Your Federal Quarterly Tax Payments are due April 15th

# College e51 Inleiding Railbouwkunde - PowerPoint by 1ygrs3W6

VIEWS: 0 PAGES: 52

• pg 1
```									Bab 9 Pressure Components design

BAB IX
DESIGN OF PRESSURE
COMPONENTS

 Pipa dengan tekanan internal
 Pipa dengan tekanan eksternal
 Bends
 Percabangan
 Flexibilitas

1
Desain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem Perpipaan
Bab 9 Pressure Components design

9.1 Tebal Minimum Pipa yang menerima
tekanan internal
   Tebal minimum diding pipa yang mendapat beban
internal harus ditentukan sbb:
1. Untuk t < D/6
PD
tm                c
2(SE q  PY )

t   = tebal dinding pipa, in
P   = tekanan internal relatif (gauge pressure), psig
D   = diameter luar pipa, in
E   = faktor kualitas
S   = tegangan yang diijinkan (hot stress),
Y   = koefisien sifat material
c   = mechanical + corrosion + erosion allowances  0.02 in
2
Desain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem Perpipaan
Bab 9 Pressure Components design

 Koefisien sifat material, Y
 Untuk t < d/6
Temp                    9000F 9500F 10000F                 10500F        11500F     11500F
Material

Ferritic Steel              0.4          0.5       0.7            0.7            0.7     0.7
Austenitic Steel            0.4          0.4       0.4            0.4            0.5     0.7
Cast iron                   0.4           -          -             -              -       -
Non ferrous metal           0.4           -          -             -              -       -

 Untuk t  d/6                     d  2c
Y
D  d  2c
d = diameter dalam pipa = D-2t, in

3
Desain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem Perpipaan
Bab 9 Pressure Components design

 Factor kualitas, Eq

E q  E c E jE s

Ec = casting quality factor  0.85  1.0
Ej = joint quality factor    0.6  1.0
Es = structural grade quality factor  0.92

Type of suplementary examination                         Ec
Surface examination (0.25 m Ra)                       0.85
Magnetic particle method                               0.85
Ultrasonic examination                                 0.85
Type 1 & 2                                             0.90
Type 1 & 3                                             1.00
Type 2 & 3                                             1.00
4
Desain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem Perpipaan
Bab 9 Pressure Components design

Factor kualitas joint (straight & spiral longitudinal weld)

Type of Joint                                        Examination                       Ej

Furnace but weld                                     A. r. b. s.                       0.6
Electric resistance weld                             A. r. b. s.                       0.85
Electric fusion weld (single butt)                   A. r. b. s.                       0.80
Electric fusion weld (single butt)                   Spot radiograph                   0.90
Electric fusion weld (single butt)                   100% radiograph                   1.00
Electric fusion weld (double butt)                   A. r. b. s.                       0.85
Electric fusion weld (double butt)                   Spot radiograph                   0.90
Electric fusion weld (double butt)                   100% radiograph                   1.00
By ASTM A211 specification                           A. r. b. s.                       0.75
Double submerged arc weld (API)                      radiograph                        0.95

5
Desain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem Perpipaan
Bab 9 Pressure Components design

   Persamaan alternatif untuk menghitung tebal
minimum pipa :
PD
t
2SE q

D             
1  SE q  P 
t
2
    SE q  P 

P ( d  2c )
t
2[SE q  P(1  Y )]

2. Untuk t > D/6 (pipa tebal) atau P/SE > 0.385
 perlu pertimbangan khusus : teori kegagalan, thermal
stress, fatigue, dll
6
Desain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem Perpipaan
Bab 9 Pressure Components design

9.2 Penentuan Diameter Luar
   Dalam perhitungan tebal diperlukan diameter luar pipa
   Diameter luar dihitung : D = d + 2t
   d = diameter dalam dihitung dari konservasi massa
fluida yang mengalir

Q  A.V
4Q
 2                                 d
A d                                            V
4
Q = kapasitas aliran fluida, in3/s
A = luas penampang, in2
V = kecepatan aliran, in/s
7
Desain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem Perpipaan
Bab 9 Pressure Components design

Kecepatan maksimum aliran fluida dalam pipa

Jenis fluida                     Kecepatan maksimum
[ft/s]
Uap untuk proses                              120  150
Slurry                                   5  10
Uap air                                 100  130
Air                                    6  10
Fluida cair                                100/1/2

8
Desain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem Perpipaan
Bab 9 Pressure Components design

9.3 Penentuan Diameter Nominal
   Setelah tm ditentukan  pemilihan ukuran pipa komersial
Dimensi standard
   Pilih pipa dengan d yang diperlukan dan tm > tm-dihitung
 diameter nominal & schedule

9
Desain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem Perpipaan
Bab 9 Pressure Components design

10
Desain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem Perpipaan
Bab 9 Pressure Components design

    CONTOH SOAL
Tentukan tebal dinding sebuah pipa dengan diameter eksternal D =
8.625 inch dengan kondisi rancang T = 500F dan P = 850 psig
   menghitung tebal dinding pipa.
