Analisis Risk-Based Inspection Berdasarkan API 581 Berbasis Weibull Distribution Untuk Analisis Keandalan dan Optimasi Strategi Inspeksi Pada Heat Exchanger Bundle

Dabukke, Michael Levi Martua (2026) Analisis Risk-Based Inspection Berdasarkan API 581 Berbasis Weibull Distribution Untuk Analisis Keandalan dan Optimasi Strategi Inspeksi Pada Heat Exchanger Bundle. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 5011211050-Undergraduate_Thesis.pdf Restricted to Repository staff only Download (5MB) | Request a copy

Abstract

Amonia merupakan bahan baku yang banyak digunakan di industri petrokimia untuk pembuatan pupuk. Amonia diproduksi di pabrik amonia yang selanjutnya akan dialirkan ke unit produksi urea. Di pabrik amonia, banyak terjadi reaksi kimia pada suhu dan tekanan tinggi. Salah satu komponen yang memiliki peran penting dalam pabrik amonia adalah heat exchanger bundle. Pabrik amonia ini menggunakan heat exchanger jenis shell and tube. Peran dari heat exchanger ini adalah untuk mendinginkan keluaran gas dari proses amonia converter dan menguapkan udara umpan boiler. Kedua proses ini bekerja secara bersamaan dalam kondisi suhu dan tekanan yang sangat tinggi. Oleh karena itu, komponen ini memiliki risiko kegagalan yang tinggi dan harus diperiksa secara rutin. Salah satu metode inspeksi yang sering digunakan adalah metode Inspeksi Berbasis Risiko. Standar yang digunakan untuk menganalisis dan menghitung RBI adalah API 581. Metode ini akan menghitung probabilitas dan konsekuensi kegagalan dari heat exchanger dan menggabungkannya untuk menganalisis risiko. Metode ini juga akan menganalisis komponen. Jenis kegagalan dan mekanismenya dapat dicari dengan mengetahui kondisi lingkungan operasi dengan standar API 571, dan juga dari inspeksi data. Analisis dan perhitungan RBI ini akan fokus pada sisi tabung dan akan melakukan perhitungan untuk dua periode waktu, yaitu Tanggal RBI dan Tanggal Rencana. Metode yang digunakan untuk perhitungan POF adalah metode Weibull Distribution. Penelitian ini akan menggunakan bantuan Microsoft Excel untuk menentukan parameter Weibull. Perhitungan COF akan dilakukan secara finansial. Mekanisme kerusakan pada komponen ini adalah erosi-korosi, yang menyebabkan terjadinya penipisan lokal. Sisa umur dari tube nomor 10 di baris 9 adalah 12,337446361 tahun atau 12 tahun 4 bulan. Nilai parameter bentuk Weibull (β) dan parameter skala (η) yang didapat dari Excel adalah 26,42048277 dan 21,77675952. Hasil nilai POF pada Tanggal RBI adalah 0,318214505 dan 0,985552027 pada Tanggal Rencana. Kategori POF pada RBI Date adalah 4, sedangkan pada Plan Date adalah 5. Nilai COF yang didapat adalah sebesar US$3.737.852 dengan kategori E. Analisi risiko menunjukkan bahwa komponen sudah berada dalam kategori high pada RBI Date dan Plan Date.
========================================================================================================================================
Ammonia is an essential raw material widely used in the petrochemical industry, particularly for fertilizer production. It is produced in an ammonia plant and subsequently supplied to the urea production unit. Ammonia plants involve numerous chemical reactions under high-temperature and high-pressure operating conditions. One of the critical components in the process is the shell-and-tube heat exchanger bundle, which functions to cool the outlet gas from the ammonia converter while simultaneously generating boiler feed steam by vaporizing boiler feed water. Because both processes operate under extreme temperatures and pressures, the heat exchanger bundle is subject to a high risk of failure and therefore requires routine inspection. One of the most widely applied inspection methods is Risk-Based Inspection (RBI), with analysis conducted in accordance with the API 581 standard. This method evaluates risk by calculating the Probability of Failure (POF) and Consequence of Failure (COF) and combining them to determine the overall risk level. Damage mechanisms are identified based on operating conditions using the API 571 standard and historical inspection data. This study focuses on the tube side of the heat exchanger and performs RBI calculations for two assessment periods, namely the RBI Date and the Plan Date. The Probability of Failure is calculated using the Weibull distribution method, with the Weibull parameters determined using Microsoft Excel, while the Consequence of Failure is evaluated using a financial approach. The identified damage mechanism is erosion-corrosion, which causes localized wall thinning. The remaining life of tube number 10 in row 9 is estimated to be 12.34 years (approximately 12 years and 4 months). The Weibull shape parameter (β) and scale parameter (η), obtained using Microsoft Excel, are 26.4205 and 21.7768, respectively. The calculated POF values are 0.3182 on the RBI Date and 0.9856 on the Plan Date, corresponding to POF categories 4 and 5, respectively. The COF is estimated at US$3,737,852, which falls into category E. The overall risk assessment indicates that the heat exchanger bundle is classified as high risk on both the RBI Date and the Plan Date.

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	Risk-Based Inspection, Weibull Distribution, Erosion-Corrosion, Shell and Tube Heat Exchanger, Risk-Based Inspection, API 581, Weibull Analysis, Material Degradation, Urea Reactor
Subjects:	T Technology > T Technology (General) > T174.5 Technology--Risk assessment.
Divisions:	Faculty of Industrial Technology > Material & Metallurgical Engineering > 28201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Michael Levi Martua Dabukke
Date Deposited:	28 Jul 2026 06:37
Last Modified:	28 Jul 2026 06:37
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/138627

Actions (login required)

View Item