UNIVERSITAS DIPONEGORO PERANCANGAN DAN ANALISA TEGANGAN SISTEM PERPIPAAN DENGAN METODE ELEMEN HINGGA TUGAS AKHIR FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK MESIN

dokumen-dokumen yang mirip
UNIVERSITAS DIPONEGORO PERANCANGAN DAN ANALISA TEGANGAN SISTEM PERPIPAAN DENGAN METODE ELEMEN HINGGA TUGAS AKHIR GAHARA KRISTIANTO L2E

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

BAB III METODOLOGI PERANCANGAN

TUGAS AKHIR. Analisa Kekuatan Sambungan Pipa Yang Menggunakan Expansion Joint Pada Sambungan Tegak Lurus

UNIVERSITAS DIPONEGORO PERANCANGAN DAN ANALISA TEGANGAN PADA BEJANA TEKAN VERTIKAL DENGAN METODE ELEMEN HINGGA TUGAS AKHIR JOKO PURNOMO L2E

LAPORAN TUGAS AKHIR ANALISA TEGANGAN SISTEM PIPA PROCESS LIQUID DARI VESSEL FLASH SEPARATOR KE CRUDE OIL PUMP MENGGUNAKAN PROGRAM CAESAR II

ANALISA OVER STRESS PADA PIPA COOLING WATER SYSTEM MILIK PT. XXX DENGAN BANTUAN SOFTWARE CAESAR II

TUGAS AKHIR PIPELINE STRESS ANALYSIS TERHADAP TEGANGAN IJIN PADA PIPA GAS ONSHORE DARI TIE-IN SUBAN#13 KE SUBAN#2 DENGAN PENDEKATAN CAESAR II

UNIVERSITAS DIPONEGORO ANALISIS KEGAGALAN SAFETY JOINT PADA PURIFIER KAPAL TUGAS AKHIR ABDUL HAMID L2E FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK MESIN

UNIVERSITAS DIPONEGORO DESAIN DAN ANALISA GERBONG KERETA API PENGANGKUT BAHAN BAKAR PREMIUM DENGAN METODE ELEMEN HINGGA TUGAS AKHIR

BAB III ANALISA DAN PEMBAHASAN

TUGAS AKHIR ANALISA TEGANGAN JALUR PIPA UAP PADA PROYEK PILOT PLANT

ANALISIS PERFORMA EFISIENSI AUXILIARY OIL PUMP (AC LUBE OIL PUMP) PADA SISTEM PELUMASAN TURBIN UNIT 10 PLTU JAWA TENGAH REMBANG

UNIVERSITAS DIPONEGORO PERANCANGAN DAN ANALISA TEGANGAN PADA BEJANA TEKAN HORIZONTAL DENGAN METODE ELEMEN HINGGA TUGAS AKHIR

UNIVERSITAS DIPONEGORO

UNIVERSITAS DIPONEGORO ANALISA KEBUTUHAN UDARA UNTUK PEMBAKARAN SEMPURNA PADA BOILER UNIT 1 PLTU 3 JAWA TIMUR TANJUNG AWAR-AWAR TUGAS AKHIR

UNIVERSITAS DIPONEGORO

BAB IV ANALISA DAN PEMBAHASAN. dalam tugas akhir ini adalah sebagai berikut : Document/Drawing Number. 2. TEP-TMP-SPE-001 Piping Desain Spec

BAB V ANALISA HASIL. Dari hasil perhitungan awal dapat diketahui data-data sebagai berikut :

UNIVERSITAS DIPONEGORO PERANCANGAN DAN ANALISA TEGANGAN PADA BEJANA TEKAN SPHERICAL DENGAN METODE ELEMEN HINGGA TUGAS AKHIR EKO SUPRIYANTO L2E

BAB V ANALISA HASIL. 1. Tegangan-tegangan utama maksimum pada pipa. Dari hasil perhitungan awal dapat diketahui data-data sebagai berikut :

BAB IV PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA

PERANCANGAN DAN ANALISA SISTEM PERPIPAAN PROCESS PLANT DENGAN METODE ELEMEN HINGGA

UNIVERSITAS DIPONEGORO PERANCANGAN SISTEM PIPELINE MINYAK SOLAR CILACAP-YOGYAKARTA TUGAS AKHIR FREDERIK LUKAS SIANTURI L2E

LP3A SEKOLAH INKLUSI DI KABUPATEN BOYOLALI ISTI NUGROHO

BAB IV ANALISA DAN PEMBAHASAN. melakukan perancangan sistem perpipaan dengan menggunakan program Caesar

ANALISA TEGANGAN PIPA PADA SISTEM PERPIPAAN HEAVY FUEL OIL DARI DAILY TANK UNIT I DAN UNIT II MENUJU HEAT EXCHANGER DI PLTU BELAWAN

MUSEUM BAHARI TANJUNG MAS SEMARANG DENGAN DESAIN UNDERWATER

TUGAS AKHIR ANALISA TEGANGAN SISTEM PIPA GAS DARI VESSEL SUCTION SCRUBBER KE BOOSTER COMPRESSOR DENGAN MENGGUNAKAN PROGRAM CAESAR II

