BAB III PROSES PERANCANGAN PIPA

Laporan Kerja Praktek Proses Perancangan Sistem Jalur Pipa dengan Software PDMS BAB III PROSES PERANCANGAN PIPA 3.1 Landasan Teori 3.1.1 Pengertian Pipa Pipa berfungsi sebagai transportasi fluida dari suatu tempat ke tempat lainnya. Sistem instalasi perpipaan selalu dilengkapi oleh komponen-komponen pendukungnya seperti elbow, Tee, valve (katup), flange, dan lain-lain. Bahan-bahan Pipa Baja karbon Stainless steel Karbon molly Galvanize PVC Alumunium Ferro nikel 3.1.2 Komponen Pipa Sistem pemipaan merupakan penyambungan antara satu titik dengan titik yang lainnya pada setting kondisi design yang sama. Pada sistem pemipaaan tidak hanya membutuhkan pipa tetapi juga komponen pipa atau yang biasa disebut piping component. Komponen pipa terdiri dari fitting, valve, gasket, flange, bolt and nut. A. Fitting Fitting adalah bagian dari suatu rangkaian pipa yang berguna merangkaikan bagian yang satu dengan yang bagian lainnya. Fitting dibuat sebagai bagian suatu sistem pemipaan yang berfungsi untuk merubah aliran (elbow), membuat percabangan (Tee, olet), untuk mengecilkan aliran (reducer). Jenis-jenis fitting antara lain : Elbow Digunakan untuk merubah aliran fluida pada sistem pemipaan. 7

Gambar 3.1.1 Elbow Sumber : http://www.bombayharbor.com//elbow_pipe_fitting.jpgg Tee Komponen pemipaan yang membuat percabangan n dimana ukuran cabangnya sama dengann ukuran utamanya adalah Tee Equal, sedangkan bila ukuran cabangnya lebih kecil adalah Tee Reducer. Gambar 3.1.2 Tee Equal Sumber : http://www. bombayharbor.com/productimage/equal_tee.jpg Gambar 3.1.3 Tee Reducer Sumber : http://www.bombayharbor.com/productimage/reducing_tee.jpg 8

Reducer Bila dalam sistem pemipaan dibutuhkan adanya perubahan ukuran, maka digunakanlah reducer. Ada 2 jenis reducer yang dipergunakan yaitu, concentric dan eccentric. Gambar 3.1.4 Reducer eccentric (kiri) dan concentric (kanan) Sumber : http://www.hq-pipeline.com/photo/p.html?id=436 Olet Komponen ini banyak dipergunakann sebagai alternative dari penggunaan Tee Reducer, tetapi penggunaanya disesuaikan dengan kalkulasi dan dinyatakan pada class piping di piping specification. Jenis-jenis olet antara lain : Sockolet, Weldolet, Threadolet, Elbolet, Latrolet. Gambar 3.1.5 Olet Sumber : http://www.alloy-stainless-steel-flanges.com/alloy-steel- untuk weldable-olet-fittings.html suatu rangkaian pipa yang berguna B. Valve Valve adalah bagian dari mengatur besarnya aliran fluida atau bisa juga menutup dan membuka suatu aliran fluida. 9

Fungsi valve antara lain : 1. Menghentikan dan membuka suatu aliran. 2. Mengatur besar dan kecilnya suatu aliran. 3. Mengatur arah aliran. 4. Memindahkan jalur aliran. 5. Membuang fluida dari suatu sistem pemipaan. Jenis-jenis valve antara lain : Gate valve Globe valve Check valve Butterfly valve Plug valve Needle valve Diafrgam valve Gambar 3.1.6 Gate Valve Sumber : http://www.valvemade.com/flange_gate_valve.html 10

Gambar 3.1.7 Globe Valve Sumber : http://www.valvemade.com/ansi_globe_valve.html Gambar 3.1.8 Check Valve Sumber : http://www.valvemade.com/ansi_check_valve.html Gambar 3.1.9 Butterfly Valve Sumber : http://www.valvemade.com/ansi_butterfly valve.html 11

