Apa itu HIPS ?
Sesuai namanya HIPS biasa juga disebut HIPPS (High Integrity Pressure Protection Systems)adalah Instrumented Systems yang typically designed to meet safety integrity level 3 per ANSI/ISA S84.01-1996 and IEC 61511. Jadi merupakan sistim proteksi yang keandalannya sama atau melebihi pressure relief devices seperti PSV yang mempunyai safety integrity level (SIL) 3 (Note:PSV yang ber SIL 3 hanya spring loaded type, pilot type PSV ber SIL 1 atau 2 saja seperti yang dijelaskan diemail mas Darmawan)

Apa saja komponen atau konfigurasinya ?
Konfigurasi HIPS terdiri dari:
A. Sensors (bisa switches atau transmitters untuk mengukur besaran proses/initiating cause yang memberikan input ke logic solver);
B. Logic solver (bisa relays, solid state, atau programmable electronic systems yang melakukan logic dan memberikan out put ke final element)
C. Final element (bisa valve, motor  shut-offs)
Keseluruhan konfigurasi tersebut harus menghasilkan SIL 3 (bagaimana untuk mendapatkan SIL 3 misalnya dengan 2 atau tiga sensors dengan voting logic, logic solvernya ber SIL 3 atau 4, final elementnya harus redundant dll tidak kami ulas disini)


Tanya – RITA LISTYANA


Dear rekan-rekan milis,
  
Saya sedang ada pekerjaan yang berhubungan dengan masalah High Integrity Protection Systems (HIPS).
  
Yang ingin saya tanyakan, kapan kita perlu menerapkan HIPS di system, apakah dengan Emergency Shut Down dan Process Shut Down system masih belum cukup safe?
  

Tanggapan 1 – Eky Sukardi


RLS,

Saya kutipkan dari operating, control and ESD philoshopy dari salah satu project yg saya sedang bekerja sbb:

HIPPS (Refer to P&ID RFT-0000-PPI-10170.01)

HIPPS valves XV-172/173 are provided to protect the low pressure section (design pressure of 63.5 barg) downstream of pressure control valve 860-PV-170. The HIPPS valves 860-XV-172/173 are closed by 2oo3 voted high high pressure 860-PAHH-171A/B/C downstream of PRS which are set at 57 barg. The operating scenario under which HIPPS is actuated are :

¨ When a valve downstream of pressure reduction valve is closed inadvertently.

¨ If the pressure control valve fails to regulate pressure.

The loop response time of the HIPPS is set at 2 seconds which restricts the pressure increase in the low pressure section, due to closure of downstream valve, to 110% of 63.5 barg in the worst operating scenario.

HIPPS valves conform to SIL-3 rating and other components in the HIPPS system conforms to SIL-4 rating.

When the HIPPS valves of all the trains are closed due to any process upset, it will also initiate closure of facility ESD valves.

In addition, XV-172 is also closed in case of a PSD (Process Shut Down) like malfunction of the pressure control valve PV-170 i.e. when there is a deviation of the valve position more than 10% than controller output signal or when the pressure downstream of PV-170 reaches 55 barg.

Semoga membantu, kalau perlu P&ID nya silahkan lewat japri.


Tanggapan 2 – Fuad Hasyim Fuad.Hasyim@halliburton


Mbak Rita,

Mungkin file terlampir dari Norsok (hal 10, item 4.4 tentang HIPPS) bisa membantu menjawab semua pertanyaan di bawah..

Attachment : Process Design Norsok.pdf


Tanggapan 3 – Crootth Crootth


All………
  
  Sekalipun memiliki filosofi yang berbeda, baik ESD/PSD maupun HIPPS “dapat” dirancang untuk menjamin tekanan pengoperasian berada dalam batas-batas pengoperasian amannya. Perbedaannya adalah ESD/PSD “biasanya” diaktifkan berdasarkan kejadian external yang mempengaruhi keselamatan proses semisal kebocoran gas dan kebakaran, penghentian operasi karena kecelakaan di proses hilir, penghentian operasi karena perawatan total, kondisi keamanan, sabotase dll sedangkan HIPPS aktif murni teraktifkan karena alasan proses (dalam hal ini kelebihan tekanan proses melebihi batas tekanan operasi) . Tapi bisa saja ESD/PSD di “aktif” kan karena HIPPS “teraktifkan”.
  