PERANCANGAN SHELL AND TUBE HEAT EXCHANGER TIPE FIXED HEAD DENGAN MENGGUNAKAN DESAIN 3D TEMPLATE SKRIPSI

UNIVERSITAS DIPONEGORO

PERANCANGAN DAN ANALISIS TEGANGAN SISTEM PERPIPAAN AUXILIARY STEAM PADA COMBINED CYCLE POWER PLANT

PENGUJIAN KOMPOR GAS HEMAT ENERGI MEMANFAATKAN ELEKTROLISA AIR DENGAN ELEKTRODA LEMPENG BERLARUTAN NaOH

DAFTAR ISI. i ii iii iv vi v vii

UNIVERSITAS DIPONEGORO PERANCANGAN DAN PEMBUATAN PLATFORM VALIDASI INERTIAL MEASUREMENT UNIT (IMU) TUGAS AKHIR DIMAS BIMO NUGROHO L2E

ANALISA TEGANGAN STATIK SISTEM PERPIPAAN PADA TANGKI MINYAK (OIL TANK) DENGAN MENGGUNAKAN SOFTWARE CAESAR II v.5.10

EVALUASI BILANGAN EXCESS AIR PADA VARIASI BEBAN UNIT 2 PLTU 1 JAWA BARAT INDRAMAYU

UNIVERSITAS DIPONEORO JUDUL REDESAIN GEDUNG JURUSAN TEKNIK ARSITEKTUR UNIVERSITAS DIPONEGORO

Tabel 4. Kondisi Kerja Pipa Pipe Line System Sumber. Dokumen PT. XXX Parameter Besaran Satuan Operating Temperature 150 Pressure 3300 Psi Fluid Densit

UNIVERSITAS DIPONEGORO BANGUNAN SHOPPING MALL DENGAN KONSEP CITY WALK DI SEMARANG TUGAS AKHIR DENI WIBAWANTO

BAB IV ANALISA DAN PEMBAHASAN. Ketebalan pipa dapat berbeda-beda sesuai keadaan suatu sistem perpipaan.

UNIVERSITAS DIPONEGORO ANALISA PERFORMA HIGH PRESSURE HEATER 1 PADA UNIT 1 PLTU 3 JAWA TIMUR TANJUNG AWAR-AWAR TUBAN TUGAS AKHIR

DEPARTEMEN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2015

PENGARUH WAKTU DAN JARAK TITIK PADA PENGELASAN TITIK TERHADAP KEKUATAN GESER HASIL SAMBUNGAN LAS

UNIVERSITAS DIPONEGORO DESAIN DAN ANALISA GERBONG KERETA API PENGANGKUT BATU BALLAST DENGAN METODE ELEMEN HINGGA TUGAS AKHIR

UNIVERSITAS DIPONEGORO

LAPORAN TUGAS AKHIR ANALISA KONTAK MULTIPLE ASPERITY-TO-ASPERITY MENGGUNAKAN METODE ELEMEN HINGGA

PENGARUH WAKTU PENCELUPAN DAN TEMPERATUR PADA TAHAP HOT DIPPING TERHADAP KETEBALAN LAPISAN SENG PIPA BAJA DI PT XYZ TUGAS AKHIR

ANALISA POROS ALAT UJI KEAUSAN UNTUK SISTEM KONTAK TWO-DISC DENGAN MENGGUNAKAN METODE ELEMEN HINGGA

UNIVERSITAS DIPONEGORO KAJI PERKEMBANGAN KECEPATAN TRANSIENT UNTUK MEMBEDAKAN KUALITAS TURBIN DARIEUS NACA DENGAN VARIASI KECEPATAN ALIRAN AIR

UNIVERSITAS DIPONEGORO OPTIMASI DAERAH SLIP PADA PERMUKAAN BERTEKSTUR PADA PELUMASAN MEMS (MICRO ELECTRO MECHANICAL SYSTEMS) TUGAS SARJANA

BAB IV PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA

BAB V METODOLOGI. Mulai

UNIVERSITAS DIPONEGORO APARTEMEN DI JAKARTA SELATAN TUGAS AKHIR YUDHI PRATAMA L2B FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK ARSITEKTUR

UNIVERSITAS DIPONEGORO ANALISA DINAMIK CONNECTING ROD MOTOR 4 LANGKAH MULTI-SILINDER IN-LINE DENGAN MENGGUNAKAN SIMULASI MATLAB-SIMMECHANIC

BAB IV ANALISA DAN PERHITUNGAN

UNIVERSITAS DIPONEGORO KAMPUS FAKULTAS PSIKOLOGI UNIVERSITAS DIPONEGORO TUGAS AKHIR ATIKAH FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK ARSITEKTUR

UNIVERSITAS DIPONEGORO KINERJA DAN RANCANGAN SIMPANG BERSINYAL TOL KRAPYAK SAMPAI DENGAN SIMPANG BERSINYAL PASAR JRAKAH SEMARANG

UNIVERSITAS DIPONEGORO

EVALUASI PERFORMA BOILER TYPE B&WB-1050/18.44-M UNIT II PLTU 1 JAWA BARAT INDRAMAYU PADA VARIASI BEBAN DENGAN METODE LANGSUNG TUGAS AKHIR

