Tangki klp 2 kls B

MAKALAH PERANCANGAN ALAT PROSES

TANGKI

Disusun oleh: Kelompok II Kelas : B Ano!a kelompok: A"ini Puspi!a R#

$%&&'%%())(*

Khoi"ul Am"u Ns!#

$%&&'%%(+,-*

P"io .i/o/o

$%&&'%%(+)&*

Ro0 Ronal/ S#

$%&&'%%()+1*

PROGRAM ST2DI TEKNIK KIMIA S% 3AK2LTAS 3AK2LTAS TEKNIK  TEKNI K  2NI4ERSITAS RIA2 PEKANBAR2 1&%(

DA3TAR ISI

Halaman 5u/ul…………………………………………………………………….

1 Da6!a" Isi…………………………………………………………………………..

2 BAB I PENDAH2L2AN

3 1.1 1.1

Lata Latarr Bela Belaka kang ng…… ………… ………… ………… ………… ………… ………… ………… ………… ………… …….. ....

1.2 1.2

3 Tujua ujuan… n……… ………… ………… ………… ………… ………… ………… ………… ………… ………. …... .... .... .... .... .... .... ....

3 BAB II TIN5A2AN P2STAKA

4 2.1 2.1

Peng Penger erti tian an Ta Tangki ngki…… ………… ………… ………… ………… ………… ………… ………… ………… ………. …...

2.2 2.2

Jeni Jeniss-je jeni niss Tangki ngki…… ………… ………… ………… ………… ………… ………… ………… ………… ………. …...

2.3 2.3

Krit Kriter eria ia dala dalam m Pera Peranc ncan anga gan n Tangki ngki…… ………… ………… ………… ………… ………… …….. ..

2.4 2.4

Lang Langka ka-la lang ngka ka  Pera Peranc ncan anga gan n Tangki ngki…… ………… ………… ………… ………… ………. ….

4

4

19

21 BAB III CONTOH SOAL

23

DA3TAR ISI

Halaman 5u/ul…………………………………………………………………….

1 Da6!a" Isi…………………………………………………………………………..

2 BAB I PENDAH2L2AN

3 1.1 1.1

Lata Latarr Bela Belaka kang ng…… ………… ………… ………… ………… ………… ………… ………… ………… ………… …….. ....

1.2 1.2

3 Tujua ujuan… n……… ………… ………… ………… ………… ………… ………… ………… ………… ………. …... .... .... .... .... .... .... ....

3 BAB II TIN5A2AN P2STAKA

4 2.1 2.1

Peng Penger erti tian an Ta Tangki ngki…… ………… ………… ………… ………… ………… ………… ………… ………… ………. …...

2.2 2.2

Jeni Jeniss-je jeni niss Tangki ngki…… ………… ………… ………… ………… ………… ………… ………… ………… ………. …...

2.3 2.3

Krit Kriter eria ia dala dalam m Pera Peranc ncan anga gan n Tangki ngki…… ………… ………… ………… ………… ………… …….. ..

2.4 2.4

Lang Langka ka-la lang ngka ka  Pera Peranc ncan anga gan n Tangki ngki…… ………… ………… ………… ………… ………. ….

4

4

19

21 BAB III CONTOH SOAL

23

3.1 3.1

!"nt !"nt" " #"al #"al Ta Tangki ngki Li$u Li$uid id…… ………… ………… ………… ………… ………… ………… ………. …... 23

3.2

!"nt" "nt"  #"al Tangki gki %as… %as……… ………… ……… …………… ……………… ………… ………… …….. .. 2&

.................................................................... .......................................... ................... BAB 4I KESIMP2LAN............................................. 3' DA3TAR P2STAKA

BAB I PENDAH2L2AN

%#%

La!a" Belakan

Tangki (ada dasarn)a di(akai se*agai tem(at (en)im(anan material *aik   *eru(a *enda (adat+ cair+ mau(un gas. ,alam mendesain tangki+ k"nsultan  (erencana arus merencanakan tangki dengan *aik terutama untuk menaan ga)a gem(a )ang mungkin terjadi. Jika tangki tidak direncanakan dengan *aik+ maka kerusakan (ada tangki da(at mengaki*atkan kerugian jia mau(un materi )ang

cuku( *esar. ,esain dan keamanan tangki (en)im(an tela menjadi kekaatiran  *esar. #e(erti )ang dila("rkan+ kasus ke*akaran dan ledakan tangki tela meningkat selama *ertaun-taun dan kecelakaan ini mengaki*atkan cedera  *akan kematian. Tum(aan dan ke*akaran tangki tidak an)a mengaki*atkan  ("lusi lingkungan+ teta(i juga da(at mengaki*atkan kerugian inansial dan dam(ak signiikan terada( *isnis di masa de(an karena re(utasi industri. Be*era(a c"nt" kerusakan tangki adala keretakan (ada *endungan *et"n  *erka(asitas lima juta gal"n di /estminister+ !ali"rnia+ (ada tanggal 21 #e(tem*er 1990 )ang mengaki*atkan kerugian )ang am(ir menca(ai 2& juta d"lar. !"nt" )ang lain adala *an)akn)a tangki *aja las tem(at (en)im(anan min)ak di laska )ang mengalami ke*"c"ran dikarenakan "le gem(a taun 194. al )ang sama juga terjadi di Padang )ang dise*a*kan "le %em(a Padang tanggal 3' #e(tem*er 2''9. le karena itu+ tangki arus direncanakan secara  *aik dengan mengacu ke(ada (eraturan tangki )ang sesuai guna mengindari kerugian aki*at kerusakan tangki itu sendiri.

