Bab 9 Pressure Components design
BAB IX DESIGN OF PRESSURE COMPONENTS
Pipa dengan tekanan internal Pipa dengan tekanan eksternal Bends Percabangan Flexibilitas
1
Bab 9 Pressure Components design
9.1 Tebal Mini Minimum mum Pipa yang menerima tekanan internal
Tebal minimum diding pipa yang mendapat beban internal harus ditentukan sbb: 1. Untuk t < D/6 tm t P D E " #
=
PD 2(SE q
+ PY)
+c
= tebal dinding pipa, in = tekanan internal relatif (gauge pressure), psig = diameter luar pipa, in = faktor kualitas = tegangan yang dii!inkan (hot stress), = koefisien sifat material = me#hani#al me#hani #all $ #orrosion $ erosion allo%an#es me#hani#a
&'&2 &'&2
in 2
Bab 9 Pressure Components design
9.1 Tebal Mini Minimum mum Pipa yang menerima tekanan internal
Tebal minimum diding pipa yang mendapat beban internal harus ditentukan sbb: 1. Untuk t < D/6 tm t P D E " #
=
PD 2(SE q
+ PY)
+c
= tebal dinding pipa, in = tekanan internal relatif (gauge pressure), psig = diameter luar pipa, in = faktor kualitas = tegangan yang dii!inkan (hot stress), = koefisien sifat material = me#hani#al me#hani #all $ #orrosion $ erosion allo%an#es me#hani#a
&'&2 &'&2
in 2
Bab 9 Pressure Components design
oefisien sifat material, " oefisien *ntuk *ntuk
t + d-
Temp Material
≤ 9000F
9500F
Ferritic Steel
0.4
0.5
0.7
Aute!itic Steel
0.4
0.4
"at ir#!
0.4
%#! &err#u metal
0.4
*ntuk *ntuk
t
d-
Y=
11500F
11500F≤
0.7
0.7
0.7
0.4
0.4
0.5
0.7
$
$
$
$
$
$
$
$
$
$
10000F
10500F
' + 2c D + ' + 2c
d = diameter dalam pipa = D.2t, in
Bab 9 Pressure Components design
0a#tor kualitas, E
Eq
= E c E E
E# = #asting uality fa#tor E ! = !oint uality fa#tor
÷ 1'& 1'& &'- ÷ 1'& 1'& &' &'3 &'3
Es = stru#tural grade uality fa#tor
&'42 &'42
Tpe #& upleme!tar e*ami!ati#!
Ec
Sur&ace e*ami!ati#! (0.25 µm + a)
0.,5
Ma-!etic particle met#'
0.,5
/ltra#!ic e*ami!ati#!
0.,5
Tpe 1 2
0.90
Tpe 1
1.00
Tpe 2
1.00 /
Bab 9 Pressure Components design
0a#tor kualitas !oint (straight 5 spiral longitudinal %eld) Tpe #& #i!t
E*ami!ati#!
E j
Fur!ace 3ut el'
A. r. 3. .
0.
Electric reita!ce el'
A. r. 3. .
0.,5
Electric &ui#! el' (i!-le 3utt)
A. r. 3. .
0.,0
Electric &ui#! el' (i!-le 3utt)
Sp#t ra'i#-rap
0.90
Electric &ui#! el' (i!-le 3utt)
1006 ra'i#-rap
1.00
Electric &ui#! el' ('#u3le 3utt)
A. r. 3. .
0.,5
Electric &ui#! el' ('#u3le 3utt)
Sp#t ra'i#-rap
0.90
Electric &ui#! el' ('#u3le 3utt)
1006 ra'i#-rap
1.00
ASTM A211 peci&icati#!
