Transkripsi

1 BAB II LANDASAN TEORI 2.1 Tinjauan Pustaka Menurut Popov (1996) bejana tekan berdinding tipis adalah bejana yang memiliki dinding yang idealnya bekerja sebagai membran, yaitu tidak terjadi lenturan dari dinding tersebut. Sebenarnya bola merupakan bentuk bejana tekan tertutup yang paling ideal bila isinya memiliki berat yang bisa diabaikan, tetapi pada kenyataannya pembuatan bejana tekan berbentuk bola sangat sulit sehingga orang lebih memilih bejana tekan berbentuk silinder. Bejana berbentuk silindris pada umumnya baik kecuali pada sambungan-sambungan lasnya. Untuk menghasilkan kekuatan sambungan las yang baik maka material yang digunakan untuk merancang bejana tekan harus memenuhi persyaratan yang tertulis dalam UG-4 sampai UG-15 dan harus memiliki sifat mampu las yang baik (UW-5 ASME). Sedangkan bahan yang mengalami tegangan karena tekanan harus memenuhi salah satu dari spesifikasi yang terdapat dalam ASME Section II dan harus dibatasi pada bahan yang diijinkan dalam Part of Subsection C (UG-4(a), ASME). Selain itu suhu desain harus tidak kurang dari suhu ratarata logam dari seluruh tebalnya yang mungkin terjadi pada kondisi operasi bejana tersebut (UG-20(a), ASME) dan tidak boleh melampaui suhu maksimum yang tertera dalam setiap spesifikasi dan grade material untuk harga tegangan tarik ijin maksimum yang diberikan dalam tabel Material Section II Part D (UG-23). Universitas Mercu Buana 5

2 2.2 Definisi Bejana Tekan Definisi Bejana Tekan Bejana tekan merupakan suatu wadah untuk menyimpan fluida bertekanan. Fluida yang disimpan dapat mengalami perubahan keadaan pada saat berada di dalam seperti pada kasus boiler atau dapat digabungkan dengan suatu reagen lainnya seperti pada pabrik kimia. Bejana tekan dirancang dengan pertimbangan yang perlu diperhatikan karena pecahnya bejana tekan berarti terjadinya ledakan yang dapat menyebabkan hilangnya nyawa dan kerusakan benda sekitar. Berdasarkan dimensinya bejana tekan dapat dibagi menjadi 2, yaitu : 1. Bejana tekan dinding tebal yaitu bejana yang memiliki ketebalan dinding shell lebih dari 1/20 diameter shell. 2. Bejana tekan dinding tipis yaitu bejana yang memiliki ketebalan dinding shell kurang dari 1/20 diameter shell. (a) (b) Gambar 2.1 (a) Bejana tekan dinding tipis (b) Bejana tekan dinding tebal Perbedaan bejana tekan dinding tipis dengan dinding tebal berada pada distribusi tegangan yang terjadi pada dinding bejana tekan tersebut, bejana tekan dinding tebal memiliki ditribusi tegangan yang harus diperhitungkan sedangkan pada bejana tekan dinding tipis distribusi tegangan dapat diabaikan karena perbedaan diameter luar dengan diameter dalam sangat tipis sehingga distribusi tegangan yang terjadi sangat kecil, dapat dilihat seperti pada Gambar 2.1 di atas. Universitas Mercu Buana 6

