METER PROVER
PAGE 22
JENIS-JENIS ALAT UKUR ALIRAN
1. POSITIVE DISPLACEMENT FLOW METER
Positive displacement meter yang kesehariannya disebut PD meter, adalah suatu meter yang digunakan untuk mengukur jumlah aliran. Walaupun kemudian dengan teknik tertentu dapat digunakan untuk pengukuran kecepatan volumetrik aliran fluida.
Dibandingkan dengan meter aliran yang lain, PD meter memiliki ketelitian pengukuran yang paling baik, oleh karena itu paling sering dipilih untuk tujuan serah terima pada aktivitas perdagangan.
Meter bekerja menggunakan tenaga massa fluida yang akan diukur, yaitu dengan mengalirkan fluida yang akan diukur kedalam meter, baik dengan cara dipompakan ataupun berdasarkan gravitasi.
Beberapa keuntungan memakai PD meter ini adalah:
Bentuknya yang sederhana
Ketelitiannya paling baik dibandingkan dengan jenis flow meter lain
Pemeliharaannya mudah
Mudah untuk dikalibrasi
Pembacaan yang linier
Tersedia banyak variasi ukuran
Didalam PD meter terdapat ruangan-ruangan yang saling terpisah, ruangan-ruangan tersebut mempunyai volume yang tetap dan dikatakan sebagai ruangan pengukuran (measuring chamber)
Roror dan bagian-bagian yang bergerak lainnya yang ada didalam rumah meter membentuk ruang-ruang pengukuran tadi, yang telah diketahui volumenya, dan berputar terus menerus karena tenaga aliran fluida.
Selama proses perputaran, terjadi proses pemindahan cairan dari saluran input kesaluran output.
Dalam sekali putar akan dipindahkan sejumlah cairan yang telah terukur volumenya. Persaman jumlah alirannya adalah
Q = Ql . n
Dimana :Q = jumlah laju aliran fluida yang terukur
Ql = penambahan volume
n = banyaknya penambahan volume
Flow meter ini dapat juga untuk mengukur berat aliran fluida yaitu dengan mengalikan volumenya dengan density cairan, persamaannya adalah
W = (.Ql. n
Dimana :W = Berat aliran fluida yang diukur
= density fluida yang diukur
PD meter terutama dipakai dalam pengukuran aliran fluida yang mengutamakan ketelitian, khususnya yang berhubungan dengan komersial. Ketelitian PD meter bermacam-macam tergantung keperluan apa meter tersebut dipakai, sebagai contoh untuk kebutuhan pengukuran air, dan keperluan industri dibutuhkan ketelitian sampai kira-kira 2%, sedangkan untuk keperluan perdagangan BBM diperlukan ketelitian sampai 0,02%.
1.1 Macam-macam PD Meter
Berdasarkan cara kerjanya, terdapat beberapa macam PD meter yaitu
1. Nutating Disk Meter
2. Rotary Vane Meter
3. Oscilating piston Meter
1.1.1 Nutating Disk Meter
Bentuk pistonnya seperti disk sehingga meter ini disebut juga disk quantity meter seperti gambar berikut ini. Cara kerja diperlihatkan oleh gambar ini dimana cairan masuk dari sebelah kiri bawah disk dan keluar melalui sisi kanan pemisah. Saat cairan masuk cenderung untuk mengangkat disk dalam usahanya untuk keluar melalui bagian outlet meter
Sewaktu disk terangkat maka akan menekan cairan yang berada diatas disk untuk mengalirkan kearah outlet. Proses ini akan berulang terus menerus
Gambar 1 Prinsip kerja Nutating disk
1.1.2 Rotary Vane Meter
Positive displacement Rotary Vane meter ini yang paling banyak digunakan di industri perminyakan termasuk meter untuk custody transfer sebab ketelitiannya sangat tinggi antara 0,01 0,05 %. Ketelitian ini ditentukan pada rumah meter yang didalamnya berisi rotor dan blade yang berputar didalam pada lintasan blade (path of blade) yang menyebabkan blade dapat masuk keluar pada rotornya.
Karena adanya tekanan fluida yang masuk ke ruang pengukuran maka rotor bersama dengan blade akan berputar
Sedangkan prinsip dari Rotari Vane meter ini dapat dilihat pada gambar berikut ini:
Gambar 2 Rotari Vane Meter
Gambar A
Cairan masuk kedalam meter, karena ada perbedaan tekanan diantara vane akibat adanya cairan maka vane dan rotor akan berputar. Vane A dan D tertekan keluar oleh Cam yang beraada didalam rotor, sedang B dan C akan tertarik ke dalam
Gambar B
Rotor dan vane berputar 1/8 putaran, vane A akan tertekan penuh keluar, vane D tertarik masuk kedalam rotor, dan vane C berada didalam rotor sedang vane B mulai tertekan keluar
Gambar C
Pada gerakan putran akan menyebabkan dan membuat vane A tetap tertekan keluar, sedang vane B kedudukannya tertekan penuh keluar. Pada saat ini measuring chamber antara vane A dan vane B akan terisi cairan dengan volume tertentu
Gambar D
Pada 1/8 putaran berikutnya, cairan yang terukur akan bergerak keluar menuju outlet dari meter, sementara measuring chamber baru akan mulai terbentuk antara vane B dan vane C. Sedangkan vane A akan mulai tertarik kembali masuk kedalam rotor dari meter. Proses ini akan terus berulang selama ada cairan mengalir
Gambar 3 prinsip kerja Rotari Vane Meter
1.2 Kelengkapan PD Meter
Biasanya PD meter diperlengkapi dengan peralatan pelengkap lainnya seperti
Meter register
Pulse transmitter
Automatic temperatur Compensator
Alat pelindung meter
Automatic sampler
1.2.1 Meter Register
Meter register mencatat terus menerus berapa jumlah cairan yang telah ditransfer. Untuk meter register yang digerakkan secara mekanis, putaran rotor PD meter dihubungkan dengan suatu rangkaian roda gigi dan selanjutnya rangkaian roda gigi ini akan menggerakkan angka-angka register untuk menunjukkan total aliran.