C. Flange Flange adalah bagian dari suatu rangkaian pipa yang berguna untuk menyambung/memasang valve atau nozzle dengan cara dibaut. Bentuk permukaan flange diantaranya adalah : 1. 2. 3. Flat Face Raised Face Ring Type Joint Gambar 3.1.10 Flat Face Flange Sumber : http://i01.i.aliimg.com/photo//flanges_flat_face.jpg Gambar 3.1.11 Raised Face Flange Sumber : http://i01. i.aliimg.com/photo// flanges_raised_face.jpg 12

Gambar 3. 1.12 Ring Type Joint Flange Sumber : http://i01.i. aliimg.com/photo//flanges_ring_tipe_joint.jpg D. Gasket Gasket adalah suatu komponen dari fitting pipa yang berguna untuk mencegah kebocoran pada sambungan flange joint. Jenis Gasket antara lain : Ring gasket Oval ring gasket Full face gasket Flat ring gasket Spiral gasket Berikut beberapa contoh gambar gasket sebagai berikut : Gambar 3.1.13 Ring gasket Sumber : http://www.hiwtc.com/ /photo/products/17/00/44/4473.jpg 13

Gambar 3.1.14 Full face gasket Sumber : http://mediavalve.com/images/full-face-envelope.jpg Gambar 3.1.15 Spiral gasket Sumber : http://leadingtechnologies.com.uploads/spiral-wound-gasket.jpg E. Bolt and Nut Bolt & Nut adalah bagian dari suatu komponen pipa yang berguna untuk mengikatkan bagian pipa yang suatuu saat perlu dilepas untuk perawatan pada sambungan flange. Jenis-jenis baut : 1. Machine bolt 2. Stud bolt 14

Berikut contoh gambar dari bolt seperti gambar dibawah ini : Gambar 3.1.16 Machine bolt Sumber : http://static.hardwarestore.com/media/product/202515_front500..jpg Gambar 3.1.17 Stud bolt Sumber : http://www.autobolts.com/images/stud.png 15

Laporan Kerja Praktek Proses Perancangan Sistem Jalur Pipa dengan Software PDMS 3.2 Data Yang Diperlukan 3.2.1 Plot Plan Plot plan adalah gambar pandangan atas yang memperlihatkan tata letak setiap equipment, infrastruktur, dan lain-lain yang telah diatur sehingga memenuhi syarat untuk dilakukannya konstruksi, operasi dan pemeliharaaan setiap equipment. Contoh gambar plot plan bisa dilihat di lampiran gambar. Tujuan dalam pembuatan plot plan adalah menentukan lokasi untuk semua jenis alat yang diperlukan dalam suatu pabrik/plant secara teratur sehingga memenuhi syarat untuk dilakukannya konstruksi, operasi dan pemeliharaaan. Serta fungsi dari plot plan ini adalah memudahkan perencanaan sistem perpipaan bagi departemen pipa dan menentukan letak equipment pondasi serta menentukan letak bangunan struktur bagi departemen sipil. 3.2.2 PFD dan P&ID PFD (Process Flow Diagram) adalah gambar yang menunjukan arah suatu fluida dari equipment satu ke equipment yang lain. P&ID (Piping and Instrument Diagram) adalah suatu gambar kerja yang memperlihatkan diagram proses suatu pabrik atau plant yang telah dilengkapi dengan perpipaan antar equipment dan instrument-instrumentnya. 3.2.3 Data Sheet Equipment Data Sheet Equipment adalah data atau gambar secara keseluruhan bagian dari suatu equipment misalnya pompa, tangki, bejana tekan, dan lain sebagainya. Yang harus ada dalam Data Sheet Equipment: Nozzle orientation Tinggi Equipment Lebar Equipment Detail Equipment Datum Point Equipment Panjang Nozzle Equipment Rating Nozzle Equipment 16

