. Singapore: The Mc Graw-Hill Companies. Edward Kadek Widayana. 2004. 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. 2006. Implementasi Reliability Centered Maintenance(RCM) Pada Stone Crusher Di PT Trijaya Adymix Mojokerto Surabaya : Teknik PT. Mojokerto. Fisika ITS. Moubray, John. 1997. Reliability Centered Maintenance (RCM II) : Industrial Press Ing. Nouwen, Nouwen Ing A 1981 Pompa I. Jakarta : Bhratara Karya Aksara. A. 1981. Aksara PT IPMOMI Paiton. 1997. Diktat Kursus di PLTU Paiton unit 7 dan 8. Ramakumar R. 1993. Engineering Reliability Fundamental and Aplications. New Jersey: Prentice Hall International Inc.

TERIMA KASIH