PERANCANGAN BEJANA TEKAN HORIZONTAL UNTUK PENYIMPANAN ACRYLONITRILE

Transkripsi

1 PERANCANGAN BEJANA TEKAN HORIZONTAL UNTUK PENYIMPANAN ACRYLONITRILE TUGAS AKHIR Diajukan Untuk Melengkapi dan Memenuhi Syarat Guna Mencapai Gelar Sarjana Teknik Mesin Strata Satu ( SI ) Fakultas Teknologi Industri Universitas Mercubuana Jakarta Oleh : MUGIYATNA JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI UNIVERSITAS MERCUBUANA JAKARTA 2009

2 LEMBAR PENGESAHAN PERANCANGAN BEJANA TEKAN HORIZONTAL UNTUK PENYIMPANAN ACRYLONITRILE Oleh : Nama : Mugiyatna NIM : Jurusan : Teknik Mesin Dipreriksa dan Disetujui : Pada tanggal : 12 / 07 /2009 Pembimbing, Ketua Jurusan, Ir. Ruli Nutranta M. Eng. Dr. Ir. Abdul Hamid M, Eng.

3 KATA PENGANTAR Alhamdulillah, puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT karena hanya dengan ijin, rahmat dan hidayah Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan Tugas Akhir yang berjudul Perancangan Bejana Tekan Horizontal Untuk Penyimpanan Acrylonitrile. Tugas Akhir ini merupakan salah satu syarat yang harus dipenuhi untuk menyelesaikan program Strata Satu ( SI ) jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknologi Industri, Universitas Mercubuana. Pada hakekatnya keterbatasan ilmu pengetahuan dan kemampuan adalah milik manusia, dan kesempurnaan hanyalah milik Allah SWT. Untuk itu penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna, berkat dorongan dan bantuan dari semua pihak terutama dosen pembimbing hingga tesusunlah tugas akhir ini dengan judul Perancangan Bejana Tekan Horizontal Untuk Penyimpanan Acrylonitrile. Dalam penyusunan tugas akhir ini tidak terlepas dari bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak, dengan segala kemurahan hati penulis menyampaikan rasa hormat dan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada : 1. Bapak Ir. Yenon Orsa, MT selaku ketua PKSM Universitas Mercubuana Jakarta. 2. Bapak Ir. Torik Husen MT, selaku Dekan Fakultas Teknologi Industri Universitas Mercubuana Jakarta. 3. Bapak Dr. H. Abdul Hamid M.Eng, selaku ketua jurusan Teknik Mesin Universitas Mercubuana Jakarta. iii

4 4. Istri Mulyani, Ananda Faza Arrafi dan Syafira Asyaumi, terimakasih atas segala pengorbanan, pengertian dan dukunganya. 5. Rekan-rekan jurusan Teknik Mesin angkatan XI Universitas Mercubuana Jakarta 6. Dan semua pihak yang telah membantu dalam penyusunan tugas akhir ini. Jakarta, Juli 2009 Penulis, Mugiyatna iv

5 ABSTRAK Perancangan bejana tekan merupakan tahap yang sangat penting sebelum memasuki proses fabrikasi, konstruksi dan selanjutnya digunakan dalam industri. Bejana tekan horizontal dirancang untuk menyimpan Acrylonitrile. Metoda yang digunakan dalam merancang bejana tekan ini adalah analisa terhadap tegangan material akibat bentukan ( forming / rolling ) serta pengelasan, ketebalan material pelat minimum dan tekanan maksimum yang dapat diterima oleh shell, head dan juga nozzle. Berdasarkan analisa dan perhitungan dari perancangan bejana tekan ini adalah jenis bejana tekan Horizontal dengan diameter dalam 765 mm, panjang 1000 mm tangen line ke tangent line, Tekanan 210 psi, Temperatur 120 ºC, material yang digunakan adalah SA-516 Gr-70 memenuhi syarat - syarat teknis minimum yang telah ditetapkan. v

6 DAFTAR NOTASI ID = Diameter dalam ( Inside diameter ) OD = Diameter luar ( Outside diameter ) Dn = Diameter dalam nosel ( Inside diameter of nozzle ) R = Diameter dalam shell ( Inside radius of shell course ) Ri = Radius dalam shell ( Inside radius of shell ) Rn = Diameter dalam nosel ( Inside radius of nozzle ) t = Minimum ketebalan shell yang diminta ( Min. Thickness required ) t act = Aktual ketebalan shell yang digunakan ( Actual thickness used shell ) t n t std = ketebalan pipa nominal = Ketebalan pipa standar Pi = Tekanan dalam perancangan ( Internal design pressure ) P s = Static head Pd = Jumlah total tekanan perancangan ( Total design pressure = Pi + Ps ) h = Level liquid ( Liquide level ) hn = Level liquid nosel ( Liquide level of nozzle ) = Massa jenis ( density of water ) Td = Temperatur desain ( Design temperature ) S = Maksimum allowable stress value pada Td ( Maximal allowable stress at Td ) Sv Sn = Maksimum allowable stress material bejana tekan = Maksimum allowable stress material nosel E = Efisiensi sambungan ( Joint efficiency ) CA = Laju korosi ( Corrotion allowance ) vi

7 DAFTAR ISTILAH Maximum Allowable Working Pressure ( MAWP ) - Kondisi maksimum operasi yang dierbolehkan. Minimum Design Metal Temperature ( MDMT ) Kondisi minimum desain temperatur metal Joint Efisiensi Nilai factor kekuatan sambungan las / kekuatan dari parent metal Pressure Vessel - Peralatan dasar yang berbentuk botol yang didalamnya terdapat tekanan yang melebihi tekanan udara luar untuk menampung gas atau campuran gas termasuk udara,baik dikempa menjadi cair dalam keadaan larut maupun beku. Yield Point Titik Luluh dimana material akan trus mengalami deformasi tanpa adanya penambahan beban. Ultimate Tensile Strength Tegangan maksimum yang dapat ditanggung oleh material sebelum terjadinya perpatahan ( fracture ) Modulus Elastis Modulus elastis atau modulus young merupakan ukuran kekakuan suatu material. vii

8 DAFTAR ISI LEMBAR JUDUL....i LEMBAR PENGESAHAN.ii KATA PENGANTAR iii ABSTRAK......v DAFTAR NOTASI vi DAFTAR ISTILAH vii DAFTAR ISI...viii DAFTAR GAMBAR...X BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Masalah Maksud dan Tujuan Penulisan Ruang Lingkup Permasalahan Pembatasan Masalah Metodologi Penulisan Sistematika Penulisan BAB II TINJAUAN PUSTAKA Gambaran Umum Bejana Tekan ( Pressure Vessel ) Bejana Terbuka Bejana Tertutup Faktor Pertimbangan Dalam Perancangan Bejana Tekan viii