  Sebelum Agustus 1996, ASME mewajibkan untuk setiap bejana tekan (pressure vessel) untuk dilengkapi dengan Relief Device (PSV atau PRV). Setelah munculnya ASME Code Case 2211 pada agustus 1996, memasang peralatan perlindungan tekanan di luar PSV adalah dimungkinkan (khusus untuk bejana tekan yang dioperasikan untuk udara, air dan kukus penggunaan PSV masih DIWAJIBKAN). Belakangan setelah isu pencemaran lingkungan muncul (terutama yang dikeluarkan oleh pemerintah setempat atau bahkan pemerintah daerah setempat), penggunaan PSV baik pada pipeline maupun pada peralatan proses mulai ditinjau kembali. Disinilah HIPPS sebagai satu bagian dari Layer of Protection mendapatkan “angin” untuk dikembangkan. Beberapa negara masih keukeuh menganut filosofi bahwa setiap bejana tekan musti dilengkapi dengan PSV, jadi dalam hal ini penggunaan HIPPS musti benar-benar memahami kekeukeuhan peraturan lokal.
  
  Berbeda dengan “beraksinya” PSV yang tidak musti menshutdownkan /menghentikan proses, “beraksinya” HIPPS harus menjamin penghentian proses (tentusaja sesuai dengan nilai SIL nya) sesegera mungkin demi mencegah kenaikan tekanan yang berlanjut. Sekalipun API 521 edisi keempat memberikan peluang peralatan perlindungan proses alternatif selain PSV, pada bagian 2.2 merekomendasikan penggunaan HIPPS HANYA JIKA pemasangan PSV “tidak praktis” (impractical).  Tentu saja adalah tanggung jawab “user” atau pihak perusahaan untuk menentukan apa itu “impractical”.
  
  Pada kasus khusus seperti kebakaran pada bagian luar peralatan pemroses, pemasangan HIPPS untuk melindungi kelebihan tekanan (akibat kebakaran) adalah sama sekali tidak berguna. Dalam kasus ini perllindungan konvensional semacam PSV adalah jalan keluarnya.
  
  Perlu kiranya dicatat bahwa pemasangan HIPPS sebagai alternatif dari PSV haruslah didasari dengan bukti-bukti kehandalan HIPPS yang MELEBIHI kehandalan PSV. Yang saya maksud adalah kemungkinan gagal pada saat diinginkan aktif (PFD) dari HIPPS harus lebih kecil daripada PFD nya PSV. Sebagaimana data dari AIChE melalui program PERD nya yang menyatakan PSV jenis Pilot Operated memiliki PFD tertinggi 0.0182 (SIL 1), sementara untuk tipe Spring Operated adalah 0.000798 (SIL 3). Data lain dari OREDA 2002 menunjukkan failure rate 0.002399/jam (untuk tipe pilot operated) dan 0.001529/jam (untuk tipe pilot operated). Jadi secara umum ada “kesepakatan” untuk mensyaratkan nilai SIL untuk HIPPS adalah paling tidak memenuhi SIL 3.            
  
  Yang sangat penting untuk diketahui adalah (sesuai dengan IEC 61508 dan IEC 61511) desain HIPPS harus memenuhi:
   
   SIL yang dibutuhkan, dihitung berdasarkan kehandalan masing-masing komponennya 
   Kebutuhan “fault tolerant”, dengan penerapan redundancy, penghindaran common cause dll.
  
