Bab 9 Pressure Components designBab 9 Pressure Components design
Desain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem PerpipaanDesain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem Perpipaan1
BAB IXBAB IXDESIGN OF PRESSURE DESIGN OF PRESSURE
COMPONENTSCOMPONENTS
BAB IXBAB IXDESIGN OF PRESSURE DESIGN OF PRESSURE
COMPONENTSCOMPONENTS
Pipa dengan tekanan internalPipa dengan tekanan internal Pipa dengan tekanan eksternal Pipa dengan tekanan eksternal BendsBends PercabanganPercabangan Flexibilitas Flexibilitas
Pipa dengan tekanan internalPipa dengan tekanan internal Pipa dengan tekanan eksternal Pipa dengan tekanan eksternal BendsBends PercabanganPercabangan Flexibilitas Flexibilitas
Bab 9 Pressure Components designBab 9 Pressure Components design
Desain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem PerpipaanDesain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem Perpipaan2
9.1 Tebal Minimum Pipa yang 9.1 Tebal Minimum Pipa yang menerima menerima tekanan internaltekanan internal9.1 Tebal Minimum Pipa yang 9.1 Tebal Minimum Pipa yang menerima menerima tekanan internaltekanan internal Tebal minimum diding pipa yang mendapat beban Tebal minimum diding pipa yang mendapat beban
internal harus ditentukan sbb:internal harus ditentukan sbb:
1. Untuk t < D/61. Untuk t < D/6
Tebal minimum diding pipa yang mendapat beban Tebal minimum diding pipa yang mendapat beban internal harus ditentukan sbb:internal harus ditentukan sbb:
1. Untuk t < D/61. Untuk t < D/6c
)PYSE(2
PDt
qm
t t = tebal dinding pipa, in= tebal dinding pipa, inPP = tekanan internal relatif (gauge pressure), psig= tekanan internal relatif (gauge pressure), psigDD = diameter luar pipa, in= diameter luar pipa, inEE = faktor kualitas= faktor kualitasSS = tegangan yang diijinkan (hot stress), = tegangan yang diijinkan (hot stress), YY = koefisien sifat material= koefisien sifat materialc c = mechanical + corrosion + erosion allowances = mechanical + corrosion + erosion allowances 0.02 in0.02 in
t t = tebal dinding pipa, in= tebal dinding pipa, inPP = tekanan internal relatif (gauge pressure), psig= tekanan internal relatif (gauge pressure), psigDD = diameter luar pipa, in= diameter luar pipa, inEE = faktor kualitas= faktor kualitasSS = tegangan yang diijinkan (hot stress), = tegangan yang diijinkan (hot stress), YY = koefisien sifat material= koefisien sifat materialc c = mechanical + corrosion + erosion allowances = mechanical + corrosion + erosion allowances 0.02 in0.02 in
Bab 9 Pressure Components designBab 9 Pressure Components design
Desain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem PerpipaanDesain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem Perpipaan3
Koefisien sifat material, YKoefisien sifat material, Y
Untuk t < d/6Untuk t < d/6
Koefisien sifat material, YKoefisien sifat material, Y
Untuk t < d/6Untuk t < d/6
Temp
Material
9000F
9500F 10000F 10500F 11500F 11500F
Ferritic Steel 0.4 0.5 0.7 0.7 0.7 0.7
Austenitic Steel 0.4 0.4 0.4 0.4 0.5 0.7
Cast iron 0.4 - - - - -
Non ferrous metal 0.4 - - - - -
Untuk t Untuk t d/6 d/6 Untuk t Untuk t d/6 d/6c2dD
c2dY
d d = diameter dalam pipa = D-2t, in= diameter dalam pipa = D-2t, ind d = diameter dalam pipa = D-2t, in= diameter dalam pipa = D-2t, in
Bab 9 Pressure Components designBab 9 Pressure Components design
Desain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem PerpipaanDesain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem Perpipaan4
Factor kualitas, Eq Factor kualitas, Eq Factor kualitas, Eq Factor kualitas, Eq
sjcq EEEE
EEcc = casting quality factor= casting quality factor 0.85 0.85 1.0 1.0
EEjj = joint quality factor= joint quality factor 0.6 0.6 1.0 1.0
EEss = structural grade quality factor = structural grade quality factor 0.92 0.92
EEcc = casting quality factor= casting quality factor 0.85 0.85 1.0 1.0
EEjj = joint quality factor= joint quality factor 0.6 0.6 1.0 1.0
EEss = structural grade quality factor = structural grade quality factor 0.92 0.92
Type of suplementary examinationType of suplementary examination EEcc
Surface examination (0.25 Surface examination (0.25 m Rm Raa)) 0.850.85
Magnetic particle methodMagnetic particle method 0.850.85
Ultrasonic examinationUltrasonic examination 0.850.85
Type 1 & 2Type 1 & 2 0.900.90
Type 1 & 3Type 1 & 3 1.001.00
Type 2 & 3Type 2 & 3 1.001.00
Bab 9 Pressure Components designBab 9 Pressure Components design
Desain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem PerpipaanDesain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem Perpipaan5
Type of JointType of Joint ExaminationExamination EEjj
Furnace but weldFurnace but weld A. r. b. s.A. r. b. s. 0.60.6
Electric resistance weldElectric resistance weld A. r. b. s.A. r. b. s. 0.850.85
Electric fusion weld (single butt)Electric fusion weld (single butt) A. r. b. s.A. r. b. s. 0.800.80
Electric fusion weld (single butt)Electric fusion weld (single butt) Spot radiographSpot radiograph 0.900.90
Electric fusion weld (single butt)Electric fusion weld (single butt) 100% radiograph100% radiograph 1.001.00
Electric fusion weld (double butt)Electric fusion weld (double butt) A. r. b. s.A. r. b. s. 0.850.85
Electric fusion weld (double butt)Electric fusion weld (double butt) Spot radiographSpot radiograph 0.900.90
Electric fusion weld (double butt)Electric fusion weld (double butt) 100% radiograph100% radiograph 1.001.00
By ASTM A211 specificationBy ASTM A211 specification A. r. b. s.A. r. b. s. 0.750.75
Double submerged arc weld (API)Double submerged arc weld (API) radiographradiograph 0.950.95
Factor kualitas joint (straight & spiral longitudinal weld)Factor kualitas joint (straight & spiral longitudinal weld)Factor kualitas joint (straight & spiral longitudinal weld)Factor kualitas joint (straight & spiral longitudinal weld)
Bab 9 Pressure Components designBab 9 Pressure Components design
Desain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem PerpipaanDesain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem Perpipaan6
Persamaan alternatif untuk menghitung tebal Persamaan alternatif untuk menghitung tebal minimum pipa :minimum pipa :
Persamaan alternatif untuk menghitung tebal Persamaan alternatif untuk menghitung tebal minimum pipa :minimum pipa :
qSE2
PDt
PSE
PSE1
2
Dt
q
q
)]Y1(PSE[2
)c2d(Pt
q
2. Untuk t > D/6 (pipa tebal) atau P/SE > 0.385 2. Untuk t > D/6 (pipa tebal) atau P/SE > 0.385
perlu pertimbangan khusus : teori kegagalan, thermal perlu pertimbangan khusus : teori kegagalan, thermal stress, fatigue, dll stress, fatigue, dll
2. Untuk t > D/6 (pipa tebal) atau P/SE > 0.385 2. Untuk t > D/6 (pipa tebal) atau P/SE > 0.385
perlu pertimbangan khusus : teori kegagalan, thermal perlu pertimbangan khusus : teori kegagalan, thermal stress, fatigue, dll stress, fatigue, dll
Bab 9 Pressure Components designBab 9 Pressure Components design
Desain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem PerpipaanDesain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem Perpipaan7
9.2 Penentuan Diameter Luar9.2 Penentuan Diameter Luar9.2 Penentuan Diameter Luar9.2 Penentuan Diameter Luar
Dalam perhitungan tebal diperlukan diameter luar pipaDalam perhitungan tebal diperlukan diameter luar pipa
Diameter luar dihitung : D = d + 2tDiameter luar dihitung : D = d + 2t
d = diameter dalam dihitung dari konservasi massa d = diameter dalam dihitung dari konservasi massa fluida yang mengalirfluida yang mengalir
Dalam perhitungan tebal diperlukan diameter luar pipaDalam perhitungan tebal diperlukan diameter luar pipa
Diameter luar dihitung : D = d + 2tDiameter luar dihitung : D = d + 2t
d = diameter dalam dihitung dari konservasi massa d = diameter dalam dihitung dari konservasi massa fluida yang mengalirfluida yang mengalir
V.AQ
2d4
A V
Q4d
Q Q = kapasitas aliran fluida, in= kapasitas aliran fluida, in33/s/sAA = luas penampang, in= luas penampang, in22
VV = kecepatan aliran, in/s= kecepatan aliran, in/s
Q Q = kapasitas aliran fluida, in= kapasitas aliran fluida, in33/s/sAA = luas penampang, in= luas penampang, in22
VV = kecepatan aliran, in/s= kecepatan aliran, in/s
Bab 9 Pressure Components designBab 9 Pressure Components design
Desain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem PerpipaanDesain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem Perpipaan8
Jenis fluida Kecepatan maksimum
[ft/s]
Uap untuk proses 120 150
Slurry 5 10
Uap air 100 130
Air 6 10
Fluida cair 100/1/2
Kecepatan maksimum aliran fluida dalam pipaKecepatan maksimum aliran fluida dalam pipaKecepatan maksimum aliran fluida dalam pipaKecepatan maksimum aliran fluida dalam pipa
Bab 9 Pressure Components designBab 9 Pressure Components design
Desain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem PerpipaanDesain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem Perpipaan9
9.3 Penentuan Diameter Nominal9.3 Penentuan Diameter Nominal9.3 Penentuan Diameter Nominal9.3 Penentuan Diameter Nominal
Setelah tSetelah tm m ditentukan ditentukan pemilihan ukuran pipa komersial pemilihan ukuran pipa komersial
Dimensi standardDimensi standard
Pilih pipa dengan Pilih pipa dengan d d yang diperlukan dan yang diperlukan dan ttmm > t > tm-dihitung m-dihitung
diameter nominal & schedulediameter nominal & schedule
Setelah tSetelah tm m ditentukan ditentukan pemilihan ukuran pipa komersial pemilihan ukuran pipa komersial
Dimensi standardDimensi standard
Pilih pipa dengan Pilih pipa dengan d d yang diperlukan dan yang diperlukan dan ttmm > t > tm-dihitung m-dihitung
diameter nominal & schedulediameter nominal & schedule
Bab 9 Pressure Components designBab 9 Pressure Components design
Desain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem PerpipaanDesain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem Perpipaan10
Bab 9 Pressure Components designBab 9 Pressure Components design
Desain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem PerpipaanDesain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem Perpipaan11
CONTOH SOALCONTOH SOAL CONTOH SOALCONTOH SOAL
Tentukan tebal dinding sebuah pipa dengan diameter eksternal D = Tentukan tebal dinding sebuah pipa dengan diameter eksternal D =
8.625 inch dengan kondisi rancang T = 5008.625 inch dengan kondisi rancang T = 500F dan P = 850 psigF dan P = 850 psig
menghitung tebal dinding pipa.menghitung tebal dinding pipa.