PD
tm                   c
2(SE q  PY )

E = Faktor kualitas, adalah faktor pereduksi tegangan yang diijinkan yang
harganya didasarkan pada proses pembuatan pipa. Harga E berkisar
antara 0.6, yaitu untuk furnace butt weld (FBW) dan 1.0 untuk seamless
pipa (pipa tak berkampuh)  0.85

Y = Faktor kompensasi tegangan temperatur dipergunakan untuk
mengakomodasi kenyataan bahwa penurunan tegangan yang diijinkan
S = allowable stress (hot stress) 18 900 psi
11
Desain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem Perpipaan
Bab 9 Pressure Components design

 Tebal dinding pipa berdasarkan mechanical strength :
8.625  850
t                                 0.223 inch
218900  0.85  0.4  850 

 Tebal minimum dinding pipa :
tm = t + (corrosion Allowance) + (mill tolerance)
= 0.223 + 0.063 + 0.010 = 0.296 inch

 Pipa komersial dengan tebal dinding yang terdekat di atas tm adalah :

Dnom = 8 inch
Schedule 40 dengan tnom = 0.322 inch

12
Desain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem Perpipaan
Bab 9 Pressure Components design

9.4 Penentuan Tebal Pipa yang Mendapat
Beban Tekanan Eksternal

   Pipa mengalami tekanan eksternal (atmosfir) jika tekanan
di dalam lebih kecil dari tekanan atmosfir (ex: vakum)
   Pipa yang lebih kecil dari pipa konsentris juga mendapat
tekanan eksternal jika tekanan di pipa besar lebih tinggi
   Pipa (tube) di dalam vessel dapat mengalami tekanan
internal, jika tekanan vessel > tekanan tube
   Prosedur penentuan tm                                  ASME Boiler &
Pressure Vessel
Code Section VIII,
Division I
13
Desain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem Perpipaan
Bab 9 Pressure Components design

A. Untuk D/t  10

1. Ambi suatu harga t (anggapan) dan hitunglah rasio L/Do dan Do /t.

2. Dengan kedua harga L/Do dan Do /t, masuklah ke charts, charts
UGO-28.0 yang terdiri dari dua buah charts

 untuk harga L/Do 50.0, pakailah harga L/Do = 50, sedang

 untuk harga L/Do  0.05, pakailah harga L/Do = 0.0

3. Tentukan titik potong antara kurva Do/t (dari hasil perhitungan pada
langkah 1 ) dan garis horizontal L/Do (hasil perhitungan pada
langkah 1). Titik potong tersebut boleh berupa titik hasil interpolasi
untuk harga D0/t yang terletak di antara dua harga Do/t yang ada di
charts. Dari titik potong (atau titik hasil interpolasi) tersebut, tarik
garis vertikal ke bawah dan bacalah harga faktor A.

14
Desain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem Perpipaan
Bab 9 Pressure Components design

4. Dengan harga A yang diperoleh dari langkah 3, masuklah ke chart
ke-3 untuk material pipa. Dengan harga A, buatlah garis vertikal
sampai memotong garis yang menunjukan garis temperatur
rancang. (boleh dilakukan interpolasi untuk menentukan titik
potong).

