DESAIN TANGKI DAN TINJAUAN KEKUATANNYA PADA KAPAL PENGANGKUT COMPRESSED NATURAL GAS (CNG)
TUGAS AKHIR Oleh TOMI SANTOSO Pembimbing Ir. SOEWEIFY M. Eng.
JURUSAN TEKNIK PERKAPALAN FAKULTAS TEKNOLOGI KELAUTAN INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA 2009
Tugas g Akhir
ISI… ¾ ¾ ¾ ¾ ¾
BAB I PENDAHULUAN BAB II TINJAUAN PUSTAKA BAB III METODOLOGI BAB IV ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN KESIMPULAN DAN SARAN
Pendahuluan
Tugas g Akhir
Latar Belakang ¾ Bahan Bakar Gas (BBG) sebagai alternatif pengganti Bahan Bakar Minyak y ((BBM)) ¾ Perluasan distribusi BBG (dengan kapal) ¾ CNG lebih ekonomis dari pada bahan bakar lain
Back to
ISI
Pendahuluan
Tugas g Akhir
Perumusan Masalah ¾ Bagaimana menentukan ukuran utama tangki (pressure vessel)) CNG ¾ Berapa kekuatan tangki dan tingkat keamanan tangki (pressure vesse) CNG.
Back to
ISI
Phendauluan
Tugas g Akhir
Batasan Masalah (Ruang Lingkup) ¾ Muatan kapal 2000 ton gas. ¾ Pembagian blok di kapal sebanyak 10 blok. ¾ Tangki (pressure vessel) berbentuk tabung (silinder) dengan panjang maksimum 12 m tanpa penegar. penegar ¾ Pressure vessel tipe 1 ¾ Tekanan dan temperatur operasional adalah 130 bar dan 29oC. ¾ Material A516 Grade 70. Back to
ISI
Phendauluan
Tugas g Akhir
Batasan Masalah (Ruang Lingkup) ¾ Perhitungan dan analisa hanya pada tangki (pressure vessel) dan tidak menganalisa g kapal p secara keseluruhan. ¾ Perhitungan dan analisa hanya pada bagian shell dan head pressure vessel. ¾ Software yang digunakan adalah ANSYS 9.
Back to
ISI
Phendauluan
Tugas g Akhir
Tujuan ¾ Mengetahui ukuran tangki yang ideal ¾ Mengetahui kekuatan dan tingkat keamanan pressure vessel
Back to
ISI
Pendahuluan
Tugas g Akhir Mulai
Metodologi
Studi Literatur Identifikasi Masalah Analisa Data dan Pembahasan Perhitungan Dimensi PV Perhitungan Kekuatan PV MANUAL
KOMPUTER (ANSYS 9)
Evaluasi dan Validasi Data Kesimpulan
SELESAI
Back to
ISI
Pendahuluan
Tugas g Akhir
Gas Alam ¾ Pengertian Gas alam merupakan kelompok minyak bumi yang terjadi (terbentuk) secara alami, campuran kompleks hidrokarbon dengan jumlah senyawa anorganik yang sedikit. Para ahli geologi dan ahli kimia menyatakan men atakan bahwa bah a gas alam terbentuk terbent k dari sisa – sisa tumbuhan dan binatang yang berkumpul dengan sedimen bebatuan di dasar laut atau danau selama ribuan atau jjutaan tahun.
