Leakage Risk Analysis of Sulfuric Acid Storage Tank's Using Method Quantitative Risk Analysis (QRA)

TUGAS AKHIR ANALISIS

RISIKO

KEBOCORAN

PADA

TANGKI

PENYIMPANAN ASAM SULFAT MENGGUNAKAN METODE QUANTITATIVE RISK ANALYSIS (QRA) (Studi Kasus : PT Liku Telaga Gresik)

Aziza Ayu Arini NRP. 6510040023

PROGRAM STUDI TEKNIK KESELAMATAN DAN KESEHATAN KERJA POLITEKNIK PERKAPALAN NEGERI SURABAYA 2014

TUGAS AKHIR ANALISIS

RISIKO

KEBOCORAN

PADA

TANGKI

PENYIMPANAN ASAM SULFAT MENGGUNAKAN METODE QUANTITATIVE RISK ANALYSIS (QRA) (Studi Kasus : PT Liku Telaga Gresik)


PROGRAM STUDI TEKNIK KESELAMATAN DAN KESEHATAN KERJA POLITEKNIK PERKAPALAN NEGERI SURABAYA 2014

i

FINAL PROJECT LEAKAGE RISK ANALYSIS OF SULFURIC ACID STORAGE TANK’S USING METHOD QUANTITATIVE RISK ANALYSIS (QRA) (Case Study : PT Liku Telaga Gresik)


STUDY PROGRAM OCCUPATIONAL HEALTH AND SAFETY ENGINEERING SHIPBUILDING INSTITUTE OF POLYTECHNIC SURABAYA 2014

ii

ABSTRAK

ABSTRAK PT Liku Telaga merupakan suatu perusahaan produsen bahan kimia. Produk yang dihasilkan antara lain asam sulfat, aluminium sulfat dan sodium silicate. PT Liku Telaga menggunakan proses yang kontinyu sehingga gangguan pada salah satu proses akan sangat mempengaruhi unit-unit proses selanjutnya. PT Liku Telaga merupakan industri kimia yang rawan bahaya, terutama berkaitan dengan bahan berbahaya dan beracun, sehingga jika terjadi gangguan pada pabrik akan berpengaruh bagi kelangsungan hidup masyarakat sekitar karena lokasinya yang dekat dengan kawasan padat penduduk. Maka dari itu diperlukan suatu kajian untuk menganalisis risiko tersebut agar tindakan pencegahan dan penanggulangan dapat dipersiapkan. Pada penelitian ini metode yang digunakan adalah Quantitative Risk Analysis (QRA) untuk menganalisis risiko pada sistem penyimpanan asam sulfat. Nilai risiko didapatkan dari pengalian frekuensi dan konsekuensi. Skenario terjadinya kebocoran tangki penyimpanan asam sulfat didapatkan dari hasil identifikasi bahaya Failure Mode and Effect Analysis (FMEA), kemudian didapatkan bagan skenario yang digambarkan pada Fault Tree Analysis (FTA). Perhitungan konsekuensi berdasarkan pada source model dan dispersion model. Nilai risiko yang didapat kemudian dibandingkan dengan matriks risiko PT Liku Telaga untuk menentukan apakah risiko tersebut dapat diterima atau tidak. Jika risiko tidak dapat diterima maka harus dilakukan langkah mitigasi. Namun, jika resiko dapat diterima, tetap dilakukan upaya pengendalian. Dari hasil penelitian didapatkan bahwa bahaya tertinggi yang ada pada sistem penyimpanan asam sulfat yaitu kebocoran pada pipa koneksi yang tersambung pada tangki. Nilai frekuensi pada kejadian tersebut sebesar 5,512 kali/tahun dengan konsekuensi 0% kematian. Dalam hal ini, kejadian kebocoran tidak menimbulkan kematian namun menimbulkan efek lain seperti iritasi, batuk, nafas cepat, lakrimasi dan bronkitis. Berdasarkan matriks risiko, kebocoran ini termasuk kategori sangat kecil. Tindakan pengendalian dilakukan dengan cara meminimalisir nilai frekuensi dan konsekuensi.

Kata kunci : Risiko, Probabilitas, Frekuensi, Konsekuensi, FMEA, FTA, QRA

iv

ABSTRACT

ABSTRACT PT Liku Telaga is a company that produces chemicals. The products of their company are sulfuric acid, aluminium sulfat and sodium silicate. PT Liku Telaga using continuous process, so if there is a problem in a section will affect to the further unit process. PT Liku Telaga is hazardous chemical industry, especially related to hazardous and toxic materials, if there is a problem on the plant will affect the survival of local community because its located close to the district populated areas. Therefore, required a study to analyze the risk in order to prevention and control action can be prepared. This research use method Quantitative Risk Analysis (QRA) to analyze risk in the sulfuric acid storage system. The risk value obtained from multiple frequency and consequency. The scenario leakage of sulfuric acid storage tank obtained from resulft of hazard identification Failure Mode and Effect Analysis (FMEA), and then we could build scenario with Fault Tree Analysis (FTA). Consequence calculations based on source model and dispersion model. The risk value that obtained then compared with risk matrix PT Liku Telaga to determine if the risk is acceptable or not. If the risk unacceptable then mitigation must be done. However, if the risk acceptable, control action keep to be done. From the result of research, the highest hazard which exist in the storage system is leakage on a pipe that connected in sulfuric acid tank. Frequency value of the event is 5,512 times/year with consequences value 0% fatality. In this case, the event of leakage did not cause death but, cause other effects such as irritation, coughing, rapid breathing, lacrimation and bronchitis. Based on risk matrix, leakage include very small category. Controlling action was done with preventive and protective action by minimalizing value of frequency and consequence.

Keyword : Risk, Probability, Frequency, Consequence, FMEA, FTA, QRA

v

KATA PENGANTAR

KATA PENGANTAR Alhamdulillah dan puji syukur atas kehadirat Allah SWT yang senantiasa melindungi, memberi petunjuk serta rahmat dan hidayahnya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul Analisis Risiko Kebocoran Pada Tangki Penyimpanan Asam Sulfat Menggunakan Metode Quantitative Risk Analysis (QRA) dengan studi kasus di PT Liku Telaga Gresik sebagai persyaratan untuk menyelesaikan Program Studi Diploma Empat dan memperoleh gelar Sarjana Sains Terapan. Penulis menyadari bahwa dalam penyelesaian Tugas Akhir ini tidak lepas dari bantuan, bimbingan, dan arahan dari berbagai pihak. Pada kesempatan kali ini penulis ingin menyampaikan rasa hormat dan terima kasih yang tak terhingga kepada: 1.

Seluruh keluarga besar penulis khususnya kedua orang tua penulis (Muhammad Zaini, Tumini), kakak (Zainia Fitria Ningtyas) dan adik (Syukron Firmansyah) penulis yang telah memberikan motivasi, dukungan dan doa selama pengerjaan Tugas Akhir.

2.

Almarhum Bapak Ir. Muhammad Mahfud, M.MT., FRINA selaku Direktur Politeknik Perkapalan Negeri Surabaya.

3.

Bapak Arief Subekti, S,T., M.MT., selaku Ketua Program Studi Teknik Keselamatan dan Kesehatan Kerja sekaligus wali kelas K3 8A, Politeknik Perkapalan Negeri Surabaya.

4.

Bapak Mohamad Hakam, S.T., M.T. dan Ibu Ir. Wiwik Dwi Pratiwi, M.T. selaku dosen pembimbing Tugas Akhir yang selalu meluangkan waktu dan sabar membimbing serta mengarahkan penulis selama proses pengerjaan Tugas Akhir ini.

5.

Bapak dan Ibu tim penguji yang banyak membantu memperbaiki kekurangan Tugas Akhir ini.

6.

Ibu Indri Santiasih, S.KM., M.T., selaku Koordinator Tugas Akhir.

7.

Seluruh staf pengajar Jurusan Program Studi Teknik Keselamatan dan Kesehatan Kerja Politeknik Perkapalan Negeri Surabaya yang telah membekali penulis dengan banyak ilmu selama masa perkuliahan.

vi

8.

Seluruh staf karyawan Jurusan Program Studi Teknik Keselamatan dan Kesehatan Kerja Politeknik Perkapalan Negeri Surabaya yang telah membantu penulis dalam kelancaran administrasi selama masa perkuliahan.

9.

Bapak Pradikta Widya Tamara, A.Md. selaku supervisor Maintenance PT Liku Telaga yang membantu dan membimbing dalam pengerjaan Tugas Akhir.

10. Mas Rizky Candra Wirawan, S.ST., yang telah memberi ide dan masukan serta menemani dari awal hingga akhir pengerjaan Tugas Akhir ini. 11. Sahabat yang paling gila “Poni” Kikur, Riris, Mothy, Eta yang telah memotivasi dan menghibur penulis dalam pengerjaan tugas akhir. Kalian luar biasa. 12. Seluruh teman-teman seperjuangan mulai dari NRP 01 sampai 30 Dyah, Kiky, Nanda Ika, Shella, Dio Dhita, Karina, Yessy, Andik, Bayu, Denny, Ida, Nashrul, Ryzha, Thesissa, Nurina, Nanda Widya, Bagus Afif, Arus, Diotama, Dwi, Eka, Putri, Irul, Mellisa, Inggit, Gombloh, Yoga, Chandra, Bella serta seluruh K3 ‘08B dan ‘08C yang telah menemani penulis selama 4 tahun masa studi dan yang selalu saling memberikan motivasi untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini. 13. Pihak–pihak lain yang tidak dapat disebutkan namanya satu persatu yang telah membantu kelancaran penyusunan Tugas Akhir ini. Semoga Allah SWT selalu mengkaruniakan kebaikan dan mengganti dengan sesuatu yang lebih baik dari yang pernah diberikan. Tugas Akhir ini tentunya masih jauh dari sempurna, oleh karena itu penulis

berharap

adanya

kritik

dan

saran

yang

membangun

untuk

ketidaksempurnaan dalam penelitian ini, sehingga dapat menjadi lebih baik. Semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi seluruh pihak yang membutuhkannya. Surabaya, Juli 2014

Penulis

vii

DAFTAR ISI

vi

DAFTAR ISI HALAMAN MUKA .............................................................................................. i LEMBAR PENGESAHAN ................................................................................. iii ABSTRAK ............................................................................................................ iv KATA PENGANTAR .......................................................................................... vi DAFTAR ISI ....................................................................................................... viii DAFTAR TABEL................................................................................................. xi DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... xii DAFTAR LAMPIRAN ...................................................................................... xiii BAB I PENDAHULUAN ...................................................................................... 1 1.1

Latar Belakang .......................................................................................... 1

1.2

Rumusan Masalah ..................................................................................... 2

1.3

Tujuan ....................................................................................................... 2

1.4

Manfaat Penelitian .................................................................................... 3

1.5

Ruang Lingkup dan Batasan Masalah....................................................... 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ........................................................................... 4 2.1

Asam Sulfat............................................................................................... 4

2.1.1

Karakteristik Umum, Sifat Fisika, dan Sifat Kimia Asam Sulfat ...... 5

2.1.2

Bahaya Asam Sulfat........................................................................... 7

2.1.3

Sistem Penyimpanan Asam Sulfat ..................................................... 8

2.2

QRA (Quantitative Risk Analysis) ............................................................ 8

2.3

Identifikasi Bahaya ................................................................................... 9

2.3.1

FMEA (Failure Mode and Effect Analysis) ..................................... 10

2.3.2

FTA (Fault Tree Analysis) ............................................................... 11

2.4

Source Model .......................................................................................... 17

2.5

Dispersion Model .................................................................................... 20

2.6

Realistic and Worst-Case Releases......................................................... 22

viii

2.7

Dangerous Toxic Load (DTL) ................................................................ 24

2.8

Probit Analysis ........................................................................................ 24

2.9

Perhitungan Probabilitas ......................................................................... 26

2.10 Perhitungan Risiko .................................................................................. 26 2.11 Mitigasi Kebocoran ................................................................................. 27 BAB III METODE PENELITIAN .................................................................... 29 BAB IV PENGOLAHAN DAN ANALISIS DATA.......................................... 34 4.1 Deskripsi Sistem .......................................................................................... 34 4.1.1 Spesifikasi Tangki................................................................................. 35 4.1.2 Sistem Pengaman Tangki...................................................................... 35 4.2

Identifikasi Bahaya Dengan Metode FMEA........................................... 36

4.3

Seleksi Skenario ...................................................................................... 44

4.4

Pemodelan Skenario Kebocoran Tangki Penyimpanan Asam Sulfat dengan FTA ............................................................................................ 44

4.4.1

Penentuan Minimal Cut Set.............................................................. 45

4.4.2

Analisis Minimal Cut Set ................................................................. 49

4.5

Uji Distribusi Data .................................................................................. 50

4.6

Perhitungan Frekuensi Kejadian Kebocoran Tangki Penyimpanan Asam Sulfat ....................................................................................................... 52

4.7

Perhitungan Konsekuensi Kebocoran Tangki Penyimpanan Asam Sulfat ................................................................................................................. 54

4.7.1

Perhitungan Discharge Rate Lubang pada Dasar Tangki ................ 54

4.7.2

Perhitungan Kapasitas Bund Wall (Tanggul)................................... 56

4.7.3

Perhitungan Laju Penguapan Asam Sulfat di Tanggul .................... 57

4.7.4

Emergency Response Planning Guideliness (ERPG) ...................... 59

4.8

Analisis Dampak Kebocoran .................................................................. 62

4.8.1

Analisis Dampak Kebocoran Berdasarkan Jarak ............................. 62

ix

4.8.2

Probit Analysis ................................................................................. 62

4.8.3

Dampak Asam Sulfat Terhadap Kesehatan ..................................... 63

4.9

Penentuan Risiko Kejadian Kebocoran Tangki Penyimpanan Asam Sulfat ................................................................................................................. 65

4.10 Pemberian Rekomendasi ......................................................................... 66 BAB V PENUTUP ............................................................................................... 69 DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................... 70 LAMPIRAN ......................................................................................................... 71 BIODATA PENULIS ........................................................................................ 101

x

DAFTAR TABEL

xi

DAFTAR TABEL Tabel 2. 1 Event Symbol ........................................................................................ 12 Tabel 2. 2 Gate Symbol ......................................................................................... 12 Tabel 2. 3 Passquill-Glifford’s Stability Class ..................................................... 21 Tabel 2. 4 Persamaan untuk Koefisien Dispersi Plume Pasquill-Glifford............ 22 Tabel 2. 5 Panduan Pemilihan Insiden Proses ...................................................... 23 Tabel 2. 6 Pendekatan Mitigasi Pelepasan ............................................................ 27 Tabel 3. 1 Rincian Waktu Pelaksanaan Penelitian.......................................................... 33 Tabel 4. 1 Sistem Proteksi Pada Tangki Penyimpanan Asam Sulfat .................... 35 Tabel 4. 2 Risk Matriks ......................................................................................... 36 Tabel 4. 3 FMEA Sistem Penyimpanan Asam Sulfat ........................................... 37 Tabel 4. 4 Rekap Data Kegagalan Komponen Sistem Penyimpanan Asam Sulfat Selama 3 Tahun .................................................................................... 50 Tabel 4. 5 Rekap Hasil Perhitungan Failure Rate, Reliability dan Probabilitas ... 53 Tabel 4. 6 Kriteria ERPG Untuk Asam Sulfat ...................................................... 60 Tabel 4. 7 Jarak Paparan Menurut ERPG ............................................................. 62 Tabel 4. 8 Probit Analysis Kebocoran pada Dasar Tangki ................................... 63 Tabel 4. 9 Dampak Paparan Berdasarkan Human Toxicity Data.......................... 63 Tabel 4. 10 Rekomendasi Berdasarkan Hasil Analisis Data ................................. 67 Tabel 4. 11 Rekomendasi Berdasarkan Hasil Analisis Data ................................. 99

xi

DAFTAR GAMBAR

DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Diagram Fase Asam Sulfat .................................................................. 6 Gambar 2.2 Tangki Penyimpanan Asam Sulfat ...................................................... 8 Gambar 2. 3 Overview Step Quantitative Risk Analysis Method ............................ 9 Gambar 2. 4 Contoh Worksheet FMEA ................................................................ 11 Gambar 2. 5 Contoh Struktur Fault Tree Analysis ............................................... 14 Gambar 2. 6 Contoh Matriks Untuk Menyelesaikan FTA .................................... 15 Gambar 2. 7 Koefisien Dispersi untuk Plume ....................................................... 22 Gambar 2. 8 Grafik Respon vs Dosis .................................................................... 25 Gambar 3. 1 Diagram Alir Penelitian ........................................................................ 32 Gambar 4. 1 Process Flow Diagram Sistem Penyimpanan Asam Sulfat ............. 34 Gambar 4. 2 FTA Pemodelan Kebocoran ............................................................. 46 Gambar 4. 3 Matriks Penyelesaian FTA ............................................................... 48 Gambar 4. 4 Langkah Uji Distribusi Data pada SPSS .......................................... 51 Gambar 4. 5 Kotak Dialog One-Sample Kolmogorov-Smirnov ............................ 51 Gambar 4. 6 Hasil Uji Distribusi Data Kegagalan ................................................ 52 Gambar 4. 7 Sketsa Tanggul Sistem Penyimpanan Asam Sulfat.......................... 56 Gambar 4. 8 Sketsa Penampang Tanggul ............................................................. 58 Gambar 4. 9 Matriks Risiko PT Liku Telaga Gresik ............................................ 66

xii

DAFTAR LAMPIRAN

DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1 Layout Perusahaan PT Liku Telaga ................................................... 71 Lampiran 2 MSDS Asam Sulfat ........................................................................... 72 Lampiran 3 Process Flow Diagram Sistem Penyimpanan Asam Sulfat ............. 81 Lampiran 4 Risk Matriks PT Liku Telaga ............................................................. 82 Lampiran 5 Data Kegagalan Komponen Sistem Penyimpanan Asam Sulfat ....... 84 Lampiran 6 Perhitungan Failure Rate, Reliability dan Probabilitas .................... 88 Lampiran 7 FMEA Sistem Penyimpanan Asam Sulfat ....................................... 91 Lampiran 8 FTA Pemodelan Kebocoran .............................................................. 98 Lampiran 9 Rekomendasi ..................................................................................... 99

xiii

BAB I PENDAHULUAN

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Industri kimia yang ada di Indonesia berkembang pesat seiring dengan perkembangan teknologi. Hal ini menyebabkan konsumsi bahan kimia untuk proses produksi semakin meningkat. Disamping itu, bahan kimia sudah di pakai dalam kehidupan sehari-hari seperti pembersih toilet yang menggunakan bahan kimia berbahaya. PT Liku Telaga merupakan suatu perusahaan asosiasi dari grup PT Lautan Luas Tbk yang bergerak dalam bidang produsen bahan kimia. Produk yang dihasilkan antara lain asam sulfat, aluminium sulfat dan sodium silicate, dengan kapasitas produksi asam sulfat 60.150 ton per tahun, aluminium sulfat 161.400 ton per tahun dan sodium silicate 18.000 ton per tahun. PT Liku Telaga menggunakan proses yang kontinyu sehingga gangguan pada salah satu proses akan sangat mempengaruhi unit-unit proses selanjutnya. PT Liku Telaga merupakan industri kimia yang rawan bahaya, terutama berkaitan dengan bahan yang berbahaya dan beracun, sehingga jika terjadi gangguan pada pabrik akan berpengaruh bagi kelangsungan hidup masyarakat sekitar karena lokasinya yang dekat dengan kawasan padat penduduk. Dalam industri kimia tentu memiliki potensi bahaya yang relatif besar seperti kebakaran, ledakan, dan pelepasan gas toksik, bahkan efek kombinasi antara kebakaran dan ledakan. Seperti pada kasus sebelumnya di Bhopal, India merupakan salah satu contoh kegagalan sistem industri kimia yang berdampak sangat luas sehingga menyebabkan ± 4000 orang meninggal serta 170.000 orang terpapar MIC (methyl isocyanate). Hal tersebut disebabkan oleh tingginya tekanan pada tangki yang kemudian akhirnya MIC dilepas ke udara melalui vent gas scrubber. (Lee’s, 2005) Pada PT. Liku Telaga memproduksi dan menggunakan bahan kimia berbahaya (B3) salah satunya yaitu asam sulfat. Menurut Lembar Data Keselamatan dan Bahan (LDKB) PT. Liku Telaga, Asam sulfat merupakan bahan kimia yang bersifat korosif dan merupakan toxic material. Asam sulfat