PERPUSTAKAAN PUSAT UNIVERSITAS DIPONEGORO

UNIVERSITAS DIPONEGORO YUSUF WIRYAWAN ABDULLAH

LANDASAN PROGRAM PERENCANAAN DAN PERANCANGAN ARSITEKTUR. SEMARANG CINEMA CENTER Dengan Penekanan Eco Architecture

UNIVERSITAS DIPONEGORO MODEL SINYAL GETARAN UNTUK CACAT CINCIN LUAR BANTALAN BOLA

DESAIN DAN ANALISIS TEGANGAN SISTEM PERPIPAAN MAIN STEAM (LOW PRESSURE) PADA COMBINED CYCLE POWER PLANT

Bab 4 Pemodelan Sistem Perpipaan dan Analisis Tegangan

TUGAS AKHIR PENINJAUAN ULANG DAYA DUKUNG PONDASI BORED PILE DAN PILE CAP PROYEK JALAN TOL SEMARANG BATANG SEKSI I OVERPASS TULIS STA.

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

SMK Agrobisnis Semarang

TUGAS AKHIR. oleh: KURNIA RIZKI HANJANI NIM Dosen Pembimbing: Prof. Dr. Ir. Bambang Setioko, M.Eng Dr. Ir. Titien Woro Murtini, MSA

UNIVERSITAS DIPONEGORO DESAIN SMA NEGERI 54 JAKARTA (PENEKANAN DESAIN ARSITEKTUR POST MODERN) TUGAS AKHIR DEASY OLIVIA L2B

SKRIPSI. Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik. nnnn ALFIS SYAHRI NIM

UNIVERSITAS DIPONEGORO TUGAS SARJANA. Disusun oleh:

UNIVERSITAS DIPONEGORO YOUTH CENTER KUDUS DENGAN PENEKANAN DESAIN ARSITEKTUR ORGANIK TUGAS AKHIR PERIODE JANUARI JULI 2015

UNIVERSITAS DIPONEGORO PERENCANAAN STRUKTUR GEDUNG DESPRA JAWA TENGAH JALAN PAHLAWAN SEMARANG TUGAS AKHIR

UNIVERSITAS DIPONEGORO. Optimasi Gripper Dua Lengan dengan Menggunakan Metode Genetic Algorithm pada Simulator Arm Robot 5 DOF (Degree of Freedom)

ANALISA RANCANGAN PIPE SUPPORT PADA SISTEM PERPIPAAN DARI POMPA MENUJU PRESSURE VESSE DAN HEAT EXCHANGER DENGAN PENDEKATAN CAESARR II

Laporan Tugas Akhir BAB II DASAR TEORI. 2.1 Lokasi dan kondisi terjadinya kegagalan pada sistem pipa. 5th failure July 13

UNIVERSITAS DIPONEGORO KANTOR DINAS KESEHATAN KABUPATEN KUDUS PENEKANAN DESAIN GREEN ARCHITECTURE TUGAS AKHIR PERIODE 131/53 APRIL SEPTEMBER 2015

UNIVERSITAS DIPONEGORO PERANCANGAN DAN PEMBUATAN SMALL CUPOLA TUGAS AKHIR ARDIANTRI BUDI ARIFANTO L2E FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK MESIN

UNIVERSITAS DIPONEGORO ASRAMA MAHASISWA UNIVERSITAS DIPONEGORO (KHUSUS MAHASISWA FAKULTAS TEKNIK) TUGAS AKHIR MOHAMMAD IQBAL HILMI L2B009060

UNIVERSITAS DIPONEGORO REDESIGN KANTOR PUSAT JASA RAHARJA DI JAKARTA TUGAS AKHIR SHABRINA YUSRI ANNISA

BAB III METODE PENELITIAN. Diagram alir studi perencanaan jalur perpipaan dari free water knock out. Mulai

PROSES PRODUKSI AIR CONDITIONING RD-100F & RO-100F DI PT. SARANA TATA UDARA

ANALISA TEGANGAN PIPA PADA SISTEM PERPIPAAN HEAVY FUEL OIL DARI DAILY TANK UNIT 1 DAN UNIT 2 MENUJU HEAT EXCHANGERDI PLTU BELAWAN

UNIVERSITAS DIPONEGORO GEDUNG SENI PERTUNJUKAN TADISIONAL JAWA TENGAH DI SEMARANG PENEKANAN DESAIN ARSITEKTUR POST-MODERN TUGAS AKHIR

RELOKASI DAN PENGEMBANGAN SLB/A DRIA ADI SEMARANG

UNIVERSITAS DIPONEGORO

4 BAB IV PERHITUNGAN DAN ANALISA

GEREJA KRISTEN JAWA UNGARAN

UNIVERSITAS DIPONEGORO PROSES PENGOPERASIAN DAN PENGUJIAN SMALL CUPOLA TUGAS AKHIR ARIEF SETYA NUGRAHA L2E

UNIVERSITAS DIPONEGORO PERHITUNGAN KINERJA PERPINDAHAN PANAS LOW PRESSURE HEATER 5 DAN 6 UNIT 1 PADA BEBAN 350 MWPLTU 3 JAWA TIMUR TANJUNG AWAR-AWAR

BAB I PENDAHULUAN. Minyak dan gas bumi merupakan suatu fluida yang komposisinya

UNIVERSITAS DIPONEGORO PENGARUH PADUAN ABU BATUBARA DAN PASIR INTI COR BEKAS TERHADAP PEMUAIAN TERMAL DAN KUAT TEKAN DINGIN SEBAGAI BAHAN REFRAKTORI

