1 Abstrak— Fleksibilitas sistem perpipaan harus diperhatikan karena berhubungan erat dengan tegangan yang nantinya akan berpengaruh langsung terhadap keamanan untuk menjamin sistem yang dirancang sesuai dengan konsepnya. Untuk menjamin kemanan sistem perancangan dibutuhkan analisa lebih lanjut mengenai pipe support yang menjadi tumpuan dari sistem perpipaan tersebut. Pada tugas akhir ini dilakukan analisa rancangan pipe support dengan adanya varisai jenis pipe support sistem perpipaan dari pressure vessel ke air condenser berdasarkan stress analysis dengan pendekatan software CAESAR II dimana sistem perpipaan memiliki allowable stress sebesar 35000 psi. Hasil dari analisa thermal load, jenis resting dan guide tidak melebihi allowable stressnya. Pada support jenis resting memiliki tegangan kritis sebesar 1096,3 psi, sedangkan jenis guide memiliki tegangan kritis sebesar 23949,8 psi. Hasil analisa tegangan sustain load jenis resting dan guide memiliki nilai tegangan yang tidak terlalu berbeda, bahkan memiliki nilai tegangan kritis yang sama yaitu sebesar 4662,3 psi. Untuk analisa nozzle check, gaya dan momen pada support jenis resting tidak melebihi allowablenya, sebaliknya support jenis guide terdapat kegagalan pada equipment sehingga harus dilakukan modifikasi. Dalam analisa rancangan pipe support ini jenis support yang paling optimal dalam mengakomodir seluruh tegangan adalah jenis resting Kata Kunci— tegangan pipa, sustain load, expansion load, ASME B31.3. I. PENDAHULUAN istem perpipaan digunakan untuk mengalirkan fluida dari suatu tempat ke tempat lain. Saat ini sistem perpipaan sudah sangat maju, misalnya saja digunakannya pipa underground, ataupun sistem perpipaan bawah laut (offshore) yang digunakan untuk mengalirkan minyak dari suatu negara ke negara lain. Penggunaan sistem perpipaan jauh lebih efisien dalam hal waktu maupun biaya yang jauh lebih baik dibandingkan dengan cara menggunakan suatu wadah/kapal tanker/truck dalam pemindahan fluidanya. Walaupun dalam kenyataanya, menggunakan sistem perpipaan memiliki banyak hal yang harus diperhatikan [1, 2]. Di dalam sebuah plant, baik LNG, Gas, Petrochemical ataupun yang lainnya, piping akan berisikan fluida yang mempunyai temperature tertentu. Pipa dapat diartikan sebagai tube yang terbuat dari logam, plastik, kayu, concrete, atau fiberglas. Sistem perpipaan merupakan suatu pipa yang saling berhubungan satu dengan yang lainnya, termasuk di dalamnya adalah komponen perpipaan lain misalnya yaitu pipe fitting dan flanges, valve, instrument dan equipment yang terhubung di dalamnya, misalnya adalah pompa, heat exchanger, tanks, dan yang lainnya [1, 3]. Satu kegagalan saja dalam komponen sistem perpipaan akan memungkinkan dilakukanya shut down dalam produksi yang tengah berjalan, atau yang lebih buruknya lagi adalah terjadi kebocoran sehingga akan terjadi kehilangan fluida yang mengakibatkan kerugian besar dalam produksi, dan mungkin nantinya fluida yang bocor tersebut akan membahayakan kesehatan publik, untuk itu perlu perhatian khusus dalam mendesain sistem perpipaan [2]. Piping stress analysis merupakan suatu metode penting untuk meyakinkan dan menetapkan secara numeric bahwa sistem perpipaan yang dikonsep merupakan sistem yang aman tanpa terjadinya kegagalan seperti adanya overstressing dan overloading di komponen perpipaan ataupun yang terhubung dengan equipment [4, 5]. Engineer pada tahun 1950 hanya membahas dari sisi permasalahan mengkalkulasi tegangan pipa yang diakibatkan oleh adanya ekspansi thermal, dengan kata lain, engineer saat itu hanya melihat apakah sistem perpipaan cukup mampu menahan ekspansi thermal karena perubahan temperature [2, 6]. Namun pada saat ini pipe stress analysis sudah berkembang pesat sehingga kemanan sistem perpipaan tidak hanya melihat dari ekspansi thermal saja misalnya yaitu dari berat pipa itu sendiri, tegangan karena tekanan fluida, getaran yang ditimbulkan yang berakibat pada equipment, dan yang lainnya [2, 4]. Dalam mengakomodir semua penyebab dari kegagalan tersebut, dibutuhkan adanya pipe support dalam sistem perpipaan. Pipe support merupakan suatu kebutuhan yang tidak dapat dikesampingkan dalam perancangan sistem perpipaan, karena tanpa pipe support (tumpuan), pipa dan komponennya akan sangat rentan terhadap kegagalan karena cenderung akan mengalami overstress. Saat ini pipe support tidak hanya mempertimbangkan dalam menghindari overstress saja, tetapi juga mempertimbangkan hal lain seperti efisiensi distribusi tegangan, kemudahan dalam instalasinya, dan biaya dalam pembuatan pipe support tersebut [2, 3]. Analisa Rancangan Pipe Support Sistem Perpipaan dari Pressure Vessel ke Air Condenser Berdasarkan Stress Analysis dengan Pendekatan CAESAR II Andis Dian Saputro dan Budi Agung Kurniawan Jurusan Teknik Material dan Metalurgi, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Kampus ITS, Keputih, Surabaya 60111 E-mail: [email protected]S
5
Embed
Analisa Rancangan Pipe Support Sistem Perpipaan dari ...digilib.its.ac.id/public/ITS-paper-38493-2710100111-paper.pdf · di komponen perpipaan ataupun yang terhubung dengan . equipment
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
1
Abstrak— Fleksibilitas sistem perpipaan harus diperhatikan
karena berhubungan erat dengan tegangan yang nantinya akan
berpengaruh langsung terhadap keamanan untuk menjamin
sistem yang dirancang sesuai dengan konsepnya. Untuk menjamin
kemanan sistem perancangan dibutuhkan analisa lebih lanjut
mengenai pipe support yang menjadi tumpuan dari sistem
perpipaan tersebut. Pada tugas akhir ini dilakukan analisa
rancangan pipe support dengan adanya varisai jenis pipe support
sistem perpipaan dari pressure vessel ke air condenser
berdasarkan stress analysis dengan pendekatan software
CAESAR II dimana sistem perpipaan memiliki allowable stress
sebesar 35000 psi.