1

yang disimpan dalam tangki penyimpanan dengan kadar 98,5% pada suhu 50oC sampai 60oC. Dengan

tingginya

potensi

bahaya

tersebut,

maka

tangki

penyimpanan asam sulfat dilengkapi dengan venting di atas tangki untuk menjaga agar uap dan udara dapat di lepas keluar dengan tujuan menjaga agar konsentrasi asam sulfat tidak turun karena konsentrasi asam sulfat yang rendah menyebabkan pengikisan material tangki. Namun, kemungkinan terjadinya kegagalan sistem merupakan hal yang dapat terjadi dan dapat menimbulkan efek yang membahayakan bagi pekerja maupun masyarakat di sekitar pabrik. Hal ini ditunjukkan dari data kegagalan komponen selama 3 (tiga) tahun terakhir, komponen dari sistem penyimpanan asam sulfat sering mengalami kegagalan terutama pada tangki penyimpanan asam sulfat. Berdasarkan fakta tersebut maka dilakukan analisis risiko kebocoran pada penelitian ini untuk menganalisis dan mengetahui dampak yang ditimbulkan akibat kebocoran pada tangki penyimpanan asam sulfat. 1.2 Rumusan Masalah Berdasarkan latar belakang yang telah dijelaskan sebelumnya, terdapat beberapa rumusan masalah yang dibahas dalam penelitian ini, yaitu : 1. Bagaimana mengetahui bahaya dengan nilai risiko tertinggi pada sistem penyimpanan asam sulfat di PT Liku Telaga Gresik. 2. Bagaimana frekuensi dari kebocoran pada tangki penyimpanan asam sulfat di PT Liku Telaga Gresik. 3. Bagaimana konsekuensi dari kebocoran pada tangki penyimpanan asam sulfat di PT Liku Telaga Gresik. 4. Bagaimana tingkatan risiko yang didapat oleh PT Liku Telaga Gresik akibat kegagalan sistem pada tangki penyimpanan asam sulfat. 5. Bagaimana rekomendasi setelah dilakukan penilaian risiko tersebut. 1.3 Tujuan Berdasarkan rumusan masalah yang dibuat, maka tujuan dari penelitian ini adalah :

2

1. Mengetahui bahaya dengan nilai risiko tertinggi pada sistem penyimpanan asam sulfat di PT Liku Telaga Gresik. 2. Menentukan frekuensi dari kebocoran pada tangki penyimpanan asam sulfat di PT Liku Telaga Gresik. 3. Menentukan konsekuensi dari kebocoran pada tangki penyimpanan asam sulfat di PT Liku Telaga Gresik. 4. Menentukan tingkatan risiko yang didapat oleh PT Liku Telaga Gresik akibat kegagalan sistem pada tangki penyimpanan asam sulfat. 5. Menentukan tindakan rekomendasi yang diperlukan. 1.4 Manfaat Penelitian Manfaat yang didapatkan dengan diadakannya penelitian ini yaitu sebagai berikut : 1. Mengetahui bahaya yang ditimbulkan dari kegagalan sistem penyimpanan

asam sulfat pada unit Sulfuric Acid Production I. 2. Mengetahui dampak dari kegagalan sistem penyimpanan asam sulfat pada

unit Sulfuric Acid Production I. 3. Memberi masukkan kepada perusahaan, sehingga dapat melakukan

kegiatan pencegahan

atau

antisipasi

terjadinya

kegagalan

serta

mengetahui tindakan yang harus dilakukan apabila terjadi kegagalan agar tidak menimbulkan kerugian yang besar baik dari sisi peralatan maupun tenaga kerja. 1.5 Ruang Lingkup dan Batasan Masalah Ruang lingkup dan batasan masalah dalam penelitian ini adalah sebagai berikut : 1. Penelitian ini dilakukan pada area kerja tangki penyimpanan asam sulfat plant I (TK-F401) yang

merupakan salah satu dari komponen unit

Sulfuric Acid Production Liku Telaga Gresik. 2. Kejadian kebocoran diasumsikan sebagai kejadian tunggal. 3. Penentuan skenario yang digunakan dalam pemodelan berdasarkan pada worst case.

3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Asam Sulfat Asam sulfat diyakini pertama kali ditemukan di Iran oleh Al-Razi (Abu Bakar Muhammad bin Zakaria Al-Razi). Pada abad ke-9 ia dikenal sebagai Rhazes di dunia barat (Eropa), selain itu ia merupakan pakar sains yang berasal dari Negara Iran (Persia) yang hidup antara tahun 864-930 M. Asam sulfat merupakan asam mineral (anorganik) yang kuat. Zat ini larut dalam air pada semua perbandingan. Keberadaan asam sulfat murni yang tidak diencerkan tidak dapat ditemukan secara alami di bumi oleh karena sifatnya yang higroskopis.Unsur utama pembentuk asam sulfat adalah sulfur dengan air. Reaksinya yaitu: S(l) + O2(g)  SO2(g)

∆H = 298,3 kJ (25° C)

SO2(g) + ½ O2(g)  SO3(g)

∆H = -98,3 kJ (25° C)

SO3(g) + H2O(l)  H2SO4(l)

∆H = -130,4 kJ (25° C)

Bahan baku utama dalam proses pembuatan asam sulfat adalah belerang padat dan refinery minyak bumi yang diimpor dari Singapura. Spesifikasi syarat-syarat mutu belerang yang diinginkan oleh pabrik adalah : -

kadar belerang minimal 99,5 %

-

kadar air maksimal 2,6 % Proses pembuatan asam sulfat bersifat kontinyu dengan melalui

tahapan-tahapan proses sebagai berikut : 1. Bahan baku yang berupa belerang padat dimasukkan ke dalam bak pencairan dengan bantuan steam dari boiler akan diubah menjadi belerang cair. 2. Belerang cair dari bak pencairan selanjutnya masuk ke unit “sulfur furnace”. Di bagian ini, belerang cair disemprotkan dan bereaksi dengan oksigen dari udara kering. Oksigen udara kering ini dihasilkan oleh blower setelah dilewatkan melalui “drying tower”, komposisi udara kering ini disamping gas oksigen juga mengandung gas nitrogen yang tidak turut bereaksi.

4

3. Sulfur dioksida (SO2) yang terjadi dilewatkan melalui “hot gas filter” sehingga dihasilkan SO2 yang bebas dari debu dan partikel-partikel padat lainnya. Gas SO2yang berasal dari “hot gas filter” selanjutnya masuk ke “converter”. Dengan menggunakan katalis V2O5 (Vanadium Pentoksida), SO2 yang masuk bereaksi dengan oksigen sehingga dihasilkan SO 3, reaksi antara SO2 dan O2 ini merupakan reaksi eksotermis. Untuk mengurangi panas yang timbul dari reaksi dan untuk mendapatkan konsentrasi SO 3 yang cukup tinggi maka panas yang terjadi dilepaskan dengan menggunakan “heat exchanger”. Reaksi ini dibuat bertingkat sampai empat kali. 4. Gas SO3 yang telah dingin ini berikutnya masuk ke dalam “kolom absorbsi”. Pada kolom ini digunakan asam sulfat (98,3-98,5) % sebagai absorban dan keluar sebagai asam sulfat pekat dengan konsentrasi 99,8 %. Asam sulfat ini kemudian diencerkan kembali menjadi (98,3-98,5) %. Asam sulfat yang berasal dari “kolom absorbsi” dengan konsentrasi (98,3-98,5) % tersebut selanjutnya dimasukkan ke dalam tangki penampung asam sulfat menggunakan pompa centrifugal. Storage tank yang ada di asam sulfat ada 2 yaitu F-401dan F-402 dengan kapasitas masingmasing 550.000 liter. (Liku Telaga, 2013) 2.1.1 Karakteristik Umum, Sifat Fisika, dan Sifat Kimia Asam Sulfat Karakteristik umum, sifat fisika dan sifat kimia berdasarkan Lembar Data Keselamatan dan Bahan (LDKB) asam sulfat (Liku Telaga, 2013) adalah sebagai berikut : - Rumus molekul

: H2SO4

- Nama kimia

: Hydrogen Sulfate

- Berat molekul

: 98,08 gram/gram.mol

- Warna H2SO4 Cair

: Tidak berwarna

- Bau H2SO4 Cair

: Tidak berbau, tapi memiliki bau menyengat ketika panas

- Titik leleh

: 10,31oC

- Titik didih

: 336,85oC

- Specific Gravity

: 1,8

5

- Densitas

: 15 lb/gal

- Kadar

: 98,2 – 99 %

- pH dalam 1% larutan

: < 1 (asam)

- Tekanan uap

: < 1 mmHg pada 100oF (37,8oC)

- Flammability

:-

- Kelarutan

: Mudah larut dalam air dingin. Sulfuric larut dalam air yang sangat panas. Larut dalam ethyl alcohol.

- Corosivity

: Sangat korosif pada aluminium, tembaga, stainless steel. Non-korosif pada kaca.

- Explosion Hazards

: Sedikit eksplosif dengan adanya bahan pengoksidasi.

Berikut ini adalah gambar diagram fase asam sulfat berdasarkan suhu dan fraksi mol yang terdapat pada Gambar 2.1

Gambar 2.1 Diagram Fase Asam Sulfat (Sumber : Frank, 1991)

6

2.1.2 Bahaya Asam Sulfat Menurut data Liku Telaga, 2013, bahaya asam sulfat terdapat 2 macam, yaitu : 1. Bahaya Asam Sulfat Bagi Kesehatan - Efek jangka pendek Penghirupan uap asam sulfat menyebabkan iritasi pada hidung dan tenggorokan serta mengganggu paru-paru. Cairan asam sulfat dapat merusak kulit dan menimbulkan luka yang amat sakit. Dapat menimbulkan kebutaan bila terkena mata. - Efek jangka panjang Penghirupan uap asam sulfat dalam kadar yang sedikit dalam jangka panjang berakibat iritasi pada hidung, tenggorokan dan paru-paru. 2. Bahaya Asam Sulfat Bagi Lingkungan - Pencemaran air Penyebab asam sulfat dalam air limbah dan mengganggu kehidupan tanaman dan binatang dalam air. Penetralan dapat dilakukan dengan soda atau air kapur sampai pH 6-9 sebelum dibuang ke lingkungan. Residu netralisasi dapat dicampur dengan tanah atau pasir. - Ancaman hujan asam Asam sulfat yang terkandung di dalam hujan asam juga bersifat sangat reaktif, mudah bereaksi (memakan) bendabenda lainnya sehingga menyebabkan kerusakan, seperti proses pengkaratan (korosi) serta kimiawi lainnya. Cat pada bangunan gedung seringkali termakan oleh gas SOx dan berubah menjadi kusam kehitam-hitaman karena timbal oksida (PBO) sebgai bahan dasar pembuat cat bereaksi dengan SO x menjadi PbS. Jembatan juga bisa menjadi rapuh karena proses pengkaratannya dipercepat oleh adanya SOx ini.

7

2.1.3 Sistem Penyimpanan Asam Sulfat Sistem penyimpanan asam sulfat dalam tangki bertujuan untuk menjaga agar asam sulfat tetap dalam kondisi cair saat penyimpanan, dengan tekanan dalam tangki atmosferik dan pada temperatur normal penyimpanan 50oC. Selama disimpan dalam tangki tersebut, kondisi asam sulfat dipertahankan dalam keseimbangan yaitu adanya panas yang masuk dan berada diatas kesetimbangannya, panas tersebut akan digunakan untuk menguapkan sejumlah asam sulfat yang ada, yang disebut dengan proses evaporasi. Selama dalam penyimpanan, sistem pengamanan yang terdapat di tangki hanya venting yang terletak diatas tangki untuk menjaga agar uap panas dan udara dari pompa transfer keluar. Berikut ini adalah Gambar 2.2 yaitu tangki penyimpanan asam sulfat pada unit produksi.

Gambar 2.2 Tangki Penyimpanan Asam Sulfat (Sumber : Liku Telaga, 2013)

2.2 QRA (Quantitative Risk Analysis) QRA adalah suatu metode yang bertujuan untuk mengembangkan dan memahami estimasi nilai risiko (yaitu, kombinasi dari frekuensi yang diharapkan dan konsekuensi dari potensi kecelakaan) yang terkait dengan fasilitas atau operasi. Metode QRA dapat digunakan di seluruh tahap kehidupan proses (pengembangan laboratorium, desain rinci, operasi,

8

pembongkaran, dll). QRA adalah metode yang paling efektif bila digunakan untuk menganalisis proses desain karakteristik yang telah ditetapkan (yaitu, pipa dan instrumen diagram (P & ID) atau process flow diagram yang tersedia, reaksi kimia dan unit operasi lainnya yang diketahui serta strategi pengendalian proses). Metode QRA sangat efektif untuk mengevaluasi strategi alternatif pengurangan risiko. (Arendt, 2000) Langkah-langkah utama dari studi QRA antara lain : 1. Identifikasi Bahaya 2. Analisis Konsekuensi. 3. Analisis Frekuensi. 4. Evaluasi Risiko dan presentasi Berikut ini adalah Gambar 2.3 model analisis menggunakan QRA

Gambar 2. 3 Overview Step Quantitative Risk Analysis Method (Sumber : Arendt, 2000)

2.3 Identifikasi Bahaya Terdapat potensi bahaya yang berhubungan dengan aktivitas apapun. Analisis tidak bisa dimulai sampai diketahui apa bahayanya. Seperti yang didefinisikan sebelumnya, bahaya merupakan karakteristik fisik atau kimia dari bahan, sistem, proses, atau plant yang memiliki potensi untuk

9

menyebabkan kerusakan. Dengan demikian, identifikasi bahaya melibatkan dua tugas utama yaitu: - Identifikasi konsekuensi spesifik yang tidak diinginkan. - Identifikasi karakteristik material, sistem, proses, dan plant yang bisa menghasilkan konsekuensi tersebut. 2.3.1 FMEA (Failure Mode and Effect Analysis) FMEA (Failure Mode and Effect Analysis) adalah suatu metode untuk mengevaluasi apakah suatu peralatan dapat gagal (atau secara tidak benar dioperasikan) dan efek kegagalan ini berdampak pada proses. Deskripsi kegagalan ini menyediakan analis dengan dasar untuk menentukan di mana perubahan dapat dilakukan untuk memperbaiki desain sistem. Ada tiga langkah untuk melakukan identifikasi bahaya menggunakan FMEA, yaitu sebagai berikut : 1. Mendefinisikan masalah yang akan di teliti Pada langkah ini dilakukan identifikasi terhadap item tertentu untuk dimasukkan dalam FMEA. Pendefinisian masalah ini merupakan bahan yang diperlukan untuk melakukan FMEA secara menyeluruh dan efisien. Untuk mendefinisikan masalah, langkah yang harus dilakukan adalah sebagai berikut: a. Mengidentifikasi plant dan / atau sistem yang merupakan subjek dari analisis b. Menetapkan batas-batas sistem fisik untuk FMEA. Hal ini termasuk

proses

lainnya

dan

utilitas

atau

dukungan

dari suatu sistem. c. Menetapkan

batas-batas

analisis

sistem,

termasuk:

(1)

mode kegagalan, konsekuensi operasi, penyebab, atau ada perlindungan yang tidak akan dipertimbangkan dan (2) kondisi operasi awal atau posisi peralatan. d. Mengumpulkan referensi informasi terkini yang mengidentifikasi hubungan peralatan dan fungsinya untuk pabrik / sistem. Informasi

10

yang dibutuhkan untuk semua peralatan termasuk dengan dalam batas sistem dan sesuai dengan komponen instalasi. 2. Melakukan review FMEA harus dilakukan secara

sistematis

untuk mengurangi

kemungkinan kelalaian dan untuk meningkatkan kelengkapan FMEA. Salah satu cara untuk membantu memastikan review menyeluruh dan efisien adalah untuk mengembangkan format yang konsisten untuk merekam hasil FMEA. Semua mode kegagalan harus dievaluasi untuk setiap komponen atau sistem sebelum melanjutkan ke komponen berikutnya. Berikut ini adalah Gambar 2.4 contoh worksheet FMEA.

Gambar 2. 4 Contoh Worksheet FMEA (Sumber : CCPS, 1992)

2.3.2 FTA (Fault Tree Analysis) FTA adalah suatu alat untuk menganalisis, dengan tampilan visual (gambar) dan mengevaluasi jalur dari suatu kegagalan pada sistem serta menyediakan suatu mekanisme untuk mengevaluasi tingkatan bahaya pada sistem. Konsep mendasar dari Fault Tree Analysis adalah menterjemahkan dan menganalisis suatu kegagalan atau kesalahan dari sistem ke dalam bentuk diagram visual dan model logika.

11

Fault Tree Analysis merupakan penggambaran grafik dari hubungan antara kegagalan dan kecelakaan tertentu. Fault event dan basic event yang mewakili kegagalan peralatan atau manusia (selanjutnya, peralatan dan manusia disebut sebagai komponen) dapat dibagi menjadi kegagalan dan kesalahan. Sebagai contoh, ketika batang pompa pecah, diklasifikasikan sebagai kegagalan komponen. Berikut ini adalah Event Symbol dan Gate Symbol yang digunakan pada FTA. Tabel 2. 1 Event Symbol Event Symbol

Kegunaan Basic Event menggambarkan suatu basic initiating fault yang tidak memerlukan pengembangan atau uraian lebih lanjut. Basic Event menggambarkan suatu basic initiating fault yang tidak memerlukan pengembangan atau uraian lebih lanjut. Undeveloped Event suatu fault event yang tidak diperiksa lebih lanjut karena keterbatasan informasi/karena dianggap kurang penting. External/House Event suatu event yang sudah ada terlebih dahulu yang mendukung terjadinya kegagalan. Intermediate Event suatu fault event yang dihasilkan dari interaksi kejadian kegagalan lainnya yang disusun menggunakan logic gate.

(Sumber : CCPS, 1992) Tabel 2. 2 Gate Symbol Gate Symbol

Kegunaan AND Gate menunjukkan bahwa output event akan terjadi jika seluruh input events ada/terjadi ( exists) OR Gate menunjukkan bahwa output event akan terjadi jika salah satu input events ada/terjadi (exists). Inhibit Gate menunjukkan bahwa output event akan terjadi jika input event ada dan inhibit condition terpenuhi.

(Sumber : CCPS, 1992)

12

Lanjutan Tabel 2.2 Gate Symbol Gate Symbol

OUT IN

Kegunaan Priority AND fault output terjadi jika semua fault input terjadi dengan urutan / sekuens tertentu. Transfer Symbol menunjukkan bahwa fault tree berhubungan lebih lanjut dengan fault tree di lembaran / halaman lain.

(Sumber : CCPS, 1992)

Tujuan dari pembuatan FTA adalah untuk menemukan minimal cut set. Minimal cut set adalah kumpulan dari basic event yang akan menyebabkan terjadinya top event. Cut set yang pertama terdiri dari basic event tunggal yang dapat menyebabkan terjadinya top event dengan sendirinya. Cut set yang kedua berisi dua basic event yang yang jika dikombinasikan akan menyebabkan terjadinya top event, cut set keriga berisi tiga basic event dan begitu pula selanjutnya. Cut set yang pertama mewakili kegagalan paling serius yang dapat mempengaruhi sistem yang ada dan cut set yang kedua mewakili kombinasi kegagalan paling serius selanjutnya. Dengan menganalisis cut set maka tindakan pencegahan untuk mencegah terjadinya top event dapat diatur berdasarkan prioritas yang ada. (CCPS, 1992) Ada empat langkah seorang analis harus melakukan Fault Tree Analysis, yaitu sebagai berikut: 1. Mendefinisikan masalah Mendefinisikan Top event adalah salah satu aspek yang paling penting dari langkah pertama. Top event adalah kecelakaan (atau kejadian yang tidak diinginkan) yang merupakan subyek dari FTA (event ini biasanya diidentifikasi melalui studi evaluasi hazard sebelumnya). Top event harus didefinisikan secara tepat untuk sistem atau pabrik yang sedang dievaluasi karena menganalisis ruang lingkup secara umum atau pendefinisian top event yang kurang sering menyebabkan analisis tidak efisien.

13

2. Membuat struktur fault tree Pembuatan struktur fault tree dimulai di top event dan bertahap, tingkat demi tingkat, sampai semua kejadian kegagalan telah ditelusuri penyebab dasarnya (basic cause). Biasanya, hal ini bukan

penyebab

dasar,

tetapi

perantara

kegagalan

yang

membutuhkan pengembangan tambahan. Berikut ini adalah gambar contoh struktur fault tree.

