Dalam industri heat treatment, keselamatan operasi mesin furnace merupakan hal yang sangat penting. Furnace bekerja pada temperatur tinggi mencapai 930 derajat dan menggunakan sistem pembakaran gas yang berpotensi menimbulkan risiko kebakaran jika tidak dikelola dengan baik. Salah satu risiko yang dapat terjadi adalah ledakan di dalam chamber furnace akibat adanya campuran gas yang tidak terbakar dengan sempurna dalam ruang pemanas.
Sebagai seorang engineer mesin furnace yang menangani perawatan dan peningkatan sistem furnace, kali ini saya terlibat dalam pekerjaan modifikasi penambahan pipa gas nitrogen pada mesin batch furnace.Bulan maret tepat H+4 lebaran saya kembali di tugaskan untuk melakukan modifikasi mesin furnace di negara philipine.Jenis mesin yang sekarang kita tangani adalah TKM 80 sebanyak 8 Unit Kustomer yang kita tangani kali ini adalah sebuah perusahaan manufacture pembuatan transmisi kendaraan jepang mobil dengan lambang 3 berlian.Waktu yang di butuhkan untuk pekerjaan modifikasi ini selama 10 hari mulai dari Penambahan pipa nitrogen,jalur pengkabelan PLC,Pembuatan program serta install,Uji coba Program sampai dengan pelatihan cara penggunaannya.
Alasan utama modifikasi mesin, dengan penambahan nitrogen ini adalah untuk meningkatkan sistem keselamatan dengan cara melakukan purging atau pembersihan gas di dalam chamber furnace sebelum proses pembakaran dimulai.bahkan ketika terjadi masalah abnormal pada mesin.
Kustomer berpesan dan berharap Melalui modifikasi penambahan pipa gas nitrogen ini,diharapkan sistem Kerja furnace menjadi lebih aman Serta risiko ledakan pada mesin dapat di hindarkan.
Mesin yang dimodifikasi merupakan jenis batch furnace yang digunakan dalam proses heat treatment komponen logam.tidak tanggung-tanggung langsung Sebanyak 8 unit di minta untuk modifikasi penambahan pipa nitrogen ini.adapun spesifikasi mesinnya sebagai berikut.
Jenis Furnace : Batch Type Heat Treatment Furnace
Temperatur Operasi : 850°C – 950°C
Sistem Burner : Heater System
Sistem Kontrol : Temperature Controller dan PLC
Media Pembakaran : Gas Fuel
Sistem Safety : Flame Detector dan Interlock System
Batch furnace bekerja dengan sistem pemanasan secara bertahap di dalam ruang chamber. Material dimasukkan ke dalam furnace, kemudian pintu furnace ditutup dan proses pemanasan dimulai hingga mencapai temperatur yang diinginkan.
System safety yang digunakan untuk mesin batch ini adalah sistem purging.Purging merupakan proses pembersihan gas di dalam chamber furnace sebelum gas di,masukan ke dalam furnace.
Jika masih terdapat gas yang tertinggal di dalam ruang furnace dan bercampur dengan udara, maka kondisi tersebut dapat membentuk campuran gas yang mudah meledak ketika burner dinyalakan.
adapun Beberapa potensi risiko yang ditemukan antara lain:
Adanya sisa gas pembakaran di dalam chamber furnace
Kurangnya sistem penggantian udara sebelum ignition burner
Belum adanya jalur khusus untuk proses purging menggunakan gas
Apabila kondisi ini dibiarkan, maka terdapat kemungkinan terjadinya flashback atau ledakan kecil pada saat proses penyalaan heater begitu menurut teori yang saya dapatkan
untuk kasus customer kami kali ini ternyata mereka mempunyai masalah pernah terjadi ledakan saat uji coba pergerakan barang pada kondisi dingin dengan sistem manual (saat itu suhu 300 derajat) Perpindahan barang dari depan conveyor ke belakang.saat barang berada di conveyor belakang dan bebrapa menit lalu muncul ledakan di chamber furnaces
Setelah dilakukan analisa mendalam melalui introgasi kepada operator serta melihat kondisi mesin akhinya saya mengambil keputusan bahwa ledakan itu terjadi karena memang adanya mis operasi pada saat melakukan uji coba pergerakan pada mesin furnaces.bahwa proses purging sebelumnya hanya mengandalkan sirkulasi udara alami dari exhaust system. Metode ini dinilai kurang efektif untuk memastikan bahwa seluruh gas sisa pembakaran benar-benar keluar dari chamber furnace.
Untuk meningkatkan faktor keselamatan, diperlukan sistem purging yang lebih efektif menggunakan gas Nitrogen yaitu gas yang tidak bereaksi dengan bahan lain dan tidak mudah terbakar.
Gas yang umum digunakan untuk tujuan tersebut adalah gas nitrogen (N₂).
