DAFTAR ISI. i ii iii iv vi v vii

Transkripsi

1 DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... HALAMAN PENGESAHAN... HALAMAN PERNYATAAN... NASKAH SOAL... HALAMAN PERSEMBAHAN... INTISARI... KATA PENGANTAR... DAFTAR ISI... DAFTAR GAMBAR... DAFTAR TABEL... DAFTAR LAMPIRAN... DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN... i ii iii iv vi v vii ix xiii xv xvi xvii BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Latar Belakang Penulisan Rumusan Masalah Batasan Masalah Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian... 7 BAB II TINJAUAN PUSTAKA Perancangan Bejana Tekan Analisis Tegangan Lokal pada Nozzle BAB III DASAR TEORI Perancangan Shell Pemilihan material Tebal minimum shell MAWP shell MAPNC shell Tegangan pada shell Perancangan Head Pemilihan material Tebal minimum head MAWP head MAPNC head Tegangan pada head Tekanan pengujian hydrotest ix

2 3.3 Perancangan Nozzle Perancangan flange Pemilihan material pipa nozzle Tebal minimum nozzle Luasan penguat Tegangan yang diijinkan pada pengelasan Analisis kekuatan pengelasan Berat Bejana Tekan dan Komponennya Berat shell Berat head Berat nozzle Berat fluida kerja Titik Berat Bejana Tekan Perancangan Saddle Tegangan lengkung longitudinal Tegangan geser tangensial Tegangan sirkumferensial Perancangan Lifting lug Gaya pada lifting lug Tegangan pada lifting lug Gaya pada sambungan las lifting lug Tegangan pada lubang pin Analisis Tegangan Perpipaan Pembebanan sistem perpipaan Kriteria analisis tegangan perpipaan Solusi analisis tegangan perpipaan Analisis Tegangan Lokal pada Nozzle (WRC 107) Rumus umum Tegangan karena beban dan momen eksternal Solusi analisis tegangan lokal pada nozzle BAB IV METODOLOGI PENELITIAN Diagram alir perancangan bejana tekan Diagram alir analisis tegangan lokal karena pembebanan eksternal BAB V PERANCANGAN SLUG CACTHER Data Perancangan Penentuan kondisi desain Perancangan Shell Perhitungan tebal minimum shell x

3 5.2.2 Perhitungan MAWP shell Perhitungan MAPNC shell Tegangan pada shell kondisi operasi Perancangan Head Perhitungan tebal minimum head Perhitungan MAWP head Perhitungan MAPNC head Tegangan pada head kondisi operasi Tegangan pada hydrotest Data hasil perhitungan desain shell dan head Perancangan Nozzle Data nozzle Pemilihan rating flange Perancangan nozzle gas inlet Perancangan nozzle liquid outlet Perancangan nozzle PI Perhitungan Berat Slug cacther Perhitungan berat shell Perhitungan berat head Perhitungan berat nozzle Perhitungan berat fluida kerja Berat Perlengkapan Lainnya Perhitungan Titik Berat Bejana Perancangan Saddle Tegangan lengkung longitudinal Tegangan geser tangensial pada permukaan saddle Tegangan sirkumferensial pada horn saddle Perancangan Lifting lug Perhitungan gaya di lifting lug Perhitungan tegangan pada lifting lug Gaya pada sambungan las lifting lug lifting lug Perhitungan tegangan pada lubang pin BAB VI ANALISIS TEGANGAN LOKAL PADA NOZZLE GAS INLET Sistem Perpipaan Gas di sekitar Slug cacther Analisis Tegangan Sistem Perpipaan Gaya dan Momen pada Nozzle Gas Inlet Analisis Tegangan pada Nozzle Gas Inlet Analisis Tegangan dengan Variasi Pembebanan pada Nozzle Gas Inlet xi

4 BAB VII PENUTUP Kesimpulan Perancangan slug cacther Analisis tegangan lokal pada nozzle Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN xii

5 DAFTAR GAMBAR Gambar 1.1 Diagram alir transmisi gas... 5 Gambar 2.1 Proses pemisahan gas dan kondensat dalam slug cacther... 9 Gambar 2.2 Contoh slug cacther di Total E&P Indonesie Gambar 3.1 Tegangan pada shell karena tekanan internal Gambar 3.2 Tegangan pada head karena tekanan internal Gambar 3.3 Bagian-bagian nozzle Gambar 3.4 Penampang nozzle dengan penguat (reinforcement pad ) Gambar 3.5 Daerah pengelasan pada nozzle Gambar 3.6 Daerah pengecekan kekuatan las Gambar 3.7 Sketsa ukuran perhitungan berat shell Gambar 3.8 Sketsa ukuran perhitungan berat head Gambar 3.9 Posisi kondensat pada shell ketika slug cacther beroperasi Gambar 3.10 Posisi kondensat pada head ketika slug cacther beroperasi Gambar 3.11 Sketsa saddle slug cacther Gambar 3.12 Contoh pengangkatan slug cacther di Total E&P Indonesie Gambar 3.13 Sketsa pengangkatan slug catcher Gambar 3.14 Sketsa lifting lug Gambar 3.15 Momen pada belokan Gambar 3.16 Momen pada percabangan Gambar 3.17 Kriteria critical line untuk sistem perpipaan Gambar 3.18 Sistem perpipaan yang terkoneksi ke shell bejana tekan Gambar 3.19 Perjanjian tanda WRC Gambar 3.20 Beban yang terjadi pada nozzle Gambar 4.1 Diagram alir perancangan slug cacther Gambar 4.2 Diagram alir analisis tegangan lokal karena pembebanan eksternal sistem perpipaan Gambar 4.3 Contoh hasil perhitungan WRC Gambar 5.1 Pemilihan rating flange pada ASME B xiii

