Perawatan Thermal Oil Heater

Perawatan Thermal Oil Heater diperlukan untuk mempertahankan keamanan, efisiensi perpindahan panas, kestabilan temperatur, dan umur pakai peralatan. Pemeriksaan tidak hanya dilakukan pada burner dan pompa, tetapi juga terhadap kualitas thermal oil/Heat Transfer Oil (HTO) yang bersirkulasi di dalam sistem.

Thermal oil mengalami paparan temperatur tinggi secara berulang. Dalam jangka panjang, kondisi tersebut dapat menyebabkan oksidasi, thermal cracking, penurunan flash point, perubahan viskositas, serta pembentukan sludge dan karbon.

Jika degradasi tidak terdeteksi, sistem dapat mengalami penurunan flow, peningkatan konsumsi bahan bakar, kerusakan pompa, bahkan overheating pada coil.

Pengambilan Sampel Thermal Oil

Sampel thermal oil perlu diambil dari sistem secara berkala dan dikirim ke laboratorium untuk mengetahui apakah fluida masih layak digunakan.

Pengambilan sampel sebaiknya dilakukan oleh personel yang memahami sistem thermal oil karena fluida dapat berada pada temperatur tinggi dan berpotensi menyebabkan luka bakar.

Sampel harus mewakili kondisi thermal oil yang bersirkulasi. Karena itu, pengambilan dari titik yang salah, misalnya bagian bawah tangki yang penuh endapan atau dari minyak yang sudah lama tidak bersirkulasi, dapat menghasilkan analisis yang tidak mewakili kondisi sistem.

Waktu pemeriksaan dapat mencakup:

• Saat commissioning sebagai data awal
• Setelah periode operasi awal
• Saat pemeriksaan berkala
• Setelah terjadi overheating
• Setelah burner mengalami overfiring
• Setelah thermal oil tercampur air atau fluida lain
• Ketika flow sistem mulai menurun
• Ketika konsumsi bahan bakar meningkat
• Ketika pompa menimbulkan suara tidak normal
• Sebelum melakukan penambahan atau penggantian minyak

Interval pemeriksaan harus mengikuti rekomendasi produsen thermal oil, jam operasi, temperatur kerja, dan hasil analisis sebelumnya.

Parameter Analisis Thermal Oil

Pengujian laboratorium dapat memeriksa beberapa parameter berikut:

Hasil pengujian perlu dibandingkan dengan spesifikasi thermal oil baru, rekomendasi produsen, dan data pemeriksaan sebelumnya.

Satu hasil pengujian memang memberikan gambaran kondisi saat itu. Namun, kumpulan hasil pemeriksaan berkala akan menghasilkan tren degradasi yang lebih berguna untuk menentukan waktu penggantian.

Dokumentasi Spesifikasi dan Hasil Analisis

Spesifikasi thermal oil dan seluruh laporan laboratorium harus disimpan dalam dokumen perawatan.

Dokumen yang sebaiknya tersedia meliputi:

• Merek dan tipe thermal oil
• Technical data sheet
• Safety data sheet
• Volume pengisian pertama
• Tanggal pengisian
• Tanggal penambahan minyak
• Jumlah minyak yang ditambahkan
• Temperatur operasi normal
• Temperatur maksimum yang pernah tercapai
• Hasil analisis laboratorium
• Riwayat kebocoran
• Riwayat overheating
• Riwayat penggantian filter
• Riwayat penggantian thermal oil

Dokumentasi membantu perusahaan melihat perubahan kondisi fluida dari waktu ke waktu. Dengan demikian, penggantian thermal oil dapat direncanakan berdasarkan data, bukan hanya berdasarkan warna atau lamanya penggunaan.

Penyebab Degradasi Thermal Oil

Thermal cracking

Thermal cracking terjadi ketika thermal oil terpapar temperatur film yang terlalu tinggi. Molekul fluida pecah dan menghasilkan fraksi yang lebih ringan serta material karbon.

Penyebabnya dapat meliputi:

• Temperatur coil terlalu tinggi
• Flow thermal oil terlalu rendah
• Burner overfiring
• Pompa berhenti ketika burner masih menyala
• Local overheating
• Permukaan coil tertutup karbon
• Thermal oil tidak sesuai temperatur operasi

Oksidasi

Oksidasi terjadi ketika thermal oil panas bersentuhan dengan udara. Reaksi ini dapat meningkatkan keasaman, viskositas, dan pembentukan sludge.

Oksidasi dapat dipercepat oleh:

• Temperatur expansion tank terlalu tinggi
• Udara masuk ke sistem
• Sistem terbuka tanpa pengendalian yang baik
• Kontaminasi air
• Lama operasi
• Temperatur kerja yang mendekati batas fluida

Kontaminasi

Thermal oil dapat tercampur dengan:

• Air
• Oli pelumas
• Bahan kimia proses
• Produk yang dipanaskan
• Minyak dengan spesifikasi berbeda
• Kotoran dari proses instalasi
• Karat dan serpihan las

Pencampuran thermal oil yang berbeda tidak boleh dilakukan tanpa memastikan kompatibilitasnya.