A. r. 3. .
0.75
D#u3le u3mer-e' arc el' (AP8)
ra'i#-rap
0.95
3
Bab 9 Pressure Components design
Persamaan alternatif untuk menghitung tebal minimum pipa : t =
t=
t=
PD
2SE q D 1 − SE q 2 SE q
− P + P
P(' + 2c) 2:SE q
− P(1 − Y)
2. Untuk t > D/6 (pipa tebal) atau P/! P/! > > ".#$% perlu perlu
pertimbangan khusus : teori kegagalan, thermal stress, stress, fatigue, dll -
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 dihitung dari konser7asi konser7asi massa massa fluida yang mengalir < = A.; A=
π 4
'
2
'=
4<
π;
8 = kapasitas aliran fluida, in s 9 = luas penampang, in 2 = ke#epatan aliran, ins 6
Bab 9 Pressure Components design
e#epatan maksimum aliran fluida dalam pipa e!i &lui'a
=ecepata! ma>imum :&t?
/ap u!tu> pr#e
120 ÷ 150
Slurr
5 ÷ 10
/ap air
100 ÷ 10
Air
÷ 10
Flui'a cair
100? ρ1?2
Bab 9 Pressure Components design
9.3 Penentuan Diameter Nominal
etelah tm ditentukan pemilihan pemilihan ukuran pipa komersial Dimensi standard
Pilih pipa dengan d yang diperlukan dan tm ; ; tm.dihitung
diameter nominal & schedule
4
Bab 9 Pressure Components design
1&
Bab 9 Pressure Components design
&''* '+, Tentukan tebal dinding sebuah pipa dengan diameter eksternal D = '-23 in#h dengan kondisi ran#ang T = 3&& °0 dan P = 3& psig
menghitung tebal dinding pipa' menghitung
tm
=
PD 2(SE q
+ PY)
+c
E = 0aktor kualitas, adalah faktor pereduksi tegangan yang dii!inkan yang harganya didasarkan pada proses pembuatan pipa'
) dan 1'& untuk seamless pipa (pipa tak berkampuh) &'3 &'3 " = 0aktor kompensasi tegangan temperatur dipergunakan untuk mengakomodasi kenyataan bah%a penurunan tegangan yang dii!inkan pada temperatur 4&& °0 adalah tidak linear' ) &' &' / = allo%able stress (hot stress) 1 4&& psi 11
Bab 9 Pressure Components design
Tebal dinding pipa berdasarkan me#hani#al strength : t=
,.25 × ,50 2(1,900 × 0.,5 + 0.4 × ,50)
= 0. 22 i!c
Tebal minimum dinding pipa : tm = t $ (#orrosion 9llo%an#e) $ (mill toleran#e) = &'22 $ &'&- $ &'&1& &'&1& = &'24&'24- in#h in#h
Pipa komersial dengan tebal dinding yang terdekat di atas t m adalah : D = in#h Dnom in#h nom #hedule = &'22 in#h = #hedule /& /& dengan dengan ttnom nom
12
Bab 9 Pressure Components design
9.4 Penentuan Tebal Pipa yang Mendapat Beban Tekanan Ekternal
Pipa mengalami tekanan eksternal (atmosfir) !ika tekanan di dalam lebih ke#il dari tekanan atmosfir (e?: 7akum)
Pipa yang lebih ke#il dari pipa konsentris !uga mendapat tekanan eksternal !ika tekanan di pipa besar lebih tinggi
Pipa (tube) di dalam 7essel dapat mengalami tekanan internal, !ika tekanan 7essel ; tekanan tube
Prosedur penentuan t m
9@E 9@E oiler 5 Pressure essel Aode e#tion BBB, Di7ision B 1
Bab 9 Pressure Components design
+. Untuk D/t ≥ 1" 1"
1' 9mbi suatu harga t (anggapan) dan hitunglah rasio CD o dan Do t' 2' Dengan kedua harga CD o dan Do t, masuklah ke #harts, #harts *.2'& yang terdiri dari dua buah #harts
>3&'&, pakailah harga CD o = = 3&, sedang
untuk untuk
harga CD o
untuk untuk
harga CD o < &'&3, &'&3, pakailah harga CD o = = &'&