3 Bejana tekan dapat didefinisikan sebagai wadah yang memiliki perbedaan tekanan antara tekanan yang berada di dalam dan di luar. Tekanan dalam biasanya lebih tinggi daripada tekanan luar, kecuali untuk beberapa keadaan yang terisolasi. Bejana tekan kerap menggabungan antara tekanan yang tinggi dengan suhu yang tinggi, dan dalam kasus lainnya fluida yang mudah terbakar atau material dengan tingkat radio aktif yang tinggi. Karena bahaya tersebut, harus sangat diperhatikan pada saat perancangan sehingga kebocoran dalam bejana tidak terjadi. Selain itu bejana tekan ini harus dirancang dengan baik dalam mengatasi suhu dan tekanan operasi. Perlu diingat bahwa pecahnya suatu bejana tekan memiliki potensi untuk menyebabkan cedera fisik dan kerusakan pada benda di sekitarnya. Merencanakan keamanan dan kesesuaian merupakan dasar pemikiran yang harus lebih diperhatikan dalam merancang bejana tekan dan tentu saja semua ini berdasarkan ketentuan dan peraturan yang telah dibuat dalam standar perancangan. Bejana tekan digunakan dalam sejumlah industri, seperti industri pembangkit listrik dengan bahan bakar fosil dan nuklir, industri petrokimia sebagai tempat penyimpanan dan pengolahan minyak bumi dalam tangki seperti tempat penyimpanan pada stasiun bahan bakar, dan beberapa industri kimia (pada reaktor kimia). Penggunaannya telah berkembang di seluruh dunia. Bejana tekan dan tangki faktanya merupakan elemen penting pada industri perminyakan, kimia, petrokimia, dan industri nuklir. Hal ini dikarenakan peralatan tersebut merupakan tempat terjadinya suatu proses, pemisahan, dan penyimpanan bahan baku. Ukuran dan bentuk dari bejana tekan sangat bermacam seperti bejana silindris besar yang digunakan pada tekanan tinggi sebagai penyimpanan gas sampai kepada ukuran yang kecil yang digunakan sebagai bagian hidrolik pada pesawat udara. Beberapa terkubur dalam tanah atau jauh di dalam laut, tetapi sebagian besar berada di atas tanah atau ditumpu pada platform. Bejana tekan seringkali berbentuk bola atau silinder dengan ujung berkubah. Bejana tekan silinder lebih sering dipilih karena lebih sederhana dalam pembangunannya dan memiliki kesesuaian ruang yang lebih baik. Ketel uap, perubah panas, reaktor kimia, dan yang lainnya seringkali berbentuk silinder. Bejana tekan bola memiliki keuntungan dalam ketebalan dinding yang dibutuhkan berdasarkan tekanan yang Universitas Mercu Buana 7

4 diberikan. Oleh karena itu, seringkali bejana tekan bola digunakan pada penyimpanan gas atau fuida skala besar, pendingin gas pada reaktor, bangunan pada pembangkit nuklir dan lainnya Analisa Tegangan Pada BejanaTekan Misalkan tekanan dalam yang melebihi tekanan luar P (tekanan terukur), dan radius dalam silinder sebesar r i. Kemudian gaya pada suatu luasan yang kecil tak berhingga Lr i dθ (dimana dθ adalah sudut kecil tak berhingga) dari silinder tersebut yang disebabkan oleh tekanan dalam yang bekerja tegak lurus adalah PLr i dθ seperti Gambar 2.2. Komponen gaya yang bekerja dalam arah mendatar adalah (PLr i dθ)cosθ. Jadi gaya perlawanan total sebesar 2p yang bekerja pada segmen silindris adalah...(2.1) Gambar 2.2 Gaya dan tekanan pada bejana tekan Karena bentuk bejana yang simetri, maka setengah gaya total ini mendapatkan perlawanan pada potongan melalui silinder sebelah atas dan setengah lagi pada sebelah bawah. Tegangan normal y yang bekerja sejajar dengan sumbu silinder tidak masuk dalam integrasi di atas. Selain memperoleh gaya 2p yang disebabkan oleh tekanan dalam integrasi, seperti yang dapat dilihat di atas, dapat pula melakukan prosedur yang sederhana Universitas Mercu Buana 8

5 yang setara. Dari sudut tinjauan lain, kedua gaya p melawan gaya yang terbentuk oleh tekanan dalam P, yang bekerja tegak lurus terhadap luas proyeksi A 1 dari segmen silindris kepada bidang garis tengah silinder. Luas adalah 2r i L, jadi 2p = A 1 P = 2riLP. Gaya ini mendapat perlawanan dari gaya yang terbentuk dalam bahan dalam potongan yang membujur, dan berhubung radius luar silinder adalah ro, maka luas kedua potongan yang membujur adalah 2A = 2L(r o -r i ). Selanjutnya, jika tegangan normal rata-rata yang bekerja pada potongan yang membujur adalah y, maka gaya yang mendapat perlawanan dari dinding silinder adalah 2L(r o -r i ) y. Dengan mepersamakan kedua gaya, maka...(2.2) Karena (r o -r i ) adalah t maka persaman perhitungan tegangan pada bejana tekan dapat dituliskan sebagai berikut...(2.3) Tegangan normal yang diberikan oleh persamaan di atas biasa disebut tegangan circumferential atau hoop stress. Persamaan tersebut hanya berlaku pada bejana tekan berdinding tipis karena memberikan tegangan rata-rata dalam kelilingnya. Tegangan normal lain yang bekerja pada bejana tekan secara membujur adalah x yang dapat ditentukan dengan persoalan gaya aksial sederhana. Dengan membuat irisan melalui bejana yang tegak lurus terhadap sumbu silinder, maka diagram benda bebas dapat dilihat pada Gambar 2.3 di bawah ini. Gambar 2.3 Tegangan longitudinal dan tekanan pada bejana tekan Karena tekanan yang bekerja tersebut tidak tergantung pada lokasinya, maka tekanan pada bagian luas penampangnya adalah πr i 2 dan memiliki tekanan Universitas Mercu Buana 9