Laporan Kerja Praktek Proses Perancangan Sistem Jalur Pipa dengan Software PDMS 3.2.4 Drawing Index Drawing index adalah gambar yang memuat pembagian area pada tiap-tiap area pabrik beserta nomor gambar. Pembuatan drawing index ini bertujuan untuk membagi area pabrik atau proyek yang luas menjadi beberapa bagian gambar sehingga didapat gambar dengan skala yang sesuai di kertas A1. Prosedur kerja pembuatan drawing index ini pertama-tama di siapkan oleh departemen pipa yang kemudian didistribusikan ke disiplin lain untuk di cek terlebih dahulu bila perlu. Dan jika dirasa respon dari semua disiplin yang terkait sudah diterapkan, drawing index siap dikeluarkan dan disetujui oleh departemen pipa. Dan yang terakhir dari drawing index yang telah disepakati maka penomoran area akan dipergunakan oleh semua disiplin. Berikut contoh-contoh gambar dan data yang diperlukan sebelum melakukan perancangan sistem perpipaan. 1. Plot Plan, bisa lihat pada gambar 3.2.1 2. PFD dan P&ID, bisa lihat pada gambar 3.2.2 dan 3.2.3 3. Datasheet Equipment, bisa lihat pada gambar 3.2.4 4. Drawing Index, bisa lihat pada gambar 3.2.5 17

Gambar 3.2.1 Plot Plan 18

Gambar 3.2.22 PFD (Process Flow Diagram) 19

Gambar 3.2.3 P& &ID (Piping & Instrument Diagram) 20

Gambar 3.2.4 Datasheet Equipment Tank 21

Gambar 3.2.5 Drawing Index 22

Laporan Kerja Praktek Proses Perancangan Sistem Jalur Pipa dengan Software PDMS 3.3 Teori Dasar PDMS (Plant Design Management System) PDMS adalah software design drafting dengan 3D Modeling dari AVEVA yang sangat berguna untuk pekerjaan Engineering Design Drafting di antaranya adalah: PDMS Mechanical & Piping PDMS Structure & Civil PDMS Electrical & Instrument PDMS HVAC Pembuatan 3D modelling struktur disaat proses desain berlangsung sangat penting, karena PDMS mampu memberikan data masukan yang akurat bagi koordinasi antar disiplin dalam sebuah proyek plant dan meminimalisir kesalahan desain. Selain itu hasil keluaran PDMS dari piping mampu menghasilkan piping isometric drawing secara otomatis dengan akurasi tinggi. PDMS terdiri dari beberapa fungsi module, akses database untuk setiap module digunakan untuk tujuan yang berbeda, module dan fungsi seperti di bawah: 1. DESIGN Bagian utama pada module PDMS menampilkan tampilan secara grafik suatu plan model, bentuk model ini merepresentasikan dari bentuk nyata dari project sesungguhnya. Fitur-fitur penting dari modul design adalah: Membuat element design baru Memodifikasi model yang sudah ada Memeriksa dan menampilkan suatu design model secara interaktif melalui manipulasi design menjalankan pemeriksaan clash antara design element 2. DRAFT Bagian dari PDMS untuk membuat gambar 2D dari bentuk pemodelan 3D yang kita buat. Hasil keluaran dari 2D ini mampu menghasilkan piping layout drawing, piping section, maupun piping detail secara akurat. Pada module Draft ini kita tidak bisa memodifikasi gambar 23