1.2.2 Pulse Transmitter
Pada sistem remote sebuah generator pulsa dipasangkan untuk menghasilkan pulsa listrik yang sebanding dengan putaran rotor.
Pembangkit pulsa harus dapat menghasilkan pulsa tertentu per unit volume aliran fluida. Jenis pembangkit pulsa diantaranya dengan sistem fotoelektris, yang dihubungkan ke output shaft dari PD meter.
Pulsa listrik yang dihasilkan dikirimkan ke tempat pembacaan (control room) menggunakan kabel tipe belden ke alat penghitung pulsa yang akan menampilkan total aliran dan kecepatan aliran.
Pulsa listrik ini setara dengan suatu satuan volume fluida yang ditransfer, atau dengan kata lain Tiap-tiap pulsa memiliki angka kesetaraan volumetrik dengan cairan yang diukur jumlah alirannya. Secara matematis ditulis sbb
QT = N x PfDimana :QT = Totalaliran
Pf = Angka kesetaraan, volume per pulsa
N = tampilan pulse counter
Contoh ; Pulse counter menampilkan angka 300.000
Angka kesetaraan Pf = 0,1 liter/pulsa
Maka total aliran QT
= 300.000 pulsa x 0,1 liter/pulsa
= 30.000 liter
1.2.3 Automatic Temperatur Compensator
Meter yang dilengkapi dengan ATG untuk menunjukkan pencatatan Neto. Pencatatan net volume berdasarkan pada perbedaan yang terus-menerus secara sempurna dari volume gross yang diukur dan temperatur dengan tidak mengindahkan perubahan flowmeter.
Gambar 4 ATG
ATG dibuat dan direncanakan tidak hanya sebagai precision instrumen tetapi juga untuk melawan ambient condition temperatur yang biasanya beruba secara tiba-tiba.Unit ini harus dikalibrasi dan dapat diperiksa di lab dengan thermometer yang tepat dan teliti untuk menjamin akurasinya pada saat digunakan dilapangan.
ATG terdiri dari empat elemen dasar yaitu
Thermal system
Gravity selector (coeficient of expantion selector)
Primary gear system
Secondary gear system yang mengandung suatu variabel roler secara tak terbatas dan disc integrator
1.3 Pemilihan PD Meter
Beberapa faktor yang perlu dipertimbangkan adalah:
kaapasitas flow rate (gpm)
ketelitian
sifat fluida meliputi:
Tekanan kerja
Temperatur kerja
Viscositas
Solid partikel yang dikandung
Chemis
Sistem register
Mekanis (lokal)
Sentral (manual/auto)
Total digit
Grafik yang ditunjukkan pada gambar berikut ini menunjukkan data akurasi yang dikeluarkan oleh suatu paberik PD meter. Akurasi tertinggi terjadi pada 70 s/d 90% flowrate.
Gambar 5 Tipikal kurva akurasi PD meter.
1.4 Pemasangan PD Meter
Agar operasinya baik, lancal, breakdown time nya rendah maka sistem pemasangan-nya dilengkapi dengan alat penunjang yang masing-masing berfungsi untuk:
Filter/strainer, untuk menahan partikel padat ikutan.
Gas eliminator, memisahkan dan membuang gas dari fluida
Straightener, melaminierkan aliran
Regulator valve, mengatur kecepatan aliran.
2 TURBIN FLOW METER
Biasanya digunakan untuk mengukur zat alir yang bersih dan mempunyai viscositas yang rendah. Volume zat cair yang mengalir melalui meter biasanya dinyatakan dalam satuan galon, kubik feet, dan liter. Bila mengukur flow rate dari volume satuannya menjadi gal/menit, ft3/menit.
2.1 Komponen-komponen pada turbin flow meter
rotor bearing
rotor blade
rotor assembly
pick-up unit
flow straightening vane
2.2 Cara kerja
Zat alir masuk melalui bila pelurus, untuk meredam zat alir yang turbulen, kemudian zat alir tersebut menabrak rotor yang selanjutnya rotor berputar. Rate putaran rotor disebut juga kecepatan perputaran (rational velocity). Nilai rational velocity ini berbanding lurus dengan kecepatan zat alir yang melalui alat ini.
Contoh:
Air mengalir melalui alat ini dengan kecepatan 0,5 feet/detik, menyebabkan rotor berputar pada harga tertentu.misalnya 100 rpm. Bila kecepatan air melalui alat ini menjadi dua kalinya, maka kecepatan putaran rotor menjadi dua kali, yaitu 200 rpm.
Perputaran blades rotor akan menyebabkan timbulnya pulsa-pulsa listrik pada pick-up yang dipasang pada jalur rotor. Setiap kali sudu melewati pick-up akan disensing yang kemudian timbul tegangan pulsa. Bila suatu rotor mempunyai 12 sudu, maka dalam satu revolusi rotor akan menghasilkan 12 pulsa. Bila rotor berputar pada 200 rpm maka pulsa yang timbul sebanyak 12 x 200 rpm = 2400 pulsa per menit. Dalam istilah kelistrikan 2400 pulsa per menit itu sama dengan 2400 : 60 detik atau 40 Hz.
Untuk memahami turbin flowmeter, kita harus lebih familier dengan konsep ke proporsionalannya:
kecepatan zat alir yang mengalir lewat meter itu proporsional dengan volumetrik flow ratenya.