' Tentukan titik potong antara kur7a D ot (dari hasil perhitungan pada langkah 1 ) dan garis horiFontal CD o (hasil perhitungan pada langkah 1)' Titik potong tersebut boleh berupa titik hasil interpolasi untuk harga D&t yang terletak di antara dua harga D ot yang ada di #harts' Dari titik potong (atau titik hasil interpolasi) tersebut, tarik garis 7ertikal ke ba%ah dan ba#alah harga faktor 9' 1/
Bab 9 Pressure Components design
/' Dengan harga 9 yang diperoleh dari langkah , masuklah ke #hart #hart ke. untuk material pipa' Dengan harga 9, buatlah garis 7ertikal sampai memotong garis yang menun!ukan garis temperatur ran#ang' (boleh dilakukan interpolasi untuk menentukan titik potong)' aris 7ertikal yang dibuat melalui titik 9 dengan harga yang diperoleh pada langkah , disamping dapat memotong garis temperatur ran#ang, dapat pula tidak memotong garis temperatur ran#ang tersebut karena (1) garis 7ertikal tersebut terletak di sebelah kiri titik potong antara garis temperatur ran#ang dan sumbu horiFontal (dalam hal ini, lihat langkah 6 untuk menentukan faktor ) dan (2) garis 7ertikal terletak diluar sumbu 7ertikal kanan atau harga 9 > harga harga 9 terbesar pada #hart' *ntuk kasus terakhir harga faktor di anggap harga terbesar pada garis temperatur ran#ang pada #hart'
3' Dari titik potong yang diperoleh pada langkah /, dapat di ba#a harga faktor ' 13
Bab 9 Pressure Components design
-' Dengan harga faktor yang diperoleh pada langkah 3, dapat dihitung harga tekanan eksternal maksimum yang dii!inkan, dari rumus berikut :
Pa
=
4 ( D # ? t )
6' *ntuk harga 9 yang terletak disebelah kiri garis temperatur ran#ang, dihitung dari rumus berikut :
Pa
=
2AE ( D # ? t)
' andingkan harga yang dihitung pada langkah - atau langkah 6 dengan harga P' Gika harga Pa + + p, maka ulangilah prosedur 11 sd dengan memilih harga t yang lebih besar' Bterasi tersebut dilakukan terus sampai diperoleh harga t yang menghasilkan yang lebih besar dari P
1-
Bab 9 Pressure Components design
16
Bab 9 Pressure Components design
1
Bab 9 Pressure Components design
14
Bab 9 Pressure Components design
2&
Bab 9 Pressure Components design
21
Bab 9 Pressure Components design
22
Bab 9 Pressure Components design
&''* '+, Tentukan tebal dinding pipa lurus dengan diameter eksternal 1&'63 in#h, terbuat dari ba!a karbon, beroperasi pada temperatur && 0 0 0 dan mengalami beban eksternal 3& psig' Pipa tersebut pan!ang sekali' 1' @isalkan t = &'-3 in#h, maka
CDo = 3& (sebenarnya CD o @3&, tapi untuk CDo @ 3&, maka
dipakai harga CDo =3& )
Dot = 1&'63&'-3 = 24'/3
25' Dengan CDo = 3& dan Dot = 24'/3, maka dari #hart 3 . * . 2'& diperoleh harga 9= &'&&122 /53 Dengan harga 9 = &'&&122 dan #hart untuk ba!a karbon dengan temperatur ran#ang && 00, diperoleh harga = 11-&&
2
Bab 9 Pressure Components design
-'
6'
Pa
× 1100 = = × 29.45 4
525pi-
Ahe#k : Pa = 323 psig @ P = && psig
arena itu pipa denga tebal dinding t = &'-3 in#h #ukup kuat untuk menahan beban tekanan eksternal sebesar 3& psig'
9pakah perlu dilakukan iterasi dengan memilih tebal dinding yang lebih ke#il, karena t = &'-3 in#h mungkin terlalu kuat H