%#1

Tu7uan

da(un tujuan dari (em*uatan makala ini )aitu: 1. 5engetaui (engertian tangki+ jenis-jenis tangki+ dan kegunaan tangki. 2. 5engetaui c"nt" s"al (em*uatan tangki cair dan gas. 3. 5enam*a aasan mengenai tangki.

BAB II TIN5A2AN P2STAKA 1#%#

Pene"!ian Tanki

Tangki meru(akan sala satu *agian ter(enting dalam setia( alat (r"ses. Tangki (ada dasarn)a di(akai se*agai tem(at (en)im(anan material *aik *eru(a  *enda (adat+ cair+ mau(un gas. Pada se*agian *esar alat (r"ses+ tangki sangat di(eratikan dengan *e*era(a m"diikasi sesuai ke(erluan )ang memungkinkan alat *er"(erasi (ada ungsi )ang dikeendaki. 1#1#

5enis 8 5enis Tanki

Storage tank atau tangki da(at memiliki *er*agai macam *entuk dan ti(e. Tia( ti(e memiliki kele*ian dan kekurangan serta kegunaann)a sendiri. Jenis tangki da(at di*edakan menjadi 4 jenis )aitu : 1. 2. 3. 4. 1#1#%#

Berdasarkan Letakn)a Berdasarkan Tutu(n)a Berdasarkan Bentuk Tutu(n)a Berdasarkan Tekanann)a Be"/asa"kan Le!akn0a

1#1#%#%#  Aboveground Tank 

6aitu tangki (enim*un )ang terletak di atas (ermukaan tana. Tangki  (enim*un ini *isa *erada dalam ("sisi "ri7"ntal dan dalam keadaan tegak 8vertical tank . ,a(at di*agi menjadi 2 jenis *erdasarkan cara  (erletakan di atas tana+ )aitu tangki di (ermukaan tana dan tangki menara. !iri-ciri )ang mem*edakan jenis tangki menara dengan tangki di (ermukaan tana adala *entuk *agian *aa tangki. #e(erti )ang tela tercatat dalam (eraturan+ *entuk *agian *aa tangki menara adala *entuk re"lusi se*ua *entuk cangkang )ang tidak sem(urna+ atau(un k"m*inasi dari *entuk cangkang terse*ut. ,esain tangki dengan *agian *aa rata untuk tangki menara tidak akan mem*erikan asil )ang *aik+ dengan meliat *aa *entuk dasar )ang demikian akan men)e*a*kan di*utukann)a *al"k (en"(ang )ang *esar untuk  menaan tekuk. 1#1#%#1#

Underground Tank 

6aitu tangki (enim*un )ang terletak di *aa (ermukaan tana. 1#1#1#

Be"/asa"kan Ben!uk Tu!upn0a

2.2.2.1 Bejana ½ Bola (Hemispherical)

#uatu tutu( *ejana setenga *"la adala *entuk )ang (aling kuat+ mam(u menaan tekan dua kali *an)ak dari *entuk tutu( torispherical diliat dari

kete*alan )ang sama. ngk"s (em*entukan suatu tutu( *ejana setenga *"la+  *agaimana(un le*i tinggi di*andingkan dengan )ang untuk suatu tutu(  *er*entuk torispherical . Tutu( *ejana )ang setenga *"la ini *iasan)a digunakan  (ada tekan tinggi. ,ari *er*agai macam (engujian+ dida(at *aa untuk tekanan sama di  *agian )ang silindris dan tutu( setenga *"la dari suatu *ejana+ kete*alan dari tutu( )ang di(erlukan adala se(aru silinder tangkin)a. Bagaimana(un+ ketika  (em*esaran dari dua *agian *er*eda+ tekan discontinuitas  akan di-set ke ara tutu( dan sam(ingan silinder. ;ntuk tidak ada (er*edaan di dalam (em*esaran antara kedua *agian 8ketegangan diametral )ang sama da(at ditunjukkan *aa untuk *aja 8(er*andingan P"iss"n , '.3 (er*andingan dari kete*alan tutu(  *ejana setenga *"la kete*alan jumla maksimumn)a+ secara n"rmal sama dengan '. 8 Brownell dan Young 1959 Karakteristik bhemispherical:

•

Bentuk )ang (aling kuat. ,igunakan (ada (r"ses *ertekanan tinggi. 5am(u menaan tekan dua kali le*i *esar dari (ada *entuk tutu(

•

torispherical 8jika ditinjau dari kete*alan )ang sama. ngk"s le*i tinggi di*andingkan dengan tutu( *er*entuk torispherical .

