pipa aru.docx
Post on 01-Dec-2015
32 Views
Preview:
TRANSCRIPT
PERANCANGAN SISTEM PERPIPAAN DISTRIBUSI PREMIUM DARI
PELABUHAN BARANG KE PELABUHAN WISATA BENOA BALI
Ketentuan
NIM : L2E009ABC
1. Jenis fluida yang didistribusikan
A+B+C3
Sisa = 0 fluida yang didistribusikan adalah solar
Sisa = 1 fluida yang didistribusikan adalah premium
Sisa = 2 fluida yang didistribusikan adalah pertamax
2. Debit fluida
Debit fluida ditentukan dengan niai (AB) lt/jam
3. Tujuan distribusi
A+B+C4
Sisa = 0 fluida yang didistribusikan ke pelabuhan wisata
Sisa = 1 fluida yang didistribusikan ke pelabuhan barang
Sisa = 2 fluida yang didistribusikan ke pelabuhan ikan
Sisa = 3 fluida yang didistribusikan ke pelabuhan Pertamina
Dari ketentuan di atas, maka :
NIM L2E009130
1. Jenis fluida yang didistribusikan
1+3+03
Sisa = 1 fluida yang didistribusikan adalah Premium
2. Debit fluida
Debit fluida diasumsikan dengan niai 30 ltr/detik
3. Tujuan distribusi
1+3+04
=sisa 0 ,Sehingga fluida yang didistribusikan ke pelabuhan Wisata.
BASIS DESAIN
Dalam sistem pendistribusian fluida (cair maupun gas) akan terjadi
perbedaan kondisi-kondisi yang merupakan fungsi waktu, contohnya temperatur,
viskositas, tekanan akan mengalami perbedaan dari kondisi awal hingga fluida
tersebut melewati pipa pendsitribusian. Tetapi pada perancangan ini temperatur
pengaliran pada sistem perpipaan bawah tanah dianggap konstan. Besarnya
temperatur berdasarkan operasi rata-rata desain minyak mentah. Di dalam
perancangan ini kondisi standar untuk temperatura diasumsikan 150C (600F).
Kemudian desain basis pada perancangan sistem pipa ini dengan kondisi
standar temperatur konstan 150C untuk minyak premium ialah:
Massa jenis, ρ : 715-780 kg/m3
Beratjenis, γ : 6670 N/m3
Specific gravity (densitasrelatif), rd : 0,72
Viskositas kinematik, ϑpada 15oC : 0,8 cSt
KAPASITAS ALIRAN
Dari ketentuan dengan menggunakan NIM mahasiswa,diperoleh debit
premium yaitu sebesar 95 ltr/detik atau 0,095 m3/detik.
Gambar diatas menunjukkan skema perpipaan (ditunjukkan oleh garis merah) dari
tangki penampungan menuju pelabuhan pertamina.
PEMILIHAN PIPA
Menentukan ukuran pipa berdasarkan laju aliran, Q dan kecepatan aliran
yang diasumsikan untuk fluida solarv = 2 m/s. Berdasarkan hubungan tersebut
dapat diperoleh ukuran diameter pipa yang kemudian distandarkan menurut standar
ukuran pipa Diamater Nominal (DN) atau Nominal Pipe Size (NPS).
Pada kapasitas aliran sebesar 0,095 m3/s nilai diameter pipa, d dapat
ditentukan dengan persamaan di bawah ini sehingga
d=√ 4Qπ × v
d=√ 4 ×0,095 m3/sπ ×2 m /s
=0,24m atau24 cm atau240 mm
Pemilihan diameter Nominal (DN) dilakukan dengan menggunakan standar
ukuran pipa dan membulatkan nilai diameter menjadi lebih besar sehingga
diperoleh DN sebesar 10 inch.
Sesuai dengan Diameter Nominal (DN) dan Nominal Pipe Size (NPS)
dengan standar ukuran pipa, maka diameter nominal ialah 10 inch. Tipe pipa yang
dipilih adalah sch20 dengan DN 10 inch,dengan diameter luar, D0ut= 273,1 mm,
diameter dalam, d = 260,3 mm, dan tebal, t = 6,4 mm.
Material pipa minyak sesuai dengan standar ASME B31.4 yaitu API 5L
dengan spesifikasi sebagai berikut
Jenis pipa : Seamless
Nominal Diameter : 10 inch
Outside Diameter : 10,75 inch
Inside diameter : 67,2 inch
Grade : B
Tegangan ijin, SA : 174 MPa
Pemilihan pipa dengan properties seperti diatas dikarenakan pipa ini akan
mendistribusikan minyak dari kapal pertamina menuju tangki penampungan,
sehingga perlu dihindari kebocoran agar pasokan minyak dari kapal pertamina tetap
terdistribusi dengan baik.