Laporan Kerja Praktek Proses Perancangan Sistem Jalur Pipa dengan Software PDMS 2D, kita hanya bisa menambahkan keterangan-keterangan yang diperlukan dalam pengerjaan piping drawing. 3. ISODRAFT Menghasilkan gambar isometrik dalam bentuk format yang bervariasi yang akurasinya sangat tinggi yang di butuhkan untuk pelaksanaan fabrikasi. Di module Isodraft ini di hasilkan daftar material take off (MTO), indikasi spool secara otomatis, pembagian secara otomatis untuk gambar yang rumit dan mendefinisikan daftar gambar. 4. ADMIN Dalam design Plan yang sangat besar dan komplek sering kali di buat menjadi beberapa area yang terpisah yang merupakan bagian unit unit terkecil dari plant yang besar, fungsi dari administrator inilah yang mengatur dan menyetujui pemisahan project plan tersebut kedalam PDMS. PDMS Admin adalah sebuah team dimana member adalah sebagai user, team ini dapat di berikan beberapa nomor user dan dapat pula di organisasikan sesuai bidang atau area pekerjaan fisik. Fitur-fitur penting dalam module admin adalah: Access Control Database Multiple database Database Management 5. PARAGON Digunakan untuk membuat dan merubah suatu komponen dalam catalogue pada suatu project database. Pada process design, data yang ada pada catalogue tersedia melalui penjelasan dalam bentuk hierarchy dan database khusus. 6. PROPCON Untuk membuat properties database. Database ini disediakan untuk digunakan oleh seorang stress analysis, database ini meliputi: Material properties Component data 24

7. LEXICON Users defineable attribute [UDA s] digunakan sebagai informasi tambahan yang dapat disimpan dalam database dan di aplikasikan kedalam gambar dan laporan. 3.4 Pengoperasian PDMS 3.4.1 Tahap Pertama (Login PDMS) Membuka program software PDMS, dan tampilan akan menjadi seperti gambar dibawah : Gambar 3.4.1 Login PDMS Kemudian tampilan akan menjadi seperti pada gambar dibawah ini. Gambar 3.4.2 Worksheet PDMS 25

3.4.2 Tahap Kedua (Membuat Equipment di PDMS) Membuat Pompa Klik pada toolbar Design Equipment Klik pada toolbar Create Site Klik pada toolbar Create Zone, beri nama dengan KP_EQUI_UMB ( ingat sebelum membuat zone posisii kursor pada design explorer di site ). Klik pada toolbar Create Equipment Standardd (ingat sebelum membuat equipment posisi kursor pada design explorer di zone). Isi sesuai seperti gambar 3.4.3 Gambar 3.4. 3 Membuat Equipment Pompa 26

Klik Aplly, klik lambang (explicit position) kemudian tentukan posisi equipment pompa sesuai pada gambar di plot plan. Pada gambar plot plan posisi pompa PDM-P-1004A terletak pada koordinat East (E: 732,129..500), North (N: 9,327,966.000) dan Up (U: 340). Kemudian klik Apply. Gambar 3.4.4 Explicit Position Setelah selesai membuat pompa, untuk pompa selanjutnya (PDM-P-10 004B) cukup buat duplikatnya saja dari yang pompa sebelumnya. Klik Create Copy Offset (Design explorer pada posisi di equipment) Masukkan angka offset senilai 2000 ke arah X (+), kemudian klik Apply. Confirirm copy, klik yes. Lihat pada gambar 3.4.5 Gambar 3.4.5 Copy Offset 27

Ganti nama equipment tersebut dengan PDM-P-1004B. Klik Modify Name. Isikan name dengan nama pompa (PDM-P-1004B) Gambar 3.4.6 Modify Name Berikut hasil 3D modeling equipment pompa seperti gambar 3.4.8 dibawah ini : Gambar 3.4.7 Equipment Pompa 28

Membuat Tangki Klik pada toolbar equipment posisi gambar 3.4.9 Create Equipment Standardd (ingat sebelum membuat kursor pada design explorer di zone). Isi sesuai seperti Gambar 3.4. 8 Membuat Equipment Tangki 29

