Memahami Pentingnya Nitrogen Purging: Tujuan, Metode, dan Peralatan yang Digunakan

Kita mungkin pernah melihat kru operator di sebuah perusahaan minyak dan gas, yang dengan cermat menginjeksikan gas nitrogen ke dalam sebuah jalur pipa.

Melihat adegan tersebut, kadang timbul rasa penasaran di dalam diri kita, dan timbul pertanyaan dalam benak: Apa sebenarnya tujuan dari para operator tersebut? Mari kita cari tahu jawabannya.

Apa Itu Nitrogen Purging?

Yuk, simak penjelasan di bawah ini tentang pengertian, tujuan, manfaat, dan berbagai penggunaan umum dari nitrogen purging.

Selain itu, artikel ini juga akan membahas berbagai metode kerja yang digunakan dalam proses ini, peralatan yang digunakan, serta menyoroti perbedaan utama antara N2 Purging dan Blanketing.

Table of contents:

1. Pengertian Nitrogen Purging
2. Tujuan dan Manfaat
3. Penggunaan Umum
4. Metode Nitrogen Purging
5. Peralatan Purging 
6. Persamaan dan Perbedaan dengan N2 Blanketing
7. Tips Keselamatan Kerja 
8. Kesimpulan

Pengertian Nitrogen Purging

Gambar ilustrasi: purging menggunakan gas nitrogen

Nitrogen purging (N2 purging) adalah proses menginjeksi gas nitrogen ke dalam suatu wadah atau sistem pipa untuk membuang udara, gas, dan zat-zat lainnya yang tidak diinginkan, sehingga produk tetap stabil dan aman dalam proses industri.

Teknik N2 purging ini umumnya diterapkan di berbagai industri, termasuk industri minyak dan gas, manufaktur elektronik, kemasan makanan, dan industri lainnya di mana keberadaan kelembaban dan oksigen dalam proses tidak diinginkan karena dapat menyebabkan berbagai masalah.

Tujuan dan Manfaat N2 Purging

Berdasarkan pengertian di atas, tujuan utama dari nitrogen purging adalah untuk menciptakan lingkungan yang aman dan terkendali dengan mengurangi atau menghilangkan kehadiran oksigen, kelembaban, dan kontaminan lainnya. Berikut ini beberapa manfaat utama N2 purging:

• Inerting: Nitrogen adalah gas inert, yang berarti gas tersebut tidak bereaksi dengan zat lain. Dengan melakukan pembersihan dengan nitrogen, oksigen dan gas-gas reaktif lainnya digantikan, mengurangi risiko pembakaran atau oksidasi di lingkungan tertentu.
• Pembersihan Oksigen: Dalam proses atau penyimpanan yang sensitif terhadap oksigen, pembersihan N2 membantu menghilangkan oksigen, mencegah korosi, degradasi, atau reaksi kimia yang tidak diinginkan.
• Mengontrol Kelembaban: Nitrogen adalah gas kering, dan pembersihan dengan nitrogen membantu mengendalikan tingkat kelembaban, meminimalkan potensi karat, jamur, atau masalah terkait kelembaban lainnya.
• Mencegah Kontaminasi: Dengan menggantikan atmosfer dengan nitrogen, kontaminan atau kotoran yang tidak diinginkan dikeluarkan, memastikan lingkungan yang bersih dan terkontrol.

Aplikasi Umum

Penggunaan gas nitrogen dalam pembersihan sistem merupakan bagian penting dari proses manufaktur industri karena keamanannya. Oleh karena itu, pentingnya nitrogen dalam industri semakin terasa.

Berikut adalah beberapa fungsi utama dari prosedur N2 purging dalam berbagai konteks industri:

• Diaplikasikan pada lingkungan yang rentan terhadap risiko kebakaran, seperti kapal tanker, tangki minyak, dan tempat penyimpanan oil & gas lainnya.
• Penggunaan nitrogen purging pada transformator dan lingkungan listrik yang mudah terbakar.
• Pembersihan senyawa organik dalam industri kimia/petrokimia untuk menjaga kebersihan dan keamanan proses.
• Pengeringan dan pembersihan pipa untuk mengurangi konsentrasi oksigen dan mencegah kerusakan.
• Eliminasi gas beracun dalam process chambers, seperti alat sputtering
• Dalam proses fabrikasi logam, sistem N2 purging digunakan untuk menghilangkan senyawa-senyawa  yang dapat mempengaruhi kualitas hasil las.