Kecepatan putaran rotor adalah proporsional dengan kecepatan zat alirnya.
Fekwensi sinyal listrik yang dihasilkan oleh unit magnetic pick-upnya proportional terhadap revolusi rotornya.
Dengan mengulangi contoh diatas akan membantu memahami bagaimana sebuah turbin bekerja. Anggap frekwensi sinyal keluaran pick-up 40 Hz. Karena terdapat pulsa sebanyak 2400 per menit, ini berarti ada 2400 sudu-sudu yang melalui kepala pick-up coil setiap menitnya. Karena kita anggap perputarannya adalah 2400 : 12 atau 200 rpm. Hasil ini diperoleh ketika rotor berputar pada 200 rpm dengan zat alir yang melalui meter kecepatannya 1 feet per detik.
Bila kemudian frekwensi keluaran pick-up menjadi dua kalinya = 80 Hz. Hal ini berarti bahwa terdapat 80 x 60 = 4800 pulsa per menit yang dibangkitkan oleh pick-up. Karena rotor mempunyai sudu-sudu sebanyak 12, maka banyaknya putaran permenit harus 4800 : 12 = 400 rpm. Karena putaran rotor menjadi dua kali lebih cepat, maka kecepatan aliran zat alir pun harus 2 feet per detik.
Sekarang anggap flow meter kita pasang pada pipa D = 8 inchi, sehingga luas penampangnya = 50 inchi2. (A = (.D2/4). Atau 0,35 ft2 (144 inchi2 = 1 ft2).
Bila zat alir dalam pipa bergerak dengan kecepatan 1 ft per detik , hal ini berarti suatu zat alir yang bergerak sepanjang 1 feet dalam waktu 1 detik.
Menurut perhitungan , ketika kecepatan alirnya 1 fet/det, maka volumetrik flow ratenya adalah 0,35 atau sama dengan 1,75 ft3/det.
Bisa dilihat bahwa hal ini bisa langsung dilakukan yaitu : memperkalikan kecepatan tersebut dengan konstanta dalam hal ini konstanta tersebut 0,35 ft2 yang diambil dari diameter penampang dalam pipa (dalam contoh kita 8 inch). Untuk konversi satuan yang lain dapat dikonversi. (1 ft3/det = 449 gal/men dan 1 ft3/det = 26,3 l/det)
2.3 Jenis-jenis Turbin Flowmeter
Untuk Cairan
UntukGas
Untuk Cryogenic
Untuk tujuan khusus
2.4 Keuntungan dan Kerugian pada Turbin Flow meter
kelebihan
Dapat digunakan pada daerah kerja suhu dan tekanan yang lebar; ketelitian tinggi + 0,5 of reading; daerah kerja aliran cukup lebar; output linier; respon cepat terhadap perubahan alirannya; mudah penginslatannya
kekurangannya
Tidak cocok untuk fluida yang kotor; harga cupup tinggi; akan rusak bila melebihi kemampuan kecepatannya; bearing (bantalan) adalah hal yang pokok; memerlukan filter hampir disetiap pemakaian; diperlukan sinyal kondisioner yang canggih; diperlukan juga sistem pembacaan yang canggih
ALAT PENGUJI METER
Ketelitian (accurcy) suatu flow meter menyatakan kesalahan maksimum yang kemungkinan dapat terjadi terhadap nilai aliran sebenarnya yang diukur. Sedangkan nilai yang sebenarnya tidak akan pernah diketahui oleh pengukur.
Ketelitian suatu flow meter dinyatakan dalam persen skala penuh yang ditampilkan. Bila paberik pembuat flow meter menyatakan produknya memiliki ketelitian sebesar + 0,15%, maka nilai aliran yang sebenarnya berkisar
Qact = Q + 0,15 % FS
Tingkat ketelitian suatu flow meter dapat berubah-ubah karena faktor-faktor : umur pemakaian, temperatur, tekanan, viscositas, dan faktor-faktor yang lain. Oleh karena itu perlu ditentukan metode guna menetapkan besarnya kesalahan dan bagaimana memperbaikinya.
Salah satu metode yang lasim digunakan adalah dengan cara menguji flow meter jenis positive displacement meter tersebut dengan meter penguji.
Meter penguji ini digunakan sebagai sarana untuk menentukan ketepatan flow meter karena dapat menentukan besarnya penyimpangan. Besarnya penyimpangan ini merupakan koefisien koreksi atau lebih sering disebut dengan faktor koreksi dari flowmeter. Faktor meter yang ditentukan ataupun dihitung dengan menggunakan sistem prover digunakan menentukan kuantitas minyak yang sebenarnya melewati dan diukur oleh flow meter.
METER PROVER
Ada beberapa metode dalam pengujian flow meter yaitu
1. Prover tank
2. Displacement pipe prover
3. Master meter.
Prover digunakan sebagai peralatan untuk menentukan akurasi dari peralatan meter dan menggambarkan kesalahan sebagai koefisien koreksi atau meter factor. Meter factor diperoleh dari system prover digunakan sebagai pengalih untuk menentukan true quantity dari fluida yang melewati meter.
Dari berbagai tipe prover yang ada displacement meter prover adalah yang paling banyak digunakan, oleh karena praktis, ekonomis dan akurat.
Ada beberapa keuntungan dari displacement prover yang paling diterima yaitu:
Proving dari meter dapat dilakukan pada kondisi actual dan meter berjalan
kontinyu. Ini mengeliminasi kesalahan yang disebabkan waktu starting dan stoping aliran. Juga mengurangi waktu proving
Aliran fluida yang melalui prover selama proving cycle adalah kontinue, sehingga temperatur prover lebih mudah untuk distabilkan.
