ARPAL: Liquid Cargo Measurement

Referensi Standard pengukuran dan perhitungan Custody transfer minyak merujuk referensi standard yang sudah diakui secara international. Diantaranya adalah referensi standard yang diterbitkan oleh :
- ASTM
- API
- Energy Institute (Ex-Institute of petroleum)
- International organization for standarization

Penggunaan Protokol, standard & Prosedure :

PRINCIPAL : Client atau pihak yang menunjuk (memberikan instruksi)
LOCAL : Loading or discharge Terminal Procedure
STANDARD : Trade or International Standard
INTERNAL : Surveyor prosedure

➤ Pengukuran Tangki Darat & Tangki Kapal

Pada kegiatan measurement atau quantity determination, ditinjau dari keadaan object maka pengukuran terbagi atas 2 metode :

1. Static measurement, Pengukuran yang dilakukan pada Fluida yang

relatif diam (Sounding, Ullage)

2. Dynamic measurement, Pengukuran dilakukan pada Fluida yang

bergerak (Coriolis Meter, Ultrasonic Meter, Positive Turbine Meter, PD Meter)

Shore tank & Ship tank

Sistem pengukuran yang digunakan adalah:

- Imperial/British system

- American system

- Metric sistem

Tabel untuk Petroleum

Tabel untuk Petroleum Product

Prinsip pengukuran level cairan minyak didalam tangki kapal dan tangki darat hampir sama, karena kapal berada diatas air maka posisinya sangat dipengaruhi oleh kemiringan kapal tersebut terhadap permukaan air, baik kemiringan depan belakang maupun kemiringan kanan kiri. Pengukuran level cairan minyak pada kapal perlu koreksi trim dan list(heel)

Pengamatan pengukuran pada Tangki darat :

- Melakukan record atau observasi Reference gauge Height
- Pengukuran innage/ullage liquid level
- Pengukuran innage/ullage freewater
- Temperature tanki rata-rata Farenheit atau Celcius
- Observed density
- Persentasi sediment & water
- Ambient air temperature

Pengamatan pengukuran pada Tangki Kapal:

Perhitungan Statik,

Tangki Darat adalah merupakan wadah yang digunakan untuk menampung minyak. Untuk metode statik measurement volume liquid didapat dari pembacaan level (innage/ullage) dan tabel kalibrasi.
Sedangkan untuk metode dinamic measurement, volume liquid didapat dari perkalian meter factor dengan output pulsa.
Pada proses pemuatan / Loading, pengukuran metode statik pada shore tank (terminal) ataupun tangki pada FPSO,FSO (terminal terapung)hasil pengukurannya biasanya digunakan untuk backup atau pembanding perhitungan dinamic atau metering.
Alat metering adalah alat resmi terkalibrasi dan menjadi titik serah terima / custody transfer.

Shore Tank

Data Alur perhitungan tangki darat (Shore Tank) API MpMs Chapter 12.1.1 :

- Density @ standard temperature

- Floating roof correction

- Tank shell temperature correction

- Total observed volume

- Freewater volume

- Gross observe volume

- Correction for temp of Liquid (CTL)

- Sediment and water

- Net standard volume

- Weight conversion factor

- Apparent mass (weight in air)

- Mass (weight in vacum)

Alat ukur yang biasa digunakan pada shore tank :
1. Gauge tape

- Bob terpasang dengan cantolan (spring snap-catch or other locking device).
- Outage Tape - Titik nol terletak pada cantolan (snap-catch)dengan ujung bob

- Innage Tape - Titik nol terletak di ujung lancip bob

2. Ullage Temp Interface/UTI

Sonic Ullage Tapes

3. Automatic Tank Gauge

ATG

Alat ukur ATG dipasang pada tangki darat yang secara automatic dapat mengukur level , temperature dan density. Hasil pengukurannya akan diolah oleh komputer.

Tangki Kapal digunakan untuk Menampung Muatan (Cargo) yang diserahkan dalam Proses Custody Transfer. Angka perhitungan muatan di kapal atau sering disebut dengan ship figure digunakan sebagai pembanding dari metering system atau perhitungan kuantitas berdasarkan tangki darat.