2/
Bab 9 Pressure Components design
9.! Penentuan Tebal Belokan Pipa 1' Pipe ends
Pipe bends terbuat dari pipa lurus yang dibengkokkan
*ntuk pipe bend, tebal minimum diding pipa setelah dibengkokkan tidak boleh lebih ke#il dari t m pipa lurus
2' Elbo%
Dibuat dengan #ara di #or
ekuatannya menahan tekanan internal dihitung dengan #ara pada paragraf &/'6'2 &/'6'2 (1') (1') 23
Bab 9 Pressure Components design
' @ultiple @itter end Pipa belok yang terbuat dari potongan.potongan pipa lurus Pm = = tekanan internal maksimum yang dii!inkan ter!adi di miter bends r 2 = = !ari.!ari rata.rata pipa dengan r memakai tebal dinding nominal I1 = !ari.!ari efektif miter bend, didefinisikan sebagai !arak terpendek dari garis sumbu pipa ke garis potong dua bidang datar dari sambung miter yang bersebelahan T = Tebal dinding pipa miter
θ = sudut potong miter α = sudut perubahan arah pada sambungan miter = 2 θ
2-
Bab 9 Pressure Components design
Tekangan internal maksimum yang dii!inkan haruslah harga harga terke#il dari dua persamaan berikut : Pm
=
SE ( T − c)
+ 1 − r 2 P = SE( T − c) (t − c) + 0.4 ta! θ r 2 ( T − c) m r 2 + 1 − 0.5r 2
r 2
T−c
θ haruslah haruslah + 22'3 & /' @itter end Tunggal
+ 22'3& @itter dengan θ + Pm
=
SE( T − c ) r 2
T−c
( t − c) + 0.4t#! θ
# = #orrosion$errosion allo%an#e r 2 ( T − c ) E = faktor kualitas = tegangan yang dii!inkan
26
Bab 9 Pressure Components design
atasan harga I 1 (1') (1')
+ 1
=
A
+
ta! θ
D 2
9 mempunyai harga empirik sbb : English unit
B
(T$c) i!c
A
(T$c) mm
A
≤ 0.5 0.5 < (T$c)< 0.,, ≥0.,,
1.0
≤ 1
25
2 (T$c)
1 < (T$c)< 22
2 (T$c)
:2(T$c)? B 1.17
≥ 22
:2(T$c)? B 0
Tebal dinding dinding pipe pipe bends dan dan tebal dinding dinding segmen.segmen segmen.segmen belokan belokan miter miter yang yang mengalami mengalami tekanan tekanan eksternal dapat dapat ditentukan ditentukan dengan dengan #ara #ara yang yang sama sama dengan dengan #ara #ara yang yang dipakai dipakai untuk untuk menentukan menentukan tebal tebal dinding dinding pipa pipa lurus lurus yang yang menerima menerima tekanan tekanan eksternal eksternal 2
Bab 9 Pressure Components design
&''* '+,
Pm
=
SE ( T − c )
dengan
r 2
*
T−c
( T − c ) + 0.4 ta! θ r 2 ( T − c)
= 16&& psi T = &'63 . &'&1& = &'-3 in#h r 2 = = &'3- J &'63) = 16'123 in#h 24
Bab 9 Pressure Components design
Tekanan maksimum Pm
=
1700 * ( 0.5 − 0.1) 17.,125
*
( 0.5 − 0.1) (0.5 − 0.1 + 0.4 ta! ( 22.5# ) 17.,125* 0.215)
= ,0pi-
Pm
dari persamaan (2) : dari
Pm
Pm
=
=
SE( T − c) r 2
+ 1 − r 2 + 1 − 0.5r 2
1700* ( 0.5 − 0.1) 17.,125
*
54 − 17.,125 54 − ( 0.5*17.,125)
=
20 pi-
esimpulan : Pm = = & psig esimpulan &
Bab 9 Pressure Components design
2' Perhitungan tekanan internal maksimum untuk pipa miter tunggal dengan I1= - in#h, diperoleh
Pm
= =
SE ( T − c ) r 2
*
T−c
( T − c) + 1.25 ta! θ r 2 ( T − c )
1700 * 0.25 17.,125
*
0.25 0.25 + 1.25* 0.577 17.,125* 0.25
= 7 pi-
minimum adalah (untuk T.# + &'3) erdasarkan 1' I 1 minimum
A
+ 1
=
θ = = 22'3&
+ 1
= 19.7 i!c
t-θ
+
D
θ = = 22'3&
2
=
1.0 t- ( 22.5
#
)
+
2
= 20.4 i!c
1
Bab 9 Pressure Components design
2
Bab 9 Pressure Components design
9." Penentuan Tebal Penguat Per#abangan Per#abangan pipa terdiri dari pipa utama, dan pipa #abang, yang
diameternya pada umumnya lebih ke#il daripada diameter pipa utama'
Pada lokasi dimana pipa #abang akan disambungkan, maka pada pipa utama dibuat lubang sebagian sebagian permukaan pipa utama dibuang'
Dengan dibuatnya lubang, maka luas potongan aksial (dimana hoop stress beker!a) beker!a) akan berkurang pipa pipa utama diperlemah'
ebenarnya pipa dengan dimensi standard tebal dinding ; t m, maka KkelebihanL tebal
yang dipilih mempunyai tersebut dapat men!adi
kompensasi berkurangnya luas potongan aksial yang terbuang'
Dasar pemikiran inilah yang dipakai Aode dalam melakukan analisis kekuatan per#abangan pipa' @etode tersebut dinamakan area replacement method atau @etode kompensasi'
Bab 9 Pressure Components design
/
Bab 9 Pressure Components design
Dalam analisis metode kompensasi, tebal dinding pipa diperin#i dalam tebal.tebal, yang dalam perkembanganya berasal dari urutan berikut:
t = tebal dinding pipa yang dihitung
tm = =t$#
tnom = = tm $ $ mill toleran#e $ tebal lebih
PD t= 2( SE = PY)
≈ &'123 ariabel : &'123 tnom TM = tebal dinding pipa nominal t = tebal dinding pipa sesuai me#hani#al strength # = #orrosion $ erosion allo%an#e tm = tebal dinding pipa minimum yang diperlukan T = tebal dinding pipa minimum dari pipa standard yang dipilih T = TM . mill toleran#e ubskrip : b pipa pipa #abang h pipa pipa utama 3
Bab 9 Pressure Components design
Tebal lebih
= TM J (t $ # $ mill toleran#e) = T J (t.#)
Cuas dinding pipa utama yang terbuang 91 = = th d d1 tegak tegak lurus 91 = = th d d1 (2 (2 J sin β) miring miring
Cuas lebih pada pipa utama (karena tebal lebih) 92 = = (2d2 J d1)(Th J th J #)
Cuas lebih pada pipa #abang 9 = = 2C/(Th J th J #)sinβ
-
Bab 9 Pressure Components design
ariabel d1 = pan!ang efektif (pipa (pipa utama) yang yang terbuang untuk untuk pipa pipa #abang d2 = = setengah lebar dari daerah penguat, yaitu pan!ang dan luas lebih pada pipa utama, yang besarnya diambil harga terbesar di antara dua harga berikut :
'2
=
'1
'2
=
( T 3 − c ) + ( T − c) + '1 ? 2
dengan batasan : d 2 ≤ D Dh C/ = = tinggi daerah penguat (yaitu pan!ang dari luas luas lebih) lebih) pada pipa #abang, yang harganya diambil yang terke#il dari dua harga berikut
C4
= 2.5( T − c)
C4
= 2.5( T 3 − c) + Tr
Tr = = tebal dinding minimum dari pelat penguat, !ika ternyata diperlukan
6
Bab 9 Pressure Components design
riteria kekuatan
Per#abangan pipa dengan lubang pada pada pipa utama utama dinyatakan kuat !ika
A 2 + A + ( A 4 ) la
≥ A1
!ika !ika kriteria di atas tidak dipenuhi
A2
+ A +
ditambahkan ditambahkan
( A 4 ) la + ( A 4 ) pe!-uat + ( A 4 ) lape!-uat
penguat ≥
A1
Bab 9 Pressure Components design
