Analisis Potensi Kerusakan Akibat Erosi pada Cyclone Separator Akibat Aliran Pasir Steel Grit dengan Metode Computational Fluid Dynamics

Alfan Fauzi Ahmad; Nurmala Dyah Fajarningrum; Raka Mahendra Sulistiyo; Arif Rahman Saleh

doi:10.32528/jp.v10i2.4313

Authors

Alfan Fauzi Ahmad Universitas Tidar
Nurmala Dyah Fajarningrum
Raka Mahendra Sulistiyo
Arif Rahman Saleh

DOI:

https://doi.org/10.32528/jp.v10i2.4313

Keywords:

sand blasting; steel grit; cyclone separator; erosi; computational fluid dynamics (CFD); life time

Abstract

Proses sand blasting merupakan salah satu tahap penting di PT INKA (Persero), yaitu penyemprotan material abrasif seperti aluminium oxide atau steel grit bertekanan tinggi untuk membersihkan permukaan logam dari karat dan cat lama. Proses ini menghasilkan partikel debu yang ditangani menggunakan sistem dust collector dengan cyclone separator. Namun, ditemukan kebocoran pada dinding cyclone akibat erosi partikel steel grit yang berpotensi mencemari lingkungan dan mengganggu kesehatan. Penelitian ini menganalisis pengaruh kecepatan partikel terhadap laju erosi pada cyclone separator menggunakan metode Computational Fluid Dynamics (CFD) dengan Ansys 2025/R1. Simulasi dilakukan menggunakan model erosi Generic yang dikombinasikan dengan pendekatan model Oka untuk merepresentasikan pengaruh kecepatan dan sudut tumbukan partikel terhadap material dinding. Hasil menunjukkan bahwa laju erosi meningkat seiring kenaikan kecepatan partikel, dengan nilai masing-masing 0,291; 0,317; dan 0,349 mm/tahun pada kecepatan 5, 10, dan 15 m/s. Sebaliknya, life time berkurang menjadi 34,4; 31,8; dan 28,6 tahun. Pengendalian kecepatan aliran partikel penting untuk memperpanjang life time cyclone separator serta mencegah terjadinya kebocoran dan pencemaran lingkungan kerja.

References

[1] H. Risqullah and I. Dirja, “Proses Sandblasting Dalam Proses Fabrikasi Baja Struktur Pada Proyek Refinery Development Master Plan (RDMP) di PT AJP,” J. Ilm. Wahana Pendidik., vol. 8, no. 15, pp. 264–275, 2022, [Online]. Available: https://doi.org/10.5281/zenodo.7049222

[2] Nabila Indah Wibisono and Novirina Hendrasarie, “Kajian BebanEmisiSO2, NO2danPartikulatdariCerobongBoilerdengan Bahan Bakar Kayu padaPT X,” J. Serambi Eng., vol. IX, no. 3, pp. 9379–9389, 2024, [Online]. Available: https://jse.serambimekkah.id/index.php/jse/article/view/241/190

[3] B. D. Afrah, T. Riadz, N. Novia, N. Ilmi, and V. D. W. Pranajaya, “Evaluasi Kinerja Cyclone Separator Dengan Simulasi Komputasi Dinamika Fluida,” Instrumentasi, vol. 47, no. 1, p. 39, 2023, doi: 10.31153/instrumentasi.v47i1.300.

[4] D. I. Beny Bandanadjaja, “Rancangan proses perlakuan panas untuk meningkatkan sifat ketahanan erosi baja AISI 4140,” vol. 6, pp. 105–116, 2017.

[5] A. S. Vania and L. Rubianto, “Desain Cyclone Dust Collector Untuk Upaya Memperbaiki Sirkulasi Udara Dan Mengurangi Korosi Pada Area Proses Produksi,” DISTILAT J. Teknol. Separasi, vol. 10, no. 1, pp. 1–12, 2024, doi: 10.33795/distilat.v10i1.4951.