Metode displacement memberikan self automation
Ketelitian sebuah prover harus mencapai ktelitian + 0,02%, ini berarti untuk setiap 10000 barrel akan berbeda 2 barel.
Prover dalam pemasangannya dapat dipasang fix (tetap) hingga merupakan suatu sistem dengan meter-meter yang tersedia, dapat juga diletakkan diatas truk sehingga mudah dipindahkan
Ada lima prinsip pengujian flow meter, yaitu
Menguji meteran harus dalam kondisi yang sama dengan kondisi yang terjadi pada saat operasi
Penguji meter harus mempunyai kapasitas dan ketelitian yang cukup.
Jumlah pemakaian sebuah prover dipergunakan sebagai dasar masa berlakunya meter prover tersebut.
Prover harus dikalibrasi dan ditera oleh lembaga kalibrasi negara.
Volume dari pengujian yang melalui meter harus sama dengan volume cairan yang diukur dalam prover.
Meter faktor dapat ditentukan dengan membagi volume basis prover dengan volume cairan yang melewati flow meter yang diuji.
dimana : Vp = volume basis prover
Vm = total volume lewat meter, hasil perhitungan yang didasarkan atas
jumlah pulsa
Karena oleh paberik pembuat prover, volume basis prover dan volume ruang ukur pada meter yang diuji ditetapkan pada kondisi temperatur dan tekanan standar maka dalam menetapkan besarnya faktor meter perlu diperhitungkan pengaruh tekanan dan temperatur fluida saat pengujian dilakukan.
Volume liquid dan ruang ukur sangat dipengaruhi oleh tekanan dan temperatur.oleh karena itu pengaruhnya terhadap flow meter yang diuji dan prover perlu diperhitung kan melalui penetapan faktor-faktor koreksi berikut ini:
CFPLM, faktor koreksi pengaruh tekanan terhadap cairan pada meter
CFPLP, faktor koreksi pengaruh tekanan terhadap cairan pada prover
CFPSM, faktor koreksi pengaruh tekanan terhadap steel pada meter
CFPSP, faktor koreksi pengaruh tekanan terhadap steel pada prover
CFTLM, faktor koreksi pengaruh temperatur terhadap cairan pada meter
CFTLP, faktor koreksi pengaruh temperatur terhadap cairan pada prover
CFTSM, faktor koreksi pengaruh temperatur terhadap steel pada meter
CFTSP, faktor koreksi pengaruh temperatur terhadap steel pada prover
Sehingga meter factor :
penggunaan meter faktor MF selanjutnya adalah sebagai tetapan pengali hasil
pembacaan flowmeter
QACT = Qm x MFDimana : QACT = Total aliran actual
Qm = Total aliran hasil pembacaan meter
MF = Meter faktor
Pada sistem manual pekerjaan perkalian dilakukan orang, sedangkan pada sistem otomatis dilakukan oleh paket program.
Tipe Displacement Prover
Ada dua macam displacement prover yang umum dipakai, yaitu
Unidirectional prover
Bi-directional prover
Pada dasarnya prinsip kerja kedua prover itu sama. Kedua jenis prover mempunyai suatu ruang terukur (prover section) yang telah dikalibrasi sehingga diketahui dengan pasti volumenya. Volume ruang terukur pipa ini disebut volume basis. Pada kedua ujung ruang terukur pipa ini masing-masing dipassang sebuah detector switch. Saat pengujian meter (meter proving), pada saat bola tepat menyentuh garis batas ruang terukur dimana detector switch pertama dipasang, switch ini akan mengaktifkan alat penghitung pulsa. Perhitungan pulsa akan berlangsung terus dan akan berhenti saat bola menyentuh garis batas akhir dimana detector switch kedua dipasang
Sesuai dengan namanya unidirectional, displacer berjalan hanya satu arah melalui measuring section. Sedangkan pada tipe bi-directional displacer dapat bergerak melalui measuring section dalam dua arah dengan membalik arah aliran melalui diverter 4-way valve.
Prover loop rata-rata panjangnya antara 8 sampai 12 meter atau bahkan lebih dengan lebar rata-rata 4 meter, disesuaikan dengan kondisi setempat. Prover loop dipasang pada tempat-tempat pengiriman maupun penerimaan minyak seperti:
Depot bahan bakar minyak
Tempat penyimpanan dan pengolahan minyak
Pelabuhan bongkar muat
Gambar 7. Unidirectional Prover
Unidirectional Prover
Secara umum, prover jenis unidirectional dapat beroperasi dengan kecepatan displacer yang jauh lebih tinggi dan oleh karena itu dapat digunakan pada diameter pipa yang lebih kecil, calibrated section yang lebih panjang. Makin panjang jarak antara detector switch, makin baik repeatability-nya. Tidak memerlukan pre-run, selama transfer valve digunakan seal untuk lounching daripada displacer. Meskipun demikian selama gerakan displacer yang hanya satu kali, perlu diperhatikan pada waktu penggantian detector switch prover harus direkalibrasi
Unidirectional prover ditunjukkan seperti gambar 7 diatas ini
Bi-directional Prover
Bi-directional prover memerlukan pre-run untuk memastikan arah balik aliran, khususnya tentang masuknya displacer kedalam ruang kalibrasi. Dengan mengunakan tiga atau lebih detector switch, bi-directional prover dapat dibuat untuk multiple volume prover yang dapat mengurangi proving time pada kecepatan aliran yang rendah. Hal ini tidak mungkin dapat dilakukan pada unidirectional prover, sebab displacer harus selalu berjalan melalui prover dengan panjang tertentu dan kembali ke transfer valve.