Garis vertikal yang dibuat melalui titik A dengan harga yang diperoleh
pada langkah 3, disamping dapat memotong garis temperatur rancang,
dapat pula tidak memotong garis temperatur rancang tersebut karena (1)
garis vertikal tersebut terletak di sebelah kiri titik potong antara garis
temperatur rancang dan sumbu horizontal (dalam hal ini, lihat langkah 7
untuk menentukan faktor B ) dan (2) garis vertikal terletak diluar sumbu
vertikal kanan atau harga A  harga A terbesar pada chart. Untuk kasus
terakhir harga faktor B di anggap harga terbesar pada garis temperatur

5. Dari titik potong yang diperoleh pada langkah 4, dapat di baca
harga faktor B.

15
Desain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem Perpipaan
Bab 9 Pressure Components design

6. Dengan harga faktor B yang diperoleh pada langkah 5, dapat
dihitung harga tekanan eksternal maksimum yang diijinkan,
dari rumus berikut :
4B
Pa 
3D o / t 
7. Untuk harga A yang terletak disebelah kiri garis temperatur
rancang, dihitung dari rumus berikut :

2AE
Pa 
3 Do / t

8. Bandingkan harga yang dihitung pada langkah 6 atau langkah 7
dengan harga P. Jika harga Pa < p, maka ulangilah prosedur 1 s/d
8 dengan memilih harga t yang lebih besar. Iterasi tersebut
dilakukan terus sampai diperoleh harga t yang menghasilkan yang
lebih besar dari P
16
Desain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem Perpipaan
Bab 9 Pressure Components design

17
Desain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem Perpipaan
Bab 9 Pressure Components design

18
Desain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem Perpipaan
Bab 9 Pressure Components design

19
Desain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem Perpipaan
Bab 9 Pressure Components design

20
Desain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem Perpipaan
Bab 9 Pressure Components design

21
Desain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem Perpipaan
Bab 9 Pressure Components design

22
Desain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem Perpipaan
Bab 9 Pressure Components design

   CONTOH SOAL
Tentukan tebal dinding pipa lurus dengan diameter eksternal 10.75
inch, terbuat dari baja karbon, beroperasi pada temperatur 3000 F
dan mengalami beban eksternal 350 psig. Pipa tersebut panjang
sekali.
1. Misalkan t = 0.365 inch, maka
 L/Do = 50 (sebenarnya L/Do >50, tapi untuk L/Do > 50, maka
dipakai harga L/Do =50 )
 Do/t = 10.75/0.365 = 29.45
2&3. Dengan L/Do = 50 dan Do/t = 29.45, maka dari chart 5 - UGO - 28.0
diperoleh harga A= 0.00122
4&5 Dengan harga A = 0.00122 dan chart untuk baja karbon dengan
temperatur rancang 3000F, diperoleh harga B = 11600

23
Desain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem Perpipaan
Bab 9 Pressure Components design

6.                 4  11600
Pa                      525psig
3  29.45

7.   Check : Pa = 525 psig > P = 300 psig

    Karena itu pipa denga tebal dinding t = 0.365 inch cukup kuat untuk
menahan beban tekanan eksternal sebesar 350 psig.

    Apakah perlu dilakukan iterasi dengan memilih tebal dinding yang lebih
kecil, karena t = 0.365 inch mungkin terlalu kuat ?

24
Desain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem Perpipaan
Bab 9 Pressure Components design

9.5 Penentuan Tebal Belokan Pipa

1. Pipe Bends
   Pipe bends terbuat dari pipa lurus yang
dibengkokkan
   Untuk pipe bend, tebal minimum diding pipa setelah
dibengkokkan tidak boleh lebih kecil dari tm pipa
lurus
2. Elbow
   Dibuat dengan cara di cor
   Kekuatannya menahan tekanan internal dihitung
dengan cara pada paragraf 304.7.2 (B31.3)
25
Desain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem Perpipaan
Bab 9 Pressure Components design

3. Multiple Mitter Bend
Pipa belok yang terbuat dari potongan-potongan pipa lurus
Pm = tekanan internal maksimum yang
r2 = jari-jari rata-rata pipa dengan
memakai tebal dinding nominal
R1 = jari-jari efektif miter bend,
didefinisikan sebagai jarak
terpendek dari garis sumbu pipa
ke garis potong dua bidang datar
dari sambung miter yang
bersebelahan
T = Tebal dinding pipa miter
 = sudut potong miter
 = sudut perubahan arah pada
sambungan miter = 2 
26
Desain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem Perpipaan
Bab 9 Pressure Components design

 Tekangan internal maksimum yang diijinkan haruslah harga
terkecil dari dua persamaan berikut :

SE T  c  
                Tc                
             SE T  c  R1  r2 
Pm                                                           Pm                        
 ( t  c)  0.643 tan  r T  c  
r2                               2                          r2      R1  05r2 
.