Tentukan tebal dinding sebuah pipa dengan diameter eksternal D = Tentukan tebal dinding sebuah pipa dengan diameter eksternal D =
8.625 inch dengan kondisi rancang T = 5008.625 inch dengan kondisi rancang T = 500F dan P = 850 psigF dan P = 850 psig
menghitung tebal dinding pipa.menghitung tebal dinding pipa.
c)PYSE(2
PDt
qm
E = Faktor kualitas, adalah faktor pereduksi tegangan yang diijinkan yang E = Faktor kualitas, adalah faktor pereduksi tegangan yang diijinkan yang harganya didasarkan pada proses pembuatan pipa. Harga E berkisar harganya didasarkan pada proses pembuatan pipa. Harga E berkisar antara 0.6, yaitu untuk furnace butt weld (FBW) dan 1.0 untuk seamless antara 0.6, yaitu untuk furnace butt weld (FBW) dan 1.0 untuk seamless pipa (pipa tak berkampuh) pipa (pipa tak berkampuh) 0.85 0.85
E = Faktor kualitas, adalah faktor pereduksi tegangan yang diijinkan yang E = Faktor kualitas, adalah faktor pereduksi tegangan yang diijinkan yang harganya didasarkan pada proses pembuatan pipa. Harga E berkisar harganya didasarkan pada proses pembuatan pipa. Harga E berkisar antara 0.6, yaitu untuk furnace butt weld (FBW) dan 1.0 untuk seamless antara 0.6, yaitu untuk furnace butt weld (FBW) dan 1.0 untuk seamless pipa (pipa tak berkampuh) pipa (pipa tak berkampuh) 0.85 0.85
Y = Faktor kompensasi tegangan temperatur dipergunakan untuk Y = Faktor kompensasi tegangan temperatur dipergunakan untuk mengakomodasi kenyataan bahwa penurunan tegangan yang diijinkan mengakomodasi kenyataan bahwa penurunan tegangan yang diijinkan pada temperatur 900pada temperatur 900F adalah tidak linear. ) F adalah tidak linear. ) 0. 4 0. 4
S = allowable stress (hot stress) S = allowable stress (hot stress) 18 900 psi18 900 psi
Y = Faktor kompensasi tegangan temperatur dipergunakan untuk Y = Faktor kompensasi tegangan temperatur dipergunakan untuk mengakomodasi kenyataan bahwa penurunan tegangan yang diijinkan mengakomodasi kenyataan bahwa penurunan tegangan yang diijinkan pada temperatur 900pada temperatur 900F adalah tidak linear. ) F adalah tidak linear. ) 0. 4 0. 4
S = allowable stress (hot stress) S = allowable stress (hot stress) 18 900 psi18 900 psi
Bab 9 Pressure Components designBab 9 Pressure Components design
Desain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem PerpipaanDesain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem Perpipaan12
inch223.08504.085.0189002
850625.8t
Tebal minimum dinding pipa :Tebal minimum dinding pipa :
ttmm = t + (corrosion Allowance) + (mill tolerance)= t + (corrosion Allowance) + (mill tolerance)
= 0.223 + 0.063 + 0.010 = 0.296 inch = 0.223 + 0.063 + 0.010 = 0.296 inch
Pipa komersial dengan tebal dinding yang terdekat di atas tPipa komersial dengan tebal dinding yang terdekat di atas tm m adalah :adalah :
Tebal minimum dinding pipa :Tebal minimum dinding pipa :
ttmm = t + (corrosion Allowance) + (mill tolerance)= t + (corrosion Allowance) + (mill tolerance)
= 0.223 + 0.063 + 0.010 = 0.296 inch = 0.223 + 0.063 + 0.010 = 0.296 inch
Pipa komersial dengan tebal dinding yang terdekat di atas tPipa komersial dengan tebal dinding yang terdekat di atas tm m adalah :adalah :
Tebal dinding pipa berdasarkan mechanical strength :Tebal dinding pipa berdasarkan mechanical strength : Tebal dinding pipa berdasarkan mechanical strength :Tebal dinding pipa berdasarkan mechanical strength :
DDnom nom = 8 inch= 8 inch
Schedule 40 dengan tSchedule 40 dengan tnomnom = 0.322 inch = 0.322 inch
DDnom nom = 8 inch= 8 inch
Schedule 40 dengan tSchedule 40 dengan tnomnom = 0.322 inch = 0.322 inch
Bab 9 Pressure Components designBab 9 Pressure Components design
Desain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem PerpipaanDesain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem Perpipaan13
9.4 Penentuan Tebal Pipa yang 9.4 Penentuan Tebal Pipa yang Mendapat Mendapat Beban Tekanan EksternalBeban Tekanan Eksternal9.4 Penentuan Tebal Pipa yang 9.4 Penentuan Tebal Pipa yang Mendapat Mendapat Beban Tekanan EksternalBeban Tekanan Eksternal
Pipa mengalami tekanan eksternal (atmosfir) jika tekanan Pipa mengalami tekanan eksternal (atmosfir) jika tekanan di dalam lebih kecil dari tekanan atmosfir (ex: vakum)di dalam lebih kecil dari tekanan atmosfir (ex: vakum)
Pipa yang lebih kecil dari pipa konsentris juga mendapat Pipa yang lebih kecil dari pipa konsentris juga mendapat tekanan eksternaltekanan eksternal jika tekanan di pipa besar lebih tinggijika tekanan di pipa besar lebih tinggi
Pipa (tube) di dalam vessel dapat mengalami tekanan Pipa (tube) di dalam vessel dapat mengalami tekanan internal, jika tekanan vessel > tekanan tubeinternal, jika tekanan vessel > tekanan tube
Prosedur penentuan tProsedur penentuan tmm
Pipa mengalami tekanan eksternal (atmosfir) jika tekanan Pipa mengalami tekanan eksternal (atmosfir) jika tekanan di dalam lebih kecil dari tekanan atmosfir (ex: vakum)di dalam lebih kecil dari tekanan atmosfir (ex: vakum)
Pipa yang lebih kecil dari pipa konsentris juga mendapat Pipa yang lebih kecil dari pipa konsentris juga mendapat tekanan eksternaltekanan eksternal jika tekanan di pipa besar lebih tinggijika tekanan di pipa besar lebih tinggi
Pipa (tube) di dalam vessel dapat mengalami tekanan Pipa (tube) di dalam vessel dapat mengalami tekanan internal, jika tekanan vessel > tekanan tubeinternal, jika tekanan vessel > tekanan tube
Prosedur penentuan tProsedur penentuan tmm ASME Boiler & ASME Boiler &
Pressure Vessel Pressure Vessel Code Section VIII, Code Section VIII, Division IDivision I
ASME Boiler & ASME Boiler & Pressure Vessel Pressure Vessel Code Section VIII, Code Section VIII, Division IDivision I
Bab 9 Pressure Components designBab 9 Pressure Components design
Desain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem PerpipaanDesain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem Perpipaan14
A. Untuk D/t A. Untuk D/t 10 10
1.1. Ambi suatu harga t (anggapan) dan hitunglah rasio L/DAmbi suatu harga t (anggapan) dan hitunglah rasio L/Do o dan D dan D
o o /t./t.
2.2. Dengan kedua harga L/DDengan kedua harga L/Do o dan Ddan D
o o /t, masuklah ke charts, charts /t, masuklah ke charts, charts
UGO-28.0 yang terdiri dari dua buah chartsUGO-28.0 yang terdiri dari dua buah charts
untuk harga L/Duntuk harga L/Do o 50.0, pakailah harga L/D50.0, pakailah harga L/D
oo = 50, = 50,
sedangsedang
untuk harga L/Duntuk harga L/Doo 0.05, pakailah harga L/D 0.05, pakailah harga L/D
oo = 0.0 = 0.0
3.3. Tentukan titik potong antara kurva DTentukan titik potong antara kurva Doo/t (dari hasil perhitungan /t (dari hasil perhitungan
pada langkah 1 ) dan garis horizontal L/Dpada langkah 1 ) dan garis horizontal L/Doo (hasil perhitungan pada (hasil perhitungan pada
langkah 1). Titik potong tersebut boleh berupa titik hasil interpolasi langkah 1). Titik potong tersebut boleh berupa titik hasil interpolasi untuk harga Duntuk harga D00/t yang terletak di antara dua harga D/t yang terletak di antara dua harga D
oo/t yang ada di /t yang ada di
charts. Dari titik potong (atau titik hasil interpolasi) tersebut, tarik charts. Dari titik potong (atau titik hasil interpolasi) tersebut, tarik garis vertikal ke bawah dan bacalah harga faktor A.garis vertikal ke bawah dan bacalah harga faktor A.
A. Untuk D/t A. Untuk D/t 10 10
1.1. Ambi suatu harga t (anggapan) dan hitunglah rasio L/DAmbi suatu harga t (anggapan) dan hitunglah rasio L/Do o dan D dan D
o o /t./t.
2.2. Dengan kedua harga L/DDengan kedua harga L/Do o dan Ddan D
o o /t, masuklah ke charts, charts /t, masuklah ke charts, charts
UGO-28.0 yang terdiri dari dua buah chartsUGO-28.0 yang terdiri dari dua buah charts
untuk harga L/Duntuk harga L/Do o 50.0, pakailah harga L/D50.0, pakailah harga L/D
oo = 50, = 50,
sedangsedang
untuk harga L/Duntuk harga L/Doo 0.05, pakailah harga L/D 0.05, pakailah harga L/D
oo = 0.0 = 0.0
3.3. Tentukan titik potong antara kurva DTentukan titik potong antara kurva Doo/t (dari hasil perhitungan /t (dari hasil perhitungan
pada langkah 1 ) dan garis horizontal L/Dpada langkah 1 ) dan garis horizontal L/Doo (hasil perhitungan pada (hasil perhitungan pada
langkah 1). Titik potong tersebut boleh berupa titik hasil interpolasi langkah 1). Titik potong tersebut boleh berupa titik hasil interpolasi untuk harga Duntuk harga D00/t yang terletak di antara dua harga D/t yang terletak di antara dua harga D
oo/t yang ada di /t yang ada di
charts. Dari titik potong (atau titik hasil interpolasi) tersebut, tarik charts. Dari titik potong (atau titik hasil interpolasi) tersebut, tarik garis vertikal ke bawah dan bacalah harga faktor A.garis vertikal ke bawah dan bacalah harga faktor A.
