jump to navigation

Bilingual dalam Satuan (SI & USCS) 1 Juni, 2014

Posted by husnukusuma in Upstream Oil & Gas.
Tags: , , , , , , , , , ,
trackback

Di dunia perminyakan, terdapat dua aliran satuan yang digunakan: US customary system (USCS, disebut juga English unit, imperial unit, atau oilfield unit) dan SI (standar internasional). Sejak kecil, di sekolah seperti umumnya di Indonesia, saya menggunakan SI. Namun sejak lulus kuliah dan bekerja, selama bertahun-tahun saya terbiasa dan nyaman menggunakan USCS. Sekarang hampir dua tahun di lokasi kerja baru, kami menggunakan unit SI. Di tulisan ini, saya coba ulas transformasi yang saya alami (biar dramatis dikit, hehehe…)

Pendahuluan

Untuk mengekspresikan suatu quantity atau besaran, kita perlu unit atau satuan. Besaran dasar yang umum adalah massa, temperatur, dan waktu. Di SI, satuannya berturut-turut adalah kilogram, Celcius, dan second (detik). Di USCS: lbm, Fahrenheit, dan second (detik). SI di-develop konsorsium negara-negara yang menginginkan satuan yang presisi, interchangeable, dan mudah dimengerti. Sementara USCS sebenarnya berasal dari English unit lama, di mana saat ini di Inggris sendiri sudah banyak menggunakan SI. Sehingga kurang tepat dinamakan English unit dan nama USCS pun digunakan. Professor Walter Lewin, salah satu dosen Fisika MIT yang sering saya tonton video kuliahnya di YouTube pernah bercanda bahwa English unit itu “uncivilized“, contoh: 1 feet = 12 inch (what?), contoh lain: 1 yard = 3 feet (what??). Hal ini berbeda dengan SI, yang satuannya berbasis 10, seperti 1 meter = 100 cm, yang secara teori, lebih mudah dipahami. Di salah satu forum engineering juga ada engineer Inggris yang berseloroh dulu orang Inggris sedang mabuk waktu membuat English unit. Namun banyak pembelaan terhadap English unit, seperti argument bahwa dengan berbasis 3 dan 4, sebenarnya English unit sama seperti jam dan secara hakekat, manusia itu lebih mudah dengan bilangan kelipatan 3 dan 4. Benarkah demikian? Mari kita lihat:

Aplikasi

Karena Amerika adalah negara yang sangat kuat dalam industri perminyakan, maka mau tidak mau satuan USCS terbawa ke negara-negara penghasil Migas dunia. Beberapa aplikasi satuan antara SI dan USCS saya coba rangkum dalam beberapa hal berikut:

  1. Massa

    Massa dalam English unit cukup tricky dan di sinilah beberapa kesalahpahaman berasal. Massa di SI jelas, kilogram. Di USCS ada dua, yaitu lbm (pound mass) dan slug (akan diterangkan di point 2: percepatan)

     

  2. Percepatan, gravitasi, Gaya

    Dengan hukum Newton: F = m a, dengan F adalah gaya (Newton atau kg m/s2), a adalah percepatan (m/s2, atau lebih tepatnya diucapkan meter per second, per second). Kenapa diucapkan demikian, karena a = (delta v) / (delta t), di mana v mewakili velocity (m/s) yang dibagi dengan waktu (s) menjadi meter per second, per second. Hal ini mereprentasikan perubahan kecepatan terhadap waktu. Jika kita jatuhkan suatu benda secara bebas (tanpa kecepatan awal), maka satu detik kemudian, kecepatannya adalah 9.8 m/s, detik ke-2 kecepatannya = 2 x 9.8 m/s, dst. Seperti kita ketahui, 9.8 adalah konstanta gravitasi di bumi. Bagaimana dengan USCS? Gampang, tinggal konversi 9.81 meter ke feet (karena pembilangnya, s2 adalah sama): 9.81 m = 32.2 feet. Sehingga konstanta gravitasi dalam USCS adalah 32.2 ft/second-per second.

     

    Terkait dengan ini, USCS memiliki satuan bernama slug. Yang memiliki massa exactly 32.2 lbm. Jadi 1 slug = 32.2 lbm. Definisi ini penting karena kembali ke hokum Newton: F = m a, maka 1 lbf (pound force) = 1 lbm x 32.2 ft/s2 atau dapat dikatakan juga, 1 lbf adalah gaya yang diperlukan untuk mempercepat 1 slug sebesar 1 ft/second-per second. Sudah mulai bingung? Selamat !!! ^_^

     

  3. Panjang, Diameter

    Saya melihat, untuk beberapa disiplin seperti struktur dan sipil, meter sangat umum digunakan, jarang sekali menggunakan USCS. Namun di disiplin seperti Piping, USCS sangat sukar digantikan, bahkan prediksi saya, satuan pipa dalam inch akan bertahan sangat lama.