UNIVERSITAS DIPONEGORO RANCANG BANGUN ALAT PERAGA PENGUKUR TEKANAN TUGAS AKHIR FAKULTAS TEKNIK PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK MESIN SEMARANG

OPTIMALISASI JUMLAH ALAT ANGKUT JENIS HD785 PADA PIT A MENGGUNAKAN METODE SIMULASI MONTE CARLO DALAM UPAYA MENINGKATKAN PRODUKSI OVERBURDEN DI PT X

UNIVERSITAS DIPONEGORO

RANCANG BANGUN DAN EVALUASI PERFORMA SHELL AND COIL HEAT EXCHANGER

ANALISA TEGANGAN STATIK SISTEM PERPIPAAN PADA POMPA AIR UMPAN ( FEED WATER PUMP ) DENGAN MENGGUNAKAN SOFTWARE CAESAR II versi. 5.

UNIVERSITAS DIPONEGORO JUDUL REDESAIN RUMAH SAKIT KHUSUS MATA KELAS A CICENDO BANDUNG TUGAS AKHIR M HABYLL PRIYATAMA G

Transkripsi:

UNIVERSITAS DIPONEGORO PERANCANGAN DAN ANALISA TEGANGAN SISTEM PERPIPAAN DENGAN METODE ELEMEN HINGGA TUGAS AKHIR EBIET KURNIAWAN L2E 007 029 FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK MESIN SEMARANG OKTOBER 2012 i

TUGAS SARJANA Diberikan kepada : Nama : Ebiet Kurniawan NIM : L2E 007 029 Pembimbing I : Ir. Djoeli Satrijo, MT Jangka Waktu : 7 (tujuh) bulan Judul : Perancangan dan Analisa Tegangan Sistem Perpipaan dengan Metode Elemen Hingga Isi Tugas : 1. Perancangan dan pemodelan sistem perpipaan. 2. Menganalisa sistem perpipaan akibat beban operasi. Dosen Pembimbing, NIP. 196107121988031003 ii

HALAMAN PERNYATAAN ORISINALITAS Tugas Sarjana ini adalah hasil karya saya sendiri, dan semua sumber baik yang dikutip maupun yang dirujuk telah saya nyatakan dengan benar. NAMA : Ebiet Kurniawan NIM : L2E 007 029 Tanda Tangan : Tanggal : Oktober 2012 iii

HALAMAN PENGESAHAN Skripsi ini diajukan oleh : NAMA : Ebiet Kurniawan NIM : L2E 007 029 Jurusan/Program Studi : Teknik Mesin / S-1 Judul Skripsi : Perancangan dan Analisa Tegangan Sistem Perpipaan dengan Metode Elemen Hingga Telah berhasil dipertahankan di hadapan Tim Penguji dan diterima sebagai bagian persyaratan yang diperlukan untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik pada Jurusan/Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro. TIM PENGUJI Pembimbing I : Ir. Djoeli Satrijo, MT ( ) Penguji : Dr. Ir. Eflita Yohana, MT ( ) Penguji : Yusuf Umardhani, ST, MT ( ) Penguji : Dr. Jamari, ST, MT ( ) Semarang, Oktober 2012 Jurusan Teknik Mesin Ketua, iv

HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI TUGAS AKHIR UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS Sebagai sivitas akademika Universitas Diponegoro, yang bertanda tangan di bawah ini: Nama : Ebiet Kurniawan NIM : L2E 007 029 Jurusan/Program Studi : Teknik Mesin Fakultas : Teknik Jenis Karya : Tugas Akhir demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada Universitas Diponegoro Hak Bebas Royalti Noneksklusif (None-exclusive Royalty Free Right) atas karya ilmiah saya yang berjudul: Perancangan dan Analisa Tegangan Sistem Perpipaan dengan Metode Elemen Hingga beserta perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan Hak Bebas Royalti/Noneksklusif ini Universitas Diponegoro berhak menyimpan, mengalihmedia/formatkan, mengelola dalam bentuk pangkalan data (database), merawat dan mempublikasikan tugas akhir saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis/pencipta dan sebagai pemilik Hak Cipta. Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya. Dibuat di : Semarang Pada Tanggal : Oktober 2012 Yang menyatakan (Ebiet Kurniawan) v

HALAMAN PERSEMBAHAN Tugas Sarjana ini sebagai rasa syukur Penulis dan dipersembahkan untuk: Bapak, Ibu, Adik dan keluarga besar tercinta yang selalu memberikan do a dan dukungan baik moril maupun material. Teman-teman Teknik Mesin UNDIP angkatan 2007 sebagai motivator, inspirator, dan kompetitor. vi

