Select Page

Bagaimana cara pemilihan thermowell (flanges dan welded)?

Bagaimana cara pemilihan thermowell (flanges dan welded)? Di hook up dwg yang kami miliki, flanges dipakai untuk vessel, sementara untuk yang pipeline dipakai welded thermowell. Apakah hal ini sudah harga mati, artinya welded hanya dipakai untuk aplikasi di piping system dan flanges hanya untuk di vessel saja ataukah ada pertimbangan lain?

  1. Thermowell (TW) itu apa sih ?

    Supaya memberikan pengertian yang sama, TW yang kita bicarakan disini adalah ‘kondom’ atau sarung dari thermo-element (TE) yang digunakan dalam pengukuran temperature suatu (biasanya) moving fluid di dalam pipe/conduit/vessel yang bertekanan. Jadi fungsi utama mengisolasi fluid (proses) yang diukur supaya pada saat dilakukan penggantian atau perbaikan TE tanpa menggangu proses (fungsinya seperti isolation valve pada PT).

    Note: Pengukuran temperature tidak selalu/harus menggunakan TW.

    Misalnya : mengukur suhu tubuh; mengukur pipa dari well yang mengandung banyak pasir dengan skin temperature element, transmitter, suhu yang super panas di ruang bakar/burner dengan radiation pyrometer. Jadi semuanya tergantung dari case-nya.

  2. Apa kriteria yang harus diperhatikan jika kita menspecify//design TW ?

    Kata kuncinya apakah yang akan diukur, fluidanya apa corrosive/abrasive, berapa op’ng & max tempnya, berapa P max, kecepatan fluida, dan lain-lain yang ujung-lainnya sampai pada:

    1. Material Selection: Ini sangat tergantung pada process fluid-nya (P,T,V). Yang biasa dijumpai dalam wellhead platform adalah 316 SS karena memang suitable untuk process fluidnya. Tetapi jika T tinggi seperti di Ammonia plant daeran reformer yang Tnya antgara 1000 – 1400 deg C harus digunakan alloy steel karea 316 SS pasti akan meleleh.
    2. Connection & Rating: Dalam milis banyak dibicarakan masalah connection tapi yang belum diperjelas seperti; connection yang mana? Karena TW punya dua connection yang berbeda yakni ‘process connection’ baik ke pipa or vessel dan satunya lagi ‘element connection’ yakni yang mengikat TE ke TW. Process Connection (bisa threaded, flanged, welded) tergantung dari process rating (bukan hanya P nya tetapi juga T nya). Jika process yang diukur misalnya cooling water, udara yang tidak berbahaya dan P&T rendah, boleh memakai threaded connection untuk ke pipa sedang ke vessel sebaiknya tetap flanged. Tetapi jika P,T cukup tinggi diharuskan menggunakan flange tentu saja sesuai pipe/vessel flange rating (RF for 600# or less, RTJ for 900# or above). Welded biasa digunakan jika fluida-nya cukup berbahaya dan high rating class.
    3. Stress & Frequency: Dua hal ini yang sering kurang diperhatikan. Karena apa ? Biasanya standard drawing dari suatu engineering company atau dari manufacturer mempunyai tabel yang menunjukkan spt panjang leher, ulir, insertion, immersion, diameter leher, dia. ujung, tebal well, dll. yang memang sudah dibuat dengan mempertimbangkan stress/kekuatannya sesuai dengan rating. Tetapi jika TW ini akan dipasang di process yang velocitynya cukup tinggi ada kemungkinan terjadi vibrasi yang dapat merusak TW juga. Prinsipnya harus cukup stength dan pilih insertion length untuk menghindari terjadinya vibrasi. (cara menhitung see ASME PTC 19.3) Tentu saja dengan mengoptimalkan kombinasi pemilihan Length, Thickness, Mass Velocity.

Bisa juga screw connection in addition to Flange dan Weld. Flange type connection akan memudahkan kalau perlu mencabut thermocouple. Makanya untuk di vessel mungkin lebih bagus pakai flange. Kalau di pipe umumnya di pakai screw type kalau jarang dilepas. Kalau dikhawatirkan akan berbahaya kalau ada leak (misalkan fluida yang mengalir di dalamnya beracun), maka welded connection lebih baik.

Kalau thermowell dipasang pada tempat yang bertekanan atau memiliki media Liquid, gas atau padat (chemical), tentu tidak bisa dicabut pada kondisi operasi normal. Untuk Pengukuran temperatur pada pipa atau vessel yang bertekanan, pasti menggunakan Thermowell Type Flanged Plain. Atau memiliki Flange dengan Screw Connection. Dengan Bulb Well umumnya Tipe Tapered (tipe Straight, sedikit digunakan). Untuk Thermowell yang tanpa menggunakan Flange, hanya dipakai pada mesin-mesin (pompa/compressor) untuk temp.Lube oil.

Mungkin yang perlu diperhatikan adalah jenis materialnya. Material Bulb Well tidak harus sama dengan material untuk Flange. Class material untuk flange bisa saja lebih rendah, sehingga harganya bisa lebih murah. Kemudian pada Thermocouplenya, ada 2 jenis Sheated yang sering digunakan. Metall Sheated atau Cheramic Sheated. Permasalahan pada Metall Sheated, Thermocouple sering lengket pada Thermowell. Mungkin karena panas terus menerus dan menempel, lama-lama lengket (mungkin..?). Dan ini sudah beberapa kali terjadi. Tentu perbaikannya pada saat Stop operasi. Kalau thermocouple bisa di cabut dengan paksa, tidak masalah, ganti Thermocouple. Tetapi kalau tidak bisa dicabut, ganti saja dengan thermowell-nya.

