BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Dalam tugas akhir ini akan dilakukan analisis kekuatan bejana tekan vertikal berbasis code ASME VIII Div 1 terhadap variasi tekanan dan beban eksentris. Definisi bejana tekan berdasar ASME Section VIII Divisi 1 adalah sebuah bejana yang berisikan fluida bertekanan yang tahan bocor yang berfungsi sebagai penampung ataupun pemisah antara fluida gas dan cair. Bagian utama dari sebuah bejana tekan adalah pressurerized part yang terdiri dari head, shell serta nozzle dan non pressurized part yakni support yang mencakup skirt dan basering. Head dalam bejana tekan adalah salah satu pembatas pada ujung ujung shell. Terdapat berbagai macam jenis head yang ada antara lain setengah bola (hemispherical head), elipsoidal (ellipsoidal head), torisperi (torispherical head), kerucut (conical head), dan rata (flat head). Seperti halnya dengan shell, pemilihan bentuk head juga mempertimbangan fungsinya. Bentuk rata (flat head) lebih mudah dibuat tetapi hanya dapat menahan tekanan rendah. Bentuk hemispherical (setengah bola) lebih kuat tapi pembuatannya rumit dan mahal. Shell adalah bagian dari bejana tekan yang berfungsi sebagai tempat menampung fluida baik gas maupun cair. Shell pada umumnya berbentuk silindris. Bejana tekan dibedakan menjadi bejana tekan vertikal dan horisontal. Bejana tekan vertikal mempunyai keuntungan membutuhkan tempat lebih sempit daripada horisontal, tetapi beban angin dan gempa harus dipertimbangkan. Support adalah bagian dari bejana tekan yang berfungsi sebagai penyangga atau tumpuan bejana tekan. Jenis support biasanya berupa saddle, lug, dan skirt. Bejana tekan horisontal biasanya menggunakan tumpuan saddle. Bejana tekan vertikal yang pendek biasanya ditumpu oleh lug support atau leg support dan yang tinggi ditumpu oleh skirt. Bejana tekan separator ini ditumpu oleh skirt. Selain skirt, komponen support lainnya adalah base ring. Base ring berfungsi sebagai pendistribusi beban yang disalurkan oleh skirt ke pondasi. Komponen ini 1
disambungkan dengan skirt dengan cara dilas sehingga base ring juga akan mengalami gaya geser dan momen yang diakibatkan oleh beban angin. Untuk menahan posisi dari base ring supaya tidak bergeser perlu adanya baut angkur. Dalam perhitungan bejana tekan selain beban yang diakibatkan karena berat bejana tekan, fluida dan operasi, beban angin beban gempa juga harus diperhitungkan dengan seksama. Selain itu beban eksentris akibat gaya-gaya yang ditimbulkan oleh perpipaan yang menempel pada bejana tekan juga harus diperhatikan sehingga bejana tekan mampu bekerja pada kondisi optimum. Untuk mengetahui apakah bejan tekan tersebut aman atau tidak, perlu dilakukan perhitungan kekuatan bejana tekan terhadap variasi tekanan dan beban eksentris. Analisis kekuatan bejana tekan dibantu menggunakan software agar lebih mudah dalam perhitungannya. Maka setelah dilakukan analisis, dapat diketahui apakah bejana tekan tersebut aman atau tidak pada kondisi operasi. 1.1.1. Latar Belakang Penulisan Di Indonesia, energi migas masih menjadi andalan utama perekonomian baik sebagai penghasil devisa maupun pemasok kebutuhan energi dalam negeri. Pembangunan prasarana dan industri yang sedang giat-giatnya dilakukan membuat pertumbuhan konsumsi energi di masyarakat kian tinggi. Peningkatan yang sangat tinggi mengharuskan Indonesia untuk segera menemukan cadangan migas baru. Cadangan minyak bumi di Indonesia sudah sangat menurun, sebaliknya gas bumi cenderung meningkat. Untuk itu perlu upaya pengalihan sumber energi dari minyak menuju gas bumi. Peningkatan gas bumi diharapkan bisa direalisasikan mengingat cadangannya yang masih cukup besar. Berdasarkan data SKK Migas tahun 2010, produksi gas bumi masih ada slot atau ruang untuk ditingkatkan sebesar 30%. Saat ini produksi gas bumi Indonesia mencapai 8-9 miliar kaki kubik per hari. Lebih dari separuhnya dipasarkan ke luar negeri. Dengan adanya peningkatan produksi gas bumi, pada tahun 2018 produksi gas bumi diharapkan akan mencapai kisaran 10 miliar kaki kubik per hari. 2