Metode Kerja Nitrogen Purging

Ada beberapa metode yang digunakan untuk melakukan nitrogen purging, yang disesuaikan dengan kebutuhan dan aplikasi tertentu. Beberapa cara dan metode yang umum digunakan adalah Pressure Transfer, Pressure-hold Vacuum, Displacement Purging, dan Dilution Purging.

Berikut adalah penjelasan mengenai empat jenis metode utama dalam sistem nitrogen purging:

1. Pressure Transfer

Transfer Tekanan adalah metode untuk memindahkan cairan tanpa menggunakan pompa. Metode ini melibatkan penggunaan nitrogen untuk menekan ruang kosong di dalam wadah. Hal ini sering digunakan ketika ada pembatasan ruang atau jika terdapat bahan tertentu yang mempengaruhi efisiensi pompa.

Proses ini dimulai dengan mengisi ruang kosong di dalam wadah dengan nitrogen. Kemudian, nitrogen diinjeksikan untuk meningkatkan tekanan di dalam wadah. Tekanan yang diciptakan akan mendorong cairan keluar dari wadah menuju wadah lainnya.

Oksidasi sering terjadi saat melakukan transfer cairan dari satu tangki ke tangki lainnya, terutama jika terjadi kontak dengan udara. Dengan menggunakan metode ini, resiko oksidasi cairan dapat berkurang secara signifikan.

Metode ini merupakan cara efektif ketika penggunaan pompa tidak memungkinkan, misalnya karena ruang terbatas atau adanya bahan tertentu yang tidak cocok dengan pompa.

Selain itu, metode pressure transfer juga dapat mengurangi resiko kontaminasi karena tidak memerlukan peralatan mekanis yang bergerak seperti pada pompa.

Namun, menekan ruang kosong di dalam suatu wadah dengan injeksi nitrogen memerlukan peralatan yang tepat dan penanganan yang ekstra hati-hati agar selama proses transfer cairan berjalan lancar dan aman.

2. Pressure-hold Vacuum

Dalam metode tekanan-vakum, nitrogen dipompa ke dalam wadah hingga mencampur dengan isinya. Selanjutnya, campuran antara gas nitrogen dan gas yang ada si dalamnya dilepaskan ke udara secara berulang hingga semua gas terbuang sepenuhnya.

Metode ini ideal digunakan ketika sebuah wadah hanya memiliki satu lubang. Jumlah nitrogen yang diperlukan dalam kasus ini akan tergantung pada jumlah tekanan purging yang diperlukan untuk mengurangi kontaminan hingga mencapai tingkat yang dapat diterima.

Proses dimulai dengan memasukkan nitrogen ke dalam wadah untuk meningkatkan tekanan di dalamnya. Tekanan ini membantu mendorong kontaminan keluar dari wadah. Setelah pencampuran nitrogen dan kontaminan terjadi, campuran tersebut dilepaskan ke udara melalui lubang yang sama di mana nitrogen dimasukkan.

Keuntungan utama dari metode ini adalah kemampuannya untuk membersihkan wadah hanya dengan menggunakan nitrogen dan ventilasi sederhana saja.

Meskipun demikian, diperlukan pemantauan yang cermat untuk memastikan tingkat kontaminan mencapai tingkat yang dapat diterima sebelum wadah digunakan atau diisi dengan cairan lainnya.

3. Displacement purging

Displacement purging adalah sebuah metode yang digunakan untuk membersihkan atau mengosongkan sistem pipa atau wadah dari kontaminan atau zat yang tidak diinginkan dengan menggunakan sebuah alat yang disebut "pig".

Pig ini biasanya berbentuk seperti sebuah piston atau plug yang dipasang di dalam pipa dan didorong oleh tekanan gas nitrogen untuk menggusur atau mendorong kontaminan keluar dari pipa. Pada umumnya, Pig dilengkapi dengan alat pembersih seperti sikat atau penggerus untuk menghilangkan kontaminan yang melekat pada dinding pipa.

Proses ini mirip dengan membersihkan pipa dengan semprotan air bertekanan, di mana air yang ditekan mendorong segala sesuatu yang ada di dalam pipa keluar. Namun, dalam displacement purging, gas yang digunakan untuk mendorong pig adalah gas inert seperti nitrogen, yang tidak bereaksi dengan materi dalam sistem dan tidak menimbulkan resiko kebakaran atau ledakan.

Keuntungan utama metode ini adalah bisa membersihkan pipa dengan sangat baik dan efisien. Tapi, metode ini memerlukan biaya awal yang tinggi untuk pemasangan dan perawatan peralatan.