&''* '+, Pipa #abang: NP /, #hedule /&, 9T@ 9 3 r', @C P = -&& psig, temperatur = /&& °0 dan A = &'1& in#h mill toleran#e = &'&1 in#h untuk pipa utama utama mill toleran#e = &'&2 in#h untuk pipa #abang #abang Dari tabel pipa standard diperoleh : Dh = = '-23 in#h TMh = &'22 in#h Db = = /'3&& in#h T = &'26 in#h Dari tabel material, diperoleh h = E = 2&'&&& ? &'3 = 16'&&& psi b = 2&'&&& psi 4
Bab 9 Pressure Components design
Dihitung : Th = = TM . mill toleran#e = &'12 in#h Tb = = &'2&6 in#h d1 = = Db J 2(Tb.#) = /'3 J 2(&'2&6.&'1&) = /'2- in#h d2 = = dipilih harga terbesar antara d 1 atau atau (Tb.#)$(Th.#) $ d12 = /'2- in#h C/ :: 2'3(&'2&6 J &'1&) $ & = &'2-6 in#h Tebal pipa :
t
=
PD 2( SE + PY)
t
= 0.150 i!c
t 3
= 0.07 i!c
Cuas pipa utama yang terbuang oleh lubang :
A1
= ( t *' 1 ) ( 2 − i! β) = 0.4i!c 2 /&
Bab 9 Pressure Components design
Cuas lebih :
A2
= ( 2' 2− ' 1 ) ( T − t − c) = 0.2i!c 2
A
A4
= 2C 4 ( T 3 − t 3 − c) = 0.021i!c 2 t c = 01 . i!c = 0055 . i!c 2
A2
+ A + A 4 = 042 . i!c 2
Dengan membandingkan kedua harga luas di atas ditemukan bah%a
A 2 + A + A 4
< A1
ehingga ehingga dapat dapat disimpulkan disimpulkan bah%a bah%a diperlukan diperlukan metal metal penguat' penguat' /1
Bab 9 Pressure Components design
Cuas metal penguat yang diperlukan dapat dihitung sebagai berikut :
Total ruang yang tersedia untuk metal penguat Total
( A 4 ) pe!-uat
=
( 2' 2 − D 3 ) Tr
Total ruang yang tersedia untuk metal penguat Total
( A 4 ) lape!-uat = 2t c2 = 2 * 0.0055 = 1.25
Gika dipilih : T r = = OOO' Gika maka (9/)penguat = OOO' sehingga : sehingga
A 2 + A + A 4 + ( A 4 ) pe!-uat
+ ( A 4 ) lape!-uat >
A1 /2
Bab 9 Pressure Components design
9.$ %lekibilta &item Perpipaan
ebuah sistem perpipaan dikatakan mempunyai fleksibilitas yang #ukup atau baik, bila sistem perpipaan tersebut
dapat mengalami perubahan pan!ang akibat ekspansi atau kontraksi termal
gerak titik tumpu sistem perpipaan perpipaan tanpa mengalami kerusakan.kerusakan :
kegagalan sistem perpipaan atau titik.titik tumpunya akibat tegangan berlebih atau akibat lelah
bo#or pada sambungan
tegangan yang merusak atau distorsi yang dialami sistem perpipaan, katup atau peralatan yang tersambung dengan sistem perpipaan akibat beban gaya atau momen yang berlebih pada sistem perpipaan /
Bab 9 Pressure Components design
Persyaratan khusus 9NB9@E men#antumkan beberapa tentang fleksibilitas yang harus dipenuhi oleh sistem perpipaan :
range tegangan hasil perhitungan, E di setiap titik sistem perpipaan akibat perpindahan titik tidak boleh melebihi daerah tegangan yang dii!inkan ( the allowable stress range , 9 ))
gaya reaksi hasil perhitungan tidak merusak titik tumpu sistem perpipaan atau peralatan yang tersambung dengan sistem perpipaan
perpindahan sistem perpipaan hasil perhitungan haruslah berada dalam batas.batas yang ditentukan'
//
Bab 9 Pressure Components design
istem perpipaan yang tidak memerlukan analisis fleksibilitas:
sistem perpipaan yang merupakan duplikat sistem perpipaan yang sudah ada, yang dalam operasi menun!ukan kiner!a yang memuaskan
sistem perpipaan yang dengan mudah dapat dinilai mempunyai fleksibilitas yang #ukup 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