• •

Gam9a" 1#%. Bejana #etenga B"la 8 Hemispherical 

,i < ," = 2s > < '.?,i

3 < 1 @ 2 Keterangan : ," < diameter luar  ,i < diameter dalam s

< kete*alan

> < 2 < radius " dis 3 < tinggi overall  2.2.2.2 Bejana llips !iring (llipsoidal)

 Ellipsoida headl standar di(er"le dari (er*andingan ("r"s utama dan ("r"s terkecil se*esar 2:1. ,ari (er*andingan ini+ (ersamaan *erikut ini da(at digunakan untuk mengitung kete*alan minimum )ang di(erlukan (ada suatu *ej ana c

=

 P . D 2 J  −  D.2 P 

Pengem*angan (ersamaan untuk mengitung kete*alan head maksimum suatu *ejana di*erikan "le (ersamaan *erikut ini : ,i < ," - 2 A s > < '+9 A , i r < '+1& A , i 2 < '+2? A ,i 3 < 1 @ 2  !ote : ,iameter luar maksimum ?.4'' mm 8, "+ kete*alan maksimum 3' mm

Gam9a" 1#1 Ellipsoidal Head 

Keterangan : ," < diameter luar  ,i < diameter dalam s

< kete*alan

> < 2 < radius o" dish r

< inside corner radius

3 < tinggi overall  < 1 @ 2 2.2.2." Bejana Torispherical 

#uatu *entuk torispherical + )ang mana sering digunakan se*agai (enutu( akir dari *ejana silindris+ di*entuk dari *agian dari suatu t"rus dan *agian dari suatu la(isan. Bentukn)a mendekati dari suatu *entuk l"nj"ng teta(i adala le*i mura dan le*i muda untuk mem*uatn)a. Per*andingan radius sendi engsel dan radius mak"ta arus di*uat kurang dari 1'' untuk mengindari tekuk. Tekan akan menjadi le*i tinggi di *agian t"rus di*anding *agian )ang *er*entuk *"la. Tutu( torispherical  )ang standar adala (enutu( )ang (aling umum digunakan se*agai (enutu( akir untuk *ejana )ang *er"(erasi (ada tekan 1? *ar. ,ia da(at digunakan untuk tekan )ang le*i tinggi+ teta(i di atas 1' *ar+ *ia)an)a arus di*andingkan dengan suatu tutu( ellipsoidal . ,iatas 1? *ar+ suatu tutu( ellipsoidal  (ada umumn)a ter*uktikan se*agai (enutu( (aling emat untuk  digunakan. da dua ujung *atas tutu( *ejana torispherical : *aa antar *agian )ang silindris dan tutu(n)a+ adan itu adala (ada ujung dari radius mak"ta dan radius sendi engsel. Penekukan dan shear stress dise*a*kan "le (em*esaran dierensial )ang terjadi (ada titik-titik ini arus di(eritungkan di (erancangan tutu( *ejana terse*ut. #uatu (endekatan )ang diam*il adala menggunakan (ersamaan dasar 

untuk suatu *entuk setenga *"la dan untuk mem(erkenalkan k"nsentrasi tekan atau *entuk+ akt"r )ang memungkinkan tekan *ias ditingkatkan dalam kaitan dengan discontinuitas. Cakt"r k"nsentrasi tekanan adala suatu ungsi dari radius sendi engsel dan radius mak"ta. c

=

 P . $.#  2.  . J  +  P .λ .#  −  µ .2

,imana: !s < act"r k"nsentrasi stress untuk tutu( t"ris(erical >c < radius mak"ta >k < >adius sendi engsel

Gam9a" 1#(# %orispherical Head 

> < ," r < '+1 A , " 1 D< 3+? A s 2 < '+193? A , " - '+4?? A s 3 < 1 @ 2  !ote : ,iameter luar maksimum .''' mm 8, " dan kete*alan maksimum 32 mm Keterangan : ,a < diameter selurun)a s

< kete*alan

> < 2 < radius o" dish

r

< inside corner radius

3 < tinggi overall  2.2.2.# Bejana !iring $%andar (&langed s%andar% dished ' &langed shallo dished heads)

 Head ti(e ini umumn)a digunakan untuk *ejana "ri7"ntal )ang men)im(an cairan )ang muda mengua( 8volatile+ se(erti: nata+ *ensin+ alk""l dan lain-lain. #edangkan (ada *ejana silinder tegak *iasan)a digunakan se*agai  *ejana (r"ses )ang *er"(erasi (ada tekan renda 8akum. Jika diinginkan diameter tutu( E diameter sell maka digunakan  "langed   standart dished  sedangkan jika diinginkan diameter tutu( F diameter sell maka digunakan "langed shallow dished head&