Back to
ISI
TINJAUAN PUSTAKA
Tugas g Akhir
Gas Alam
Lanjutan…
¾ Komponen
Back to
ISI
TINJAUAN PUSTAKA
Tugas g Akhir
Lanjutan…
Gas Alam ¾ Persamaan Gas Ideal
PV = nRT dimana : P = tekanan V = volume N = jumlah mol R = konstanta gas ideal T = temperatur Back to
ISI
TINJAUAN PUSTAKA
Tugas g Akhir
Lanjutan…
Gas Alam ¾ Berat Jenis Gas Alam (δ ) nm δ = V
⎛ m ⎞ ⎛ P ⎞ δ = ⎜ ⎟ ∗ ⎜ ⎟ ⎝ R ⎠ ⎝ T ⎠
P2 ( ) T 2 δ2= ∗δ1 (P1 T 1) Back to
ISI
TINJAUAN PUSTAKA
Tugas g Akhir
Gas Alam
Lanjutan…
¾ Berat Jenis Komponen Gas Alam (δ ) pada NTP1) dan STP2)
Back to
ISI
TINJAUAN PUSTAKA
Tugas g Akhir
Gas Alam
Lanjutan…
¾ Berat Jenis Komponen Gas Alam (δ ) pada NTP1) dan STP2)
Back to
ISI
TINJAUAN PUSTAKA
Tugas g Akhir
Gas Alam
Lanjutan…
¾ Berat Jenis Komponen Gas Alam (δ ) pada NTP1) dan STP2)
Back to
ISI
TINJAUAN PUSTAKA
Tugas g Akhir
Gas Alam
Lanjutan…
¾ Jenis – Jenis Gas Alam
Gas Alam Jaringan Pipa Liquified Natural Gas (LNG) Liquified Petroleum Gas (LPG) Compressed Natural Gas (CNG)
Back to
ISI
TINJAUAN PUSTAKA
Tugas g Akhir
CNG ¾ Pegertian CNG CNG merupakan gas alam (natural gas) yang dipadatkan (dimampatkan) dengan tekanan 100 s/d 250 bar.
Back to
ISI
TINJAUAN PUSTAKA
Tugas g Akhir
CNG
Lanjutan…
¾ Karakteristik CNG Komposisi Kimia
Back to
ISI
Sifat Fisis • Tidak Beracun • Lebih eb Ringan g ddari pada udara • Tidak Berwana • Tidak Berbau
TINJAUAN PUSTAKA
Tugas g Akhir
CNG
Lanjutan…
¾ Tangki CNG
Tipe 1; Tipe 2; Tipe p 3;; Tipe 4;
Back to
ISI
FULL LOGAM LOGAM – KOMPOSIT – LOGAM LOGAM – KOMPOSIT PLASTIK KEDAP GAS - KOMPOSIT
TINJAUAN PUSTAKA
Tugas g Akhir
CNG
Lanjutan…
¾ Pengangkutan CNG dengan Kapal (CNG by Ship) EnerSea Transport LLC – USA
Back to
ISI
TINJAUAN PUSTAKA
Tugas g Akhir
CNG
Lanjutan…
¾ Pengangkutan CNG dengan Kapal (CNG by Ship) Knutsen OAS Shipping – Norway
Back to
ISI
TINJAUAN PUSTAKA
Tugas g Akhir
CNG
Lanjutan…
¾ Pengangkutan CNG dengan Kapal (CNG by Ship) SEA NG Management Corporation – Canada
Back to
ISI
TINJAUAN PUSTAKA
Tugas g Akhir
Lanjutan…
CNG
¾ Pengangkutan CNG dengan Kapal (CNG by Ship) Trans CNG International – Canada
Back to
ISI
TINJAUAN PUSTAKA
Tugas g Akhir
CNG
Lanjutan…
¾ Pengangkutan CNG dengan Kapal (CNG by Ship) CETech Marine – Norway
Back to
ISI
TINJAUAN PUSTAKA
Tugas g Akhir
CNG
Lanjutan…
¾ Pengangkutan CNG dengan Kapal (CNG by Ship) Trans Ocean Gas – Canada
Back to
ISI
TINJAUAN PUSTAKA
Tugas g Akhir
CNG
Lanjutan…
¾ Keuntungan Penggunaan CNG Pengurangan Emisi dibandingkan dengan Bensin • CO, 60% - 80% •Xox, 50% - 80% •CO2, sekitar 30% •Reaktifitas penghasil Ozon, 80% - 90%
Back to
ISI
CNG dibandingkan Solar
TINJAUAN PUSTAKA
Tugas g Akhir
Lanjutan…
CNG ¾ Keuntungan CNG CNG dibandingkan BBG yang Lain (LNG)
9 CNG, tanpa liquefaction terminal dan regassiffication terminal
Back to
ISI
TINJAUAN PUSTAKA
Tugas g Akhir
Lanjutan…
CNG ¾ Keuntungan CNG CNG dibandingkan BBG yang Lain (LNG)
9 LNG, dengan liquefaction terminal dan regassiffication terminal
Back to
ISI
TINJAUAN PUSTAKA
Tugas g Akhir
Baja Karbon ¾ Baja Karbon Rendah (≤ 0.25% unsur C)
¾ Baja Karbon Sedang ¾ Baja Karbon Tinggi Back to
ISI
(0.25% s/d 0.55% unsur C) (≥ 0.55% unsur C)
TINJAUAN PUSTAKA
Tugas g Akhir
Pressure Vessel ¾ Pengertian Pressure Vessel Pressure vessel merupakan tangki yang digunakan untuk penyimpanan fluida. Biasanya fluida yang disimpan dalam pressure vessel merupakan fluida yang memiliki karakteristik maupun perlak an khusus perlakuan kh s s
¾ Jenis – Jenis Pressure Vessel 1 Cylindrical 1. C li d i l Pressure P Vessel V l a. b.
Vertical Cylindrical Pressure Vessel Horizontal Cylindrical y Pressure Vessel
2. Spherical Pressure Vessel
Back to
ISI
TINJAUAN PUSTAKA
Tugas g Akhir
Pressure Vessel
Lanjutan…
¾ Komponen – Komponen Pressure Vessel Shell Head
Flanged Head Hemispherical Head Ellipsoidal Head Torispherical Head Conical Head Toriconical Head Miscellaneous
Support Accessories Back to
ISI
TINJAUAN PUSTAKA
Tugas g Akhir
Pressure Vessel
Lanjutan…
¾ Hal – Hal yang Perlu Diperhatikan dalam Pembuatan Pressure Vessel Pengaruh Korosi Faktor Keamanan Proses Pembuatan Pressure Vessel
Back to
ISI
TINJAUAN PUSTAKA
Tugas g Akhir
Pressure Vessel
Lanjutan…
¾ Perancangan Pressure Vessel (Pressure Vessel Design) Penentuan Ukuran Utama Metode 1 • Menghitung g g F1
F1 =
P CSE
• Menentukan Di dari grafik V – F1 - Di • Menghitung L dari V dan Di
Back to
ISI
Metode 2 • Menghitung g g F2 ⎛ SE ⎞ − 0.6 ⎟ F 2 = C⎜ ⎝ P ⎠
• Mnentukan L/D dari grafik V-F2-L/D • Menentukan D dari tabel L/D dan D
TINJAUAN PUSTAKA
Tugas g Akhir
Pressure Vessel
Lanjutan…
¾ Perancangan Pressure Vessel (Pressure Vessel Design) Grafik V – F1 – Di
Back to
ISI
TINJAUAN PUSTAKA
Tugas g Akhir
Pressure Vessel
Lanjutan…
¾ Perancangan Pressure Vessel (Pressure Vessel Design) Grafik V – F2 – L/D
Back to
ISI
TINJAUAN PUSTAKA
Tugas g Akhir
Pressure Vessel
Lanjutan…
¾ Perancangan Pressure Vessel (Pressure Vessel Design) Tabel L/D dan D
Back to
ISI
TINJAUAN PUSTAKA
Tugas g Akhir
Lanjutan…
Pressure Vessel
¾ Perancangan Pressure Vessel (Pressure Vessel Design) Menghitung Tebal Pelat Pressure Vessel Untuk Shell
Longitudinal Joints, dengan P ≤ 0.385SE atau t ≤ 0.5Ri t1 =
PRi SE − 0.6 P
Circumferential Joints, dengan P ≤ 1.25SE atau t ≤ 0.5Ri t2 =
PRi 2 SE + 0.4 P
Diambil nilai terbesar antara t1 dan t2
Back to
ISI
TINJAUAN PUSTAKA
Tugas g Akhir
Lanjutan…
Pressure Vessel
¾ Perancangan Pressure Vessel (Pressure Vessel Design) Menghitung Tebal Pelat Pressure Vessel Untuk Head
Hemispherical Head t=
PL 2 SE − 0.2 P
Flat Head t=d
Back to
ISI
CP SE
TINJAUAN PUSTAKA
Tugas g Akhir
Lanjutan…
Pressure Vessel ¾ Tegangan pada Pressure Vessel Tegangan pada Shell Pressure Vessel Berdinding Tipis (
Back to
