Select Page

Kawan, pernahkah membayangkan seorang pemuda yang biasa-biasa saja, tipenya bisa dijumpai di mana saja bertemu dengan seorang gadis yang merupakan tipe idaman hatinya. Gadis ini memang menarik, pendiam, tapi bisa ‘membahayakan’. Tak heran jika banyak pemuda-pemuda lain memperebutkan si gadis ini. Pemuda tersebut, yang notabene pendiam bila bertemu dengan gadis ini (pada suatu kondisi tertentu) akan menghasilkan suatu reaksi yang menghasilkan energi yang besar.

Kawan, pernahkah membayangkan seorang pemuda yang biasa-biasa saja, tipenya
bisa dijumpai di mana saja bertemu dengan seorang gadis yang merupakan tipe
idaman hatinya. Gadis ini memang menarik, pendiam, tapi bisa ‘membahayakan’.
Tak heran jika banyak pemuda-pemuda lain memperebutkan si gadis ini. Pemuda
tersebut, yang notabene pendiam bila bertemu dengan gadis ini (pada suatu kondisi
tertentu) akan menghasilkan suatu reaksi yang menghasilkan energi yang besar.

Jikalau pemuda tadi adalah perumpamaan oksigen, mungkin tepat juga. Dia yang
terkandung di dalam udara, ada dimana-mana, mudah dijumpai karena memang Tuhan
memberikannya ke kita dengan percuma. Tapi si gadis tadi, bolehlah merupakan
perwujudan dari bahan bakar, atau yang bisa dibakar, atau yang punya nilai bakar.
Dia ber’harga’ karena memang punya sesuatu yang dibutuhkan oleh kita,
sehingga rada sulit mencarinya di sembarang tempat. (memang biasanya gadis yang
menarik itu jarang ada di sembarang tempat, iya khan…), dan bahkan dalam memperebutkan
untuk mendapatkannya, bisa sampai menimbulkan perang (dalam arti yang luas).

Bahan bakar tadi sifatnya pasif, juga dengan mas oksigen. Lalu bagaimana bisa
menghasilkan suatu energi yang besar yang disebut oleh orang kimia sebagai reaksi
khusus dari oksidasi yaitu pembakaran (gaya juga orang kimia ini, padahal kan
reaksi korosi oleh udara juga bisa disebut oksidasi… Tapi kan dia tidak menghasilkan
energi sebesar pembakaran). Sudahlah kawan, kita tidak berdebat masalah itu,
karena ada yang lebih penting!.

Dan ijinkanlah saya bercerita…

Bahan bakar, terutama gas dan cairan mempunyai batas di mana dia dapat terbakar
dengan tenang dan kontinyu. Batas itu disebut orang sebagai rentang bakar atau
flammability limit. Ada batas bawah dan batas atas. Umumya informasi yang didapat
hanyalah ini, padahal sejatinya dia berbentuk kurva mirip segitiga. Jadi kalau
dibayangkan dia adalah segitiga di dalam segitiga. Pokoknya, dia rada-rada mirip
kurva kesetimbangan tiga zat di dalam proses ekstraksi-nya Pak Treybal (=R.E
Treybal adalah pengarang buku Mass Transfer Operations). Jadi kalau di luar
kurva itu, menurut hukum alam, dia tidak akan terbakar. Contohnya adalah percobaan
untuk menentukan flash point dari bahan bakar cair. Dia memang terbakar saat
itu, lalu kemudian apinya padam. Dan dari sinilah biasanya dijadikan dasar oleh
orang menentukan lower flammability limit (meskipun tidak tepat betul).

Lalu bagaimana dengan detonasi, yaitu pembakaran yang cepat sehingga sukar
diikuti oleh indra kita ?. Wajar saja kawan, kan detonasi itu kecepatannya adalah
supersonic. Dia ini adalah contoh pembakaran yang tidak dapat dikendalikan.
Dan untungnya (dan mungkin juga bahayanya (?)) dia masuk di rentang kurva flammability
limit, meski rentangnya tidak sebesar flammability limit.

Pembakaran yang terkendali bisa diibaratkan sebagai perkawinan yang sah, antara
bahan bakar dan oksigen, dimana ijab kabul yang dibacakan penghulu adalah pematiknya.
Contoh pembakaran yang terkendali adalah pembakaran di heater, furnace, reboiler,
dst. Tapi, kalau pembakarannya tak terkendali, ibarat hubungan yang belum disahkan
oleh agama, dia bisa menjadi bencana. Karena di situ, setan adalah pematik apinya.

Salah satu bahayanya adalah detonasi, dan saudaranya yang rada kalem, deflagrasi.
Deflagrasi ini prinsipnya sama dengan detonasi, yaitu pembakaran yang cepat.
Hanya saja, gelombang tenaga yang dihasilkan masih subsonic.

Kalau tadi kita berbicara tentang pembakaran yang dicampur-tangani oleh api
(sebagai sumber panas), ada juga rupanya pembakaran yang tidak butuh pematik,
karena memang temperature si gadis eh maksud saya si bahan bakar ini sudah cukup
untuk membakar dirinya sendiri. Ini dikenal sebagai titik bakar spontan (auto
ignition point). Contoh yang paling umum adalah pembakaran di mesin diesel.
Bahan bakar solar yang tercampur dengan udara di dalam ruang bakar, dinaikkan
temperaturnya dengan cara menaikkan tekanannya, dan blam… terbakarlah dia.