Gambar 2. 5 Contoh Struktur Fault Tree Analysis (Sumber : CCPS, 1992)

Gambar 2.5 menunjukkan contoh fault tree yang telah dibuat dengan menggunakan simbol-simbol

yang ditetapkan

sebelumnya. Penyebab langsung dari top event ditunjukkan dalam fault tree. Jika ada penyebab langsung dalam top event, maka hasil top event terhubung dengan logic gate OR. Setiap perantara kejadian diperlakukan dengan cara yang sama seperti top event , penyebab ditentukan dan ditampilkan pada fault tree dengan yang sesuai logic gate. Prosedur ini diikuti sampai semua basic intermediate cause telah dikembangkan untuk mengetahui penyebab kegagalan. 3. Menganalisis FTA secara kualitatif. Hal pertama yang harus dilakukan adalah mengubah seluruh gate yang ada menjadi basic events. Hal ini dilakukan dengan menggunakan matriks, dimulai dengan top event dan dilanjut

14

dengan gate dibawahnya sehingga semua gate terselesaikan. AND gate ditulis dengan penulisan nomor secara horizontal, sedangkan OR gate ditulis dengan penulisan nomor secara vertikal. Berikut ini adalah contoh gambar matriks untuk penyelesaian FTA.

Gambar 2. 6 Contoh Matriks Untuk Menyelesaikan FTA (Sumber : CCPS, 1992)

Top event selalu pertama masuk dalam matriks dan dimasukkan dalam kolom pertama dari baris pertama (lihat Gambar 2.6, Bagian [a]). Ada dua aturan untuk memasukkan informasi yang tersisa dalam matriks: 1. Aturan OR gate Pada aturan OR gate masukan pertama OR gate untuk menggantikan penanda matriks gate, dan semua masukan lainnya dimasukkan di baris kosong berikutnya, satu masukan per baris. Selain itu, jika ada masukan lain di barisan OR gate, masukanmasukan ini harus diulang di semua baris yang berisi masukan gate lain. 2. Aturan AND gate Pada aturan AND gate, input pertama AND gate menggantikan penanda dalam matriks gate, dan input AND gate lainnya dimasukkan dalam kolom berikutnya, satu input per kolom, 15

pada baris yang sama dengan AND gate. Setiap gate berikutnya diselesaikan dan semua masukan lainnya ke AND gate disertakan pada setiap pembuatan baris baru. Untuk INHIBIT dan DELAY gate diselesaikan sebagai AND gate. Fault tree dalam Gambar 2.5 diselesaikan menggunakan dua aturan. Bagian (a) dari Gambar 2.6 menunjukkan masukan pertama dalam matriks, gate A, yang merupakan top event di fault tree. Gate A adalah AND gate, jadi diterapkan aturan AND gate untuk menyelesaikan gate A ke input, gate В dan D, seperti yang ditunjukkan dalam Bagian (b). Kemudian dipilih gate berikutnya untuk penyelesaian, misalnya, gate B. Gate В juga merupakan AND gate, sehingga input yang dimasukkan pada baris yang sama dengan gate B. Penggantian ini ditunjukkan dalam bagian (c). Selanjutnya, menyelesaikan gate D. Gate D adalah OR gate, sehingga input pertama menggantikan D, dan masukan kedua yang dimasukkan dalam baris berikutnya, seperti yang ditunjukkan dalam bagian (d). Perhatikan bahwa gate С sekarang satu-satunya gate yang tersisa dalam matriks, muncul pada kedua baris 1 dan baris 2. Setiap kejadian pada gate С diselesaikan secara terpisah. Pertama, pada baris 1, diterapkan aturan OR gate untuk gate С seperti yang ditunjukkan dalam bagian (e), menghasilkan satu masukan set baru dalam baris 3. Demikian pula, mengatasi terjadinya kedua gate С seperti yang ditunjukkan dalam bagian (f). Hasil langkah ini adalah empat set basic event : Cut Set I

: 1,2,2

Cut Set III

: 1,2,4

Cut Set III

: 1,2,3

Cut Set IV

: 1,3,4

Langkah ketiga analisis fault tree adalah untuk menghapus top event yang ganda dengan cara identifikasi di setiap rangkaian basic event. Hanya cut set 1 yang memiliki pengulangan basic event

16

dalam hasil: basic event muncul dua kali. Ketika kita menghapus event berulang ini, set basic event adalah: Cut Set I

: 1,2

Cut Set III

: 1,2,4

Cut Set III

: 1,2,3

Cut Set IV

: 1,3,4

Langkah keempat analisis fault tree adalah untuk menghapus semua super set yang muncul dalam set basic event. Dalam set ini, ada dua super set. yaitu, II dan III. Setelah super set ini dihapus, ada maining set yaitu minimal cut set untuk fault tree contohnya: Minimal Cut Set I

: 1,2

Minimal Cut Set IV : 1,3,4 Setelah daftar minimal cut set untuk top event tertentu ditemukan, dapat dievaluasi kegagalan konstituen untuk menentukan “hubungan yang lemah dalam sistem”. 2.4 Source Model Source model dibangun dari persamaan fundamental atau empiris mewakili proses fisika kimia yang terjadi selama pelepasan material. Mekanisme pelepasan diklasifikasikan ke dalam pelepasan celah besar dan terbatas. Dalam kasus celah besar yang berkembang di unit proses, pelepasan sejumlah besar bahan terjadi dalam waktu singkat. Sebuah contoh yang tepat adalah terjadinya overpressure dan peledakan tangki penyimpanan. Untuk kasus pelepasan melalui celah terbatas pada tingkat yang cukup lambat bahwa kondisi upstream tidak segera terkena dampak; asumsi tekanan konstan. Beberapa hal penting harus dipertimbangkan dalam menentukan skenario yang sesuai guna mendapatkan analisis yang optimal. Fase dari pelepasan tergantung dari proses pelepasannya dan dapat ditentukan dengan menggunakan diagram termodinamika, data, vapor-liquid equilibrium model, dan thermodynamic path selama pelepasan. Titik mula ditentukan dari kondisi awal dari material proses sebelum terlepas. Kondisi tersebut dapat berupa kondisi normal proses atau kondisi abnormal yang dicapai oleh

17

material proses saat terjadi pelepasan. Titik akhir dari langkah tersebut adalah saat kondisi mencapai tekanan akhir atau berada pada kondisi 1 atm. Ada beberapa model sumber dasar yang sering digunakan dan akan dikembangkan secara rinci. Model sumber ini antara lain : - Aliran cairan melalui lubang - Aliran cairan melalui lubang pada tangki - Aliran cairan melalui pipa - Aliran uap melalui lubang - Aliran gas melalui pipa - Flashing liquid - Liquid pool evaporation atau penguapan Pada penelitian ini sumber kebocoran akan terdiri dari dua kasus yaitu kebocoran pada dasar tangki dan penguapan cairan yang tertampung pada tanggul sehingga pemodelan sumber yang digunakan adalah aliran cairan melalui lubang pada tangki dan liquid pool evaporation atau penguapan. Adapun rumus untuk aliran cairan melalui lubang pada tangki adalah : √

................................................................................(2.1)

(Sumber : Crowl, 2002)

Dimana : Qm

= Laju aliran massa dari asam sulfat yang terlepas (kg/s)

At

= Luas penampang lubang (m2) = Massa jenis asam sulfat (kg/m3)

Co

= Coefficient discharge

gc

= Konstanta gravitasi (kgm/s2N)

Pg

= Tekanan operasi tangki (N/m2)

hL

= Jarak lubang ke tinggi cairan (m)

g

= Percepatan gravitasi (m/s2) Pada saat terjadi kasus kebocoran tentu waktu yang dibutuhkan

sampai tangki kosong perlu diketahui. Maka dari itu dihitung waktu pada saat tangki kosong dengan menggunakan rumus :

18

√

…………………………………………………..……(2.2)


Dimana : te

= Waktu yang dibutuhkan sampai cairan asam sulfat habis (s)

Co = Coefficient discharge At = Luas tangki (m2) A

= Luas lubang kebocoran (m2)

g

= Percepatan gravitasi (m/s2)

hL = Jarak lubang ke tinggi cairan (m) Sedangkan untuk rumus liquid pool evaporation atau penguapan adalah : …………………………………………………………..….(2.3) (Sumber : Crowl, 2002)

Dimana : Qm

= Laju penguapan massa asam sulfat (massa/waktu)

M

= Berat molekul asam sulfat (gram/gram.mol)

K

= Koefisien transfer massa (panjang/waktu)

A

= Luas area yang terdampak (m2)

Psat

= Tekanan uap jenuh cairan (atm)

Rg

= Konstanta gas ideal

TL

= Temperatur cairan (oK)

Untuk mencari nilai K, di dapatkan dari persamaan : ………………….………………………………………….(2.4) (Sumber : Crowl, 2002)

Dimana : K

= Koefisien transfer massa asam sulfat cair (cm/s)

Ko = Koefisien transfer massa air (0,83 cm/s) Mo = Berat molekul air (18 gram/gram.mol) M = Berat molekul asam sulfat (gram/gram.mol) Berdasarkan hukum Raoult’s, untuk mencari tekanan uap jenuh cairan diperoleh dari rumus :

19

Psat = P/x………………..…………………………………………….……..(2.5) (Sumber : Crowl, 2002)

Dimana : Psat = Tekanan uap jenuh cairan P

= Tekanan cairan

X

= Fraksi mol cairan

2.5 Dispersion Model Dispersi model menggambarkan pengangkutan bahan beracun oleh udara jauh dari lokasi kecelakaan dan masuk ke pabrik dan masyarakat. Konsentrasi maksimum bahan beracun terjadi pada titik pelepasan (yang mungkin tidak di permukaan tanah). Konsentrasi arah angin kurang, karena pencampuran turbulen dan dispersi dari bahan beracun dengan udara. Berbagai macam parameter mempengaruhi dispersi atmosfer bahan beracun: - kecepatan angin - stabilitas atmosfer - kondisi tanah (gedung, air, pohon) - ketinggian pelepasan di atas permukaan tanah - momentum dan daya apung dari pelepasan bahan awal Neutrally

bouyant

dispersion

models

digunakan

untuk

memperkirakan konsentrasi yang searah angin dari pelepasan gas yang tercampur dengan udara bebas yang pada titik tertentu campurannya akan mencapai keadaan neutrally bouyant. Dua jenis model dispersi neutrally buoyant yang biasa digunakan adalah plume dan puff. Plume adalah model yang menjelaskan konsentrasi yang konstan dari gas yang terlepas secara terus menerus. Sedangkan puff adalah model konsentrasi sementara dari gas yang terlepas secara instan. Pada penelitian ini model dispersi yang dipakai adalah berbentuk plume. Di bawah ini terdapat rumus pemodelan dispersi yang dipakai pada penelitian ini, yaitu:

20

Plume with continuous steady-state source at ground level and wind moving 〈 〉

.....................................................................................(2.6)


Dimana : C

= Konsentrasi paparan (kg/m3)

x

= Jarak paparan asam sulfat (m)

Qm

= Laju pelepasan massa asam sulfat (kg/s) = Koefisien dispersi plume (m)

u

= Kecepatan angin (m/s) Kondisi atmosfir pada umumnya dijabarkan menjadi 6 tipe

stabilitas Pasquill (yang disimbolkan dengan huruf A hingga F). Tipe stabilitas tergantung pada kecepatan angin serta jumlah sinar matahari yang ada. Pada siang hari, kecepatan angin yang bertambah akan menghasilkan stabilitas atmosfir yang lebih tinggi sedangkan pada malam hari akan berkebalikan. Hal tersebut tergantung pada perubahan suhu vertikal yang berubah dari siang ke malam. Pada tipe stabilitas, A mewakili kondisi paling tidak stabil sedangkan F mewakili kondisi paling stabil. Tabel 2.3 dapat dijadikan acuan untuk penentuan stabilitas atmosfer. Tabel 2. 3 Passquill-Glifford’s Stability Class Daytime insolation Surface wind speed m/s

Strong

Moderate

<2 A A-B 2–3 A-B B 3–4 B B-C 4–6 C C-D >6 C D A : Extremely unstable condition B : Moderately unstable condition C : Slightly unstable condition (Sumber : Crowl, 2002)

Slight

B C C D D

Nighttime condition

Anytime

Thin ≥3/8 Heavy overcast cloudiness overcast or>4/8 low cloud F F D E F D D E D D D D D D D D : Neutral condition E : Slightly stable condition F : Moderately stable condition

Model netral dan positive bouyant plume atau puff dapat digunakan untuk memprediksi konsentrasi rata-rata dan waktu paparan dari zat mudah terbakar dan beracun berdasarkan konsep dari dispersi Gaussian. Konsentrasi yang diprediksi dari model Gaussian adalah rata-rata waktu. Koefisien dispersi 21

untuk plume dapat ditentukan dengan menggunakan grafik pada Gambar 2.7 maupun perhitungan menggunakan Tabel 2.4

. Gambar 2. 7 Koefisien Dispersi untuk Plume (Sumber : Crowl, 2002) Tabel 2. 4 Persamaan untuk Koefisien Dispersi Plume Pasquill-Glifford PasquillGlifford (m) (m) stability class Rural Condition 0.20x A 0.12x B C Rural Condition D E F Urban Condition A-B C D E-F (Sumber : Crowl, 2002)

0.20x

2.6 Realistic and Worst-Case Releases Pada pemodelan skenario dibutuhkan data-data yang sesuai, kebutuhan data dibagi menjadi dua jenis yaitu menggunakan kasus realistis (realistic case) dan kasus terburuk (worst case). Kasus realistis mewakili keluaran insiden dengan tingkat peluang sangat besar untuk terjadi sehingga daripada mengasumsikan tangki penyimpanan gagal secara menyeluruh, lebih

22

realistis jika diasumsikan peluang lainnya yaitu pelepasan material terjadi dari tidak tersambungnya pipa ke tangki. Kasus terburuk adalah asumsi bahwa terjadi kegagalan proses yang sangat parah yang menghasilkan pelepasan material secara menyeluruh pada waktu yang sangat singkat. Pemilihan jenis skenario tergantung dari tujuan penelitian jika yang ingin ditentukan adalah data aktual tentang konsekuensi pelepasan material maka kasus realistislah yang harus dipilih. Tabel 2. 5 Panduan Pemilihan Insiden Proses Karakteristik Insiden Guideline Realistic release incidents Pipa proses Pecahnya diameter pipa proses terbesar seperti di bawah ini : Untuk diameter < 2inch, asumsikan pipa pecah seluruhnya. Untuk diameter 2-4 inch, asumsikan pipa pecah seukuran pipa diameter 2 inch. Untuk diameter > 4 inch, asumsikan luas pecahnya pipa sebanding dengan 20 % luas melintang pipa. Realistic release incidents Tangki Asumsikan pecahnya diameter pipa proses terbesar yang tersambung pada tangki. Gunakan kriteria pipa. Lain-lain Insiden dapat ditetapkan berdasarkan pengalaman yang didapat dari pabrik, atau insiden dapat dikembangkan dari hasil review studi analisis bahaya atau penyimpangan. Worst-case incidents Kuantitas Asumsikan pelepasan dari kuantitas terbesar dari material terjadi pada tangki proses kapan pun. Untuk pelepasan seluruh isi material, asumsikan laju pelepasan material selama 10 menit. Kecepatan Asumsikan stabilitas F, kecepatan angin 1,5 m/s, angin/stabilitas kecuali data meteorologi menunjukkan hasil yang berbeda. Suhu ambient/humiditas Asumsikan suhu harian tertinggi serta humiditas rata rata. Ketinggian pelepasan Asumsikan pelepasan material terjadi pada material permukaan tanah. Topografi Asumsikan pedesaan atau perkotaan, sesuai dengan kebutuhan. Suhu material yang Cairan yang terlepas dipertimbangkan pada suhu terlepas maksimum harian, berdasarkan data 3 tahun sebelumnya, atau saat suhu proses. Asumsikan gas yang berbentuk cairan tekanan atmosfer dan dilepaskan saat titik didihnya karena refrijerasi berada pada tekanan atmosfer dan dilepaskan saat titik didihnya. (Sumber : Crowl, 2002)

23

2.7 Dangerous Toxic Load (DTL) U.K. Health and Safety Executive (HSE) telah menerbitkan sebuah dokumen pada toksikologi kabut H2SO4. Dokumen ini adalah salah satu dari serangkaian laporan tentang toksikologi zat, terutama merencanakan nilai nilai toksisitas yang melibatkan bahaya besar dan didasarkan pada pendekatan yang ditetapkan dalam publikasi terkait oleh penulis yang sama. Dalam skema ini, data toksikologi ditinjau dan digunakan untuk memperoleh ukuran sebagai beban beracun berbahaya (Dangerous Toxic Load) atau biasa disebut DTL. DTL umumnya merupakan kombinasi dari konsentrasi, c, dan durasi paparan, t, dalam bentuk cnt = a konstan, di mana nilai indeks n biasanya dalam kisaran 1 sampai 4. DTL dikaitkan dengan tingkat efek, yang disebut tingkat tertentu toksisitas (Specified Load Of Toxicity) atau biasa disebut SLOT. Efek yang terkait dengan SLOT adalah: - Gangguan berat hampir untuk semua orang - Sebuah fraksi besar memerlukan perhatian medis - Beberapa orang terluka parah, yang memerlukan pengobatan jangka panjang - Setiap orang sangat rentan terbunuh Untuk kabut H2SO4, DTL didasarkan terutama pada pemeriksaan data LC50 dari guinea pig, dan diberikan nilai : …………………………………………………………………..(2.7) (Sumber : Kapias, 1999)

Dimana : C = Konsentrasi (mg/m3) t = Waktu paparan (menit) n = Nilai exponen. Untuk asam sulfat = 2 A = Dangerous Toxic Load 2.8 Probit Analysis Pemodelan dispersi menghasilkan besaran konsentrasi tertentu, namun pertanyaan yang timbul adalah apakah konsentrasi tersebut membahayakan bagi manusia. Salah satu metode untuk mengetahui

24

hubungan konsentrasi dengan tingkat bahaya adalah dengan menggunakan analisis probit yang menggambarkan grafik respon vs dosis.

Gambar 2. 8 Grafik Respon vs Dosis (Sumber : Crowl, 2002)

Variabel probit Y dapat dihitung dengan : ....................................................................................(2.8) (Sumber : Crowl, 2002)

Untuk perhitungan probit pada kasus kebocoran asam sulfat menggunakan pendekatan regular population. Regular population adalah populasi manusia dewasa pada rentang usia 20-50 tahun sesuai dengan kondisi populasi di PT Liku Telaga Gresik. Sehingga pada penelitian ini menggunakan rumus : .......................................................................(2.9) (Sumber : Lee’s, 2005)

Dimana : Y

= Probit = Dangerous Toxic Load (DTL) untuk asam sulfat

C

= Konsentrasi asam sulfat (mg/m3)

t

= Waktu paparan (min)

Untuk perhitungan data dalam jumlah banyak, konversi nilai Y ke probit menggunakan rumus : [

|

|

|

(

| √

)] ………………………………………(2.10)


dimana erf adalah error function.

