Finally, insulation work of 36” steam pipeline and its condensate pipeline are almost complete by the end of January 2016, ibarat kata bolehlah persentase-nya 99% tinggal killing punch lists sekitar 1.5 bulan ke depan..🙂

 

Sungguh perjalanan panjang untuk mengeksekusi pekerjaan tersebut karena berbagai kendala di lapangan, mulai dari material insulasi serta asesoris-nya yang sebagian belum dibeli oleh kontraktor/sub-kontraktor karena adanya issue kenaikan harga seiring melemahnya mata uang Rupiah, musim hujan sepanjang penghujung tahun 2015, skill untuk pekerjaan insulasi ini yang sangat terbatas dan kemudian diperparah dengan kelemahan dalam pengawasan (supervision/surveillance) pekerjaan sehingga kemudian banyak pekerjaan insulasi di-reject oleh Insulation Inspector.

 

Disela-sela menyelesaikan pekerjaan ini di lapangan, saya sempatkan untuk menulis serta mengulik lebih detail mengenai apa itu pekerjaan insulasi, dan kemudian saya mencoba melengkapinya dengan pengambilan poto terlebih mengenai metoda-metoda pemasangan insulasi. Karena ternyata pekerjaan pemasangan insulasi ini ada juga nilai-nilai seni dalam pemasangannya (installation).

 

Btw, kenapa suatu peralatan (katakanlah pipe, vessel, tank) dalam suatu plant harus di insulasi???

  • To reduce lost thermal  -> related with loss production.
  • To prevent condensation  -> related with loss production.
  • Safety in personal working along equipments  -> safety issue concern.
  • Comfort control while operation/maintenance  -> safety issue concern.
  • To reduce noise pollution (comfortable enviro condition)  -> enviro issue concern.

 

Secara garis besar, fungsi insulasi suatu material/peralatan ada 2:

  • Thermal insulation (hot insulation & cold insulation)
  • Personal protection

 

Dan kebetulan ke dua hal tersebut kita kerjakan dalam proyek konstruksi 36” steam pipe line, yaitu thermal insulation (hot insulation) untuk 36” steam pipeline, dan personal protection (safety in personal working) untuk 4”, 6” & 8” condensate pipeline.

 

Berbicara insulasi berarti kita pasti membahas yang namanya ilmu perpindahan panas (heat transfer). Ilmu perpindahan panas inilah kuncinya. Jangan banyak bicara tentang insulasi kalau tidak memahami betul apa itu ilmu perpindahan panas. Menilik sejarah sewaktu kuliah dulu, mulai dari “Perpindahan Panas I”, “Perpindahan Panas II” sampai dengan “Perpindahan Panas Lanjut” saya selalu dapat C, jadi saya sungguh paham betul ilmunya..🙂

 

Secara garis besar perpindahan panas pada suatu material/peralatan ada 3:

  1. Konduksi (conduction): perpindahan panas yang terjadi pada suatu materi (material).

Conduction

Dimana,

Q   = conduction heat transfer, ( W ) or (Btu/h)

K   = thermal conductivity, (W/m.K) or (Btu/h.ft.oF)

l     = thickness, (m) or (ft.)

T1 = hot temperature, (K) or (oF)

T2  = cold temperature, (K) or (oF)

A   = area, (m2) or (ft2)

 

2. Konveksi (convection): perpindahan panas yang terjadi antara permukaan luar suatu materi (material) terhadap lingkungan sekitzzarnya

Convection

Dimana,

Q   = convective heat transfer, ( W ) or (Btu/h)

H   = convective heat transfer coefficient/film coefficient, from an average over the surface of the body, (W/m2.K) or (Btu/h.ft2.oF) -> influenced by laminar/turbulent regime flow of around surrounding

T2 = outer temperature, (K) or (oF)

Ta   = ambient (surrounding) temperature, (K) or (oF)

A   = area, (m2) or (ft2)

 

3. Radiasi (radiation): perpindahan panas yang terjadi karena suatu pancaran energi (energy emission) atau radiasi (radiant heat)

 

Radiation heat transfer

Radiation

Dimana,

Q         = radiation heat transfer, ( W ) or (Btu/h)

σ        = Stefan-Boltzmann constant, (5.67 x 10-8 W/m2.K4) or (1.714 × 10-9 Btu/hr.ft2.R4)

F          = configuration factor/ shape factor, F = ε (emittance factor), 0 < ε < 1 (black body)

T1        = temperature of object 1, (K4) or (R4)

T2        = temperature of object 2, (K4) or (R4)

A         = area, (m2) or (ft2)

 

 

Table 01: Emittance factor of materials

 Emittance factor

 

Dari formula diatas (see conduction heat transfer), jelas bahwa untuk pemilihan material insulasi haruslah memilih material insulasi yang kerapatannya (ρ) sangat padat/rapat sehingga thermal conductivity (k) akan sangat kecil, yang artinya perpindahan panasnya (Q) akan kecil pula ya kan!