  Di luar segala keuntungan penerapan HIPPS berikut adalah beberapa kerugian (lebih tepatnya hal yang perlu diperhatikan) pemasangan HIPPS:
   
   Sistem HIPPS adalah kompleks. Pengguna musti menjamin HIPPS adalah lebih handal dibanding sistem konvensional (PSV), Keefektifan sistem sangat bergantung pada desain di lapangan, pengetesan masing-maisng komponennya, dan program perawatan yang dianut/dilakukan.  
   Kemampuan HIPPS menngatasi kelebihan tekanan sangat bergantung pada kecakapan dan pengetahuan yang diterapkan dalam fase identifikasi dan definisi skenario kelebihan tekanan. Misalnya penetapan setting point, peneteapan response time (secara umum disepakati maksimum 5 detik) 
   Tidak ada
sertifikasi wajib bagi HIPPS ini sebagaimana misalnya sertifikasi Ditjen Migas untuk penggunaan PSV misalnya, sedemikian hingga semua tanggung jawab kehandalan HIPPS berada pada pihak pengguna.

  
  ACHTUNG, pemasangan HIPPS musti diverifikasi dalam suatu SIL Study…………
  
  Semoga membantu….
  
  Catatan untuk Mas Eki Sukardi, pernyataan pada project anda bahwa” HIPPS valves conform to SIL-3 rating and other components in the HIPPS system conforms to SIL-4 rating” rasanya perlu diklarifikasi karena ujung-ujungnya jika memang sudah pasti dihasilkan kehandalan HIPPS yang SIL-3 mengapa musti memaksakan other components (logic solver and sensor/initiator) harus comply for use in SIL-4???  Bukankah ini berpotensi membuat harga HIPPS menjadi sangat mahal?? Kenapa tidak misalnya mengusulkan rentang pengetesan yang dipersingkat, penggunaan logic solver atau sensor redundant yang berbeda, atau opsi untuk online testing dan lain-lain tanpa harus memastikan component selain valves musti comply for use in SIL-4??
  
 

Tanggapan 4 – Don DSardjono@mcdermott


Mbak Rita & All,

Saya hanya menambahkan apa yang sudah dijelaskan dengan bagus oleh Mas Darmawan juga rekan2 yang lain, semoga menjadikan lebih ‘gamblang’. Penjelasan ini berdasarkan pengalaman kami menangani HIPS untuk beberapa actual project termasuk interaksi kami dengan para spesialis seperti
SINTEF Norway, SISTECH Houston, EXIDA, MOKVELD dll.
Malah saat ini di Safety milis-nya ISA juga sedang ada diskusi tentang HIPS yang dipicu dari pertanyaan rekan Warih yang melibatkan para pakar CFSE.

1.  Apa itu HIPS ?
Sesuai namanya HIPS biasa juga disebut HIPPS (High Integrity Pressure Protection Systems)adalah Instrumented Systems yang typically designed to meet safety integrity level 3 per ANSI/ISA S84.01-1996 and IEC 61511. Jadi merupakan sistim proteksi yang keandalannya sama atau melebihi pressure relief devices seperti PSV yang mempunyai safety integrity level (SIL) 3 (Note:PSV yang ber SIL 3 hanya spring loaded type, pilot type PSV ber SIL 1 atau 2 saja seperti yang dijelaskan diemail mas Darmawan)

2.  Apa saja komponen atau konfigurasinya ?
Konfigurasi HIPS terdiri dari:
A. Sensors (bisa switches atau transmitters untuk mengukur besaran proses/initiating cause yang memberikan input ke logic solver);
B. Logic solver (bisa relays, solid state, atau programmable electronic systems yang melakukan logic dan memberikan out put ke final element)
C. Final element (bisa valve, motor  shut-offs)
Keseluruhan konfigurasi tersebut harus menghasilkan SIL 3 (bagaimana untuk mendapatkan SIL 3 misalnya dengan 2 atau tiga sensors dengan voting logic, logic solvernya ber SIL 3 atau 4, final elementnya harus redundant dll tidak kami ulas disini)

3.  Standard & Code apa saja yang related to HIPS ?
ASME section VII code case 2211; API RP 521; ANSI/ISA S84.01-1996; IEC 61508; IEC 61511

4. Kenapa HIPS saat ini semakin populer ?
Ujung2nya karena sudah terbukti untuk mengoptimalkan design suatu plant. Keputusan apa perlu HIPS atau tidak seharusnya dilakukan pada saat conceptual design atau FEED sustu plant. (lain kesempatan akan kami berikan beberapa contoh penggunaan HIPS)

Masih banyak pertanyaan yang bisa diajukan seperti:
– Kan sudah ada SIS (ESD or PSD systems) kenapa masih dibituhkan HIPS ?
– Untuk mencapai SIL 3 apa saja yang yang harus dipenuhi, redudansinya ?, interval t
estingnya ?