9 2.2.1 Faktor Korosi Faktor Keamanan Dasar Teori...24 BAB III DATA PERANCANGAN Data Desain Karakteristik Umum Bejana Tekan (Vessel ) BAB IV ANALISA DAN PERHITUNGAN Perhitungan Pada Shell Perhitungan Pada Head Perhitungan Pipa Leher Nosel. 31 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Hasil Perhitungan Mekanikal Pada Bejana Tekan Saran 49 LAMPIRAN-LAMPIRAN ix

10 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Dinding Bejana Hemisperical Head :1 Ellipsiodal Head ASME Flange and Dished Head Jenis Flange Nosel Lifting Lug. 17 x

11 PENDAHULUAN BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Bejana Tekan merupakan salah satu peralatan ( equipment ) untuk menunjang proses eksplorasi, pengolahan dan penyimpanan dalam industri kimia maupun minyak dan gas. Dalam pemrosesanya akan dibutuhkan suatu sistem pengolahan dan penyimpanan matrial dalam jumlah yang besar, untuk itu tentulah dibutuhkan bejana tekan dengan konstruksi bervariasi, yang dapat dipengaruhi oleh sifat-sifat fisik dari materi yang akan diolah atau disimpan ( storage ), jenis pengolahan dan proses yang akan dilaksanakan Maksud dan Tujuan Penulisan Dalam penulisan ini ada dua tujuan yang ingin dicapai oleh penulis yaitu : a. Mampu merancang bejana tekan sesuai dengan parameterparameter yang ditentukan dalam standar ASME Section VIII Division I. b. Mampu menerapkan ilmu yang berhubungan dengan mata kuliah kuliah teknik mesin Ruang Lingkup Permasalahan 1

12 PENDAHULUAN 2 Dalam perancanganya, bejana tekan Horizontal ini memiliki standar yang digunakan yaitu ASME Section VIII Divisi I, serta parameter-parameter atau spesifikasi yang dipersyaratkan dan ditetapkan sebelumnya oleh perusahaan yang akan menggunakan bejana tekna tersebut. Unsur-unsur yang harus diperhatikan dalam merancang bejana tekan yaitu ketebalan dinding bejana, diameter, panjang dan fluida yang akan diproses, hal tersebut berhubungan dengan parameter-parameter tekanan dalam, tekanan luar dan gaya-gaya yang berada di dalam dan di luar Dari bejana tersebut. Dalam proses perancangan harus diperhatikan secara cermat, agar tidak mengalami hal-hal yang terjadi diluar aturan saat proses produksi. Perancangan bejana tekan ini sangat dipengaruhi oleh suhu kerja dan tekanan kerja dari materi yang akan diproses. Pemilihan material dan bentuk bejana tekan yang tepat dan semua parameter tersebut harus diperhatikan secara cermat agar proses fabrikasi dan konstruksi sesuai dengan spesifikasi yang diinginkan Pembatasan Masalah Dalam merancang bejana tekan ini, penulis hanya merancang ketebalan plat untuk dinding silinder ( shell ), Kepala bejana tekan ( head), nosel ( nozzle ), plat penguat ( reinforcing pad ) dan saddle yang

13 PENDAHULUAN 3 mengacu pada perancangan bejana tekan jenis horizontal dan data-data spesifikasi pendukung yang telah ditentukan Metodologi Penelitian Dalam menyusun tugas akhir ini penulis menggunakan dua metode penyusunan yaitu : Studi Kepustakaan, yaitu dengan cara mempelajari dan menggunakan literatur, buku-buku serta catatan kuliah sebagai landasan teori Penelitian Lapangan, yaitu dengan cara mengumpulkan data-data dilapangan serta melakukan wawancara langsung dengan staf dan karyawan yang berhubungan langsung dengan permasalahan bejana tekan Sistematika Penulisan Secara garis besar sistematika penulisan tugas akhir Perancangan Bejana Tekan Horizontal dijabarkan dalam lima bab yaitu : BAB I PENDAHULUAN

14 PENDAHULUAN 4 Pada bab ini menguraikan latar belakang masalah, ruang lingkup permasalahan, pembatasan masalah, tujuan penulisan, metode penelitian dan sistematika penulisan. BAB II TINJAUAN PUSTAKA Bab ini menjelaskan teori dasar, fungsi, jenis, dan komponen-komponenya. Dalam bab ini juga akan menguraikan mengenai pola perancangan sebuah bejana tekan yang akan diaplikasikan sesuai dengan standar ASME Section VIII Divisi I. BAB III DATA PERANCANGAN Bab ini menjabarkan data-data yang menjadi dasar perancangan, dan mencakup pada penentuan parameterparameter yang diperlukan. BAB IV ANALISA DAN PERHITUNGAN Bab ini menguraikan perhitungan untuk merancang bejana tekan sesuai dengan standar ASME Section VIII Division I. BAB V KESIMPULAN

15 PENDAHULUAN 5 Bab ini berisikan tentang kesimpulan akhir dari hasil pembahasan yang dilakukan terhadap perancangan bejana tekan Horizontal untuk penyimpanan Acrylonitrile.

16 PENDAHULUAN 6 Diagram Alir Kegiatan Perencanaan Mulai Pengumpulan Data Penentuan Spesifikasi Perhitungan Review No Yes Selesai

17 TINJAUAN PUSTAKA BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Gambaran Umum Bejana Tekan Secara umum bejana tekan ( pressure vessel ) diartikan sebagai peralatan dasar yang berbentuk botol yang didalamnya terdapat tekanan yang melebihi tekanan udara luar untuk menampung gas atau campuran gas termasuk udara, baik dikempa menjadi cair dalam keadaan larut maupun beku. Langkah pertama dalam merancang bejana tekan adalah pemilihan tipe yang cocok untuk pelayanan proses yang diinginkan. Faktor terpenting dalam pemilihan adalah lokasi dan fungsi bejana tekan., sifat fluida, temperatur dan tekanan operasi proses. Pada umunya bejana tekan dapat digolongkan dalam beberapa bentuk yaitu : Bejana terbuka ( Open Vessel ) Bejana terbuka berfungsi untuk menyimpan ataupun memproses cairan atau fluida yang tidak mengandung racun, kapasitas besar dan Sangat memungkinkan untuk disimpan dalam kolam, didala tangki baja terbuka, atau terbuat dari material beton. Bejana terbuka digunakan untuk : a. Tanki perantara operasi. b. Tempat sementara untuk mencampur dan mengaduk fluida. c. Tempat pengendapan. 6