Gas nitrogen memiliki beberapa keunggulan sebagai media purging:
Tidak mudah terbakar
Tidak bereaksi dengan gas pembakaran
Dapat menggantikan udara di dalam chamber furnace
Mengurangi konsentrasi oksigen yang berpotensi memicu ledakan
Berdasarkan analisa tersebut, diputuskan untuk melakukan modifikasi dengan menambahkan jalur pipa gas nitrogen pada furnace.dan bisa di gunakan saat terjadi masalah barang susah keluar ataupun maslah saat heatup.bahkan ada beberapa customer yang menggunakan nitrogen ini untuk menetraliris chamber ruangan furnaces dari jelaga sebeum di masukan gas.
Konsep modifikasi yang dirancang adalah dengan menambahkan sistem purging nitrogen yang dapat mengalirkan gas nitrogen ke dalam chamber furnace sebelum heater dinyalakan.baik secara manual ataupun otomatis dan ada beberapa skema permintaan dari customer ada 10 point kalau tidak salah
Prinsip kerja sistem ini adalah sebagai berikut:
Sebelum proses seasoning, gas nitrogen dialirkan ke dalam chamber furnace.untuk menetralisi jelaga yang ada di dalam chamber seperti yang di jelaskan di atas
Gas nitrogen akan mendorong keluar udara dan gas sisa pembakaran melalui sistem exhaust.jika terjadi masalah barang tidak proses
Setelah proses purging selesai, sistem kontrol furnace akan mengizinkan burner untuk menyala.
Dengan metode ini, ruang furnace akan berada dalam kondisi yang lebih aman sebelum proses pembakaran dimulai.sehingga memberikan kenyamanan bagi operator saat menjalankannya
Proses modifikasi dilakukan melalui beberapa tahapan pekerjaan sebagai berikut walaupun memang untuk tahap persiapan sendiri tidak begitu sempurna baik dari prgram PLC dan mekanik karena memang karena kesibukan kami sebagia engineering yang di indonesia namun karena di dasari dari tanggung jawab jadi kami siapa untuk bisa melakukan pekerjaan ini dengan baik.
1. Perencanaan Jalur Pipa
Langkah pertama adalah menentukan jalur instalasi pipa nitrogen yang akan masuk ke dalam chamber furnace. Posisi pipa harus dirancang agar distribusi gas nitrogen dapat menyebar secara merata.ini yang memang masih menjadi misteri dan akhirnya di sepakati untuk penambahan jalur pipa di pakai dengan menggunakan jalur pipa nitrogen dari mulai inputan masuk ke solenoid baru ke flowmeter begitupun dengan yg gas rx.artinya jalur pipa nitrogen harus melalui jalur pipa rx terlebih dahulu kemudian melewati flowmeter dan langsung ke mesin.jadi ketika gas rx mati maka gas nitrogen terbuka dan mengalirkan gas ke arah mesin.
2. Instalasi Pipa Nitrogen
Setelah jalur pipa ditentukan, dilakukan pemasangan pipa nitrogen yang terhubung dengan sumber gas nitrogen dari sistem supply pabrik.
Komponen yang digunakan dalam instalasi ini antara lain:
Pipa gas nitrogen kebetulan untuk pipa yang di gunakan adalah piap tembaga tubing biasa kita sebut dan ukuran nya memang kecil
Solenoid valve
Pressure regulator untuk jalur pipa nitrogen ini adal tambahan pressure regulator di inputan utam sebelum masuk ke piap nitrogen
Fitting dan valve pengaman ada kendala pada saat persipan ini saat datang ke lokasi tenyata untuk piap rx nya sendir belum siap dan atana untuk pipa nitrogen sudah siap namun belum juga di pasang sampi dengan hari ketiga beul terlihat rogress yang beitu baik
sempat tidak yakin bahwa pabrikasi sampai dengan pemsanagan untuk pipa nitrogen ini bisa selesai sampai hari kamis atau hari ke 5.tapi di luar dgaan dan sudah di ush juga akhirnya sempat selsai juga.sehingga bisa sesuai dengan jadwal yang sudah kita buatkan.
3. Integrasi dengan Sistem Kontrol
Agar sistem purging dapat berjalan otomatis, jalur nitrogen dihubungkan dengan sistem kontrol furnace menggunakan solenoid valve yang dikendalikan oleh PLC.
Sistem ini akan bekerja sesuai dengan urutan operasi furnace.nah untuk program sendiri baru bisa dibuat pada saat berbarengan pekerjaan modifikasi di laksanakan cutomer degan membutuhkan waktu hamir 4 -5 hari dan perlu analisa yang lebih mendalam dalam hal pekerjaan ini sementara pihak lain terus meminta di percepat.
nah ini yang menjadi membutuhkan lama selama kami kesini ternayta untuk program nya sendiri ternyata belum di buat
4. Penambahan Interlock Safety
Selain penambahan pipa nitrogen, dilakukan juga penambahan interlock safety system yang berfungsi untuk memastikan bahwa burner tidak dapat menyala jika proses purging belum selesai.