Gambar 3.4.9 Modify Equipment Tangki Setelah itu, buat nozzle outlet (N2-4 /150#). Klik pada toolbar Create Nozzle (posisi pada design explorer pastikan di equipment PDM-T-1003A. Isikan data-data nozzle sesuai dengan gambar 3.4.11. Laporan Kerja Praktekk Kemudian klik properties, maka akan muncul tampilan seperti gambar 3.4.10. Isikan angka sesuai digambar dibawah (angka-angka tersebut didapat dari Drawing Datasheet Equipment Tank) 30

Gambar 3.4.10 Membuat Nozzle Klik Nozzle Type untuk merubah ukuran dan jenis nozzle. Gambar 3.4.11 Nozzle Specification Klik apply jika sudah mengisii data-data tersebut. Setelah membuat Tanki PDM-T-1003A, untuk membuat tangki selanjutnya (PDM-T-1003B) cukup buat duplikatnyaa saja dengan cara : Klik Create Copy Offset (Design explorerr pada posisi di equipment tangki). Masukkan angka offset senilai 15000 ke arah X (+), kemudian klik Apply. Confirirm copy, klik yes. Lihat pada gambar 3.4.6. Rubah nama equipment tersebut menjadi PDM-T-1003B 31

Gambar 3.4.12 Equipment Tangki 3.4.3 Tahap Ketiga (Membuat Perancangan Sistem Pipa) Pada tahap ini yaitu membuat perancangan jalur pipa sesuai dengann data dalam P& &ID, dalam gambar P& &ID (yang ditandai merah) kita akan merancang jalur pipa dari outlet tanki ke suction pompa. Membuat Jalur Pipa dari Tangki Klik pada toolbar Design Pipework Klik pada toolbar Create Site Klik pada toolbar Create Zone, beri nama dengan KP_PIPA_UMB ( ingat sebelum membuat zone posisii kursor pada design explorer di site ). Sebelum membuat jalur pipa, mesti dilakukan setting pada software ini. klik pada toolbar Settings Choose Option, akan muncul seperti gambar 3.4.13 (kiri), isi angka sesuai pada gambar tersebut. Setting ini berfungsi sebagai memperjelas komponen-komponen pada pipa dan untuk mengaktifka an autoconnect. Setelah itu klik pada toolbar Utilities Aid CE Arrow, akan muncul seperti gambar 3.4.13 (kanan), isi angka sesuai pada gambar tersebut. 32

Setting ini berfungsi sebagai arah fluida pada pipa. Gambar 3.4.133 Setting Pipe (Sumber : data pribadi) Klik pada toolbar Create Pipe, isi nama pipe dengan nama 4 -CW-1312-1B. Klik specification, pilih 1B karena huruf terakhirr dalam P&ID menunjukkan specification pipa itu sendiri. Klik OK. Klik Attribute, masukkan nilai pipe bore 100. Pipa 4 NPS nya adalah 100. Klik OK. Gambar 3.4.14 Membuat pipa Maka akan muncul tampilan seperti gambar 3.4.15, klikk OK saja. 33

Dan akan muncul tampilan lagi (conncect branch) seperti gambar 3.4.16. Pilih Head dan to Nozzle, klik aplly (pilih nozzle pada tangki PDM- T-1003B). Setelah itu pilih Tail dan to Nozzle (pilih nozzle pada pompa PDM- P-1003B). Gambar 3.4.15 Membuat Branch Gambar 3.4.16 Connect Branch Klik pada toolbar Create Component (posisi kursor di design explorer pada Bran 4 -CW-1312-1B/B1. Karenaa pipa yang akan dirancang dimulai dari tangki, maka pastikan direction pipe pada posisi forwards. Disini pipa akan dimulaii dari nozzle tangki PDM-T- diperhatikan padaa drawing P&ID, semua komponen-komponen yang ada 1003B, maka setelah nozzle harus diberi gasket. Pemberian komponen haruslah drawing P&ID mesti dikeluarkan waktu saat merancang jalur pipa. 34