25

2.9 Perhitungan Probabilitas Kegagalan peralatan atau kesalahan dalam proses terjadi sebagai akibat dari interaksi kompleks dari komponen individu. Probabilitas keseluruhan dari sebuah kegagalan dalam proses sangat tergantung pada sifat interaksi ini. Menurut Crowl, 2002, berikut ini adalah langkah-langkah perhitungan probabilitas : 1. Menentukan failure rate (µ) ..................................................................................................(2.11) Dimana : -

µ : failure rate

-

n

: jumlah kegagalan

-

τ

: waktu penggunaan komponen

2. Menentukan Reliabilitas ..........................................................................................(2.12) Dimana : -

R(t)

: Reliabilitas

-

µ

: constant failure rate

-

t

: nilai tak hingga (untuk asumsi nilai failure rate konstan)

3. Menentukan Probabilitas kegagalan P(t) = 1 - R(t)........................................................................................(2.13) Dimana : -

P

: Probabilitas kegagalan

-

R(t)

: Reliabilitas

2.10 Perhitungan Risiko Pada tahap ini dilakukan perhitungan risiko dengan cara mengkombinasikan hasil perhitungan frekuensi dengan konsekuensi. Dari kombinasi ini dapat diketahui sejumlah risiko yang berbeda dari kumpulan data frekuensi dan konsekuensi insiden yang telah ditentukan sebelumnya. (Arendt, 2000)

26

2.11 Mitigasi Kebocoran Menurut Crowl, 2002, tujuan dari model pelepasan bahan beracun adalah menyediakan alat untuk melakukan mitigasi pelepasan. Mitigasi pelepasan didefinisikan sebagai "mengurangi” risiko pelepasan dengan bertindak pada sumber (pada titik pelepasan) baik dengan cara pencegahan dengan mengurangi kemungkinan suatu peristiwa yang dapat menghasilkan awan uap berbahaya atau dengan cara pelindung dengan mengurangi besarnya pelepasan dan / atau paparan ke penduduk lokal atau properti. Risiko terdiri dari konsekuensi dan probabilitas. Dengan demikian perkiraan konsekuensi dari pelepasan hanya menyediakan setengah dari total penilaian risiko. Ada kemungkinan bahwa insiden pelepasan tertentu mungkin memiliki konsekuensi yang tinggi, yang mengarah ke upaya mitigasi pabrik yang luas untuk mengurangi konsekuensinya. Namun, jika probabilitas rendah, usaha mungkin tidak diperlukan. Tabel 2.6 berisi sejumlah langkah-langkah untuk mengurangi pelepasan. Pelepasan kecil dapat mengakibatkan dampak yang signifikan. Selain itu, dampak ini dapat terjadi beberapa menit sesudah pelepasan awal, mengurangi waktu yang tersedia untuk sebuah prosedur tanggap darurat. Tabel 2. 6 Pendekatan Mitigasi Pelepasan Major Area Contoh Inherent Safety Pengurangan persediaan : Semakin sedikit bahan kimia yang disimpan pada tangki penyimpanan Penggantian bahan kimia : Mengganti dengan bahan kmia yang lebih aman dibandingkan sebelumnya Modifikasi proses : Menggunakan suhu dan tekanan yang lebih rendah Desain teknik Integritas fisik plant : Gunakan pengaman atau material tangki yang lebih baik Integritas proses : Pastikan kondisi operasi yang sesuai dan pemurnian material Fitur untuk pengendalian darurat : emergency relief system Penampung tumpahan : Tanggul dan tangki tumpahan Manajemen Prosedur dan kebijakan proses Audit dan inspeksi Pengecekan peralatan Program perawatan Manajemen modifikasi dan perubahan untuk mencegah potensi bahaya baru Keamanan (Sumber : Crowl, 2002)

27

Lanjutan Tabel 2.6 Pendekatan Mitigasi Pelepasan Major Area Contoh Deteksi dan peringatan Deteksi oleh sensor Dini Deteksi oleh personel Respon tanggap darurat Komunikasi Prosedur dan shutdown darurat pada peralatan Evakuasi Tempat pengungsian yang aman Alat Pelindung Diri Perawatan media Rencana tanggap darurat, prosedur, training, dan latihan (Sumber : Crowl, 2002)

28

BAB III METODE PENELITIAN

BAB III METODE PENELITIAN Untuk penyelesaian masalah yang terdapat pada penelitian ini, dilakukan secara sistematis dan terstruktur. Berikut ini langkah-langkah penelitian untuk mencapai tujuan adalah sebagai berikut: 3.1 Identifikasi Masalah Pada bagian ini dilakukan peninjauan awal mengenai permasalahan yang terjadi dalam perusahaan khususnya pada area tangki penyimpanan asam sulfat yang memiliki bahaya dan konsekuensi kegagalan yang tinggi dan memiliki dampak yang besar untuk terjadinya kecelakaan kerja dan kerugian material serta lingkungan. Identifikasi kondisi awal ini akan digunakan untuk menentukan rumusan permasalahan dengan jelas dan menetapkan tujuan penelitian yang akan dicapai terhadap masalah yang ada. 3.2 Penetapan Tujuan, Rumusan Masalah, dan Manfaat Pada tahap ini merupakan pengembangan dari langkah identifikasi masalah, dimana pada tahap ini peneliti menentukan tujuan, rumusan masalah dan manfaat penelitian apa saja yang ingin dicapai dengan memperhatikan kondisi dan data kongkrit di lapangan. Tahap inimerupakan acuan untuk melakukan pengumpulan data supaya peneliti mendapatkan target yang telah ditentukan dan fokus pada penelitian yang dilakukan. 3.3 Studi Literatur dan Studi Lapangan Studi literatur ini dilakukan guna menambah pengetahuan dan referensi dalam menyusun tugas akhir ini. Dilakukan 2 jenis studi dalam penyusunan tugas akhir ini : 3.3.1 Studi Literatur Studi

literatur

yang

dilakukan

adalah

mempelajari

metode yang akan dipergunakan dalam tugas akhir ini. Adapun metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah berdasarkan Quantitative Risk Analysis. 3.3.2

Studi Lapangan

29

Studi lapangan merupakan tahapan yang digunakan untuk mengetahui kondisi dari suatu objek atau sisitem yang dijadikan bahan penelitian dalam penulisan tugas akhir ini. Studi lapangan akan memberikan gambaran mengenai proses kerja dari sistem penyimpanan asam sulfat yang akan dijadikan objek dan juga akan menjelaskan fungsi dari komponen–komponen yang terdapat pada sistem penyimpanan asam sulfat maka dari itu akan didapatkan gambaran secara detail mengenai bahaya–bahaya pada sistem tersebut. Proses studi lapangan dilakukan dengan melakukan wawancara dengan para operator di perusahaan yang terkait dengan proses sistem penyimpanan asam sulfat. 3.4 Pengumpulan Data Pada tahap pengumpulan data ini dilakukan pengumpulan jenis data primer dan data sekunder. Data primer didapatkan dari observasi langsung dan wawancara kepada operator dan supervisor. Sedangkan data sekunder yang digunakan adalah Process Flow Diagram, layout plant, MSDS, data kegagalan komponen selama 3 tahun terakhir dan dokumendokumen lain yang mendukung penyusunan tugas akhir ini. 3.5 Pengolahan Dan Analisis Data Pada tahap pengolahan data ini, terdiri dari beberapa tahapan yaitu: 3.5.1 Deskripsi Sistem. Tahap ini merupakan tahap pengumpulan data dan kedalaman studi. 3.5.2 Identifikasi Bahaya. Pada tahap ini dilakukan identifikasi bahaya pada sistem penyimpanan asam sulfat menggunakan metode FMEA (Failure Mode and Effect Analysis). Identifikasi bahaya di fokuskan pada bahayabahaya yang menjadi penyebab terjadinya kebocoran. Setelah itu menentukan pemodelan skenario menggunakan metode FTA (Fault Tree Analysis). Data input FTA diambil dari hasil FMEA. 3.5.3 Perhitungan Frekuensi

30

Perhitungan empiris menentukan nilai frekuensi kejadian dari

skenario

pemodelan

dilakukan

dengan

perhitungan

data

probabilitas material yang sebelumnya telah dilakukan analisis FTA.

3.5.4 Perhitungan Konsekuensi Pada tahap ini dilakukan evaluasi konsekuensi kebocoran pada sistem penyimpanan asam sulfat dengan cara menghitung nilai konsekuensi yang ditimbulkannya. 3.5.4.1 Source Model Perhitungan yang dilakukan meliputi laju pelepasan cairan asam sulfat, total material yang terlepas dan konsentrasi asam sulfat yang menguap. 3.5.4.2 Dispersion Model Metode tersebut menghasilkan data berupa jarak paparan menurut kriteria ERPG-1, ERPG-2 dan ERPG-3 dari penguapan asam sulfat saat berada pada tanggul berdasarkan Passquil-Glifford Model. 3.5.5 Analisis Data Pada tahap ini peneliti melakukan analisis dari hasil pengolahan data yang telah dilakukan yaitu menganalisis dampak konsekuensi kebocoran. 3.6 Kesimpulan dan Saran Setelah melakukan analisis secara menyeluruh maka dapat ditarik kesimpulan dari penelitian yang dilakukan. 3.7 Diagram Alir Metodologi Penelitian Agar diperoleh hasil penelitian yang terarah dan sistematis, maka dibuat diagram alir penelitian/flowchart yang disajikan pada Gambar 3.1 berikut ini.

31

Mulai

Tahap Identifikasi Masalah Identifikasi masalah

Perumusan masalah, penetapan tujuan dan manfaat

Studi Literatur

Studi Lapangan

Pengumpulan Data 1. Layout plant 2. Process Flow Diagram 3. MSDS Asam Sulfat 4. Data kegagalan komponen selama 3 tahun terakhir.

Tahap Pengumpulan Data

Identifikasi bahaya

Pemilihan skenario

Perhitungan frekuensi

Perhitungan konsekuensi

Estimasi resiko

Rekomendasi berupa mitigasi

Tidak

Tahap Pengolahan dan Analisis Data

Resiko dapat diterima Ya

Rekomendasi berdasarkan hasil identifikasi bahaya

Analisa dan Pembahasan

Kesimpulan dan Saran

Tahap Kesimpulan dan Saran

Selesai

Gambar 3. 1 Diagram Alir Penelitian

32

3.8 Jadwal Pelaksanaan Penelitian Penelitian ini direncanakan dilakukan selama 5 bulan mulai Februari 2014 sampai Juni 2014. Berikut ini adalah rincian waktu penelitian. Tabel 3. 1 Rincian Waktu Pelaksanaan Penelitian Kegiatan

Bulan 1

2

3

4

5

Studi Literatur Studi Lapangan Pengumpulan Data Pengolahan Data Analisis dan Kesimpulan Penyusunan laporan

33

BAB IV PENGOLAHAN DAN ANALISIS DATA

BAB IV PENGOLAHAN DAN ANALISIS DATA 4.1 Deskripsi Sistem Sistem tangki penyimpanan asam sulfat TK-F401 terdiri dari sebuah tangki penyimpanan dengan single wall atmospheric kapasitas 1000 ton. Asam sulfat cair dengan kadar 98,5% yang diimpor pada kisaran suhu 50°C60°C dari product cooler menuju pompa produksi asam sulfat. Pompa produksi akan mentransfer asam sulfat cair menuju tangki penyimpanan asam sulfat tersebut. Unloading dari product cooler menuju tangki penyimpanan asam sulfat ini melalui pipa berdiameter 2”. Berikut ini adalah Gambar 4.1 process flow diagram dari sistem penyimpanan asam sulfat.

Gambar 4. 1 Process Flow Diagram Sistem Penyimpanan Asam Sulfat

Tangki penyimpanan asam sulfat digunakan untuk menampung asam sulfat cair pada suhu 50°C dari produksi asam sulfat. Temperatur pada tangki diukur lewat venting dengan menggunakan thermometer elektrik. Selama operasi normal, tangki penyimpanan asam sulfat dijaga pada tekanan atmosferik dengan venting yang ada di posisi atas tangki penyimpanan. Uap dan udara yang berasal dari pompa transfer dikeluarkan melalui venting untuk menjaga agar asam sulfat cair yang ada di dalam tangki tidak bercampur

34

dengan udara luar. Karena terlalu banyak udara menyebabkan konsentrasi asam sulfat turun. Selain itu, ketinggian asam sulfat juga dipantau melalui level indicator yang terdapat di samping tangki. Batas maksimum ketinggian dari asam sulfat cair adalan 10 MT dan batas minimumnya 2 MT. Apabila ketinggian asam sulfat tangki melebihi batas yang ditentukan, maka asam sulfat dalam tangki akan naik dan luber melalui venting dan terlepas ke lingkungan. 4.1.1 Spesifikasi Tangki Kapasitas

: 1000 Ton

Bentuk tangki

: Conical/Doom roof Tank

Diameter shell

:3m

Tinggi shell

: 11 m

Tinggi dished

:1m

Material tangki

: Carbon Steel A-283 Grade -C

Temperatur operasi

: 50oC

Tekanan operasi

: atm

Tekanan maksimum

:-

Venting

: Ya, dengan drying system

4.1.2 Sistem Pengaman Tangki Tangki penyimpanan asam sulfat TK-F401 merupakan komponen yang mempunyai potensi bahaya, karena asam sulfat sendiri merupakan bahan kimia yang bersifat korosif. Maka dari itu, tangki F401 ini dilengkapi pengaman, yang terdapat pada Tabel 4.1 sebagai berikut: Tabel 4. 1 Sistem Proteksi Pada Tangki Penyimpanan Asam Sulfat Sistem Proteksi Venting Level Indicator Bund Wall

Fungsi Uap dan udara akan di lepas melalui venting Ketinggian asam sulfat panas akan di pantau lewat level indikator, tidak boleh melebihi 10 MT Tembok di sekeliling tangki untuk menampung asam sulfat apabila terjadi kebocoran. Tinggi tembok 70 cm.

35

4.2 Identifikasi Bahaya Dengan Metode FMEA Identifikasi bahaya yang dilakukan pada proses penyuplaian asam sulfat menggunakan metode FMEA ini bertujuan untuk mengetahui penyebab terjadinya suatu kegagalan komponen dan konsekuensi yang diakibatkan dari penyimpangan serta rekomendasinya. Selain itu tujuan dari FMEA ini adalah untuk mengidentifikasi potensi bahaya pada sarana atau prosedur suatu industri proses secara sistematis, sehingga bila ada suatu penyimpangan maka dapat diketahui apakah penyimpangan tersebut dapat mendorong terjadinya suatu kecelakaan yang tidak diinginkan. Dalam metode ini, dijelaskan komponen dari sistem penyimpanan asam sulfat, fungsi, jenis kegagalan yang dapat dialami komponen tersebut serta dampak yang dapat ditimbulkan dari kegagalan tersebut. Dengan bantuan wawancara pihak departemen K3, operator produksi dan supervisor unit sulfuric acid production I, dapat disusun bagian dari FMEA. Untuk perhitungan risk dalam Tabel FMEA, nilai risk di dapatkan dari hasil perkalian occurrence dan severity, dimana rumusnya adalah sebagai berikut : Risk = Occurrence X Severity Dimana nilai occurrence dan severity di dapatkan dari risk matriks PT. Liku Telaga yang terdapat pada lampiran. Untuk kategori risiko yang tidak dapat diterima, nilai risiko antara 16-25, dimana risiko tersebut perlu di kendalikan terlebih dahulu. Berikut ini adalah Tabel 4.2 tentang risk matriks dan Tabel 4.3 FMEA sistem penyimpanan asam sulfat

KEMUGKINAN

Tabel 4. 2 Risk Matriks Occurance Number Sangat kecil Kecil Sedang Besar Sangat Besar

1

1 1

2 2

Severity Number 3 3

2

2

4

6

8

10

3

3

6

9

12

15

4

4

8

12

16

20

5

10

15

20

25

5 (Sumber : Liku Telaga, 2013)

4 4

5 5

36

Tabel 4. 3 FMEA Sistem Penyimpanan Asam Sulfat No Deskripsi unit

1

Deskripsi Kegagalan

Komponen

Fungsi

Kegagalan Fungsi

Bentuk Kegagalan

Tangki penyimpan an asam sulfat 98,5%

Tempat untuk menampung hasil produksi Asam sulfat

Tangki tidak dapat mempertah ankan volume Asam sulfat yang disimpan didalamnya

Dampak Kegagalan

O

S

R

Rekomendasi

Mekanisme Kegagalan

Deteksi Kegagalan

Lokal

Sistem

Dinding tangki mengalami kebocoran

Adanya kebocoran kecil pada bagian atas tangki

Asam sulfat keluar dari lubang tangki yang bocor

Tidak dapat menyimpan Asam sulfat dengan maksimal

4

5

20

Menambal tangki yang bocor dengan mengelas

Kebocoran pada Man hole

Penutupan lubang Man hole yang kurang rapat

Dapat menimbul kan kebocora n yang lebih banyak pada tangki

4

4

16

Melakukan inspeksi pada tangki secara berkala sesuai jadwal inspeksi

Kebocoran pada pipa koneksi yang tersambung pada dasar tangki

Adanya kebocoran pada sambungan pipa ke tangki

Asam yang keluar dari tangki yg bocor dapat melukai pekerja

5

5

25

Memeriksa pipa-pipa yang tersambung pada tangki

37

Lanjutan Tabel 4.3 FMEA Sistem Penyimpanan Asam Sulfat No

Deskripsi unit

Komponen 2

Level Indikator

Deskripsi Kegagalan

Fungsi

Kegagalan Fungsi

Bentuk Kegagalan

Mekanisme Kegagalan

Deteksi Kegagalan

Alat untuk mengetahui ketingian Asam sulfat didalam tangki penyimpanan

Tidak dapat menunjukan level Asam sulfat didalam tangki

Sling indikator rusak

Sling Indikator patah

Level Indikator jatuh

Roda indikator korosif

Roda indikator jatuh ke dasar tangki

Visual

Dampak Kegagalan

Lokal

Sistem

Tidak dapat mengukur level Asam sulfat pada tangki

Apabila dalam kondisi high level asam sulfat akan meluber dan menyebabkan pencemaran lingkungan Apabila dalam kondisi low level menyebakan asam sulfat bercampur dengan sludge yang ada di dasar tangki sehingga konsentrasi turun dan mengganggu proses transfer asam pada saat loading

O

S

R

Rekomendasi

5

3

15

Mengganti komponen level indikator

4

2

8

Menyediakan low alarm level

38


Deskripsi unit Komponen

3

Pompa produksi

Deskripsi Kegagalan

Dampak Kegagalan Lokal

O

S

R

Rekomendasi

Fungsi

Kegagalan Fungsi

Bentuk Kegagalan

Mekanisme Kegagalan

Deteksi Kegagalan

Sistem

Memompa asam sulfat yang di suplai ke tangki penyimpan an

Tidak dapat memberi pasokan Asam sulfat dalam tangki

Pompa macet atau berbunyi

Bearing rusak

Panas pada motor dan bergetar

Kerja pompa tidak maksimal

Asam sulfat dalam tangki kurang

5

2

10

Melakukan inspeksi secara berkala sesuai jadwal

Kebocoran pada Seal

Seal pompa rusak

Seal pompa rusak

Asam sulfat merembes pada pompa

Suplai asam sulfat ke tangki tidak ada

4

3

12

Memperbaiki seal pompa yang bocor

Pompa tidak dapat beroperasi

Karet Kopling putus

Pemasangan pully tidak tepat

Karet kopling terlihat putus

Kerusakan pada pompa dapat mengakiba tkan pencemara n lingkungan dan membahay akan pekerja Asam sulfat tidak dapat di suplai

Proses transfer terganggu

4

3

12

Melakukan pengecekan dan perawatan rutin pada pompa secara berkala

39



4

5

Valve distribusi

Pipa transfer

Fungsi

Deskripsi Kegagalan Kegagalan Fungsi

Bentuk Kegagalan

Mekanisme Kegagalan

Deteksi Kegagalan

Alat untuk mengatur keluar Asam sulfat dari tangki penyimpa nan menuju tangki truk distribusi

Tidak dapat mengatur keluaran Asam sulfat dari tangki

Ball pada valve macet

Asam sulfat tidak dapat di alirkan

Bagian atas valve bocor

Bagian atas valve sudah melebihi lifetimenya

Packing valve aus

Tempat mengalirk an asam sulfat dari product cooler ke tangki penyimpa nan

Tidak dapat mengalirka n asam sulfat dengan maksimal

Kebocoran pada pipa


Sistem

Ball valve tidak membuka saat proses penyuplaian asam sulfat Asam sulfat keluar dari valve yang bocor

Asam sulfat keluar dapat mengakibatk an pencemaran lingkungan dan membahayak an pekerja

Suplai asam ke tangki terhambat

Korosif karena asam

Visual

Keluarnya asam sulfat dari pipa sehingga asam sulfat berkurang

Visual

Packing yang rusak menyebabka n komponen lain pada valve rusak Asam sulfat terlepas ke udara dan lingkungan

Asam sulfat keluar sehingga suplai asam sulfat berkurang

O

S

R

Rekomendasi

2

3

6

Memperbaiki ball valve yang rusak

5

3

15

Melakukan penggantian komponen bagian atas

4

3

12

Melakukan inspeksi secara berkala

4

4

16

- Menambal kebocoran pada pipa dengan mengelas - Melakukan inspeksi pada pipa secara berkala sesuai jadwal

40



Fungsi


Bentuk Kegagalan

Mekanisme Kegagalan

Deteksi Kegagalan


6

Venting

Mengeluark an uap dan udara dari pompa transfer yang ada di dalam tangki

Venting buntu

uap panas dan udara tetap berada di dalam tangki

Gagal mengeluarkan uap dan udara dalam tangki

Visual

Menurunkan konsentrasi asam sulfat

7

Filter asam sulfat

Menyaring asam sulfat yang akan di suplai ke tangki F402

Filter tidak berfungsi

Elemen filter mengalami korosi

Gagal menyaring kotoran pada asam sulfat

Mempercepat kerusakan pada pompa

8

Pipa loading

Tempat mengalirkan asam sulfat dari tangki penyimpana n menuju truk loading asam sulfat

