BAB VII PENUTUP 7.1. Kesimpulan Dari hasil perancangan dan analisis tegangan sistem perpipaan sistem perpipaan berdasarkan standar ASME B 31.4 (studi kasus jalur perpipaan LPG dermaga Unit 68 ke tangki bola Unit 47 PERTAMINA RU IV Cilacap), secara garis besar dapat disimpulkan bahwa sistem perpipaan hasil perancangan dinyatakan aman untuk kondisi operasi berdasarkan hasil simulasi pembebanan. 7.1.1. Perancangan sistem perpipaan Dari hasil perancangan sistem perpipaan LPG dermaga Unit 68 - tangki bola Unit 47 PERTAMINA RU IV Cilacap berdasarkan standar ASME B 31.4, diberikan data hasil perancangan pada Tabel 7.1. Tabel 7.1. Hasil perancangan sistem perpipaan. (a) Data desain Parameter Nilai Satuan Tekanan operasi desain 14 bar Temperatur operasi desain 60 C Corrosion allowance 3 mm Temperatur instalasi 27 C Beban angin desain 33.96 m/s Faktor dinamis beban gempa desain 0.4 - Perpindahan posisi (defleksi) desain pipa cm 10 arah x, y, dan z
(b) Data pipa material Baja karbon Spesifikasi material ASTM A 106 grade B Tipe sambungan Seamless Tegangan luluh 241 MPa Tegangan maksimum yang diizinkan 174 MPa Densitas material 529 kg/ Modulus elastisitas 203395 MPa Koefisien ekspansi termal 11.7 x m/m. C Faktor sambungan las 1 Spesifikasi ukuran pipa NPS 10 SCH 40 Diameter luar 273.05 mm Tebal pipa 9.271 mm pipa 60.53 kg/m Berat pipa 593.22 N/m Berat operasi pipa 856.82 N/m Momen inersia pipa 0.000069 Section modulus pipa 0.00049 (c) Data komponen perpipaan Elbow Elbow 90 radius panjang ASTM A 234 WPB
Ukuran NPS 10 SCH 40 37 kg Reducer Reducer konsentrik ASTM A 234 WPB Ukuran NPS 8 x 10 SCH 40 10.7 kg Tee Equa/straight tee ASTM A 234 WPB Ukuran NPS 8 SCH 40 dan NPS 10 SCH 40 33 kg dan 49.35 kg Valve Flanged ball valve flange ASTM A 105 Ukuran NPS 10 SCH 40 #150 198.97 kg Flange Weld neck flange ASTM A 105 Ukuran NPS 10 SCH 40 #150 24.48 kg Gasket
Spiral wound Stainless steel 316 L dan grafit fleksibel Baut dan mur Stud bolt ASTM A 193 dan ASTM A 194 (d) Data lokasi penempatan penumpu pipa Beban sustain Jarak maksimum antara penumpu pipa rest 18.83 m Beban occasional Jarak maksimum antara penumpu pipa guide 23.68 m Beban ekspansi termal Nomor segmen pipa lurus Jarak minimum ujung pipa yang memuai ke penumpu pipa guide 1 913.181 mm 2 802.668 mm 3 463.421 mm 4 463.421 mm 5 969.528 mm 6 820.882 mm 7 560.527 mm 8 3922.04 mm 9 8610.94 mm 10 1114.44 mm
11 719.368 mm 12 2271.02 mm 13 719.368 mm 14 11082.2 mm 15 719.368 mm 16 1748.08 mm 17 719.368 mm 18 2497.23 mm 19 681.64 mm 20 1719.62 mm 21 681.64 mm 22 2497.23 mm 23 2195.46 mm 24 773.829 mm 25 1489.23 mm 26 773.829 mm 27 2883.89 mm 28 543.791 mm 29 1363.55 mm 30 772.394 mm 31 543.791 mm 7.1.2. Analisis tegangan sistem perpipaan Dari hasil simulasi pembebanan terhadap sistem perpipaan hasil perancangan didapatkan node yang menghasilkan reaksi terbesar akibat tegangan longitudinal adalah node A137, sedangkan node yang menghasilkan ekspansi terbesar adal node
A57. Hasil simulasi pembebanan sistem perpipaan dapat dilihat pada Tabel 7.2. (a) dan (b). Tabel 7.2. Hasil simulasi pembebanan. (a) Tegangan maksimum Node beban Tegangan Tegangan yang Rasio Status (MPa) diizinkan (MPa) tegangan Sustain 23.25 130 0.12 Aman Ekspansi termal 68.94 207 0.18 Aman A137 Occasional angin 29.29 193 0.34 Aman Occasional gempa 111.54 193 0.68 Aman Hoop 20.62 174 0.05 Aman (b) Perpindahan maksimum Titik Perpindahan (mm) Rotasi ( ) koordinat x y z Total x y z Total A56-88.82 2.27 6.76 89.102 0.292 0.35 0.01 0.47 Perpndahan maksimum yang diizinkan (mm) 100 mm Status Aman Hasil simulasi pembebanan terhadap sistem perpipaan hasil perancangan menunjukan bahwa rasio tegangan akibat beban sustain, ekspansi termal, dan occasional angin dan gempa bernilai < 1, sehingga sistem perpipaan dinyatakan aman dari tegangan-tegangan yang terjadi akibat simulasi pembebanan. Selain itu perpindahan posisi (defleksi) pipa yang dihasilkan bernilai kurang dari batas
maksimum yang diizinkan, sehingga sistem perpipaan dinyatakan aman dari perpindahan posisi (defleksi) yang terjadi akibat simulasi pembebanan. Dari hasil simulasi pembebanan pada sistem perpipaan dengan variasi ukuran pipa, dimana tekanan operasi dan temperatur operasi dijaga tetap pada kondisi awal, yaitu 14 bar dan 60 C, disimpulkan bahwa semakin besar ukuran pipa maka besar nilai rasio tegangan longitudinal yang dihasilkan semakin menurun. Dari hasil simulasi pembebanan pada sistem perpipaan dengan variasi temperatur operasi, dimana tekanan desain dan ukuran pipa dijaga tetap pada kondisi awal, yaitu 14 bar dan NPS 10 SCH 40, disimpulkan bahwa bahwa besar nilai tegangan ekspansi yang dihasilkan meningkat dengan semakin besarnya perbedaan temperatur lingkungan dan operasi Dari hasil simulasi pembebanan pada sistem perpipaan dengan variasi tekanan operasi, dimana ukuran pipa dan temperatur desain dijaga tetap pada kondisi awal, yaitu NPS 10 SCH 40 dan 60 C, disimpulkan bahwa bahwa besar nilai tegangan radial yang dihasilkan meningkat dengan semakin besarnya tekanan operasi. 7.2. Saran Pada tugas akhir ini sudah dilakukan perancangan dan simulasi analisis tegangan sistem perpipaan berdasarkan ASME B 31.4. Pengembangan lanjut yang dapat dilakukan yaitu simulasi perancangan dan pembebanan pada sistem perpipaan dengan metode elemen hingga, perhitungan tegangan yang terjadi pada sistem perpipaan yang dilakukan dengan perangkat Caesar II untuk dapat membandingkan keakurasian hasil perhitungan, dan simulasi mekanika fluida dan termodinamika dalam internal pipa.