Bab 9 Pressure Components designBab 9 Pressure Components design
Desain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem PerpipaanDesain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem Perpipaan15
4.4. Dengan harga A yang diperoleh dari langkah 3, masuklah ke chart Dengan harga A yang diperoleh dari langkah 3, masuklah ke chart ke-3 untuk material pipa. Dengan harga A, buatlah garis vertikal ke-3 untuk material pipa. Dengan harga A, buatlah garis vertikal sampai memotong garis yang menunjukan garis temperatur sampai memotong garis yang menunjukan garis temperatur rancang. (boleh dilakukan interpolasi untuk menentukan titik rancang. (boleh dilakukan interpolasi untuk menentukan titik potong). potong).
Garis vertikal yang dibuat melalui titik A dengan harga yang diperoleh Garis vertikal yang dibuat melalui titik A dengan harga yang diperoleh pada langkah 3, disamping dapat memotong garis temperatur rancang, pada langkah 3, disamping dapat memotong garis temperatur rancang, dapat pula tidak memotong garis temperatur rancang tersebut karena (1) dapat pula tidak memotong garis temperatur rancang tersebut karena (1) garis vertikal tersebut terletak di sebelah kiri titik potong antara garis garis vertikal tersebut terletak di sebelah kiri titik potong antara garis temperatur rancang dan sumbu horizontal (dalam hal ini, lihat langkah 7 temperatur rancang dan sumbu horizontal (dalam hal ini, lihat langkah 7 untuk menentukan faktor B ) dan (2) garis vertikal terletak diluar sumbu untuk menentukan faktor B ) dan (2) garis vertikal terletak diluar sumbu vertikal kanan atau harga A vertikal kanan atau harga A harga A terbesar pada chart. Untuk kasus harga A terbesar pada chart. Untuk kasus terakhir harga faktor B di anggap harga terbesar pada garis temperatur terakhir harga faktor B di anggap harga terbesar pada garis temperatur rancang pada chart.rancang pada chart.
4.4. Dengan harga A yang diperoleh dari langkah 3, masuklah ke chart Dengan harga A yang diperoleh dari langkah 3, masuklah ke chart ke-3 untuk material pipa. Dengan harga A, buatlah garis vertikal ke-3 untuk material pipa. Dengan harga A, buatlah garis vertikal sampai memotong garis yang menunjukan garis temperatur sampai memotong garis yang menunjukan garis temperatur rancang. (boleh dilakukan interpolasi untuk menentukan titik rancang. (boleh dilakukan interpolasi untuk menentukan titik potong). potong).
Garis vertikal yang dibuat melalui titik A dengan harga yang diperoleh Garis vertikal yang dibuat melalui titik A dengan harga yang diperoleh pada langkah 3, disamping dapat memotong garis temperatur rancang, pada langkah 3, disamping dapat memotong garis temperatur rancang, dapat pula tidak memotong garis temperatur rancang tersebut karena (1) dapat pula tidak memotong garis temperatur rancang tersebut karena (1) garis vertikal tersebut terletak di sebelah kiri titik potong antara garis garis vertikal tersebut terletak di sebelah kiri titik potong antara garis temperatur rancang dan sumbu horizontal (dalam hal ini, lihat langkah 7 temperatur rancang dan sumbu horizontal (dalam hal ini, lihat langkah 7 untuk menentukan faktor B ) dan (2) garis vertikal terletak diluar sumbu untuk menentukan faktor B ) dan (2) garis vertikal terletak diluar sumbu vertikal kanan atau harga A vertikal kanan atau harga A harga A terbesar pada chart. Untuk kasus harga A terbesar pada chart. Untuk kasus terakhir harga faktor B di anggap harga terbesar pada garis temperatur terakhir harga faktor B di anggap harga terbesar pada garis temperatur rancang pada chart.rancang pada chart.
5.5. Dari titik potong yang diperoleh pada langkah 4, dapat di baca Dari titik potong yang diperoleh pada langkah 4, dapat di baca harga faktor B. harga faktor B.
5.5. Dari titik potong yang diperoleh pada langkah 4, dapat di baca Dari titik potong yang diperoleh pada langkah 4, dapat di baca harga faktor B. harga faktor B.
Bab 9 Pressure Components designBab 9 Pressure Components design
Desain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem PerpipaanDesain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem Perpipaan16
6.6. Dengan harga faktor B yang diperoleh pada langkah 5, dapat Dengan harga faktor B yang diperoleh pada langkah 5, dapat dihitung harga tekanan eksternal maksimum yang diijinkan, dihitung harga tekanan eksternal maksimum yang diijinkan, dari rumus berikut :dari rumus berikut :
6.6. Dengan harga faktor B yang diperoleh pada langkah 5, dapat Dengan harga faktor B yang diperoleh pada langkah 5, dapat dihitung harga tekanan eksternal maksimum yang diijinkan, dihitung harga tekanan eksternal maksimum yang diijinkan, dari rumus berikut :dari rumus berikut :
t/D3
B4P
oa
7.7. Untuk harga A yang terletak disebelah kiri garis temperatur Untuk harga A yang terletak disebelah kiri garis temperatur rancang, dihitung dari rumus berikut : rancang, dihitung dari rumus berikut :
7.7. Untuk harga A yang terletak disebelah kiri garis temperatur Untuk harga A yang terletak disebelah kiri garis temperatur rancang, dihitung dari rumus berikut : rancang, dihitung dari rumus berikut :
P
AE
D ta
o
2
3 /
8.8. Bandingkan harga Bandingkan harga yang dihitung pada langkah 6 atau langkah 7 yang dihitung pada langkah 6 atau langkah 7
dengan harga P. Jika harga dengan harga P. Jika harga P Paa < p, maka ulangilah prosedur 1 s/d < p, maka ulangilah prosedur 1 s/d
8 dengan memilih harga t yang lebih besar. Iterasi tersebut 8 dengan memilih harga t yang lebih besar. Iterasi tersebut dilakukan terus sampai diperoleh harga t yang menghasilkan dilakukan terus sampai diperoleh harga t yang menghasilkan
yang yang
lebih besar dari P lebih besar dari P
8.8. Bandingkan harga Bandingkan harga yang dihitung pada langkah 6 atau langkah 7 yang dihitung pada langkah 6 atau langkah 7
dengan harga P. Jika harga dengan harga P. Jika harga P Paa < p, maka ulangilah prosedur 1 s/d < p, maka ulangilah prosedur 1 s/d
8 dengan memilih harga t yang lebih besar. Iterasi tersebut 8 dengan memilih harga t yang lebih besar. Iterasi tersebut dilakukan terus sampai diperoleh harga t yang menghasilkan dilakukan terus sampai diperoleh harga t yang menghasilkan
yang yang
lebih besar dari P lebih besar dari P
Bab 9 Pressure Components designBab 9 Pressure Components design
Desain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem PerpipaanDesain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem Perpipaan17
Bab 9 Pressure Components designBab 9 Pressure Components design
Desain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem PerpipaanDesain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem Perpipaan18
Bab 9 Pressure Components designBab 9 Pressure Components design
Desain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem PerpipaanDesain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem Perpipaan19
Bab 9 Pressure Components designBab 9 Pressure Components design
Desain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem PerpipaanDesain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem Perpipaan20
Bab 9 Pressure Components designBab 9 Pressure Components design
Desain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem PerpipaanDesain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem Perpipaan21
Bab 9 Pressure Components designBab 9 Pressure Components design
Desain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem PerpipaanDesain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem Perpipaan22
Bab 9 Pressure Components designBab 9 Pressure Components design
Desain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem PerpipaanDesain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem Perpipaan23
CONTOH SOALCONTOH SOAL CONTOH SOALCONTOH SOAL
Tentukan tebal dinding pipa lurus dengan diameter eksternal 10.75 Tentukan tebal dinding pipa lurus dengan diameter eksternal 10.75
inch, terbuat dari baja karbon, beroperasi pada temperatur 300inch, terbuat dari baja karbon, beroperasi pada temperatur 30000 F F dan mengalami beban eksternal 350 psig. Pipa tersebut panjang dan mengalami beban eksternal 350 psig. Pipa tersebut panjang sekali. sekali.
Tentukan tebal dinding pipa lurus dengan diameter eksternal 10.75 Tentukan tebal dinding pipa lurus dengan diameter eksternal 10.75
inch, terbuat dari baja karbon, beroperasi pada temperatur 300inch, terbuat dari baja karbon, beroperasi pada temperatur 30000 F F dan mengalami beban eksternal 350 psig. Pipa tersebut panjang dan mengalami beban eksternal 350 psig. Pipa tersebut panjang sekali. sekali.
1. Misalkan t = 0.365 inch, maka1. Misalkan t = 0.365 inch, maka
L/DL/Do o = 50 (sebenarnya L/D = 50 (sebenarnya L/D
o o >>50, tapi untuk L/D50, tapi untuk L/Do o > > 50, maka 50, maka
dipakai harga L/Ddipakai harga L/Do o =50 )=50 )
DDoo/t = 10.75/0.365 = 29.45/t = 10.75/0.365 = 29.45
2&3. Dengan L/D2&3. Dengan L/Do o = 50 dan D = 50 dan D
oo/t = 29.45, maka dari chart 5 - UGO - 28.0 /t = 29.45, maka dari chart 5 - UGO - 28.0
diperoleh harga A= 0.00122diperoleh harga A= 0.00122
4&5 Dengan harga A = 0.00122 dan chart untuk baja karbon dengan 4&5 Dengan harga A = 0.00122 dan chart untuk baja karbon dengan temperatur rancang 300temperatur rancang 30000F, diperoleh harga B = 11600F, diperoleh harga B = 11600
1. Misalkan t = 0.365 inch, maka1. Misalkan t = 0.365 inch, maka
L/DL/Do o = 50 (sebenarnya L/D = 50 (sebenarnya L/D
o o >>50, tapi untuk L/D50, tapi untuk L/Do o > > 50, maka 50, maka
dipakai harga L/Ddipakai harga L/Do o =50 )=50 )
DDoo/t = 10.75/0.365 = 29.45/t = 10.75/0.365 = 29.45
2&3. Dengan L/D2&3. Dengan L/Do o = 50 dan D = 50 dan D
oo/t = 29.45, maka dari chart 5 - UGO - 28.0 /t = 29.45, maka dari chart 5 - UGO - 28.0
diperoleh harga A= 0.00122diperoleh harga A= 0.00122
4&5 Dengan harga A = 0.00122 dan chart untuk baja karbon dengan 4&5 Dengan harga A = 0.00122 dan chart untuk baja karbon dengan temperatur rancang 300temperatur rancang 30000F, diperoleh harga B = 11600F, diperoleh harga B = 11600
Bab 9 Pressure Components designBab 9 Pressure Components design
Desain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem PerpipaanDesain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem Perpipaan24
6. 6. 6. 6. P psiga
4 11600
3 29 45525
.