18 TINJAUAN PUSTAKA 10 d. Reservoir. e. Reaktor kimia. Dengan kapasitas dan konstruksi yang sama,bejana tekan terbuka biayanya lebih murah dibandingkan dengan bejana tertutup. Pemilihan bejana juga dipengaruhi oleh fluida dan proses yang akan dilakukan Bejana tertutup ( Closed Vessel ) Bejana tertutup digunakan untuk menyimpan atau memproses cairan fluida yang mengandung van kimia yang dapat membahayakan, cairan asam, udah terbakar ( flamable ) seperti pada pengolahan minyak bumi atau berupa gas, dan jira tekanan diperlukan dalam proses penyimpanan atau prose pengolahan lebih besar ataupun lebih kecil dari tekanan atmosfir, ada perbedaan tekanan maka sistem tertutup akan diperlukan. Bejana tertutup tertutup digolongkan dalam beberapa benuk, yaitu : a. Spherical atau modifikasi spherical ( spherical or modified spherical vessel ). Digunakan untuk area yang luas dan memiliki fluktuasi temperatur yang tinggi untuk mengantisipasi efek-fek yang ditimbulkan. b. Bejana silindris dengan alas rata dan atap bundar atau berbentuk kerucut ( Cylindrical vessel with flat bottomed and conical or domed roof ).

19 TINJAUAN PUSTAKA 10 c. Bejana silindris dengan ujung-ujung yang dibentuk ( Cylindrical vessel with formed ends ). c.1. Horizontal Vessel Digunakan untuk area yang luas. c.2 Vertical Vessel Digunakan untuk area yang sempit. komponen-komponen pada bejana tekan diklasifikasikan menjadi 2 bagian, yaitu : 1. Komponen utama : a. Dinding bejana ( Shell ) Dinding bejana berbentuk silinder dengan ketebalan pelat yang konstan, secara umum sesuai dengan kebutuhan dan kondisi perencanaan. Gambar 2.1 Dinding Bejana ( Shell ) 1) 1) Hal. 18 Pressure Vessel Handbook...( 2-1 )

20 TINJAUAN PUSTAKA 10..( 2-2 ) b. Kepala Bejana ( Head ) Kepala bejana merupakan bagian vessel yang befungsi seagai penutup sell. Jenis jenis dari head ádalah : 2:1 Ellipsiodal head, Spere and Hemispherical head, dan Torispherical Head ( ASME Flanged and Dished Head ). Gambar 2.2 Hemispherical Head 2) PR t = 2SE 0.2P..( 2-3 ) 2SEt p = R 0.2t...( 2-4 ) 2) Hal. 18 Pressure Vessel Handbook

21 TINJAUAN PUSTAKA 10 Gambar 2.3 2:1 Elipsiodal Head 3) PD t = 2SE 0.2 p...( 2-5 ) 2SEt P = D + 0.2t...( 2-6 ) Gambar 2.4 ASME Flange and Dished Head 4) Jika L/r = 16 2 / PL t = SE 0.1P...( 2-7 ) SEt P 0.885L + 0.1t...( 2-8 ) 3, 4) Hal. 20 Pressure Vessel Handbook

22 TINJAUAN PUSTAKA 10 Jika L/r lebih kecil daripad 16 2 / 3 PLM t = 2 SE + 0.2P...( 2-9 ) 2SEt P = LM + 0.2t..... ( 2-10 ) c. Nosel ( Nozzle ) Nosel ( nozzle ) pada bejana tekan berfungsi sebagai saluran masuk keluarnya fluida dari bejana. Lokasi nosel pada bejana tekan disesuaikan dengan kondisi lingkungan dimana bejana tersebut akan digunakan, dengan memperhatikan jalurjalur pemipaan yang akan disatukan atau digabungkan dengan bejana tekan. Perancangan dan pemasangan nosel harus memperhatikan parameter-parameter yang baru dipenuhi seperti, fungsi, jenis, serta material yang akan digunakan. Secara geometri, terdapat beberapa jenis nosel atau flange yang umum digunakan. Jenis nosel atau flange tersebut adalah : 1. Welding neck 2. Slip-On Welding 3. Blind 4. Long Welding Neck

23 TINJAUAN PUSTAKA 10 Gambar 2.5 Flange 5) Dimensi nosel atau flange secara umum telah diatur didalam table dimensi berdasarkan pembebananya sesuai standar ANSI B16.5 Pada sebuah bejana tekan setidaknya ada 3 buah nosel utama yaitu : 1. Inlet Nozzle Berfungsi sebagai saluran utama masuknya fluida kedalam bejana tekan. 2. Outlet Nozzle 5) Hal. 356, Pressure Vessel Handbook

24 TINJAUAN PUSTAKA 10 Berfungsi sebagai saluran utama keluarnya fluida kedalam bejana tekan. 3. Manhole Berfungsi sebagai akses perawatan bejana tekan, perancangan penempatan manhole sangat dipengaruhi oleh akses manusia serta kedudukan bejana tekan pada suatu platform operasi pengolahan. Agar bejana tekan dapat beroperasi sesuai dengan parameter yang ditetapkan, diperlukan suatu equipment kontrol yang kedudukanya memerlukan akses terhadap bejana tekan, akses ini disediakan dengan menambahkan beberapa nosel tambahan yang berfungsi sebagai saluran akses bagi sebagian equipment kontrol indikator seperti: pressure gauge, level control, transmiter, vent, dan kemudian dapat disebut sebagai instrument nozzle. Jumlah dan posisi instrumentasi nosel disesuaikan dengan equipment control yang digunakan. Material nosel yag digunakan setidak-tidaknya harus memiliki stress value yang sama dengan material yang digunakan pada nosel. Perhitungan ketebalan pipa leher nosel ( Nozzle Neck ) :

25 TINJAUAN PUSTAKA 10 t 1 = PdxRn +CA...(2-11) ( SnxE 0.6XPd ) Perhitungan pelat penguat ( reinforcement pad ) : Gambar 2.6 Nosel 6) Pada shell = t r = pri SE 0.6 p...(2-12) Pada nosel = t rn = prin SE 0.6 p...(2-13) Perhitungan luas area penguat yang diperlukan : A = d x t r...(2-14) 6) Hal. 133 Pressure Vessel Handbook

26 TINJAUAN PUSTAKA 10 Perhitungan luas area penguat yang tersedia : Kelebihan pada shell ( A 1 ) A 1 = ( t - t r ) x d...(2-15) Atau A 1 = ( t - t r ) x ( t n + t )...(2-16) Kelebihan pada pipa leher nosel ( A 2 ) A 2 = ( t n - t rn ) x 5t...(2-17) Pada proyeksi dalam ( A 3 ) A 3 = t n x 2h...(2-18) Potongan pengelasan ( A 4 )...(2-19) Luas pelat yang diperlukan ( A t ) A t = A- ( A 1 + A 2 + A 3 + A 4 )...(2-20) 2. Komponen tambahan ( accesories ): Selain komponen utama yang merupakan komponen inti dari bejana tekan, terdapat beberapa komponen tambahan atau aksesoris, yang merupakan komponen pendukung bejana tekan. Komponen tambahan ini tidak mempengaruhi fungsi operasi