ABSTRAK Sistem perpipaan sangat penting di dalam dunia industri karena berfungsi untuk mengalirkan fluida kerja untuk proses. Perancangan pada sistem perpipaan yang dibuat mengacu pada code ASME B31.3. Pada perancangan sistem perpipaan ini berfungsi untuk proses pemurnian PTA (Purified Terephthalic Acid). PTA merupakan bahan dasar pembuatan polyester. Di dalam proses pembuatan PTA diperlukan tekanan sebesar 89 kg/cm 2 G, tempertaur mencapai 288 o C, dengan debit 71,7 m 3 /jam. Untuk memenuhi kebutuhan desain, tekanan dan temperatur operasi dinaikan lebih dari 10 %, sehingga memperoleh tekanan desain sebesar 123 kg/cm 2 G, dengan temperatur desain sebesar 315 o C. Untuk perancangan dan analisa tegangan pada sistem perpipaan menggunakan metode elemen hingga. Perancangan sistem perpipaan yang dibuat terdiri dari 6 jalur. Nilai tegangan tertinggi pada jalur pertama 68,6 MPa akibat beban sustain dan 74,3 MPa akibat beban operasi, pada daerah percabangan 62,7 MPa akibat beban sustain dan 63,7 MPa akibat beban operasi. Nilai tegangan tegangan tertinggi pada jalur ke dua 62,6 MPa akibat beban sustain dan 110,9 MPa akibat beban operasi. Nilai tegangan tertinggi pada jalur ke tiga 59,3 MPa akibat beban sustain dan 94 MPa akibat beban operasi. Nilai tertinggi pada jalur ke empat 75,8 MPa akibat beban sustain dan 98,3 akibat beban operasi. Nilai tertinggi pada jalur ke lima 59, 8 MPa akibat beban sustain dan 97,6 MPa akibat beban operasi. Pada jalur ke enam 80 MPa akibat beban sustain dan 92,5 MPa akibat beban operasi. Nilai tegangan tertinggi akibat acceptance test dengan tekanan 1,5 kali tekanan desain sebesar 121,7 MPa. Pada sistem perpipaan akan terjadi konsentrasi tegangan yang besar pada daerah percabangan dan belokan, jika nilai tegangan tersebut melebihi batas ijin material akan menyebabkan kegagalan pada struktur tersebut, oleh sebab itu di dalam perancangan sistem perpipaan harus memperhatikan kekuatan dan fleksibilitas dari struktur tersebut. Kata kunci : Sistem perpipaan, fleksibilitas, konsentrasi tegangan, metode elemen hingga vii

ABSTRACT Piping systems are very important in industry because it serves to flow the working fluid for the process. The design of piping systems was made by reference to ASME B31.3 code. The design of piping systems aims for the purification process PTA (Purified Terephthalic Acid). PTA is a raw material of polyester. In the PTA process required a pressure of 89 kg/cm 2 G, tempertaur up to 288 C, with 71.7 m 3 /hr discharge. To achieved the design requirement, pressure and operating temperature increased over 10%, so as to obtain the design pressure of 123 kg/cm 2, with a design temperature of 315 o C. To design and stress analysis of piping systems using finite element method. The design of piping systems which made consists of 6 lines. The highest stress value on the first line 68.6 MPa due to sustain load and 74.3 MPa due to expansion load, the area of branching 62.7 MPa due to sustain load and 63.7 MPa due to expansion load. The highest stress value on the second line 62.6 MPa due to sustain load and 110.9 MPa due to expansion load. The highest stress value on the third line 59.3 MPa due to sustain load and 94 MPa due to expansion load. The highest stress value on the fourth 75.8 MPa due to sustain load and 98.3 MPa due to expansion load. The highest stress value on the five line 59, 8 MPa due to sustained loads and 97.6 MPa due to expansion load. The highest stress value on the six line 80 MPa due to sustain loads and 92.5 MPa due to operating expansion. The highest stress value due to acceptance test pressure of 1.5 times the design pressure of 121.7 MPa. In piping systems will be a large stress concentration on the curves areas and branching. If the stress value exceeds the limits of the material, it will cause the failure of the structure, and therefore in the design of piping systems should pay attention to the strenght and flexibility of the structure. Keywords : Piping system, fleksibility, stress concenteration, Finite Element Method viii

KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan atas karunia Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan hidayah-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan Tugas Akhir ini. Tidak lupa penulis mengucapkan terimakasih kepada, 1. Kedua Orang tua yang telah sabar mendidik, membesarkan dan berdoa untuk penulis. 2. Bapak Ir. Djoeli Satrijo, MT sebagai Dosen pembimbing Tugas Akhir. Penulis menyadari bahwa laporan Tugas akhir ini jauh dari sempurna dan masih banyak kekurangan, oleh karena itu penulis mengharapkan beberapa saran dan kritik yang membangun agar laporan ini jauh lebih baik. Semoga laporan ini bisa bermanfaat bagi penulis khususnya dan pembaca pada umumnya. Semarang, Oktober 2012 Ebiet Kurniawan NIM. L2E 007 029 ix

DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... i HALAMAN TUGAS SARJANA... ii HALAMAN PERNYATAAN ORISINALITAS... iii HALAMAN PENGESAHAN... iv HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI... v HALAMAN PERSEMBAHAN... vi ABSTRAK... vii KATA PENGANTAR... ix DAFTAR ISI... x DAFTAR GAMBAR... xii DAFTAR TABEL... xviii NOMENKLATUR... xix BAB I PENDAHULUAN... 1 1.1 Latar Belakang... 1 1.2 Perumusan Masalah... 2 1.3 Tujuan Penelitian... 2 1.4 Batasan Masalah... 2 1.5 Metode Penelitian... 3 1.6 Sistematika Penulisan... 4 BAB II DASAR TEORI... 5 2.1 Perancangan Produk... 5 x