( C − /)
2
≤
= 1
D y C *
= diameter luar pipa, dalam in#h (atau mm) = perpindahan resultante total, dalam in#h (mm) = pan!ang pipa di antara dua titik tumpu, dalam ft (m) = !arak antara kedua titik tumpu, dalam ft (m) = &'& untuk satuan Bnggris = 2&' untuk satuan metrik /3
Bab 9 Pressure Components design
Persyaratan analisis formal :
istem perpipaan yang tidak memenuhi salah satu dari ketiga persyaratan diatas haruslah dianalisis dengan salah satu #ara analisis berikut : metode analisis sederhana, metode analisis pendekatan (approimate anal!sis) atau metode analisis komprehensif
@etode 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' omponen tersebut mempunyai kelebihan fleksibilitas'
Pada analisis fleksibilitas, maka semua komponen perpipaan yang terletak antara dua anchor points haruslah diperlakukan se#ara keseluruhan /-
Bab 9 Pressure Components design
Tegangan 0leksibilitas :
Displa#ement stress range, E, dihitung berdasarkan rumus berikut ini
SE
=
S 23
2
+ St
b = Iesultan tegangan lentur t = tegangan puntir = @ t2
= section modulus pipa pipa
Iesultan tegangan lentur untuk pipa belok dihitung dengan rumus
S 3
=
(i i M i ) 2 + (i 0 M 0 ) 2 /6
Bab 9 Pressure Components design
Iesultan tegangan lentur untuk pipa belok dihitung dengan rumus
S 3
=
(i i M i ) 2 + (i 0 M 0 ) 2
ii
= faktor intensifikasi tegangan
in.plane i& = faktor intensifikasi tegangan out.plane @i = momen lentur in.plane @o = momen lentur out.plane @t = momen torsi
/
Bab 9 Pressure Components design
Iesultan tegangan lentur untuk per#abangan pipa dihitung dengan rumus pipa utama
S 3
=
(i i M i ) 2 + (i 0 M 0 ) 2 pipa #abang
S 3
=
(i i M i ) 2 + (i 0 M 0 ) 2 e
e = se#tion modulus efektif pipa #abang =
π r r 22 T Ts
r 2 = !ari.!ari rata.rata pipa #abang Ts = tebal efektif dinding pipa #abang, harga terke#il terke#il antara antara ThM dan (ii)(TbM) Th = tebal dinding pipa utama, diluar penguat TbM = tebal dinding pipa #abang
/4
Bab 9 Pressure Components design
&''* '+, istem perpipaan dengan dua buah anchor seperti ditun!ukkan pada gambar, memiliki diameter luar D = '-23 in dan s#hedule s#hedule /&, terbuat dari ba!a #arbon' Temperature ran#ang adalah 2&& o 0, 0, sedangkan temperature instalasi adalah 6& o0' Diketahui e = &'44 in'1&& ft pada 2&& & 0' Tentukanlah apakah sistem perpipaan dengan dua an#hor ini memerlukan analisis fleksibilitas'
3&
Bab 9 Pressure Components design
olusi :: olusi diameter diameter luar, D = '-23 in' regangan akibat perpindahan regangan
= =
∆Y
2
+ ∆
( 0.11,,)
2
+
2
( 0.2475)
∆Y = 12 ×
0.99 ? 100 = 0.11,,
∆ = 25 × 0.99 ? 100 = 0.2475 2
=
0.2745
pan!ang pipa, C = 12 $ 23 =
• •
6 ft' $232)12 = = 26'6 ft' !arak antara kedua an#hor, * = (12 2 $23 hitung hitung : D"(C.*)2 = = '-23 Q &'26/3(6 . 26'62) 2 = = &'&263 + &'& D"(C.*) Dari Dari analisis analisis di di atas atas dapat dapat dilihat dilihat bah%a bah%a sistem sistem perpipaan perpipaan dengan dengan dua dua an#hor an#hor ini ini tidak tidak memerlukan memerlukan analisis analisis fleksisbilitas' fleksisbilitas' 31