27 TINJAUAN PUSTAKA 10 bejana tekan tersebut dan lebih bersifat sebagai pelengkap ataupun sebagai pengaman. Sehingga penggunaanya disesuaikan dengan kondisi lingkungan dan kondisi kerja bejana tekan tersebut. Beberapa yang termasuk kategori komponen tambahan adalah : a. Pelat pengangkat ( Lifting lug ) Lifting lug dirancang agar dapat menahan bejana tekan pada saat instalasi. Posisi lifting lug dihitung berdasarkan keseimbangan bejana. Gambar 2.7 Lifting lug 7 ) 7) Hal. 118 Pressure Vessel Handbook

28 TINJAUAN PUSTAKA 10 b. Penyangga ( Support / sadel ) Dalam kondisi operasi, sebuah bejana tekan akan menerima beban yang cukup besar sehingga memungkinkan terjadinya getaran yang dapat merubah posisi bejana tekan pada kedudukanya, getaran yang berlebihan pada bejana tekan juga akan sangat berbahaya karena dapat menyebabkan terjadinya kerusakan pad bejana tekan. Oleh karena itu untuk mempertahankan posisi bejana tekan dan mengurangi efek getaran yang terjadi, dibutuhkan suatu konstruksi penyangga atau support. Suatu penyangga dirancang sesuai dengan bejana tekan yang digunakan. Beberapa macam penyangga adalah : 1. Saddle support Digunakan untuk menyangga bejana yang mempunyai konstruksi horizontal. 2. Leg support Digunakan untuk menyangga bejana yang mempunyai konstruksi vertikal 3. Lug support Digunakan untuk menyangga bejana yang mempunyai konstruksi vertikal yang berdiri menempel / menembus / menggantung pada suatu permukaan solid.

29 TINJAUAN PUSTAKA 10 d. Ring Penguat ( Stifener ring ) Ring penguat ditambahkan pada bejana tekan jika tekanan kerja yang terjadi sangat tinggi, sehingga membutuhkan penguat dinding bejana. Selain penambahan ring penguat ini akan menambah usia pakai dari bejana tekan itu sendiri. 2.2 Faktor Pertimbangan Dalam Perancangan Bejana Tekan Faktor Korosi Korosi merupakan salah satu penyebab utama kerusakan padda bejana tekan. Hampir semua logam dan paduannya yang berhubungan dengan udara atau médium lain yang mengelilinginya, secara bertahap akan mengalami perusakan, dimulai dari permukaanya. Peristiwa perusakan logam secara bertahap yang disebabkan oleh media yang mengelilinginya ini disebut korosi. Jadi korosi adalah reaksi kimia atau elektrokimia antara statu logam dengan media disekitarnya yang mengakibatkan kerusakan. Cepat atau lambat reaksi perusakan tergantung pada 3 faktor yaitu sifat kimia dari logam itu sendiri, sifat media yang mengeilinginya dan temperatur media tersebut Faktor Keamanan Factor keamanan diperlukan karena tidak ada proses manufaktur yang bisa menjamin 100% kualitas. Setiap pembuatan bejana tekan harus memiliki factor keamanan, hal ini digunakan untuk memperhatikan ketidakpastian atau bisa dikatakan ketidaksempurnaan dalam material,

30 TINJAUAN PUSTAKA 10 perancangan, fabrikasi dan konstruksi. Yang dimaksud ketidakpastian dalam material bisa berupa discontinuitas yang terjadi pada material. Ketidakpastian dalam perancangan bisa berarti karena ketidakmampuan untuk memperhitungkan berbagai konsentrasi tegangan yang terjadi. Sedangkan ketidakpastian dalam fabrikasi bisa meliputi ketidakmampuan untuk mendeteksi sambungan-sambungan las yang kurang baik. Faktor keamanan dirumuskan : Sy N =...(2-20) S atau : Sy N =...(2-21) S Dimana : N = Factor keamanan Sy = Yield point atau tegangan luluh material Sy = Ultimate Strength atau tegangan ultimate S = Tegangan maksimum yang dijinkan pada onstruksi pressure vessel Sesuai artikel yang dikeluarkan oleh yang membahas mengenai pressure vessel requirement yang dirancang dengan informasi ultimate strength, factor keamanan tidak boleh

31 TINJAUAN PUSTAKA 10 kurang dari 4.0. Sedangan untuk pressure vessel yang dirancang dengan yield strength, factor keamanan tidak boleh kurang dari 3.0. Sy N = 4...(2-22) S Sy N = 3...(2-23) S Proses Pembuatan Bejana Tekan Proses pembuatan bejana tekan di mulai dengan memilih bahan baku. Untuk bejana tekan bertekanan tinggi diperlukan material plat yang lebih tebal karena membutuhkan kekkuatan yang tinggi untuk menahan gaya dari tekanan internal dan external. a. Persiapan ( Preparation ) - Pembuatan Head. Head dibuat dengan menggunakan mesin press hydraulicuntuk mendapatkan bentuk yang dinginkan, kemudian dilanjutkan dengan proses pembuatan straigh flange ( SF ). - Proses Marking, Cutting, Rolling Shell Plate Dilakukan dengan marking plate sesuai gambar, pemotongan dengan menggunakan gas cutting dan dilanjutkan dengan pengerolan. - Proses Pre-Fab Nozzle dan Accesories

32 TINJAUAN PUSTAKA 10 Pipa dan accesories dipotong sesuai dengan cutting list dan gambar cutting profile. b. Perakitan ( Assembling ) Shell plate yang telah di rol, disambung kearah long seam ( LS ) menjadi bentuk silinder, kemudian kedua sisinya disambung dengan head sehingga membentuk tabung silinder. c. Pengelasan ( welding ) Pengelasan adalah suatu proses penyambungan logam menjadi satu akibat panas dengan atau tanpa pengaruh tekanan atau juga dapat juga didefinisikan sebagai ikatan metalurgi yang ditimbulkan oleh gaya tarik menarik antara atom. Proses pengelasan sambungan dilakukan dengan menggunakan mesin las manual dan otomatis sesuai dengan WPS yang ditetapkan. d. Pengetesan ( Testing ) Testing dilakukan untuk mengetahui kualitas hasil pengelasan dan material dengan pengujian tanpa merusak (non destructive examinition) dan hydostatik test.