2.2 Definisi Sistim Perpipaan... 8 2.3 Analisa Kegagalan... 16 2.4 Perancangan Sistem Perpipaan... 17 2.5 Komponen Utama Sistem Perpipaan... 22 2.6 Metode Elemen Hingga... 32 BAB III METODOLOGI PERANCANGAN... 41 3.1 Bagan Pemodelan Sistem Perpipaan... 41 3.2 Penentuan Jalur dan Geometri Sistem Perpipaan... 42 3.3 Pemodelan Sistem Perpipaan dengan CAESAR II... 53 3.4 Pemodelan Pembebanan Pada Sistem Perpipaan... 63 BAB IV ANALISA DAN PEMBAHASAN... 68 4.1 Pengantar... 68 4.2 Hasil dan Analisa Tegangan Sistem Perpipaan... 69 4.3 Pembahasan... 104 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN... 106 5.1 Kesimpulan... 106 5.2 Saran... 107 DAFTAR PUSTAKA...108 LAMPIRAN...109 xi

DAFTAR GAMBAR Gambar 2. 1 Diagram alir proses perancangan... 7 Gambar 2. 2 Arah tegangan pada pipa... 9 Gambar 2. 3 Arah gaya dalam pada pipa... 11 Gambar 2. 4 Arah tegangan longitudinal pada pipa... 11 Gambar 2. 5 Arah momen lentur pada pipa... 12 Gambar 2. 6 Arah tegangan longitudinal keseluruhan pada pipa... 13 Gambar 2. 7 Arah tegangan hoop (circumferensial) pada pipa... 14 Gambar 2. 8 Arah tegangan akibat gaya geser pada pipa... 15 Gambar 2. 9 Arah momen puntir pada pipa... 15 Gambar 2. 10 Arah kombinasi tegangan pada dinding pipa... 15 Gambar 2. 11 Seamless steel pipe... 22 Gambar 2. 12 Welded steel pipe... 24 Gambar 2. 13 Fitting... 26 Gambar 2. 14 Flange... 28 Gambar 2. 15 Jenis-jenis support... 29 Gambar 2. 16 Ball valve... 31 Gambar 2. 17 Anchor... 37 Gambar 2. 18 Axial restraint... 38 Gambar 2. 19 Rod Hanger... 38 Gambar 2. 20 Sway Strut... 39 Gambar 2. 21 Structural Steel Restraint... 39 Gambar 2. 22 Penetrasi Di Dinding / Lantai... 40 Gambar 2. 23 Slide Support (Pipe Shoe)... 40 Gambar 3. 1 Diagram alir perancangan dan analisa sistem perpipaan... 41 Gambar 3. 2 Alur Proses Pembuatan PTA... 43 Gambar 3. 3 sketsa jalur perpipaan BPS-516-6-15J2S-H50... 45 Gambar 3. 4 sketsa jalur perpipaan BPS-527A-6-15J2S-H90... 45 xii

Gambar 3. 5 sketsa jalur perpipaan BPS-527B-6-15J2S-H90... 46 Gambar 3. 6 sketsa jalur perpipaan BPS-527-6-15J2S-H90... 46 Gambar 3. 7 sketsa jalur perpipaan BPS-520-8-15J2S-H90... 47 Gambar 3. 8 sketsa jalur perpipaan BPS-521-8-15J2S-H100... 47 Gambar 3. 9 Kotak penulisan nama pada awal dimulainya proses pemasukan data... 54 Gambar 3. 10 Kotak standard satuan yang digunakan di CAESAR II... 54 Gambar 3. 11 Kotak node dan pemilihan standard code....54 Gambar 3. 12 Kotak input parameter perancangan....55 Gambar 3. 13 Pemodelan sistem perpipaan discharge pump... 55 Gambar 3. 14 Pemodelan anchor... 56 Gambar 3. 15 Pemodelan Reducer... 57 Gambar 3. 16 Pemodelan Flange... 57 Gambar 3. 17 Pemodelan Valve... 58 Gambar 3. 18 Pemodelan Support... 58 Gambar 3. 19 Pemodelan Percabangan Pipa... 59 Gambar 3. 20 Pemodelan pipa dengan Solidwork... 70 Gambar 3. 21 Pemodelan Flange dengan Solidwork... 60 Gambar 3. 22 Pemodelan Percabangan dengan Solidwork... 60 Gambar 3. 23 isometri perpipaan BPS-516-6-15J2S-H50... 61 Gambar 3. 24 isometri perpipaan BPS-527A-6-15J2S-H90...61 Gambar 3. 25 isometri perpipaan BPS-527B-6-15J2S-H90... 62 Gambar 3. 26 isometri perpipaan BPS-527-6-15J2S-H90..62 Gambar 3. 27 isometri perpipaan BPS-520-8-15J2S-H90... 62 Gambar 3. 28 isometri perpipaan BPS-521-8-15J2S-H100... 63 Gambar 3. 29 Icon error checking pada menu bar... 63 Gambar 3. 30 Hasil output error checking... 64 Gambar 3. 31 Tampilan Percabangan Pipa pada software analisa... 65 Gambar 3. 32 Percabangan pipa setelah dilakukan proses meshing... 66 Gambar 3. 33 Pemberian beban tekanan internal pada flange pipa... 66 Gambar 3. 34 Hasil tegangan Equivalent stress von mises... 67 Gambar 4. 1 Pemodelan sistem perpipaan discharge pump BPS-516-6-15J2S-H50... 69 xiii