     

  4. Temperatur

    Temperatur adalah satuan yang dapat kita rasakan dan kalibrasi terhadap indra kita. Misalkan kita agak “hangat” kita bisa prediksi badan kita berada di atas 36 atau 37 derajat Celcius dan kita tegaskan dengan pengukuran termometer. Di lapangan saya kadang menyentuh permukaan kompresor untuk mengetahui kondisinya silindernya panas atau normal, jika panas, maka kemungkinan ada valve yang bocor. Juga jika ada blowdown valve yang downstreamnya dingin, maka kemungkinan valve passing (karena efek Joule Thomson). Karena di lapangan kami gunakan Fahrenheit dan saya menjadi terbiasa dan mendevelop sense saya terhadap satuan tersebut. Jika silinder kompresor panas dalam ukuran saya, maka biasanya temperaturnya di atas 250oFahrenheit.

     

    Untuk temperature, saya bisa katakana karena range Fahrenheit lebih lebar dari Celcius, maka untuk pengukuran, lebih akurat. Perlu diketahui 0o Celcius (air mulai membeku) setara 32o Fahrenheit dan 100 o Celcius (air mendidih) setara 212o Fahrenheit. Range antara dua kondisi ini untuk Celcius adalah 100 (100 – 0) dan 180 (212-32) untuk Fahrenheit. Dari sinilah dikatakan range Fahrenheit lebih lebar. Dari definisi ini juga kita bisa konversi dari Celcius ke Fahrenheit tanpa menghafal rumus, tapi mengerti bahwa konsep keduanya berbeda: Celcius menggunakan air murni, Fahrenheit menggunakan air asin (sehingga titik bekunya 0 F lebih rendah dari 0 C). Saya memiliki cara cepat konversi Fahrenheit ke Celcius, yaitu dikurangi 30 lalu dikali ½. Warning: cara ini hanya agak benar untuk range tertentu, yang benar adalah dikurangi 32 lalu dikali 5/9 (= 100/180). Berikut table-nya:

F Celsius, correct Celsius, cara cepat Error, %
10

-12.22222222

-10

18.18%

50

10

10

0.00%

90

32.22222222

30

6.90%

130

54.44444444

50

8.16%

170

76.66666667

70

8.70%

210

98.88888889

90

8.99%

250

121.1111111

110

9.17%

290

143.3333333

130

9.30%

330

165.5555556

150

9.40%

370

187.7777778

170

9.47%

410

210

190

9.52%

450

232.2222222

210

9.57%

490

254.4444444

230

9.61%

  1. Tekanan, Head fluida

    Tekanan adalah hal yang dimana saya sudah membuat habit dengan psi. Saya bisa merinding jika dibilang 1200 psig. Namun bila dibilang 80 barg, saya masih perlu menanamkan itu cukup besar. Baru-baru ini saya review datasheet pompa dan menemukan parameter NPSHa. Di USCS, head dihitung dengan mudah h = (2.31 x p)/sg. Dari mana 2.31? Itu sebenarnya konstanta dengan satuan, yaitu 2.31 feet of water/psi. Di SI, cukup memakai rumus dasar p = rho x g x h, atau h = p / (rho x g). Di bagian seperti drilling, penggunaan psi masih terus digunakan walau di perusahaan asal Perancis, yang merupakan negara motor unit SI. Di beberapa perusahaan infonya digunakan satuan Pascal, yaitu Newton per meter-persegi. Karena 1 Newton sebenarnya “enteng”, lalu dibagi pula ke 1 meter persegi, maka nilainya “kecil” sehingga umumnya digunakan kilopascal agar angkanya tidak terlalu besar, atau bar, yaitu 105 Pascal.

     

Kesimpulan

Bagi saya, kedua satuan ini Ok, masing-masing memiliki kelebihan dan kekurangan. Selama engineer yang menyajikan hasil perhitungan atau mengolah data mampu memilah angka yang tidak masuk akal dan mengerti filosofi dari satuan yang digunakan, maka satuan mana saja yang digunakan tidak menjadi masalah. Rekan–rekan yang bekerja dengan dua satuan, seperti rekan di engineering company yang memiliki client bermacam-macam, harus bisa menjadi bilingual dalam satuan. Tidak hanya melihat hasil konversi, tapi bisa menilai hasil yang muncul di satuan lain. Saya sendiri masih menempelkan tabel konversi di meja kerja, untuk memudahkan mendapatkan “feeling”:

 

 

Komentar»

No comments yet — be the first.

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s

%d blogger menyukai ini: