PERHITUNGAN SPESIFIKASI PENYAMBUNGAN PIPA GAS DAN INSTALASI PIPELINE GAS PADA PIPELINE PROJECT BOJONEGARA CIKANDE
Nama NPM Fakultas Jurusan Pembimbing
: : : : :
Oleh Roby Pratomo 26409806 Teknologi Industri Teknik Mesin Ir. Tri Mulyanto, MT
Tujuan penulisan • Menganalisis upaya PT.KELSRI dalam penerapan teknologi sistem pengelasan penyambungan pipa yang sesuai dengan WPS dan standart yang di gunakan. • Menganalisis hambatan-hambatan yang terjadi pada penerapan pengelasan penyambungan pipa oleh PT. KELSRI yang sesuai dengan WPS dan standart yang di gunakan.
Batasan Masalah
Untuk menghindari berkembangnya pembahasan dari permasalahan yang akan dibicarakan, maka dibuatlah batasan-batasan masalah, antara lain : Bahan pipa yang di gunakan yaitu API 5L X-65, dengan ø 24”Inch Standart yang di gunakan API Std 1104:2007 Jenis cacat yang akan di bahas yaitu Undercut pada las-lasan sambungan pipa
Pengelasan dan Pipa • Pengelasan (welding) adalah salah satu teknik penyambungan logam dengan cara mencairkan sebagian logam induk dan logam pengisi dengan atau tanpa tekanan dan dengan atau tanpa logam penambah dan menghasilkan sambungan yang kontinyu.
• Pipa adalah sebuah bagian berbentuk tabung atau silinder yang berongga. Pipa mempunyai kegunaan utama untuk membawa zat yang dapat mengalir yaitu : cairan, gas, material berbentuk bubur, material berbentuk bubuk dan material berupa padatan kecil, yang dimana pipa ini sendiri biasa digunakan dalam berbagai aplikasi struktural.
Cacat undercut pada pengelasan pipa
Penyebab dan cara pencegahan undercut pada pipa Penyebab
Pencegahan
• Arus yang terlalu tinggi. • Kecepatan pengelasaan yang terlalu tinggi pula. • Busur nyala yang terlalu panjang. • Ukuran elektroda yang salah. • Posisi elektroda selama pengelasan tidak tepat. • Ayunan elektroda selama pengelasan tidak teratur.
• Perlambat kecepatan pengelasan • Menurunkan voltase • Kurangi kecepatan pasok kawat las • Tambah waktu sisi pencairan pada sisi kolam las • Memperbaiki posisi obor las sehingga tenaga busur dapat membantu deposisi bahan las
Analisa cacat undercut dengan radiografi Pengujian radiografi (RT), atau radiografi industry adalah uji tak merusak metode (NDT) dari memeriksa bahan untuk kelemahan yang tersembunyi dengan menggunakan kemampuan pendek panjang gelombang radiasi elektromagnetik (energy tinggi foton) untuk menembus berbagai bahan. Entah mesin E-ray atau sumber radioaktif (Ir-192, Co-60, atau dalam kasus yang jarang Cs-137) dapat digunakan sebagai sumber foton. Neutron pengujiannya radiografi (NR) adalah varian dari pengujian radiografi yang menggunakan neutron bukan foton untuk menembus bahan ini dapat melihat hal yang sangat berbeda dari X-ray,karena neutron dapat lulus dengan mudah melalui timah dan baja tetapi dihentikan oleh plastic,air dan minyak. Karena jumlah radiasi yang muncul dari sisi berlawanan dari material dapat dideteksi dan diukur,variasi dalam jumlah ini (atau intensitas) radiasi yang digunakan untuk menentukan ketebalan atau komposisi bahan. Penembusan radiasi adalah mereka dibatasi untuk bagian dari spectrum elektromagnetik dari panjang gelombang kurang dari sekitar 10 nanometer.