Dengan adanya interlock ini, sistem furnace menjadi lebih aman.ada beberap permintaan tambahan dari cusomert unntuk cusus ini yaitu salah atunya mintay pop up pada monitro ketika sesorang ining menlakukan penean mulaid ilakukan
Setelah proses modifikasi selesai dilakukan, tahap selanjutnya adalah melakukan pengujian sistem untuk memastikan semua fungsi berjalan dengan baik.proses testing akhrinya bisa di lakukan hari sabtu 3 april karena kalu 2 april dengan cara melakukan auto proses mengakali PLC
Beberapa pengujian yang dilakukan antara lain:
Nitrogen Flow Test
Pengujian ini dilakukan untuk memastikan gas nitrogen dapat mengalir dengan baik melalui jalur pipa yang telah dipasang.
Purging Test
Pada tahap ini dilakukan simulasi proses purging sebelum burner dinyalakan untuk memastikan bahwa gas nitrogen dapat menggantikan udara di dalam chamber furnace.
Safety Interlock Test
Pengujian ini dilakukan untuk memastikan bahwa burner tidak dapat menyala sebelum proses purging selesai.
Burner Ignition Test
Setelah semua sistem dinyatakan aman, dilakukan pengujian penyalaan burner untuk memastikan bahwa furnace dapat beroperasi dengan normal.
Setelah seluruh proses modifikasi dan pengujian selesai dilakukan, sistem furnace menunjukkan peningkatan dalam aspek keselamatan.
Beberapa hasil yang diperoleh antara lain:
Sistem purging menjadi lebih efektif
Risiko ledakan dapat diminimalkan
Proses ignition burner menjadi lebih stabil
Sistem safety furnace meningkat
Dengan adanya sistem purging nitrogen ini, furnace kini memiliki lapisan perlindungan tambahan sebelum proses pembakaran dimulai.
Dalam proses modifikasi ini terdapat beberapa tantangan yang dihadapi di lapangan, antara lain:
Keterbatasan ruang instalasi pipa pada mesin furnace
Penyesuaian sistem kontrol yang sudah ada
Koordinasi dengan tim produksi agar modifikasi tidak mengganggu jadwal produksi
Namun melalui kerja sama tim engineering dan teknisi lapangan, proses modifikasi dapat diselesaikan dengan baik.
Dari pekerjaan ini terdapat beberapa pelajaran penting dalam sistem keselamatan furnace.
Salah satu hal yang sangat penting adalah bahwa sistem purging merupakan bagian kritis dalam operasi furnace berbahan bakar gas. Tanpa proses purging yang baik, risiko terjadinya ledakan dapat meningkat.
Selain itu, penerapan sistem interlock pada kontrol furnace juga sangat penting untuk memastikan bahwa setiap tahapan operasi berjalan sesuai prosedur keselamatan.
Modifikasi penambahan pipa gas nitrogen pada batch furnace merupakan salah satu langkah penting dalam meningkatkan keselamatan operasi mesin.
Dengan adanya sistem purging nitrogen, ruang furnace dapat dibersihkan dari gas sisa pembakaran sebelum burner dinyalakan. Hal ini dapat mengurangi risiko terbentuknya campuran gas yang berpotensi menimbulkan ledakan.
Selain itu, penambahan sistem interlock safety pada kontrol furnace juga memberikan perlindungan tambahan bagi operator dan peralatan.
Sebagai seorang engineer yang bekerja pada bidang furnace engineering dan heat treatment equipment, pengalaman melakukan modifikasi sistem keselamatan seperti ini memberikan banyak pembelajaran mengenai pentingnya desain sistem yang aman dan andal.sehingga memberikan kenyamanan dan keamanan bagi kustomer dan khususnya operator yang menjalankan mesin.
Dalam dunia industri, peningkatan sistem keselamatan bukan hanya tentang memperbaiki mesin yang rusak, tetapi juga tentang melakukan improvement agar risiko kecelakaan dapat dicegah sejak awal.Maka kami terus memberikan dan menemukan inovasi tersebut agar sasaran dan target zero accident bisa tercapai dengan menambahkan fungsi dan keselamatan pada mesin ini.
Pengalaman di lapangan seperti ini menjadi bagian penting dalam pengembangan kemampuan seorang engineer untuk terus meningkatkan performa dan keselamatan mesin industri.banyak sekali yang saya rasakan ketika melakukan pekerjaan modifikasi ini salah satunya memberikan wawasan bahwa mesin yang lama ternyata bisa juga di tambahkan dan modifikasi untuk lebih aman pada saat di gunakan.menambah jaringan perkenalan di luar negeri dan Mengetahui berapa jauh pemahaman operator para cara kerja mesin tersbut.