LAMPIRAN A GRAFIK DAN TABEL. 1. Grafik untuk menentukan dimensi optimal bejana tekan. [Ref.5 hal 273]

Transkripsi

1 DAFTAR PUSTAKA 1. Bednar, H. Henry.P.E Pressure Vessel Design Handbook. Krieger Publishing Company. Florida. 2. Brownell, E. Llyod. dan Edwin, H. Young Process Equipment Design. John Willey and Sons. New York. 3. Budynas, Richard. G. dan J.Keith Nisbeth Shigley s Mechanical Engineering Design Ninth Edition. Mc. Graw Hill. New York. 4. Budynas, Richard. G. dan J.Keith Nisbeth. Shigley s Mechanical Engineering Design Fifth Edition. Mc. Graw Hill. New York. 5. Buthod, Paul. dan Eugene, F. Megyessy Pressure Vessel Handbook. Pressure Vessel Publishing Inc. Oklahoma. 6. Chattopadhyay, Somnath Pressure Vessel Design and Practice. CRC Press. 7. Gross, Dietmar. Werner, Haugher. Jorg Schroder. Wolfgang, A. Wall. Javier Bonet Engineering Mechanics 2. Springer. Berlin. 8. Harsokoesoemo, H. Darmawan Pengantar Perancangan Teknik. ITB. Bandung. 9. Moss, R. Dennis Pressure Vessel Design Manual 3th edition. Gulf Proffesional Publishing. USA. 10. Onate, Eugenio Structural Analysis with the Finite Element Method Linear Static. Springer. Barcelona 11. Popov, E.P Mekanika Teknik edisi kedua. Erlangga. Jakarta 12. ASME Rules for Construction of Pressure Vessel Section VIII Division I. The American Society of Mechanical Engineers. New York. 13. Metal/Spiral Wound Gasket. 21 Januari

2 79 LAMPIRAN A GRAFIK DAN TABEL 1. Grafik untuk menentukan dimensi optimal bejana tekan. [Ref.5 hal 273]

3 80 2. Grafik faktor A pada tekanan eksternal [Ref.5 hal 42]

4 81 3. Tabel pemilihan material [Ref.9 hal464]

5 82 4. Tabel pemilihan flange [Ref.2 hal 223]

6 83 5. Tabel pemilihan dimensi flange [Ref.2 hal 222]

7 84 6. Tabel penentuan jarak baut pada flange [Ref.2 hal 188]

8 85 7. Tabel gasket properties [Ref.9 hal 45]

9 86 8. Tabel dimensi gasket pada flange 150 lb Size NPS Inner Ring Sealing Element Outer Ring Inside (A) Diameter Inside (B) Diameter Outside (C) Diameter Outside (D) Diameter 1/4* / / / / / /2* /2* [Ref.13]

10 87 LAMPIRAN B VALIDASI PROGRAM (BENCHMARK) Validasi program dilakukan untuk mengetahui kesesuaian program yang digunakan untuk menganalisa struktur bejana tekan. Ada dua validasi program yang dilakukan yaitu menganalisa tegangan pada dinding bejana tekan dengan memberikan tekanan tertentu dengan ketebalan dan diameter bejana tekan tertentu dan menganalisa kemungkinan buckling pada suatu batang penopang dengan pemberian P kritisnya. 1. Validasi Tegangan pada Bejana Tekan A. Contoh Kasus Suatu bejana dinding tipis, memiliki ketebalan dinding (t) in dan radius dalam (R i ) sebesar 38 in. Bejana tekan tersebut diberikan tekanan internal (P) sebesar 116 psi, dan efisiensi sambungan (E) 1. Head berupa 2:1 ellipsoidal dan shell, dari data tersebut dapat ditentukan tegangan normal maksimum pada dinding bejana tekan. Kasus tersebut dapat dilihat pada Gambar 1 di bawah ini. h P t Ri Gambar 1 Penampang bejana tekan

11 88 B. Perhitungan Manual Tegangan pada titik tengah head Tegangan, = = psi Tegangan pada dinding shell Tegangan, = = psi C. Analisa dengan Program ANSYS Workbench 12 Analisa dari contoh kasus di atas dapat dilakukan dengan alat bantu software ANSYS Workbench 12, dengan memberikan beban yang sama yang diberikan seperti kasus tersebut. Dari pemberian beban tersebut yang berupa tekanan, hasil yang akan diambil merupakan tegangan normal maksimum pada dinding bejana tekan tersebut. Elemen yang digunakan adalah tetahedron, sama seperti elemen yang digunakan untuk analisa pada struktur bejana tekan. Gambar 2 Pemberian tekanan dan constrain

12 89 Pada Gambar 2 di atas dapat dilihat pemberian beban berupa tekanan dan constrain pada pemodelan dalam software tersebut. Dari pemberian batasan berupa beban dan derajat kebebasan, maka hasil berupa tegangan normal maksimum dapat diperoleh. Tekanan yang diberikan sama dengan kasusnya yaitu sebesar 116 psi dan ukuran bejana tekan tersebut disesuaikan dengan dimensi yang diberikan. Tegangan normal maksimum akan diambil pada titik tengah head dan pada dinding bejana tekan tersebut. Gambar 3. Hasil analisa pada bejana tekan Pada Gambar 3 di atas, dapat dilihat hasil analisa tegangan normal bejana tekan tersebut setelah diberikan beban berupa tekanan sebesar 116 psi. Tegangan yang diperoleh dari analisa tersebut pada titk tengah head sebesar 9553 psi dan pada dinding shell psi. 2. Validasi Buckling A. Contoh Kasus Sebuah batang penopang dengan penampang lingkaran (silinder pejal) dengan diameter (d) 4 in, panjang (l) 40 in, dari data tersebut, dapat dicari P cr dari batang tersebut untuk terjadi buckling. Dengan modulus elastisitas (E) material 29x10 6 psi. Penjelasan lebih jelas dapat dilihat seperti pada Gambar 4 di bawah ini.