Reaktor kimia yang melibatkan pembakaran, biasanya sudah lebih "ke depan"
dalam hal ini. Tapi bagi reaksi yang tidak melibatkan pembakaran, tapi reaktannya
adalah oksigen dan bahan yang bisa terbakar, bagaimana ?. Bagaimana kalau tiba-tiba
katalisnya fail karena aging (sudah uzur), atau jaket selubung reaktor penjaga
panas, tiba-tiba gagal bekerja, sehingga menyebabkan komposisi dari bahan bakar
dan oksigen tadi berada di daerah rentang bakar (flammable range), bahkan di
daerah detonable ?. Bagaimana menganalisanya sehingga untuk mengantisipasi hal-hal
terburuk kita sudah siap ?.

Tunggu dulu…., kan tadi cuma disebutkan bahwa kriteria pembakaranmu itu ada
tiga. Kan kamu baru menyebut dua saja, tanpa melibatkan api atau sumber api.
Jikalau kondisi operasi proses di bawah titik bakar spontan suatu bahan bakar,
selama tidak ada api, kan aman…. Pertanyaan lebih jauh, memang apa sih kondisi
terburuk itu, atau apaan aja sih yang dapat menyebabkan timbulnya api itu ?.

…zzzzzzzttttt (istirahat dulu, mau minum), gini my prend,

Umumnya di unit operasi pabrik, yang paling ditakuti sebagai sumber api adalah
percikan bunga listrik sebagai akibat perbedaan potensial listrik. Ini yang
dikenal sebagai bahaya listrik statis. Beda potensial listrik tersebut terjadi
karena pemisahan dari dua material. Menurut teori, jika dua material dipisahkan,
elektron akan ter-redistribusi di keduanya. Jikalau kedua material itu bersifat
konduktor, elektron akan terdistribusi dengan cepat. Tapi, jika salah satu atau
keduanya adalah bahan bukan konduktor, elektron-elektron tersebut tidak dapat
bergerak dengan cepat, dan hasilnya adalah terjadinya beda muatan listrik.

Nah, contoh pemisahan dua material adalah falling, moving dan flowing. Tahukah
kawan, jika anda menjatuhkan bubuk dry selulosa pada sebuah baki logam yang
terinsulasi, dimana logam itu kita hubungkan dengan pengukur listrik. Hasilnya
kira-kira 100 volts untuk beberapa gram dari bubuk yang jatuh tersebut. Ada
juga pembuktian bahwa menjatuhkan xylene ke baki logam terinsulasi via screen
akan menghasilkan 100 volts per 100 ml xylene. Fantastis…

Logikanya, aliran fluida cair sepanjang pipa, lalu kemudian cairan itu keluar
pipa, akan menghasilkan cairan yang bermuatan listrik. Dan bahkan katanya, beda
muatan yang dihasilkan tersebut bukanlah fungsi panjang pipa….(aduhai friend,
saya mencium bau bahaya dari sini, karena pabrik kami kan banyak aliran minyak
atau kondensat di dalam pipa…). Makanya, sangat dilarang men-drain lube oil
atau kondensat dengan penampungnya dari plastik. Karena plastik bukanlah konduktor,
pengambilan sampel kondensat atau minyak pelumas bisa menyebabkan percikan bunga
api sebagai akibat perbedaan beda potensial listrik.

Percikan bunga api juga bisa terjadi akibat gesekan antara dua material. Misalnya,
pasir di dalam pipa yang terpental-pental karena aliran fluida, bisa mengakibatkan
percikan bunga api, terutama pada saat pertama kali memasukkan gas ke dalam
pipa (pada saat start-up). Ini harus dihindari…

Pertanyaan selanjutnya adalah, bagaimana penerapan proteksi listrik statis
ini ?. Cara umum yang dilakukan biasanya adalah melakukan grounding dan bonding.
Bonding adalah menghubungkan secara elektrik (dengan
kabel misalnya) dua bejana proses. Lalu salah satunya di ground (ke tanah).
Sehingga jika terjadi beda potensial, maka akan dibuang ke bumi.

Penyebab lain dari pemicu api bisa dari reaksi kimia, petir, vacuum trucks,
overhead saluran listrik tegangan tinggi, proteksi katodik via impress current,
dst… (kalau mau tahu lebih dalam, silakan baca di CCPS-AIChE).

Contoh paling sederhana penggunaan kurva flammability limit adalah pada waktu
pengosongan bejana tekan pemisah gas-cair (gas-liquid separator). Setelah diisolasi
secara mekanik, bejana tekan tersebut di turunkan tekanannya, dengan cara membuang
cairannya ke closed drain dan membuang gasnya ke flare. Lalu, kemudian buang
gas-nya ke atmosfer jika tekanan separator sudah sama dengan tekanan flare system.
Sesudah itu bagaimana mas ?. OK, pasang ejector (Air mover) di kedua sisi separator
yang berlainan, nyalakan dan sedot gas-nya di satu sisi, ganti hisap udara di
lain sisi. Selesai….dan kita bisa makan siang.

No..no… my friend, We lost of safety here. Have you consider about intercepting
flammability curve during replacement gas with air ?. I get you…. So, What
should I do ?.

Sumber contekan :

  1. Oleh-oleh dari negeri jiran, "Fire & Exploison Hazard"
    workshop, Dr. Peter Doran
  2. Chemical Process Safety, D. A. Cowl, November 2000
  3. Electrostatic Ignitions in Everyday Chemical Operations : Three Case
    Histories, Process Safety Progress, Winter 1999.
  4. Guidelines for Engineering Design for Process Safety, Chapter 16, "Source
    of ignition", CCPS – AIChE.

Salam Safety
Salus Populi Est Lex Suprema

Share This