Dampak Degradasi Thermal Oil

Pembentukan lapisan karbon pada coil

Produk degradasi dapat menempel pada permukaan bagian dalam coil dan membentuk lapisan karbon.

Lapisan tersebut bekerja seperti insulation yang menghambat perpindahan panas:

$$Q=U\times A\times \Delta T$$

Ketika deposit meningkat, koefisien perpindahan panas keseluruhan $U$ menurun. Burner kemudian harus bekerja lebih lama untuk menghasilkan temperatur proses yang sama.

Akibatnya:

• Konsumsi bahan bakar meningkat
• Temperatur gas buang naik
• Temperatur logam coil meningkat
• Coil berisiko mengalami overheating
• Umur coil berkurang
• Kapasitas heater menurun

Penurunan flash point

Thermal cracking dapat menghasilkan fraksi ringan sehingga flash point thermal oil menurun.

Apabila flash point turun terlalu jauh, thermal oil dapat menghasilkan lebih banyak uap mudah terbakar pada temperatur operasi. Kondisi ini meningkatkan risiko kebakaran jika terjadi kebocoran dan uap bertemu sumber penyalaan.

Kerusakan pompa sirkulasi

Partikel karbon keras dan sludge dapat masuk ke pompa sirkulasi.

Dampaknya meliputi:

• Keausan impeller
• Kerusakan mechanical seal
• Kerusakan bearing
• Penurunan kapasitas flow
• Getaran
• Suara tidak normal
• Kenaikan beban motor
• Kegagalan pompa

Penyumbatan filter dan strainer

Sludge serta partikel karbon dapat menyumbat filter. Penyumbatan meningkatkan pressure drop dan menurunkan aliran thermal oil.

Flow rendah berbahaya karena panas dari burner tidak dapat dipindahkan secara memadai. Temperatur film pada permukaan coil kemudian meningkat dan mempercepat degradasi berikutnya.

Kondisi tersebut dapat membentuk siklus:

Thermal oil terdegradasi → karbon terbentuk → flow turun → coil semakin panas → degradasi semakin cepat

Studi Banding Perawatan Thermal Oil Heater

Perbandingan berikut menggambarkan dua unit Thermal Oil Heater dengan kapasitas dan waktu operasi yang sama.

• Unit A: menjalankan preventive maintenance
• Unit B: hanya diperbaiki setelah terjadi kerusakan

Perbandingan kondisi operasi

Studi Kasus Unit A: Thermal Oil Heater dengan Perawatan Berkala

Unit A melakukan pengambilan sampel thermal oil secara berkala. Hasil laboratorium disimpan dan dibandingkan dengan hasil pemeriksaan sebelumnya.

Ketika acid number dan insoluble content mulai meningkat, perusahaan melakukan tindakan berikut:

1. Memeriksa temperatur film.
2. Memeriksa flow pompa.
3. Membersihkan strainer.
4. Memeriksa expansion tank.
5. Memeriksa kemungkinan masuknya udara.
6. Menyetel kembali pembakaran burner.
7. Melakukan filtrasi atau penggantian sebagian minyak berdasarkan rekomendasi ahli.

Karena penurunan kualitas terdeteksi lebih awal, perusahaan dapat menjadwalkan maintenance pada saat produksi berhenti. Risiko kerusakan mendadak menjadi lebih rendah.

Keuntungan yang diperoleh:

• Produksi lebih stabil
• Konsumsi bahan bakar terkendali
• Pompa lebih awet
• Coil tidak cepat mengalami overheating
• Penggantian minyak dapat direncanakan
• Biaya maintenance lebih mudah dikendalikan

Studi Kasus Unit B: Thermal Oil Heater Tanpa Analisis Minyak

Unit B tidak pernah mengambil sampel thermal oil. Penilaian kondisi minyak hanya dilakukan berdasarkan warna.

Setelah beberapa tahun, operator menemukan bahwa temperatur proses semakin lama tercapai. Burner harus bekerja lebih lama, sedangkan temperatur gas buang meningkat.

Filter mulai sering tersumbat dan pompa menghasilkan suara tidak normal. Flow thermal oil turun, tetapi heater tetap dioperasikan pada kapasitas tinggi.

Setelah dilakukan pemeriksaan, ditemukan:

• Thermal oil mengalami degradasi
• Banyak sludge di dalam sistem
• Filter tersumbat
• Permukaan internal coil diperkirakan mengalami deposit karbon
• Mechanical seal pompa mengalami kerusakan
• Perpindahan panas menurun

Unit harus dihentikan untuk flushing, pemeriksaan coil, perbaikan pompa, penggantian filter, dan pengisian thermal oil baru.

Kerugian yang dapat muncul:

• Downtime produksi
• Biaya penggantian thermal oil
• Biaya flushing
• Perbaikan pompa
• Pemeriksaan atau penggantian coil
• Peningkatan konsumsi bahan bakar
• Risiko kebakaran dan kebocoran

Perbandingan Biaya Perawatan dan Kerusakan

Biaya analisis dan preventive maintenance umumnya lebih mudah dikendalikan dibandingkan kerugian akibat shutdown mendadak. Namun, keputusan penggantian tetap harus didasarkan pada data teknis, bukan semata-mata interval waktu.

