RELIABILITY MAINTENANCE ENGINEER

Assalamualaikum

Salam sejahtera teman - teman, sudah lama tidak menuliskan sesuatu di blog Just Share a Knowledge, kali ini saya akan membagikan tentang yang dilakukan oleh Reliability Maintenance Engineer (yang saya ketahui) dan ini hanya sebagian kecil saja. Semoga bermanfaat !!

 

I. DISSOLVE GAS ANALYSIS (DGA)

Trafo memiliki isolasi yang salah satunya adalah minyak, semakin sering trafo tersebut dioperasikan maka tahanan isolasi di minyak tersebut akan berkurang dikarenakan beberapa faktor, salah satunya adalah kandungan di dalam minyak tersebut. Untuk mengetahuinya salah satu cara nya adalah dengan melakukan DGA test.

DGA test dilakukan dengan pengambilan sample minyak nya  baik level bottom, middle ataupun upper tapi biasanya yang digunakan adalah bottom. Adapun tata cara pengambilan minyak nya sebagai berikut :

1.       Menyiapkan, syringe, triway plastic stopcock, selang, navel, ember cuci dan majun.

2.       Pastikan Kondisi syringe, selang dan navel dalam keadaan bersih.

3.       Hubungkan syringe dengan tri way plastic stopcock.

4.       Pasang navel dan  selang pada sisi drain trafo.

5.       Buka Kran valve dan biarkan oil trafo mengalir keluar.

6.       Lakukan pembersihan navel dan selang menggunakan kucuran oil dari valve oil trafo.

7.       Lakukan pembersihan Syringe sebanyak 3 kali menggunakan kucuran dari valve oil trafo.

8.       Pastikan saat pencucian syringe tidak menarik tuas syringe untuk menyedot oil trafo, biarkan tekanan oil trafo menekan tuas dengan sendirinya.

9.       Kucurkan oil trafo hingga  +  1 liter (Disesuaikan dengan ukuran trafo) hal ini dilakukan untuk mengeluarkan “dead volume” dari oil yang terperangkap pada instalasi valve dalam trafo yang tidak mewakili kondisi oil trafo sesungguhnya.

10.   Lakukan pengambilan sample dengan hati-hati dan pastikan tidak ada gelembung udara yang terperangkap dalam syringe saat pengambilan sample.

Setelah dilakukan pengambilan minyak, kemudian dimasukkan ke dalam alat analysisnya yang kemudian akan keluar hasil print dari komposisi minyak tersebut. Adapun tata caranya sebagai berikut :

1.       Menyiapkan power supply 220 VAC untuk alat test DGA

2.       Mengaktifkan alat test Portable DGA

3.       Pada Main menu tekan start new measurement

4.       Pada menu Equipment typre pilih Transformer kemudian tekan, “next”

5.       Pada menu equipment location pilih Add new untuk  membuat data base baru, kemudian tulis nomor seri trafo ,kemudian tekan “next”

6.       Pada menu manufacture pilih add new untuk membuat data base baru

7.       Kemudian tekan “next”

8.       Pada menu manufacture model pilih add new untuk membuat data base baru, kemudian tulis vector grup /informasi tambahan lainnya, kemudian tekan OK , bilamana tipe trafo sama dengan yang sebelumnya maka pilih dengan tombol panah ke atas atau kebawah , lalu tekan “finish” kemudian tekan “next”.

9.       Proses pengecekan kembali data data yang telah diisi sebelumnya ,bila sudah OK tekan next atau tekan back untuk mengedit.

10.   Pada menu equipment sampling ports ,tulis titik pengambilan sample oil trafo (Bottom, Middle atau Top), kemudian tekan “next”

11.   Pada menu sample source pilih jenis pengujian yang akan dilakukan, apakah menguji oil trafo atau menguji gas bucholz. Bila menguji oil trafo maka pilih “next”

12.   Proses Konfirmasi pengecekan kembali database yang telah diisi ,bila sudah OK tekan “next”

13.   Pada menu optional Details lakukan hal berikut bila perlu

                   i.      Tekan Comment tulis keterangan tambahan yang diperlukan (contoh maintenance atau overhaul / informasi penting lainnya, kemudian tekan OK

                  ii.      Tekan “extraction Temperature” tulis temperature minyak saat pengambilan sample , kemudian tekan “OK”