33 TINJAUAN PUSTAKA 10 Pengetesan dengan air bertekanan ( hydrostatic test ) dilakukan setelah pekerjaan fabrikasi selesai, dalam hal ini tekanan test harus : 1.5 x MAWP or Design Pressure x StressValueAtTestTemperature StreesValueAtDesignTemperature...(2-24). e. Pengecatan ( Painting ) Pengecatan adalah pelapisan permukaan logam dengan bahan cat untuk menahan karat, meniadakan warna dasar serta memberikan pandangan yang indah dan merupakan pertahanan terhadap pengaruh pengaruh destruktif terhadap cuaca. Bahan cat yang diperlukan : 1.Cat dasar ( primer ) dan cat antara ( under coat ) tidak boleh mengulit, mengandung endapan, menggumpal, mengeras, adanya pemisahan warna dan bahan asing lain. 2.Cat tutup ( top coat ) menggunakan pengencer organik ( alkyd, vinyl, epoxy, minyak phenolic, rubber base, polyurethane dan acrylic ), tidak boleh ada gel, endapan keras kering dn waktu pengeringan maksimum 6 jam.

34 TINJAUAN PUSTAKA Dasar Teori Untuk merancang bejana tekan ( pressure vessel ), bisa dilakukan baik dengan rumus silinder dinding tipis maupun dinding tebal. Suatu bejana tekan disebut memiliki dinding tipis apabila perbandingan antara diameter dan ketebalan dindingnya lebih besar dari 20. D Bejana tekan berdinding tipis ; 20 t...(2-25) Untuk bejana tekan berdinding tipis, variasi tegangan pada arah radial cukup kecil, sehingga bisa diabaikan. Tetapi untuk bejana tekan berdinding tebal, variasi tegangan cukup signifikan untuk diabaikan Rumus untuk bejana tekan berdinding tipis Kondisi tegangan pada silinder Untuk cylindrical vessel dinding tipis, tegangan yang terjadi pada dinding shell adalah tegangan kearah memanjang dari bejana ( tegangan tangensial ), dan tegangan radial yang diakibatkan oleh tekanan dalam. Karena ketiga tegangan yang bekerja ini bereaksi pada arah normaldri dinding, dan dengan tidak terjadinya tegangan gese, maka ketiga tegangan tersebut bisa disebut tegangan-tegangan utama. Tegangan geser tidak terjadi karena kondisi pembebasan yang simetri pada dinding bejana.

35 DATA PERANCANGAN BAB III DATA PERANCANGAN 3.1. Data Desain Bejana tekan yang dirancang dalam karya tulis ini adalah bejana tekan silindris horizontal yang berfungsi sebagai tempat penyimpanan Acrylonitrile ( storage vessel ). Data-data tersebut adalah : Karakteristik Umum a. Temperatur : - Temperatur Desain : 120 º C - Temperatur Kerja : 67 º C b. Tekanan : - Tekanan Desain : 210 psi - Tekanan Kerja : 49 psi - Tekanan Hydrotest : 497 psi c. MAWP : 343 psi d. MDMT : 141 psi e. Radiography : 100 % f. Nilai korosif : 3.0 mm g. Efisiensi Sambungan - Shell : 1 25

36 DATA PERANCANGAN 26 - Head : 1 h. Pemulihan Tegangan : Ya i. Pengujian tumbukan : Tidak 3.2 Bejana Tekan a. Jenis dinding shell : Silinder b. Diameter dalam : 765mm c. Jenis penutup : 2:1 Ellipsiodal d. Orientasi : Horizontal e. Kapasitas : M 3 f. Nozzle : - Flange : SA Nozzle Neck : SA 106 Gr. B - Stud Bolt : SA 193-Gr.B7 / SA 194-2H - Gasket : Spiral Wound Gasket - Masukan ( Inlet ) : 1 buah Ø50 mm - keluaran ( Outlet ) : 1 buah Ø50 mm - PSV : 1 buah Ø50 mm - Hand Hole : 1 buah Ø203 mm

37 ANALISA DAN PERHITUNGAN BAB IV ANALISA DAN PERHITUNGAN 4.1. Perhitungan pada shell Perhitungan ketebalan shell karena Internal pressure UG-27 Dari data diperoleh : Material = SA-516 Gr.-70 Panjang shell = 924 mm ID = Inside diameter = 765 mm t = Minimum ketebalan shell yang diminta t act = Aktual ketebalan shell yang digunakan = 14 mm Pi = Internal design pressure = 210 psi h = Level liquid = 765 mm = Massa jenis ( density of water ) =0.97 lb/in 3 P s = Static head = *h = 29 psi Pd = Total design pressure = Pi + Ps = 239 psi Td = Design temperature = 120 ºC R = Inside radius of shell course = 382,5 mm Rn = Inside radius of shell course kondisi korosi= 382,5 mm S = Maksimum allowable stress value pada Td = psi E = Joint effisiency = 1 CA = Corrotion allowance = 3.0 mm 27

38 ANALISA DAN PERHITUNGAN 28 Perhitungan berdasarkan circumferential stress t 1 Permintaan = = PdxRn ( 2SE 0.6Pd) 239x382.5 (2x20,000x1 0.6x239) = 91, ,856.6 = 2.29 mm t 1, Design = PdxRn + CA ( 2SE 0.6Pd) = 239x (2x20,000x1 0.6x239) = 91, ,856.6 = = 5.29 mm Diberikan t act. < = 0.5R atau P<=0.385SE 14< 0.5x382.5 atau 239<=0.385x20,000x1 Perhitungan berdasarkan circumferential stress t 1 Permintaan = = = PdxRn ( 2SE 0.4Pd) 239x382.5 (2x20,000x1 0.4x239) 91,417 39,904.4 = 2.29 mm

39 ANALISA DAN PERHITUNGAN 29 t 1, Desain = = = PdxRn + CA ( 2SE 0.4Pd) 239x (2x20,000x1 0.4x239) 91,417 39, = = 5.29 mm Perhitungan berdasarkan longitudinal stress t = pxdi Sx4 210x ,650 t = = = 2. 0mm 20,000x4 80,000 Jadi ketebalan pelat shell 14 mm aman untuk digunakan. Perhitungan Maksimum Desain Perancangan ( Maximum Design Pressure MAWP & MAP ) MAWP ( Panas & Korosi ) = SE( t CA) ( Rn + 0.6( t CA)) MAWP(Panas& Korosi ) = 20,000x1(14 3.0) ( (14 3.0)) MAWP ( Panas & Korosi ) = 220, MAWP ( Panas & Korosi ) = psi