Bagian-bagian terpenting dari meter prover yaitu:
1. Prover Run
2. Diverter Valve
3. Spheroid (displacer)
4. Detector Switch
5. Control kabinet and meter station
6. Diverter valve actuator
7. Meter with pulse generator
8. Meter proving counterline block valve
9. Tipical
Ketika cairan mengalir melalui flow meter, flow meter akan menghasilkan sinyal dengan frekwensi yang relatif tinggi dan proporsional dengan volume cairan yang melalui prover.
Arus cairan mengalir melalaui pipa lewat flow meter yang dilengkapi dengan counter dan penggerak pulsa, kemudian cairan masuk ke diverter valve masuk prover dan menggerakkan spheroid dan melewati detector switch yang pertama, kemudian keruang kalibrasi dan melewati detector switch kedua dan menyimpan spheroid diruang penerimaan. Cairan kemudian melewati bagian lain dari diverter valve dan keluar.
Gambar 8. Bidirectional Meter Prover
Ketika spheroid melalui detector switch pertama, counter mulai mencatat jumlah cairan, sampai spheroid menyentu switch yang kedua counter berhenti mencatat secara otomatis. Jumlah pulsa dihitung oleh prover counter ketika spheroid berjalan antara detector switch pertama dan kedua.
Jumlah pulsa yang didapat dibandingkan dengan volume prover untuk mendapatkan meter factor. Pada putaran prover dua arah, satu perjalanan pergi-pulang dari spheroid (round trip) akan setara dengan jumlah pulsa yang tercatat pada prover counter.
Perubahan arah dari spheroid dilakukan dengan merubah arah aliran cairan dengan menggunakan 4-way valve.
Sistem Pengoperasian Meter Prover Dua Arah
a. Pada waktu normal operasi aliran fluida yang diukur akan bergerak melalui pipa utama (main line). Block valve A terbuka, valve B dan C tertutup. Seperti terlihat pada gambar 2.
b. Valve B dan C fully open
c. Buka vent valve pada setiap ujung dari launching chamber, tutup vent valve setelah uap dan udara keluar semua
d. Secara perlahan-lahan tutup valve A
e. Electronic counter ON
f. Gerakkan Z plate pada diverter valve maka Displacer akan bergerak melalui calibrated section
g. Bila displacer mencapai ruang yang bersebelahan, berarti setengah trip telah selesai. Buka vent valve pada ujung prover dimana displacer berada. Tutup vent valve setelah udara dan uap keluar semua. Ulangi prosedur ini untuk setengah trip yang berlawanan sampai semua udara dan uap hilang.
h. Ulangi step diatas beberapa kali
i. Buka blok valve A
j. Tutup valve B dan C
Kalibrasi PD Meter dengan Prover Loop
Meter prover berguna untuk menera atau mengkalibrasi flow meter, dipakai sewaktu-waktu diperlukan tanpa mengganggu aliran BBM yang diukur.
Prinsip dasar kalibrasi adalah dengan membandingkan volume cairan yang melalui meter (flow meter) dengan volume prover loop yang sudah diketahui yang didapat dari hasil kalibrasi.
Ketelitian perpindahan cairan dilakukan oleh dorongan sphere (bola) melalui suatu pipa (calibrated section of pipe), dan secara bersamaan volume yang terukur dicatat. Ratio ditentukan antara perpindahan volume yang diketahui dengan volume yang ditunjukkan oleh flow meter.
Seperti yang sudah dijelaskan diatas, dengan meter prover ini dapat dihitung meter factor dari flow meter, dengan cara sebagai berikut
Artinya, volume yang terbaca pada meter prover dibanding dengan volume yang terbaca pada flow meter pada temperatur yang sama, merupakan Meter Faktor pada saat itu.
Perlu diketahui bahwa volume basis prover diukur berdasarkan suhu basis 60oF dan tekanan basis 1 atmosfer, karena itu volume basis haruslah dikoreksi terhadap suhu dan tekanan (kondisi pegunjian)
Volume Meter Prover = Volume basis Prover x Cts x Ctl x Cps x CPL
Factor-faktor koreksi volume basis terdiri atas
1. Cts := Factor koreksi temperatur pada baja prover (API standard 1101, table 1)
Atau dengan rumus :
Cts = 1 +(Tp 60)(Em)
Dimana : Tp = temperatur rata-rata besi prover, biasanya dianggap sama dengan
temperatur rata-rata liquid dalam prover, oF
Tm= Coefisien of cubical expantion = 0,0000186/oF
2. Ctl = Faktor koreksi temperatur liquid
(ASTM-D 1250, table 6)
3. Cps = Faktor koreksi tekanan pada baja prover
(API Standard 2531, table 2)
atau dengan rumus Cps =1+
dimana : Pp = tekanan operasi prover rata-rata, psig
Pa = tekanan kalibrasi prover = 0 psig
D = Nominal diameter dalam pipa prover, inches
E= Modulus elastisitas besi prover = 30. 106
T = tebal pipa prover, inches
4. Cpl = Faktor koreksi tekanan liquid (compressibility factor)
(API Standard 1101 tabel 2)
atau dengan rumus: Cpl =
dimana : P = tekanan operasi rata-rata prover, psig
F = compressibility factor (lihat API Standard 1101, table 2)
BEBERAPA KETERANGAN
a. Cpl . Liquid Pressure Corection
Adalah factor koreksi tekanan liquid karena adanya perubahan volume liquid yang disebabkan perubahan tekanan pada meter, prover pada kondisi operasi normal. Koreksi ini digunakan untuk mengkoreksi kompresibilitas dari cairan bertekanan pada 0 psig dan diperoleh dari API 2531, apendik A dan API 1101, table II
b. Ctl. Liquid Temperature Correction
Adalah factor koreksi untuk mengubah volume liquid bersuhu 60oF menjadi volume liquid pada suhu operasi. Jika meter adalah Net Meter (mempunyai ATC) koreksi ini dimasukkan hanya pada prover. Jika meter adalah Gross Meter, Koreksi ini diperoleh dari salah satu: ASTM table No. 6 atau ASTM table No. 24 dan digunakan untuk mengkoreksi volume dari produk pada 60oF.