Tidak dapat mengalirka n asam sulfat dengan maksimal

Pipa bocor

Keluarnya asam sulfat dari sisi pipa

Banyak sludge yang masuk ke dalam tangki asam sulfat Visual

Asam sulfat keluar menyebabkan pencemaran lingkungan

O

S

R

Rekomendasi

Uap dan udara yang ada di dalam tangki menyebabka n proses sirkulasi terganggu Tangki asam sulfat penuh dengan endapan kotoran

4

4

16

-Melakukan pengecekan secara berkala

2

2

4

Maintenance filter

Menghamba t proses loading asam ke truk

4

3

12

- Maintenance pipa secara berkala 6 bulan sekali - Mengganti pipa yang sudah keropos

Sistem

41



9

Product Cooler

Fungsi Mendingink an asam sulfat yang akan di alirkan ke tangki penyimpana n sampai suhu mencapai 50oC


Bentuk Kegagalan

Mekanisme Kegagalan

Product cooler tidak berfungsi

Gasket pada cooler mengalami kerusakan

Temperatur keluaran dai product cooler tidak terbaca

Plate cooler keropos

Lifetime cooler pendek karena sering dilewati asam sulfat konsentrasi rendah

Deteksi Kegagalan


Sistem

Visual

Asam sulfat yang disuplai ke tangki tidak diketahui temperaturnya

Visual

Kerusakan pada dinding menyebabkan komponen lain rusak karena dinding cooler tidak dapat melindungi bagian cooler dengan maksimal

Temperatur asam yang ditransfer melebihi dari 50oC menyebabka n konsentrasi asam sulfat tidak sesuai spesifikasi Menghambat proses kerja cooler dan sistem lainnya

O

S

R

Rekomendasi

4

4

16

-Melakukan pengecekan secara berkala -Maintenance product cooler sesuai jadwal

4

3

12

Melakukan inspeksi secara berkala dan pembalikan komponen setiap 6 bulan sekali

42


10

Deskripsi unit

Deskripsi Kegagalan

Komponen

Fungsi

Kegagala n Fungsi

Bentuk Kegagalan

Tangki asam F-402

Sebagai tangki sirkulasi agar asam sulfat yang disimpan pada tangki F-401 tidak menjadi keruh

Tangki tidak dapat mempertah ankan volume Asam sulfat yang disimpan didalamny a

Dinding tangki mengalami kebocoran

Kebocoran pada Man hole Kebocoran pada pipa koneksi yang tersambung pada dasar tangki

Mekanisme Kegagalan

Dampak Kegagalan

O

S

R

Rekomendasi

Deteksi Kegagalan

Lokal

Sistem

Adanya kebocoran kecil pada bagian atas tangki

Asam sulfat keluar dari lubang tangki yang bocor

Dapat menimbulkan kebocoran yang lebih banyak pada tangki

Tidak dapat menyimpan Asam sulfat dengan maksimal

4

5

20

Menambal tangki yang bocor dengan mengelas

Penutupan lubang Man hole yang kurang rapat Adanya kebocoran pada sambungan pipa ke tangki

Visual

Asam yang keluar dari tangki yg bocor dapat melukai pekerja

4

4

16

4

4

16

Melakukan inspeksi pada tangki secara berkala sesuai jadwal inspeksi Melakukan inspeksi pada tangki secara berkala sesuai jadwal inspeksi

Visual

43

4.3 Seleksi Skenario Seleksi skenario merupakan tahap penting dalam penelitian ini karena pada tahap ini dipilih konsekuensi pelepasan bahan kimia asam sulfat dari tangki penyimpanannya. Hal ini dilakukan setelah langkah FMEA sistem penyimpanan asam sulfat dilakukan. Dari Tabel 4.3 dipilih skenario kebocoran pada tangki penyimpanan asam sulfat. 4.4 Pemodelan Skenario Kebocoran Tangki Penyimpanan Asam Sulfat dengan FTA Kegagalan pada tangki penyimpanan asam sulfat yang menyebabkan kebocoran asam sulfat cair dapat dibagi menjadi 2 hal besar yaitu kegagalan tangki penyimpanan (storage tank) serta kegagalan sistem perpipaan. Kegagalan tangki penyimpanan serta kegagalan sistem perpipaan dapat disebabkan oleh kelebihan tekanan dalam tangki, korosi, tubrukan mekanik dan faktor kegagalan metalurgi (AIChE-CCPS, 1994). Penelitian ini akan lebih banyak membahas tentang tangki penyimpanan silinder (tangki penyimpanan

asam

sulfat

TK-F401),

maka

yang

akan

dianalisis

menggunakan FTA adalah kegagalan pada sistem tangki penyimpanan yang berpotensi menyebabkan kebocoran. Untuk mendapatkan penyebab-penyebab dasar terjadinya kebocoran maka perlu dilakukan identifikasi bahaya secara mendalam terhadap proses pada sistem tangki penyimpanan. Terjadinya kegagalan pada tangki penyimpanan asam sulfat TKF401 akan dimodelkan sebagai top event yang menyebabkan kejadian kebocoran cairan asam sulfat. Hasil dari analisis terhadap FMEA sistem penyimpanan dan transfer asam sulfat PT Liku Telaga Gresik menunjukkan bahwa kemungkinan kegagalan yang menimbulkan pelepasan cairan asam sulfat antara lain jika terdapat failure function pada tangki penyimpanan asam sulfat.Pemodelan kebocoran cairan asam sulfat dengan FTA dapat dilihat pada Gambar 4.2.

44

4.4.1 Penentuan Minimal Cut Set Fault tree analysis (FTA) menghasilkan model kegagalan yang menggunakan Boolean logic gates (AND, OR) untuk menjelaskan bagaimana kegagalan peralatan dan human error dapat menyebabkan kegagalan sistem utama. FTA dibangun dengan menentukan top event dan basic cause yang terkait dengan top event tersebut dengan menggunakan penomoran. Diagram FTA tersebut akan menghasilkan beberapa daftar kegagalan yang disebut minimal cut set yang menuju top event. Langkah pertama yang harus dilakukan adalah mengubah seluruh gates yang ada menjadi basic events. Hal ini dilakukan dengan menggunakan matriks, dimulai dengan top event dan dilanjut dengan gates dibawahnya sehingga semua gates terselesaikan. AND-gate ditulis dengan penulisan nomor secara horizontal, sedangkan OR-gate ditulis dengan penulisan nomor secara vertikal.

45

Kegagalan tangki penyimpanan asam sulfat karena pelepasan asam sulfat

T

Kegagalan system

Kerusakan tangki

A

B

Temperature Tinggi

High capacity

Low capacity Dinding tangki retak

Pipa Koneksi Bocor

7

8

Filter asam rusak

C

E Venting buntu

1

Product cooler failure

9

D

2

5Pompa failure

Valve macet

Level indikator 6 tidak terbaca

3

4

5

Pompa failure 5

3

Valve macet


Pipa transfer bocor

4

5

6

Gambar 4. 2 FTA Pemodelan Kebocoran (Sumber : Hasil Penelitian, 2014)

46

Berikut ini merupakan penjelasan detail dari analisis FTA untuk kejadian kebocoran pada tangki penyimpanan asam sulfat PT Liku Telaga Gresik: - Kegagalan komponen pada sistem penyimpanan asam sulfat dapat menyebabkan pelepasan cairan asam sulfat berdasarkan hasil identifikasi bahaya FMEA di PT Liku Telaga Gresik. - Kerusakan tangki penyimpanan asam sulfat dapat menyebabkan keretakan atau lubang yang berakibat pada pelepasan cairan asam sulfat. Berdasarkan FTA pemodelan kebocoran kegagalan sistem yang menyebabkan pelepasan asam sulfat ke lingkungan sekitar pabrik dan pemukiman dapat disebabkan oleh salah satu faktor yaitu sebagai berikut: - Venting buntu - Product cooler failure - Pompa failure - Valve distribusi macet - Level indikator tidak terbaca - Pipa transfer bocor - Dinding tangki retak - Pipa koneksi bocor - Filter asam rusak Setelah diketahui penyebab dasar dari hasil analisis FTA, kemudian dilakukan perhitungan minimal cut set untuk mengetahui frekuensi kegagalan pada sistem penyimpanan asam sulfat. Berikut ini adalah matriks perhitungan minimal cut set.

47

T

A

(a)

C D E

B

(b)

B B B

1 D E

B B B

(c)

1 1 1 3 3 3 3 3 3

2

(d)

7 8 9 7 8 9 7 8 9

2 2 2 4 4 4 4 4 4

5 5 5 5 5 5

1 3 E

B B B

2 4

5

1 3 3

(e)

B B B

2 4 4

5 5

6

(f)

6 6 6

(g)

Gambar 4. 3 Matriks Penyelesaian FTA (Sumber : Hasil Penelitian, 2014)

Fault Tree Analysis (FTA) pada gambar 4.2 dapat diselesaikan dengan 2 syarat. Bagian (a) pada gambar 4.3 menunjukkan masukan pertama pada matriks, gate T merupakan top event pada FTA. Gate T adalah AND-gate sehingga syarat AND-gate dapat digunakan pada masukan selanjutnya yaitu gate A dan B yang ditunjukkan pada bagian (b). Kemudian gate selanjutnya dapat dipilih yaitu gate A yang menggunakan OR gate sehingga penulisan basic cause penggantinya secara vertikal seperti pada bagian (c). Langkah tersebut dilanjutkan hingga semua gate tergantikan oleh basic cause. Hasil dari langkah yang telah dilakukan adalah ditetapkannya basic event sebagai berikut : Cut Set I

: 1, 7, 2

Cut Set II

: 1, 8, 2 48

Cut Set III

: 1, 9, 2

Cut Set IV

: 3, 7, 4, 5

Cut Set V

: 3, 8, 4, 5

Cut Set VI

: 3, 9, 4, 5

Cut Set VII : 3, 7, 4, 5, 6 Cut Set VIII : 3, 8, 4, 5, 6 Cut Set IX

: 3, 9, 4, 5, 6

Langkah selanjutnya setelah mendapatkan cut set dari basic event adalah menghilangkan rangkaian cut set yang berulang. Pada hasil basic event sebelumnya tidak ada cut set yang berulang sehingga minimal cut set antara lain : Minimal Cut Set I

: 1, 7, 2

Minimal Cut Set II

: 1, 8, 2

Minimal Cut Set III

: 1, 9, 2

Minimal Cut Set IV

: 3, 7, 4, 5

Minimal Cut Set V

: 3, 8, 4, 5

Minimal Cut Set VI

: 3, 9, 4, 5

Minimal Cut Set VII

: 3, 7, 4, 5, 6

Minimal Cut Set VIII

: 3, 8, 4, 5, 6

Minimal Cut Set IX

: 3, 9, 4, 5, 6

4.4.2 Analisis Minimal Cut Set FTA mengetahui

digunakan top

event

sebagai dari

metode

pemodelan

kuantitatif skenario

untuk dengan

menggunakan dua cara yaitu dengan perhitungan kemungkinan kegagalan yang dibangun pada FTA mulai dari basic causes hingga top event atau dengan menggunakan minimal cut set. Pada penelitian

ini

metode

kuantitatif

yang

digunakan

adalah

menggunakan minimal cut set. Minimal cut set yang ada akan menghasilkan bentuk kegagalan yang mungkin terjadi, sehingga untuk menghasilkan kemungkinan kegagalan secara keseluruhan maka kemungkinan kegagalan tersebut harus dijumlahkan. Berikut ini adalah perhitungan minimal cut set : 49

Pmincs1 = P1.P7.P2 Pmincs2 = P1.P8.P2 Pmincs3 = P1.P9.P2 Pmincs4 = P3.P7.P4.P5 Pmincs5 = P3.P8.P4.P5 Pmincs6 = P3.P9.P4.P5 Pmincs7 = P3.P7.P4.P5.P6 Pmincs8 = P3.P8.P4.P5.P6 Pmincs9 = P3.P9.P4.P5.P6 Ptotal

= Pmincs1 + Pmincs2 + Pmincs3 + Pmincs4 + Pmincs5 + Pmincs6 + Pmincs7 + Pmincs8+ Pmincs9

4.5 Uji Distribusi Data Sebelum menghitung frekuensi kejadian kebocoran, perlu diketahui terlebih dahulu jenis distribusi data kegagalan pada sistem penyimpanan asam sulfat. Dalam penelitian ini, data kegagalan dimisalkan berdistribusi ekponensial

(distribusi

normal).

Untuk

membuktikan

data

tersebut

berdistribusi normal atau tidak maka dilakukan pengujian data menggunakan uji normalitas Komolgorov-Smirnov. Berikut ini adalah Tabel 4.4 rekap data kegagalan selama 3 tahun pada komponen sistem penyimpanan asam sulfat Tabel 4. 4 Rekap Data Kegagalan Komponen Sistem Penyimpanan Asam Sulfat Selama 3 Tahun Komponen Frekuensi Kegagalan Pompa 7 Storage 12 Level 9 Pipa koneksi 10 Valve 6 Venting 4 Filter 4 Product cooler 6 Pipa transfer 7 (Sumber : Liku Telaga, 2013)

Pada pengujian data kegagalan ini software yang digunakan adalah SPSS 15. Dengan memasukkan data ke dalam software, klik analyze, 50

kemudian klik pada Non Parametric Test, lalu klik 1-Sample K-S. Berikut ini Gambar 4.4 langkah uji distribusi data pada SPSS.

Gambar 4. 4 Langkah Uji Distribusi Data pada SPSS (Sumber : Hasil Penelitian, 2014)

Kemudian akan muncul kotak dialog One-Sample KolmogorovSmirnov. Berikut ini adalah Gambar 4.5 kotak dialog One-Sample Kolmogorov-Smirnov

Gambar 4. 5 Kotak Dialog One-Sample Kolmogorov-Smirnov (Sumber : Hasil Penelitian 2014)

Data yang akan diuji terletak di kiri dan dipindahkan ke kanan dengan tanda panah. Pilih normal pada Test Distribution, lalu klik OK. Pada output, akan ditampilkan hasil uji distribusi data. Berikut ini Gambar 4.6 hasil uji distribusi data kegagalan.

51

One-Sample Kolmo gor ov-Smir nov Test N Normal Parameters a,b Most Extrem e Dif f erences

VAR00005 9 7,2222 2,68225 ,200 ,200 -,115 ,599 ,866

Mean Std. Dev iat ion Absolute Positiv e Negativ e

Kolmogorov -Smirnov Z Asy mp. Sig. (2-tailed) a. Test distribution is Norm al. b. Calculated f rom data.

Gambar 4. 6 Hasil Uji Distribusi Data Kegagalan (Sumber : Hasil Penelitian 2014)

Menurut Kurniawan, 2008, jika nilai Asymp. Sig. (2-tailed) diatas 0,05 maka distribusi data dinyatakan memenuhi asumsi normalitas, dan jika nilainya dibawah 0,05 maka diinterpretasikan sebagai tidak normal. Berdasarkan hasil uji Kolmogorov-Smirnov, nilai Asymp. Sig. (2-tailed) sebesar 0,866 > 0,05, berarti data kegagalan pada komponen sistem penyimpanan asam sulfat termasuk jenis distribusi normal/distribusi eksponensial. 4.6 Perhitungan Frekuensi Kejadian Kebocoran Tangki Penyimpanan Asam Sulfat Berdasarkan hasil analisis menggunakan FTA menghasilkan basic cause yang juga menghasilkan beberapa basic event, kemudian dilakukan penentuan minimal cut set. Jenis data kegagalan temasuk distribusi eksponensial sederhana sehingga perhitungan failure rate, reliability dan probabilitas menggunakan persamaan 2.11, 2.12 dan 2.13. Salah satu contoh perhitungan kemungkinan kegagalan level indicator adalah sebagai berikut : - Failure rate untuk kegagalan level indicator

= 3 failure per year - Reliability untuk kegagalan level indicator

= 0,049 - Probabilitas kegagalan akibat kegagalan level indicator = 1 – R(t) = 1 – 0,049 = 0,951 52

Berikut ini adalah Tabel 4.5 rekap hasil perhitungan failure rate, reliability dan probabilitas dimana perhitungan lengkapnya terdapat pada lampiran VI. Tabel 4. 5 Rekap Hasil Perhitungan Failure Rate, Reliability dan Probabilitas No Basic Cause Failure rate Reliability Probabilitas (per year) 1

Venting buntu

1,34

0,261

0,739

2


2

0,135

0,865

3

Pompa failure

2,34

0,096

0,904

4

Valve macet

2

0,135

0,865

5

Level indkator terbaca

3

0,049

0,951

6

Pipa transfer bocor

2,34

0,096

0,904

7

Dinding tangki retak

4

0,018

0,982

8

Pipa koneksi bocor

3,34

0,0354

0,964

9

Filter asam rusak

1,34

0,261

0,739

(Sumber : Hasil Perhitungan, 2014)

Langkah selanjutnya adalah melakukan perhitungan dari minimal cut set untuk menentukan frekuensi kejadian kebocoran tangki penyimpanan asam sulfat PT Liku Telaga Gresik. Perhitungan frekuensi tiap minimal cut set dapat dilakukan dengan memasukkan nilai probabilitas tiap basic cause sebagai berikut : Pmincs1

= P1.P7.P2 = 0,739.0,982.0,865 = 0,627

Pmincs2

= P1.P8.P2 = 0,739.0,964.0,865 = 0,616

Pmincs3

= P1.P9.P2 = 0,739.0,739.0,865 = 0,472

Pmincs4

= P3.P7.P4.P5 = 0,904.0,982.0,865.0,951 = 0,730

Pmincs5

= P3.P8.P4.P5 = 0,904.0,964.0,865.0,951 53

= 0,716 Pmincs6

= P3.P9.P4.P5 = 0,904.0,739.0,865.0,951 = 0,549

Pmincs7

= P3.P7.P4.P5.P6 = 0,904.0,982.0,865.0,951.0,904 = 0,659

Pmincs8

= P3.P8.P4.P5.P6 = 0,904.0,964.0,865.0,951.0,904 = 0,647

Pmincs9

= P3.P9.P4.P5.P6 = 0,904.0,739.0,865.0,951. 0,904 = 0,496

Ptotal

= Pmincs1 + Pmincs2 + Pmincs3 + Pmincs4 + Pmincs5 + Pmincs6 + Pmincs7 + Pmincs8+ Pmincs9 = 0,627 + 0,616 + 0,472 + 0,730 + 0,716 + 0,549 + 0,659 + 0,647 + 0,496 = 5,512

Dari perhitungan frekuensi berdasarkan skenario menggunakan FTA, kemungkinan kebocoran pada tangki penyimpanan asam sulfat dapat terjadi sebanyak 5,512 kali/tahun. 4.7 Perhitungan Konsekuensi Kebocoran Tangki Penyimpanan Asam Sulfat Asam sulfat disimpan pada tangki penyimpanan dengan kondisi cair dan tekanan 1 atm. Pada penelitian ini skenario yang digunakan adalah skenario berdasarkan worst case yaitu kebocoran pada dasar tangki, dengan asumsi luas lubang kebocoran sebesar diameter pipa proses yang tersambung dengan tangki. 4.7.1 Perhitungan Discharge Rate Lubang pada Dasar Tangki Lubang kebocoran pada tangki penyimpanan akan diasumsikan sebesar diameter pipa proses terbesar yang tersambung dengan tangki, kemudian disesuaikan dengan kriteria pipa. Pada dasar tangki terpasang 54

beberapa pipa proses berupa pipa interkoneksi, pipa transfer, pipa sirkulasi serta pipa untuk loading asam ke truk. Diameter pipa terbesar yang berada pada dasar tangki adalah 2”, sesuai dengan kriteria pipa bahwa jika diameter pipa proses antara 2”- 4” maka lubang kebocorannya adalah seukuran pipa diameter 2 inch. Sehingga perhitungannya adalah sebagai berikut :

= 0,002 m2 Luas lubang kebocoran = luas pipa, sehingga luas lubang kebocoran = 0,002 m2 Discharge rate dihitung menggunakan rumus aliran cairan melewati

lubang pada tangki dengan ketinggian cairan maksimum

yaitu 80 % dari tinggi tangki. Adapun jarak lubang ke tinggi cairan adalah sebagai berikut. - Tinggi silinder = 11 m maka jarak lubang ke tinggi cairan = 11 m x 80% = 8,8 m Kemudian data yang diketahui adalah sebagai berikut : - jarak lubang ke tinggi cairan