6 konstan P. Dengan x adalah konstan melalui dinding karena tebalnya jauh lebih kecil dari radius bejana tekan tersebut....(2.4) Maka persamaan tegangan longitudinal dapat dituliskan pada persamaan di atas, persamaan tersbut hanya berlaku pada bejana tekan dinding tipis tanpa adanya distribusi tegangan pada dindingnya. 2.3 Teori Kegagalan Dalam suatu rekayasa teknik, merupakan hal yang penting menentukan batasan tegangan yang menyebabkan kegagalan dari material tersebut. Dalam menggunakan teori kegagalan yang penting adalah menentukan tegangan utama (principal stress). Kriteria kegagalan statis Ada tiga teori kegagalan yang biasa dipakai antara lain: a. Teori tegangan normal maksimum Teori ini menyatakan bahwa kegagalan terjadi bila salah satu dari tegangan utama (principal stress) sama dengan kekuatan dari material. Sebagai contoh untuk tegangan utama setiap keadaan disusun dalam bentuk : Jika kriteria kegagalan adalah titik luluh (yield), teori ini memperkirakan kegagalan akan terjadi bila : 1 S yt atau 3 S yc...(2.5) Dimana S yt dan S yc adalah kekuatan luluh terhadap gaya tarik dan gaya tekan. Kalau yang dipakai adalah kekuatan akhir, seperti pada bahan yang rapuh, maka kegagalan terjadi jika : Universitas Mercu Buana 10

7 atau S...(2.6) 1 S ut 3 uc Persamaan yang berkaitan dengan suatu tegangan dalam tiga sumbu adalah: x y x y 2 2 maks xy...(2.7) 2 2 Dimana : x = Tegangan tekan atau tarik arah x [ N/mm 2 ] y = Tegangan tekan atau tarik arah y [ N/mm 2 ] = Tegangan geser x-y [ xy N/mm2 ] b. Teori tegangan geser maksimum Teori ini mengatakan bahwa kegagalan akan terjadi bila tegangan geser maksimum pada setiap elemen mesin sama dengan kekuatan geser dari material. Jika tegangan utama disusun dalam bentuk teori tegangan geser maksimal memperkirakan bahwa kegagalan akan terjadi bila : maks S y atau 1 3 S y...(2.8) 2 Teori ini menyatakan bahwa kekuatan luluh pada kekuatan geser diberikan oleh persamaan : S 0, 5...(2.9) sy S y c. Teori tegangan Von Misses Teori ini memperkirakan suatu kegagalan mengalah dalam tegangan geser yang memadai lebih besar dari yang diperkirakan oleh teori tegangan geser maksimal. Untuk analisis perancangan akan lebih mudah jika kita menggunakan tegangan Von Misses yaitu : (Persamaan yang berkaitan dengan suatu tegangan dalam tiga sumbu) adalah: Universitas Mercu Buana 11