Gam9a" 1#-. Bejana Piring #tandar 8 "langed standart dished ' "langed shallow

dished heads Keterangan : , < diameter luar  TK < kete*alan  < tinggi overall 

#C

< straight "lange

>, < radius (" dish G!> < inside corner radius G, < inside depth o" dish ,imana H >, < ," 8standard-t)(e ead >, < 1+3 A , " 8lat dised ead #C < 1?-?' mm+ "n re$uest D ?' mm G, < 3+? A s  < 1 @ 2  !ote : ,iameter luar maksimum .''' mm 8, " dan kete*alan maksimum 32 mm 2.2.2. Bejana *onis (conical)

Tutu( *ejana k"nis *iasan)a digunakan se*agai (enutu( atas (ada tangki silinder tegak dengan alas  "lat bottom  )ang *er"(erasi (ada tekan atm"s(erik. ,isam(ing itu juga digunakan se*agai tutu( *aa (ada alat-alat (r"ses se(erti: evaporator) spra* dr*er) cr*stalli+er) bin) hopper + tangki (emisa dan lain-lain. Besarn)a sudut 8I )ang di*entuk (ada jenis k"nis (ada tutu( atas tangki silinder tegak dengan alas  "lat bottom  adala  4?'! 8menurut 5"rris+ teta(i menurut But"d  5egse)  3' '!. se*aikn)a menggunakan I  3' '!+ karena 3''!  I  ''! adala kemiringan sudut )ang di*entuk tut( k"nis untuk tutu(  *aa *ejana 8bin) hopper  )ang mengalirkan cairan 3''!  I  4? '! dan 4? '!  I  ''! untuk mengalirkan *utiran (adatan.

Gam9a" 1#+. #one head 

Keterangan : , < diameter luar  TK < kete*alan  < tinggi overall  G

< sudut dalam

#C

< straight "lange

G!> < inside corner radius

2.2.2.+ Bejana ,a%ar (-langed onl/ Head)

Perancangan tutu( *ejana ini adala )ang (aling ek"n"mis karena meru(akan ga*ungan antara "lange dan "lat plate. (likasi dari "langed,onl* da(at digunakan se*agai tutu( *ejana (en)im(an jenis silinder "ri7"ntal )ang  *er"(erasi (ada tekan atm"serik. Ti(e *ejana dengan jenis tutu( ini da(at digunakan unutk men)im(an "uel oil  8min)ak *aan *akar+ ker"sin+ min)ak s"lar  atau(un cairan )ang mem(un)ai tekanan ua( renda+ disam(ing itu da(at juga digunakan se*agai tutu( atas k"nis+ kisaran diametern)a E 2' t.

Tutu( *ejana setenga *"la+ ellipsoidal   dan torispherical   secara *ersama dikenal se*agai tutu( *ejana )ang *undar. 5ereka di*entuk dengan menekan atau memutar+ diameter )ang *esar di*uat dari *agian (em*entukan. Tutu( torispherical  sering dikenal se*agai tutu(

*agian akir. ;kuran )ang le*i

disukai dari tutu( *ejana )ang *undar di*erikan didalam standard an k"de. Persamaan untuk kete*alan dinding (ada ta*le 2.1. "lume (enu " dan  (ermukaan # se*agai " )ang akan *eru*ungan dengan kedalaman atau ketinggian , (ada essel "ri7"ntal.

Ta*el 2.1 Ta*el data-data standar PG untuk tangki K"de #5M mem*erikan (ersamaan )ang *eru*ungan kete*alan dinding terada( diameter+ tekanan+ ketegangan+ dan eisiensi sam*ungan. #ejak #5M an)a men)e*utkan u*ungann)a dengan sell )ang ti(is+ *e*era(a (em*atasan diletakkan (ada a(likasin)a. ;ntuk *entuk )ang tidak *iasan)a+ tidak ada met"de  (erancangan )ang sederana+ uji c"*a arus dilakukan untuk *entuk )ang

di*utukan. Persamaan diek(resikan dalam *entuk *erdimensi. /alau(un jarang di(ergunakan+(ersamaan )ang tak *erdimensi+ misaln)a , "+ da(at diturunkan dengan mensu*stitusikan ," < 2t untuk ,. ;ntuk (er*andingan 2:1+ elli(s"idal ead misaln)a:

#e*agai tam*aan (ada sell dan ead+ k"ntir*usi *erat (ada essel da(at memerlukan n"77le+ mana)+ ke*utuan internal lainn)a+ dan struktur (endukung se(erti lugs untuk essel "ri7"ntal dan skirt untuk essel ertical. N"77le dan mana) distandarisasi untuk (eritungan tekanan )ang *erlainanH dimensi"n dan  *eratn)a ditunjukkan (ada catal"g (a*rik. Peritungan alat ini akan mem*antu sekitar 1'-2'O dalam (eritungan *erat essel. ;ntuk (enentuan nilai te*al sell digunakan (ersamaan *erikut. t  =

 ρ 8 H  − 19812 D 9

2  "-E 144

+

c

,imana : t < te*al sell  < stress )ang dii7inkan M < eisiensi (engelasan c < act"r k"reksi

1#1#(#

Be"/asa"kan Tekanann0a $ 0n%ernal !ressure*

2.2.".1.