4. Dilution purging

Metode penggusuran dengan dilusi, atau dilution purging, adalah cara untuk membersihkan sistem menggunakan gas nitrogen untuk peralatan yang kompleks seperti tungku (kiln), kolom, atau reaktor.

Metode penggusuran dengan dilusi dimulai dengan memasukkan nitrogen ke dalam sistem atau peralatan yang akan dibersihkan. Kemudian, nitrogen dicampur dengan gas atau kontaminan yang ada di dalam sistem. Campuran ini kemudian didorong keluar melalui titik keluar, yang sebaiknya diletakkan sejauh mungkin dari titik masuk.

Dengan mencampur nitrogen dengan gas yang ada, kontaminan diencerkan dan dipindahkan dari sistem secara efisien. Keuntungan utama dari metode ini adalah kemampuannya untuk membersihkan sistem yang kompleks dengan baik. Dengan menggusur dan mendilusi isi sistem, metode ini menciptakan lingkungan yang lebih aman dan stabil, yang mengurangi risiko reaksi kimia yang tidak diinginkan atau bahaya kebakaran.

Peralatan Purging

Peralatan yang digunakan untuk purging menggunakan nitrogen bervariasi tergantung pada aplikasi spesifik dan skala operasi. Berikut adalah beberapa peralatan yang umumnya digunakan:

• Sistem Nitrogen Generation: Untuk memproduksi nitrogen, biasanya menggunakan sistem nitrogen generation. Sistem ini dapat berupa unit membran, unit adsorpsi tekanan osmotik (PSA), atau unit adsorpsi tekanan ayunan (VSA). Sistem ini menghasilkan nitrogen murni dengan memisahkan oksigen dan gas lainnya dari udara.
• Tangki Nitrogen: Nitrogen yang dihasilkan dari sistem nitrogen generation disimpan dalam tangki nitrogen. Tangki ini dapat berukuran kecil untuk aplikasi laboratorium atau tangki besar untuk aplikasi industri.
• Regulator Tekanan: Regulator tekanan digunakan untuk mengatur tekanan gas nitrogen yang akan digunakan dalam proses purging. Ini memastikan tekanan gas yang sesuai dengan kebutuhan aplikasi.
• Selang dan Fitting: Selang dan fitting digunakan untuk mengalirkan nitrogen dari tangki nitrogen ke sistem yang akan dipurgi. Fitting ini harus sesuai dengan ukuran dan spesifikasi sistem yang akan dipurgi.
• Valve dan Manifold: Valve digunakan untuk mengatur aliran nitrogen, sedangkan manifold digunakan untuk menghubungkan beberapa saluran nitrogen ke sistem yang akan dipurging.
• Peralatan Keselamatan: Peralatan keselamatan seperti sensor tekanan, pengaman kebocoran, dan alarm gas nitrogen digunakan untuk memantau dan menjaga keamanan selama proses purging.
• Pig Launcher dan Receiver: Dalam metode penggusuran, pig launcher digunakan untuk memasukkan pig (piston atau plug) ke dalam sistem yang akan dipurging, sementara pig receiver digunakan untuk menangkap pig setelah melewati sistem.Pig dilengkapi dengan alat pembersih seperti sikat atau penggerus untuk membersihkan kontaminan yang melekat pada dinding pipa.

Persamaan dan Perbedaan dengan N2 Blanketing

Sistem N2 purging dan N2 blanketing memiliki persamaan, keduanya menggunakan nitrogen (N2) untuk tujuan pengamanan atau pembersihan dalam suatu sistem.

N2 purging menggusur atau membersihkan kontaminan dengan mendorong mereka keluar dari sistem menggunakan aliran nitrogen, sementara N2 blanketing menggunakan lapisan gas nitrogen untuk melindungi atau mencegah kontaminan masuk ke dalam sistem dengan menjaga lingkungan di dalam wadah atau tangki tetap terisolasi dari udara luar.

Dengan kata lain, keduanya menggunakan nitrogen untuk tujuan pengamanan dalam sistem, tetapi dengan pendekatan yang berbeda

Baca juga: Apa Itu Nitrogen Blanketing: Tujuan, Manfaat, dan Proses Pengendaliannya

Namun demikian, ada perbedaan utama dalam tujuan dan aplikasinya, berikut ini penjelasannya:

1. Beda Fungsi dan Tujuan

N2 Purging:

Tujuan utama dari N2 purging adalah menghilangkan atau mengurangi keberadaan oksigen dan kelembaban dari suatu sistem atau wadah. Ini bertujuan untuk mencegah oksidasi, korosi, atau reaksi kimia yang tidak diinginkan yang dapat terjadi dalam lingkungan yang terpapar oksigen atau kelembaban.