7. Check : P7. Check : Paa = 525 psig = 525 psig > > P = 300 psig P = 300 psig
Karena itu pipa denga tebal dinding t = 0.365 inch cukup kuat untuk Karena itu pipa denga tebal dinding t = 0.365 inch cukup kuat untuk menahan beban tekanan eksternal sebesar 350 psig. menahan beban tekanan eksternal sebesar 350 psig.
Apakah perlu dilakukan iterasi dengan memilih tebal dinding yang lebih Apakah perlu dilakukan iterasi dengan memilih tebal dinding yang lebih kecil, karena t = 0.365 inch mungkin terlalu kuat ? kecil, karena t = 0.365 inch mungkin terlalu kuat ?
7. Check : P7. Check : Paa = 525 psig = 525 psig > > P = 300 psig P = 300 psig
Karena itu pipa denga tebal dinding t = 0.365 inch cukup kuat untuk Karena itu pipa denga tebal dinding t = 0.365 inch cukup kuat untuk menahan beban tekanan eksternal sebesar 350 psig. menahan beban tekanan eksternal sebesar 350 psig.
Apakah perlu dilakukan iterasi dengan memilih tebal dinding yang lebih Apakah perlu dilakukan iterasi dengan memilih tebal dinding yang lebih kecil, karena t = 0.365 inch mungkin terlalu kuat ? kecil, karena t = 0.365 inch mungkin terlalu kuat ?
Bab 9 Pressure Components designBab 9 Pressure Components design
Desain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem PerpipaanDesain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem Perpipaan25
9.5 Penentuan Tebal Belokan Pipa9.5 Penentuan Tebal Belokan Pipa9.5 Penentuan Tebal Belokan Pipa9.5 Penentuan Tebal Belokan Pipa
1. Pipe Bends1. Pipe Bends
Pipe bends terbuat dari pipa lurus yang Pipe bends terbuat dari pipa lurus yang dibengkokkandibengkokkan
Untuk pipe bend, tebal minimum diding pipa setelah Untuk pipe bend, tebal minimum diding pipa setelah dibengkokkan tidak boleh lebih kecil dari tdibengkokkan tidak boleh lebih kecil dari tm m pipa luruspipa lurus
1. Pipe Bends1. Pipe Bends
Pipe bends terbuat dari pipa lurus yang Pipe bends terbuat dari pipa lurus yang dibengkokkandibengkokkan
Untuk pipe bend, tebal minimum diding pipa setelah Untuk pipe bend, tebal minimum diding pipa setelah dibengkokkan tidak boleh lebih kecil dari tdibengkokkan tidak boleh lebih kecil dari tm m pipa luruspipa lurus
2. Elbow2. Elbow
Dibuat dengan cara di corDibuat dengan cara di cor
Kekuatannya menahan tekanan internal dihitung Kekuatannya menahan tekanan internal dihitung dengan cara pada paragraf 304.7.2 (B31.3)dengan cara pada paragraf 304.7.2 (B31.3)
2. Elbow2. Elbow
Dibuat dengan cara di corDibuat dengan cara di cor
Kekuatannya menahan tekanan internal dihitung Kekuatannya menahan tekanan internal dihitung dengan cara pada paragraf 304.7.2 (B31.3)dengan cara pada paragraf 304.7.2 (B31.3)
Bab 9 Pressure Components designBab 9 Pressure Components design
Desain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem PerpipaanDesain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem Perpipaan26
3. Multiple Mitter Bend3. Multiple Mitter Bend
Pipa belok yang terbuat dari potongan-potongan pipa lurusPipa belok yang terbuat dari potongan-potongan pipa lurus
3. Multiple Mitter Bend3. Multiple Mitter Bend
Pipa belok yang terbuat dari potongan-potongan pipa lurusPipa belok yang terbuat dari potongan-potongan pipa lurus
PPmm = tekanan internal maksimum yang = tekanan internal maksimum yang
diijinkan terjadi di miter bendsdiijinkan terjadi di miter bends
rr22 = jari-jari rata-rata pipa dengan = jari-jari rata-rata pipa dengan
memakai tebal dinding nominal memakai tebal dinding nominal
RR1 1 = jari-jari efektif miter bend, = jari-jari efektif miter bend,
didefinisikan sebagai jarak didefinisikan sebagai jarak terpendek dari garis sumbu pipa terpendek dari garis sumbu pipa ke garis potong dua bidang datar ke garis potong dua bidang datar dari sambung miter yang dari sambung miter yang bersebelahanbersebelahan
T = Tebal dinding pipa miterT = Tebal dinding pipa miter
= sudut potong miter= sudut potong miter
= sudut perubahan arah pada = sudut perubahan arah pada
sambungan miter = 2 sambungan miter = 2
PPmm = tekanan internal maksimum yang = tekanan internal maksimum yang
diijinkan terjadi di miter bendsdiijinkan terjadi di miter bends
rr22 = jari-jari rata-rata pipa dengan = jari-jari rata-rata pipa dengan
memakai tebal dinding nominal memakai tebal dinding nominal
RR1 1 = jari-jari efektif miter bend, = jari-jari efektif miter bend,
didefinisikan sebagai jarak didefinisikan sebagai jarak terpendek dari garis sumbu pipa terpendek dari garis sumbu pipa ke garis potong dua bidang datar ke garis potong dua bidang datar dari sambung miter yang dari sambung miter yang bersebelahanbersebelahan
T = Tebal dinding pipa miterT = Tebal dinding pipa miter
= sudut potong miter= sudut potong miter
= sudut perubahan arah pada = sudut perubahan arah pada
sambungan miter = 2 sambungan miter = 2
Bab 9 Pressure Components designBab 9 Pressure Components design
Desain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem PerpipaanDesain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem Perpipaan27
Tekangan internal maksimum yang diijinkan haruslah harga Tekangan internal maksimum yang diijinkan haruslah harga terkecil dari dua persamaan berikut :terkecil dari dua persamaan berikut :
Tekangan internal maksimum yang diijinkan haruslah harga Tekangan internal maksimum yang diijinkan haruslah harga terkecil dari dua persamaan berikut :terkecil dari dua persamaan berikut :
cTrtan643.0)ct(
cT
r
cTSEP
22m
P
SE T c
r
R r
R rm
2
1 2
1 205.
haruslah < 22.5haruslah < 22.500 haruslah < 22.5haruslah < 22.500
4. Mitter Bend Tunggal4. Mitter Bend Tunggal
Mitter dengan Mitter dengan < 22.5 < 22.500
4. Mitter Bend Tunggal4. Mitter Bend Tunggal
Mitter dengan Mitter dengan < 22.5 < 22.500
cTrton643.0)ct(
cT
r
cTSEP
22m
c c = corrosion+errosion allowance= corrosion+errosion allowance
E = faktor kualitasE = faktor kualitas
S = tegangan yang diijinkanS = tegangan yang diijinkan
c c = corrosion+errosion allowance= corrosion+errosion allowance
E = faktor kualitasE = faktor kualitas
S = tegangan yang diijinkanS = tegangan yang diijinkan
Bab 9 Pressure Components designBab 9 Pressure Components design
Desain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem PerpipaanDesain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem Perpipaan28
Batasan harga RBatasan harga R11 (B31.3) (B31.3) Batasan harga RBatasan harga R11 (B31.3) (B31.3) RA D
1 2
tan A mempunyai harga empirik sbb :A mempunyai harga empirik sbb :
English unitEnglish unit SI SI
A mempunyai harga empirik sbb :A mempunyai harga empirik sbb :
English unitEnglish unit SI SI
(T-c), inch A
0.5 1.0
0.5 (T-c) 0.88 2 (T-c)
0.88 [2(T-c)/3] + 1.17
(T-c), mm A
13 25
13 (T-c) 22 2 (T-c)
22 [2(T-c)/3] + 30
Tebal dinding pipe bends dan tebal dinding segmen-segmen Tebal dinding pipe bends dan tebal dinding segmen-segmen belokan miter yang mengalami tekanan eksternal dapat ditentukan belokan miter yang mengalami tekanan eksternal dapat ditentukan dengan cara yang sama dengan cara yang dipakai untuk dengan cara yang sama dengan cara yang dipakai untuk menentukan tebal dinding pipa lurus yang menerima tekanan menentukan tebal dinding pipa lurus yang menerima tekanan eksternaleksternal
Tebal dinding pipe bends dan tebal dinding segmen-segmen Tebal dinding pipe bends dan tebal dinding segmen-segmen belokan miter yang mengalami tekanan eksternal dapat ditentukan belokan miter yang mengalami tekanan eksternal dapat ditentukan dengan cara yang sama dengan cara yang dipakai untuk dengan cara yang sama dengan cara yang dipakai untuk menentukan tebal dinding pipa lurus yang menerima tekanan menentukan tebal dinding pipa lurus yang menerima tekanan eksternaleksternal
Bab 9 Pressure Components designBab 9 Pressure Components design
Desain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem PerpipaanDesain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem Perpipaan29
CONTOH SOALCONTOH SOAL CONTOH SOALCONTOH SOAL
Hitunglah tekanan internal maksimum yang diijinkan untuk pipa Hitunglah tekanan internal maksimum yang diijinkan untuk pipa
belokan miter dengan diameter 36 inch dari tebal dinding nominal belokan miter dengan diameter 36 inch dari tebal dinding nominal 0.375 inch yang dibuat dari A 515 Gr. 60 (material pelat), dengan 0.375 inch yang dibuat dari A 515 Gr. 60 (material pelat), dengan temperatur = 500 temperatur = 500 F, C=0.1 inch, E= 1.0, = 1.5 x 36 = 54 inch, = 0.5, F, C=0.1 inch, E= 1.0, = 1.5 x 36 = 54 inch, = 0.5, toleransi pembuatan (toleransi pembuatan (plate mill under-run toleranceplate mill under-run tolerance) = 0.01 inch. ) = 0.01 inch.
Hitunglah tekanan internal maksimum yang diijinkan untuk pipa Hitunglah tekanan internal maksimum yang diijinkan untuk pipa
belokan miter dengan diameter 36 inch dari tebal dinding nominal belokan miter dengan diameter 36 inch dari tebal dinding nominal 0.375 inch yang dibuat dari A 515 Gr. 60 (material pelat), dengan 0.375 inch yang dibuat dari A 515 Gr. 60 (material pelat), dengan temperatur = 500 temperatur = 500 F, C=0.1 inch, E= 1.0, = 1.5 x 36 = 54 inch, = 0.5, F, C=0.1 inch, E= 1.0, = 1.5 x 36 = 54 inch, = 0.5, toleransi pembuatan (toleransi pembuatan (plate mill under-run toleranceplate mill under-run tolerance) = 0.01 inch. ) = 0.01 inch.