Tangki A%mos&erik (A%mospheric Tank)

Terda(at *e*era(a jenis dari tangki tim*un tekanan renda ini+ )aitu :

2.2.".1.1. -ied one 3oo& Tank 

,igunakan untuk menim*un atau men)im(an *er*agai jenis luida dengan tekanan ua( renda atau amat renda 8mendekati atm"serik atau dengan kata lain luida )ang tidak muda mengua(.

Gam9a" 1#) 8 Ske!sa -ied one 3oo& Tank 

Gam9a" 1#'  -ied one 3oo& i%h 0n%ernal -loa%ing 3oo&  2.2.".1.2. Tangki Tu%up embung Te%ap (-ied ,ome 3oo&)

5emiliki *entuk tutu( )ang cem*ung dan ek"n"mis *ila digunakan dengan "lume D 2''' m3. Bakan cuku( ek"n"mis ingga "lume &''' m3 8dengan ,  ? m. Kegunaann)a sama dengan fxed cone roo tank.

Gam9a" 1#,  $el& $uppor%ing ,ome 3oo&  2.2.".1.#. Tangki Hori4on%al 

,a(at men)im(an *aan kimia )ang memiliki tingkat (engua(an renda 8 low

volatility + se(erti air minum dengan tekanan ua( tidak mele*ii ?(si+ diameter  dari tangki da(at menca(ai 12 eet 83+ m dengan (anjang menca(ai ' eet 810+3 m.

Gam9a" 1#) Tangki "ri7"ntal 2.2.".1.+. Tangki Tipe 5oded Hemispheroid 

,igunakan untuk men)im(an luida 8 light naptha pentane dengan tekanan ua( tidak le*i dari ? (si. 2.2.".1.6. Tangki !lain $pheroid 

5eru(akan tangki *ertekanan renda dengan ka(asitas 2'.''' *arrel. 2.2.".1.7. Tangki -loa%ing 3oo&

,itujukan untuk (en)im(anan *aan-*aan )ang muda ter*akar atau muda mengua(. Kele*ian (enggunaan internal oating roo ini antara lain: • •

1#1#(#1#

Leel atau tingkat (engua(an dari (r"duk *isa dikurangi ,a(at mengurangi resik" ke*akaran Tanki Be"!ekanan $ !ressure Tank *

Pressure tank atau tangki *ertekanan da(at men)im(an luida dengan tekanan ua( le*i dari 11+1 (si dan umumn)a luida )ang disim(an adala (r"duk-(r"duk min)ak *umi. Terdiri dari *e*era(a  jenis+ )aitu : 1#1#(#1#%# Tanki Pelu"u $ Bulle% Tank * le*i dikenal se*agai pressure vessel

 *er*entuk "ri7"ntal dengan "lume maksimum 2''' *arrel. Biasan)a

digunakan untuk men)im(an LP%+ Pr"(ane *utane+ 2+ amm"nia dengan tekanan di atas 1? (sig.

Gam9a" 1#, = Tangki Peluru 1#1#(#1#1# Tanki Bola $ $pherical Tank *

5eru(akan pressure vessel )ang digunakan untuk men)im(an gas-gas )ang dicairkan se(erti LP%+ LN%+ 2+ N2 dan lain-lain. Tangki ini da(at men)im(an gas cair terse*ut ingga tekanan &? (si. "lume tangki da(at menca(ai ?'.''' *arrel.

;ntuk

(en)im(anan LN%

dengan suu -19'

8cryogenic tangki di*uat *erdinding ganda dimana di antara kedua dinding terse*ut

diisi

dengan

is"lasi

se(erti  polyurethane

oam.

Tekanan

 (en)im(anan di atas 1? (sig.

Gam9a" 1#; = Tangki B"la 2.2.".2.". ,ome 3oo& Tank 

,igunakan untuk men)im(an *aan-*aan )ang muda ter*akar+ meledak+ dan muda mengua( se(erti gasoline. Baan disim(an dengan tekanan renda '+? (si sam(ai 1? (sig.

Gam9a" 1#%& 8 ,ome 3oo& Tank  1#1#-#

Be"/asa"kan Ben!uk Tanki

2.2.#.1.

Tangki 8ingkaran (ircular Tank)

Tangki )ang umum digunakan se*agai tem(at (en)im(anan adala tangki )ang *er*entuk silinder. Tangki ini memiliki nilai ek"n"mis dalam (erencanaan. #elain itu+ dalam (eritungan teknisn)a+ m"men )ang terjadi tidak *esar. 2.2.#.2.