N2 Blanketing:

Tujuan utama dari N2 blanketing adalah melindungi atau mengisolasi produk atau material dari udara luar. Proses N2 Blanketing dilakukan dengan mengisi ruang tertutup di atas permukaan produk atau material dengan gas nitrogen. Tujuan utamanya adalah untuk mencegah oksidasi, degradasi, atau kontaminasi produk atau material yang sensitif terhadap oksigen.

2. Perbedaan Proses

N2 Purging:

Proses N2 purging dilakukan dengan memasukkan gas nitrogen bertekanan tinggi ke dalam sistem dan mengeluarkan udara atau gas yang ada melalui ventilasi.

N2 Blanketing:

Proses N2 blanketing dilakukan dengan mengalirkan nitrogen ke dalam ruang di atas permukaan produk atau material untuk menciptakan lapisan atau "selimut" nitrogen di atasnya, tanpa harus menyapu bersih udara keluar.

3. Perbedaan Penggunaan

N2 Purging:

N2 purging umumnya digunakan dalam proses di mana keberadaan oksigen atau kelembaban dapat menyebabkan bahaya, kerusakan atau reaksi yang tidak diinginkan.

N2 Blanketing:

N2 blanketing umumnya digunakan untuk melindungi produk atau material yang sensitif terhadap oksigen atau kontaminasi dari atmosfer luar, seperti dalam penyimpanan atau pengiriman bahan kimia, atau pengelolaan tangki penyimpanan cairan.

Tips Keselamatan dalam Proses Pipeline Purging

Proses N2 purging memiliki risiko inherent yang perlu diperhatikan dan diatasi agar kegiatan tersebut dapat dilaksanakan tanpa menimbulkan bahaya bagi operator dan lingkungan sekitar. Beberapa tips keselamatan yang biasanya diterapkan dalam proses ini:

• Menjaga penanganan instrumen dan peralatan dengan cermat. Ini termasuk memastikan bahwa semua peralatan yang digunakan dalam proses purging (pembersihan pipa) berfungsi dengan baik dan tidak rusak.
• Memberikan pelatihan dan arahan yang memadai kepada semua personel yang terlibat dalam proses pembersihan pipa. Mereka harus memahami prosedur keselamatan yang tepat serta cara menggunakan peralatan dengan benar.
• Menetapkan protokol darurat yang jelas, termasuk prosedur untuk menutup pipa dan mengamankan personel dalam situasi darurat. Protokol ini harus mencakup pengaturan titik keluar darurat yang mudah diakses.
• Memastikan bahwa semua personel yang terlibat dalam proses pembersihan pipa menggunakan peralatan pelindung diri (PPE) dengan benar. Ini dapat mencakup penggunaan pelindung mata, masker pernapasan, pakaian pelindung, dan sepatu keselamatan.

Kesimpulan

Dapat disimpulkan bahwa nitrogen purging merupakan suatu proses yang vital dalam berbagai industri untuk membersihkan sistem atau wadah dari zat-zat yang tidak diinginkan dengan menggantikan udara atau oksigen dengan gas nitrogen.

Tujuan utamanya adalah untuk mencegah kerusakan atau reaksi yang tidak diinginkan yang dapat disebabkan oleh kelembaban dan oksigen. Manfaatnya termasuk pengendalian korosi, mencegah oksidasi, dan menjaga keamanan operasional.

Penggunaan nitrogen purging sangat umum di berbagai sektor industri seperti minyak dan gas, manufaktur elektronik, dan kemasan makanan.

Terdapat beberapa jenis nitrogen purging yang digunakan tergantung pada kebutuhan spesifik dari proses industri yang bersangkutan.

Perbedaan utama antara N2 purging dan N2 blanketing adalah pada tujuan penggunaannya, dimana N2 purging bertujuan untuk membersihkan dan menggantikan udara atau oksigen dalam sistem, sedangkan N2 blanketing bertujuan untuk melindungi produk atau material dari udara luar dengan menutupinya dengan lapisan nitrogen.

Dengan pemahaman yang mendalam tentang nitrogen purging dan aplikasinya, industri dapat menjaga kualitas produk, meningkatkan keamanan operasional, dan mengoptimalkan efisiensi proses produksi.

Jika Anda ingin mendalami dunia pekerjaan piping, jangan lewatkan kesempatan untuk membaca artikel menarik kami lainnya tentang dunia perpipaan di sini! Sumber: https://nigen.com/what-is-nitrogen-purging-procedure-services.