1. Perhitungan tekanan internal maksimum untuk pipa miter ganda : 1. Perhitungan tekanan internal maksimum untuk pipa miter ganda :
untuk untuk = 22.5 = 22.5 , ,
dari persamaan (1): dari persamaan (1):
1. Perhitungan tekanan internal maksimum untuk pipa miter ganda : 1. Perhitungan tekanan internal maksimum untuk pipa miter ganda :
untuk untuk = 22.5 = 22.5 , ,
dari persamaan (1): dari persamaan (1):
cTrtan643.0cT
cTx
r
cTSEP
22m
dengan dengan S = 17300 psiS = 17300 psi
T = 0.375 - 0.010 = 0.365 inchT = 0.375 - 0.010 = 0.365 inch
rr22 = 0.536 – 0.375) = 17.8125 inch = 0.536 – 0.375) = 17.8125 inch
dengan dengan S = 17300 psiS = 17300 psi
T = 0.375 - 0.010 = 0.365 inchT = 0.375 - 0.010 = 0.365 inch
rr22 = 0.536 – 0.375) = 17.8125 inch = 0.536 – 0.375) = 17.8125 inch
Bab 9 Pressure Components designBab 9 Pressure Components design
Desain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem PerpipaanDesain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem Perpipaan30
)215.0x8125.175.22tan643.01.0365.0(
1.0365.0x
8125.17
1.0365.0x17300P
om
P psigm 80
dari persamaan (2) :dari persamaan (2) : dari persamaan (2) :dari persamaan (2) :
P
SE T c
r
R r
R rm
2
1 2
1 205.
psig206
8125.17x5.054
8125.1754x
8125.17
1.0365.0x17300Pm
Kesimpulan : PKesimpulan : Pmm = 80 psig = 80 psig Kesimpulan : PKesimpulan : Pmm = 80 psig = 80 psig
Tekanan maksimumTekanan maksimum Tekanan maksimumTekanan maksimum
Bab 9 Pressure Components designBab 9 Pressure Components design
Desain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem PerpipaanDesain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem Perpipaan31
2. Perhitungan tekanan internal maksimum untuk pipa miter tunggal2. Perhitungan tekanan internal maksimum untuk pipa miter tunggal
dengan Rdengan R11= 36 inch, diperoleh = 36 inch, diperoleh
2. Perhitungan tekanan internal maksimum untuk pipa miter tunggal2. Perhitungan tekanan internal maksimum untuk pipa miter tunggal
dengan Rdengan R11= 36 inch, diperoleh = 36 inch, diperoleh
psig37265.0x8125.17577.0x25.1265.0
265.0x
8125.17
265.0x17300
cTrtan25.1cT
cTx
r
cTSEP
22m
Berdasarkan B31.3 RBerdasarkan B31.3 R11 minimum adalah (untuk T-c < 0.5) minimum adalah (untuk T-c < 0.5) Berdasarkan B31.3 RBerdasarkan B31.3 R11 minimum adalah (untuk T-c < 0.5) minimum adalah (untuk T-c < 0.5)
inch4.202
36
5.22tg
0.1
2
D
tg
AR
o1
= 22.5= 22.500 = 22.5= 22.500
= 22.5= 22.500 = 22.5= 22.500 inch7.19R1
Bab 9 Pressure Components designBab 9 Pressure Components design
Desain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem PerpipaanDesain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem Perpipaan32
Bab 9 Pressure Components designBab 9 Pressure Components design
Desain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem PerpipaanDesain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem Perpipaan33
9.6 Penentuan Tebal Penguat 9.6 Penentuan Tebal Penguat PercabanganPercabangan9.6 Penentuan Tebal Penguat 9.6 Penentuan Tebal Penguat PercabanganPercabangan Percabangan pipa terdiri dari pipa utama, dan pipa cabang, yang Percabangan pipa terdiri dari pipa utama, dan pipa cabang, yang
diameternya pada umumnya lebih kecil daripada diameter pipa diameternya pada umumnya lebih kecil daripada diameter pipa utama. utama.
Pada lokasi dimana pipa cabang akan disambungkan, maka pada Pada lokasi dimana pipa cabang akan disambungkan, maka pada pipa utama dibuat lubang pipa utama dibuat lubang sebagian permukaan pipa utama sebagian permukaan pipa utama dibuang. dibuang.
Dengan dibuatnya lubang, maka luas potongan aksial (dimana Dengan dibuatnya lubang, maka luas potongan aksial (dimana hoop hoop stressstress bekerja) akan berkurang bekerja) akan berkurang pipa utama diperlemah. pipa utama diperlemah.
Sebenarnya pipa dengan dimensi standard yang dipilih mempunyai Sebenarnya pipa dengan dimensi standard yang dipilih mempunyai tebal dinding > ttebal dinding > tmm, maka ‘kelebihan” tebal tersebut dapat menjadi , maka ‘kelebihan” tebal tersebut dapat menjadi
kompensasi berkurangnya luas potongan aksial yang terbuang. kompensasi berkurangnya luas potongan aksial yang terbuang.
Dasar pemikiran inilah yang dipakai Code dalam melakukan analisis Dasar pemikiran inilah yang dipakai Code dalam melakukan analisis kekuatan percabangan pipa. Metode tersebut dinamakan kekuatan percabangan pipa. Metode tersebut dinamakan area area replacement methodreplacement method atau Metode kompensasi. atau Metode kompensasi.
Percabangan pipa terdiri dari pipa utama, dan pipa cabang, yang Percabangan pipa terdiri dari pipa utama, dan pipa cabang, yang diameternya pada umumnya lebih kecil daripada diameter pipa diameternya pada umumnya lebih kecil daripada diameter pipa utama. utama.
Pada lokasi dimana pipa cabang akan disambungkan, maka pada Pada lokasi dimana pipa cabang akan disambungkan, maka pada pipa utama dibuat lubang pipa utama dibuat lubang sebagian permukaan pipa utama sebagian permukaan pipa utama dibuang. dibuang.
Dengan dibuatnya lubang, maka luas potongan aksial (dimana Dengan dibuatnya lubang, maka luas potongan aksial (dimana hoop hoop stressstress bekerja) akan berkurang bekerja) akan berkurang pipa utama diperlemah. pipa utama diperlemah.
Sebenarnya pipa dengan dimensi standard yang dipilih mempunyai Sebenarnya pipa dengan dimensi standard yang dipilih mempunyai tebal dinding > ttebal dinding > tmm, maka ‘kelebihan” tebal tersebut dapat menjadi , maka ‘kelebihan” tebal tersebut dapat menjadi
kompensasi berkurangnya luas potongan aksial yang terbuang. kompensasi berkurangnya luas potongan aksial yang terbuang.
Dasar pemikiran inilah yang dipakai Code dalam melakukan analisis Dasar pemikiran inilah yang dipakai Code dalam melakukan analisis kekuatan percabangan pipa. Metode tersebut dinamakan kekuatan percabangan pipa. Metode tersebut dinamakan area area replacement methodreplacement method atau Metode kompensasi. atau Metode kompensasi.
Bab 9 Pressure Components designBab 9 Pressure Components design
Desain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem PerpipaanDesain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem Perpipaan34
Bab 9 Pressure Components designBab 9 Pressure Components design
Desain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem PerpipaanDesain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem Perpipaan35
Dalam analisis metode kompensasi, tebal dinding pipa diperinci Dalam analisis metode kompensasi, tebal dinding pipa diperinci dalam tebal-tebal, yang dalam perkembanganya berasal dari urutan dalam tebal-tebal, yang dalam perkembanganya berasal dari urutan berikut:berikut:
Dalam analisis metode kompensasi, tebal dinding pipa diperinci Dalam analisis metode kompensasi, tebal dinding pipa diperinci dalam tebal-tebal, yang dalam perkembanganya berasal dari urutan dalam tebal-tebal, yang dalam perkembanganya berasal dari urutan berikut:berikut:
t
PD
SE PY
2 t = tebal dinding pipa yang dihitung t = tebal dinding pipa yang dihitung
ttmm = t + c = t + c
ttnomnom = t = tmm + mill tolerance + tebal lebih + mill tolerance + tebal lebih
t = tebal dinding pipa yang dihitung t = tebal dinding pipa yang dihitung
ttmm = t + c = t + c
ttnomnom = t = tmm + mill tolerance + tebal lebih + mill tolerance + tebal lebih
Variabel :Variabel :T’ = tebal dinding pipa nominalT’ = tebal dinding pipa nominalt = tebal dinding pipa sesuai mechanical strengtht = tebal dinding pipa sesuai mechanical strengthc = corrosion + erosion allowancec = corrosion + erosion allowancettm m = tebal dinding pipa minimum yang diperlukan= tebal dinding pipa minimum yang diperlukan
T = tebal dinding pipa minimum dari pipa standard yang dipilihT = tebal dinding pipa minimum dari pipa standard yang dipilihT = T’ - mill toleranceT = T’ - mill toleranceSubskrip : b Subskrip : b pipa cabang pipa cabang
h h pipa utama pipa utama
Variabel :Variabel :T’ = tebal dinding pipa nominalT’ = tebal dinding pipa nominalt = tebal dinding pipa sesuai mechanical strengtht = tebal dinding pipa sesuai mechanical strengthc = corrosion + erosion allowancec = corrosion + erosion allowancettm m = tebal dinding pipa minimum yang diperlukan= tebal dinding pipa minimum yang diperlukan
T = tebal dinding pipa minimum dari pipa standard yang dipilihT = tebal dinding pipa minimum dari pipa standard yang dipilihT = T’ - mill toleranceT = T’ - mill toleranceSubskrip : b Subskrip : b pipa cabang pipa cabang
h h pipa utama pipa utama
0.125 t0.125 tnomnom 0.125 t0.125 tnomnom
Bab 9 Pressure Components designBab 9 Pressure Components design
Desain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem PerpipaanDesain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem Perpipaan36
Tebal lebih Tebal lebih = T’ – (t + c + mill tolerance)= T’ – (t + c + mill tolerance)
= T – (t-c)= T – (t-c)
Tebal lebih Tebal lebih = T’ – (t + c + mill tolerance)= T’ – (t + c + mill tolerance)
= T – (t-c)= T – (t-c)
Luas dinding pipa utama yang terbuangLuas dinding pipa utama yang terbuang
AA11 = t = thh d d1 1 tegak lurus tegak lurus
AA11 = t = thh d d11 (2 – sin (2 – sin ) ) miring miring
Luas lebih pada pipa utama (karena tebal lebih)Luas lebih pada pipa utama (karena tebal lebih)
AA22 = (2d = (2d22 – d – d11)(T)(Thh – t – thh – c) – c)
Luas lebih pada pipa cabangLuas lebih pada pipa cabang
AA33 = 2L = 2L44(T(Thh – t – thh – c)/sin – c)/sin
Luas dinding pipa utama yang terbuangLuas dinding pipa utama yang terbuang
AA11 = t = thh d d1 1 tegak lurus tegak lurus
AA11 = t = thh d d11 (2 – sin (2 – sin ) ) miring miring
Luas lebih pada pipa utama (karena tebal lebih)Luas lebih pada pipa utama (karena tebal lebih)
AA22 = (2d = (2d22 – d – d11)(T)(Thh – t – thh – c) – c)
Luas lebih pada pipa cabangLuas lebih pada pipa cabang
AA33 = 2L = 2L44(T(Thh – t – thh – c)/sin – c)/sin
Bab 9 Pressure Components designBab 9 Pressure Components design
Desain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem PerpipaanDesain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem Perpipaan37
Variabel Variabel
dd11 = panjang efektif (pipa utama) yang terbuang untuk pipa = panjang efektif (pipa utama) yang terbuang untuk pipa
cabang cabang
dd22 = setengah lebar dari daerah penguat, yaitu panjang dan luas = setengah lebar dari daerah penguat, yaitu panjang dan luas
lebih pada pipa utama, yang besarnya diambil harga lebih pada pipa utama, yang besarnya diambil harga terbesar terbesar di antara dua harga berikut : di antara dua harga berikut :
Variabel Variabel
dd11 = panjang efektif (pipa utama) yang terbuang untuk pipa = panjang efektif (pipa utama) yang terbuang untuk pipa
cabang cabang
dd22 = setengah lebar dari daerah penguat, yaitu panjang dan luas = setengah lebar dari daerah penguat, yaitu panjang dan luas
lebih pada pipa utama, yang besarnya diambil harga lebih pada pipa utama, yang besarnya diambil harga terbesar terbesar di antara dua harga berikut : di antara dua harga berikut :
12 dd 2/dcTcTd 1hb2
dengan batasan : ddengan batasan : d22 D Dhh
LL44 = tinggi daerah penguat (yaitu panjang dari luas lebih) pada = tinggi daerah penguat (yaitu panjang dari luas lebih) pada
pipa cabang, yang harganya diambil yang terkecil dari dua pipa cabang, yang harganya diambil yang terkecil dari dua harga berikut harga berikut
dengan batasan : ddengan batasan : d22 D Dhh
LL44 = tinggi daerah penguat (yaitu panjang dari luas lebih) pada = tinggi daerah penguat (yaitu panjang dari luas lebih) pada
pipa cabang, yang harganya diambil yang terkecil dari dua pipa cabang, yang harganya diambil yang terkecil dari dua harga berikut harga berikut
L T ch4 2 5 . L T c Tb r4 2 5 .