– Bagaimana menghitung bahwa system memenuhi SIL 3 ? Siapa yang harus mem-verify ?
– Siapa yang seharusnya memutuskan penggunaan HIPS ?
– dll.


Tanggapan 5 – Arief Rahman Thanura


Just to remind, hal yang sering luput ketika membicarakan HIPS adalah bahwa pemakaian HIPS bukan semata-mata dan harus persoalan environment.
Alasan lain yang seringkali dilupakan adalah kalau fluida yang ada akan menyebabkan clogging pada PSV.

HIPS harus SIL-3 ?? Menurut saya juga nggak harus. Depending on Risk reduction allocation yang harus dipenuhi SIS setelah melihat overall/total Layer of Protection yang ada. Kebanyakan memang SIL-3, tapi angka SIL-3 jangan dijadikan angka keramat karena standar SIS sendiri nggak pernah menyarankan SIL level tertentu untuk sebuah system. Standard paling-paling hanya meminta supaya protection system yang ada harus bisa menurunkan risk dari suatu SIF sampai pada Acceptable Risk Level (yang itu juga sangat variatif company-to-company).

Sorry kalau salah.


Tanggapan 6 – Don DSardjono@mcdermott


Tanggapan saya, see below.


Just to remind, hal yang sering luput ketika membicarakan HIPS adalah bahwa pemakaian HIPS bukan semata-mata dan harus persoalan environment.

DS: Persoalan evironment hanyalah salah satu issue, sebetulnya HIPS digunakan secara umum karena untuk mengoptimalkan design seperti:
1. Jika anda punya vessel yang cukup besar dengan upstraem pressure 1500# ANSI rating akan mahal dan berat, anda bisa derating ke 600# ANSI termasuk seluruh piping system & other equipments juga jadi lebih murah dengan memprotect vessel tsb dengan HIPS diupstrramnya. Kecuali itu dengan adanya HIPS maka venting system didownstream vessel tersebut juga dapat dikurangi karena venting capacitynya bisa jauh dikurangi berhubung HIPS valve closing timenya bisa dalam 2sec. Sehingga venting structural bisa lebih murah. 2. HIPS juga bisa menghindari depacking suatu pipeline. Bayangkan subsea pipeline ada yang ratusan KM panjangnya dari platform ditengah laut mengirimkan natural gas ratusan MMSCFD ke daratan
yang berpenduduk tidak diprotect dengan HIPS akan membahayakan linkungan sekaligus  rugi besar jika depacking terjadi.

Alasan lain yang seringkali dilupakan adalah kalau fluida yang ada akan menyebabkan clogging pada PSV.

DS: Salah satu fungsi HIPS juga bisa (tidak selalu) menggantikan fungsi PSV.

HIPS harus SIL-3 ?? Menurut saya juga nggak harus. Depending on Risk reduction allocation yang harus dipenuhi SIS setelah melihat overall/total Layer of Protection yang ada. Kebanyakan memang SIL-3, tapi angka SIL-3 jangan dijadikan angka keramat karena standar SIS sendiri nggak pernah menyarankan SIL level tertentu untuk sebuah system. Standard paling-paling hanya meminta supaya protection system yang ada harus bisa menurunkan risk dari suatu SIF sampai pada Acceptable Risk
Level (yang itu juga sangat variatif company-to-company).