Tegangan Longitudinal Tegangan Circumferential Tegangan g g Radial
ISI
Ri > 10 ) t
σ long =
Pr 2t
σ rad ≈ 0
σ hoop =
Pr t
TINJAUAN PUSTAKA
Tugas g Akhir
Lanjutan…
Pressure Vessel ¾ Tegangan pada Pressure Vessel Tegangan pada Shell Pressure Vessel Berdinding Tebal (
Ri ≤ 10 t
) σ long =
P ( a ^ 2) − 1
P ⎛ Ro^ 2 ⎞ ⎜1 + ⎟ ( a ^ 2) − 1 ⎝ r ^2 ⎠ P ⎛ Ro^ 2 ⎞ = ⎜1 + ⎟ ( a ^ 2) − 1 ⎝ r ^2 ⎠
σ hoop = σ rad
Back to
Tegangan Longitudinal, σ long Tegangan Circumferential, σ hoop Tegangan g g Radial,, σ rad
ISI
TINJAUAN PUSTAKA
Tugas g Akhir
Lanjutan…
Pressure Vessel ¾ Tegangan pada Pressure Vessel Tegangan pada Head Pressure Vessel Berdinding Tebal (
Back to
Ri ≤ 10 t
)
P Ro^3 ⎞ ⎛ ⎟ ⎜1 + 0.5 (a ^3) − 1 ⎝ r ^3 ⎠ P Ro^3 ⎞ ⎛ σm= ⎟ ⎜1 + 0.5 (a ^3) − 1 ⎝ r ^3 ⎠ P ⎛ Ro^3 ⎞ σr = ⎜1 − ⎟ (a ^3) − 1 ⎝ r ^3 ⎠
σt=
Tegangan Tangensial, σ t Tegangan Meridian, σ m Tegangan g g Radial,, σ r
ISI
TINJAUAN PUSTAKA
Tugas g Akhir
Lanjutan…
Pressure Vessel ¾ Teori Kegagalan Elastik Teori Tegangan Normal Maksimum
Back to
ISI
TINJAUAN PUSTAKA
Tugas g Akhir
Pressure Vessel
Lanjutan…
¾ Teori Kegagalan Elastik Teori Tegangan Geser Maksimum
Back to
ISI
TINJAUAN PUSTAKA
Tugas g Akhir
Pressure Vessel
Lanjutan…
¾ Teori Kegagalan Elastik Teori Kegagalan Energi Distorsi Maksimum
Back to
ISI
TINJAUAN PUSTAKA
Tugas g Akhir
Pressure Vessel Design ¾ Gambaran Model Kapal Pengangkut CNG dan Pressure Vessel
Back to
ISI
METODOLOGI
Tugas g Akhir
Lanjutan…
Pressure Vessel Design ¾ Diagram Alir Pressure Vessel Design INPUT Calculate CNG Density (δ) Calculate CNG Volume (V)
Calculate F1 Determine PV Internal Diameter (Di)
Calculate PV Length (L)
Calculate PV Thickness (t) Calculate PV Outer Diameter (Do)
Back to
ISI
METODOLOGI
Tugas g Akhir
Perhitungan Kekuatan PV ¾ Hand Calculation Design g Pressure (P) ( )
Internal Radius ((Ri))
Outer Radius ((Ro))
Radius in Thickness ((R))
Calculate Principal Stress Calculate Von Mises Stress Yield Strength (Sy)
N<3 Calculate and Analysis Safety Factor (N) N≥3 Material Accepted p
Back to
ISI
METODOLOGI
Tugas g Akhir
Perhitungan Kekuatan PV ¾ ANSYS Calculation Input Modelling Define Model M i l Accepted Material A d Meshing Loading Running
Back to
ISI
N<3 No Complete.?