= 8,8 m

- Coefficient discharge

= 1 (berbentuk lingkaran)

- massa jenis asam sulfat

= 1810 kg/m3

- konstanta gravitasi

= 1 kgm/s2N

- Tekanan operasi tangki

= 101325 N/m2 = 0,002 m2

- Luas penampang lubang

= 9,81 m/s2

- Percepatan gravitasi

Sehingga nilai discharge rate kebocoran asam sulfat pada dasar tangki menggunakan persamaan 2.1 adalah : √ (

)

= 61,07 kg/s

55

4.7.2

Perhitungan Kapasitas Bund Wall (Tanggul) Bundwall pada sistem penyimpanan asam sulfat digunakan untuk menampung kebocoran pada volume dan waktu tertentu. Batas waktu kebocoran tidak boleh melebihi waktu maksimal tanggul dapat menampung kebocoran tersebut. Karena tanggul berbentuk silinder maka perhitungan volume tanggul menggunakan rumus : V tanggul = V balok - V tangki = p.l.t - πr2t Sehingga perhitungan kapasitas bund wall adalah sebagai berikut : 3m

2m

11 m

II

70 cm

7m

I

7m

Gambar 4. 7 Sketsa Tanggul Sistem Penyimpanan Asam Sulfat

-

Volume I

=pxlxt = 7 m x 7 m x 0,7 m = 34,3 m3

-

Volume II

= πr2t = (3,14).(1,5m)2.(0,7m) = 4,94 m3 56

Volume tanggul

= Volume I – Volume II = 34,3 m3 – 4,94 m3 = 29,36 m3

Setelah diketahui volume tanggul, maka kapasitas dari tanggul pada sistem penyimpanan asam sulfat adalah: Kapasitas tanggul asam sulfat

= Volume tanggul x ρasam sulfat = 29,36 m3 x 1810 kg/m3 = 53141,6 kg

Sehingga t maksimum tanggul dapat menampung kebocoran adalah ;

Jadi dalam waktu 14,5 menit kebocoran harus selesai ditangani. Dari hasil perhitungan waktu maksimum tanggul dapat menampung

kebocoran,

kemudian

dicari

konsekuensi

apabila

kebocoran tidak dapat ditangani dalam waktu 14,5 menit. Untuk menghitung waktu lama kebocoran hingga tangki kosong dengan menggunakan persamaan 2.2, sehingga waktu yang dibutuhkan sampai asam sulfat habis adalah : √ = 1334,47 s x = 0,37 jam 4.7.3

Perhitungan Laju Penguapan Asam Sulfat di Tanggul Penentuan tingkat bahaya kebocoran asam sulfat dapat diketahui dengan cara menghitung konsentrasi paparan asam sulfat apabila terlepas ke lingkungan apakah melebihi dari batas atau tidak. Sebelum menghitung laju penguapan massa asam sulfat, dihitung terlebih dahulu luas tanggul yaitu sebagai berikut : 57

- Menghitung luas tanggul Tanggul pada tangki penyimpanan asam sulfat berbentuk persegi panjang. Berikut ini adalah gambar 4.5 penampang melintang dari

2m

tanggul

7m

II

I

3m

2m

7m Gambar 4. 8 Sketsa Penampang Tanggul

Luas tanggul

= LI - LII = p.l – πr2 = (7 m x 7 m) – (3,14.(1,5 m)2) = 49 m2 – 7,065 m2 = 41,935 m2

Jadi luas tanggul asam sufat adalah 41,935 m 2 Adapun data yang diketahui adalah sebagai berikut ; Berat molekul asam sulfat

= 98,08 gram/gram.mol

Luas penampung cairan (luas tanggul)

= 41,935 m2

Rg

= 0,08205 L atm/kg.mol-K

TL

= 50oC

Konsentrasi asam sulfat cair

= 98,5 %

Tekanan uap asam sulfat

= 0,9 mmHg

Luas area tanggul

= 41,935 m2

58

Sebelum menghitung konsentrasi asam sulfat yang telah terlepas ke lingkungan dan tertampung pada tanggul, hal pertama yang dilakukan adalah menghitung menggunakan model liquid pool evaporation atau penguapan. Namun di hitung terlebih dahulu nilai K, fraksi mol dan Psat dengan persamaan 2.4, sehingga :

= 0,47 = 0,0047 m/s Untuk mencari fraksi mol asam sulfat menggunakan persamaan 2.5 yaitu :

= 0,92 dan tekanan uap jenuh cairan asam sulfat adalah sebagai berikut : Psat = P/x = 0,9 mmHg/0,92 = 0,97 mmHg x = 0,0012 atm Sehingga nilai laju penguapan asam sulfat yang berada pada tanggul dihitung menggunakan persamaan 2.3 adalah :

= 0,87 g/s x = 8,7 x 10-4 kg/s 4.7.4

Emergency Response Planning Guideliness (ERPG) Untuk mengetahui tingkat bahaya toksik asam sulfat, dilakukan pendekatan dengan ERPG dengan cara perhitungan konsentrasi paparan dalam mg/m3 (sesuai dengan standar paparan asam sulfat dalam ERPG) kemudian membandingkan nilai konsentrasi yang 59

telah dihitung dengan kriteria toksik yang telah ditetapkan pemerintah maupun lembaga yang berwenang. Salah satu kriteria yang dapat dipakai adalah ERPG yang dipublikasikan oleh AIHA (Crowl, 2002). Tiga batasan konsentrasi yang ditetapkan oleh AIHA sebagai konsekuensi dari pelepasan bahan toksik, antara lain : 1.

ERPG-1 yaitu konsentrasi maksimum dimana tiap individu yang terdekat dapat terpapar hingga 1 jam tanpa mengalami efek samping selain bau yang menyengat.

2.

ERPG-2 yaitu konsentrasi maksimum dimana tiap individu yang terdekat dapat terpapar hingga 1 jam tanpa mengalami bahaya kesehatan yang serius dan dapat melakukan proses evakuasi.

3.

ERPG-3 yaitu konsentrasi maksimum dimana tiap individu yang terdekat dapat terpapar hingga 1 jam tanpa mengalami kematian. Berikut ini adalah Tabel 4.6 kriteria konsentrasi ERPG-1,

ERPG-2, dan ERPG-3 untuk asam sulfat adalah sebagai berikut : Tabel 4. 6 Kriteria ERPG Untuk Asam Sulfat Kriteria Konsentrasi (mg/m3) ERPG-1 2 ERPG-2 10 ERPG-3 30 (Sumber : Crowl, 2002)

Pada penelitian ini di ambil tiga titik utama konsentrasi ERPG1, ERPG-2, ERPG-3 sebagai acuan perhitungan jarak paparan. Untuk mengetahui konsentrasi pada jarak tertentu menggunakan persamaan 2.8. Dalam perhitungan ini yang sudah diketahui adalah konsentrasinya sebesar 2 mg/m3, 10 mg/m3 dan 30 mg/m3 dan laju aliran massa asam sulfat yang digunakan adalah laju penguapan asam sulfat yang dikonversi dahulu ke satuan mg/s menjadi :

= 870 mg/s Kemudian jarak paparan konsentrasi dihitung menggunakan persamaan 2.6 dan persamaan pada Tabel 2.4 untuk stability class F, sehingga konsentrasi ERPG-1 berada pada jarak : 60

= 92,35 m2 (0,11x (1 + 0,0004x)-1/2)(0,08x (1 + 0,0015x)-1/2) = 92,35 0,11x + 0,000044x1/2)(0,08x + 0,00012x1/2) = 92,35 0,0088x2 + 1,67.10-5 x3/2 + 5,28.10-9 x – 92,35 = 0 0,0088 (√x – 10,121)(√x + 10,121)(x + 1,85.10-5√x + 102,442) = 0 √x = 10,121

X = 102,442 Jadi konsentrasi ERPG-1 berada pada jarak 102,442 meter. Untuk konsentrasi ERPG-2 berada pada jarak:

= 18,47 m2 (0,11x (1 + 0,0004x)-1/2)(0,08x (1 + 0,0015x)-1/2) = 18,47 0,11x + 0,000044x1/2)(0,08x + 0,00012x1/2) = 18,47 0,0088x2 + 1,67.10-5 x3/2 + 5,28.10-9 x – 18,47= 0 0,0088 (√x – 6,76)(√x + 6,76)(x + 1,85.10-5√x + 45,81) = 0 √x = 6,76

X = 45,7 Jadi konsentrasi ERPG-2 berada pada jarak 45,7 meter. Sedangkan konsentrasi ERPG-3 berada pada jarak :

= 6,157 m2 (0,11x (1 + 0,0004x)-1/2)(0,08x (1 + 0,0015x)-1/2) = 6,157 0,11x + 0,000044x1/2)(0,08x + 0,00012x1/2) = 6,157 0,0088x2 + 1,67.10-5 x3/2 + 5,28.10-9 x – 6,157 = 0 0,0088 (√x – 5,14)(√x + 5,14)(x + 1,85.10-5√x + 26,45) = 0 √x = 5,14

X = 26,41 Jadi konsentrasi ERPG-3 berada pada jarak 26,41 meter.

61

4.8 Analisis Dampak Kebocoran 4.8.1 Analisis Dampak Kebocoran Berdasarkan Jarak Berdasarkan perhitungan jarak paparan menurut kriteria ERPG-1, ERPG-2 dan ERPG-3, pada jarak lebih dari 102,442 meter merupakan jarak paling aman. Berikut ini Tabel 4.7 jarak paparan menurut ERPG. Tabel 4. 7 Jarak Paparan Menurut ERPG Kriteria Konsentrasi Jarak (mg/m3) Paparan (m) ERPG-1 2 102,442 ERPG-2 10 45,7 ERPG-3 30 26,41 (Sumber : Hasil Perhitungan, 2014)

Paparan asam sulfat diasumsikan kesegala arah. Apabila terjadi kebocoran, pekerja yang berada pada daerah ERPG-3 harus segera di evakuasi sebelum 1 jam, karena pada jarak tersebut merupakan konsentrasi maksimum dimana tiap individu yang terdekat hanya boleh terpapar hingga 1 jam tanpa mengalami kematian. Di samping itu, asam sulfat yang terlepas kelingkungan bersifat eksotermis sehingga dapat merusak benda-benda yang terbuat dari kayu maupun kertas. Menurut Kapias, 1999, meskipun asam sulfat tidak mudah terbakar, namun dalam kasus tumpahan asam jika asam sulfat kontak dengan logam dapat menyebabkan pelepasan gas hidrogen. 4.8.2

Probit Analysis Penentuan tingkat bahaya dari kebocoran asam sulfat dapat ditentukan dengan berbagai metode, salah satunya adalah dengan menggunakan analisis probit. Pada analisis probit, hasil perhitungan konsentrasi akan dikombinasikan dengan waktu paparan untuk mengetahui besarnya kemungkinan kematian bagi populasi manusia di dalam pabrik serta pemukiman di sekitar pabrik. Persamaan untuk nilai probit kematian karena asam sulat menggunakan pendekatan persamaan 2.9 regular population pada standar level berdasarkan Lee’s, 2005. 62

Pada penelitian ini waktu paparan yang digunakan adalah 10 menit dengan asumsi worst-case scenario (Crowl, 2002). Setelah diketahui probit maka prosentase kematian dapat diketahui dengan cara perhitungan pada excel dengan persamaan 2.10. Dari hasil perhitungan nilai probit, kematian akibat paparan asam sulfat yang sumber kebocorannya berada pada dasar tangki dapat dilihat pada Tabel 4.7, yaitu pada jarak 102,442 meter, 45,7 meter dan 26,41 meter menghasilkan paparan asam sulfat dengan konsentrasi 2 mg/m3, 10 mg/m3 dan 30 mg/m3 dan waktu paparan 10 menit menghasilkan nilai 0% atau tidak menyebabkan kematian bagi populasi manusia di area tersebut. Perhitungan tersebut merupakan dampak berdasarkan lethal dose. Berikut ini adalah Tabel 4.8 probit analysis kebocoran pada dasar tangki. Tabel 4. 8 Probit Analysis Kebocoran pada Dasar Tangki X(m) C(mg/m3) t (min) Y P 102,442 2 10 -4,89623 0 45,7 10 10 -1,93487 2,03E-10 26,41 30 10 0,086581 4,47E-05 (Sumber : Hasil Perhitungan, 2014)

4.8.3

Dampak Asam Sulfat Terhadap Kesehatan Meskipun paparan asam sulfat tidak menimbulkan kematian, namun asam sulfat mempunyai dampak terhadap gangguan kesehatan. Paparan asam sulfat dengan konsentrasi tinggi menimbulkan gangguan kesehatan tertentu. Efek asam sulfat tidak langsung terlihat parah namun sifatnya jangka panjang (kronis). Berdasarkan data eksperimen

dalam

Kapias,

1999

menyatakan

bahwa

H2SO4

mempunyai dampak terhadap kesehatan pada rentang waktu dan konsentrasi paparan tertentu. Berikut ini adalah Tabel 4.9 dampak paparan berdasarkan human toxicity data. Tabel 4. 9 Dampak Paparan Berdasarkan Human Toxicity Data Exposure Conditions Human Response 0.1 mg/m3 selama 4 jam Tidak ada perubahan fungsi paru pada subyek normal (Kerr etal.,1981). 3 0.35 mg/m selama 5 sampai 15 Penurunan volume tidal dan peningkatan laju menit pernapasan (Amdur etal., 1952a). (Sumber : Kapias, 1999)

63

Lanjutan Tabel 4.9 Dampak Paparan Berdasarkan Human Toxicity Data Exposure Conditions Human Response 0.4 mg/m3 selama 1 jam Tidak ada perubahan dalam fungsi paru disebabkan kabut H2SO4; lakukan istirahat selama10 menit setelah selesai terpapar (Linn etal., 1986). 3 0.45 mg/m selama 16 menit Peningkatan resistensi saluran napas pada penderita asma(Utell etal., 1983). 1 mg/m3 selama 10 menit Tidak ada perubahan dalam fungsi paru pada kondisi normal dan penderita asma (Sackner etal., 1978). 3 1 mg/m selama 5 sampai 15 menit Nilai ambang batas bau (Amdur etal., 1952a). 1 dan 2 mg/m3 selama 1 jam Subyek normal dan asma melakukan tiga hal, yaitu 10 menit istirahat selesai terpapar;tidak ada perubahan fungsi dalam paru terlihat pada 1mg/m3; efek ringan dan gejala dari iritasi pada 2 mg/m3 (Avol etal., 1988). 1 sampai 5 mg/m3 selama 5 Iritasi, batuk, napas cepat (Amdur etal, 1952a;. sampai 15 menit SimdanPattle, 1957). 1.4 mg/m3 selama 2 jam Tidak ada perubahan paru terlihat, tetapi mengalami iritasi tenggorokan dan batuk (Horvath etal., 1981). 20.8 mg/m3 selama 30 menit Awalnya tak tertahankan dengan batuk intens, lakrimasi dan rhinorrhoea (mengeluarkan air mata terus-menerus) yang tidak berhenti sama sekali di seluruh periode paparan (Sim dan Pattle, 1957). 39 mg/m3 selama 1 jam Bronkitis, rales, batuk;peningkatan ketahanan saluran napas hingga 100% di atas normal (Sim dan Pattle, 1957) (Sumber : Kapias, 1999)

Berdasarkan Tabel 4.9, untuk konsentrasi ERPG-1 sebesar 2 3

mg/m berada pada jarak 102,442 meter menimbulkan dampak iritasi, batuk dan nafas cepat dengan waktu paparan selama 10 menit. Untuk konsentrasi ERPG-2 sebesar 10 mg/m3 pada jarak 45,7 meter menimbulkan dampak lakrimasi dan rhinorrhoea (mengeluarkan air mata terus-menerus) dengan waktu paparan selama 1 jam. Untuk konsentrasi ERPG-3 sebesar 30 mg/m3 berada pada jaak 26,41 meter menimbulkan dmapak bronkitis, rales, batuk dan peningkatan ketahanan saluran nafas hingga 100% diatas normal dengan waktu paparan selama 1 jam.

64

4.9 Penentuan Risiko Kejadian Kebocoran Tangki Penyimpanan Asam Sulfat Risiko merupakan perkalian dari frekuensi dan konsekuensi dari suatu kejadian. Pada penelitian ini membahas tentang risiko kejadian kebocoran tangki penyimpanan asam sulfat, dari perhitungan sebelumnya telah

diketahui

bahwa

frekuensi

kejadian

kebocoran

pada

tangki

penyimpanan asam sulfat adalah sebanyak 5,512 kali/tahun dengan konsekuensi 0% kematian untuk lethal dose, sedangkan untuk efek lain terhadap kesehatan adalah iritasi, batuk, nafas cepat, pada jarak 102,442 meter, mengeluarkan air mata terus-menerus pada jarak 45,7 meter dan bronchitis pada jarak 26,41 meter. Hasil tersebut kemudian dicocokkan dengan matriks risiko yang dimiliki oleh PT Liku Telaga Gresik yang berada pada lampiran IV, dimana pada tingkat frekuensi 5,512 kali/tahun masuk ke dalam kategori sangat besar karena perkiraan untuk terjadinya >10 tahun. Sedangkan untuk konsekuensi termasuk dalam kategori sangat kecil pada konsentrasi asam sulfat ERPG-1, ERPG-2 dan ERPG-3. karena menyebabkan 0% kematian. Berikut ini adalah Gambar 4.7 matriks risiko untuk menentukan risiko yang diterima oleh PT Liku Telaga akibat kejadian kebocoran.

65

KEMUGKINAN

Occurance Number Sangat kecil Kecil Sedang Besar Sangat Besar

KEMUNGKINAN

Sangat Kecil Kecil Sedang Besar Sangat Besar

1 SK SK SK SK SK

1 2 3 4 5

Severity Number 3 SK

2 SK SK K K K

Deskripsi Peristiwa dimungkinkan terjadi hanya pada situasi yang sangat besar Peristiwa dimungkinkan terjadi pada situasi khusus Kejadian dimungkinkan terjadi kebanyakan situasi Peristiwa dimungkinkan terjadi pada berbagai situasi Kejadian sangat dimungkinkan terjadi pada berbagai situasi

K K S S

4 SK K S B B

Frekuensi Kurang dari sekali dalam 8 tahun sedikitnya sekali dalam 4 tahun sedikitnya sekali dalam 2 tahun sedikitnya sekali dalam 1 tahun Sedikitnya 2 kali setahun

5 SK K S B SB

Konsekuensi <5%

5 % - 14 % 15 % - 49 % 50 % - 89 %

> 90 %

Gambar 4. 9 Matriks Risiko PT Liku Telaga Gresik (Sumber : Liku Telaga, 2013)

Meskipun kasus kebocoran masuk kategori sangat kecil namun tidak menimbulkan kematian, tetap dibutuhkan pengendalian untuk meminimalisir dampak akibat kebocoran tersebut. 4.10 Pemberian Rekomendasi Risiko yang ditimbulkan akibat kebocoran membutuhkan langkah pengendalian

agar

dampak

ke

masyarakat

sekitar

pabrik

dapat

diminimalisir. Rekomendasi terhadap kebocoran asam sulfat dapat dilakukan dengan dua

cara yaitu dengan upaya pencegahan yaitu

mengurangi frekuensi terjadinya

kebocoran asam sulfat serta upaya

perlindungan yaitu mengurangi besarnya

konsekuensi akibat kebocoran

asam sulfat terhadap individu maupun populasi masyarakat sekitar. Upaya pencegahan berkaitan langsung dengan perhitungan nilai frekuensi yang harus dikurangi. Namun pada frekuensi yang didapat adalah 5,512 kali/tahun yang tergolong frekuensi sangat besar. Perhitungan frekuensi dilakukan dengan cara menjumlah seluruh minimal cut set yang 66

mungkin terjadi sehingga hal yang harus diperhatikan untuk meminimalisir nilai frekuensi adalah dengan memperkecil nilai probabilitas kegagalan dari setiap komponen yang ada pada tangki penyimpanan asam sulfat. Berikut ini adalah Tabel 4.10 usulan rekomendasi berdasarkan hasil analisis data. Tabel 4. 10 Rekomendasi Berdasarkan Hasil Analisis Data No Faktor Hasil Nilai yang Perhitungan diperbolehkan 1

Frekuensi

Nilai frekuensi kejadian kebocoran 5,512 kali/tahun

Kurang dari sekali dalam 8 tahun

Rekomendasi - Membuat prosedur dan kebijakan tentang perawatan dan perbaikan peralatan. - Terdapat buku panduan dan penjadwalan penggantian setiap komponen pada tangki penyimpanan asam sulfat. - Melakukan penjadwalan pengecekan seluruh komponen pada tangki penyimpanan asam sulfat secara menyeluruh. - Perbaikan peralatan pada tangki penyimpanan asam sulfat yang rusak sesegera mungkin. - Menyediakan dokumen identifikasi bahaya setiap ada peralatan baru yang terpasang. - Mengadakan simulasi dan latihan terhadap tanggap darurat terjadinya kebocoran pada tangki penyimpanan asam sulfat.