40 ANALISA DAN PERHITUNGAN Perhitungan ketebalan head karena Internal pressure UG-32 dan App.1-4 ts / L >= Data desain : Material = SA 516 Gr 70 Tipe = Ellipsiodal 2:1 t ts = Minimum ketebalan head setelah forming yang diminta = Minimum ketebalan spesifikasi setelah forming harus >= t tact = Aktual ketebalan head setelah forming = 14 mm Pi = Internal design pressure = 210 psi Di = Diameter dalam head = 765 mm Dn = Diameter dalam head kondisi korosi = 768 In h = Level liquide = 765 mm = Density of water = lb/ In 3 Ps = Static head = x h = 29 psi Pd = Total design pressure = Pi + Ps = 239 psi S = Nilai maksimum allowable stress pada Td = 20,000 psi CA = Corrotion allowance = 3.0 mm t 1, permintaan = = = PdxDn ( 2SE 0.2Pd) 239x768 (2x20000x1 0.2x239) 183,552 39,952

41 ANALISA DAN PERHITUNGAN 31 = 4.5 mm t 1, desain = = = PdxDn + CA ( 2SE 0.2Pd) 239x (2x20000x1 0.2x239) 183, ,952 = 7.5 mm Perhitungan Maksimum Desain Perancangan ( Maximum Design Pressure MAWP ) MAWP ( Panas & Korosi ) = MAWP ( Panas & Korosi ) = 2SE( t CA) ( KD + 0.2( t CA)) 2x20,000x1(14 3.0) (1x (14 3.0)) MAWP ( Panas & Korosi ) = 440, MAWP ( Panas & Korosi ) = psi 4.3 Perhitungan Pipa Leher Nosel ( nozzle neck ) UG-45 a. Minimum ketebalan pipa leher nosel atau sambungan lain termasuk akses masuk orang dan akses inspeksi tidak boleh kurang dari ketebalan seperti diatur dalam UG-22 ditambah ketebalan corrotion allowance pada sambungan.

42 ANALISA DAN PERHITUNGAN 32 Data desain : Rn = Radius dalam nosel = - ( sesuai ukuran nosel ) Pi = Internal design pressure = 210 psi hn = Liquide level = - mm = Density of water = lb / In 3 Ps = Static head = x h = - psi Pd = Total design pressure = Pi + Ps = psi t 1 = PdxRn +CA ( SnxE 0.6XPd ) b. Sebagai tambahan, minimum ketebalan pipa leher nosel dan sambungan kecuali hanya untuk akses orang dan akses inspeksi tidak boleh kurang dari yang terkecil seperti sebagai berikut : b.1 Untuk bejana tekan dengan hanya tekanan internal pressure, ketebalan ditambah corrotion allowance dengan asumsi E=1.0 untuk shell dan head pada lokasi pipa leher nosel atau sambungan ke bejana tekan, tetapi tidak boleh kurang dari minimum ketebalan spesifikasi material yang diatur dalam UG-16 (b), minimum ketebalan dari shell dan head yang digunakan untuk compressed air service, water service, terbuat dari daftar material yang ada dalam table UCS-23 harus 3/32 in. 2.4 mm terutama kalau ada corrotion allowance. t 2 = PR + CA ( SE 0.6P) Nosel di shell

43 ANALISA DAN PERHITUNGAN 33 t 2 = PR + CA (2SE 0.2P) Nosel di head b.2 Untuk bejana tekan dengan hanya external pressure, ketebalan ditambah corrotion allowance, menggunakan external pressure sebagai persamaan internal design pressure dengan asumsi E = 1.0 kedalam formula untuk shell atau head pada lokasi dimana leher pipa nosel atau sambungan lain ke bejana tekan, tetapi tidak boleh kurang dari ketebalan spesifikasi material yang diatur dalam UG-16(b). t 3 = t ext + CA t 3 = t ext + CA P = External design pressure untuk nosel di shell P = External design pressure untuk nosel di head b.3 Untuk bejana tekan yang rancang dengan internal dan external pressure, ketebalan dideterminasi oleh b.1 atau b.2 diatas t 4 = diambil yang paling besar antara t 2 atau t 3 b.4 Minimum ketebalan dari standar ketebalan pipa ditambah corrotion allowance pada sambungan, untuk nosel nosel dngan pipa besar termasuk didalam standar ANSI / ASME B.36.10M. Minimum ketebalan untuk semua material ada dalam table 2 dari ANSI / ASME B36.10M, kurang dari 12.5 % t 4 = t std x 87.5 % + CA

44 ANALISA DAN PERHITUNGAN 34 Untuk observasi t 6 = Ambil yang terkecil antara t 4 atau t 5 t 7 = Ambil yang terkecil antara t 1 atau t 6 Aktual nilai koreksi t act. = 87.5 % x t n Diminta t act. > t 7 Perhitungan ketebalan pipa leher nosel no. N-1 ukuran 50 mm, lokasi di shell. Data desain : Material = SA-106-B sch.160 Pi = Internal design pressure = 210 psi Ri = Internal radius shell ( kondisi korosi ) = Dn = Inside diameter nosel ( kondisi korosi ) = 31.6 mm mm Rn = Inside radius nosel ( kondisi korosi ) = 15.8 mm Sv = Allowable stress material bejana =20,000 psi Sn = Allowable stress material nosel =17,100 psi E 1 = Joint efficiency nosel = 1 h n = Level liquid = 1093 mm CA = Corrotion allowance = 3.0 mm r = Density of water =0.970 lb/in 3 P s = Static Head = r*h n = 41,740 psi Pd = Total design pressure = Pi + Ps = psi t std = Ketebalan pipa standar = 3.9 mm t n = ketebalan pipa nominal = 8.7 mm

45 ANALISA DAN PERHITUNGAN 35 t act. = Aktual ketebalan pipa t n deduksi 12.5 %= 7.6 mm t 1 = PdxRn + CA ( SnxE 0.6xPd) 251.7x15.8 t 1 = (17,100 x x251.7) 3,976.8 t 1 = ,948.9 t 1 = 3.23 mm t 2 = PdxRn + CA ( SvxE 0.6xPd) 251.7x15.8 t 2 = (20,000x x251.7) 3,976.8 t 2 = ,848.9 t 2 = 3.20 mm t 3 = t ext. = 0 t 4 = Ambil yang terbesar antara t 2 dan t 3. = 3.20 mm t 5 = t std x 87.5 % + CA = ( 3.9 x 87.5 % )+3.0 = 6.4 mm t 6 = Ambil yang terkecil antara t 4 dan t 5. = 3.20 mm t 7 = Ambil yang terbes arntara t 1 dan t 6. = 3.23 mm Ketebalan pipa leher nosel yang digunakan = t act = 7.6 mm > 3.45 mm Perhitungan ketebalan pipa leher nosel no. N-2 ukuran 50 mm, lokasi di shell.