14. Terlihat menu Detail menampilkan inisialisasi trafo yang telah diisikan sebelumnya(apabila terdapat kesalahan pengisian data trafo dapat diedit dengan menekan Back terlebih dahulu)kemudian tekan “next”

15.   Ikuti instruksi pada monitor interface alat test DGA Transport X

16.   Masuk pada menu “instalasi botol’

17.   Masukkan kapsul pengaduk magnetic stirrer kedalam botol ,tutup kembali dengan tutup botol gelas ekstraktor

18.   Letakkan botol ekstraktor pada pada tempat (holder) pada alat test Transport X

19.   Sambungkan probe temperature , bila sudah siap tekan “next”

20.   Lakukan proses purge dengan pilihan waktu 5 menit ,lalu tekan next sambil menunggu proses purging selesai siapkan syringe yang berisi oil trafo dan install (pasang) quick realesed syringe

21. Bila sudah ada instruksi untuk memasukkan oil trafo kedalam botol lid Assembly menggunakan syringe , lakukan menggunakan syringe , lakukan dengan hati hati, pastikan quick released sudah terpasang dengan syringe (tidak kendur) lakukan penekanan (inject) syringe perlahan untuk menghindari gelembung terjadi.

22.   Masukkan oil trafo kedalam botol Lid assembly dalam waktu kurang dari 2 menit untuk menghindari proses purge kembali. Kemudian tekan “next”

23.   Biarkan Proses berlangsung secara otomatis sampai keluar hasil pengujian

24.   Pilih Print result untuk hasil pengujian ( Hasil akan tersimpan secara otomatis)

25.   Proses selesai.

Setelah mendapatkan angka tersebut kita analisa per kandungan yang terkandung didalamnya, apakah masih layak atau tidak. Adapun kandungan yang ada didalam sebagai berikut : Hydrogen, Water contenct, Carbon Dioxide, Carbon Monoxide, Ethylene, Ethane, Methane, dan Acetylene dan total dari semua nya adalah TDCG (Total Dissolved Combustible Gas). Adapun standar komposisi gas didalam minyaknya sebagai berikut :

Dissolved Gas Concentration Limit (ppm)								Interpretation
Hydrogen (H2)	Methane (CH4)	Acetylene (C2H2)	Ethylene (C2H4)	Ethane (C2H6)	Carbon monoxide (CO)	Carbon dioxide (CO2)	TDCG (*)
100	120	1	50	65	350	2500	720	Satisfactory
101 - 700	121 - 400	2 - 9	51 - 100	66 - 100	351 - 570	2500 - 4000	721 - 1920	Kemungkinan Terjadi Gangguan
701 - 1800	401 - 1000	10 - 35	101 - 200	101 - 150	571 - 1400	4001 - 10000	1921 - 4630	Kemungkinan Terjadi Gangguan Tinggi
>1800	>1000	>35	>200	>150	>1400	>10000	>4630	Apabila dioperasikan akan menyebabkan kegagalan

Tabel Interpretasi DGA Test Berdasarkan Referensi IEEC

Analisa Efek Beradasarkan Kandungan Gas Yang Terkandung Referensi IEEC

Sebagai catatan :

·        Operational Gas : CO₂, CO dan OH

·        Fault Gas : CH₄, C₂H₄, C₂H₆ dan C₂H₂

Pembentukan Skema Gas VS Temparatur (Aproksiamasi)

Minyak trafo merupakan sebuah campuran kompleks dari molekul-molekul hidrokarbon, dalam bentuk linear atau siklis, yang mengandung kelompok CH₃, CH₂ dan CH yang terikat. Pemecahan beberapa ikatan antara unsur C-H dan C-C sebagai hasil dari kegagalan termal ataupun elektris akan menghasilkan fragmen-fragmen ion seperti H*, CH3*, CH2*, CH*, C*, yang nantinya akan terkombinasi dan menghasilkan molekul-molekul gas seperti etana (CH₃-CH₃), etilen (CH₂=CH₂) ataupun asetilen (CH≡CH). Gas-gas ini dikenal dengan istilah fault gas.

Semakin banyak jumlah ikatan karbon (ikatan tunggal, ganda, rangkap tiga) maka semakin banyak pula energi yang dibutuhkan untuk menghasilkannya.

Hidrogen (H₂), Metana (CH₄) dan Etana (C₂H₆) terbentuk oleh fenomena kegagalan dengan tingkat energi rendah, seperti partial discharge atau corona.

Etilen (C₂H₄) terbentuk oleh pemanasan minyak pada temperatur menengah, dan asetilen (C₂H₂) terbentuk pada temperatur yang sangat tinggi.

Gas Hidrogen dan Metana mulai terbentuk pada temperatur sekitar 150 ^oC, gas Etana mulai terbentuk pada temperatur sekitar 250 ^oC dan gas Etilen mulai terbentuk pada temperatur sekitar 350 ^oC. Setelah melewati titik maksimumnya maka pembentukangas Metana, Etana dan Etilen akan terus menurun seiring dengan bertambahnya temperatur.

Gas Asetilen merupakan inidikator adanya daerah dengan temperatur paling tidak 700 ^oC. Pada beberapa kasus kegagalan termal (hot spot) dengan temperatur 500 ^oC ternyata juga dapat memacu pembentukan gas Asetilen walaupun dalam nilai ppm yang kecil. Sejumlah besar Asetilen hanya dapat dihasilkan jika temperaturnya diatas 700 ^oC yang biasanya disebabkan oleh adanya busur api (internal arcing).

Gas Etana dan Etilen sering disebut sebagai "gas logam panas" (hot metal gases). Biasanya saat ditemukan adanya gas Etana dan Etilen maka permasalahan yang timbul di dalam transformator umumnya melibatkan logam panas. Hal ini mungkin saja terjadi adanya kontak yang buruk pada tap-changer atau sambungan yang jelek pada suatu titik pada rangkaian dalam transformator.Fluks magetis bocor yang mengenai tangki transformator atau struktur magnetis lainnya dapat memacu pembentukan "gas logam panas".Penyebab lainnya adalah kerusakan pada pentanahan rangkaian (grounding) sehingga muncul arus lebih yang bersirkulasi karena tidak bisa dibuang ke tanah. Jenis kegagalan lain yang muncul pada sebuah transformator bisa saja merupakan gabungan dari kegagalan termis dan elektris, ataupun kegagalan yang satu memicu kegagalan yang lain.

Material isolasi kertas & kertas biasanya merupakan substansi polimer yang struktur kimianya adalah [C₁₂H₁₄O₄(OH)₆]n dengan n bernilai antara 300 s.d 750. Umumnya berbentuk siklis, yang mengandung senyawa CH₂, CH dan CO. Ikatan molekul C-O merupakan ikatan yang lemah, sehingga akan menghasilkan komponen pembentuk fault gas pada temperatur hanya 100 ^oC, dan karbonisasi sempurna dari isolasi kertas pada temperatur 300 ^oC. CO2 terbentuk pada temperatur rendah, sedangkan CO mulai terbentuk pada temperature ≥ 200 ^oC.

Gas-gas lain seperti Nitrogen dan Oksigen juga dapat muncu pada minyak.Nitrogen muncul akibat sisa N₂ pada saat pengiriman transformator ataupun oleh selimut Nitrogen.Munculnya Oksigen pada transformator umumnya diakibatkan oleh kebocoran tangki transformator.Penurunan jumlah Oksigen pada minyak umumnya menunjukkan kenaikan temperatur yang berlebih pada transformator.Air embun dan gas-gas atmosfer dapat merembes masuk ke dalam saat transformator dimatikan dan temperatur ambient menurun drastis.

Ikatan Senyawa

Adapun teori dan metode pendukung dalam menganalisa DGA ini yaitu Duval’s Triangle. Duval’s Triangle menganalisa berdasarkan fault gas saja, seperti C₂H₂, C₂H₄ dan CH₄

Limits of Zones
Partial Discharge	98% CH4
Discharge of Low Energy	23% C2H4	13% C2H2
Discharge of High Energy	23% C2H4	13% C2H2	38% C2H4	29% C2H2
Thermal Fault, T<3000C	4% C2H2	10% C2H4
Thermal Fault, 3000C <T<7000C	4% C2H2	10% C2H4	50% C2H4
Thermal Fault T>7000C	15% C2H2	50% C2H4

 

Duval’s Triangle

II. BREAKDOWN VOLTAGE (BDV)

Sama hal nya dengan DGA, isolasi trafo memiliki tahanan terhadap tegangan atau kemampuan suatu minyak menahan tegangan saat adanya gangguan. Dengan mengetahui nilai BDV suatu isolasi cair, maka kita akan tahu kelayakan minyak tersebut, apakah harus di separator, ganti yang baru atau tetap dijalankan. Adapun tata cara pengambilan minyak hampir sama dengan DGA. Berikut adalah standar BDV berdasarkan IEC dan VDE :

STANDART NILAI BREAKDOWN VOLTAGE OIL TRAFO METODE MENURUT IEC156

KRITERIA HASIL MENURUT IEC60422

Parameter	Metode	Tegangan Kerja Trafo (kV)	Baik (kV)	Cukup (kV)	Buruk (kV)
Nilai Tegangan Tembus (kV/2,5mm)	IEC60422 Tahun 2005	>400	>60	50-60	<50
		170-400	>60	50-60	<50
		72,5-170	>50	40-50	<40
		<72,5	>40	30-40	<30

*Untuk oli baru minimal BDV nya adalah 50 kV

STANDART OLI VDE0370

Kelas Tegangan (kV)	Oli Baru (kV)	Oli Sudah Pakai (kV)
<60	50	30
60-150	50	40
>150	50	50

Tegangan Tembus Minyak Trafo
Tegangan Operasi (kV)	Minyak Baru	Minyak Sudah Pakai	Minyak Baru	Minyak Sudah Pakai
	IEC 156		VDE 0370
	kV/2,5 mm	kV/2,5 mm	kV/2,5 mm	kV/2,5 mm
> 170	≥ 50	≥ 50	≥ 50	≥ 50
70 – 170	≥ 50	≥ 40	≥ 50	≥ 40
< 70	≥ 50	≥ 30	≥ 50	≥ 30

III. INDEKS KEHANDALAN SISTEM

Bila diberikan tingkat kegagalan yang tetap, yaitu jika kegagalan – kegagalan terjadi secara acak, maka didapatkan hubungan :

t = Waktu operasi λ = jumlah semua tingkat kegagalan (failure rate) komponen R = Tingkat kehandalan

Diketahui bahwa MTBF = m = 1/λ , maka λ = 1/m , sehingga

dari persamaan didapatkan grafik sebagai berikut :

Dapat dilihat bahwa semakin dioperasikan suatu peralatan, maka kehandalan akan berkurang dan kemungkinan terjadi kegagalan semakin besar.

Adapun beberapa konfigurasi yang dapat terpasang disuatu sistem

i)           Sistem Secara Seri

Sistem akan berhasil, jika setiap komponen handalan yang berarti salah satu komponen gagal maka sistem akan gagal. Bisa didapatkan persamaan kehandalan ® untuk sistem seri adalah :

R_s = Probabilitas semua komponen sukses

R_s = R₁ x R₂ x R₃ x … x R_n

ii)          Sistem Secara Paralel

Pada sistem parallel, sistem akan berhasil jika salah satu komponen sukses, maka probabilitas suksesnya sistem akan semakin besar jika lebih dari 1 komponen yang sukses, didapatkan persamaan untuk sistem parallel adalah :

R_p = Probabilitas salah satu komponen berhasil

R_p =1 – [(1-R₁) x (1-R₂) x (1-R₃) x ….. x (1-R_n)]

Tetapi pada hal ini untuk nilai failure rate penulis mengambil dari berdasarkan SPLN59, 1985 : 7 sebagai berikut,

Indeks Kehandalan Sistem berdasarkan

A)     System Average Interruption Frequency Index (SAIFI)

Indeks kehandalan ini didefenisikan sebagai jumlah rata – rata gangguan yang terjadi per pelanggan yang dilayani suatu sistem per satuan waktu (Biasanya dalam satuan tahun).Indeks ini ditentukan dengan membagi jumlah semua gangguan pelanggan dalam satu tahun dengan jumlah pelanggan yang dilayani suatu sistem tersebut.Persamaannya adalah sebagai berikut.