Proses kerja radiografi Sinar radiasi harus diarahkan ke tengah bagian bawah pemeriksaan dan harus normal terhadap permukaan material pada saat itu, kecuali dalam teknik khusus di mana cacat dikenal yang terbaik diungkapkan oleh sebuah keselarasan yang berbeda dari balok. Panjang las bawah pemeriksaan untuk eksposur masing-masing harus sedemikian sehingga ketebalan material pada ekstremitas diagnostik, diukur dalam arah balok insiden, tidak melebihi ketebalan aktual pada saat itu lebih dari 6%. Spesimen untuk diperiksa ditempatkan antara sumber radiasi dan perangkat mendeteksi, biasanya film dalam wadah yang ketat cahaya atau kaset, dan radiasi yang diperbolehkan untuk menembus bagian untuk panjang yang dibutuhkan waktu untuk direkam secara memadai. Hasilnya adalah proyeksi dua dimensi dari bagian ke film, menghasilkan gambar laten dari berbagai kepadatan sesuai dengan jumlah radiasi yang mencapai masing-masing daerah. Hal ini dikenal sebagai radiograf, yang berbeda dari foto yang dihasilkan oleh cahaya. Karena film adalah kumulatif respon nya (eksposur meningkat karena menyerap lebih banyak radiasi), radiasi relatif lemah dapat dideteksi dengan memperpanjang eksposur sampai film dapat merekam gambar yang akan terlihat setelah pembangunan. Radiograf ini diperiksa sebagainegatif, tanpa cetak sebagai positif seperti dalam fotografi. Hal ini karena, dalam pencetakan, beberapa detail selalu hilang dan tidak ada tujuan yang berguna disajikan. Sebelum memulai pemeriksaan radiografi, selalu dianjurkan untuk memeriksa komponen dengan mata sendiri, untuk menghilangkan cacat eksternal mungkin. Jika permukaan las yang terlalu teratur, mungkin diinginkan untuk menggiling untuk mendapatkan halus, tapi ini mungkin terbatas pada kasus-kasus di mana penyimpangan permukaan (yang akan terlihat pada radiografi) dapat membuat mendeteksi cacat internal yang sulit. Setelah pemeriksaan visual, operator akan memiliki gagasan yang jelas tentang kemungkinan akses ke dua wajah melas, yang penting baik untuk menyiapkan peralatan dan pilihan teknik yang paling tepat. Cacat seperti delaminasi dan planar retak sulit untuk mendeteksi menggunakan radiografi, karena penetrasi terlalu sering digunakan untuk meningkatkan kontras dalam deteksi cacat tersebut. Penetrasi yang digunakan termasuk perak nitrat, iodida seng, kloroform dan diiodomethane. Pilihan penetrasi ditentukan oleh kemudahan yang dapat menembus celah-celah dan juga dengan yang dapat dihapus. Diiodomethane memiliki kelebihan tinggi opacity, kemudahan penetrasi, dan kemudahan pemindahan karena menguap relatif cepat.Namun, dapat menyebabkan luka bakar kulit.
Metodologi perhitungan Dalam menentukan spesifikasi penyambungan pipa dan instalasi perhitungan pipeline diproyek instalasi pipa ini agar sesuai dengan segala standar yang berlaku dibutuhkan berbagai perhitungan berdasarkan kebutuhan-kebutuhan dari pipeline yang akan dibangun pada proyek ini namun dalam penulisan ilmiah ini hanya beberapa perhitungan yang akan di bahas pada proses penyambungan pipa , diantaranya :
• Perhitungan ketebalan dinding pipa • Perhitungan jumlah elektroda • Perhitungan waktu pengelasan
Perhitungan ketebalan dinding pipa •
• P S D t1 F E T
2.St1 f.e.t F .E.T PP= = 2 st D d
Dimana : :Tekanan desain gas (MPa) :Specified Minimum Yield Strength (MPa) :Diameter luar pada pipa (mm) :Ketebalan dinding minimum pada pipa (mm) :Faktor desain (Desain factor) :Faktor sambungan longitudinal (Longitudinal joint factor) :Faktor batas temperatur (Temperature de-rating factor)
•
Hasil Perhitungan Ketebalan Pipa Berdasarkan Rumusan diatas dan data-data yang yang diketahui maka bisa dicari ketebalan dinding minimum pada pipa (ti). Data yang diketahui:
• • • • • •
P S D F E T
: : : : : :
720 Psig (5,066 MPa) 448 MPa 24" (609,6 mm) 0,3 1 1
P = pd/2.s.f.e.t • Berdasarkan persamaan sebelumnya, untuk mencari t1 maka perlu dilakukan perkalian silang terlebih dahulu, yaitu • = 5,066 x 609,6/2 x 448 x 0,3 x 1 x 1 • = 3088,2336/268,8 • t1 = 11,49 mm