Hasil dari analisa thermal load, jenis resting dan guide tidak
melebihi allowable stressnya. Pada support jenis resting memiliki
tegangan kritis sebesar 1096,3 psi, sedangkan jenis guide memiliki
tegangan kritis sebesar 23949,8 psi. Hasil analisa tegangan sustain
load jenis resting dan guide memiliki nilai tegangan yang tidak
terlalu berbeda, bahkan memiliki nilai tegangan kritis yang sama
yaitu sebesar 4662,3 psi. Untuk analisa nozzle check, gaya dan
momen pada support jenis resting tidak melebihi allowablenya,
sebaliknya support jenis guide terdapat kegagalan pada equipment
sehingga harus dilakukan modifikasi.
Dalam analisa rancangan pipe support ini jenis support yang
paling optimal dalam mengakomodir seluruh tegangan adalah
jenis resting
Kata Kunci— tegangan pipa, sustain load, expansion load,
ASME B31.3.
I. PENDAHULUAN
istem perpipaan digunakan untuk mengalirkan fluida dari
suatu tempat ke tempat lain. Saat ini sistem perpipaan sudah
sangat maju, misalnya saja digunakannya pipa underground,
ataupun sistem perpipaan bawah laut (offshore) yang digunakan
untuk mengalirkan minyak dari suatu negara ke negara lain.
Penggunaan sistem perpipaan jauh lebih efisien dalam hal
waktu maupun biaya yang jauh lebih baik dibandingkan dengan
cara menggunakan suatu wadah/kapal tanker/truck dalam
pemindahan fluidanya. Walaupun dalam kenyataanya,
menggunakan sistem perpipaan memiliki banyak hal yang
harus diperhatikan [1, 2].
Di dalam sebuah plant, baik LNG, Gas, Petrochemical
ataupun yang lainnya, piping akan berisikan fluida yang
mempunyai temperature tertentu. Pipa dapat diartikan sebagai
tube yang terbuat dari logam, plastik, kayu, concrete, atau
fiberglas. Sistem perpipaan merupakan suatu pipa yang saling
berhubungan satu dengan yang lainnya, termasuk di dalamnya
adalah komponen perpipaan lain misalnya yaitu pipe fitting dan
flanges, valve, instrument dan equipment yang terhubung di
dalamnya, misalnya adalah pompa, heat exchanger, tanks, dan
yang lainnya [1, 3]. Satu kegagalan saja dalam komponen
sistem perpipaan akan memungkinkan dilakukanya shut down
dalam produksi yang tengah berjalan, atau yang lebih buruknya
lagi adalah terjadi kebocoran sehingga akan terjadi kehilangan
fluida yang mengakibatkan kerugian besar dalam produksi, dan
mungkin nantinya fluida yang bocor tersebut akan
membahayakan kesehatan publik, untuk itu perlu perhatian
khusus dalam mendesain sistem perpipaan [2].
Piping stress analysis merupakan suatu metode penting
untuk meyakinkan dan menetapkan secara numeric bahwa
sistem perpipaan yang dikonsep merupakan sistem yang aman
tanpa terjadinya kegagalan seperti adanya overstressing dan
overloading di komponen perpipaan ataupun yang terhubung
dengan equipment [4, 5].
Engineer pada tahun 1950 hanya membahas dari sisi
permasalahan mengkalkulasi tegangan pipa yang diakibatkan
oleh adanya ekspansi thermal, dengan kata lain, engineer saat
itu hanya melihat apakah sistem perpipaan cukup mampu
menahan ekspansi thermal karena perubahan temperature [2,
6]. Namun pada saat ini pipe stress analysis sudah berkembang
pesat sehingga kemanan sistem perpipaan tidak hanya melihat
dari ekspansi thermal saja misalnya yaitu dari berat pipa itu
sendiri, tegangan karena tekanan fluida, getaran yang
ditimbulkan yang berakibat pada equipment, dan yang lainnya
[2, 4]. Dalam mengakomodir semua penyebab dari kegagalan
tersebut, dibutuhkan adanya pipe support dalam sistem
perpipaan.
Pipe support merupakan suatu kebutuhan yang tidak dapat
dikesampingkan dalam perancangan sistem perpipaan, karena
tanpa pipe support (tumpuan), pipa dan komponennya akan
sangat rentan terhadap kegagalan karena cenderung akan
mengalami overstress. Saat ini pipe support tidak hanya
mempertimbangkan dalam menghindari overstress saja, tetapi
juga mempertimbangkan hal lain seperti efisiensi distribusi
tegangan, kemudahan dalam instalasinya, dan biaya dalam
pembuatan pipe support tersebut [2, 3].
Analisa Rancangan Pipe Support Sistem Perpipaan dari
Pressure Vessel ke Air Condenser Berdasarkan Stress
Analysis dengan Pendekatan CAESAR II
Andis Dian Saputro dan Budi Agung Kurniawan
Jurusan Teknik Material dan Metalurgi, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)