 

B)      System Average Interruption Duration Index (SAIDI)

Indeks kehandalan ini didefenisikan sebagai jumlah rata – rata dari lamanya gangguan yang terjadi per pelanggan yang dilayani suatu sistem per satuan waktu (Biasanya dalam satuan tahun).Indeks ini ditentukan dengan membagi jumlah semua gangguan pelanggan dalam satu tahun dengan jumlah pelanggan yang dilayani suatu sistem tersebut.Persamaannya adalah sebagai berikut.

 

C)      Customer Average Interruption Duration Index (CAIDI)

Indeks kehandalan ini didefenisikan sebagai jumlah rata – rata dari lamanya gangguan yang terjadi per pelanggan yang dilayani suatu sistem per satuan waktu (Biasanya dalam satuan tahun).Indeks ini ditentukan dengan membagi jumlah semua gangguan pelanggan dalam satu tahun dengan jumlah pelanggan yang dilayani suatu sistem tersebut.Persamaannya adalah sebagai berikut.

D)     Average Service Availibility Index (ASAI)

Indeks kehandalan ini didefenisikan sebagai jumlah rata – rata kemampuan untuk menyupply konsumen dalam satu tahun. Indeks ini ditentukan dengan mengurangi total fix supply dengan durasi mensuplai dikarenakan gangguan dan lain sebagainya, dibagi dengan total fix supply per tahun.Total fix supply nya = 8760 Hours. Persamaannya adalah sebagai berikut.

 E)      Average Service Unavailiblity Index (ASUI)

Indeks kehandalan ini didefenisikan sebagai jumlah rata – rata ketidakmampuan untuk menyupply konsumen dalam satu tahun. Indeks ini ditentukan dengan mengurangi total supply fix dengan ketersediaan mensuplai. Persamaannya adalah sebagai berikut.

ASUI = 1 - ASAI

F)      Energy Not Supplied (ENS)

Indeks kehandalan ini didefenisikan sebagai jumlah energy yang tidak dapat disupply ke konsumen dalam satu tahun. Indeks ini ditentukan dengan mengurangi total supply fix dengan ketersediaan mensuplai. Persamaannya adalah sebagai berikut.

ENS = Total Energy Yang Tidak Tersuplai

G)     Average Energy Not Supplied (AENS)

Indeks kehandalan ini didefenisikan sebagai jumlah rata – rata energy yang tidak dapat disupply ke konsumen dalam satu tahun. Indeks ini ditentukan dengan mengurangi total supply fix dengan ketersediaan mensuplai dibagi dengan total konsumen yang .Persamaannya adalah sebagai berikut.

AENS = Rata – Rata Energy Yang Tidak Tersuplai

Standarisasi Nilai SAIDI dan SAIFI (Short, 1996)

IV. TOOLS FORMULA PERAWATAN

Ada beberapa tools yang digunakan untuk membantu perhitungan dalam menganalisa sesuatu, seperti :

1. Metode FMEA (Failure Modes Effect Analysis)

 Metode FMEA adalah suatu metode yang dilakukan untuk menganalisa beberapa kejadian yang mungkin terjadi dan dilihat dari nilai resiko yang akan didapatkan, ada 3 komponen yang mendukung untuk dapat nilai RPN (Risk Priority Number) adalah S (Severity) atau seberapa besar efek apabila terjadi, O (Occure) atau seberapa besar probabilitas dia akan terjadi dan D (Detection) atau seberapa cepat hal tersebut dapat terdeteksi. Setelah mengetahui angka dari ke-3 komponen itu maka akan didapat nial RPN = S x O x D. Adapun langkah melakukan FMEA, yaitu:

• Tulis semua langkah utama pada proses dalam kolom pertama. Langkah-langkah inilah yang menjadi kerangka proses.

• Buat daftar potensi kesalahan (failure mode) untuk setiap langkah proses. Analisa dan temukan titik-titik kesalahan yang mungkin terjadi di setiap tahapan proses.

• Buat daftar mengenai efek dari failure mode yang ada dalam daftar sebelumnya. Jika terjadi kesalahan, perkirakan efek yang akan dirasakan oleh process owner (anda) dan oleh pelanggan anda.