Untuk terminal fpso/fso, maka tangki kapal berfungsi sebagaimana layaknya tangki darat.

Data Alur perhitungan tangki Kapal (Ship Tank) API MpMs Chapter 12.1.1 :

- Trim of Vessel

- Density @ standard temperature

- Trim corr. dan list corr.

- Total observed volume

- Freewater volume

- Gross observe volume

- Correction for temp of Liquid (CTL)

- Sediment and water

- Net standard volume

- Weight conversion factor

- Apparent mass (weight in air)

- Mass (weight in vacum)

OBQ (On Board Quantity): material yang terdapat dalam tanki kapal, void space, dan atau pipe line sebelum loading meliputi water, oil, slops, oil residu, oil/water emultion, sludge dan sediment. ROB (Remaining On Board): material yang terdapat dalam tanki kapal, void space, dan atau pipe line setelah discharge meliputi water, oil, slops, oil residu, oil/water emultion, sludge dan sediment. ROB & OBQ ditentukan jumlahnya untuk mengetahui berapa kargo yang dimuat atau dibongkar.

Prosedur dasar perhitungan statik operasi Custody transfer untuk petroleum dan

Petroleum product adalah mengikuti aliran Berikut:

TOV >>> GOV >>> GSV >>> NSV >>> NSW

Dimana :

GSV = ((TOV - FW)xCTSh)+-FRA) x CTL

NSV = ((TOV - FW)xCTSh)+-FRA) x CTL x CSW
NSW = ((TOV - FW)xCTSh)+-FRA) x CTL x CSW x WCF

Flowchart perhitungan

Karakteristik :

- Liquid material : Minyak, S&W, FW

- Non Liquid material :

Kemungkinan dalam kondisi wedge, multi point gauging untuk memastikan kondisi wedge terjadi dalam tanki.
Jika tidak dalam keadaan wedge, maka rata-rata dari pembacaan pengukuran multi
point gauging harus digunakan untuk menentukan volumenya.
Jika hanya satu titik gauging yang tersedia, dianggap material harus terdistribusi merata disepanjang dasar tanki.

Komposisi non liquid material diketahui dengan analisa sample.

Vessel Experience factor,

VEF adalah variasi perbedaan angka kapal dengan angka darat yang memiliki rasio perbandingan yang konsisten dalam beberapa voyage yang dapat digunakan sebagai alat untuk melakukan proses monitoring keakurasian transfer kargo. Penggunaan VEF merupakan commercial issue dan harus mendapat persetujuan dari parties concern. Bilamana Bill of Lading dibandingkan dengan vessel volume, terdapat perbedaan antara Gross Standard Volume, Net Standard Volume, density, temperature, dan/atau terdapat spesifikasi lainnya yang berbeda maka harus dilakukan investigasi dan dikemukakan sebagai perhatian bagi pihak-pihak yang berkepentingan. Pada banyak kasus didalam melakukan cargo reconciliation digunakan VEF sebagai B/L correction.

Alat ukur yang biasa digunakan pada ship tank :
Sama dengan yang digunakan pada kapal,
- Gauge tape atau sounding tape
- UTI
- ATG
- Pengukur suhu
- Serta kelengkapan seperti water paste dan oil paste untuk mengidentifikasi air dan minyak

Temperature Gauge

Gauging paste

Perhitungan Dinamik,

Pengukuran dinamik operasi custody transfer pada umumnya menggunakan metering system yang diimplementasikan dalam suatu unit lact.

