BAB VII PENUTUP
7.1.
Kesimpulan Dari hasil perancangan dan analisis tegangan sistem perpipaan sistem
perpipaan berdasarkan standar ASME B 31.4 (studi kasus jalur perpipaan LPG dermaga Unit 68 ke tangki bola Unit 47 PERTAMINA RU IV Cilacap), secara garis besar dapat disimpulkan bahwa sistem perpipaan hasil perancangan dinyatakan aman untuk kondisi operasi berdasarkan hasil simulasi pembebanan.
7.1.1. Perancangan sistem perpipaan Dari hasil perancangan sistem perpipaan LPG dermaga Unit 68 - tangki bola Unit 47 PERTAMINA RU IV Cilacap berdasarkan standar ASME B 31.4, diberikan data hasil perancangan pada Tabel 7.1.
Tabel 7.1. Hasil perancangan sistem perpipaan. (a)
Data desain Parameter
Nilai
Satuan
Tekanan operasi desain
14
bar
Temperatur operasi desain
60
°C
Corrosion allowance
3
mm
Temperatur instalasi
27
°C
Beban angin desain
33.96
m/s
0.4
-
Faktor dinamis beban gempa desain Perpindahan posisi (defleksi) desain pipa arah x, y, dan z
10
cm
(b)
Data pipa
Jenis material
Baja karbon
Spesifikasi material
ASTM A 106 grade B
Tipe sambungan
Seamless
Tegangan luluh
241 MPa
Tegangan maksimum yang diizinkan
174 MPa
Densitas material
529 kg/
Modulus elastisitas
203395 MPa
Koefisien ekspansi termal
11.7 x
Faktor sambungan las
m/m.°C 1
NPS 10” SCH 40
Spesifikasi ukuran pipa Diameter luar
273.05 mm
Tebal pipa
9.271 mm
Massa pipa
60.53 kg/m
Berat pipa
593.22 N/m
Berat operasi pipa
856.82 N/m
Momen inersia pipa
0.000069
Section modulus pipa
0.00049
(c)
Data komponen perpipaan Elbow
Jenis Cara penyambungan ke pipa Material
Elbow 90° radius panjang Pengelasan ASTM A 234 WPB
Ukuran
NPS 10” SCH 40
Massa
37 kg Reducer
Jenis
Reducer konsentrik
Cara penyambungan ke pipa
Pengelasan
Material
ASTM A 234 WPB
Ukuran
NPS 8” x 10” SCH 40
Massa
10.7 kg Tee
Jenis
Equa/straight tee
Cara penyambungan ke pipa
Pengelasan
Material
ASTM A 234 WPB
Ukuran
NPS 8” SCH 40 dan NPS 10” SCH 40
Massa
33 kg dan 49.35 kg Valve
Jenis
Flanged ball valve
Cara penyambungan ke pipa
flange
Material
ASTM A 105
Ukuran
NPS 10” SCH 40 #150
Massa
198.97 kg Flange
Jenis
Weld neck flange
Cara penyambungan ke pipa
Pengelasan
Material
ASTM A 105
Ukuran
NPS 10” SCH 40 #150
Massa
24.48 kg Gasket
Jenis
Spiral wound
Material
Stainless steel 316 L dan grafit fleksibel Baut dan mur
Jenis
Stud bolt
Material
(d)
ASTM A 193 dan ASTM A 194
Data lokasi penempatan penumpu pipa Beban sustain
Jarak maksimum antara penumpu pipa rest
18.83 m
Beban occasional Jarak maksimum antara penumpu pipa guide
23.68 m
Beban ekspansi termal Nomor segmen pipa lurus
Jarak minimum ujung pipa yang memuai ke penumpu pipa guide
1
913.181 mm
2
802.668 mm
3
463.421 mm
4
463.421 mm
5
969.528 mm
6
820.882 mm
7
560.527 mm
8
3922.04 mm
9
8610.94 mm
10
1114.44 mm
11
719.368 mm
12
2271.02 mm
13
719.368 mm
14
11082.2 mm
15
719.368 mm
16
1748.08 mm
17
719.368 mm
18
2497.23 mm
19
681.64 mm
20
1719.62 mm
21
681.64 mm
22
2497.23 mm
23
2195.46 mm
24
773.829 mm
25
1489.23 mm
26
773.829 mm
27
2883.89 mm
28
543.791 mm
29
1363.55 mm
30
772.394 mm
31
543.791 mm
7.1.2. Analisis tegangan sistem perpipaan Dari hasil simulasi pembebanan terhadap sistem perpipaan hasil perancangan didapatkan node yang menghasilkan reaksi terbesar akibat tegangan longitudinal adalah node A137, sedangkan node yang menghasilkan ekspansi terbesar adal node
A57. Hasil simulasi pembebanan sistem perpipaan dapat dilihat pada Tabel 7.2. (a) dan (b).