Gambar 3.4.17 Piping Component Pada gambar 3.4. 18 merupakan daftar piping component, pilih komponennya lalu klik Create. Berikut isikan komponen-komponennya : 1. Create Gasket WN Flange 2. Create WN Flange lagi dengan Spool 1000 Gasket 3. Create Valve (Pilih jenis valve sesuai dengan gambar 3.4.18) 4. Create Gasket Flange olet dengan distance 200 5. Create Flange dengan distance 200 6. Create Gasket Instrument (pilih jenis instrument seperti gambar 3.4.19) 7. Create Gasket Flange olet dengan distance 200 8. Create Flange Gasket Valve Gasket Flange 9. Create olet dengan distance 200 Flange dengan distance 200 10. Create Gasket Valve Gasket Flange 11. Create Elbow dengan Spool 1000 Ketik di command line Dir D 35

Gambar 3.4.18 Type Valve Gambar 3.4.19 Type Instrument Gambar 3.4.20 Hasil perancangan jalur pipa-1 36

Setelah selesai klik toolbar Connect Branch (Tail to Last Member, klik apply). Membuat Jalur Pipa ke Pompa Klik pada toolbar Create Pipe, isi nama pipe dengan nama 4 -CW-1321-1B. Klik specification, pilih 1B klik apply. Klik attributes, pilih pipe bore 100. Pada Connect Branch, pilih Tail to Nozzle (karenaa arah fluida menuju nozzle pompa) ). Berikut isikan komponen-komponennya : 1. Create Gasket WN Flange 2. Create Reducer, pilih Eccentric Reducer 2 x4 rubah posisi reducer menjadi Top of Face. Klik toolbar Orientate Component Offset. Gambar 3.4.21 Rotate Reducer 3. Create WN Flange dengan spool 5000 Gasket Filter Gasket 4. Create Valve (Pilih jenis valve sesuai dengan gambar 3.4.18) 5. Create Gasket WN Flange Equal Tee Spool 4000 6. Rubah posisi Tee dengann Modify Component Route 7. Klik pada posisi Split Route, klik apply 8. Create Equal Tee (Thro id Cursor dengan nozzle pompa) 9. Create Equal Tee (Thro id Cursor dengan nozzle tangki) 10. Create Elbow (Thro id Cursor dengan pipa 4 -CW-1312-1B ) 11. Connect Branch Head to First Member, klik apply 37

Gambar 3.4.22 Hasil perancangan jalur pipa-2 Untuk perancangan jalur pipa selanjutnya, ikuti sesuai dengan gambar yang ada pada Drawing P&ID. Untuk pipa yang berwarna merah adalah pipa yang sudah dijelaskan diatas. Yaitu Line Number 4 -CW-1312-1B dan 4 -CW- software 1321-1B. Berikut hasil perancangan jalur pipa yang telah dibuat dengan menggunakan PDMS. Gambar 3.4.23 Hasil lengkap perancangan jalur pipa 38

3.5 Hasil Data dari PDMS Perancangan gambar 3D dengan software PDMS sangat membantu sekali para untuk pekerjaan dalam tahap fase engineering. Tetapi data-data yang akan diajukan kepada Client (pemegang modal) tidak dalam bentuk 3D melainkan dalam bentuk gambar 2D secara detail dan jelas. Biasanya dataa yang dikeluarkan oleh software PDMS dalam bentuk : 1. Drawing Layout 2. Drawing Isometric 3. Drawing Detail Berikut hasil keluaran data gambar dari software PDMS : Gambar 3.5.1 Piping Layout 39

Berikut hasil Isometric Drawing dan Material Take Off pada pipa Line Number 4 -CW-1312-1B Gambar 3.5.2 Isometric Drawing & Material Take Off (4 -CW-1312-1B) 40

Berikut hasil Isometric Drawing dan Material Take Off pada pipa Line Number 4 -CW-1321-1B Gambar 3.5.3 Isometric Drawing & Material Take Off (4 -CW-1321-1B) (Sumber : data pribadi 41