Unit ini memiliki peralatan utama pengukuran berupa meter, pressure indicator dan

temperature indicator yang didukung dengan prover dan analyzer/automatic in-line sampler

Meter yang digunakan dalam custody transfer seringkali lebih dari satu, semuanya harus diuji akurasinya dengan mekanisme proving

Tujuan dari proving adalah untuk mendapatkan meter factor (mf) yang dilakukan dengan cara membandingkan antara volume prover yang telah dikalibrasi dan volume meter yang dicatat oleh pulsa counter

Kedua nilai volume tersebut dikoreksi pada kondisi dasar suhu dan tekanan

Meter Proving adalah suatu metode kalibrasi meter dengan cara membandingkan volume yang sudah diketahui dalam hal ini volume prover terhadap pembacaan volume dari suatu meter, dimanapembacaan volume dari suatu meter, dimana keduanya dikembalikan ke kondisi standar.
Prover : alat untuk menentukan tingkat akurasi dari suatu metering syatem yang ditunjukan dalam suatu angka koefisien atau METER FAKTOR

Flowchart Metering

Langkah-langkah dinamik meter proving :

a. Mencatat data aktivitas proving. antara lain: Location, Date. Ambient Temperature &

Report Number.

b. Mencatat data last proving (previous report. antara lain: Flow Rate. Meter Factor &

c. Mencatat data Prover, antara lain: Base Volume @ 60 "F/ 15 °C and 0 psi , Size & Wall.

d. Mencatat data Meter, antara lain: Serial Number, Meter Number. Pulses/barrel,

Temperature Compensator. Manufacturer, Size, Model, Flow Rate & Non-Reset

Totalizer.

e. Mencatat Run Data: Temperature (Meter & Prover), Pressure (Meter & Prover) & Total

Pulses.

f. Mencatat Liquid Data: Type, APJ Gravity@ 60 °f (density @ 15 °C}, Specific Gravity,

RVP, Hacht Number.

g. Menghitung atau membaca tabel untuk: CTS, CPS, CfL & CPL.

h. Menghitung gross standar Volume GSVp (Corr Prover Vol):

GSVp = BPV x CCFp, dimana CCFp =CTSp x CPSp x CTLp x CPLp

i. Menghitung indicated standard volume lSVm (Corr Meter Vol):

ISVm= indicated volume IVm x CCFm, dimana: CCFm =CTLm x CPLm

J. Menghitung Meter Factor (MF):

MF= GSVp /ISVm

Untuk Prover :
CTSp - Correction for the temperature of the steel of the Prover.
CPSp - Correction for the pressure on the steel of the Prover.
CTLp - Correction for the tempcratme of the liquid in the Prover.
CPLp - Correction for the pressure on Lhe liquid in the Prover

CCFp - Combined Correction Factor for the Prover at proving conditions

Untuk Meter :
CTLm - Correction l(lr the temperature of the liquid in the Meter
CPLm - Correction for the pressure on the liquid in the Meter

CCFm - Combined Correction Foetor for t he Meter at provjng conditions

Selanjutnya langkah-langkah menghitung dengan meter :

- Dapatkan data MF, MRO, MRC, TWA, PWA, api gravity dan S& W

- Menghitung indicated volume IV

- Menghitung CTL berdasarkan data api gravity

- Menghitung CPL berdasarkan data api gravity,Twa dan compressibility factor

- Menghitung CCF

- Menghitung CSW dan WCF

- Menghitung GSV, NSV, GSW dan NSW

dimana :

IV = MRc - MRo

CCF = MFxCTLxCPL

GSV = IVxCC
CSW = 1 - (% S&W / 100)
NSV = GSV x CSW
GSW (in air) = GSV x WCF
NSW (in air) = NSV x WCF

Automatic Sampling System
Metering System dilengkapi dengan automatic pump untuk keperluan sampling system. Peralatan ini otomatis akan mengambil sample dari liquid yang melalui meter selama proses transfer berlangsung melalui meter selama proses transfer berlangsung secara proporsional.

Ada 2 jenis Automatic Sampling System
- Automatic Sampling in Line
- Automatic Sampling With a Fast Loop

Jika tanki berisi produk yang tidak homogen dari top layer ke bottom layer maka automatic sampling sangat direkomendasikan . Agreement untuk custody transfer sample dapat berupa sample yang diambil dari Shore Tank, Ship Tank atau Pipeline, Automatic atau manual pipeline sample. Sample tidak representative kecuali telah homogen ( dan tidak berisi free water ). Automatic pipeline sample adalah sample yang paling representative.