(Sumber : Hasil Analisis Data, 2014)

67

Lanjutan Tabel 4.9 Rekomendasi Berdasarkan Hasil Analisis Data No Faktor Hasil Nilai yang Rekomendasi Perhitungan diperbolehkan 2 Konsekuensi - Nilai probit - Nilai - Memberikan alarm pada area 0% konsekuensi ERPG-3 khususnya ruang operator 0% agar segera di evakuasi saat terjadi kebocoran. Faktor yang mempengaruhi konsentrasi adalah laju pelepasan massa. Untuk memperkecil laju pelepasan massa hal yang harus dilakukan adalah : - Memperkecil luas lubang. Luas lubang ditentukan dengan asumsi luas melintang pipa proses yang melekat ke tangki, sehingga untuk mengurangi luas lubang maka diameter pipa proses yang melekat ke tangki harus dibuat lebih kecil. Meninggikan lubang. Semakin rendah tinggi lubang maka makin banyak material yang terlepas, tinggi lubang juga diasumsikan sesuai dengan tinggi pipa proses yang melekat pada tangki, sehingga untuk mengurangi tinggi lubang maka pipa proses sebaiknya diletakkan pada ketinggian tertentu. - Mengurangi massa jenis material, semakin tinggi massa jenis material maka laju pelepasan material akan semakin tinggi, namun massa jenis material hanya dapat dikurangi dengan cara mengganti materialnya. Hal ini tidak dapat dilakukan karena asam sulfat merupakan bahan baku utama dan tidak dapat disubstitusi. - Menyediakan APD berupa masker kepada setiap pekerja yang beroperasi di sekitar sulfuric acid production. (Sumber : Hasil Analisis Data, 2014)

68

BAB V PENUTUP

BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan Berdasarkan perhitungan dan analisis yang dilakukan, maka dapat ditarik kesimpulan yaitu : 1. Berdasarkan hasil identifikasi bahaya yang telah dilakukan menggunakan metode FMEA (Failure Mode and Effect Analysis) pada sistem penyimpanan asam sulfat terutama pada tangki penyimpanan asam sulfat, bahaya dengan nilai risiko tertinggi adalah kebocoran pada pipa koneksi yang tersambung pada dasar tangki. 2. Frekuensi kejadian berdasarkan perhitungan minimal cut set adalah sebesar 5,512 kali/tahun. 3. Konsekuensi pada kebocoran dasar tangki sebesar 0% pada konsentrasi ERPG-1, ERPG-2 dan ERPG-3 dimana dalam hal ini tidak menimbulkan kematian berdasarkan lethal dose, namun menimbulkan efek lain seperti iritasi, batuk, nafas cepat, lakrimasi (mengeluarkan air mata terusmenerus) dan bronkitis. 4. Risiko yang didapat dari kebocoran tangki penyimpanan asam sulfat adalah termasuk risiko sangat kecil berdasarkan matriks PT Liku Telaga Gresik. 5. Pemberian rekomendasi dilakukan dengan cara upaya pencegahan dengan meminimalisir frekuensi mapun konsekuensi. 5.2 Saran Saran-saran yang dapat diberikan antara lain: 1. Tugas akhir ini diharapkan dapat menjadi bahan pertimbangan PT Liku Telaga Gresik dalam upaya melakukan penilaian risiko pada tangki penyimpanan asam sulfat pada SAP (Sulfuric Acid Production) I. 2. Untuk penelitian selanjutnya agar dilakukan studi lebih lanjut tentang pemodelan dispersi cairan dan penjadwalan inspeksi rutin pada peralatan. serta dilakukan proses engineering design dengan mempertimbangkan risiko kebocoran yang telah dianalisis.

69

DAFTAR PUSTAKA

DAFTAR PUSTAKA AIChE-CCPS. (1992). Guideline for Hazards Evaluation Procedures, Second Edition . New York. Arendt, J., & Lorenzo, D. (2000). Evaluating Process Safety in the Chemical Industry, A User's Guide to Quantitative Risk Analysis. New York: AIChE-CCPS. Crowl, D. A., & Louvar, J. F. (2002). Chemical Process Safety, Fundamentals with Applications, Second Edition. New Jersey: Prentice Hall PTR. Kapias, T., & Griffiths, R. F. (1999). Sulfur Trioxide and Oleum. Manchester, United Kingdom: Department of Chemical Engineering, UMIST. Kurniawan, D. (2008). Regresi Linier. Vienna: R Development Core Team. Lee's, F. P. (2005). Loss Prevention In The Process Industries, Third Edition. Texas: Elsevier Inc. Rachmat, A. N. (2013). Analisis Risiko Kebocoran Tangki Penyimpanan Amoniak PT Petrokimia Gresik. Surabaya: Tugas Akhir Politeknik Perkapalan Negeri Surabaya. Zeleznik, F. J. (1991). Thermodynamic Properties of the Aqueous Sulfuric Acid System to 350 K. Cleveland, OH 44135: National Aerodinamic and Space Administration, Lewis Research Centre.

70

LAMPIRAN

71

LAMPIRAN I LAYOUT PERUSAHAAN PT LIKU TELAGA

71

LAMPIRAN II MSDS ASAM SULFAT

LEMBAR DATA KESELAMATAN DAN BAHAN Asam Sulfat 1.

IDENTIFIKASI PRODUK DAN PERUSAHAN

Nama produk : Asam Sulfat Rumus Kimia : H2SO4 Berat molekul : 98,08 PT. LIKU TELAGA KM 24 DESA SUKOMULYO, MANYAR Nomor Telepon Darurat GRESIK – JAWA TIMUR (62)031-3951670 INDONESIA 2. KOMPOSISI/INFORMASI KANDUNGAN BAHAN Komposisi Hazard Asam Sulfat

% 98,2-99,0

Nomor CAS 7664-93-9

Komposisi non-hazard Air

1-2

7732-18-5

3. INFORMASI BAHAYA GAMBARAN KONDISI DARURAT BERBAHAYA: Korosif. Dapat menyebabkan kerusakan jaringan. Akan menmbulkan panas jika kontak dengan air. Jangan kontak dengan mata, kulit, pakaian. Jangan mengambil secara internal. Gunakan dengan ventilasi yang memadai. Simpan wadah tertutup rapat dan di tempat yang berventilasi baik. Dalam kasus kontak dengan mata, segera bilas dengan air yang banyak. Memakai pelindung wajah. Gunakan apron tahan zat kimia, kacamata percikan kimia, sarung tangan dan sepatu boot. Kontak dengan logam reaktif (misalnya aluminium) dapat mengakibatkan timbulnya gas hidrogen yang mudah terbakar. Dapat menimbulkan oksida sulfur (SOx) di bawah kondisi kebakaran. KESEHATAN

3/3

0 = Tidak signifikan

RATING NFPA 704M/HMIS KEBAKARAN 0/0 STABILITAS 2/2 LAINLAIN 1 = Sedikit 2 = Sedang 3 = Tingi

REAKTIF DENGAN AIR 4 = Ekstrim

POTENSI TERHADAP KESEHATAN : Batas Paparan Asam sulfat

ACGIH (TLV)(TWA) 1 mg/m3

OSHA (PEL)(TWA) 1 mg/m3

RUTE UTAMA DARI PAPARAN : Mata, kulit BAHAYA KESEHATAN MANUSIA –AKUT : KONTAK MATA: Korosif. Akan menyebabkan luka bakar mata dan kerusakan jaringan permanen.

72

LEMBAR DATA KESELAMATAN DAN BAHAN Asam Sulfat KONTAK KULIT: Dapat menyebabkan iritasi parah atau kerusakan jaringan tergantung pada panjang eksposur dan jenis pertolongan pertama diberikan. TERTELAN: Bukan rute kemungkinan paparan. korosif; menyebabkan luka bakar kimia pada mulut, tenggorokan dan perut. TERHIRUP: Bukan rute kemungkinan paparan. Menjengkelkan, dalam konsentrasi tinggi, untuk mata. hidung, tenggorokan dan paru-paru. GEJALA DARI PAPARAN: Akut: Peninjauan kembali data yang tersedia tidak mengidentifikasi gejala dari paparan tidak disebutkan sebelumnya. Kronis: Peninjauan kembali data yang tersedia tidak mengidentifikasi gejala dari paparan tidak disebutkan sebelumnya. BERTAMBAH BURUKNYA KONDISI YANG ADA: Peninjauan kembali data yang tersedia tidak mengidentifikasi memburuknya kondisi yang ada. 4. PERTOLONGAN PERTAMA KONTAK MATA: Tindakan cepat sangat penting dalam kasus kontak. Segera mata siram dengan air selama minimal 15 menit sambil memegang kelopak mata terbuka. Dapatkan perhatian medis segera. KONTAK DENGAN KULIT: Segera siram dengan banyak air selama minimal 15 menit. Untuk percikan besar, siraman seluruh tubuh dengan mandi. Lepaskan pakaian terkontaminasi. Cuci daerah yang terkena langsung dengan air yang banyak. Dapatkan perhatian medis segera. Pakaian terkontaminasi, sepatu, dan barang-barang kulit harus dibuang atau dibersihkan sebelum digunakan kembali. TERTELAN: JANGAN MEMUNTAHKAN. Jika sadar, bersihkan mulut dan beri air minum. Dapatkan pertolongan medis. TERHIRUP: Berikan untuk udara segar, obati gejalanya. Dapatkan pertolongan medis. CATATAN UNTUK DOKTER: Kemungkinan kerusakan mukosa dapat menjadi kontraindikasi penggunaan pencucian lambung. Berdasarkan reaksi individual pasien, penilaian dokter harus digunakan untuk mengontrol gejala dan kondisi klinis.

73

LEMBAR DATA KESELAMATAN DAN BAHAN Asam Sulfat 5. TINDAKAN PEMADAMAN Titik nyala Tidak ada MEDIA PEMADAM: Tidak diharapkan untuk membakar. Gunakan media pemadam yang sesuai untuk sekitar api. BAHAYA KEBAKARAN DAN LEDAKAN: Kontak dengan logam reaktif (misalnya aluminium) dapat mengakibatkan timbulnya gas hidrogen yang mudah terbakar. Dapat berkembang oksida sulfur (SOx) di bawah kondisi kebakaran. PERALATAN KHUSUS UNTUK PROTEKSI KEBAKARAN: Jika terjadi kebakaran, pakai tekanan positif mandiri alat bantu pernapasan wajah penuh dan pakaian pelindung. 6. PENANGANAN KEBOCORAN PENCEGAHAN DIRI: Membatasi akses ke daerah secara tepat sampai operasi pembersihan selesai. Pastikan bersih-bersih dilakukan oleh tenaga terlatih saja. Ventilasi area tumpahan jika mungkin. Jangan menyentuh bahan yang tertumpah. Berhenti untuk mengurangi kebocoran jika aman untuk melakukannya. Gunakan alat pelindung diri yang direkomendasikan dalam bagian 8 (Kontrol pemaparan / perlindungan diri). Beritahu pemerintah terkait, kesehatan dan keselamatan kerja dan otoritas lingkungan. METODE UNTUK MEMBERSIHKAN: TUMPAHAN KECIL: Rendam tumpahan dengan bahan penyerap. Tempat tinggal di cocok, ditutupi, wadah diberi label dengan benar. Cuci daerah yang terkena. TUMPAHAN BESAR: Cairan yang mengandung bahan penyerap dialirkan dengan menggali parit atau got. Letakkan dan pulihkan drum atau tangki truk untuk pembuangan yang tepat. Cuci tempat tumpahan secara menyeluruh dengan air. Hubungi pengangkut sampah yang disetujui untuk pembuangan terkontaminasi bahan yang telah di pulihkan. Buang bahan sesuai dengan peraturan yang tercantum dalam pasal 13 (Pertimbangan pembuangan). 7. PENANGANAN DAN PENYIMPANAN PENANGANAN: Jangan sampai mata, kulit, pakaian. Jangan mengambil internal. Gunakan dengan ventilasi yang memadai. Hindari menghasilkan aerosol dan kabut. Jauhkan wadah tertutup saat tidak digunakan. Memiliki peralatan darurat (untuk kebakaran, tumpahan, kebocoran, dll) tersedia. KONDISI PENYIMPANAN: Simpan dalam wadah tertutup rapat. Simpan dalam wadah yang diberi label sesuai. Simpan terpisah dari dasar. BAHAN KONSTRUKSI YANG TIDAK COCOK: Produk bersifat korosif terhadap aluminium, Aluminium tidak boleh digunakan untuk sistem umpan, penyimpanan, atau transportasi.

74

LEMBAR DATA KESELAMATAN DAN BAHAN Asam Sulfat 8. PENGENDALIAN PAPARAN/PERLINDUNGAN DIRI BATAS PAPARAN LINGKUNGAN KERJA: Panduan paparan belum ditetapkan untuk produk ini. Batas paparan tersedia untuk zat yang ditunjukkan di bawah ini. TINDAKAN TEKNIS: Ventilasi umum dianjurkan. Gunakan ventilasi pembuangan lokal jika diperlukan untuk mengontrol udara kabut dan uap. PERLINDUNGAN PERNAPASAN: Jika kabut yang signifikan, uap atau aerosol dihasilkan sebuah respirator yang disetujui dianjurkan. Sebuah uap / gas asam organik cartridge dengan debu / kabut pre filter dapat digunakan. Dalam keadaan darurat atau masuk direncanakan menjadi konsentrasi yang tidak diketahui tekanan positif, penuh penutup wajah SCBA harus digunakan. Jika perlindungan pernapasan diperlukan., Lembaga program perlindungan pernapasan yang lengkap termasuk pemilihan, cocok pengujian, pelatihan, pemeliharaan dan inspeksi. perlindungan pernapasan biasanya tidak diperlukan. PERLINDUNGAN TANGAN: Sarung tangan butil, sarung tangan Nitrile PERLINDUNGAN KULIT: Kenakan apron tahan kimia, kacamata percikan kimia, sarung tangan dan sepatu bot tahan. Sebuah stiker setelan penuh dianjurkan jika paparan kotor mungkin. PERLINDUNGAN MATA: Pakailah pelindung wajah dengan kacamata percikan kimia. REKOMENDASI KEBERSIHAN : Tempat pencuci mata dan pancuran keselamatan diperlukan. Jika pakaian yang terkontaminasi, lepaskan pakaian dan benar-benar cuci daerah yang terkena. Pencucian pakaian terkontaminasi sebelum digunakan kembali. 9. SIFAT FISIK DAN KIMIA BENTUK FISIK Cair PENAMPILAN Tidak berwarna BAU Tajam BERAT SPESIFIK 1,8 MASSA JENIS 15 lb/gal KELARUTAN DALAM AIR Sempurna PH (100%) <1 TEKANAN UAP < 1 mmHg @100oF/37.8oC Catatan: sifat fisik ini adalah nilai-nilai umum untuk produk ini dan dapat berubah 10. KESTABILAN DAN KEREAKTIFAN KESTABILAN : Stabil dibawah kondisi normal BAHAYA POLIMER : Bahaya polimer tidak akan terjadi KONDISI YANG DIHINDARI: Temperatur yang tinggi dan sumber api termasuk muatan listrik statik. BAHAN YANG DIHINDARI: 75

LEMBAR DATA KESELAMATAN DAN BAHAN Asam Sulfat Kontak dengan alkali kuat (misalnya amonia dan solusinya, karbonat, natrium hidroksida (kaustik), kalium hidroksida, kalsium hidroksida (kapur), sianida sulfida, hipoklorit, klorit) dapat menghasilkan panas, tumpah atau mendidih dan uap beracun. Kontak dengan bahan reaktif (misalnya aluminium) dapat mengakibatkan generasi gas hidrogen yang mudah terbakar. Air atau uap air. DEKOMPOSISI PRODUK BERBAHAYA: Dalam kondisi kebakaran Oksida sulfur 11. INFORMASI TOKSIKOLOGI Hasil berikut ini untuk produk serupa. TOKSISITAS ORAL AKUT: Spesies LD50 Uji Descriptor Tikus 2.140 mg / kg Produk Serupa Rating: Tidak Berbahaya TOKSISITAS PENGHIRUPAN AKUT: Spesies LC50 Uji Descriptor Tikus besar 0.361 mg / l (4 jam) Produk Serupa Tikus kecil 0,226 mg / l (4 jam) Produk Serupa Rating: Sangat beracun BAHAYA UTAMA IRITASI KULIT: Skor Draize Uji deskripsi 8.0/8.0 Produk Serupa Rating: Sangat iritasi (korosif) BAHAYA UTAMA IRITASI MATA: Skor Draize Uji deskripsi 110.0/110.0 Produk Serupa Rating: Sangat iritasi (korosif) KARSINOGENIK: Tak satu pun dari zat dalam produk ini terdaftar sebagai karsinogen oleh the international Agency for Research Cancer (IARC), the national Toxicology Program (NTP) atau the American Conference of Governmental Industrial Hygienists (ACGIH). KARAKTERISASI BAHAYA TERHADAP MANUSIA: Berdasarkan karakterisasi bahaya, potensi bahaya manusia adalah: Tinggi 12. INFORMASI EKOLOGIS EFEK EKOTOKSIKOLOGI Hasil berikut ini adalah untuk produk : Hasil percobaan dengan ikan Spesies Inland Silverside

Paparan 96 hrs

LC50 >5000 mg/l

Test Descriptor Product

Penilaian : tidak beracun

76

LEMBAR DATA KESELAMATAN DAN BAHAN Asam Sulfat Hasil percobaan dengan invertebrata Spesies

Paparan

LC50

Mysid Shrimp (Mysidopsis bahia)

96 hrs

>5000 mg/l

EC50

Test Descriptor Product

Penilaian : tidak beracun Bahaya dan paparan karakterisasi lingkungan Berdasarkan karakterisasi bahaya kita, bahaya lingkungan potensial adalah: moderat Jika terlepas ke lingkungan, lihat CERCLA/SUPERFUND di section 15 13. PEMBUANGAN LIMBAH Jika produk ini menjadi sia-sia, bisa memenuhi kriteria limbah berbahaya seperti yang didefinisikan oleh Resource Conservation dan Recovery Act (RCRA) 40 CFR 261. Sebelum pembuangan, harus ditentukan apakah limbah tersebut memenuhi kriteria limbah berbahaya. Limbah berbahaya : D002 Limbah berbahaya harus diangkut oleh transporter limbah berbahaya berlisensi dan dibuang atau dirawat di perawatan berlisensi dengan benar limbah berbahaya, penyimpanan, pembuangan atau fasilitas daur ulang. Konsultasikan lokal, negara bagian, dan federal untuk kebutuhan spesifik. 14. INFORMASI TRANSPORTASI Informasi dalam bagian ini adalah untuk referensi saja dan tidak harus mengambil tempat kertas pengiriman (bill of lading) khusus untuk pesanan. Harap dicatat bahwa Pengiriman tepat Nama / Kelas Bahaya dapat bervariasi tergantung kemasan, sifat, dan moda transportasi. Khas Nama Pengiriman yang tepat untuk produk ini adalah sebagai berikut Transportasi Darat : Proper Shipping Name : Technical Name(s) : UN/ID No : Hazard Class-Primary : Packing Group : Flash Point :

SULPHURIC ACID WITH MORE THAN 51 % ACID UN 1830 8 II None

14. INFORMASI TRANSPORTASI (lanjutan) DOT Reportable Quantity (per package) DOT RQ Component

1000 lbs SULPHURIC ACID

Transportasi Udara (ICAO/IATA) : Proper Shipping Name : Technical Name (s) : UN/ID No. : Hazard Class-Primary : Packing Group : IATA Cargo Packing Instruction IATA Cargo Aircraft Limit :

SULPHURIC ACID WITH MORE THAN 51 % ACID UN 1830 8 II 813 30 L (Max net quantity per package)

77

LEMBAR DATA KESELAMATAN DAN BAHAN Asam Sulfat Transportasi Laut (IMDG/IMO) : Proper Shipping Name :

SULPHURIC ACID WITH MORE THAN 51 % ACID

Technical Name (s) : UN/ID No. : Hazard Class-Primary : Packing Group :

UN 1830 8 II

15. INFORMASI PERATURAN PERATURAN NASIONAL, USA : OSHA HAZARD COMMUNICATION RULE, 29 CFR 1910. 1200 : Berdasarkan evaluasi bahaya kami, substansi berikut dalam produk ini adalah berbahaya dan alasan adalah sebagai berikut Sulphuric Acid : Corrosive CERCLA/SUPERFUND, 40 CFR 117, 320 : Produk ini mengandung Quantity Reportable berikut (RQ) Zat. Juga tercantum dalam RQ untuk produk. RQ Substance Sulphuric Acid

RQ 1000 lbs

SARA / Superfund AMANDEMENTS dan Reauthorization Act OF1986 (TITLE iii) - BAGIAN 302, 311, 312, DAN 313 15. INFORMASI PERATURAN (lanjutan) BAGIAN ZAT BERBAHAYA 302-EXTREMELY (40 CFR 355) Produk ini mengandung bahan berikut yang tercantum dalam Lampiran A dan B sebagai Zat yang sangat berbahaya. Di bawah ini adalah hukum Perencanaan Threshold Quantity (TPQ) untuk bahan dan Kuantitas Reportable (RQ) produk. Extremely Hazardous Substance Sulphuric Acid

TPQ

RQ

1,072 lbs

1,000 lbs

BAGIAN 311 DAN PERSYARATAN 312-MATERIAL LEMBAR DATA KEAMANAN (40 CFR 370) Evaluasi Hazard kami telah menemukan produk ini menjadi berbahaya. Produk bahu dilaporkan di bawah menunjukkan EPA kategori bahaya berikut: X -

Immediate (Acute) Health Hazard Delayed (Chronic) Health Hazard Fire Hazard Sudden Release of Pressure Hazard Reactive Hazard

Di bawah SARA 311 dan 312, EPA telah menetapkan jumlah ambang batas untuk pelaporan bahan kimia berbahaya. Ambang saat ini: 500 pound atau kuantitas perencanaan thershold (TPQ), mana yang lebih rendah, untuk bahan yang sangat berbahaya dan 10.000 pound untuk semua bahan kimia berbahaya lainnya.