8 ...(2.10) Hal ini akan terjadi kegagalan jika:...(2.11) Dari percobaan percobaan yang telah dilakukan, menunjukan bahwa teori energi distorsi (Von Misses) memperkirakan kegagalan dengan ketelitian tertinggi pada semua kuadran Beban Yang Bekerja Pada Bejana Tekan Bejana tekan dikenai bermacam-macam pembebanan yang berbedabeda pada setiap komponennya. Kategori dan intensitas gaya-gaya ini menjadi fungsi dari pembebanan alami dan geometri serta kontruksi dari komponen bejana Tekanan Desain Tekanan desain adalah tekanan yang digunakan untuk menentukan ketebalan shell minimum yang diperlukan bejana. Tekanan desain besarnya diatas tekanan operasi (10% dari tekanan operasi atau minimum10 psi) ditambah dengan besarnya static head dari fluida kerja. Tekanan desain minimum untuk bejana Code nonvacuum adalah 15 psi. Untuk tekanan desain yang lebih kecil Code tidak berlaku. Bejana dengan tekanan operasi terukur harganya negatif umumnya didesain untuk bejana vakum. Tekanan Kerja Ijin Maksimum (Maximum Allowable Working Pressure) didefinisikan sebagai tekanan maksimum yang terukur yang diijinkan yang diukur pada bagian paling atas dari bejana pada kondisi operasi dan pada tekanan desain. Definisi ini berdasarkan asumsi sebagai berikut: Pada kondisi korosi Masih di bawah pengaruh temperatur desain Universitas Mercu Buana 12

9 Pada kondisi operasi normal Di bawah pengaruh pembebanan lain Tekanan yang dialami bejana bisa dikategorikan menjadi dua jenis yaitu tekan dalam (internal pressure) dan tekanan luar (external pressure). Tekanan dalam pada bejana berasal dari fluida yang dikandung oleh bejana itu sendiri, biasanya adalah bejana yang memiliki tekanan kerja lebih besar dari tekanan atmosfir. Sedangkan tekanan luar adalah tekanan untuk bejana vakum Temperatur Desain Temperatur desain lebih mengarah kepada kondisi lingkungan apabila dibandingkan dengan beban yang terjadi pada bejana tekan, karena hanya perubahan suhu yang dikombinasikan dengan beberapa pengendalian pada badan atau gradien suhu tertentu akan berasal tegangan termal. Namun, kondisi desain penting yang mempengaruhi untuk gelar besar yang suitabilty dari bahan yang dipilih untuk konstruksi. 2.4 Komponen Utama Bejana Tekan Komponen utama bejana tekan merupakan komponen yang paling dominan dan selalu ada pada setiap bejana tekan. Komponen-komponen ini antara lain; shell, head, nozzle, support dan skirt support Shell Shell adalah komponen yang paling utama yang berisi fluida yang bertekanan. Pada umumnya ada dua tipe shell yang ada yaitu shell silindris dan spherical shell. Tetapi hanya shell silindris sering digunakan dalam desain bejana tekan. Ketebalan shell dipengaruhi oleh tekanan desain. Tekanan desain dibedakan menjadi dua yaitu tekanan desain internal dan tekanan desain eksternal. Untuk menentukan ketebalan shell harus memperhatikan beban yang terjadi pada shell. Arah penyambungan shell juga akan mempengaruhi perhitungan ketebalan shell. Universitas Mercu Buana 13

10 Berdasarkan standar ASME, ketebalan shell berdasarkan internal pressure bisa ditentukan dengan persamaan berikut: 1. Cylindrical Shell Untuk sambungan jenis ini ketebalan shell harus bisa menahan tegangan yang terjadi. Tegangan yang dominan pada sambungan memanjang adalah tegangan arah melingkar atau circumferential stress. Besarnya ketebalan shell ditentukan dengan persamaan berikut: t PR...(2.12) SE 0.6P P( MAWP ) SEt...(2.13) R 0,6t dimana: P = Tekanan internal [N/mm²] R = Jari-jari dalam [mm] S E = Tegangan yang dijinkan material [N/mm²] = Efisisensi sambungan las MAWP = Tekanan kerja maksimal yang diberikan ketebalan plat [N/mm 2 ] 2. Shell Conical Section Besarnya ketebalan shell ditentukan dengan persamaan berikut: PD t...(2.14) 2( SE 0,6P)cos 2SEt cos P ( MAWP )...(2.15) D 1,2t cos Universitas Mercu Buana 14