PT Pertamina EP adalah perusahaan yang menyelenggarakan kegiatan usaha di sektor hulu bidang minyak dan gas bumi meliputi eksplorasi dan eksploitasi. Saat ini tingkat produksi Pertamina EP adalah sekitar 1.044 miliar kaki kubik per hari untuk gas. Dengan tantangan yang menunggu di depan, Pertamina EP Lapangan Pendopo, terus berinovasi dalam usahanya menaikkan produksi gas. Contohnya dengan akan dibangun fasilitas kompresor untuk menaikkan produksi gas dari Musi Timur. Pada pembangunan fasilitas gas, diperlukan suatu alat yang dapat mengolah dan mengumpulkan gas bumi untuk selanjutnya diproses agar dapat dikonsumsi masyarakat. Salah satunya adalah bejana tekan. Bejana tekan adalah bejana yang berisikan fluida bertekanan yang tahan bocor yang berfungsi sebagai tempat menampung ataupun proses kimia fluida gas pada sebuah plant. Bejana tekan dapat diklasifikasikan berdasar posisi bejana, fungsi bejana dan tekanan yang bekerja pada bejana tekan. Klasifikasi bejana tekan berdasarkan posisi bejana tekan dibagi menjadi dua yaitu horisontal dan vertikal. Bejana tekan dengan posisi horisontal memiliki ketahanan yang bagus terhadap beban angin maupun beban gempa namun memerlukan space yang lebih besar. Sedangkan bejana tekan dengan posisi vertikal beban angin serta beban gempa harus diperhitungkan dengan teliti. Klasifikasi bejana tekan berdasar fungsi dapat dikategorikan menjadi bejana penampung, drum, transportation tank dan reaktor/bejana proses. Bejana tekan jenis reaktor dikhususkan untuk menangani rekasi kimia dari fluida seperti distillation column, stripper, separator, scrubber, dan slug catcher. Sedangkan untuk klasifikasi bejana tekan berdasarkan tekanan yang terjadi didalam ruang bejana tekan dibagi menjadi atmospheric tank, low pressure tank, medium pressure tank, dan pressure vessel. Pressure vessel adalah bejana tekan yang mempunyai tekanan operasi diatas 15 psi Salah satu jenis dari bejana tekan yang digunakan dalam industri petrokimia maupun migas adalah separator. Separator merupakan tabung (vessel) bertekanan dan pada temperatur tertentu yang digunakan untuk memisahkan fluida produksi dari sumur menjadi dua fasa yaitu cairan dan gas. Proses pemisahan dalam separator adalah berdasarkan berat jenis. Berat jenis fluida lebih besar dibandingkan dengan berat jenis gas sehingga gas cenderung keatas dan cairan cenderung kebawah. 3
Tugas akhir ini membahas mengenai perhitungan rancangan MP Separator berdasarkan ASME VIII Div 1 serta analisis tegangan bejana tekan tersebut pada kondisi tekanan berbeda dan beban eksentris. Studi kasus yang digunakan adalah perancangan MP Separator pada fasilitas Gas Compressor Musi Timur (GCMT) milik PT. Pertamina EP Palembang di lapangan Pendopo. 1.2. Rumusan Masalah Selama ini untuk melakukan perancangan bejana tekan digunakan hitungan berbasis code ASME VIII Div 1. Kekuatan bejana tekan pada perhitungan tersebut hanya didapat pada ketebalan head, shell dan nozzle sedangkan kekuatannya tidak diketahui. Tinjauan kekuatan pada bejana tekan perlu dikaji lebih lanjut untuk mengetahui berapa batas kekuatan bejana tekan tersebut. Maka pada tugas akhir ini dilakukan tinjauan kekuatan pada bejana tekan yang dirancang dengan code ASME VIII Div 1. Analisis tegangan meliputi kemampuan menahan tekanan dan menahan beban eksentris. Dengan melakukan tinjauan tegangan dan dibantu dengan menggunakan software Autodesk Inventor Professional 2015, kita dapat mengetahui secara pasti apakah bejana tekan tersebut aman atau tidak pada kondisi operasi. Maka berdasarkan uraian diatas, dapat dirumuskan permasalahan-permasalahan sebagai berikut : 1. Melakukan hitungan perancangan bejana tekan berdasarkan code ASME VIII Div 1. 2. Melakukan studi simulasi analisis tegangan bejana tekan tersebut pada variasi tekanan dan beban eksentris. 1.3. Batasan Masalah Batasan masalah pada tugas akhir ini adalah sebagai berikut : 1. Objek dari penelitian ini adalah bejana tekan MP Separator pada Lapangan Pendopo PT.Pertamina EP Asset 2 Palembang. 2. Perhitungan perancangan bejana tekan menggunakan code ASME VIII Div 1. 3. Tinjauan kekuatan menggunakan Software Autodesk Inventor. 4
1.4. Tujuan Penelitian Tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut : 1. Melakukan hitung perancangan bejana tekan vertikal MP Separator pada Lapangan Pendopo PT.Pertamina EP Asset 2 Palembang. 2. Melakukan analisis untuk mengetahui kekuatan bejana tekan terhadap variasi tekanan dan beban eksentris. 1.5. Manfaat Penelitian Manfaat dari penelitian ini adalah sebagai berikut : 1. Memberikan rekomendasi kepada PT. Pertamina EP dalam perhitungan dari perancangan bejana tekan MP Separator pada fasilitas Gas Compressor Musi Timur yang terletak di lapangan Pendopo. 2. Mengetahui kekuatan bejana tekan akibat variasi tekanan dan beban eksentris. 3. Memperluas khasanah ilmu pengetahuan yang bermanfaat bagi perkembangan teknologi dan industri di Indonesia. 5