46 ANALISA DAN PERHITUNGAN 36 Material = SA-106-B sch.160 Pi = Internal design pressure = 210 psi Ri = Internal radius shell ( kondisi korosi ) =382.4 mm Dn = Inside diameter nosel ( kondisi korosi ) =63.3 mm Rn = Inside radius nosel ( kondisi korosi ) =31.6 mm Sv = Allowable stress material bejana = 20,000 psi Sn = Allowable stress material nosel = 17,100 psi E 1 = Joint efficiency nosel = 1 h n = Level liquid = mm CA = Corrotion allowance = 3.0 mm r = Density of water =0.970 lb/in 3 P s = Static Head = r*h n = psi Pd = Total design pressure = Pi + Ps = 210 psi t std = Ketebalan pipa standar = 3.9 mm t n = Ketebalan pipa nominal = 8.7 mm t act. = Aktual ketebalan pipa t n deduksi 12.5 % = 7.6 mm t 1 = PdxRn + CA ( SnxE 0.6xPd) 210x31.6 t 1 = (17,100x x210) 6,636 t 1 = ,974 t 1 = 3.37 mm

47 ANALISA DAN PERHITUNGAN 37 t 2 = PdxRn + CA ( SvxE 0.6xPd) 210x31.6 t 2 = (20,000x x210) 6,636 t 2 = ,874 t 2 = 3.32 mm t 3 = t ext. = 0 t 4 = diambil yang terbesar antara t 2 dan t 3. = 3.32 mm t 5 = t std x 87.5 % + CA = ( 4 x 87.5 % ) = 6.40 mm t 6 = diambil yang terkecil antara t 4 dan t 5. = 3.32 mm t 7 = diambil yang terbesar antara t 1 dan t 6. = 3.37 mm Ketebalan pipa leher nosel yang digunakan = t act = 7.6 mm > 3.37 mm Perhitungan ketebalan pipa leher nosel no. N-3 ukuran 50, lokasi di shell. Data desain : Material = SA-106-B sch.160 Pi = Internal design pressure =210 psi Ri = Internal radius shell ( kondisi korosi ) = mm Dn = Inside diameter nosel ( kondisi korosi ) = 63.3 mm Rn = Inside radius nosel ( kondisi korosi ) = 31.6 mm Sv = Allowable stress material bejana =20,000 psi Sn = Allowable stress material nosel =17,100 psi

48 ANALISA DAN PERHITUNGAN 38 E 1 = Joint efficiency nosel = 1 h n = Level liquid = mm CA = Corrotion allowance =3.0 mm r = Density of water =0.970 lb/in 3 P s = Static Head = r*h n = psi Pd = Total design pressure = Pi + Ps = psi t std = Ketebalan pipa standar =3.9 mm t n = Ketebalan pipa nominal = 8.7 mm t act. = Aktual ketebalan pipa t n deduksi 12.5 % =7.6 mm t 1 = PdxRn + CA ( SnxE 0.6xPd) x31.6 t 1 = (17,100 x x251.74) 7,954.9 t 1 = ,948.7 t 1 = 3.45 mm t 2 = PdxRn + CA ( SvxE 0.6xPd) x31.6 t 2 = (20,000x x251.74) 7,954.9 t 2 = ,848.7 t 2 = 3.37 mm t 3 = t ext. = 0

49 ANALISA DAN PERHITUNGAN 39 t 4 = Ambil yang terbesar antara t 2 dan t 3. = 3.37 mm t 5 = t std x 87.5 % + CA = (3.9x87.5 %) = 6.4 mm t 6 = Ambil yang terkecil antara t 4 dan t 5. = 3.37 mm t 7 = Ambil yang terbesar antara t 1 dan t 6. = 3.45 mm Ketebalan pipa leher nosel yang digunakan = t act = 7.6 mm > 3.45 mm Perhitungan ketebalan pipa leher nosel no. H ukuran 200 mm, lokasi di shell. Data desain : Material = SA-106-B sch.160 Pi = Internal design pressure =210 psi Ri = Internal radius shell ( kondisi korosi ) = mm Dn = Inside diameter nosel ( kondisi korosi ) = 225 mm Rn = Inside radius nosel ( kondisi korosi ) = mm Sv = Allowable stress material bejana =20,000 psi Sn = Allowable stress material nosel = 17,100 psi E 1 = Joint efficiency nosel = 1.0 h n = Level liquid = mm CA = Corrotion allowance = 3.0 mm r = Density of water = lb/in 3 P s = Static Head = r*h n = psi

50 ANALISA DAN PERHITUNGAN 40 Pd = Total design pressure = Pi + Ps = psi t std = Ketebalan pipa standar = 8.1 mm t n = Ketebalan pipa nominal = 12.7 mm t act. = aktual ketebalan pipa t n deduksi 12.5 % = 11.1 mm t 1 = PdxRn + CA ( SnxE 0.6xPd) x112.5 t 1 = (17,100x x ) 26,388.8 t 1 = ,959.2 t 1 = 4.54 mm t 2 = PdxRn + CA ( SvxE 0.6xPd) x112.5 t 2 = (20,000x x ) 26,388.8 t 2 = ,859.2 t 2 = 4.3 mm t 3 = t ext. = 0 t 4 = Ambil yang terbesar antara t 2 dan t 3. = 4.3 mm t 5 = t std x 87.5 % + CA = (0.322x87.5 %) =10.1 mm t 6 = Ambil yang terkecil antara t 4 dan t 5. = 4.3 mm t 7 = Ambil yang terbesar antara t 1 dan t 6. = 4.5 mm

51 ANALISA DAN PERHITUNGAN 41 Ketebalan pipa leher nosel yang digunakan = t act = 11.1 mm > 4.5 mm 4.4 Perhitungan Pelat Penguat ( Reinforcement Pad ) Data desain : p = 210 psi Ri = mm Material shell = 14 mm SA-516 Gr 70 E = 1 Rin = mm Material nosel = 12.7 mm SA-106 Gr B t pad = 14 mm SA-516 Gr 70 h = - Perhitungan tebal dinding yang dipelukan : Pada shell : t r = pri SE 0.6 p 210. x ,304 t r = = = 4mm 20,000x x210 19,874 t r = 4 mm Pada nosel :

52 ANALISA DAN PERHITUNGAN 42 t rn = t rn = prin SE 0.6 p 210x ,100x x210 = 80,304 = 1.34mm 16,974 t rn = 1.34 mm Perhitungan luas area penguat yang diperlukan : A = d x t r A = x A = 0.003M 3 Perhitungan luas area penguat yang tersedia : Kelebihan pada shell ( A 1 ) A 1 = ( t - t r ) x d A 1 = ( ) x A 1 = 0.002M 3 Atau A 1 = ( t - t r ) x ( t n + t ) A 1 = ( ) x ( ) A 1 = 0.01 x A 1 = M 2 Ambil yang terbesar yaitu 0.03 M 2 Kelebihan pada pipa leher nosel ( A 2 ) A 2 = ( t n - t rn ) x 5t