Tangki !ersegi 9 !ersegi !anjang (3ec%angular Tank)

Bentuk silinder secara structural (aling c"c"k untuk k"struksi tangki+ ta(i tangki (ersegi (anjang sering disukai untuk tujuan tertentu+ antara lain kemudaan dalam (r"ses k"nstruksi. ,esain tangki (ersegi (anjang miri( dengan k"nse( desain tangki lingkaran. Per*edaan utama dalam k"nse( desain tangki (ersegi (anjang dengan tangki lingkaran adala m"men )ang terjadi+ ga)a geser dan tekanan (ada dinding tangki. #e*agai c"nt" : #ludge il >eclaimed Tank (ada Pa*rik 5in)ak  Kela(a #ait.

Gam9a" 1#%% = Tangki $ectangular %an.  1#( K"i!e"ia /alam pe"an
#e*ua alat (r"ses da(at rusak karena *er*agai alasan : 1. Terjadin)a de"rmasi elastis dan (lastis )ang *erle*ian aki*atn)a alat gagal melaksanakan ungsin)adan rusak )ang mem*aa)akan ,e"rmasi elastic terjadi ketika *enda menda(at *e*an dalam *atas elastisn)a. u*ungan antara stress  dan strain  adala linier dengan sl"(e M 8m"dulu Mlastisitas. Begitu juga dengan lenturan 8deleksi arus di*atasi . Persamaan-(ersamaan )ang digunakan : 81 #tress aAial 8 tarik dan tekan  t < P  dan c < - P

82 u*ungan stress dan strain (ada daera elastic  :  cr  < c2 M  8jk 2 dimana: c : k"nstanta )ang argan)a di (engarui k"ndisi ujung-ujung k"l"m

 jk

: rasi"

3. Gnsta*ilitas (lastis !riteria )ang (aling *an)ak digunakan adala mem(ertaankan stress )ang terjadi *erada dalam daera elastis *ejana k"nstruksi untuk mencega de"rmasi (lastis )ang terjadi jika *ield point  terleati. 4. Brittle ru(ture Kecenderungan untuk mem(ergunakan *ejana *erk"nstruksi *aja *erkekuatan tinggi dengan kualitas )ang le*i renda menaikkan kemungkinan ailure karena Qru(tureR. ?. !ree( !riteria (erencanaan )ang tela diuraikan (ada dasra keadaan strain 8regangan di*aa *e*an tidak *eru*a dengan aktu dan untuk *aan err"us di*aa *e*an sam(ai suu ?' >. diluar suu terse*ut maka material akan mengalami Qcree(R di*aa *e*an. 6ang mengaki*atkan kenaikan strain dengan aktu. Laju cree( tergantung (ada material stress dan suu "(erasi. . K"r"si dala (eristia (engrusakkan (ada metal )ang dise*a*kan karena (eristia kimiai dan electr"n kimia. Ber*agai macam k"r"si )ang dikenal+ )aitu : /ni"orm corrosion •  0ntergranular corrosion • alvanic corrosion • 2tress corrosion • #ala satu (encegaan k"r"si adala (enam*aan te*al metal (ada dinding  *ejana.

1#-

Lankahlankah Pe"an
Be*era(a langka )ang di(erlukan dalam merancang se*ua *ejana diantaran)a se*agai *erikut :

1. Menen!ukan 6unsi /an lokasi 9e7ana Tergantung dari kegunaan *ejana terse*ut+ misaln)a untuk tem(at

 (en)im(anan *aan *aku+ untuk tem(at (emisaan cam(uran dan lain2. ". #. .

lain. Menen!ukan si6a! 6isis 6lui/a 0an /iunakan Ber*aa)a+ *eracun+ muda ter*akar atau ke(entingan kusus. Menen!ukan suhu /an !ekanan ope"asi Tergantung k"ndisi "(erasi. Menen!ukan 7enis 9e7ana /an 7enis hea/ Berdasarkan tekanan "(erasi head . Menen!ukan 9ahan kons!"uksi Baan k"nstruksi di(ili *erdasarkan suu "(erasi dan siat luida )ang

digunakan. +. Menen!ukan kapasi!as 9e7ana Tergantung "lume tangki dan akt"r keamanan 8O. "lume tangki < Ka(asitas tangki < akt"r keamanan A "lume tangki 6. Menen!ukan /iame!e" /an !ini silin/e" a. ,iameter drum

,<

S<

=1

 *. Ldrum < Lsilinder  @ 2 7. Menen!ukan !e9al shell  ts <

@ !

cara mengitung te*al sell da(at juga dengan menggunakan :. Menen!ukan !e9al head  1;. Menen!ukan !ini a!au pan7an 9e7ana

BAB III CONTOH SOAL (#%

Soal Tanki Li=ui/

Be7ana Te"!u!up Tekanan A!mos6e" $Ellipsoi/al*

#e*ua tangki direncanakan untuk (en)im(anan *aan *aku metil ester (ada  (emurnian metil ester asil transesteriikasi menjadi *i"diesel sait. Tangki di"(erasikan (ada suu 3' "! dengan tekanan 1 atm dan lama (en)im(anan 3' ari. Laju alir massa adala 41+' kgjam+ densitas cam(uran adala 000+922 kgm3. Tangki menggunakan tutu( elli(s"idal+ dan alas datar.