TTrr = tebal dinding minimum dari pelat penguat, jika ternyata = tebal dinding minimum dari pelat penguat, jika ternyata
diperlukandiperlukan
TTrr = tebal dinding minimum dari pelat penguat, jika ternyata = tebal dinding minimum dari pelat penguat, jika ternyata
diperlukandiperlukan
Bab 9 Pressure Components designBab 9 Pressure Components design
Desain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem PerpipaanDesain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem Perpipaan38
Kriteria kekuatan Kriteria kekuatan
Percabangan pipa dengan lubang pada pipa utama Percabangan pipa dengan lubang pada pipa utama dinyatakan kuat jika dinyatakan kuat jika
Kriteria kekuatan Kriteria kekuatan
Percabangan pipa dengan lubang pada pipa utama Percabangan pipa dengan lubang pada pipa utama dinyatakan kuat jika dinyatakan kuat jika
1las432 AAAA
jika kriteria di atas tidak dipenuhi jika kriteria di atas tidak dipenuhi ditambahkan penguat ditambahkan penguat jika kriteria di atas tidak dipenuhi jika kriteria di atas tidak dipenuhi ditambahkan penguat ditambahkan penguat
A A A A A Alas penguat laspenguat2 3 4 4 4 1
Bab 9 Pressure Components designBab 9 Pressure Components design
Desain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem PerpipaanDesain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem Perpipaan39
CONTOH SOALCONTOH SOAL CONTOH SOALCONTOH SOAL
Hitunglah Hitunglah replacement areareplacement area untuk percabangan pipa berikut: untuk percabangan pipa berikut:Pipa utama : NPS 8, Schedule 40, ASTM A 53 Gr., B ERWPipa utama : NPS 8, Schedule 40, ASTM A 53 Gr., B ERWPipa cabang: NPS 4, Schedule 40, ASTM A 53 Gr., B SMLSPipa cabang: NPS 4, Schedule 40, ASTM A 53 Gr., B SMLSP = 600 psig, temperatur = 400 P = 600 psig, temperatur = 400 F dan C = 0.10 inchF dan C = 0.10 inchmill tolerance = 0.01 inch untuk pipa utamamill tolerance = 0.01 inch untuk pipa utamamill tolerance = 0.02 inch untuk pipa cabangmill tolerance = 0.02 inch untuk pipa cabang
Hitunglah Hitunglah replacement areareplacement area untuk percabangan pipa berikut: untuk percabangan pipa berikut:Pipa utama : NPS 8, Schedule 40, ASTM A 53 Gr., B ERWPipa utama : NPS 8, Schedule 40, ASTM A 53 Gr., B ERWPipa cabang: NPS 4, Schedule 40, ASTM A 53 Gr., B SMLSPipa cabang: NPS 4, Schedule 40, ASTM A 53 Gr., B SMLSP = 600 psig, temperatur = 400 P = 600 psig, temperatur = 400 F dan C = 0.10 inchF dan C = 0.10 inchmill tolerance = 0.01 inch untuk pipa utamamill tolerance = 0.01 inch untuk pipa utamamill tolerance = 0.02 inch untuk pipa cabangmill tolerance = 0.02 inch untuk pipa cabang
Dari tabel pipa standard diperoleh :Dari tabel pipa standard diperoleh :DDhh = 8.625 inch = 8.625 inch
T’T’h h = 0.322 inch= 0.322 inch
DDbb = 4.500 inch = 4.500 inch
T = 0.237 inchT = 0.237 inch
Dari tabel material, diperolehDari tabel material, diperoleh SSh h = SE = 20.000 x 0.85 = 17.000 psi= SE = 20.000 x 0.85 = 17.000 psi
SSb b = 20.000 psi= 20.000 psi
Dari tabel pipa standard diperoleh :Dari tabel pipa standard diperoleh :DDhh = 8.625 inch = 8.625 inch
T’T’h h = 0.322 inch= 0.322 inch
DDbb = 4.500 inch = 4.500 inch
T = 0.237 inchT = 0.237 inch
Dari tabel material, diperolehDari tabel material, diperoleh SSh h = SE = 20.000 x 0.85 = 17.000 psi= SE = 20.000 x 0.85 = 17.000 psi
SSb b = 20.000 psi= 20.000 psi
Bab 9 Pressure Components designBab 9 Pressure Components design
Desain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem PerpipaanDesain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem Perpipaan40
Dihitung :Dihitung :TThh = T’ - mill tolerance = 0.312 inch = T’ - mill tolerance = 0.312 inch
TTbb = 0.207 inch = 0.207 inch
dd11 = D = Dbb – 2(T – 2(Tbb-c) = 4.5 – 2(0.207-0.10) = 4.286 inch-c) = 4.5 – 2(0.207-0.10) = 4.286 inch
dd22 = dipilih harga terbesar antara d = dipilih harga terbesar antara d11 atau (T atau (Tbb-c)+(T-c)+(Thh-c) + d-c) + d11/2/2
= 4.286 inch= 4.286 inch LL44 : 2.5(0.207 – 0.10) + 0 = 0.267 inch : 2.5(0.207 – 0.10) + 0 = 0.267 inch
Tebal pipa : Tebal pipa :
Dihitung :Dihitung :TThh = T’ - mill tolerance = 0.312 inch = T’ - mill tolerance = 0.312 inch
TTbb = 0.207 inch = 0.207 inch
dd11 = D = Dbb – 2(T – 2(Tbb-c) = 4.5 – 2(0.207-0.10) = 4.286 inch-c) = 4.5 – 2(0.207-0.10) = 4.286 inch
dd22 = dipilih harga terbesar antara d = dipilih harga terbesar antara d11 atau (T atau (Tbb-c)+(T-c)+(Thh-c) + d-c) + d11/2/2
= 4.286 inch= 4.286 inch LL44 : 2.5(0.207 – 0.10) + 0 = 0.267 inch : 2.5(0.207 – 0.10) + 0 = 0.267 inch
Tebal pipa : Tebal pipa :
tPD
SE PY
2:
inch150.0t h
inch067.0t b
Luas pipa utama yang terbuang oleh lubang :Luas pipa utama yang terbuang oleh lubang :Luas pipa utama yang terbuang oleh lubang :Luas pipa utama yang terbuang oleh lubang :
A t xd inchh1 122 0 643 sin .
Bab 9 Pressure Components designBab 9 Pressure Components design
Desain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem PerpipaanDesain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem Perpipaan41
Luas lebih :Luas lebih :Luas lebih :Luas lebih :
A d d T t c inchh h2 2 122 0 266 .
A L T t c inchb b3 422 0 021 .
A inch420 055 . t inchc 0166.
A A A inch2 3 420 342 .
Dengan membandingkan kedua harga luas di atas ditemukan bahwaDengan membandingkan kedua harga luas di atas ditemukan bahwaDengan membandingkan kedua harga luas di atas ditemukan bahwaDengan membandingkan kedua harga luas di atas ditemukan bahwa
Sehingga dapat disimpulkan bahwa diperlukan metal penguat. Sehingga dapat disimpulkan bahwa diperlukan metal penguat. Sehingga dapat disimpulkan bahwa diperlukan metal penguat. Sehingga dapat disimpulkan bahwa diperlukan metal penguat.
