Monday, October 29, 2012

Fungsi Siphon Breaker di Inlet Pipa Tangki Atmosferik

Sebagai process engineer, pastinya anda pernah melihat P&ID untuk sebuah tangki seperti ini.




Gambar 1.
Have you ever wondering apa fungsinya weep hole harus disediakan di inlet nozle tangki seperti gambar di atas?

Untuk memahami apa fungsinya weep hole di pipa inlet menuju tangki seperti gambar di atas, hal yang wajib dilakukan pertama kali adalah memahami apa itu EFEK SIPHON

Akan lebih mudah menjelaskan apa itu efek siphon dengan gambar.


Gambar 2.
Perhatikan gambar di atas. Efek siphon adalah peristiwa dimana fluida mengalir dari reservoir menuju ke titik A, kemudian mengalir ke titik B.

Hal yang paling menarik dari Efek Siphon adalah bahwa fluida dapat mengalir dari reservoir ke titik A yang notabene memiliki ketinggian yang lebih besar daripada level reservoir. 

Terdengar seperti sulap, namun tentu saja ada penjelasan mekanika fluida di balik itu.

Pernah menyedot bensin dari tangki bensin motor ke botol-pake mulut dengan media selang? ( Hampir semua bikers pernah melakukan hal ini- i guess ). 

Jika anda pernah, maka akan lebih mudah memahaminya. 
Hal yang dibutuhkan adalah “hisapan pertama”, yang mengakibatkan fluida terisi penuh di sepanjang pipa (selang-red), lalu fluida akan mengalir sendiri setelahnya, ke titik yang lebih rendah.

Itu adalah contoh aplikasi efek siphon.

Pemberian “hisapan pertama” untuk mengisi penuh pipa adalah the key word. Dengan memberi hisapan, anda telah menciptakan beda tekanan yang rendah antara titik A dan reservoir. Itu alasannya fluida mengalir ke titik A. 

Selanjutnya, fluida mengalir ke titik B karena gravitasi.

Once pipa telah terisi penuh, disinilah Efek Siphon terjadi. Fluida akan mengalir ke titik B melalui titik A, tanpa perlu anda beri hisapan lagi- ASALKAN, titik B selalu lebih rendah daripada reservoir.

Orang pinter di luar sana menjelaskan bahwa hal ini disebabkan karena gaya kohesi yang besar antara partikel fluida. Anda dapat membayangkan fluida (bensin) sebagai sebuah rangkaian rantai. Saat mata rantai paling ujung telah melalui titik A, rangkaian rantai di belakangnya akan ikut tertarik sehingga rangkaian rantai tersebut akan mengalir secara kontinyu menuju titik A lalu menuju B . Yang harus dilakukan hanya satu, memberikan gaya tarik awal untuk menarik ujung rantai melewati titik A.

Teori berikutnya oleh orang pinter di luar sana adalah pada titik A, tercipta tekanan yang sedikit vakum, sehingga mampu menarik fluida dari reservoir menuju titik A.
Well, cukup untuk efek siphon.

Kembali ke laptop..Apa fungsinya Weep Hole di inlet pipa tangki?

Fungsinya adalah sebagai Siphon Breaker.

Contoh kasus adalah sebagai berikut.



Gambar 3.
Note:Pompa terletak di bawah LLL tangki.

Suatu saat Operator ingin memperbaiki flowmeter (FT) di upstream tangki, sehingga pada saat itu pompa haruslah dalam keadaan shutdown. Karena pompa dimatikan, jadilah tekanan di upstream tangki menjadi berkurang, dan pada  akhirnya akan sama dengan tekanan operasi tangki, yaitu atmosferik. 

However, tangki condensate masih berada di level 60%, dan karena fluida dimasukkan ke dalam tangki dengan menggunakan dip pipe ke LLL tangki, maka jadilah pipa sepanjang pompa dan tangki terisi penuh.

Sehingga di sini, syarat efek siphon terpenuhi:

    1. Adanya perbedaan level
    2.  Pipa terisi penuh



Saat pompa dalam keadaan shut down, sementara fluida di dalam tangki berada di level yang lebih tinggi daripada ketinggian pompa, maka –berdasarkan teori EFEK SIPHON yang telah dijelaskan di atas—akan terjadilah peristiwa dimana fluida mengalir balik ke arah pompa dan flowmeter, sehingga berpotensi operator yang mereparasi flowmeter terekspos dengan fluida di dalam tangki, sehingga menimbulkan hazard bagi operator, terutama jika fluida tersebut mengandung komponen yang toksik, atau berpotensi menyebabkan iritasi pada kulit manusia karena very low pH atau very high pH.