Gambar 4.3 Grafik distribusi tegangan ekuivalen akibat beban operasi pemodelan sistem perpipaan discharge pump BPS-516-6-15J2S-H50. 70 Gambar 4.3 Pemodelan sistem perpipaan pemanas BPS-527A-6-15J2S-H90.....71 Gambar 4.4 Grafik distribusi tegangan ekuivalen akibat beban sustain dan operasi pemodelan sistem perpipaan pemanas BPS-527A-6-15J2S-H90.. 72 Gambar 4.5 Pemodelan sistem perpipaan pemanas BPS-527B-6-15J2S-H90...73 Gambar 4.6 Grafik distribusi tegangan ekuivalen akibat beban sustain dan operasi pemodelan sistem perpipaan pemanas BPS-527B-6-15J2S-H90 74 Gambar 4.7 Pemodelan sistem perpipaan pemanas BPS-527-6-15J2S-H90.75 Gambar 4.8 Grafik distribusi tegangan ekuivalen akibat beban sustain dan operasi pemodelan sistem perpipaan pemanas BPS-527-6-15J2S-H90..76 Gambar 4.9 Pemodelan sistem perpipaan pemanas BPS-520-8-15J2S-H90.77 Gambar 4.10 Grafik distribusi tegangan ekuivalen akibat beban sustain dan operasi pemodelan sistem perpipaan pemanas BPS-520-8-15J2S-H90..78 Gambar 4.11 Pemodelan sistem perpipaan pemanas BPS-521-8-15J2S-H100.79 Gambar 4.12 Grafik distribusi tegangan ekuivalen akibat beban sustain dan operasi pemodelan sistem perpipaan pemanas BPS-521-8-15J2S-H100 80 Gambar 4.13 output nilai beban yang diterima hanger...81 Gambar 4.14 Pemodelan percabangan pada sistem perpipaan discharge pump BPS-516-6-15J2S-H50 dengan CAESAR.81 Gambar 4.15 Pemodelan percabangan pada sistem perpipaan discharge pump BPS-516-6-15J2S-H50 dengan SolidWork 2007 82 Gambar 4.16 (a dan b) Analisa tegangan ekuivalen von misses akibat tekanan internal pada daerah percabangan jalur sistem perpipaan discharge pump BPS-516-6-15J2S-H50 schedule 120 menggunakan software ANSYS workbench 12.83 Gambar 4.17 (a dan b) Analisa tegangan ekuivalen von misses akibat tekanan internal pada daerah percabangan jalur sistem perpipaan discharge pump BPS-516-6-15J2S-H50 schedule 120 menggunakan software ANSYS workbench 12..84 Gambar 4.18 (a dan b) Analisa tegangan ekuivalen von misses akibat tekanan internal pada daerah percabangan jalur sistem perpipaan discharge pump BPS-516-6-15J2S-H50 schedule 160 menggunakan software ANSYS workbench 12.85 xiv

Gambar 4.19 (a dan b) Analisa tegangan ekuivalen von misses akibat tekanan internal ditambah gaya dan momen akibat beban operasi pada daerah percabangan jalur sistem perpipaan discharge pump BPS-516-6-15J2S-H50 schedule 160 menggunakan software ANSYS workbench 12 86 Gambar 4.20 Pemodelan belokan pipa pada jalur sistem perpipaan discharge pump BPS-516-6-15J2S-H50 dengan CAESAR.87 Gambar 4.21 Pemodelan belokan pipa pada jalur sistem perpipaan discharge pump BPS-516-6-15J2S-H50 dengan SolidWork 2007...88 Gambar 4.22 Analisa tegangan ekuivalen von misses akibat tekanan internal pada daerah belokan jalur sistem perpipaan discharge pump BPS-516-6-15J2S-H50 menggunakan software ANSYS workbench 12 88 Gambar 4.23 Analisa tegangan ekuivalen von misses akibat tekanan internal ditambah gaya dan momen akibat beban operasi pada daerah belokan jalur sistem perpipaan discharge pump BPS-516-6-15J2S-H50 menggunakan software ANSYS workbench 12.89 Gambar 4.24 Pemodelan belokan pipa pada jalur sistem perpipaan BPS-527A-6-15J2S- H90 dengan CAESAR.90 Gambar 4.25 Pemodelan belokan pipa pada jalur sistem perpipaan BPS-527A-6-15J2S- H90 dengan SolidWork 2007..90 Gambar 4.26 Analisa tegangan ekuivalen von misses akibat tekanan internal pada daerah belokan jalur sistem perpipaan BPS-527A-6-15J2S-H90 menggunakan software ANSYS workbench 12..91 Gambar 4.27 Analisa tegangan ekuivalen von misses akibat tekanan internal ditambah gaya dan momen akibat beban operasi pada daerah belokan jalur sistem perpipaan BPS- 527A-6-15J2S-H90 menggunakan software ANSYS workbench 12...91 Gambar 4.28 Pemodelan belokan pipa pada jalur sistem perpipaan BPS-527A-6-15J2S- H90 dengan CAESAR 92 Gambar 4.29 Pemodelan belokan pipa pada jalur sistem perpipaan BPS-527A-6-15J2S- H90 dengan SolidWork 2007.93 xv