78

LEMBAR DATA KESELAMATAN DAN BAHAN Asam Sulfat BAGIAN 313-DAFTAR BAHAN KIMIA BERACUN (40 CFR 372): Produk ini mengandung bahan berikut, (dengan CAS #% dan range) yang muncul pada Daftar Bahan kimia beracun Hazardous Substance

CAS NO

% (w/w)

Sulphuric Acid

7664-93-9

60.0 – 100.0

TOXIC SUBSTANCE CONTROL ACT ( TSCA ) Zat dalam persiapan ini adalah termasuk pada atau dikecualikan dari TSCA 8 (b) Inventory (40 CFR 710) FEDERAL PENCEMARAN AIR PENGENDALIAN, AIR BERSIH, 40 CFR 401,15 / h Sec. 307 40 CFR 116.4 / formrtly Sec. 311 Produk ini mengandung zat-zat berikut ini tercantum dalam peraturan tersebut: Substance(s) Sulfuric Acid

Citations Sec. 311

15. INFORMASI PERATURAN (lanjutan) BERSIH UDARA ACT, Sec 111 (40 CFR 60, Volatile Organic Compounds), Sec 112 (40 CFR 61, Polutan Udara Berbahaya), Sec 602 (40 CFR 82, Kelas I Dan II Ozon Depleating Zat): Tak satu pun dari substansi secara khusus tercantum dalam peraturan. CALIFORNIA PROPOSISI 65: Produk ini tidak mengandung zat yang membutuhkan peringatan di bawah California Proposition MICHIGAN BAHAN KRITIS: Tak satu pun dari zat secara khusus tercantum dalam peraturan NEGARA HUKUM HAK ATAS kow: Zat berikut ini diungkapkan untuk mematuhi hak stat yang tahu hukum: Sulphuric Acid

7664-93-9

PERATURAN NASIONAL, CANADA : TEMPAT KERJA BAHAN BERBAHAYA SISTEM INFORMASI: Produk ini telah diklasifikasikan sesuai dengan kriteria bahaya dari produk peraturan yang dikendalikan (CPR) dan MSDS berisi semua informasi yang diperlukan oleh CPR. WHMIS Klasifikasi: D1A - Bahan Menyebabkan Efek Beracun Segera dan Serius - Bahan Sangat Beracun, E - Bahan Korosif KANADA ENVIROMENTAL PERLINDUNGAN ACT (CEPA): Zat dalam persiapan ini tercantum pada daftar substansi dalam negeri (DSL) dibebaskan, atau telah dilaporkan sesuai dengan peraturan notifikasi zat baru 16. INFORMASI LAINNYA Lembar data keamanan bahan produk ini menyediakan informasi kesehatan dan keselamatan. Produk ini untuk digunakan dalam aplikasi yang konsisten dengan

79

LEMBAR DATA KESELAMATAN DAN BAHAN Asam Sulfat literatur produk kami. Individu penanganan produk ini harus diberitahu tentang tindakan pencegahan keselamatan yang direkomendasikan dan harus memiliki akses ke informasi ini. Untuk penggunaan lain, eksposur harus dievaluasi sehingga praktik penanganan yang tepat dan program pelatihan dapat dibentuk untuk memastikan operasi kerja yang aman. Silakan berkonsultasi perwakilan penjualan setempat fo informasi lanjut apapun. REFERENSI Threshold Limit Values for Chemical Substances and Physical Agents and Biological Paparan Indices, American Conferences of Gofernmental Industrial Hygienist, OH, (Ariel Insight# CD-ROM Version), Ariel Research Corp., Bethesda, MD. Hazardous Substances Data Bank, National Library of Medicine, Bethesda, Maryland (TOMES CPS# CD-ROM Version), Micromedex, Inc, Englewood, CO. IARC Monographs on the evaluation of the Carcigonic Risk of Chemicals to Man, Geneva: World Health Organization, International Agency for Research on Cancer. Integrated Risk Information System, U.S. Enviromental Protection Agency, Washington, D.C. (TOMES CPS# CD-ROM Version). Micromedex, Inc, Englewood, CO. Annual Report on Carcinogens, National Toxicology Program, U.S. Department of Health and Human Services, Public Health Services. Tittle 29 Code of Federal Regulations, Part 1910, Subpat Z, Toxic and Hazardous Substances, Occupational Safety and Health Administration (OSHA), (Ariel Insight# CD-ROM Version), Ariel Research Corp., Bethesda, MD Registry of Toxic Effects of Chemical Substances, National Institute for Occupational Safety and Health, Cincinnati, OH, (TOMES CPS# CD-ROM Version), Micromedex, Inc, Englewood, CO. Ariel Insight# (An Integated guide to industrial chemicals covered under major regulatory and advisory programs), North American Module, Western European Module, Western European Module, Chemical Inventories Module and teh Generics Module (Ariel Insught# CD-ROM Version), Ariel Research Corp., Bethesda, MD. The Teratogen Information System, University of Washington, Seattle, WA (TOMES CPS# CD-ROM Version), Micromedex, Inc., Englewood, CO.

80

LAMPIRAN III PROCESS FLOW DIAGRAM SISTEM PENYIMPANAN ASAM SULFAT

81

LAMPIRAN IV RISK MATRIKS PT LIKU TELAGA

82

83

LAMPIRAN V DATA KEGAGALAN KOMPONEN SISTEM PENYIMPANAN ASAM SULFAT

DATA KEGAGALAN SULFURIC ACID STORAGE TANK SYSTEM 2011-2013 No 1

Equipment Pompa F-401

2

Storage tank F 401

Occurrence Date 3/4/2011 28/05/2011 11/12/2012 7/20/2012 24/12/2012 3/15/2013 5/4/2013 2/4/2011 3/7/2011 9/16/2011 2/1/2012 2/7/2012 8/7/2012 10/27/2012 11/6/2012 4/11/2013 7/12/2013 9/29/2013 10/28/2013

Completion date 3/4/2011 28/05/2011 11/12/2012 7/20/2012 24/12/2012 3/15/2013 5/4/2013 2/4/2011 3/7/2011 9/16/2011 2/1/2012 2/7/2012 8/7/2012 10/27/2012 11/6/2012 4/11/2013 7/12/2013 9/29/2013 10/28/2013

Fault Description Ganti pompa spare, sebab mecanical seal bocor Ganti pompa spare ( II - 036 ), sebab mecanichal seal bocor Check pompa drain F401 berbunyi pada pulinya (Baut coopling putus) Casing bocor dan di las Perbaiki motor terbakar ( gulung motor ) Ganti karet kopling pompa karena kendor Ganti bearing motor karena aus Las / tambal plate bagian atas karena retak Ganti valve diameter 2" bagian isi asam truk Las / tambal plat yg atas sebelah barat dekat manhole bocor Las/tambal cover plate karena bocor Las storage tank F401 karena bocor Las tangki tap asam / tambal tangki asam karena retak Las tangki tempat pengetapan karena bocor Ganti tangki pengetapan baru karena sudah rusak Tambal plat ( Las storage ) karena bocor Bersihkan dalam tangki & las bagian atas yang keropos Tambal plate penyeberangan karena bocor Tambal plate bagian manhole karena bocor

84

No 3

4

Equipment Level storage tank

Pipa koneksi Storage tank F401F402

Occurrence Date 6/14/2011 1/8/2012 2/2/2012 2/16/2012 6/9/2012 6/15/2012

Completion date 6/14/2011 1/8/2012 2/2/2012 2/16/2012 6/9/2012 6/15/2012

Fault Description Perbaiki level karena sudah aus Ganti pelampung karena sudah keropos Las roda level karena sudah dol Cat ulang level karena sudah mengelupas Perbaiki level & roda seling putus Level storage tank ganti baut JP 4x40 mm = 10 pcs karena baut lepas

6/16/2012 1/23/2013 11/6/2013 1/26/2011 8/31/2011 1/14/2012 2/9/2012 6/4/2012 6/6/2012 5/4/2013 6/5/2013 10/29/2013 12/5/2013

6/16/2012 1/23/2013 11/6/2013 1/26/2011 8/31/2011 1/14/2012 2/9/2012 6/4/2012 6/6/2012 5/4/2013 6/5/2013 10/29/2013 12/5/2013

Level storage tank ganti limit switch 250V 7-15GW-B karena rusak Las pelampung karena retak Ganti seling level asam karena putus Las pipa asam pengisian ke truk karena bocor Las pipa asam diatas panel pompa karena bocor Las pipa asam bocor Las elbow pipa asam karena bocor Las pipa pengisian karena bocor Ganti pipa sambungan yg bocor Las pipa asam inlet F401-F402 karena bocor Las pipa asam inlet F401-F402 karena bocor Las pipa karena bocor Perbaiki sambungan pipa

85

No 5

Equipment Valve

6

Venting

7

Filter Asam

8

Product Cooler

Occurrence Date 2/6/2011 1/12/2012 3/22/2012 7/31/2012 1/21/2013 1/19/2013 4/16/2011 1/18/2012 8/19/2012 7/24/2013 1/20/2011 2/1/2011 5/4/2012 7/5/2013 5/15/2011 6/21/2012 12/5/2012 1/6/2013 3/7/2013 5/10/2013

Completion date 2/6/2011 1/12/2012 3/22/2012 7/31/2012 9/21/2013 1/19/2013 4/16/2011 1/18/2012 8/19/2012 7/24/2013 1/20/2011 2/1/2011 5/4/2012 7/5/2013 5/15/2011 6/21/2012 12/5/2012 1/6/2013 3/7/2013 5/10/201

Fault Description Perbaiki ball valve 02 2" sebab bocor Ganti ball valve 01 di loading F401 atas bocor Perbaiki packing valve SS karena bocor Perbaiki valve pipa by pass karena dol Ganti ball valve loading karena rusak Ganti valve atas drain 3/4" karena rusak Ganti pipa ventilasi karena buntu Las pipa drain 3/4" karena retak Perbaiki pipa drain karena buntu Las pipa drain karena bocor Las/tambal cover plate Las pipa koneksi filter Las pipa asam inlet ntuk loading Las dinding filter Perbaiki gasket pada product cooler Perbaiki dinding product cooler Perbaiki dinding cooler Las plate cooler Perbaiki gasket Las plate cooler

86

No 9

Equipment Pipa transfer

Occurrence Date 5/15/2011 6/21/2011 8/11/2012 10/15/2012 5/15/2013 6/21/2013 5/15/2013

Completion date 5/15/2011 6/21/2011 8/11/2012 10/15/2012 5/15/2013 6/21/2013 5/15/2013

Fault Description Perbaiki pipa karena bocor Las pipa karena bocor Las pipa karena bocor Las pipa karena bocor Perbaiki pipa karena bocor Las pipa karena bocor Cat ulang pipa karena keropos

87

LAMPIRAN VI PERHITUNGAN FAILURE RATE, RELIABILITY DAN PROBABILITAS

Perhitungan Failure Rate, Reliabilty dan Probabilitas 1.

Venting

- Failure rate untuk kegagalan venting

= 1,34 failure per year - Reliability untuk kegagalan venting

= 0,261 - Probabilitas kegagalan akibat kegagalan venting = 1 – R(t) = 1 – 0,261 = 0,739 2.

Product cooler

- Failure rate untuk kegagalan product cooler

= 2 failure per year - Reliability untuk kegagalan product cooler

= 0,135 - Probabilitas kegagalan akibat kegagalan product cooler = 1 – R(t) = 1 – 0,135 = 0,865 3.

Pompa

- Failure rate untuk kegagalan pompa

= 2,34 failure per year - Reliability untuk kegagalan pompa

= 0,096 - Probabilitas kegagalan akibat kegagalan pompa = 1 – R(t) = 1 – 0,096 = 0,904

88

4. Valve

- Failure rate untuk kegagalan valve

= 2 failure per year - Reliability untuk kegagalan valve

= 0,135 - Probabilitas kegagalan akibat kegagalan valve = 1 – R(t) = 1 – 0,135 = 0,865

5.

Level indikator

- Failure rate untuk kegagalan level indikator

= 3 failure per year - Reliability untuk kegagalan level indikator

= 0,049 - Probabilitas kegagalan akibat kegagalan level indikator = 1 – R(t) = 1 – 0,049 = 0,951 6.

Pipa Transfer - Failure rate untuk kegagalan pipa transfer

= 2,34 failure per year - Reliability untuk kegagalan pipa transfer

= 0,096 - Probabilitas kegagalan akibat kegagalan pipa transfer = 1 – R(t) = 1 – 0,096 = 0,904

89

7.

Dinding tangki - Failure rate untuk kegagalan dinding tangki

= 4 failure per year - Reliability untuk kegagalan dinding tangki

= 0,018 - Probabilitas kegagalan akibat kegagalan dinding tangki = 1 – R(t) = 1 – 0,018 = 0,982

8. Pipa Koneksi - Failure rate untuk kegagalan pipa koneksi

= 3,34 failure per year - Reliability untuk kegagalan pipa koneksi

= 0,0354 - Probabilitas kegagalan akibat kegagalan pipa koneksi = 1 – R(t) = 1 – 0,0354 = 0,964 9.

Filter asam - Failure rate untuk kegagalan filter asam

= 1,34 failure per year - Reliability untuk kegagalan filter asam

= 0,261 - Probabilitas kegagalan akibat kegagalan filter asam = 1 – R(t) = 1 – 0,261 = 0,739 90

LAMPIRAN VII FMEA SISTEM PENYIMPANAN ASAM SULFAT

91

92

93

94

95

96

97

LAMPIRAN VIII FTA PEMODELAN KEBOCORAN

Kegagalan tangki penyimpanan asam sulfat karena pelepasan asam sulfat

T

Kegagalan system

Kerusakan tangki

A

B

Temperature Tinggi

High capacity

Low capacity Dinding tangki retak

Pipa Koneksi Bocor

7

8

Filter asam rusak

C

E Venting buntu

1


9

D

2

Pompa 5 failure

Valve macet


3

4

5

Pompa failure 5

Valve macet


3

4

5

Pipa transfer bocor 6

98

LAMPIRAN IX REKOMENDASI

99

Tabel 4. 9 Rekomendasi Berdasarkan Hasil Analisis Data No Faktor Hasil Nilai yang Perhitungan diperbolehkan 1

Frekuensi

Nilai frekuensi kejadian kebocoran 5,512 kali/tahun

Rekomendasi

Kurang dari - Membuat prosedur dan kebijakan sekali dalam 8 tentang perawatan dan perbaikan tahun peralatan. - Terdapat buku panduan dan penjadwalan penggantian setiap komponen pada tangki penyimpanan asam sulfat. - Melakukan penjadwalan pengecekan seluruh komponen pada tangki penyimpanan asam sulfat secara menyeluruh. - Perbaikan peralatan pada tangki penyimpanan asam sulfat yang rusak sesegera mungkin. - Menyediakan dokumen identifikasi bahaya setiap ada peralatan baru yang terpasang. - Mengadakan simulasi dan latihan terhadap tanggap darurat terjadinya kebocoran pada tangki penyimpanan asam sulfat.

99

Lanjutan Tabel 4. 9 Rekomendasi Berdasarkan Hasil Analisis Data No Faktor Hasil Nilai yang Rekomendasi Perhitungan diperbolehkan 2 Konsekuensi - Nilai probit - Nilai - Memberikan alarm pada area 0% konsekuensi ERPG-3 khususnya ruang operator 0% agar segera di evakuasi saat terjadi kebocoran. Faktor yang mempengaruhi konsentrasi adalah laju pelepasan massa. Untuk memperkecil laju pelepasan massa hal yang harus dilakukan adalah : - Memperkecil luas lubang. Luas lubang ditentukan dengan asumsi luas melintang pipa proses yang melekat ke tangki, sehingga untuk mengurangi luas lubang maka diameter pipa proses yang melekat ke tangki harus dibuat lebih kecil. Meninggikan lubang. Semakin rendah tinggi lubang maka makin banyak material yang terlepas, tinggi lubang juga diasumsikan sesuai dengan tinggi pipa proses yang melekat pada tangki, sehingga untuk mengurangi tinggi lubang maka pipa proses sebaiknya diletakkan pada ketinggian tertentu. - Mengurangi massa jenis material, semakin tinggi massa jenis material maka laju pelepasan material akan semakin tinggi, namun massa jenis material hanya dapat dikurangi dengan cara mengganti materialnya. Hal ini tidak dapat dilakukan karena asam sulfat merupakan bahan baku utama dan tidak dapat disubstitusi. - Menyediakan APD berupa masker kepada setiap pekerja yang beroperasi di sekitar sulfuric acid production.

100

BIODATA PENULIS

BIODATA PENULIS

Aziza Ayu Arini, lahir pada tanggal 15 Juni 1992 di kota Surabaya, Jawa Timur. Penulis menempuh pendidikan formal di SD Kedung Cowek I Surabaya pada tahun 1998-2004, SMP Negeri 9 Surabaya tahun 2004-2007, SMA Negeri 9 Surabaya tahun 2007-2010 dan melanjutkan jenjang perkuliahan di Program Studi D4 Teknik Keselamatan dan Kesehatan

Kerja

(K3)

di

Politeknik

Perkapalan Negeri Surabaya (PPNS). Selama menjadi mahasiswa, penulis aktif dalam berbagai

organisasi

kampus antara lain

Himpunan Mahasiswa Teknik Keselamatan dan Kesehatan Kerja serta paduan suara. Pada bulan September s/d Desember 2013, mengikuti On The Job Training (OJT) di PT. Liku Telaga, Gresik. Melanjutkan pembelajaran dan studi pada saat OnThe

Job Training (OJT), penulis melakukan penelitian sebagai

Tugas akhir di PT. Liku Telaga, Gresik dengan judul Analisis Risiko Kebocoran Pada Tangki Penyimpanan Asam Sulfat Menggunakan Metode Quantitative Risk Analysis (QRA). Sekarang penulis telah menyelesaikan perkuliahan di Politeknik Perkapalan Negeri Surabaya dan terdaftar sebagai anggota Asosiasi Ahli K3 Jatim.

101

Leakage Risk Analysis of Sulfuric Acid Storage Tank's Using Method Quantitative Risk Analysis (QRA)

Recommend Documents