1432 AAAA
Bab 9 Pressure Components designBab 9 Pressure Components design
Desain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem PerpipaanDesain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem Perpipaan42
Luas metal penguat yang diperlukan dapat dihitung sebagai berikut : Luas metal penguat yang diperlukan dapat dihitung sebagai berikut : Luas metal penguat yang diperlukan dapat dihitung sebagai berikut : Luas metal penguat yang diperlukan dapat dihitung sebagai berikut :
A d D Tpenguat b r4 22
325.10055.0x2t2A 2claspenguat4
Total ruang yang tersedia untuk metal penguatTotal ruang yang tersedia untuk metal penguat Total ruang yang tersedia untuk metal penguatTotal ruang yang tersedia untuk metal penguat
Total ruang yang tersedia untuk metal penguatTotal ruang yang tersedia untuk metal penguat Total ruang yang tersedia untuk metal penguatTotal ruang yang tersedia untuk metal penguat
Jika dipilih : TJika dipilih : Trr = ………. = ………. Jika dipilih : TJika dipilih : Trr = ………. = ……….
maka (Amaka (A44))penguat penguat = ……….= ……….
sehingga :sehingga :
maka (Amaka (A44))penguat penguat = ……….= ……….
sehingga :sehingga :
1laspenguat4penguat4432 AAAAAA
Bab 9 Pressure Components designBab 9 Pressure Components design
Desain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem PerpipaanDesain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem Perpipaan43
9.7 Fleksibiltas Sistem Perpipaan9.7 Fleksibiltas Sistem Perpipaan9.7 Fleksibiltas Sistem Perpipaan9.7 Fleksibiltas Sistem Perpipaan Sebuah sistem perpipaan dikatakan mempunyai fleksibilitas yang Sebuah sistem perpipaan dikatakan mempunyai fleksibilitas yang
cukup atau baik, bila sistem perpipaan tersebut cukup atau baik, bila sistem perpipaan tersebut
dapat mengalami perubahan panjang akibat ekspansi atau dapat mengalami perubahan panjang akibat ekspansi atau kontraksi termalkontraksi termal
gerak titik tumpu sistem perpipaan tanpa mengalami gerak titik tumpu sistem perpipaan tanpa mengalami kerusakan-kerusakan :kerusakan-kerusakan :
kegagalan sistem perpipaan atau titik-titik tumpunya kegagalan sistem perpipaan atau titik-titik tumpunya akibat tegangan berlebih atau akibat lelahakibat tegangan berlebih atau akibat lelah
bocor pada sambunganbocor pada sambungan
tegangan yang merusak atau distorsi yang dialami sistem tegangan yang merusak atau distorsi yang dialami sistem perpipaan, katup atau peralatan yang tersambung dengan perpipaan, katup atau peralatan yang tersambung dengan sistem perpipaan akibat beban gaya atau momen yang sistem perpipaan akibat beban gaya atau momen yang berlebih pada sistem perpipaanberlebih pada sistem perpipaan
Sebuah sistem perpipaan dikatakan mempunyai fleksibilitas yang Sebuah sistem perpipaan dikatakan mempunyai fleksibilitas yang cukup atau baik, bila sistem perpipaan tersebut cukup atau baik, bila sistem perpipaan tersebut
dapat mengalami perubahan panjang akibat ekspansi atau dapat mengalami perubahan panjang akibat ekspansi atau kontraksi termalkontraksi termal
gerak titik tumpu sistem perpipaan tanpa mengalami gerak titik tumpu sistem perpipaan tanpa mengalami kerusakan-kerusakan :kerusakan-kerusakan :
kegagalan sistem perpipaan atau titik-titik tumpunya kegagalan sistem perpipaan atau titik-titik tumpunya akibat tegangan berlebih atau akibat lelahakibat tegangan berlebih atau akibat lelah
bocor pada sambunganbocor pada sambungan
tegangan yang merusak atau distorsi yang dialami sistem tegangan yang merusak atau distorsi yang dialami sistem perpipaan, katup atau peralatan yang tersambung dengan perpipaan, katup atau peralatan yang tersambung dengan sistem perpipaan akibat beban gaya atau momen yang sistem perpipaan akibat beban gaya atau momen yang berlebih pada sistem perpipaanberlebih pada sistem perpipaan
Bab 9 Pressure Components designBab 9 Pressure Components design
Desain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem PerpipaanDesain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem Perpipaan44
Persyaratan khusus ANSI/ASME mencantumkan beberapa tentang Persyaratan khusus ANSI/ASME mencantumkan beberapa tentang fleksibilitas yang harus dipenuhi oleh sistem perpipaan : fleksibilitas yang harus dipenuhi oleh sistem perpipaan :
range tegangan hasil perhitungan, Srange tegangan hasil perhitungan, SEE di setiap titik sistem di setiap titik sistem
perpipaan akibat perpindahan titik tidak boleh melebihi daerah perpipaan akibat perpindahan titik tidak boleh melebihi daerah tegangan yang diijinkan (tegangan yang diijinkan (the allowable stress rangethe allowable stress range, S, SAA ) )
gaya reaksi hasil perhitungan tidak merusak titik tumpu sistem gaya reaksi hasil perhitungan tidak merusak titik tumpu sistem perpipaan atau peralatan yang tersambung dengan sistem perpipaan atau peralatan yang tersambung dengan sistem perpipaanperpipaan
perpindahan sistem perpipaan hasil perhitungan haruslah perpindahan sistem perpipaan hasil perhitungan haruslah berada dalam batas-batas yang ditentukan.berada dalam batas-batas yang ditentukan.
Persyaratan khusus ANSI/ASME mencantumkan beberapa tentang Persyaratan khusus ANSI/ASME mencantumkan beberapa tentang fleksibilitas yang harus dipenuhi oleh sistem perpipaan : fleksibilitas yang harus dipenuhi oleh sistem perpipaan :
range tegangan hasil perhitungan, Srange tegangan hasil perhitungan, SEE di setiap titik sistem di setiap titik sistem
perpipaan akibat perpindahan titik tidak boleh melebihi daerah perpipaan akibat perpindahan titik tidak boleh melebihi daerah tegangan yang diijinkan (tegangan yang diijinkan (the allowable stress rangethe allowable stress range, S, SAA ) )
gaya reaksi hasil perhitungan tidak merusak titik tumpu sistem gaya reaksi hasil perhitungan tidak merusak titik tumpu sistem perpipaan atau peralatan yang tersambung dengan sistem perpipaan atau peralatan yang tersambung dengan sistem perpipaanperpipaan
perpindahan sistem perpipaan hasil perhitungan haruslah perpindahan sistem perpipaan hasil perhitungan haruslah berada dalam batas-batas yang ditentukan.berada dalam batas-batas yang ditentukan.
Bab 9 Pressure Components designBab 9 Pressure Components design
Desain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem PerpipaanDesain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem Perpipaan45
Sistem perpipaan yang tidak memerlukan analisis fleksibilitas: Sistem perpipaan yang tidak memerlukan analisis fleksibilitas:
sistem perpipaan yang merupakan duplikat sistem perpipaan sistem perpipaan yang merupakan duplikat sistem perpipaan yang sudah ada, yang dalam operasi menunjukan kinerja yang yang sudah ada, yang dalam operasi menunjukan kinerja yang memuaskanmemuaskan
sistem perpipaan yang dengan mudah dapat dinilai mempunyai sistem perpipaan yang dengan mudah dapat dinilai mempunyai fleksibilitas yang cukup bila dibandingkan dengan sistem fleksibilitas yang cukup bila dibandingkan dengan sistem perpipaan yang fleksibilitasnya telah dianalisis sebelumnyaperpipaan yang fleksibilitasnya telah dianalisis sebelumnya
sistem perpipaan dengan ukuran seragam, yang ditumpu sistem perpipaan dengan ukuran seragam, yang ditumpu dengan hanya dua titik tumpu tanpa ada titik restraint diantara dengan hanya dua titik tumpu tanpa ada titik restraint diantara keduanya, dan yang memenuhi ketentuan empirik berikut :keduanya, dan yang memenuhi ketentuan empirik berikut :
Sistem perpipaan yang tidak memerlukan analisis fleksibilitas: Sistem perpipaan yang tidak memerlukan analisis fleksibilitas:
sistem perpipaan yang merupakan duplikat sistem perpipaan sistem perpipaan yang merupakan duplikat sistem perpipaan yang sudah ada, yang dalam operasi menunjukan kinerja yang yang sudah ada, yang dalam operasi menunjukan kinerja yang memuaskanmemuaskan
sistem perpipaan yang dengan mudah dapat dinilai mempunyai sistem perpipaan yang dengan mudah dapat dinilai mempunyai fleksibilitas yang cukup bila dibandingkan dengan sistem fleksibilitas yang cukup bila dibandingkan dengan sistem perpipaan yang fleksibilitasnya telah dianalisis sebelumnyaperpipaan yang fleksibilitasnya telah dianalisis sebelumnya
sistem perpipaan dengan ukuran seragam, yang ditumpu sistem perpipaan dengan ukuran seragam, yang ditumpu dengan hanya dua titik tumpu tanpa ada titik restraint diantara dengan hanya dua titik tumpu tanpa ada titik restraint diantara keduanya, dan yang memenuhi ketentuan empirik berikut :keduanya, dan yang memenuhi ketentuan empirik berikut :
12 KUL
Dy
DD = diameter luar pipa, dalam inch (atau mm)= diameter luar pipa, dalam inch (atau mm)yy = perpindahan resultante total, dalam inch (mm)= perpindahan resultante total, dalam inch (mm)LL = panjang pipa di antara dua titik tumpu, dalam ft (m)= panjang pipa di antara dua titik tumpu, dalam ft (m)UU = jarak antara kedua titik tumpu, dalam ft (m)= jarak antara kedua titik tumpu, dalam ft (m)KK = 0.03 untuk satuan Inggris= 0.03 untuk satuan Inggris
= 208.3 untuk satuan metrik = 208.3 untuk satuan metrik
DD = diameter luar pipa, dalam inch (atau mm)= diameter luar pipa, dalam inch (atau mm)yy = perpindahan resultante total, dalam inch (mm)= perpindahan resultante total, dalam inch (mm)LL = panjang pipa di antara dua titik tumpu, dalam ft (m)= panjang pipa di antara dua titik tumpu, dalam ft (m)UU = jarak antara kedua titik tumpu, dalam ft (m)= jarak antara kedua titik tumpu, dalam ft (m)KK = 0.03 untuk satuan Inggris= 0.03 untuk satuan Inggris
= 208.3 untuk satuan metrik = 208.3 untuk satuan metrik
Bab 9 Pressure Components designBab 9 Pressure Components design
Desain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem PerpipaanDesain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem Perpipaan46
Persyaratan analisis formal : Persyaratan analisis formal :
Sistem perpipaan yang tidak memenuhi salah satu dari ketiga Sistem perpipaan yang tidak memenuhi salah satu dari ketiga persyaratan diatas haruslah dianalisis dengan salah satu cara persyaratan diatas haruslah dianalisis dengan salah satu cara analisis berikut : metode analisis sederhana, metode analisis analisis berikut : metode analisis sederhana, metode analisis pendekatan (pendekatan (approximate analysisapproximate analysis) atau metode analisis ) atau metode analisis komprehensifkomprehensif
Metode komprehensif yang dapat diterima meliputi metode Metode komprehensif yang dapat diterima meliputi metode analitik dan metode yang memakai analitik dan metode yang memakai charts,charts, yang dapat yang dapat menghitung gaya, momen dan tegangan-tegangan yang menghitung gaya, momen dan tegangan-tegangan yang ditimbulkan oleh ditimbulkan oleh displacement strainsdisplacement strains..
Pada analisis komprehensif, faktor-faktor intensitas tegangan Pada analisis komprehensif, faktor-faktor intensitas tegangan pada komponen perpipaan selain pipa lurus haruslah pada komponen perpipaan selain pipa lurus haruslah diperhitungkan. Komponen tersebut mempunyai kelebihan diperhitungkan. Komponen tersebut mempunyai kelebihan fleksibilitas.fleksibilitas.