Pe"hi!unan

Tangki *aan *aku crude metil ester 8C-111 Cungsi

: Tem(at men)im(an metil ester untuk ke(erluan (r"ses selama 3' ari.

Bentuk

: #ilinder tegak dengan alas datar dan tutu( ellipsoidal 

Baan k"nstruksi

: #arbon 2teel + #-20? grade # 

Jumla

: 3 unit

Tem(eratur

: 3'"!

Tekanan

: 1 atm

Peritungan

:

a. 4olume Ke*utuan metil ester

Ke*utuan untuk 3' ari

< 41+' kgjam <41+' kgjam A 24 jamari < 99999+04' kgari < 99999+04' kgari A 3' ari < 2.999.99?+2 kg

,ensitas cam(uran 8 cam(uran

< 000+922 kgm3

"lume metil ester 81

<

< 33&4+09 m 3 Cakt"r kel"nggaran 8k < 2'O "lume tangki+ t < 81@'+2 A 33&4+09 m 3 < 4'49+043 m 3 ,irencanakan 3 *ua tangki+ seingga : t

< < 1349+94& m 3

b& ,iameter 8,t dan Tinggi #ell 

,t

c L

•

s

%am*ar. ;kuran Tangki

"lume silinder 8s  <  ,t2s H asumsi+ s

: ,t < 3 : 2

,t3 < 1+1&&? ,t 3

5aka s < •

"lume tutu( tangki 8  <

•

•

,t3 < '+131 ,t 3

8Br"nell  6"ung

"lume tangki 8t t < s @  3 1349+94& < 1+1&&? ,t  @ '+131 ,t 3 ,t < 1'+1'4 m < 33+149 t < 39&+&00 in r < '+? ,t < ?+'?2 m < 1+?& t < 190+912 in Tinggi silinder8s s < A ,t < A 1'+1'4 m < 1?+1? m

•

•

•

 < A ,t < A 1'+1'4 m < 2+?2 m

Br"nell

 6"ung al.0?

Tinggi cairan dalam silinder 8cs 1 < s 1

<

,t2 cs

1124+9? m 3

<

81'+1'42 cs

1124+9? m 3 < 0'+141 m 2 cs cs < 14+'3& m < 4+'?3 t < ??2+31 in Tinggi t"tal cairan 8c c < cs < 14+'3& m < 4+'?3 t

c& Te*al 2hell  dan Head  P" < 1 atm < 14+9 (sia Pidr"statis<

g c < 8000+922 kgm 3 89+0 ms2 814+'3& m

< 122202+423 Nm 2 < 1&+&3 (sia P"(erasi < P" @ P idr"statis < 14+9 (sia @ 1&+&3 (sia < 32+432 (sia Pdesain < 81@kP"(erasi < 81@'+2 A 32+432 (sia < 30+910 (sia ;ntuk *aan k"nstruksi #arbon 2teel + #-20? %r.! 8Timmeraus+ 2''4 # < 13+&?' (sia Mj < '+0? ! < '+'4 intaun 8Perr)+ 1999 n < 1' taun !c < '+'4 intaun A 1' taun < '+4 in

•

Te*al dinding tangki 8 tt ;ntuk c*lindrical shells :

tt <

 @ !c

8Timmeraus+ 2''4

,imana : P < ma-imum allowable internal pressure r < jari-jari dalam tangki 8in # < ma-imum allowable wor.ing stress Mj < 3oint e""ecienc* !c < allowance "or corrosion

tdesain

<

@ !c

<

@ '+4 in

< 1+'3 in •

Te*al ellipsoidal head + te

te <

@ !c

8Timmeraus+ 2''4

dimana : P < 30+910 (sia , < 39&+&00 in #eingga :

te <

@ '+4 in

< 1+'3 in ,ari Br"nell  6"ung 819? 9 di(ili te*al tangki 1  in. Tutu( ter*uat sari *aan )ang sama dan te*al )ang sama dengan dinding tangki.  Nilai s antara 1 U - 4 U in+ di(ili 2 in < '+'?1 m •

Tinggi t"tal tangki 8t t < s @  @ s < 1?+1? @ 2+?2 @ '+'?1 < 1&+&33 m

(#1 Soal Tanki Gas

Perancangan Tangki gas >ancangla se*ua tangki untuk (e)im(anan #ompressed !atural as 8!N%. !N% di"(erasikan (ada tem(eratur -29 "! tekanan 13' *ar dengan *erat !N% )ang direncanakan adala 2''' t"n . Pen)elesaian : Peritungan *erat jenis !N%+ diitung dari *erat jenis k"m("nen =  k"m("nen )ang terkandung dalam !N%. K"m("nen = k"m("nen !N% dan *erat  jenis (ada k"ndisi NTP atau  !ormal %emperature and Pressure 8T < 2'"! < 293"K+ P < 1 atm adala se*agai *erikut : Ta9el %# 5assa Jenis K"m("nen !N% Komponen 5etan Mtan Pr"(an !2 ,an lainn)a

Komposisi $>* 00 ? 1 ? 1

? Densi!as $k@m (* '.0 1.24 1.002 1.042 1.2'?