53 ANALISA DAN PERHITUNGAN 43 A 2 = ( ) x 5 x A 2 = M 2 Pada proyeksi dalam ( A 3 ) A 3 = t n x 2h A 3 = x 2 x 0 A 3 = 0 Potongan pengelasan ( A 4 ) A 4 = M 2 Luas pelat yang diperlukan ( A t ) A t = A- ( A 1 + A 2 + A 3 + A 4 ) A t = ( ) A t = 0.002M 2 Berdasarkan perhitungan luas area penguat yang tersedia lebih kecil dari pada luas area penguat yang dibutuhkan, sehinggapada rancangan ini diperlukan pelat penguat ( reinforcement pad ). 4.5 Penentuan Posisi Nosel Terhadap Bejana Tekan Berdasarkan Fungsinya. Pada umumnya tidak adaperhitungan khusus yang mendasarienetuan posisi nosel pada bejana tekan. Syarat umumpenentuan posisi nosel pada

54 ANALISA DAN PERHITUNGAN 44 bejaatekan didasari oleh parameter-parameter seperti : safety, akses manusia, piping layout dan efisiensi. Akan tetapi syarat utama dari penentuan posisi nosel yang harus diperhatikan adalah posisi Kawah pengelasan penyambungan pelat pembentuk shell. 4.6 Perhitungan Perancangan Sadel. Dari data desain diperoleh : A = 150 B = 120 H = 191 L = 988 mm mm mm mm p = 210 psi Q = lb R = mm t s = 14 mm Material shell SA-516 Gr.70 Allowable strees value Yield point = 20,000 psi = 38,000 psi Joint efiensi = 0.85 Longitudinal bending stress Stress pada sadel

55 ANALISA DAN PERHITUNGAN 45 S 1 = S 1 = 2 A R H 1 + QA1 L 2AL 4H 1+ 3L 2 K 1R ts x x150x988 4x x x382.5 x14 2 S 1 = psi Stress pada midspan S 1 = 2 R H 1+ 2 QL 2 L 4 4H 1+ 3L 2 πr ts 2 4A L S 1 = x x x x382.5 x2x14 2 4x S 1 = psi Strees due to internal pressure : pr 2ts = 210x382.5 = 2x14 80, = psi Jumlah tensional stress = = 3057 psi

56 ANALISA DAN PERHITUNGAN 46 Tidak boleh melebihi nilai tegangan dari seam : 20,000 x 0.85 = 17,000 psi Tangensial shear strees ( S 2 ) S 2 = S 2 = K 2xQ L 2A Rts 4 L + H x x x x7.5 3 S 2 = psi S 2 tidakboleh melebihi stress material 0.8 x 20,000 = 16,000 psi Circumferential stress Stress pada horn sadel Q 3K 6Q S 4 = - 2 4ts( B Rts) 2ts A/R = 5.9/ = 0.39 K= ( Lihat chart ) x0.013x S 4 = - 2 4x14( x14) 2x14 S 4 = psi S 4 tidak boleh melebihi tegangan material dengan rasio 1.5 x 20,000 = 30,000 psi

57 ANALISA DAN PERHITUNGAN 47 Stress pada bottom shell : K 7Q S 5 = - ts( B Rts) 0.760x S 5 = - 14( x14) S 5 = psi S 5 tidak boleh melebihi kompresi yield point dengan ratio 0.5x30,000 = 19,000 psi

58 KESIMPULAN DAN SARAN BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Banyak elemen-elemen yang harus diperhatikan dalam merancang bejana tekan ( pressure vessel ) seperti : Ketebalan dinding bejana tekan, diameter, panjang dan juga fluida yang akan diproses, hal tersebut berhubungan dengan adanya parameter-parameter tekanan dalam ( internal pressure ), tekanan luar ( external pressure ), dan gaya-gaya ( forces ) yang berada didalam dan diluar bejana tekan tersebut. Dalam merancang bejana tekan harus memperhatikan secara cermat, agar tidak mengalami hal-hal yang terjadi diluar aturan saat suatu proses produksi berlangsung. Perancangan bejana tekan ini akan sangat dipengaruhi oleh suhu kerja dan tekanan kerja dari materi yang diproses. Pemilihan dan bentuk bejana tekan yang tepat dan semua parameter tersebut harus diperhatikan secara cermat agar proses instalasi dan konstruksi sesuai dengan spesifikasi yang diinginkan. Berasarkan spesifikasi yang telah ditetapkan sebelumnya oleh perusahaan yang akan menggunakan bejana tekan tersebut srta analisa dan perhitungan yang dilakukan penulis maka kesimpulan yang didapat dari hasil perhitungan perancangan bejana tekan ( storage vessel )adalah sebagai berikut : 4.1 Kesimpulan Hasil Perhitungan Mekanikal Pada Bejana Tekan. a. Silinder ( shell ) - Tipe = Horisontal 48

59 KESIMPULAN DAN SARAN 49 - Material = SA-516 Gr.70 - Diameter dalam = 765 mm - Tebal = 14 mm - Panjang = 1000 mm b. Penutup ( head ) - Tipe = Ellipsiodal Head 2:1 - Material = SA-516 Gr.70 - Diameter dalam = 765 mm - Tebal = 14 mm C. Nosel ( Nozzle ) - Material = SA-106 Gr.B - Dimensi standard flange = ANSI B Klas = ANSI 300# - Pipa leher nosel = 50 mm Sch. 160, 200mm Sch.80 D. Sadel ( Saddle ) - Material = SA-516 Gr.70 - Jumlah sadel = 2 buah 4.2 Saran Untuk mengurangi kesalahan perhitungan diakibatkan oleh faktor manusia ( human error ) dan dapat lebih memastikan hasil analisa dari perhitungan tersebut diatas maka alangkah baiknya jika dilakukan dengan

60 KESIMPULAN DAN SARAN 50 menggunakan perangkat lunak ( software ) yang memadai. Dengan demikian mutu bejana tekan tersebut dapat terus ditingkatkan. Hal tersebut juga dimaksudkan untuk mengurangi resiko kerusakan bejana tekan selama proses operasi.

61 DAFTAR PUSTAKA 1. ASME VIII div. 1, Rules for Construction of Pressure Vessel. 2. Eugene F. Megyesy, Pressure Vessel Hanbook, Thirteenth Edition, Pressure Vessel Inc, 2004 Edition. 3. ES and H Manual. 2000, Pressure Vessel and System Design. UCRL-MA 4. Ed Bausbacher and Roger Hunt. 1990, Process Plant Layout and Piping Design, Auerbach Publishers USA 5. Keith Escoe A Mechanical Design of Process System. GPC USA 6. Lloyd E. Brownwll and Edwin H. Young. 1959, Equipment Design