Disinilah efek weep hole dan siphon breaker itu berfungsi. Siphon breaker akan mengakibatkan  titik A pada inlet pipa menuju tangki ikut terkespos dengan udara atmosferik, sehingga tekanan di titik A sama dengan tekanan atmosferik.
Akibatnya, tekanan yang rendah (partial vakum) di titk A akan terpecah dan menjadi tidak vakum lagi;  sehingga efek SIPHON yang mengakibatkan aliran fluida balik tidak terjadi.

Pertanyaan selanjutnya: berapakah ukuran weep hole ini ?

Beberapa project dan literatur menunjukkan bahwa hole sebesar 10 mm sudah cukup untuk memecah siphon efek.

Any thoughts or other opinion? Why don’t you share with me.

Best regards,
Gandi
Process Engineer



10 comments:

  1. gambarnya siphon breaker ini gimana sih?
    search di gugel tapi takut salah juga,, tolong gambarnya skalian mas :D

    thx for sharing :)

    ReplyDelete
    Replies
    1. Pak Choichoi,

      Mohon maaf saya tidak punya gambarnya.

      However, anda bisa bayangkan sebuah lubang kecil akibat dibor berukuran diameter 10 mm di Top of pipe dari inlet pipa

      Delete
  2. Wow. Baru tahu saya fungsi sebenarnya dari weep hole. Selama ini kurang begitu paham kenapa harus ada weep hole di pipa inlet tanki... Next post I think: kenapa itu pipa harus tenggalam di bawah LLL?? Sounds simple, tapi banyak dari kita (termasuk saya) yang tidak benar2 paham masalah sesederhana ini.

    Thanks for sharing...

    ReplyDelete
    Replies
    1. Thanks Ded. You just give me an ide for the next posting

      Delete
  3. Mas Gandhi,

    quote
    However, tangki condensate masih berada di level 60%, dan karena fluida dimasukkan ke dalam tangki dengan menggunakan dip pipe ke LLL tangki, maka jadilah pipa sepanjang pompa dan tangki terisi penuh.
    unquote

    dip pipe itu yg spt apa yah? cara kerjanya gmn kok bisa mantain fluida tetap mengisi penuh pipa?

    Suwun,

    ReplyDelete
    Replies
    1. Mas Jos.

      Sorry for the late response.

      Dip pipe itu tidak lebih dari sebuah pipa yang dicelupkan ke kedalaman tertentu di tangki.
      Alasan penggunaan dip pipe, akan saya bahas ditulisan selanjutnya.

      Kenapa pipa masih penuh?
      Prinsipnya sama dengan jika kita menyedot air dengan sedotan, lalu ujungnya kita tutup, maka air di ujung satunya lagi tidak akan jatuh.

      Secara teoritis, air akan dapat tertahan sepanjang 10 meter dari ujung pipa yang ditutup, begitu kata orang pinter di luar sana dalam sebuah artikel "Inner work of Siphon".

      Analogi yang sama dengan sedotan yang dicekik diujung satunya ,yaitu dengan adanya dip pipe yang tercelup ke dalam fluida di tangki, sehingga memberikan tahanan / backpressure terhadap fluida di upstreamnya, sehingga mengakibatkan fluida dapat tertahan di sepanjang pipa dip pipe dan sepanjang 10 m di pipa di upstreamnya.

      Plus ditunjang dengan saat itu kemungkinan operator belum sempat membuka drain di discharge pompa, sehingga pipa sepanjang discharge pompa pasti masih terisi penuh.

      Hal di atas terjadi jika tidak ada siphon breaker. Dengan adanya siphon breaker, "pertahanan" fluida untuk tetap ada di sepanjang pipa menjadi pecah.

      Sama dengan sedotan yang saya ceritakan di atas tadi. Jika anda membuat lubang kecil disepanjang sedotan yang telah terisi fluida dan salah satu ujungnya anda tahan, pastilah fluida akan jatuh secara gravitasi ke bawah, tanpa bisa tertahan di sepanjang sedotan.

      Delete
  4. Another concern Syaikh,
    Kalau pompa mati, fluida di dalam pipa upstream tangki sampai check valve akan tertahan/tetap terisi fluida..

    Jika weep hole dibuka maka oke noted fluida di level A akan turun ke tangki, tetap dari A ke check valve bagaimana cara membuangnya sblm perbaikan FT? karena dari sketch di atas tidak ada drain...

    suwun

    ReplyDelete
    Replies
    1. Mas Jos,

      Karena ini hanya sketch, jadi harap maklum kalau saya tidak menambahkan drain.

      Tentu saja aktualnya akan ada low point drain sehingga memungkinkan mendrain semua fluida di sepanjang pipa

      Delete
  5. Noted gandhi, thx
    Lanjutkan postingnya..
    Salam/ Jos

    ReplyDelete
    Replies
    1. Terimakasih Mas Jos..
      Selama saya sempat, pasti saya akan terus posting

      Delete