!N% di"(erasikan (ada • • •

tem(eratur -29"! < 244"K tekanan 13' *ar < 120.3 atm. Berat !N% )ang direncanakan adala 2''' t"n < 2'''''' kg.

;ntuk (eritungan *erat jenis gas (ada k"ndisi )ang *er*eda+ digunakan rumus :

5aka+ *erat jenis k"m("nen !N% (ada tem(eratur dan tekanan "(erasi"nal adala se*agai *erikut : Ta9el 1# Peritungan 5assa Jenis !N%

•

Perancangan pressure vessel 

;ntuk menda(atkan ukuran utama pressure vessel )ang "(timal+ digunakan akt"r   (er*andingan (anjang  pressure vessel terada( diameter pressure vessel + dise*ut C1.

#etela nilai C1 dida(atkan+ dengan k"m*inasi "lume ditentukan nilai diameter  dalam 8,i pressure vessel dan menentukan nilai (anjang  pressure vessel dengan "rmula u*ungan  dengan L dan ,i.

,engan *e*era(a iterasi )ang dilakukan dan dengan *atasan terada( L < 12m atau 39.3& t < 4&2.4 in+ dida(atkan: ,iameter dalam 8,i < 1.94 t < 23.? in. Peritungan Te*al shell  Te*al sell diam*il (ada L"ngitudinal J"ints+ dengan P E '.30?#M atau t E '.? >i •

Jadi te*al (elat untuk shell adala 1. in. ;ntuk diameter luar shell pressure vessel da(at diitung dengan : • •

Te*al ead Te*al minimum untuk hemispherical head adala:

Te*al hemispherical head diam*il sama dengan te*al  shell& al ini di lakukan untuk mem(ermuda (r"ses (r"duksi. •

Peritungan Kekuatan Pressure 4essel 

Peritungan menggunakan kriteria "n 5ises. Tegangan ekialen kriteria "n 5ises dirumuskan:

Peritungan manual menggunakan rumus tegangan )ang *ekerja (ada  pressure vessel *erdinding te*al. al ini dikarenakan :

a. Tegangan (ada #*lindrical 2hell  Tegangan = tegangan (rinci(al )ang terjadi (ada sell antara lain tegangan circum"erential 8V""(+ tegangan longitudinal 8Vl"ng dan tegangan radial  8Vrad. Jika V1 < V""(+ V2 < V l"ng dan V3 < V rad+ maka :

;ntuk r < >i+

;ntuk r < >"+

 *. Tegangan (ada Hemispherical Head  Tegangan = tegangan )ang terjadi (ada hemispherical head antara lain tegangan tangensial 8Vt+ tegangan meridian 8Vm dan tegangan radial 8Vr. Besarn)a tegangan

tangensial sama dengan tegangan meridian. al ini dikarenakan *agian *"la  *ersiat uni"rm. Jika V1 < Vt+ V2 < Vm dan V3 < Vr+ maka *esarn)a tegangan ekialen kriteria "n 5ises adala :

;ntuk r < >i+

;ntuk r < >"+

BAB I4 KESIMP2LAN

1. Tangki meru(akan sala satu *agian ter(enting dalam setia( alat (r"ses )ang (ada dasarn)a di(akai se*agai tem(at (en)im(anan material *aik   *eru(a *enda (adat+ cair+ mau(un gas 2. Jenis tangki da(at di*edakan menjadi 4 jenis )aitu *erdasarkan letakn)a+  *erdasarkan *entuk tutu(n)a+ *erdasarkan tekanann)a 3. #e*ua alat (r"ses da(at rusak karena *er*agai alasan :  Terjadin)a de"rmasi elastis dan (lastis )ang *erle*ian aki*atn)a alat gagal melaksanakan ungsin)adan rusak )ang mem*aa)akan  Gnsta*ilitas elastic  Gnsta*ilitas (lastis  Brittle ru(ture  !ree(  K"r"si 4. Langka )ang di(erlukan dalam merancang se*ua *ejana diantaran)a adala :  5enentukan ungsi dan l"kasi *ejana  5enentukan siat isis luida )ang digunakan  5enentukan suu dan tekanan "(erasi  5enentukan jenis *ejana dan jenis ead  5enentukan *aan k"nstruksi  5enentukan ka(asitas *ejana  5enentukan diameter dan tinggi silinder   5enentukan te*al shell   5enentukan te*al head   5enentukan tinggi atau (anjang *ejana

DA3TAR P2STAKA

Br"nell+ Ll")d M  6"ung Mdin . 19?9.  Process Euipment Design.n/ile) Mastern Limited 5c.!a*e+/arren L.1994.6perasi %e.ni. 7imia Jilid 0& Jakarta : Mrlangga