c. Cps. Steel Pressure Correction
Fakror koreksi pada baja karena adanya perubahan volume yang disebabkan perubahan tekanan. Koreksi ini diterapkan hanya pada prover dan diperoleh dari API 2531, Appendix B, Tabel II, untuk standar dinding pipa prover, atau dengan persamaan yang ada untuk dinding-dinding prover yang khusus.
d. Cts. Steel Temperature Correction
Adalah factor koreksi untuk mengubah volume prover bersuhu 60oF (volume basis) menjadi volume prover pada suhu operasi. Koreksi ini diterapkan hanya pada prover dan didapatkan dari API 2531, appendix B, table I.
e. Prover Volume atau Round Trip Volume
Ini adalah voleme kalibrasi dari meter prover pada 0 psi dan 60oF. Pada Undirectional Prover, ini terdiri dari one trip dari displacer (spheroid) yang terkalibrasi. Pada Bidirectional Prover volume ini terdiri dari one trip pada tiap-tiap arah dari displacer yang terkalibrasi.
f. Complete Proving
Terdiri dari sufficient runs untuk mendapatkan repeatability dari meter.
g. Meter Pulse
Adalah pulse per barel yang dibangkitkan oleh transmitter pulsa pada meter.
h. Meter Factor (MF)
Perbandingan antara sejumlah cairan yang dicatat oleh flow meter dan jumlah
cairan sebenarnya yang melewati meter prover
i. Gross Meter
Meter tanpa konpensasi temperatur
j. Net Meter
Meter dengan konpensasi temperatur
Beberapa informasi yang diperlukan untuk mendapatkan meter factor adalah sebagai berikut
Meter data
Prover data
Product data
Temperatur dan tekanan meter
Temperatur dan tekanan prover
Selain data-data tersebut diatas meter Prover memerlukan standar-standar Table API dan ASTM sebagai berikut:
ANSI B31.4 1971 Petroleum Transportation Piping System
ASA B31.3 1966 Petroleum Refinery Piping
API 1101 Measurement of Petroleum Liquid Hydrocarbon by Positive Displacement Meter
API 2531 Mechanical Displacement Meter
Class 1, Group D, Divisions I & II, dari National Electrical Code for explosion proof in hazardous area.
Hasil pengukuran tiap PD Meter yang telah dikoreksi oleh unit ATG, harus diuji kembali akurasinya oleh meter prover. Atau hasil pengukuran tiap PD Meter harus dikalikan dengan factor yang didapatkan dari pengujian meter prover.
Pengujian tiap-tiap PD Meter terhadap meter prover dilakukan pada saat pemuatan sedang berjalan (operating condition), yaitu setelah suhu, tekanan dan flow ratenya stabil.
Cara Pengujian
1. Minyak yang sedang diukur PD meter diteruskan masuk kedalam meter prover. Aliran ini akan menggerakkan bola (spheroid) didalam prover loop yang pada kedua ujungnya telah dipasang switch detector yang akan bekerja bila disentuh bola
2. Volume diantara dua switch detector yang dibatasi bola tersebut telah ditentukan jumlahnya waktu dikalibrasi pada tekanan 0 psig dan suhu 60oF.
3. Karena pengujian berjalan pada tekanan dan suhu yang berbeda dengan waktu dikalibrasi, maka pengujian harus dikembalikan pada tekanan 0 psig dan suhu 60oF dengan jalan mengalikan dengan factor koreksi (Cts, Ctl, Cps, Cpl)
4. Angka pengujian harus ditentukan rata-rata dari tiga kali volume bolak balik bola menyentuk switch detector, biasanya disebut ROUND TRIP atau AVERAGE RUN
Tujuan pengujian sebuah meter adalah untuk menunjukkan tingkat ketelitiannya, dan apabila didapati ketidaktepatan, maka sebuah factor diperlukan untuk mengkoreksi hasil bacaan meter tersebut.
Apabila flow meter tidak dapat diuji sesuai dengan cairan yang akan diukur, maka pengujian harus memakai jenis cairan yang mempunyai API Gravity dan kekentalan sedekat mungkin dengan cairan yang diukur.
Apabila sebuah meter dipakai untuk mengukur beberapa macam cairan yang berbeda, maka harus diadakan pengujian jenis cairan tersebut.
Kehilangan cairan karena penguapan dapat timbul selama pengujian berlangsung dan akan mempengaruhi ketelitian ukuran.
Prosedur Pengujian Dengan API Standar
1. Lakukan sirkulasi melalui meter prover guna menghilangkan gas atau udara yang terperangkap dalam meter prover
2. teruskan sirkulasi hingga takanan dan suhu konstan
3. periksa sistem elektroniknya apakah sudah dalam keadaan baik
4. Periksa apakah tekanan dan suhu pada meter prover sudah konstan
5. lakukan beberapa kali percobaan untuk memastikan bahwa semua komponen sudah bekerja dengan baik
6. kembalikan bacaan counter dan lakukan pengujian sebenarnya dengan four way valve
7. Catat tekanan dan suhu awal dan akhir pada tiap pengujian
8. Catat pulsa pada electronic counter untuk ONE TRIP serta teruskan dengan round trip
9. Teruskan pengujian hingga didapat REPEATABILITY yang diperlukan, yaitu sama atau lebih kecil dari 0,02%, sekurang-kurangnya 3 kali pengujian berturut-turut.