6 Gambar 5.2 Sketsa nozzle gas inlet Gambar 5.3 Sketsa nozzle liquid outlet Gambar 5.4 Sketsa nozzle gas PI Gambar 5.5 Flange tipe RFWN #, Schedule Gambar 5.6 Blind flange tipe RFWN # Gambar 5.7 Flange tipe RFWN #, Schedule Gambar 5.8 Flange tipe RFWN #, Schedule Gambar 5.9 Letak elemen slug cacther Gambar 5.10 Penampang lifting lug tampak samping Gambar 5.11 Sketsa slug cacther pada pengangkatan Gambar 6.1 Jalur pipa gas FSRU pipeline slug cacther Gambar 6.2 Plot plan disekitar slug cacther berserta pipe support-nya Gambar 6.3 Pemodelan sistem perpipaan sekitar slug cacther beserta tipe pipe suppport-nya Gambar 6.4 Rasio tegangan pada perpipaan FSRU pipeline- slug cacther Gambar 6.5 Penyesuaian vektor beban pada Autopipe dan PV Elite Gambar 6.6 Kondisi pembebanan pada nozzle yang menempel di shell Gambar 6.7 Hasil perhitungan tegangan pada nozzle dan reinforcement pad Gambar 6.8 Rasio tegangan yang terhitung pada software PV Elite Gambar 6.9 Urutan pelepasan pipe support pada jalur pipa gas nozzle inlet Gambar 6.10 Grafik antara jumlah pipe support yang dilepas dan rasio tegangan xiv

7 DAFTAR TABEL Tabel 1.1 Skema debit gas dari Semarang ke Gresik... 5 Tabel 3.1 Penentuan rating tekanan flange Tabel 3.2 Perbandingan luasan beban pada nozzle Tabel 3.3 Nilai faktor pengurangan tegangan (ASME B.31.3, 2002) Tabel 3.4 Perjanjian tanda dari beban dan momen pada nozzle Tabel 3.5 Lembar perhitungan tegangan lokal pada shell silindris Tabel 5.1 Data perancangan shell dan head Tabel 5.2 Data hasil perhitungan shell dan head Tabel 5.3 Spesifikasi desain nozzle gas inlet Tabel 5.4 Spesifikasi desain nozzle liquid outlet Tabel 5.5 Spesifikasi desain nozzle PI Tabel 5.6 Berat perlengkapan lain pada slug cacther Tabel 5.7 Berat elemen slug cacther dan jarak titik pusatnya Tabel 6.1 Pipe support yang terdapat pada jalur pipa nozzle gas inlet Tabel 6.2 Tegangan pada perpipaan FSRU Pipeline slug cacther Tabel 6.3 Gaya dan momen pada kondisi pembebanan sustained, expansion dan occasional di nozzle gas inlet Tabel 6.4 Tipe pipe support yang dilepas Tabel 6.5 Perbandingan antara jumlah pipe support yang dilepas terhadap rasio tegangan pada nozzle dan reinforcement pad xv

8 DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1 Data sheet slug cacther Lampiran 2 Procces Flow Diagram ORF Lampiran 3 Piping and Instrument Diagram Slug cacther Lampiran 4 Gambar plot plan ORF Lampiran 5 Tabel construction stell for non corroded service Lampiran 6 Saddle standard drawing Lampiran 7 Pipe support detail di sekitar nozzle gas inlet slug cacther Lampiran 8 Contoh gambar isometrik perpipaaan ORF Lampiran 9 Koefisien pengali volume shell (Tabel 418 Megysey) Lampiran 10 Koefisien pengali volume head (Tabel 422 Megysey) Lampiran 11 Grafik 3C WRC Lampiran 12 Grafik 4C WRC Lampiran 13 Grafik 1C WRC Lampiran 14 Grafik 2C-1 WRC Lampiran 15 Grafik 3A WRC Lampiran 16 Grafik 1A WRC Lampiran 17 Grafik 4A WRC Lampiran 18 Grafik 2A WRC Lampiran 19 Grafik 4B WRC Lampiran 20 Grafik 1B WRC Lampiran 21 Grafik 2B WRC Lampiran 22 Grafik 3B WRC Lampiran 23 Operasi Software Autopipe Lampiran 24 Operasi Software PV Elite Lampiran 25 Laporan Perhitungan WRC Lampiran 26 Gaya dan momen pada kasus pelepasan pipe support Lampiran 27 Gambar teknik slug cacther xvi

