BAB IV ANALISA DAN PEMBAHASAN. dalam tugas akhir ini adalah sebagai berikut : Document/Drawing Number. 2. TEP-TMP-SPE-001 Piping Desain Spec

Transkripsi

1 BAB IV ANALISA DAN PEMBAHASAN 4.1 Data dan Sistem Pemodelan Sumber (referensi) data-data yang diperlukan yang akan digunakan untuk melakukan perancangan sistem pemipaan dengan menggunakan program Caesar II dalam tugas akhir ini adalah sebagai berikut : No. Document/Drawing Number 1. TEP-TPR-PID-206 Description PID (Process & Instrument Diagram) 2. TEP-TMP-SPE-001 Piping Desain Spec 3. TEP-TMP-SPE-002-REV 0 Material Spec 4. System-01 Piping Stress Isometric Drawing 5. TEP-TPR-LST-001 Line List Document Tabel 4.1. Referensi data (Sumber :PT.X) 45

2 46 Berdasarkan PID, Process line list, Critical line list, Piping dan Valve Specification, mendapatkan data-data sebagai berikut: 1. Aplication code : ASME B Specification : ASME 150# Carbon Steel 3. Size pipe : 4 inch (101.6 mm) 4. Schedule : Sch. Standard / tebal pipa 0.3 inch (7.62 mm) 5. Design temperature/t1 : 175 o F (79 o C) 6. Operating temperature/t2 : 175 o F (79 o C) 7. Operating temperature/t3 : 215 o F (101 o C) 8. Design Pressure : 60 Psi = MPa 9. Operating Pressure : 60 Psi = MPa 10. Hydrotest Pressure : 90 Psi = MPa 11. Corrosion Allowance : 3 mm (0.118 inch) 4.2 Evaluasi Perhitungan (S A ) Secara Manual 1. Tegangan maksimum yang diizinkan (allowable displacement stress range) (S A ), yaitu batasan tegangan maksimum yang diizinkan yang terjadi akibat pemuaian atau penyusutan karena terjadi perbedaan temperature pada saat sistem beroperasi dapat dihitung dengan rumus (2.19). Dari Tabel A-1 ASME B31.3 pada temperature desain 79ºC S c = Psi = 137.9N/mm 2 S h = Psi = N/mm 2 Jumlah Siklus 10 tahun : 1 x 365 x 10 = 3650

3 47 f = 1,0 (untuk siklus kurang dari diambil dari Tabel 2) Jadi : S A = 1,0 ( 1,25 x ,25 x ) S A = N/mm2 Berdasarkan uraian di atas diketahui; 1. Jenis material pipa yang digunakan adalah A106 Gr.B, 2. Batas tegangan luluh material (maximum yield strength) = 241 N/mm 2 ( Psi) (Sumber: Tabel A-1 ASME B31.3). 3. Batas tegangan patah (maximum tensile strength) = N/mm 2 ( Psi) (Sumber:Tabel A-1 ASME B31.3).

4 Hasil Analisa Tegangan Program Caesar II 1. Pemodelan line no. TE PL-A10B-2005-PP pada program Caesar II sebelum diberikan support pada titik node yang rawan terjadi tegangan. Gambar 4.1. Pemodelan pipa sebelum diberikan support. Referensi : Program CASESAR II Pada gambar 4.1 menunjukan tegangan yang terjadi pada line pipa TE PL- A10B-2005-PP sehingga menyebabkan patah atau tertekan akibat tekanan yang terjadi di dalam pipa tersebut. Sehingga perlu diberikan support pada node yang memiliki tingkat kegagalan besar pada line pipa TE PL-A10B-2005-PP.

5 49 2. Pemodelan line no. TE PL-A10B-2005-PP pada program Caesar II setelah memasukan data serta type support, pada titik node yang telah ditentukan. Gambar 4.2. Pemodelan pipa yang telah diberikan support. Referensi : Program CASESAR II Pada gambar 4.2 pemodelan line pipa TE PL-A10B-2005-PP telah diberikan support pada node yang rawan terjadi kegagalan. Warna hijau pada samping pipa menunjukan pergerakan pipa akibat tekanan yang terjadi dan tertahan oleh support yang telah di tempatkan pada node-snode tersebut.