ANALISIS HEAD MAKSIMUM OPERASI (MAOH) YANG
DIIJINKAN PADA SISTEM
Berdasarkan ukuran desain pipa sesuai dengan DN yaitu diameter luar, D =
273,1 mm, dan tebaldinding pipa, t = 6,4 mm, tegangan ijin, SA = 174 MPa. MAOP
atau Pi dapat ditentukan dengan persamaan di bawah sehingga
Pi(MAOP )=2 x S A x t
D
Pi ( MAOP)=2 x174 MPax 6,4 mm273,1 mm
Pi ( MAOP)=8,15 MPa
Kemudian head maksimum operasi yang diijinkan dapat ditentukan dengan
persamaan di bawah yang diketahui berat jenis fluidanya ialah 6670 N/m3
MAOH=Pi(MAOP)
γ
MAOH= 8,15 Mpa6670 N /m3
=1221,8 m
ANALISIS KECEPATAN DAN REGIM ALIRAN
Analisis pada kecepatan aliran diperlukan untuk mengetahui jenis aliran
pada sistem pipa. Kecepatan aliran, V, dapat ditentukan melalui persamaan di
bawah berdasarkan luas penampang pipa standar, Ai, dan kapasitas aliran operasi.
V= QAi
V=0,095 m3/s0,055 m2 =0,095 m3 /s
0,0 55 m2 =1,72 m /s
Pada nilai kecepatan aliran di atas besarnya masih dalam batas yang
direkomendasikan yaitu 2 m/s.
Besarnya angka Reynolds, Re, untuk kecepatan aliran, V = 1,72 m/s,
diameter dalam, d = 260,3 mm dan viskositas kinematik, υ = 0,8 cSt dapat dihitung
:
Re=Vdv
Re=1,72 m /s×260,3 mm
0,8 cSt=5,59 x 105(turbulen)
Menurut klasifikasi aliran pada bilangan Reynold ialah aliran turbulen (acak)
yang sangat tidak stabil dan berfluktuasi pada kecepatan alirannya.
ANALISIS KERUGIAN-KERUGIAN PADA SISTEM
Dari diagram Moody, faktor gesekan, f = 0,021 untuk pipa baja dengan
kekasaran absolut, e = 0,046 mm. Sehingga untuk kerugian gesek pipa, hL, per 842
m ialah
H L= fLd
V 2
2 g
H L=0,021842 m
260,3 mm(1,72m /s )2
2×9,81m /s2 =11,9meter
Untuk kerugian gesek minor diasumsikan sebesar 20% dari kerugian gesek
pipa. Sehingga didapat
HL= 2,38 m
Maka dari semua nilai kerugian gesek dan statis tersebut dapat diperoleh
nilai Head total pada sistemdimana termasuk head statis (diasumsikan 2 meter) dan
head gesek ialah
HT=H f +H s
HT = 11,9 + 2,38 + 2
HT = 16,28 meter
ANALISIS STASIUN POMPA
Jumlah Stasiun Pompa
Jumlah stasiun pompa didapat dengan cara membagi total head sistem
dengan selisih antara MAOH dengan NPSH. Namun, pada sistem ini NPSH tidak
dibutuhkan karena masih ada kecepatan yang masuk ke pompa sehingga tidak
ada head isap pompa. Sehingga dengan menggunakan persamaan diperoleh
jumlah dari stasiun pompa.
Jumlah Stasiun Pompa=Total Head SistemMAOH
Jumlah Stasiun Pompa = 16,28/1221,8= 0.01
Dikarenakan hasil dari perhitungan menunjukkan angka yang tidak bulat
untuk pembulatan hasil perhitungan jumlah stasiun pompa mencapai angka yang
bulat yaitu 1 stasiun pompa.
LOKASI STASIUN POMPA
Untuk semua metode sudah dipastikan 1 stasiun pompa diletakkan pada
titik awal pipeline atau pada km 0. Dalam menentukan letak stasiun pompa perlu
diperhatikan dari segi keamanan dan segi ketersediaan atau dekat dengan sumber
listrik sehingga memudahkan dalam instalasi dan perawatannya. Letak pompa
pada kilometer 0 atau titik awal distribusi minyak di depo bahan bakar minyak .
PEMILIHAN POMPA
Dengan menggunakan analisis hidrolik, dapat dilakukan pemilihan pompa
yang sesuai untuk diameter pipa yang telah ditentukan. Variabel yang dibutuhkan
adalah head pompa, daya yang dibutuhkan oleh pompa, dan kapasitas aliran.
Hasil yang diinginkan adalah jenis pompa penguat (booster pump).Pompa
yang dipilih harus sesuai dengan frekuensi di Indonesia yaitu f = 50 Hz.
Kemudian di bawah ini akan dijabarkan satu persatu spesifikasi dari pompa
yang diperlukan dalam perancangan ini beserta jenis pompa yang dipakai.