13 90 P 4 in 40 in Gambar 4 Pemberian gaya pada batang penopang B. Perhitungan Manual Inersia pada batang (lingkaran) Inersia (I) = = = in 4 P cr = = = = lbf Dari perhitungan teersebut, batang silinder akan mengalami buckling apabila diberikan gaya sebesar lbf. Sehingga perbandingan gaya yang diberikan dengan gaya kritis adalah 1 atau P/P cr = 1.

14 91 C. Analisa dengan program ANSYS Workbench 12 Analisa dari contoh kasus di atas dapat dianalisa dengan alat bantu program ANSYS Workbench 12, dengan pemberian gaya dan pengkondisian derajat kebebasan pada batang yang akan dijepit, sehingga kasus tersebut dapat menyerupai kasus sederhana tersebut. Elemen yang akan digunakan yaitu tetrahedron sesuai dengan elemen yang digunakan dalam menganalisa struktur pada bejana tekan. Berikut merupakan pemberian gaya dan constrain pada batang yang akan dianalisa pada software ANSYS Workbench 12. Pada gambar di bawah ini dapat dilihat pemberian gaya dan batasan derajat kebebasan pada struktur batang tersebut. Gambar 5 Pemberian gaya dan constrain pada batang penopang Dari Gambar 5 di atas dapat dilihat, bahwa kondisi buckling yang digunakan adalah pemberian gaya pada penampang bagian atas, dan dijepit pada bagian bawahnya. Gaya yang diberikan adalah P cr yang diperoleh dari perhitungan manual.

15 92 Gambar Hasil pengujian buckling Pada gambar di atas merupakan hasil dari pengujian buckling pada batang penopang, batang tersebut menggunakan modulus elastisitas sebesar 29 x 10 9 psi yang merupakan modulus elastisitas carbon steel. Dari hasil pengujian, diperoleh hasil berupa load multiplier, yang merupakan perbandingan P/P cr. Besarnya perbandingan P/P cr saat diberikan gaya kritis untuk batang tersebut adalah Perbandingan analisa dengan hasil manual dan analisa software Validasi hasil dari analisa manual dengan menggunakan software dapat dilihat pada Tabel 1 di bawah ini. Data yang diperoleh menghasilkan error yang masih relative kecil, sehingga analisa dengan software yang dilakukan untuk menganalisa tegangan pada struktur bejana tekan dapat mendekati tegangan sebenarnya. Perhitungan Hasil Analisa Manual Software Error (%) Tegangan pada head psi 9553 psi 5.1 Tegangan pada shell psi psi 0.35 P/P cr

16 LAMPIRAN C GAMBAR TEKNIK 93

17 36 C C SECTION C-C SCALE 1 : SKALA : 1 : 6 SATUAN : Inch TANGGAL : Mechanical Engineering Department Material Shell and Head: Carbon Steel SA Material Skirt : Carbon Steel SA Elektroda : E6011 A4

18 B B SECTION B-B SKALA : 1 : 12 SATUAN : Inch Material Elektroda : Carbon Steel SA 53 B : E6011 TANGGAL : Mechanical Engineering Department PIPA 12" A4

19 1.375 A A SECTION A-A SCALE 1 : SKALA : 1 : 12 Material : Carbon Steel SA 53 B SATUAN : Inch Elektroda : E6011 TANGGAL : Mechanical Engineering Department PIPA 14" A4

20 1.563 C C 26.5 SECTION C-C SCALE 1 : SKALA : 1 : 12 SATUAN : Inch TANGGAL : Mechanical Engineering Department Material : Carbon Steel 53 B Elektroda : E6011 PIPA 18" A4

21 B B SECTION B-B SKALA : 1 : 6 SATUAN : Inch TANGGAL : Mechanical Engineering Department Material : Carbon Steel SA 53 B Elektroda : E6011 PIPA 2" A4

22 A A SECTION A-A SCALE 1 : SKALA : 1 : 6 SATUAN : Inch TANGGAL : Mechanical Engineering Department PIPA 6" Material : Carbon Steel 53 B Elektroda : E6011 A4

23 2.188 A SECTION A-A SCALE 1 : A SKALA : 1 : 5 SATUAN : Inch TANGGAL : Mechanical Engineering Department Material : Carbon Steel SA 105 FLANGE 12" A4

24 SECTION A-A SCALE 1 : A A SKALA : 1 : 6 SATUAN : Inch TANGGAL : Mechanical Engineering Department Material : Carbon Steel SA 105 FLANGE 14" A4

25 A SECTION A-A SCALE 1 : 7 A SKALA : 1 : 7 SATUAN : Inch TANGGAL : Mechanical Engineering Department Material : Carbon Steel SA 105 FLANGE 18" A4

26 A A SECTION A-A SKALA : 1 : 2 Material : Carbon Steel SA 105 SATUAN : Inch TANGGAL : Mechanical Engineering Department FLANGE 2" A4

27 SECTION A-A SCALE 1 : A.500 A SKALA : 1 : 3 Material : Carbon Steel SA 105 SATUAN : Inch TANGGAL : Mechanical Engineering Department FLANGE 6" A4

28 C C SECTION C-C SCALE 1 : SKALA : 1 : 30 SATUAN : Inch TANGGAL : Mechanical Engineering Department Material : Carbon Steel SA SKIRT A4