11 Dimana: P = Tekanan internal [N/mm²] D = Diameter dalam [mm] S E α = Tegangan yang dijinkan material [N/mm²] = Efisisensi sambungan las = Sudut cone MAWP = Tekanan kerja maksimal yang diberikan ketebalan plat [N/mm 2 ] Head Head adalah salah satu bagian penting dalam bejana tekan dan merujuk pada bagian-bagian bejana yang membatasi bagian bawah, atas, dan sisi dari shell. Ujung bejana tertutup dengan suatu head sebelum menempatkannya ke dalam kondisi operasi. Head biasanya terbuat dari bahan yang sama seperti shell dan dapat disambungkan dengan las ke shell itu sendiri. Komponen ini juga mungkin terpisahkan dengan shell dalam konstruksi cetakan (cast) atau tempa (forged). Desain geometris head tergantung pada geometri shell serta parameter desain lainnya seperti temperatur operasi dan tekanan. Ada berbagai macam head dalam bejana tekan, tetapi head yang dipakai Spherical Head. Besarnya ketebalan shell ditentukan dengan persamaan berikut: Gambar 2.4 Spherical Head Universitas Mercu Buana 15

12 t P R...(2.16) 2SE 0,2P P( MAWP ) 2SEt...(2.17) R 0,2t Dimana : P = Tekanan dalam [N/mm²] D = Diameter dalam [mm] S E α = Tegangan yang dijinkan material [N/mm²] = Efisisensi sambungan las = Sudut cone MAWP = Tekanan kerja maksimal yang diberikan ketebalan plat [N/mm 2 ] Nozzle/opening Nozel adalah komponen silinder yang berupa lubang yang menembus shell atau head dari bejana tekan. Nozel memiliki beberapa fungsi antara lain: o Merekatkan pipa yang berfungsi untuk mengalirkan fluida dari atau ke bejana tekan. o Sebagai tempat untuk sambungan instrumen, seperti level gauges, thermowells atau pressure gauges. o Sebagai tempat masuk orang untuk mempermudah perawatan. o Sebagai tempat untuk akses langsung ke peralatan lain misalnya heat exchanger. Universitas Mercu Buana 16

13 Gambar 2.5 Opening Tanpa Pad Perhitungan tebal dinding nozzle (t rn ) : t PR rn SE 0. 6 P...(2.18) Perhitungan tebal dinding Conical Section [t r ]: t r PD 2( SE 0,6P)cos...(2.19) Dimana : P = Tekanan dalam [N/mm²] D = Diameter dalam [mm] S = Tegangan yang dijinkan material shell [N/mm²] Sn E Α =Tegangan yang diijinkan nozzle pada suhu tertentu [N/mm²] = Efisisensi sambungan las = Sudut cone t n = tebal aktual nozzle [ mm] Universitas Mercu Buana 17

14 h [mm] s = ketinggian nozzle dalam terhadap dinding sheel dalam Fillet las = Tegangan yang dijinkan Las [N/mm 2 ] R n = jari-jari nominal nozzle [mm] Nilai Tegangan las : Tegangan geser fillet las = 0,49 x tegangan yang dijinkan shell [ N/mm 2 ] Tegangan tarik groove las = 0,74 x tegangan yang dijinkan shell [N/mm 2 ] Tegangan geser dinding Nozzle = 0,70 x tegangan yang dijinkan Nozzle \[mm 2 ] (Sumber : Moss Denis R, 1987) Gambar. 2.6 Reinforcements opening Universitas Mercu Buana 18

15 Perhitungan Reinforcements opening Luas penampang reinforcement yang di A dxt r...(2.20) Luas penampang reinforcement yang tersedia : A ( t t ) 1 r d ( mm 2 ) (excess in shell)...,...(2.21) A ( t t ) 5t 2 n rn n ( mm 2 )(excess in Nozzle neck)...(2.22) A tnx2h 3 (mm 2) (inside projection)...(2.23) A4 mm 2 (luas penampang las) A total = A 1 +A 2 +A 3+ A 4 (mm 2 )...(2.24) 2.5 Pengelasan Bejana Tekan Sambungan las pada bejana tekan dikategorikan menjadi beberapa bagian menurut standar ASME Part UW. 1) Kategori A Sambungan berlas longitudinal yang berada pada badan utama, ruang hubung, transisi diameter atau nozel; tiap sambungan berlas yang berada pada bejana berbentuk bola, pada formed head atau flat head, atau pada pelat sisi dari suatu bejana bersisi-datar; sambungan berlas melingkar yang menghubungkan hemisferis head ke badan utama, ke transisi diameter, ke nozel atau ke ruang hubung. 2) Kategori B Sambungan berlas melingkar yang berada pada badan utama, ruang hubung, nozzel, atau transisi diameter termasuk sambungan antara transisi dan silinder baik pada ujung besar maupun ujung kecilnya; sambungan berlas melingkar yang menghubungkan formed head selain hemisferis ke badan utama, ke transisi diameter, ke nozzel atau ke ruang hubung. Universitas Mercu Buana 19