10. meter factor didapat sebagai berikut
Meter Factor =
Net Prover Volume = Volume basis Prover x Cts x Ctl x Cps x CplCARA MENGHITUNG FFAKTOR METER
1. Hitung pulsa rata-rata per roundtrip
2. Cari : Cts, Ctl, Cps, Cpl
3. Kalikan : Volume basis prover (gross prover volume) x Cts x Ctl x Cps x Cpl
Hasil kali ini adalah = Net Prover Volume
4. Kalikan : Jumlah pulsa per round trip x pulse per barel (diketahui)
Hasil ini adalah = Gross Meter Volume
5. Koreksi gross meter volume dengan mengalikan dengan Ctl,
Hasil kalinya adalah = Net Meter Volume
Bila meter dilengkapi dengan alat konpensasi suhu (ATG) maka Ctl = 1, atau dengan kata lain koreksi terhadap suhu dilakukan oleh ATG Conpensator.
6. Lakukan pembagian : Net Prover Volume : Net Meter Volume = Faktor Meter.
Perhitungan Volume Minyak yang di Transfer
Sumber data yang penting dalam menentukan berapa besarnya minyak yang telah ditransfer melalui meter adalah Delivery Ticket. Didalam Delivery Ticket terdapat hasil cetakan angka barrels pada saat sebelum start (barrels reading start) dan setelah pemompaan (barrels reading finish).
Apabila meter dilengkapi dengan alat kompensator ATC, maka angka barrels tersebut sudah pada kondisi standard 60oF, dan tidak perlu diadakan koreksi dengan factor koreksi volume terhadap temperatur.
Barrels Reading finish Barrels Reading Start = Meter Barrels
Meter Barrels x Meter Factor = Gross Barrels @ 60oF
Gross Barrels x % BS & W = BS & W Barrels
Gross Barrels - BS & W Barrels = Net Barrels @ 60oF
Net Barrels yang didapat adalah angka barrels yang digunakan sebagai jumlah yang telah ditransfer dan dicantumkan didalam Bill of Loading (B/L).
RUN TICKET
Run atau delivery ticket adalah sebuah dokumen penting, yang mempunyai serial number, terdiri atas enam copy yang serupa dan bila dipasang atau dicabut disaksikan oleh wakil-wakil dari perusahaan (pertamina Asamera)
Run ticket dipasang pada meter dan secara otomatis terlekat kedalam posisinya, pada saat yang sama tertera penjumlahan aliran melalui meter pada waktu itu. Pada saat pengambilan, ticket sekali lagi ditera dengan penjumlahan aliran melalui meter pada waktu itu.
Perhatikan totalizer ini adalah aliran yang sudah lewat melalui meter sejak pemasangannya, dan tidak bisa direset. Penyetelan dari counter yang dapat direset tidak mempengaruhi run ticket dalam cara apapun.
Ticket biasanya diganti pada akhir bulan dan tengah malam
Catatan
1. Apabila meter yang bersangkutan dilengkapi dengan ATG koreksi suhu terhadap meter tidak perlu dilakukan
2. Pengujian dilakukan sekurang-kurangnya lima kali bolak balik dengan sekurang-kurangnya 3 (tiga) pengujian berturut-turut mencapai repeatability 0,02%
3. Apabila berhubung dengan suatu hal terhadap sesuatu meter dilakukan penyetelan (adjustment) atau untuk mendekatkan meter factor kepada angka 1 (satu) pihak pengguna harus memberitahukan secara tertulis kepada direktorat teknik pertambangan minyak dan gas bumi.
4. Apabila terdapat suatu meter diadakan reparasi (termasuk pertukaran ATG), maka sebelum digunakan untuk penyerahan, meter tersebut harus diuji terhadap meter prover sekurang-kurangnya dengan 3 (tiga) flowrate yang berbeda-beda.
5. ATG diuji sekali selama 6 (enam) bulan. Apabila diragukan sebelum habis masa berlakunya, pengujian ulang dapat dilakukan
Contoh perhitungan
1. Compensated Meter
Meter data : Size = 3 inch
8400 pulse/BBL
Prover data: Round Trip volume = 4.8362 BBL
Size = 10 inch
Wall thickness = 0.2550 inch
Product data: Crude Oil 45 oAPI at 60oF
Flow Rate = 265 BBl/hour
Counter Reading : 40271 pulse at 77 oF
40238 pulse at 78 oF
40250 pulse at 78 oF
40240 pulse at 78 oF
40240 pulse at 79 oF
Calculation data
Total pulse (5 round trip)
: 201209
Average pulse (R/T)
; 40242
Average Temp (prover)
: 78oF
Prover pressure
: 50 psig
Flow meter pressure
: 59 psig
Ambient temperatur
: 85oF
Net Prover Volume = Gross Prover Volume x Cts x Cps x Ctl x Cpl
= 4.8362 x 1.0003 x 1.0001 x 0.9909 x 1.0003
= 4.79555 BBl
Meter Volume
=
=
Corected Meter Volume = Meter Volume x Ctl x Cpl
= 4.7907 x 1 x 1.0004
= 4.7926 BBl
Meter Factor =
=
= 1.00006 (0 psig, 60oF)
Corected Meter Factor = Meter Factor x Ctl x Cpl
= 1.0006 x 1 x 1.0003
= 1.0009 (50 psig, 78 oF)
2. Uncompensated Meter
Calculation data
Total pulse (5 round trip)
: 201209
Average pulse (R/T)
; 40242
Average Temp (prover)
: 78oF
Average Meter Temp.