 haruslah < 22.50

4. Mitter Bend Tunggal
    Mitter dengan  < 22.50

SE T  c  
               Tc                 c = corrosion+errosion allowance

Pm 
r2       ( t  c)  0.643 ton r T  c   E = faktor kualitas
                        2         
S = tegangan yang diijinkan

27
Desain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem Perpipaan
Bab 9 Pressure Components design

A    D
 Batasan harga R1 (B31.3)                      R1       
tan  2
 A mempunyai harga empirik sbb :
English unit                                                   SI
(T-c), inch                    A                      (T-c), mm                      A
 0.5                       1.0                          13                       25
0.5  (T-c) 0.88             2 (T-c)                 13  (T-c) 22                  2 (T-c)
0.88              [2(T-c)/3] + 1.17                     22                [2(T-c)/3] + 30

Tebal dinding pipe bends dan tebal dinding segmen-segmen
belokan miter yang mengalami tekanan eksternal dapat ditentukan
dengan cara yang sama dengan cara yang dipakai untuk
menentukan tebal dinding pipa lurus yang menerima tekanan
eksternal
28
Desain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem Perpipaan
Bab 9 Pressure Components design

   CONTOH SOAL
Hitunglah tekanan internal maksimum yang diijinkan untuk pipa
belokan miter dengan diameter 36 inch dari tebal dinding nominal
0.375 inch yang dibuat dari A 515 Gr. 60 (material pelat), dengan
temperatur = 500 F, C=0.1 inch, E= 1.0, = 1.5 x 36 = 54 inch, = 0.5,
toleransi pembuatan (plate mill under-run tolerance) = 0.01 inch.
1. Perhitungan tekanan internal maksimum untuk pipa miter ganda :
untuk  = 22.5 ,

 dari persamaan (1):
SET  c                Tc
Pm              x
r2       T  c  0.643 tan  r2 T  c
dengan        S = 17300 psi
T = 0.375 - 0.010 = 0.365 inch
r2 = 0.536 – 0.375) = 17.8125 inch
29
Desain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem Perpipaan
Bab 9 Pressure Components design

Tekanan maksimum
17300 x 0.365  0.1                      0.365  0.1
Pm 
        
x
17 .8125           (0.365  0.1  0.643 tan 22 .5o 17 .8125 x 0.215 )

Pm  80psig

 dari persamaan (2) :

SE T  c  R1  r2 
Pm                        
r2      R1  05r2 
.

17300 x 0.365  0.1      54  17 .8125
Pm                          x                       206 psig
17 .8125           54  0.5x17 .8125 

Kesimpulan : Pm = 80 psig

30
Desain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem Perpipaan
Bab 9 Pressure Components design

2. Perhitungan tekanan internal maksimum untuk pipa miter tunggal

 dengan R1= 36 inch, diperoleh
SET  c                 Tc
Pm                 x
r2        T  c  1.25 tan  r2 T  c
17300x 0.265                   0.265
                x                                     37 psig
17.8125      0.265  1.25x 0.577 17.8125x 0.265

 Berdasarkan B31.3 R1 minimum adalah (untuk T-c < 0.5)

A D     1.0       36
=                 R1                      20 .4 inch
          
22.50
tg 2 tg 22 .5 o
2

 = 22.50          R1  19 .7 inch

31
Desain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem Perpipaan
Bab 9 Pressure Components design

32
Desain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem Perpipaan
Bab 9 Pressure Components design

9.6 Penentuan Tebal Penguat Percabangan
   Percabangan pipa terdiri dari pipa utama, dan pipa cabang, yang
utama.
pipa utama dibuat lubang  sebagian permukaan pipa utama
dibuang.