"Pengukuran Tangki Darat oleh Surveyor Intertek, pihak terminal, SKKmigas, Surveyor Depdag"

➤ SAMPLING

Sampling (pengambilan sampel)

Keseluruhan langkah yang diperlukan untuk mendapatkan sampel yang mewakili lsi dari setiap pipa, tangki atau vessel, dan untuk menempatkan Sampel dalam suatu wadah yang mana perwakilan bahan uji dapat diambil guna keperluan analisa

Tujuan sampling :

Secara umum ntuk mendapatkan representative sample, yaitu suatu bagian yang diambil dari total volume yang berisi konstituen dalam proporsi sama dengan yang ada dalam total volume

Tujuan khusus samping adalah untuk mengetahui pola distribusi & jenis kontaminan, mengetahui asal atau sumber kontaminan (untuk keperluan asuransi P&I)

Ada dua jenis metode sampling minyak dalam custody transfer, yaitu manual dan otomatis. Manual sampling dapat dilakukan dengan cara mengambil sampel secara manual dari tangki penimbunan atau fasilitas pemipaan.

Metode sampling secara manual yang merujuk api mpms chapter 8.1 dan astm d 4057 untuk cairan petroleum dan petroleum product dengan rvp dibawah 101 kpa (14. 7 psi a) pada kondisi ambient temperature.

API mpms chapter 8.1 i astm d 4057 standard practice for manual sampling of petroleum and petroleum roducts. Untuk sampling dalam rangka penentuan volatilitas dapat merujuk pada astm d 5842

Spot samplings Locations

Terminologi sampling :

All levels sample, Sample yang didapatkan dengan menurunkan stoppered beaker atau bottle ke titik sedekat mungkin dasar tanki, kemudian tutup dibuka dan dinaikkan dengan kecepatan yang sama sehingga didapatkan cairan antara 70% atau 85%.

Running sample, Sample yang didapatkan dengan menurunkan beaker atau bottle ke dasar tanki dan menaikkannya dengan kecepatan yang sama hingga didapatkan isi cairan 70% dan 85%.

Upper sample, Spot sample diambil dari tengah sepertiga atas isi tanki (1/6 tinggi cairan dari permukaan cairan tidak termasuk free water & sludge).

Middle sample, Spot sample diambil dari tengah sepertiga bagian tengah cairan (titik tengah kedalaman cairan tidak termasuk free water & sludge)
Lower sample, Spot sample dari tengah sepertiga bagian bawah cairan (5/6 dari permukaan cairan).
Spot sample, Sample yang diambil pada lokasi spesifik di tanki atau dari aliran pipa pada waktu yang spesifik.
Bottom sample, Spot sample diambil pada 15cm (6 inches) dari dasar tanki.
Top sample, Spot sample diambil pada 15 cm (6 inches) dibawah permukaan cairan.
Tank composite sample, Campuran dari upper, middle, and lower samples dari tanki yang sama dengan porsi yang sama.
Multiple tank composite sample, Campuran dari individual samples atau komposite dari sample yang didapatkan dari beberapa tanki ship/barge compartments dengan grade/jenis yang sama.
Tap sample, spot sample yang diambil dari tap pada dinding tanki. (biasanya di dinding tangki sudah terinstal kran ditiap upper midle lower.

Alat sampling manual:

1. Bottle sampler/beaker sampler, bisa untuk spot, all level, zone sampler dan running.

Bottle sampler, Weighed cage sampler, Beaker sampler

2. Core thief bottom sampler, untuk sample minyak, Freewater, dan sludge pada bagian dasar tangki secara spot.

Bottom sampler

3. Closed & resricted sampling, sampling ditangki darat/kapal dalam kondisi tertutup. Kondisi ini disebakan sifat berbahaya dari produknya atau sistem gas inert (biasa crude oil dll)

Closed & resricted sampling

4. Tap sample, dipasang untuk mengambil sample pada tiap dinding tangki

Tap sampler

5. Manual sampling di pipeline, untuk mengetahui kualitas minyak didalam pipa

Metode sampling secara Otomatic (in-line) sampling lebih baik bila dibandingkan dengan manual sampling, karena sampel diambil secara kontinyu dan proporsional dari aliran minyak, sehingga diperoleh sampel yang representative.