: 70oF
Prover pressure
: 50 psig
Flow meter pressure
: 59 psig
Ambient temperatur
: 85oF
Net Prover Volume = Gross Prover Volume x Cts x Cps x Ctl x Cpl
= 4.8362 x 1.00033 x 1.0001 x 0.9909 x 1.0003
= 4.7955 BBl
Meter Volume=
=
Corected Meter Volume = Meter Volume x Ctl x Cpl
= 4.7907 x 0.9950 1.0004
= 4.7687 BBl
Meter Factor =
=
= 1.0056 (0 psig, 60oF)
Corected Meter Factor = Meter Factor x Ctl x Cpl
= 1.0056 x 0.9924 x 1.0003
= 0.9983 (50 psig, 78 oF)
3. Diketahui :
Crude oil yang dikapalkan mempunyai oAPI/60oF = 30,3
Kadar air pengapalan 0,05 % Volume
Selama pengapalan menggunakan flow meter No. 1, 2 dan 4
Setelah selesai pengujian pada deliveri ticket didapat angka-angka sebagai berikut:
Meter NumberAngka AkhirAngka Awalselisih
1
2
417.436.998
16.220.214
16.361.10217.401.382
16.184.624
16.325.22835.616
35.590
35.874
Hasil uji pada meter prover didapat angka-angka
Meter Number124
Round Trip 1
Round Trip 2
Round Trip 3120.518
120.519
120.520120.433
120.440
120.452120.491
120.495
120.486
Rata-rata120.519120.442120.491
Perhitungan
Tekanan Pengujian = 75 psig
Temperature pengujian = 140 oF
Dari table 1 API Standar 2531 didapatkan Cts = 1,0015
Dari table 6 ASTM D.1250 didapatkan Ctl = 0,9662
Dari table 2 API Standar 2531 didapatkan ps = 1,0002
Dari table 2 API Standar 1101 didapatkan
Cpl = 1 + P x F
= 1 + 75 x 0,0000071
= 1,0005325
Net Prover Volume = Volume dasar x Cts x Ctl x Cps x Cpl
= 12512694 x 1,0015 x 0,9662 x 1,0002 x 1,0005325
= 121,16768
Meter Factor =
Meter Factor No.1 = = 1,0053823
Meter Factor No.2 = = 1,0060251
Meter Factor No.4 = = 1,005616
Jadi muatan kapal dari
Meteran No. 1 = 35.616 x 1,0053823 = 35.808 BBL/60oF
Meteran No. 2 = 35.590 x 1,0060251 = 35.804 BBL/60oF
Meteran No. 4 = 35.874 x 1,005616 = 36.075 BBL/60oF
- Kadar air Pengapalan = 0,05%, sehingga jumlah muatan kapal adalah
Kotor (Gross) = 35.808 + 35.804 + 36.075 = 107.687 BBL/60oF
Bersih (Netto) = 107.687 x 0,9995
= 107.663 BBL/60oF
Hal-hal yang perlu diperhatikan
1. Meter kotor (Gross Meter) : tanpa konpensasi suhu dan tekanan
2. Meter bersih (Net Flow) : meteran dengan konpensasi suhu dan tekanan
3. Pulsa Pengujian :
Pulsa-pulsa yang tercatat pada prover telah dikompensasi dengan suhu dan tekanan
4. Repeatability:
Kemampuan sebuah sistem pengujian untuk memperoleh hasil pengukuran yang berturut-turut dibawah kondisi operasi yang konstan
5. Apabila meter dilengkapi dengan unit ATG (Automatic Temperature Gravity) koreksi suhu terhadap meter tak perlu dilakukan.
6. Pengujian dilakukan sekurang-kurangnya 5 (lima) kali bolak-balik dengan sekurang-kurangnya 3 (tiga) pengujian berturut-turut mencapai repeatability 0,02%
7. Apabila berhubung suatu hal, meter perlu dilakukan penyetelan untuk mendekatkan meter factor kepada angka 1, maka harus memberitahukan secara tertulis kepada Direktorat Teknik Pertambangan Minyak dan Gas Bumi
8. Apabila perubahan meter factor dari satu meter melampaui + 0,02% dari pengujian-pengujian yang lalu, meter atau sistem meter harus diperiksa.
9. Pada waktu pengukuran, tekanan didalam meter harus dijaga stabil, artinya tidak terjadi flashing atau penguapan
10. Pembacaan suhu dan tekanan pada waktu pengujian meter terhadap meter prover harus mencapai skala masing-masing persepuluhan (0,1oC) untuk suhu dan 1 (satu) psi untuk tekanan
11. ATG diuji sekali dalam 6 (enam) bulan, apabila diragukan sebelum habis masa berlakunya, pengujian ulang dapat dilakukan
12. Apbila terhadap suatu meter diadakan reparasi, maka sebelum dipergunakan untuk penyerahan, meter tersebut harus diuji dengan meter prover sekurang-kurangnya dengan 3 (tiga) flow rate yang berbeda.
EMBED MSPhotoEd.3
EMBED MSPhotoEd.3
EMBED MSPhotoEd.3
RRR-Met.Sys.-06
_1227368448.bin
_1227596122.unknown
_1227637171.bin
_1228979776.bin
_1227637326.bin
_1227600662.unknown
_1227634681.unknown
_1227596968.unknown
_1227421991.unknown
_1227592877.unknown
_1227368639.bin
_1227254371.unknown
_1227255037.unknown
_1227259074.unknown
_1227263912.unknown
_1227264138.unknown
_1227360580.unknown
_1227264048.unknown
_1227263741.unknown
_1227258690.unknown
_1227254900.unknown
_1227254197.unknown
_1227254263.unknown
_1195444384.bin
_1195445306.bin