   Dengan dibuatnya lubang, maka luas potongan aksial (dimana hoop
stress bekerja) akan berkurang  pipa utama diperlemah.
   Sebenarnya pipa dengan dimensi standard yang dipilih mempunyai
tebal dinding > tm, maka ‘kelebihan” tebal tersebut dapat menjadi
kompensasi berkurangnya luas potongan aksial yang terbuang.
   Dasar pemikiran inilah yang dipakai Code dalam melakukan analisis
kekuatan percabangan pipa. Metode tersebut dinamakan area
replacement method atau Metode kompensasi.
33
Desain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem Perpipaan
Bab 9 Pressure Components design

34
Desain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem Perpipaan
Bab 9 Pressure Components design

   Dalam analisis metode kompensasi, tebal dinding pipa diperinci
dalam tebal-tebal, yang dalam perkembanganya berasal dari urutan
berikut:

   t = tebal dinding pipa yang dihitung                             PD     
t             
   tm = t + c                                                  2 SE  PY 
   tnom = tm + mill tolerance + tebal lebih

   Variabel :                                        0.125 tnom
T’ = tebal dinding pipa nominal
t = tebal dinding pipa sesuai mechanical strength
c = corrosion + erosion allowance
tm = tebal dinding pipa minimum yang diperlukan
T = tebal dinding pipa minimum dari pipa standard yang dipilih
T = T’ - mill tolerance
Subskrip : b  pipa cabang
h  pipa utama
35
Desain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem Perpipaan
Bab 9 Pressure Components design

   Tebal lebih    = T’ – (t + c + mill tolerance)
= T – (t-c)

   Luas dinding pipa utama yang terbuang
A1 = th d1  tegak lurus
A1 = th d1 (2 – sin )  miring

   Luas lebih pada pipa utama (karena tebal lebih)
A2 = (2d2 – d1)(Th – th – c)

   Luas lebih pada pipa cabang
A3 = 2L4(Th – th – c)/sin

36
Desain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem Perpipaan
Bab 9 Pressure Components design

   Variabel
d1 = panjang efektif (pipa utama) yang terbuang untuk pipa
cabang
d2 = setengah lebar dari daerah penguat, yaitu panjang dan luas
lebih pada pipa utama, yang besarnya diambil harga terbesar
di antara dua harga berikut :

d 2  d1                   d 2  Tb  c   Th  c   d1 / 2
dengan batasan : d2  Dh
L4 = tinggi daerah penguat (yaitu panjang dari luas lebih) pada
pipa cabang, yang harganya diambil yang terkecil dari dua
harga berikut

L 4  2.5Th  c                        L4  2.5Tb  c  Tr
Tr = tebal dinding minimum dari pelat penguat, jika ternyata diperlukan
37
Desain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem Perpipaan
Bab 9 Pressure Components design

   Kriteria kekuatan
    Percabangan pipa dengan lubang pada pipa utama
dinyatakan kuat jika

A 2  A 3  A 4 las  A1

   jika kriteria di atas tidak dipenuhi  ditambahkan penguat

A 2  A 3   A 4  las   A 4  penguat   A 4  laspenguat  A 1

38
Desain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem Perpipaan
Bab 9 Pressure Components design

   CONTOH SOAL
Hitunglah replacement area untuk percabangan pipa berikut:
Pipa utama : NPS 8, Schedule 40, ASTM A 53 Gr., B ERW
Pipa cabang: NPS 4, Schedule 40, ASTM A 53 Gr., B SMLS
P = 600 psig, temperatur = 400 F dan C = 0.10 inch
mill tolerance = 0.01 inch untuk pipa utama
mill tolerance = 0.02 inch untuk pipa cabang

Dari tabel pipa standard diperoleh :
Dh = 8.625 inch
T’h = 0.322 inch
Db = 4.500 inch
T = 0.237 inch
Dari tabel material, diperoleh
Sh = SE = 20.000 x 0.85 = 17.000 psi
Sb = 20.000 psi
39
Desain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem Perpipaan
Bab 9 Pressure Components design

Dihitung :
Th = T’ - mill tolerance = 0.312 inch
Tb = 0.207 inch
d1 = Db – 2(Tb-c) = 4.5 – 2(0.207-0.10) = 4.286 inch
d2 = dipilih harga terbesar antara d1 atau (Tb-c)+(Th-c) + d1/2
= 4.286 inch
L4 : 2.5(0.207 – 0.10) + 0 = 0.267 inch

Tebal pipa :             PD                              t h  0.150 inch
t             :
2 SE  PY                         t b  0.067 inch

Luas pipa utama yang terbuang oleh lubang :

A 1  t h xd 1  2  sin   0.643inch 2

40
Desain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem Perpipaan
Bab 9 Pressure Components design

Luas lebih :

A 2  2d 2 d 1 Th  t h  c  0.266inch 2
A 3  2L 4 Tb  t b  c  0.021inch 2
A 4  0.055inch 2                          t c  0166inch
.