6 50 Kemudian RUN dijalankan, untuk menganalisa tegangan yang terjadi: LOAD CASE DEFINITION KEY CASE 1 (HYD) WW+HP CASE 5 (SUS) W+P1 CASE 6 (EXP) T1 CASE 7 (EXP) T2 CASE 8 (EXP) T3 Piping Code: B31.3 = B , Jan 10, 2013 : LOADCASE 1 (HYD) WW+HP Highest Stresses: (lb./sq.in.) LOADCASE 1 (HYD) WW+HP Ratio (%): 105 Code Stress: Allowable Stress: Axial Stress: 180 Bending Stress: 105 Torsion Stress: 90 Hoop Stress: 100 Max Stress Intensity: 105 : LOADCASE 5 (SUS) W+P1 Highest Stresses: (lb./sq.in.) LOADCASE 5 (SUS) W+P1 Ratio (%): 105

7 51 Code Stress: Allowable Stress: Axial Stress: 180 Bending Stress: 105 Torsion Stress: 90 Hoop Stress: 100 Max Stress Intensity: 105 : LOADCASE 6 (EXP) T1 Highest Stresses: (lb./sq.in.) LOADCASE 6 (EXP) T1 Ratio (%): 150 Code Stress: Allowable Stress: Axial Stress: 169 Bending Stress: 150 Torsion Stress: 49 Hoop Stress: 20 Max Stress Intensity: 150 : LOADCASE 7 (EXP) T2 Highest Stresses: (lb./sq.in.) LOADCASE 7 (EXP) T2 Ratio (%): 39 Code Stress: Allowable Stress: Axial Stress: 300 Bending Stress: 38 Torsion Stress: 49

8 52 Hoop Stress: 20 Max Stress Intensity: 150 : LOADCASE 8 (EXP) T3 Highest Stresses: (lb./sq.in.) LOADCASE 8 (EXP) T3 Ratio (%): 250 Code Stress: Allowable Stress: Axial Stress: 168 Bending Stress: 250 Torsion Stress: 49 Hoop Stress: 20 Max Stress Intensity: Evaluasi Perhitungan dengan Program Caesar II Hasil perhitungan dengan program Caesar II juga diberikan pada Tabel 4.2 Calculation Stresses Allowable Stresses Load Case Case Node (Psi) (Psi) Ratio No. No. SL SE SO Sh 1.33 Sh Sy SA HYD (WW+HP) % SUS (W+P1) % EXP (T1) % EXP (T2) % EXP (T3) % Table 4.2 Hasil akhir analisa tegangan Program Caesar II (Sumber : Report Program Caesar II)

9 53 Dari kelima loadcase yang terjadi pada perhitungan menggunakan program Caesar II, yang paling besar rationya adalah loadcase 5 yaitu sustained sebesar 10.4%. Kemudian hasil tersebut akan dibandingkan dengan harga maksimum tegangan yang diizinkan (allowable displacement stress range) yang dihitung secara manual sesuai standar ASME B31.3. Adapun harga tegangan maksimum yang diperoleh dari loadcase sustained setelah di run pada report stress extended pada program Caesar II adalah : 1. Maximum torsions stress = 5.64 N/mm 2 (MPa) (81.8 Psi) (diperoleh dari datadata output Caesar pada lampiran-sus). 2. Maximum bending stress = N/mm 2 (MPa) ( Psi) (diperoleh dari data-data output Caesar pada lampiran-sus). 3. Axial stress = N/mm 2 (MPa) (523.2 Psi) (diperoleh dari data-data output Caesar pada lampiran-sus). Sedangkan batas tegangan luluh material (maximum yield strength) = 241 N/mm 2 (35,000 Psi) dan batas tegangan patah (maximum tensile strength) = N/mm 2 (60,000 Psi). sehingga jalur pipa tersebut tidak terjadi overstress. Dari hasil analisa Caesar II seluruh load case yang di hitung dinyatakan ini membuktikan bahwa tidak terjadi over stress, dimana dari hasil analisa ratio tidak melebihi 100%, dan apabila gagal maka dari hasil report dinyatakan CODE STRESS CHECK FAILED.