Yes
N≥3 S f t Factor Safety F t (N) Yield Strength (Sy) Display Solution
METODOLOGI
Tugas g Akhir
Pressure Vessel Design ¾ Perhitungan Berat Jenis CNG dan Volume CNG Komponen Komposisi [ % ] δ [kg/m3] Massa [ kg ] Volume [ m3 ] Methane
88
102.916
1760000
17101.4
Ethane
5
194 738 194.738
100000
513 509 513.509
Propane
1
289.951
20000
68.977
CO2
5
283 788 283.788
100000
352 376 352.376
Others
1
185.649
20000
107.73
100
2000000
18143.993
Σ1
Σ1
Σ1
Σ
Back to
ISI
ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN
Tugas g Akhir
Pressure Vessel Design
Lanjutan…
¾ Perhitungan F1 P F1 = CSE 2074.04 F1 = 0.125 * 20000 * 0.8 F1 = 1.04
Back to
ISI
ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN
Tugas g Akhir
Pressure Vessel Design
Lanjutan…
¾ Menentukan Di dari Grafik V – F1 – Di 1 Vtotal + πr ^3 3 Ltotal = πr ^ 2 Dari iterasi dengan batasan L = 12m = 39.37ft = 472.4in didapatkan diameter d l (Di) = 1.964ft=23.56in dalam 1 964ft 23 56i dengan d j l h tangki jumlah t ki (pressure ( vessel) l) sebanyak b k 5420 tangki.
Back to
ISI
ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN
Tugas g Akhir
Pressure Vessel Design
Lanjutan…
¾ Menghitung Tebal dan Diameter Luar Pressure Vessel Untuk Shell PRi SE − 0.6 P 2074.04 *11.78 t1 = = 1.66in i 20000 * 0.8 − 0.6 * 2074.04 PRi t2 = 2 SE + 0.4 P 2074.04 *11.78 t2 = = 0.74in 2 * 20000 * 0.8 + 0.4 * 2074.04
t1 =
Diambil ts = t1 = 1.66in 1 66in Diameter Luar (Do)
Do = Di + 2t = 23.56 + 2 *1.66 = 26.88in
Back to
ISI
ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN
Tugas g Akhir
Lanjutan…
Pressure Vessel Design ¾ Menghitung Tebal Pressure Vessel Untuk Head •
Hemispherical Head t=
PL 2 SE − 0.2 P
2074.04 *11.78 = 0.7736in 2 * 20000 * 0.8 − 0.2 * 2074.04 Tebal Hemispherical p Head diambil sama dengan g tebal shell 1.66in Flat Head t=
•
t=d
CP SE
t = 23 . 56
Back to
ISI
0 . 13 * 2074 . 04 = 3 . 06 in 20000 * 0 . 8
ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN
Tugas g Akhir
Perhitungan Kekuatan PV ¾ Hand Calculation Kriteria Umum
Ri 11.78 = t 1.66 Ri = 7.096 t 7.096 < 10
Back to
ISI
[ TEBAL ]
ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN
Tugas g Akhir
Perhitungan Kekuatan PV
Lanjutan…
¾ Hand Calculation Tegangan g g – Tegangan g g Principal p p pada Cylindrical y Shell
• Tegangan Circumferential (σhoop) σ hoop =
P Ro ^ 2 ⎞ ⎛ ⎜1 + ⎟ (a ^ 2) − 1 ⎝ r^2 ⎠
σ hoop =
2074 . 04 (a ^ 2) − 1
13 . 44 ^ 2 ⎞ ⎛ 1 + ⎜ ⎟ = 15861 psi 11 . 78 ^ 2 ⎠ ⎝
σ hoop =
2074 . 04 (a ^ 2) − 1
13 . 44 ^ 2 ⎞ ⎛ 1 + ⎟ = 13787 ⎜ 11 . 78 ^ 2 ⎠ ⎝
Untuk r = Ri
Untuk r = Ro
Back to
ISI
psi
ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN
Tugas g Akhir
Perhitungan Kekuatan PV
Lanjutan…
¾ Hand Calculation Tegangan g g – Tegangan g g Principal p p pada Cylindrical y Shell
• Tegangan Longitudinal (σlong)
Back to
ISI
σ long =
P (a ^ 2) − 1
σ long =
2074 . 04 = 6893 psi (1 . 14 ^ 2 ) − 1
ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN
Tugas g Akhir
Perhitungan Kekuatan PV
Lanjutan…
¾ Hand Calculation Tegangan g g – Tegangan g g Principal p p pada Cylindrical y Shell
• Tegangan Radial (σrad) σ rad =
P Ro ^ 2 ⎞ ⎛ ⎜1 − ⎟ (a ^ 2) − 1 ⎝ r^2 ⎠
Untuk r = Ri σ rad =
2074 . 04 (a ^ 2) − 1
13 . 44 ^ 2 ⎞ ⎛ 1 − ⎜ ⎟ = − 2074 . 04 psi 11 . 78 ^ 2 ⎠ ⎝
2074 . 04 (a ^ 2) − 1
13 . 44 ^ 2 ⎞ ⎛ 1 − ⎟ = 0 psi ⎜ 11 . 78 ^ 2 ⎠ ⎝
Untuk r = Ro σ rad =
Back to
ISI
ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN
Tugas g Akhir
Perhitungan Kekuatan PV
Lanjutan…
¾ Hand Calculation Tegangan g g Ekivalen Von Mises p pada Cylindrical y Shell
σe =
2 2
[(σ hoop − σ long )^ 2 + (σ long − σ rad )^ 2 + (σ rad − σ hoop )^ 2 ]
• Untuk r = Ri σe =
2 [(15861 − 6893 )^ 2 + ( 6893 − ( − 2074 ))^ 2 + ( − 2074 .04 − 15861 )^ 2 ] 2
σe = 15531 .9 psi
Back to
ISI
ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN
Tugas g Akhir
Perhitungan Kekuatan PV
Lanjutan…
¾ Hand Calculation Tegangan g g Ekivalen Von Mises p pada Cylindrical y Shell
σe =
2 2
[(σ hoop − σ long )^ 2 + (σ long − σ rad )^ 2 + (σ rad − σ hoop )^ 2 ]
• Untuk r = Ro σe =
2 [(13787 − 6893 )^ 2 + ( 6893 − 0 )^ 2 + ( 0 − 13787 )^ 2 ] 2
σe = 11939 .6 psi
Back to
ISI
ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN
Tugas g Akhir
Perhitungan Kekuatan PV
Lanjutan…
¾ Hand Calculation Tegangan g g – Tegangan g g Principal p p pada Hemispherical p Head
• Tegangan Tangensial (σt)dan Tegangan Meridian (σm)
P Ro^3 ⎞ ⎛ σt = σm = ⎜1 + 0.5 ⎟ (a ^3) − 1 ⎝ r ^3 ⎠
Untuk r = Ri
2074.04 ⎛ 13.44^3 ⎞ σt = σm = ⎜1 + 0.5 ⎟ = 7468.44 psi (1.14^3) − 1 ⎝ 11.78^3 ⎠
Untuk r = Ro
13.44^3 ⎞ 2074.04 ⎛ σt = σm = ⎜1 + 0.5 ⎟ = 6431.42 psi 13.44^3 ⎠ (1.14^3) − 1 ⎝ Back to
ISI
ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN
Tugas g Akhir
Perhitungan Kekuatan PV
Lanjutan…
¾ Hand Calculation Tegangan g g – Tegangan g g Principal p p pada Hemispherical p Head
• Tegangan radial (σr)
P ⎛ Ro^3 ⎞ σr = ⎜1 − ⎟ (a ^3) − 1 ⎝ r ^3 ⎠
Untuk r = Ri
2074.04 ⎛ 13.44^3 ⎞ σr = ⎜1 − ⎟ = −2074.04 psii (1.14^3) − 1 ⎝ 11.78^3 ⎠
Untuk r = Ro
2074.04 ⎛ 13.44^3 ⎞ σr = ⎟ = 0 psi ⎜1 − (1.14^3) − 1 ⎝ 13.44^3 ⎠ Back to
ISI
ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN
Tugas g Akhir
Perhitungan Kekuatan PV
Lanjutan…
¾ Hand Calculation Tegangan g g Ekivalen Von Mises p pada Hemispherical p Head
σe =
2 2
[(σ t − σ m )^ 2 + (σ m − σ r )^ 2 + (σ r − σ t )^ 2 ]
• Untuk r = Ri σe =
2 [( 7468 .4 − 7468 .4 )^ 2 + ( 7468 .4 − ( − 2074 ))^ 2 + ( − 2074 .04 − 7468 .4)^ 2 ] 2
σe = 9542 .48 psi
Back to
ISI
ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN
Tugas g Akhir
Perhitungan Kekuatan PV
Lanjutan…
¾ Hand Calculation Tegangan g g Ekivalen Von Mises p pada Hemispherical p Head
σe =
2 2
[(σ t − σ m )^ 2 + (σ m − σ r )^ 2 + (σ r − σ t )^ 2 ]
• Untuk r = Ro σe =
2 [( 6431 .4 − 6431 .4 )^ 2 + ( 6431 .4 − 0)^ 2 + ( 0 − 6431 .4 )^ 2 ] 2
σe = 6431 .4 psi
Back to
ISI
ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN
Tugas g Akhir
Perhitungan Kekuatan PV
Lanjutan…
¾ ANSYS Calculation Tegangan g g Ekivalen Von Mises p pada Cylindrical y Shell • •
σVon Mises Maksimum σVon Mises Minimum
= 15043 psi = 11251 psi
Tegangan Ekivalen Von Mises pada Hemispherical Head • •
Back to
σVon Mises Maksimum σVon Mises Minimum
ISI
= 9852.5 psi = 6218.7 psi
ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN
Tugas g Akhir
Lanjutan…
Perhitungan Kekuatan PV
¾ Validasi Hand Calculation dengan ANSYS Calculation Tegangan g g Ekivalen Von Mises p pada Cylindrical y Shell Variasi Tegangan Von Mises Te egangan Von n Mises [psi]
16000 15000 14000 13000 Hand Calculation 12000
ANSYS Calculation
11000 10000 0.8
Max 1
1.2
1.4
1.6
1.8
Min 2
2.2
Variasi
Back to
ISI
ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN
Tugas g Akhir
Lanjutan…
Perhitungan Kekuatan PV
¾ Validasi Hand Calculation dengan ANSYS Calculation Tegangan g g Ekivalen Von Mises p pada Hemispherical p Head Variasi Tegangan Von Mises Tegangan V Von Mises
11000 10000 9000 8000 Hand Calculation 7000
ANSYS Calculation
6000 5000 0.8
Max 1
1.2
1.4
1.6
1.8
Min 2
2.2
Variasi
Back to
ISI
ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN
Tugas g Akhir
Perhitungan Kekuatan PV
Lanjutan…
¾ Analisa Kegagalan Hand Calculation •
•
Back to
Untuk Shell
Untuk Head
ISI
Sy N= σe 51488 N= = 3.314 15531.9 Sy N= σe 51488 N= = 5.395 9542.48
ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN
Tugas g Akhir
Perhitungan Kekuatan PV
Lanjutan…
¾ Analisa Kegagalan ANSYS Calculation •
•
Back to
Untuk Shell
Untuk Head
ISI
Sy N= σe 51488 N= = 3.422 15043 Sy N= σe 51488 N= = 5.225 9852.5
ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN
Tugas g Akhir
Kesimpulan ¾ Untuk pengangkutan 2000 ton gas diperlukan 5420 tangki (pressure vessel) dengan panjang 12m (472.4in), diameter dalam 23.56 in, tebal k li tangki kulit ki (shell) ( h ll) 1.66 in i dan d diameter di l luar 26.88 in. i ¾ Berat tiap tangki adalah 8.41 ton dan berat total 45582.2 ton ¾ Material M t i l baja b j karbon k b A516 G Grade d 70 dengan d yield i ld strength t th 355 Mpa M (51488 psi) yang digunakan pada tekanan operasional 130 bar (1885.5 ppsi)) dan temperatur p -29oC telah memenuhi syarat y ditinjau j dari faktor keamanan.
Back to
ISI
KESIMPULAN DAN SARAN
Tugas g Akhir
Saran
Dengan penggunaan material yang memiliki allowable sress yang lebih tinggi gg akan didapatkan p ukuran tangki g yyang g lebih tipis p dan lebih ringan. Perhitungan kekuatan akibat pengaruh sambungan tidak dilakukan, hal ini dapat dijadikan sebagai bahan penelitian selanjutnya. Penguasaan konsep dasar baik untuk perhitungan manual maupun secara komputasi akan memberikan hasil yang lebih baik. Perancangan kapal pengangkut CNG dapat berdasarkan hasil desain t ki (pressure tangki ( vessel) l) yang telah t l h ditemukan. dit k
Back to
ISI
KESIMPULAN DAN SARAN