 

Nah, berikut adalah pemilihan material untuk insulasi:

– Hot insulation           : calcium silicate, rock wool, glass wool, ceramic fiber, etc

– Cold insulation         : styro-foam/cork, polyurethane, foam glass, etc

 

 Table 02: Calcium silicate material for hot insulation

Calcium silicate

 

Table 03: Rock mineral wool material for hot insulation

Rock wool

 

 Table 04: Glass mineral wool material for hot insulation

Glass wool

 

Table 05: Ceramic fiber material for hot insulation

Ceramic fibre

 

 Table 06: Cellular glass material for cold insulation
Cellular glass (cold insulation)

 

Table 07: Cork material for cold insulation

Cork (cold insulation)

 

Table 08: Polyurethane foam material for cold insulation

Polyurethane (cold insulation)

 

 

Selain pemilihan material insulasi yang harus tepat, hal penting lain yang harus diperhatikan adalah pemilihan thickness of insulation material atau yang disebut dengan economic thickness. Economic thickness ini harus mengakomodasi perpindahan panas (Q) yang keluar dari material insulasi sekecil mungkin dan berapa temperature panas yang diijinkan keluar tergantung dari requirement setiap plant.

 

Berikut adalah kalkulasi sederhana untuk thermal insulation pada 36” steam pipeline, monggo di download bro!!!

Insulation calculation for 36 in.

 

 

Di berbagai plant termasuk di plant saya bekerja sekarang, pada setiap equipments (vessel, tank, HE, etc) atau pipa dengan maximum operating temperature lebih besar 65 oC maka harus diinsulasi untuk mencegah resiko bahaya panas yang terjadi saat mengoperasikan (running) atau pemeliharaan (maintenance), dimana dalam hal ini insulasi berfungsi sebagai personal protection.

 

Terakhir, berikut adalah insulation material specifications untuk pekerjaan insulasi di plant tempat saya bekerja sekarang:

  1. Calcium silicate for pipes as per ASTM C533 type 1 and ASTM C585, ρ = 224 kg/m3
  2. Fiber glass for fittings as per ASTM C547 class 2 and ASTM C1139 type 1 grade 4/6, ρ = 32 kg/m3  
  3. Mineral wool as per ASTM C540 class 3 (648 °C max.) or ASTM C612 class 4 (537°C max.)/class 5 (982°C max.).
  4. Aluminum jacketing for cover as per ASTM B209 type 3003–H14 or 5005-H14 with moisture barrier, 0.4 mm thick for stucco embossed/corrugated sheet or 0.5 mm thick for flat sheet
  5. Fastening wire, AISI 304SS, annealed temper, 1.29 mm dia.
  6. Fastening bend, AISI 304SS, annealed temper, 19 mm (3/4 in.) wide and 0.5 mm thick
  7. S-clips, AISI 304SS, 19 mm (3/4 in.) wide and 0.5 mm thick
  8. Insulation cement, as per ASTM C195 – Mineral fiber thermal insulating cement, T ≤ 650 oC
  9. Sealant, flexible compound, non-shrinking type, T ≤ 150 oC
  10. Screw, AISI 304SS

 

 

01. Rockwool material for fittings insulation

Picture 01: Rockwool material

02. Rockwool material for fittings insulation

Picture 02: Rockwool material

03. 18 in Calcium Silica material

Picture 03: Calcium silicate material

04. SS bend material

Picture 04: SS bend material

05. Wingseal material

Picture 05: SS wing seal material

06. Wingseal application

Picture 06: SS wing seal application

07. Fabricate aluminum jacket material at site

Picture 07: Aluminum cover fabrication

08. Fabricate elbow's aluminum jacket at site

Picture 08: Elbow’s aluminum cover fabrication

09. 36 in pipeline prioor insulated

Picture 09: 36″ pipeline prior to be insulated

10. Install scaffold material to support insulation work

Picture 10: Install scaffolding for 36″ pipeline insulation work

11. Insulation work of 36 in steam and 4, 6, 8 in condensate pipeline

Picture 11: 36″ pipeline insulation work’s progress

12. Insulation work of condensate pipeline

Picture 12: Install calcium silicate for condensate pipeline insulation work

13. Insulation work of 18 in downcomer piping line

Picture 13: Insulation work for well’s down-comer piping line

14. Insulation work of 36 in complete

Picture 14: Insulation work complete

15. No. of insulation windows

Picture 15: Number of insulation windows

16. UTG window application at elbow

Picture 16: UTG window application for elbow

 

 

References:

  • A Heat Transfer Textbook by John H. Linhard IV/John H. Lienhard V, third edition, January 2003
  • Thermal Insulation Handbook, April 2001
  • Rules of Thumb for Mechanical Engineers by J. Edward Pope, 1997