DS: Basis adalah mengurangi risk sampai pada level yang kita targetkan/acceptable riks(bukan menghilangkan risk). Mas Darmawan (CC) sudah memberikan ilustrasi bahwa SIS berbeda dengan HIPS karena sejarah timbulnya HIPS kan karena mengatasi kekurangan/keterbatasan dari protection design dgn menggunakan PSV. Sedangkan PSV sendiri setara dengan SIL 3. Jadi HIPS harus SIL 3 minimum (SIL 4 biasanya digunakan di indusri penerbangan atau nuklir).
Jika anda bicara SIS (PSD/ESD/F&G)kebanyakan menggunakan SIL 3, kecuali untuk limited critical loops bisa digunakan SIL 3.

Sorry kalau salah.

DS: Never mind, anda tidak salah, hanya belum sepaham saja.



Tanggapan 7 – Arief Rahman Thanura


Pak Don,

Secara formal terminology HIPS kelihatannya memang muncul dari standard API-521 Appendix-E. Akan tetapi melihat description yang ada di standard tersebut-pun disebutkan bahwa secara generic HIPS adalah bentuk dari ” A different approach to overpressure protection is the use of an
instrumented system”.

Sebagai sebuah instrumented system, maka khusus untuk detail design HIPS mengacunya masih tetap kepada standard SIS (bisa dilihat di item E3.2, referensinya adalah ISA S84.01. Item 3.2.4 – IEC61508.61511).

Dari penjelasan terhadap standard-standard tersebut disebutkan mengenai SIL assignment. Makanya ide mengenai harus SIL-3 yang menurut saya mesti dihindari (sebagaimana juga dipersyaratkan di standard API-521 Appendix-E sendiri yang menyuruh dilakukan SIL assignment).

Saya sertakan kalimat dari standardnya (part of bab E.4.2 : “Criteria for Acceptable Applications”) : “In the large majority of cases for HIPPS, the choice will be between an SIL-2 system (requiring a minimum of 99% availability) and an SIL-3 system (requiring a minimum of 99.9% availability).”


Tanggapan 8 – Don DSardjono@mcdermott


Mas Arief,

Tambahan sharing saya, semoga bermanfaat.



Tanggapan 9 – Arief Rahman Thanura


Ada dua hal yang saya perlu tanggapi :

1.    Keharusan SIL-3.

Seperti saya cuplikkan dari standard API-521 sendiri, keharusan ini tidak ada. Itu yang menurut saya mesti clear. Bukan-nya harus menghindari SIL-3-nya. Yang dihindari adalah KEHARUSAN-nya. Yang API-521 katakan hanyalah : “In the large majority of cases for HIPPS, the choice will be between an SIL-2 system (requiring a minimum of 99% availability) and an SIL-3 system (requiring a minimum of 99.9% availability).”

Yang soal adalah, di satu sisi standard yang mulai di adopt adalah performance based standard semacam IEC-61508/61511 sementara di sisi lain dual layer protection ala API-520 (Instrument + PSV) juga masih di adopt. Padahal once sudah melibatkan SIS, seharusnya standard yang diacu, ya IEC-61511/61508. API-521 sudah mulai adopt ke arah sana, tapi menurut saya masih interim dan terkesan tanggung.

2.    Mempertentangkan HIPS dan SIS

Melihat keseluruhan keterangan di API-521, tampaknya disadari betul bahwa HIPS adalah SIS. Oleh karenanya kaidah mendesign-nya juga mengikuti kaidah SIS (terbukti bahwa acuannya IEC-61511/61508). Kalaupun ada tambahan referensi standard hanyalah ASME VIII dan itu lebih kepada aspek mechanical dan filosofi pressure protection-nya.

Mengatakan bahwa HIPS susah (dan berbeda dengan SIS) karena akan susah menentukan dynamic closing time valve menurut saya juga kurang pas, karena salah satu kriteria dalam design SIS-pun adalah menentukan process safety time untuk menentukan respon keseluruhan system. Demikian juga interval testing adalah part of SIS design requirement karena SIL juga ditentukan oleh test interval. So, HIPS bukan barang yang secara diametral berbeda dengan SIS. It’s just part of SIS.

HIPS harus separate logic solver ? Begitu juga SIS kalau requirement SIL-nya mengharuskan separate logic solver based on Safety Availability yang harus dipenuhi.