Pada analisis fleksibilitas, maka semua komponen perpipaan Pada analisis fleksibilitas, maka semua komponen perpipaan yang terletak antara dua yang terletak antara dua anchor pointsanchor points haruslah diperlakukan haruslah diperlakukan secara keseluruhansecara keseluruhan
Persyaratan analisis formal : Persyaratan analisis formal :
Sistem perpipaan yang tidak memenuhi salah satu dari ketiga Sistem perpipaan yang tidak memenuhi salah satu dari ketiga persyaratan diatas haruslah dianalisis dengan salah satu cara persyaratan diatas haruslah dianalisis dengan salah satu cara analisis berikut : metode analisis sederhana, metode analisis analisis berikut : metode analisis sederhana, metode analisis pendekatan (pendekatan (approximate analysisapproximate analysis) atau metode analisis ) atau metode analisis komprehensifkomprehensif
Metode komprehensif yang dapat diterima meliputi metode Metode komprehensif yang dapat diterima meliputi metode analitik dan metode yang memakai analitik dan metode yang memakai charts,charts, yang dapat yang dapat menghitung gaya, momen dan tegangan-tegangan yang menghitung gaya, momen dan tegangan-tegangan yang ditimbulkan oleh ditimbulkan oleh displacement strainsdisplacement strains..
Pada analisis komprehensif, faktor-faktor intensitas tegangan Pada analisis komprehensif, faktor-faktor intensitas tegangan pada komponen perpipaan selain pipa lurus haruslah pada komponen perpipaan selain pipa lurus haruslah diperhitungkan. Komponen tersebut mempunyai kelebihan diperhitungkan. Komponen tersebut mempunyai kelebihan fleksibilitas.fleksibilitas.
Pada analisis fleksibilitas, maka semua komponen perpipaan Pada analisis fleksibilitas, maka semua komponen perpipaan yang terletak antara dua yang terletak antara dua anchor pointsanchor points haruslah diperlakukan haruslah diperlakukan secara keseluruhansecara keseluruhan
Bab 9 Pressure Components designBab 9 Pressure Components design
Desain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem PerpipaanDesain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem Perpipaan47
Tegangan Fleksibilitas : Tegangan Fleksibilitas :
Displacement stress range, SDisplacement stress range, SEE, dihitung berdasarkan rumus , dihitung berdasarkan rumus
berikut ini berikut ini
Tegangan Fleksibilitas : Tegangan Fleksibilitas :
Displacement stress range, SDisplacement stress range, SEE, dihitung berdasarkan rumus , dihitung berdasarkan rumus
berikut ini berikut ini
S S SE b t 2 2
SSbb = Resultan tegangan lentur= Resultan tegangan lentur
SStt = tegangan puntir = M= tegangan puntir = Mtt/2Z/2Z
ZZ = = section modulussection modulus pipa pipa
SSbb = Resultan tegangan lentur= Resultan tegangan lentur
SStt = tegangan puntir = M= tegangan puntir = Mtt/2Z/2Z
ZZ = = section modulussection modulus pipa pipa
Resultan tegangan lentur untuk pipa belok dihitung dengan Resultan tegangan lentur untuk pipa belok dihitung dengan rumus rumus
Resultan tegangan lentur untuk pipa belok dihitung dengan Resultan tegangan lentur untuk pipa belok dihitung dengan rumus rumus
Z
)Mi()Mi(S
200
2ii
b
Bab 9 Pressure Components designBab 9 Pressure Components design
Desain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem PerpipaanDesain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem Perpipaan48
Resultan tegangan lentur untuk pipa belok dihitung dengan Resultan tegangan lentur untuk pipa belok dihitung dengan rumus rumus
Resultan tegangan lentur untuk pipa belok dihitung dengan Resultan tegangan lentur untuk pipa belok dihitung dengan rumus rumus
Z
)Mi()Mi(S
200
2ii
b
iiii = faktor intensifikasi tegangan = faktor intensifikasi tegangan
in-planein-planeii00 = faktor intensifikasi tegangan = faktor intensifikasi tegangan
out-planeout-planeMMii = momen lentur= momen lentur in-planein-plane
MMoo = momen lentur= momen lentur out-planeout-plane
MMtt = momen torsi= momen torsi
iiii = faktor intensifikasi tegangan = faktor intensifikasi tegangan
in-planein-planeii00 = faktor intensifikasi tegangan = faktor intensifikasi tegangan
out-planeout-planeMMii = momen lentur= momen lentur in-planein-plane
MMoo = momen lentur= momen lentur out-planeout-plane
MMtt = momen torsi= momen torsi
Bab 9 Pressure Components designBab 9 Pressure Components design
Desain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem PerpipaanDesain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem Perpipaan49
Resultan tegangan lentur untuk percabangan pipa dihitung Resultan tegangan lentur untuk percabangan pipa dihitung dengan rumus dengan rumus
pipa utamapipa utama
Resultan tegangan lentur untuk percabangan pipa dihitung Resultan tegangan lentur untuk percabangan pipa dihitung dengan rumus dengan rumus
pipa utamapipa utama
Z
)Mi()Mi(S
200
2ii
b
ZZee = section modulus efektif pipa cabang = = section modulus efektif pipa cabang = r r2222 T Tss
rr22 = jari-jari rata-rata pipa cabang= jari-jari rata-rata pipa cabang
TTss = tebal efektif dinding pipa cabang, harga terkecil antara = tebal efektif dinding pipa cabang, harga terkecil antara
TThh’ dan (i’ dan (iii)(T)(Tbb’)’)
TThh = tebal dinding pipa utama, diluar penguat= tebal dinding pipa utama, diluar penguat
TTbb’ ’ = tebal dinding pipa cabang= tebal dinding pipa cabang
ZZee = section modulus efektif pipa cabang = = section modulus efektif pipa cabang = r r2222 T Tss
rr22 = jari-jari rata-rata pipa cabang= jari-jari rata-rata pipa cabang
TTss = tebal efektif dinding pipa cabang, harga terkecil antara = tebal efektif dinding pipa cabang, harga terkecil antara
TThh’ dan (i’ dan (iii)(T)(Tbb’)’)
TThh = tebal dinding pipa utama, diluar penguat= tebal dinding pipa utama, diluar penguat
TTbb’ ’ = tebal dinding pipa cabang= tebal dinding pipa cabang
e
200
2ii
b Z
)Mi()Mi(S
pipa cabangpipa cabangpipa cabangpipa cabang
Bab 9 Pressure Components designBab 9 Pressure Components design
Desain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem PerpipaanDesain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem Perpipaan50
CONTOH SOALCONTOH SOAL CONTOH SOALCONTOH SOAL
Sistem perpipaan dengan dua buah Sistem perpipaan dengan dua buah anchoranchor seperti ditunjukkan pada seperti ditunjukkan pada gambar, memiliki diameter luar OD = 8.625 in dan schedule 40, gambar, memiliki diameter luar OD = 8.625 in dan schedule 40, terbuat dari baja carbon. Temperature rancang adalah 200terbuat dari baja carbon. Temperature rancang adalah 200oo F, F, sedangkan temperature instalasi adalah 70sedangkan temperature instalasi adalah 70ooF. Diketahui e = 0.99 F. Diketahui e = 0.99 in./100 ft pada 200in./100 ft pada 2000 0 F. Tentukanlah apakah sistem perpipaan dengan F. Tentukanlah apakah sistem perpipaan dengan dua anchor ini memerlukan analisis fleksibilitas.dua anchor ini memerlukan analisis fleksibilitas.
Sistem perpipaan dengan dua buah Sistem perpipaan dengan dua buah anchoranchor seperti ditunjukkan pada seperti ditunjukkan pada gambar, memiliki diameter luar OD = 8.625 in dan schedule 40, gambar, memiliki diameter luar OD = 8.625 in dan schedule 40, terbuat dari baja carbon. Temperature rancang adalah 200terbuat dari baja carbon. Temperature rancang adalah 200oo F, F, sedangkan temperature instalasi adalah 70sedangkan temperature instalasi adalah 70ooF. Diketahui e = 0.99 F. Diketahui e = 0.99 in./100 ft pada 200in./100 ft pada 2000 0 F. Tentukanlah apakah sistem perpipaan dengan F. Tentukanlah apakah sistem perpipaan dengan dua anchor ini memerlukan analisis fleksibilitas.dua anchor ini memerlukan analisis fleksibilitas.
Bab 9 Pressure Components designBab 9 Pressure Components design
Desain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem PerpipaanDesain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem Perpipaan51
panjang pipa, L = 12 + 25 = 37 ft.panjang pipa, L = 12 + 25 = 37 ft. jarak antara kedua anchor, U = (12jarak antara kedua anchor, U = (1222 +25 +2522))1/21/2 = 27.73 ft. = 27.73 ft. hitung :hitung :
DY/(L-U)DY/(L-U)22 = 8.625 X 0.2745/(37 - 27.72) = 8.625 X 0.2745/(37 - 27.72)22 = 0.0275 = 0.0275 < 0.03< 0.03
panjang pipa, L = 12 + 25 = 37 ft.panjang pipa, L = 12 + 25 = 37 ft. jarak antara kedua anchor, U = (12jarak antara kedua anchor, U = (1222 +25 +2522))1/21/2 = 27.73 ft. = 27.73 ft. hitung :hitung :
DY/(L-U)DY/(L-U)22 = 8.625 X 0.2745/(37 - 27.72) = 8.625 X 0.2745/(37 - 27.72)22 = 0.0275 = 0.0275 < 0.03< 0.03
SolusiSolusi : : diameter luar, D = 8.625 in.diameter luar, D = 8.625 in.
regangan akibat perpindahanregangan akibat perpindahan
SolusiSolusi : : diameter luar, D = 8.625 in.diameter luar, D = 8.625 in.
regangan akibat perpindahanregangan akibat perpindahan
y Y Z 2 2 Y 12 0 99 100 01188. / .
Z 25 0 99 100 0 2475. / .
y 01188 0 2475 0 27452 2
. . .
Dari analisis di atas dapat dilihat bahwa sistem perpipaan dengan Dari analisis di atas dapat dilihat bahwa sistem perpipaan dengan dua anchor ini tidak memerlukan analisis fleksisbilitas.dua anchor ini tidak memerlukan analisis fleksisbilitas.Dari analisis di atas dapat dilihat bahwa sistem perpipaan dengan Dari analisis di atas dapat dilihat bahwa sistem perpipaan dengan dua anchor ini tidak memerlukan analisis fleksisbilitas.dua anchor ini tidak memerlukan analisis fleksisbilitas.
Bab 9 Pressure Components designBab 9 Pressure Components design
Desain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem PerpipaanDesain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem Perpipaan52
END OF CHAPTER IXEND OF CHAPTER IX END OF CHAPTER IXEND OF CHAPTER IX