16 3) Kategori C Sambungan berlas yang menghubungkan flensa, Van Stone Lap, dudukan tube, atau flat cover ke badan utama, ke formed head, ke transisi diameter, ke nozel atau ke ruang hubung; tiap sambungan berlas yang menghubungkan satu pelat sisi ke palat sisi lainya dari bejana bersisi-datar. 4) Kategori D Sambungan berlas yang menghubungkan ruang hubung atau nozzel ke badan utama, ke bejana berbentuk bola, ke transisi diameter, ke head atau bejana bersisi datar, dan sambungan yang menghubungkan nozzel ke ruang hubung (untuk nozzel pada ujung kecil dari trasnsisi diameter, lihat kategori B). Gambar 2.7 Kategori Sambungan Las Pada Bejana Tekan Universitas Mercu Buana 20

17 Tipe-tipe sambungan las bejana tekan: 1. Double-welded butt joint 2. Single-welded butt joint 3. Single-welded butt joint with backing strip 4. Double-full fillet lap joint 5. Single-full fillet lap joint with plug welds 6. Single-full fillet lap joint without plug welds Sambungan Las (Weld Joint) Sambungan las merupakan penerima logam pengisi yang didepositkan. Sambungan las dipilih berdasarkan : Lokasi Persiapan yang diperlukan Peralatan pengelasan yang digunakan Aplikasi sambungan las Sambungan las dasar terdiri atas : Butt (tumpul) Lap (tumpang) Universitas Mercu Buana 21

18 T Edge (sisi) Corner (sudut) Gambar 2.8 Sambungan Las Dasar a. Sambungan tumpul (butt joint) Dibentuk bila dua anggota sambungan yang berada kurang lebih dalam bidang yang sama didekatkan antara ujung sama lainnya. Dapat digunakan dengan atau tanpa persiapan terhadap anggota sambungan yang memiliki ketebalan yang sama ataupun berbeda. Umumnya digunakan pada subassembly selama proses fabrikasi dan proses perbaikan. Universitas Mercu Buana 22

19 Gambar 2.9 Simbol Sambungan Butt Joint b. Sambungan Sudut (Corner Joint) Merupakan sambungan las yang dibentuk bila dua anggota sambungan diposisikan membentuk sudut kurang lebih 90 0 dengan sambungan las pada bagian luar anggota sambungan. Umumnya digunakan pada konstruksi bejana tekan dan tangki. Logam pengisi dapat dibutuhkan dan dapat pula tidak bergantung pada desain dan fungsi sambungan. Universitas Mercu Buana 23

20 Gambar 2.10 Simbol Sambungan Corner Joint c. Sambungan T (T-joint) Merupakan sambungan las yang dibentuk bila dua anggota sambungan diposisikan kurang lebih 90 0 satu sama lain dalam bentuk T. Jika dimungkinkan, dilas pada kedua sisinya untuk mendapatkan kekuatan maksimum. Umumnya digunakan dalam fabrikasi struktur penopang dimana beban ditransfer ke bidang yang berbeda pada kurang lebih Universitas Mercu Buana 24

21 Gambar 2.11 Simbol Sambungan T-Joint d. Sambungan Tumpang (Lap Joint) Merupakan sambungan las yang dibentuk bila dua anggota sambungan las diposisikan saling menumpuk satu sama lain. Lebih kuat daripada sambungan tumpul, tetapi mengakibatkan terjadinya penambahan berat. Umumnya dilas kedua sisinya. Umumnya digunakan selama proses perbaikan dan untuk menambah panjang material standar ke panjang yang diperlukan. Gambar 2.12 Simbol Sambungan Lap Joint. Universitas Mercu Buana 25

22 e. Sambungan Sisi (Edge Joint) Merupakan sambungan las yang dibentuk bila sisi dua anggota sambungan akan disambung. Sisi yang dilas sejajar satu sama lain. Sering dipakai dalam menyambung struktur penopang dan struktur baja pendek. Gambar 2.13 Simbol Sambungan Edge Joint Jenis Lasan Jenis lasan terdiri dari : Groove Fillet Plug Slot Stud Spot Projection Seam Backing weld Universitas Mercu Buana 26