A 2  A 3  A 4  0.342inch 2

Dengan membandingkan kedua harga luas di atas ditemukan bahwa

A 2  A 3  A 4  A1

Sehingga dapat disimpulkan bahwa diperlukan metal penguat.

41
Desain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem Perpipaan
Bab 9 Pressure Components design

Luas metal penguat yang diperlukan dapat dihitung sebagai berikut :

   Total ruang yang tersedia untuk metal penguat

A 4  penguat  2d 2  D b Tr
   Total ruang yang tersedia untuk metal penguat

A4 laspenguat  2t c2  2 x 0.0055  1.325
   Jika dipilih : Tr = ……….

   maka (A4)penguat = ……….

   sehingga :
A2  A3  A4  A4 penguat  A4 laspenguat  A1

42
Desain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem Perpipaan
Bab 9 Pressure Components design

9.7 Fleksibiltas Sistem Perpipaan
   Sebuah sistem perpipaan dikatakan mempunyai fleksibilitas yang
cukup atau baik, bila sistem perpipaan tersebut
   dapat mengalami perubahan panjang akibat ekspansi atau
kontraksi termal
   gerak titik tumpu sistem perpipaan tanpa mengalami
kerusakan-kerusakan :
    kegagalan sistem perpipaan atau titik-titik tumpunya akibat
tegangan berlebih atau akibat lelah
    tegangan yang merusak atau distorsi yang dialami sistem
perpipaan, katup atau peralatan yang tersambung dengan
sistem perpipaan akibat beban gaya atau momen yang

43
Desain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem Perpipaan
Bab 9 Pressure Components design

 Persyaratan khusus ANSI/ASME mencantumkan beberapa tentang
fleksibilitas yang harus dipenuhi oleh sistem perpipaan :
   range tegangan hasil perhitungan, SE di setiap titik sistem
perpipaan akibat perpindahan titik tidak boleh melebihi daerah
tegangan yang diijinkan (the allowable stress range, SA )
   gaya reaksi hasil perhitungan tidak merusak titik tumpu sistem
perpipaan atau peralatan yang tersambung dengan sistem
perpipaan
   perpindahan sistem perpipaan hasil perhitungan haruslah

44
Desain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem Perpipaan
Bab 9 Pressure Components design

 Sistem perpipaan yang tidak memerlukan analisis fleksibilitas:
   sistem perpipaan yang merupakan duplikat sistem perpipaan
   sistem perpipaan yang dengan mudah dapat dinilai mempunyai
fleksibilitas yang cukup bila dibandingkan dengan sistem
perpipaan yang fleksibilitasnya telah dianalisis sebelumnya
   sistem perpipaan dengan ukuran seragam, yang ditumpu
dengan hanya dua titik tumpu tanpa ada titik restraint diantara
keduanya, dan yang memenuhi ketentuan empirik berikut :

D     = diameter luar pipa, dalam inch (atau mm)
y     = perpindahan resultante total, dalam inch (mm)
Dy
 K1        L     = panjang pipa di antara dua titik tumpu, dalam ft (m)
L  U 2
U     = jarak antara kedua titik tumpu, dalam ft (m)
K     = 0.03 untuk satuan Inggris
= 208.3 untuk satuan metrik

45
Desain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem Perpipaan
Bab 9 Pressure Components design

 Persyaratan analisis formal :
   Sistem perpipaan yang tidak memenuhi salah satu dari ketiga
persyaratan diatas haruslah dianalisis dengan salah satu cara
analisis berikut : metode analisis sederhana, metode analisis
pendekatan (approximate analysis) atau metode analisis
komprehensif
   Metode komprehensif yang dapat diterima meliputi metode
analitik dan metode yang memakai charts, yang dapat
menghitung      gaya, momen dan tegangan-tegangan yang
ditimbulkan oleh displacement strains.