Kalau thermowell nozzle dilengkapi dengan isolation ball valve, dengan SOP untuk safety, thermowell bisa dilepas/dicabut dalam keadaan operasional (pressurized).

Meskipun memberikan beberapa kesulitan untuk maintenance, umumnya welded process connection dilakukan agar tidak terjadi kebocoran terutama untuk proses yang berbahaya (high pressure, high temperature, flammable atau toxic process material, dan sebagainya).

Untuk pengukuran fast response temperature, ada kalanya thermowell perlu diisi dengan fill liquid supaya daya hantar panas thermowell ke sensor lebih baik. Kalau tidak terpaksa, sebaiknya grounded thermocouple jangan digunakan karena sering bermasalah. Dan lebih baik menghindari pemakaian screwed connection, apalagi untuk c.steel pipe dengan SS thermowell, korosi pada threadolet di pipa dapat mengakibatkan thermowell terlepas melesat seperti peluru. Flanged connection lebih menguntungkan dan ada beberap jenis flange.

Mungkin bisa diperjelas bahwa yang dimaksud Screw Connection adalah Fasilitas Koneksi untuk Thermocouplenya. Atau dengan kata lain Thermocouplenya masuk ke Thermowell dan diikat oleh Screw-nya (biasanya dipakai 1/2’NPT). Kalau Flange Thermowellnya, kita pasang pada Pipa atau Vesel yang Tapping Pointnya juga sudah tersedia Flange (maksudnya Flange ketemu Flange) Jadi Thermowellnya diikat pake baut ke Pipa/Vessel (Flange nya Thermowell ketemu Flange Tapping Point). Terus Thermocouplenya masuk ke Thermowell dengan Screw Connection. Jadi tidak perlu dilas.

Untuk Skin Reaktor (vesel), Skin Tube Heater, jelas kita gunakan thermocouple saja, karena dengan thermowell sepertinya nggak ada gunanya bahkan secara mounting nggak mungkin. Jadi Ujung Thermocouple (type Plate atau knife edge) kita las pada skin Tube atau Vesel. Pertanyaannya, pada pengukuran Tube Skin Heater, seberapa besar pengaruh pada akurasi pengukuran dari jilatan api yang mengenai pangkal atau tengan thermocouple (bukankah titik pengukuran thermocouple pada ujungnya?).

Betul, jika anda mengukur temp. dengan menggunakan thermocouple (TC) titik pengukuran diujung TC tersebut (hot junction) sesuai dengan penemuan T.J. Seeback yakni jika ujung dari two dissimilar metals dipanasi akan membangkitkan electromotive force yang dapat diukur disisi ujung lain (cold junction).

Tentang akurasi tergantung dari tebal-tipisnya metal/material vessel atau thermowell tersebut. Makin tipis bisa reduce conductivity loss dan faster response. Jika kasusnya menggunakan TW harus ada kompromi tentang ketebalan TW tersebut.

Pinsipnya: 1. ketebalan TW cukup menahan tekanan proses, 2. lubang dalam TW cukup untk memasukkan TE, 3. diameter luar TW cukup bisa masuk di leher koneksi ke pipa/vesel proses.

Pemilihan jenis material cukup jelas, kalalu nggak salah lagi untuk material 316 SS hanya mencapai 1200 deg Cel. Untuk Connection, Process Connection ditempat kami umumnya menggunakan Flanged, tidak ada yang welded, walaupun tekanan tinggi. Untuk tekanan tinggi, ratingnya tinggi juga (pakai Ring Joint /RTJ). Pertanyaannya, apakah diameter Bulb berbanding Rating Flange, besarnya memilki standard yang sama untuk semua manufacture.

Untuk temp. tinggi (diatas 900 deg C) disarankan menggunakan Incoloy mat’l instead of 316SS. Yang penting flange rating harus suitable for the design (P,T). Malah sekarang jika rating pipe/vessel ANSI 1500# or higher menggunakan ‘hub connector’ sepertri gyrolock or techlock dimana hanya menggunakan clamp dengan jumlah bolt & nuts sebanyak 4 sets saja.

Tambahan info:

  1. Ada TW yang process connection-nya welded ke Vessel dan TE connection-nya 4′ Flanged karena merupakan multi TE, dipasang diatas vesel yang tingginya sekitar 70 m dimasukkan dari atas vesel, ada 4 TEs yang berbeda panjangnya (krn untuk mengukur panas di bed yang berbeda) masuk dalam satu TW yang sudah didesign integrated dengan vesel tsb.
  2. Ada lagi contoh TW yang ruangan tempat TE-nya di purging dengan N2 (kasus di pengukuran sin. gas yang mengandung hydrogen) di daerah ammonia plant dengan TW incoloy mat’l. Kenapa harus ada purging? Karena pada P,T tinggi kemungkinan sejumlah keciill H2 menyusup melalui celah/pori dinding TW biar tidak terjebak/terakumulasi di ruang TE yang bias berbahaya.
Share This