9 DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN A A A 1 A 2 A 41 A 42 A 5 b b BA BFx BFy C CA Ch d D p f f 1 f 2 f 3 f 4 f 1 FB FT FS F W Fy h h H xl H xr H yl H yr Ii Io K K Luas penguat yang dibutuhkan Jarak garis tangen kiri ke saddle kiri Luas yang tersedia pada shell Luas yang tersedia pada nozzle Luas yang tersedia di pengelasan antara nozzle dan reinforcement pad Luas yang tersedia di pengelasan antara reinforcement pad dan shell Luas yang tersedia di reinforcement pad Lebar saddle Tinggi dari plat ke pusat lubang pin Area bearing Gaya lengkung pada arah x axis Gaya lengkung pada arah y axis Titik pusat gravitasi dihitung dari garis tangen kiri Corrosion allowance Ketebalan las leg Radius dalam nozzle dalam keadaan terkorosi Radius luar reinforcement pad Faktor pengurangan tegangan Faktor pengurangan kekuatan nozzle dan shell Faktor pengurangan kekuatan nozzle dan shell Faktor pengurangan kekuatan nozzle dan reinforcement pad Faktor pengurangan kekuatan nozzle dan reinforcement pad Faktor pengurangan kekuatan nozzle dan shell Tegangan lengkung yang diijinkan Tegangan yang diijinkan pad Tegangan geser yang diijinkan Tegangan pengelasan maksimum yang diijinkan Tegangan yield Panjang dari lug Panjang head Gaya horisontal arah x (lug kiri) Gaya horisontal arah x (lug kanan) Gaya horisontal arah y (lug kiri) Gaya horisontal arah y(lug kanan) In-plane stress intensification factor Out-of-plane stress intensification factor faktor pengali head elips Faktor tegangan occasional xvii

10 K K 2 K 3 K 6 K 7 Kn Kb L Leg Ln MC Mch M cs M h ML M i M o M pipa M pad MT M s M sf MAWP MAPNC M Φ N i N N Φ P P P P b P m P L P l Q Q R R n konstanta saddle konstanta saddle konstanta saddle konstanta saddle konstanta saddle Konsentrasi tegangan tekan atau tarik Konsentrasi tegangan lengkung Panjang garis tangen lebar kaki las Jarak dari tangen line ke titik berat tiap komponen Momen sirkumferensial Berat kondensat dalam head Berat kondensat dalam shell Berat head Momen longitudinal In-plane bending moment Out-of-plane bending moment Berat pipa Berat reinforcement pad Momen torsional Berat shell Berat straight flange Maximum allowable working pressure Maximum allowable pressure new and cold Momen lengkung pada dinding shell pada arah sirkumferensial Gaya membran pada dinding shell pada arah sirkumferensial Jumlah lifting lug Gaya membran pada dinding shell pada arah sirkumferensial Tekanan internal Beban sling Beban radial Tegangan lengkung primer lokal Tegangan membran primer global Panjang sambungan las Tegangan membran primer lokal Beban terbesar pada saddle Total tegangan sekunder Radius dalam shell kondisi terkorosi Radius dalam nozzle pada kondisi terkorosi xviii

11 R o Radius luar shell R m Radius rata-rata shell S Tebal yang diijinkan oleh shell S 1 Tegangan lengkung longitudinal S 2 Tegangan geser tangensial S 4 Tegangan sirkumferensial pada horn saddle S 5 Tegangan sirkumferensial pada shell bagian bawah S Tegangan maksimum yang diijinkan pada kondisi lingkungan S a Tegangan yang diijinkan untuk ekspansi termal S a Tegangan maksimum yang diijinkan pada kondisi temperatur operasi SA Area geser Sb Resultan tegangan akibat beban lentur S c Tegangan pada pipa dalam keadaan dingin S Fy Gaya geser pada arah y axis S h Tegangan pada pipa dalam keadaan temperatur tertentu S l Tegangan sustain yang terhitung S lf Skew load factor S mh Tegangan yang diijinkan pada kondisi operasi S mc Tegangan yang diijinkan pada kondisi lingkungan S mav g Tegangan rata-rata (S mh + S mc )/2 S t Tegangan puntir T Tebal wear plate T f Gaya tarik t n Tebal nominal pipa nozzle (nozzle neck) t r Tebal minimum shell dan head t rn Tebal minimum pipa nozzle t s Tebal nominal shell V h Volume head V pad Volume reinforcement pad V s Volume shell V sf Volume straight flange VC Gaya geser sirkumferensial VL Gaya pada lifting lug kiri VL Gaya geser longitudinal VR Gaya pada lifting lug kanan W h Ketebalan las WT Berat ereksi slug cacther Z Modulus elastisitas pipa α Sudut sling ( 0 ) xix

12 Φ Sudut swing ( 0 ) σbx Tegangan lengkung pada sumbu horisontal axis x σby Tegangan lengkung pada sumbu horisontal axis y σt Tegangan tarik σs Tegangan karena tekanan internal xx