Metode ini merujuk pada standard api mpms Chapter 8.2 dan astm d 4177: standard practice for automatic sampling of petroleum and petroleum products dengan nilai RVP max 14.7 psia

Skema Outomatic sampler

Wadah/container Sample :
Volume cukup, untuk analisa dan memiliki ruang kosong untuk memfasilitasi ekspansi thermal.Material tidak bereaksi dengan produknya
Intermediate container untuk tempat pencampuran sample sebelum dianalisa

Jenis wadah sample :
a. Bottle
Bening, untuk melihat dengan jelas partikel, kabut, embun, kotoran.

Coklat, untuk melindungi sample dari sinar ultraviolet

b. Kaleng

Kuat untuk menahan tekanan, bahan patrinya soldir, bersifat solvent, untuk petroleum ringan, naptha, gasoline, avtur, keresone dsb. Namun adanya lapisan epoxy dapat menimbulkan kontaminasi

c. Bottle plastic

Cocok untuk sample diesel oil, gas oil, fuel oil, lube oil. Kekurangan mudah mengkontaminasi light produk, kurang rapat.

Identifikasi / Pelabelan sample (Ref.: DOT/OSHA):

Melekat kuat, tidak mudah sobek, harus terbaca dengan jelas dan tahan air atau minyak.

Mencantumkan informasi minimal mencakup :

Product name, Terminal/port Loading/discharge /tank farm, source sample, type of sample, time & date of sampling, order contract, name of surveyor dsb.

Penyimpanan sample:

Dilindungi dari panas, sinar UV, penguapan, airhujan dsb. Jauh dari sumber yang merangsang kebakaran, dicegah dari manipulasi pencurian maupun kerusakan, dan lama penyimpanan 60-90 hari atau sesuai kesepakatan pihak yang bertransaksi.

➤ ANALISA SAMPLE

Kebutuhan dari analisa sampel adalah sebagai document transaksi dan sebagai quality control. Analisa merupakan tindakan pengujian untuk menentukan kualitas dari sampel yang dapat mewakili produk secara keseluruhan. Tindakan ini dilakukan dengan menggunakan metode dan peralatan yang sesuai dengan standard pengujian untuk sampel yang dianalisa.

Pengujian sampel minyak umumnya dilakukan diLaboratorium, namun ada juga yang dapat dilakukan di lapangan. Dalam custody transfer minyak, pihak·pihak yang bertransaksi perlu menyepakati metode analisa yang akan digunakan

Standard analisa yang banyak digunakan:

- astm (american standards for testing and Materials)

- ISO (international standardization organization)

Factor yang mempengaruhi hasil analisa :
a. Sampling, cara sampling dan alat sampling yang digunakan
b. Penanganan sample, kemasan dan penyimpanan
c. Proses analisa, operator terlatih kompeten, alat baik, bahan kimia, metode, & lingkungan
d. Toleransi perbedaan, repeability (toleransi perbedaan hasil oleh satu orang satu alat) Reproductibility (toleransi perbedaan hasil oleh operator berbeda dan peralatan berbeda)

Parameter yang biasa dianalisa :
1. Specific Gravity, Density & API. Berikut skema tahapannya :

2. Kinematic Viscosity (ASTM D445) kekentalan produk, kekentalan dipengaruhi temperature.

3. Water Content (ASTM D95 atau 4006) merupakan kadar air pada produk.

4. Sulfur content (ASTM D1552 dan 4292) merupakan kandungan sulfur pada produk, menurunkan nilai kalori, menyebabkan kehausan pada produk minyak lumas, mempengaruhi kualitas gas buang dari bahan bakar.