JENIS POMPA
Pompa yang digunakan berasal dari merk dagang Allweiler dan dipilih
berdasarkan efisiensi tertinggi. Dalam penyediaannya di Indonesia sudah ada
perusahaan yang langsung menghubungkan dengan Allweiler Company itu
sendiri sehingga merupakan salah pompa Allweiler.
Dalam melakukan pemilihan pompa, dilakukan pencarian jenis pompa
sesuai dengan aplikasi distribusi solar beserta data spesifikasi yang diberikan oleh
produsen pompa. Perusahaan pompa Allweiler (merk dagang) digunakan sebagai
acuan pencarian dan spesifikasi pompa. Produsen pompa Allweilermemproduksi
jenis sentrifugal yang cocok digunakan sebagai pompa penguat pendistribusian
minyak solar.
Dimana pompa Allweiler sudah banyak diaplikasikan dalam
pendistribusian minyak mentah di Indonesia, dan sangat cocok digunakan daalam
operasi jangka panjang.
Tabel diatas menunjukkan beberapa spesifikasi dari pompa allweiler yang
banyak diaplikasikan dalam pendistribusian minyak ataupun air panas. Untuk
kebutuhan pendistribusian dari tangki penampungan menuju pelabuhan pertamina,
saya memilih pompa allweiler seri CBWH dengan debit maksimum sebesar 240
m3/jam dan Head maksimum sebesar 63 m.
PERLINDUNGAN PIPA
Pelabuhan benoa merupakan daerah dengan tanah yang mengandung
kandungan garam yang cukup tinggi dan juga akan sering mengalami kontak
langsung dengan air laut. Hal ini tentu saja menyebabkan laju korosi pada material
pipa akan sangat cepat. Laju korosi yang diperbolehkan adalah lebih kecil atau
sama dengan 1 mil per tahun.
Oleh karena faktor lingkungan dan lokasi pelabuhan benoa yang sangat
berpotensi menyebabkan korosi, maka diperlukan perlindungan untuk material
pipa baik itu perlindungan katodik, coating, maupun teknik pencegahan lainnya.
Pada perancangan perpipaan ini, material pipa yang digunakan adalah
paduan baja, kita dapat menggunakan perlindungan katodik untuk melindungi
pipa, dan jika dilihat dari tabel.2 tegangan permukaan (Diktat MKP Sistem
Perpipaan) kita dapat menggunakan Mg ataupun Zn sebagai anoda, tetapi
berdasarkan data yang didapat bahwa lokasi pelabuhan benoa mengandung unsur
garam yang sangat tinggi maka akibatnya perlindungan dari Mg atau Zn akan
sangat mudah terkorosi dalam waktu yang cepat, dan lama-kelamaan material pipa
tersebut yang akhirnya terkorosi. Untuk menghindari konsekuensi tersebut maka
perlindungan yang digunakan adalah coatingatau perlindungan perlapisan dengan
sistem dua perlapisan (two coat systems).
TWO COAT SYSTEMS
Metode ini menggunakan sistem dua kali perlapisan dimana hal ini
dimaksudkan agar material pipa yang akan dilindungi dapat bertahan dari korosi
dalam jangka waktu yang panjang. Digunakan 2 material pelapis yaitu:
1. Perlapisan pertama menggunakan polypropylene
Berdasarkan tabel pemilihan bahan pelapis(Diktat MKP Sistem
Perpipaan) dapat dilihat keunggulan dari perlapisan polypropylene
diantaranya:
a. Temperatur kerja diantara -20 0c hingga 100 0c
b. Mempunyai tahanan terhadap reaksi kimia yang baik.
c. Polypreopelene disemprotkan/spray pada pipa yang akan
digunakan.
2. Perlapisan kedua dengan concrete coating
Setelah material pipa dilapisi menggunakan polypropylenemaka
selanjutnya saat proses instalasi didalam tanah material pipa dilapisi
dengan semen. Hal ini dimaksudkan agar material pipa terhindar dari
kontak langsung dengan air laut, dan juga semen tersebut akan
melindungi pipa dari beban impact yang akan diterima oleh pipa.
Dengan sistem dua kali perlapisan diatas, diharapkan material pipa
terlindungi dari laju korosi yang cepat, sehingga akan meminimalisir kebocoran
pipa dan menekan biaya operasional.
DAFTAR PUSTAKA
1. DIKTAT MKP Sistem Perpipaan Teknik Mesin Undip 2013
2. PIPELINE TRANSPORTATION SYSTEM FOR LIQUID AND
HYDROCARBONS AND OTHERS LIQUID, ASME B31.4-2002
3. http://id.wikipedia.org/wiki/Proteksi_katodik
4. http://navale-engineering.blogspot.com/2012/04/korosi-sebab-sebab-
korosi-macam-macam.html
5. http://www.engineeringtoolbox.com/astm-steel-pipes-pressure-
temperature-d_742.html
6. http://www.agussuwasono.com/artikel/mechanical/57-piping-valves-
dan-fittings.html?showall=1
top related