Jadwal Perawatan Thermal Oil Heater

Berikut contoh jadwal umum yang perlu disesuaikan dengan manual produsen dan kondisi operasi.

Pemeriksaan harian

• Temperatur thermal oil supply
• Temperatur thermal oil return
• Perbedaan temperatur
• Tekanan pompa
• Flow thermal oil
• Level expansion tank
• Kondisi burner
• Warna flame
• Temperatur gas buang
• Kebocoran
• Suara dan getaran pompa
• Alarm pada panel

uji riksa mingguan

• Kondisi strainer
• Differential pressure filter
• Kondisi mechanical seal
• Fungsi valve
• Kondisi insulation
• Sambungan flange
• Kondisi fan burner
• Kondisi ruang boiler

Analisa  bulanan

• Pengujian interlock
• Low-flow switch
• High-temperature trip
• Flame failure
• Emergency stop
• Pressure switch
• Kondisi electrical terminal
• Kondisi expansion tank
• Pemeriksaan kebocoran kecil

Ceck  tahunan atau berdasarkan jam operasi

• Analisis thermal oil
• Combustion analysis
• Kalibrasi instrument
• Pemeriksaan refractory
• Pemeriksaan chimney
• Pemeriksaan coil
• Thickness measurement jika diperlukan
• Servis pompa
• Pemeriksaan safety valve
• Pemeriksaan expansion tank
• Evaluasi heat-transfer performance

Interval analisis thermal oil tidak harus menunggu satu tahun apabila sistem bekerja mendekati temperatur maksimum, beroperasi terus-menerus, atau pernah mengalami overheating.

Flushing dan Penggantian Thermal Oil

Thermal oil tidak boleh langsung diganti tanpa memeriksa kondisi sistem. Jika coil dan pipa mengandung sludge atau karbon, pengisian minyak baru tanpa pembersihan dapat menyebabkan minyak baru cepat terkontaminasi.

Sebelum penggantian, perlu dievaluasi:

• Tingkat degradasi minyak
• Jumlah sludge
• Kondisi filter
• Kebersihan coil
• Kondisi expansion tank
• Titik terendah sistem
• Metode draining
• Kebutuhan flushing
• Kompatibilitas cleaning fluid
• Prosedur disposal

Flushing harus mengikuti prosedur yang sesuai. Penggunaan bahan pembersih yang tidak kompatibel dapat merusak seal, gasket, valve, dan thermal oil baru.

Setelah pengisian kembali, sistem perlu menjalani proses:

1. Leak test
2. Sirkulasi awal
3. Venting udara
4. Pengeluaran air
5. Pemanasan bertahap
6. Pemeriksaan flow
7. Pemeriksaan tekanan
8. Pemeriksaan expansion tank
9. Penyimpanan sampel baseline

Pencatatan Perawatan Thermal Oil Heater

Seluruh pekerjaan maintenance dan perbaikan harus dicatat dalam logbook.

Informasi yang dicatat meliputi:

• Tanggal dan waktu
• Jam operasi
• Temperatur supply dan return
• Tekanan sistem
• Flow thermal oil
• Kondisi burner
• Konsumsi bahan bakar
• Alarm yang terjadi
• Komponen yang diperiksa
• Komponen yang diganti
• Jumlah penambahan thermal oil
• Hasil analisis laboratorium
• Nama teknisi
• Tindakan perbaikan
• Rekomendasi lanjutan

Catatan sebaiknya disimpan selama masa operasi peralatan. Jika perusahaan menerapkan batas minimum, data sekurang-kurangnya tiga tahun terakhir sebaiknya tetap tersedia.

Riwayat tersebut berguna untuk:

• Mengetahui pola kerusakan
• Menganalisis penurunan efisiensi
• Menentukan jadwal penggantian
• Menyusun anggaran maintenance
• Mendukung inspeksi keselamatan
• Menelusuri penyebab gangguan
• Membandingkan kinerja sebelum dan setelah perbaikan

Kesimpulan Studi Banding

Thermal Oil Heater yang menjalani analisis thermal oil dan preventive maintenance secara teratur cenderung mempunyai flow lebih stabil, perpindahan panas lebih baik, dan risiko downtime lebih rendah.

Sebaliknya, pengoperasian tanpa pemeriksaan kualitas minyak dapat menyebabkan degradasi tidak terdeteksi. Dampaknya dapat berupa pembentukan karbon, penyumbatan filter, kerusakan pompa, kenaikan konsumsi bahan bakar, overheating coil, dan risiko kebakaran.

Perawatan yang direkomendasikan mencakup:

• Analisis thermal oil secara berkala
• Pemantauan temperatur dan flow
• Pembersihan filter
• Pemeriksaan pompa sirkulasi
• Pemeriksaan burner
• Pengujian interlock
• Inspeksi expansion tank
• Pemeriksaan coil
• Pencatatan seluruh pekerjaan
• Evaluasi tren hasil laboratorium