• Buatlah rating, efek mana yang paling besar hingga yang paling kecil. Beri angka 1 untuk yang efeknya paling kecil, dan 10 untuk yang efeknya paling besar. Pastikan tim memahami dan menyetujui rating tersebut sebelum anda memulai. Masukkan angka pada kolom ‘SEV’ (severity).

• Identifikasi penyebab dari failure mode (kesalahan) sehingga menimbulkan efek tersebut. Buatlah rating seperti yang anda lakukan pada daftar efek diatas yang mengidentifikasi penyebab mana yang paling mungkin dan mana yang paling tidak mungkin. Beri angka 1 untuk yang paling rendah kemungkinannya dan 10 untuk yang paling tinggi kemungkinannya. Masukkan dalam kolom ‘OCC’ (occurence).

• Identifikasi kontrol yang ada untuk mendeteksi isu-isu kesalahan yang ada dalam daftar anda, dan buat rating berdasarkan efektifitasnya dalam mendeteksi dan mencegah kesalahan. Nilai 1 artinya anda memiliki kontrol yang dapat dibilang sempurna, dan angka 10 berarti anda tidak memiliki kontrol apapun terhadap failure, atau memiliki kontrol namun sangat lemah. Masukkan dalam kolom ‘DET’ (detection). Jika ada SOP yang teridentifikasi, catatlah nomor SOP tersebut.

• Kalikan angka-angka pada kolom severity (SEV), occurence (OCC), dan detection (DET) dan masukkan hasilnya pada kolom ‘risk priority number’ (RPN). Kolom ini akan menghasilkan angka-angka yang akan membantu tim anda untuk menetapkan prioritas fokus. Jika, misalnya, anda memiliki poin severity 10 (paling besar efeknya), occurence 10 (terjadi setiap waktu), dan detection 10 (tidak terdeteksi), nilai RPN menjadi 1000. Ini berarti kondisi telah sangat serius.

• Sortir nilai pada RPN dan identifikasi isu yang paling kritikal dan mendesak untuk segera ditangani. Tim harus membuat prioritas fokus.

• Tetapkan tindakan spesifik yang akan dilakukan dan delegasikan kepada orang yang bertanggung jawab di area tersebut. Jangan lupa untuk menentukan deadline tanggal, kapan tindakan ini harus mulai/selesai dilakukan.

• Setelah tindakan dilakukan, hitung ulang nilai occurence dan detection. Dalam banyak kasus, nilai severity tidak perlu diubah kecuali jika pelanggan memutuskan bahwa hal tersebut bukanlah isu yang penting.

Tabel penilaian dari SOD

      2. Metode RCA (Root Cause Analysis)

Metode RCA ini biasanya digunakan saat terjadi gangguan untuk mencari apa akar penyebab dari suatu gangguan tersebut dengan beberapa tools yang digunakan seperti, Fishbone Method, 5W+1H method, dan lain sebagainya. Adapun komponen yang ada di form RCA, yaitu :

i.            Data – data yang dibutuhkan

Data yang dibutuhkan seperti no RCA, tanggal kejadian, equipment yang terganggu, level tegangan, jenis gangguan, titik gangguan dan unit yang terkait.

ii.          Description

Menjelaskan kronologi kejadian yang terjadi saat terjadinya gangguan.

iii.         Fishbone Method

Metode tulang ikan dengan melihat masalah dari beberapa aspek yang mungkin berhubungan satu sama lain.

iv.        Foto – foto

Kumpulan foto – foto saat terjadinya gangguan baik akibat terjadi gangguan maupun sekitarnya.

v.          Data Pendukung

Data yang diperlukan untuk menganalisa kejadian, bisa data megger, record relay, dan lain sebagainya sebagai support data.

vi.        5W+1H Method

Metode dengan menanyakan beberapa hal How, Where, When, What, Who, Why.

vii.       Root Cause Decription

Penjelasan tentang akar masalah yang telah didapatkan baik secara teoritis maupun secara data lapangan.

viii.     Countermeasure List

Kumpulan beberapa pekerjaan yang dapat dilakukan sebagai tindakan pencegahan di masa depan, diharapkan tidak terjadi kembali di masa yang akan datang.