[6] I. W. Yudhatama, I. Hidayat, and W. Jatimurti, “Simulasi CFD Erosi Partikel PAsir dalam Aliran Fluida Gas Turbulen pada Elbow Pipa Vertikal-Horizontal,” J. Tek. ITS Vol. 7, No. 2, ISSN 2337-3539 (2301-9271 Print), vol. 7, no. 2, pp. B134–B139, 2018.

[7] L. R. Krisnanda, A. Santoso, and T. F. Nugroho, Analisa Laju Erosi pada Elbow Pipa Karena Partikel Pasir Dalam Aliran Fluida Gas Menggunakan Simulasi CFD, vol. 8, no. 2. 2020. doi: 10.12962/j23373539.v8i2.48218.

[8] D. F. Akbar, I. S. Haq, and L. Laila, “Kajian Perbandingan Dimensi LTDS Cyclone Terhadap Angka Rugi Gesekan Permukaan Yang Diperoleh ( Studi Kasus PT . BWLM – NSAM ),” Kaji. Perbandingan Dimens LTDS Cyclone Terhadap Angka Rugi Gesekan Permukaan Yang Diperoleh (Studi Kasus PT. BWLM – NSAM), pp. 1–6, 2022.

[9] A. Santoso and B. Ilmi, “Analysis of Erosion Rate on Discharge Slurry HDPE Pipe in Canal Water Intake PLTGU Grati using CFD Simulation,” Int. J. Mar. Eng. Innov. Res., vol. 2, no. 4, 2018, doi: 10.12962/j25481479.v2i4.4063.

[10] S. Q. Asriati, N. ZA, M. Muhammad, J. Jalaluddin, and A. Azhari, “Simulasi Pengaruh Bukaan Valve Terhadap Pressure Drop Dan Kavitasi Pada Control Valve Tipe Ball Valve Dengan Menggunakan Software Autodesk Cfd (Computational Dynamics Fluid),” Chem. Eng. J. Storage, vol. 1, no. 2, p. 46, 2021, doi: 10.29103/cejs.v1i2.5443.

[11] G. I. Winarto, E. Wismawati, and F. Bisono, “Pengaruh Laju Korosi Erosi Terhadap Lifetime Material Carbon Steel A53 Grade B , Stainless Steel 304 , dan Stainless Steel 316 pada Aliran Weighed Juice Return Pipe di Industri Gula,” Proceeding 3rd Conf. Pip. Eng. its Appl., vol. 3, no. Corrosion, pp. 157–162, 2018.

[12] SurfacePrep, “Steel Grit.” [Online]. Available: https://www.surfaceprep.co.uk/abrasives/metallic/steel-grit.html

[13] G. D. Haryadi, A. Suprihanto, M. Butarbutar, and J. H. Soedarto, “Perhitungan Lifetime Prediction pada Komponen Kritis Centrifugal Pump Menggunakan Metode Weibull,” Rotasi, vol. 23, no. 3, pp. 1–8, 2021.

[14] M. Iliyas and N. Iskandar, “Simulasi Numerik Cyclone Separator Pada Penggilingan Padi,” J. Tek. Mesin S-1, vol. 11, no. 4, pp. 113–120, 2023.

[15] R. Risna, R. T. Siwi, N. Manik, and F. Oktafiani, “Penentuan Remaining Lifetime Net Gas Wash Column Berbasis Laju Korosi Internal Di Hydrocracking Treatment Unit Plant 5,” PETROGAS J. Energy Technol., vol. 6, no. 1, pp. 44–52, 2024, doi: 10.58267/petrogas.v6i1.166.

[16] A. Z. Syaiful, J. Dwita, R. Batu, P. T. Kimia, F. Teknik, and U. Bosowa, “Analisis Laju Korosi Dan Lifetime,” J. Univ. Bosowa, Makasar, Indones., pp. 1–14, 2022.