Gambar 4.30 Analisa tegangan ekuivalen von misses akibat tekanan internal pada daerah belokan jalur sistem perpipaan BPS-527A-6-15J2S-H90 menggunakan software ANSYS workbench 12...93 Gambar 4.31 Analisa tegangan ekuivalen von misses akibat tekanan internal ditambah gaya dan momen akibat beban operasi pada daerah belokan jalur sistem perpipaan BPS- 527A-6-15J2S-H90 menggunakan software ANSYS workbench 12...94 Gambar 4.32 Pemodelan belokan pipa pada jalur sistem perpipaan BPS-527B-6-15J2S- H90 dengan CAESAR 95 Gambar 4.33 Pemodelan belokan pipa pada jalur sistem perpipaan BPS-527B-6-15J2S- H90 dengan SolidWork 2007..95 Gambar 4.34 Analisa tegangan ekuivalen von misses akibat tekanan internal pada daerah belokan jalur sistem perpipaan BPS-527B-6-15J2S-H90 menggunakan software ANSYS workbench 12.96 Gambar 4.35 Analisa tegangan ekuivalen von misses akibat tekanan internal ditambah gaya dan momen akibat beban operasi pada daerah belokan jalur sistem perpipaan BPS- 527B-6-15J2S-H90 menggunakan software ANSYS workbench 12..96 Gambar 4.36 Pemodelan belokan pipa pada jalur sistem perpipaan BPS-527-6-15J2S- H90 dengan CAESAR...97 Gambar 4.37 Pemodelan belokan pipa pada jalur sistem perpipaan BPS-527-6-15J2S- H90 dengan SolidWork 2007.98 Gambar 4.38 Analisa tegangan ekuivalen von misses akibat tekanan internal pada daerah belokan jalur sistem perpipaan BPS-527-6-15J2S-H90 menggunakan software ANSYS workbench 12 98 Gambar 4.39 Analisa tegangan ekuivalen von misses akibat tekanan internal ditambah gaya dan momen akibat beban operasi pada daerah belokan jalur sistem perpipaan BPS- 527-6-15J2S-H90 menggunakan software ANSYS workbench 12 99 Gambar 4.40 Pemodelan belokan pipa pada jalur sistem perpipaan BPS-520-8-15J2S- H90 dengan CAESAR..100 Gambar 4.41 Pemodelan belokan pipa pada jalur sistem perpipaan BPS-520-8-15J2S- H90 dengan SolidWork 2007 101 xvi

Gambar 4.42 Analisa tegangan ekuivalen von misses akibat tekanan internal pada daerah belokan jalur sistem perpipaan BPS-520-8-15J2S-H90 menggunakan software ANSYS workbench 12 101 Gambar 4.43 Analisa tegangan ekuivalen von misses akibat tekanan internal ditambah gaya dan momen akibat beban operasi pada daerah belokan jalur sistem perpipaan BPS- 520-8-15J2S-H90 menggunakan software ANSYS workbench 12 102 Gambar 4.44 grafik tegangan ekuivalen maksimal acceptance test.104 xvii

DAFTAR TABEL Tabel 2. 1 Nilai koefisien Y... 20 Tabel 2. 2 Nominal Pipe Size dan Schedule... 25 Tabel 2. 3 Tipe elemen dalam metode elemen hingga... 33 Tabel 3. 1 Jalur Perpipaan..44 Tabel 3. 2 Perhitungan tegangan akibat tekanan internal... 51 Tabel 3. 3 Penentuan Tebal Isolasi... 52 Tabel 3. 4 Jarak Optimum Penyangga... 52 Tabel 3. 5 Spesifikasi Alat... 53 Tabel 4. 1 Data input jalur pipa discharge pump BPS-516-6-15J2S-H50... 69 Tabel 4. 2 Data input jalur pipa pemanas BPS-527A-6-15J2S-H90... 71 Tabel 4. 3 Data input jalur pipa pemanas BPS-527B-6-15J2S-H90... 73 Tabel 4. 4 Data input jalur pipa pemanas BPS-527-6-15J2S-H90... 75 Tabel 4. 5 Data input jalur pipa pemanas BPS-520-8-15J2S-H90... 77 Tabel 4. 6 Data input jalur pipa pemanas BPS-521-8-15J2S-H100... 79 Tabel 4. 7 Tegangan maksimal dengan pemberian tekanan 1.5 kali... 103 xviii

NOMENKLATUR Simbol keterangan satuan A Luas (mm 2 ) Ai Luas permukaan dalam pipa (mm 2 ) Am Luas rata-rata permukaan pipa (mm 2 ) D Diameter pipa (mm) do Diameter luar pipa (mm) di Diameter dalam pipa (mm) sl Tegangan arah longitudinal (N/mm 2 ) sh Tegangan arah sirkumferensial atau hoop (N/mm 2 ) sr Tegangan arah radial (N/mm 2 ) P Tekanan (N/mm 2 ) (kg/cm 2 ) σyield yield stress (MPa) σallowable allowable stress (MPa) Q Debit (m 3 /jam) xix