perhitungan jumlah elektroda Jumlah elektroda • Mencari jumlah elektroda yang akan digunakan untuk proses penyambungan pipa adalah perhitungan dengan persamaan (Berdasarkan formula dari Mc. Allister, E.W, Pipeline Rules of Thumb Handbook) : d/2 x 0.25 dimana : d : besar diameter pipa
•
Berdasarkan formula tersebut dan data-data yang diketahui maka dapat dicari jumlah minimum elektroda yang digunakan dalam satu kali proses penyambungan pipa Data yg diketahui Material : API 5L Grade X 65 Diameter pipa : 24’’
= D/2 x 0.25 =24/2 x 0.25 =12x 0.25 = 3 kg = 6.613 lb
Perhitungan waktu pengelasan •
Mencari jumlah waktu yang akan digunakan untuk proses penyambungan pipa adalah perhitungan dengan persamaan (Berdasarkan formula dari Mc. Allister, E.W, Pipeline Rules of Thumb Handbook) : 100/c x π dimana :
• N : waktu pengelasan • C : diameter pipa • π : 3.14 Data yang diketahui : C : 24’’ π : 3.14 Maka dari persamaan tersebut dapat diketahui bahwa : = 100/C x π = 100/24’’ x 3.14 = 100/75.36 =1.3
Maka didapat hasil proses penyambungan pipa dengan diameter 24’’adalah 1.3 perjam atau 13 kali pengelasan dalam kurun waktu 10 jam. Berdasarkan WPS (Welding procedure speciflcation) yang telah dibuat mechanical engineer PT KELSRI yang mengacu kepada standar yang digunakan bahwa pengelasan untuk proses penyambungan pipa Bojonegoro ( sumatera) -Cikande, Proses pengelasan dilakukan oleh 2 welder. Maka Hasil dari perhitungan menggunakan formula Mc. Allister, E.W, Pipeline Rules of Thumb Handbook perlu dikalikan silang untuk mendapatkan efflsiensi waktu pengelasan berdasarkan WPS dengan rumus perkalian silang sebagai berikut:
Maka dapat disimpulkan proses pengelasan untuk 1 kali proses sambungan pipa gas membutuhkan waktu 0,77 jam (46.2 menit),berdasarkan acuan kepada WPS (welding procedure specification) yang telah ditetapkan oleh welding engineer PT KELSRI harus menggunakan 2 welder maka lamanya proses pengelasan dapat disimpulkan bahwa selang waktu yang didapat harus dibagi 2 = 46.2/2
= 23.1 menit / sambungan
kesimpulan Berdasarkan pengambilan data proses kerja dan analisis perhitungan pada proses penyambungan pipa dan analisa cacat undercut dapat diambil kesimpulan sebagai berikut :
•
•
Dalam penyambungan pipa suatu prosedur pengelasan terkualifikasi tertulis harus dipersiapkan untuk menetapkan arahan dan juga menghasilkan produksi las yang sesuai dengan persyaratan kode, WPS dan dokumen lainnya bisa digunakan untuk memberikan petunjuk para welder atau welding operator untuk memenuhi persyaratan kode. Dalam dunia industri oil and gas WPS merupakan hal yang wajib disiapkan sebelum proses pembuatan engineering produk pendukung. Pengujian radiografi (RT), atau radiografi industri , adalah uji tak rusak metode (NDT) dari memeriksa bahan untuk kelemahan yang tersembunyi dengan menggunakan kemampuan pendek atau panjang gelombang radiasi elektromagnetik (energi tinggi foton) untuk menembus berbagai bahan. Entah mesin X-ray atau sumber radioaktif (Ir- 192, Co-60, atau dalam kasus yang jarang Cs-137) dapat digunakan sebagai sumber foton. Neutron pengujian radiografi (NR) adalah varian dari pengujian radiografi yang menggunakan neutron bukan foton untuk menembus bahan. Ini dapat melihat hal yang sangat berbeda dari X-ray, karena neutron dapat lulus dengan mudah melalui timah dan baja tetapi dihentikan oleh plastik, air dan minyak
kesimpulan Karena jumlah radiasi yang muncul dari sisi berlawanan dari material dapat dideteksi dan diukur, variasi dalam jumlah ini (atau intensitas) radiasi yang digunakan untuk menentukan ketebalan atau komposisi bahan. Menembus radiasi adalah mereka dibatasi untuk bagian dari spektrum elektromagnetik dari panjang gelombang kurang dari sekitar 10 nanometer. • Maka dapat disimpulkan proses pengelasan untuk 1 kali proses sambungan pipa gas membutuhkan waktu 0,77 jam (46.2 menit),berdasarkan acuan kepada WPS (welding procedure specification) yang telah ditetapkan oleh welding engineer PT KELSRI harus menggunakan 2 welder maka lamanya proses pengelasan dapat disimpulkan bahwa selang waktu yang didapat harus dibagi 2 = 46.2/2 = 23.1 menit / sambungan • Maka dapat disimpulkan bahwa dalam setiap kali pengerjaan sambungan pipa dibutuhkan 6.613 lb elektroda • Maka dapat diketahui ketebalan dinding pipa adalah 11.49