Tabel 7.2. Hasil simulasi pembebanan. (a)
Tegangan maksimum
Node
A137
Jenis beban
Tegangan
Tegangan yang
Rasio
(MPa)
diizinkan (MPa)
tegangan
Sustain
23.25
130
0.12
Aman
Ekspansi termal
68.94
207
0.18
Aman
Occasional angin
29.29
193
0.34
Aman
Occasional gempa
111.54
193
0.68
Aman
Hoop
20.62
174
0.05
Aman
(b)
Status
Perpindahan maksimum
Titik
Perpindahan (mm)
Rotasi (°)
koordinat
x
y
z
Total
x
y
z
Total
A56
-88.82
2.27
6.76
89.102
0.292
0.35
0.01
0.47
Perpndahan maksimum yang diizinkan (mm)
100 mm
Status
Aman
Hasil simulasi pembebanan terhadap sistem perpipaan hasil perancangan menunjukan bahwa rasio tegangan akibat beban sustain, ekspansi termal, dan occasional angin dan gempa bernilai < 1, sehingga sistem perpipaan dinyatakan aman dari tegangan-tegangan yang terjadi akibat simulasi pembebanan. Selain itu perpindahan posisi (defleksi) pipa yang dihasilkan bernilai kurang dari batas
maksimum yang diizinkan, sehingga sistem perpipaan dinyatakan aman dari perpindahan posisi (defleksi) yang terjadi akibat simulasi pembebanan. Dari hasil simulasi pembebanan pada sistem perpipaan dengan variasi ukuran pipa, dimana tekanan operasi dan temperatur operasi dijaga tetap pada kondisi awal, yaitu 14 bar dan 60°C, disimpulkan bahwa semakin besar ukuran pipa maka besar nilai rasio tegangan longitudinal yang dihasilkan semakin menurun. Dari hasil simulasi pembebanan pada sistem perpipaan dengan variasi temperatur operasi, dimana tekanan desain dan ukuran pipa dijaga tetap pada kondisi awal, yaitu 14 bar dan NPS 10” SCH 40, disimpulkan bahwa bahwa besar nilai tegangan ekspansi yang dihasilkan meningkat dengan semakin besarnya perbedaan temperatur lingkungan dan operasi Dari hasil simulasi pembebanan pada sistem perpipaan dengan variasi tekanan operasi, dimana ukuran pipa dan temperatur desain dijaga tetap pada kondisi awal, yaitu NPS 10” SCH 40 dan 60°C, disimpulkan bahwa bahwa besar nilai tegangan radial yang dihasilkan meningkat dengan semakin besarnya tekanan operasi.
7.2.
Saran Pada tugas akhir ini sudah dilakukan perancangan dan simulasi analisis
tegangan sistem perpipaan berdasarkan ASME B 31.4. Pengembangan lanjut yang dapat dilakukan yaitu simulasi perancangan dan pembebanan pada sistem perpipaan dengan metode elemen hingga, perhitungan tegangan yang terjadi pada sistem perpipaan yang dilakukan dengan perangkat Caesar II untuk dapat membandingkan keakurasian hasil perhitungan, dan simulasi mekanika fluida dan termodinamika dalam internal pipa.