23 Surfacing Flange Gambar 2.14 Jenis Lasan Simbol Lasan Universitas Mercu Buana 27

24 Gambar 2.15 Simbol Lasan Universitas Mercu Buana 28

25 Gambar 2.16 Tambahan Simbol Lasan Gambar 2.17Lokasi Standar Simbol Lasan Universitas Mercu Buana 29

26 2.5.4 Posisi Pengelasan Posisi pengelasan adalah pengaturan posisi atau letak gerakan elektroda las.posisi pengelasan yang di ambil operator biasanya tergantung dari letak kampuh kampuh atau celah-celah benda kerja yang akan di las.posisi-posisi pengelasan sesuai dengan standar AWS (American Welding Society) yaitu: Gambar 2.18 Posisi Pengelasan Pergerakan Elektroda Cara pergerakan elektroda ada banyak sekali, tetapi tujuanya adalah sama yaitu mendapatkan deposit logam las dengan permukaan yang rata dan halus dan menghindari terjadinya takikan dan pencampuran terak. Gambar 2.19 Gerakan Elektroda Pola Melingkar. Universitas Mercu Buana 30

27 Gambar 2.20 Gerakan Elektroda Pola c Gambar 2.21 Gerakan elektroda pola zig zag Kekuatan Sambungan Las Dalam mendesain struktur yang difabrikasi dengan pengelasan, berbagai jenis kekuatan sambungan las harus menjadi pertimbangan, seperti kekuatan tarik, energi terserap, kuat fatik dan lain-lain tergantung pada spesifikasi yang diberikan. Kekuatan sambungan las dihitung berdasrkan tegangan boleh dengan anggapan bahwa hubungan antara tegangan dengan regangan mengikuti hukum Hooke dengan syarat tegangan terbesar yang terjadi tidak melebihi tegangan boleh yang telah ditentukan sebelumnya. A. Rumus sambungan las Butt Weld Joint karena pengaruh gaya tarik Gambar 2.22 Butt Weld Joint Universitas Mercu Buana 31

28 p 1...(2.25) tl Dimana: P = Gaya tarik yang terjadi [N] t = tebal plat l = Panjang plat [mm] [mm] 1 Tegangan tarik [N/mm 2 ] B. Rumus sambungan las Fillet Lap Joint karena pengaruh gaya tarik Gambar 2.23 Fillet Lap Joint 1 1,414 p ( t t ) l (2.26) Dimana: P = Gaya tarik yang terjadi [N] t = tebal plat [mm] Universitas Mercu Buana 32

29 l = Panjang plat [mm] 1 Tegangan tarik [N/mm 2 ] Rumus Faktor keamanan ( S ) f s S f...(2.27) maks s Tegangan yang dijinkan [N/mm 2 ] maks Tegangan maksimal sambungan las [N/mm 2 ] C. Rumus tebal leher las Gambar 2.24 Fillet weld s t 0,707 s 2...(2.28) Dimana: t = Tebal leher las s = ukuran las [mm] [mm] Universitas Mercu Buana 33

30 D. Rumus sambungan las Fillet lingkaran karena pengaruh torsi Gambar 2.25 Circular fillet weld pengaruh torsi Tr J d T 2 3 td 4 2T td 2...(2.29) Dimana : d = Diameter lingkaran T = Torsi r = Jari-jari lingkaran [mm] [N.mm] [mm] J = momen inersia polar = S = ukuran las t = Tebal leher las πtd 3 [mm 4 ] 4 [mm] [mm] = Teagangan geser [N/mm 2 ] Universitas Mercu Buana 34

31 E. Rumus sambungan las Fillet lingkaran karena pengaruh bending Gambar 2.26 Circular fillet weld pengaruh bending b M Z M td 4 2 4M td 2...(2.30) d = Diameter lingkaran M = momen bending r = Jari-jari lingkaran [mm] [N.mm] [mm] πtd 2 Z= section modulus = [mm 3 ] 4 S = ukuran las t = Tebal leher las [mm] [mm] b = Teagangan bending [N/mm 2 ] Universitas Mercu Buana 35

32 F. Rumus section modulus dan momen inersia polar Gambar 2.27 Rumus section modulus dan momen inersia polar Universitas Mercu Buana 36