   Pada analisis komprehensif, faktor-faktor intensitas tegangan
pada komponen perpipaan selain pipa lurus haruslah
diperhitungkan. Komponen tersebut mempunyai kelebihan
fleksibilitas.
   Pada analisis fleksibilitas, maka semua komponen perpipaan
yang terletak antara dua anchor points haruslah diperlakukan
secara keseluruhan
46
Desain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem Perpipaan
Bab 9 Pressure Components design

 Tegangan Fleksibilitas :
     Displacement stress range, SE, dihitung berdasarkan rumus
berikut ini

SE  S2  S2
b    t

Sb = Resultan tegangan lentur
St = tegangan puntir = Mt/2Z
Z    = section modulus pipa

    Resultan tegangan lentur untuk pipa belok dihitung dengan
rumus

(i i Mi ) 2  (i 0 M 0 ) 2
Sb 
Z

47
Desain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem Perpipaan
Bab 9 Pressure Components design

    Resultan tegangan lentur untuk pipa belok dihitung dengan
rumus

(i i Mi ) 2  (i 0 M 0 ) 2
Sb                                           ii = faktor intensifikasi tegangan
Z                                  in-plane
i0 = faktor intensifikasi tegangan
out-plane
Mi = momen lentur in-plane
Mo = momen lentur out-plane
Mt = momen torsi

48
Desain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem Perpipaan
Bab 9 Pressure Components design

   Resultan tegangan lentur untuk percabangan pipa dihitung
dengan rumus
pipa utama

(i i Mi ) 2  (i 0 M 0 ) 2
Sb 
Z
pipa cabang

(i i M i ) 2  (i 0 M 0 ) 2
Sb 
Ze

Ze = section modulus efektif pipa cabang =  r22 Ts
r2 = jari-jari rata-rata pipa cabang
Ts = tebal efektif dinding pipa cabang, harga terkecil antara
Th’ dan (ii)(Tb’)
Th = tebal dinding pipa utama, diluar penguat
Tb’ = tebal dinding pipa cabang
49
Desain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem Perpipaan
Bab 9 Pressure Components design

   CONTOH SOAL
Sistem perpipaan dengan dua buah anchor seperti ditunjukkan pada
gambar, memiliki diameter luar OD = 8.625 in dan schedule 40,
terbuat dari baja carbon. Temperature rancang adalah 200o F,
sedangkan temperature instalasi adalah 70oF. Diketahui e = 0.99
in./100 ft pada 2000 F. Tentukanlah apakah sistem perpipaan dengan
dua anchor ini memerlukan analisis fleksibilitas.

50
Desain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem Perpipaan
Bab 9 Pressure Components design

Solusi :
 diameter luar, D = 8.625 in.
 regangan akibat perpindahan

Y  12  099 / 100  01188
.           .
y  Y  Z 2            2

Z  25  099 / 100  02475
.           .

y    01188
.
2
 0.2475  0.2745
2

 panjang pipa, L = 12 + 25 = 37 ft.
     jarak antara kedua anchor, U = (122 +252)1/2 = 27.73 ft.
     hitung :
DY/(L-U)2 = 8.625 X 0.2745/(37 - 27.72)2 = 0.0275 < 0.03

Dari analisis di atas dapat dilihat bahwa sistem perpipaan dengan
dua anchor ini tidak memerlukan analisis fleksisbilitas.
51
Desain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem Perpipaan
Bab 9 Pressure Components design

END OF CHAPTER IX

52
Desain, Fabrikasi, dan Inspeksi Sistem Perpipaan

```
To top