desain tangki dengan alas datar

DESAIN TANGKI DENGAN ALAS DATAR

BAB 3DESAIN dinding TANGKI DENGAN ALAS DATAROleh : Kelompok 3

K.e.L.o.M.p.O.k. 3

3.1 Spesifikasi Bahan

TabeL 3.1

3.1 Spesifikasi BahanBahan-bahan yang biasanya digunakandalam konstruksi bejana penyimpan adalah logam, campuran logam, logam sepuh, atau bahan bahan yang berlapis yang cocok untuk menyimpan zat cair. Bahan tidak mudah terkorosi, murah dan mudah untuk difabrikasi, biasanya baja hasil tempaan dengan kandungan karbon rendah (Tabel 3.2)

TabeL 3.2

3.2 Perkiraan Harga Tangki

Gambar 3.3

3.3 Ukuran Optimum TangkiSebelum tangki penyimpanan dirancang, ukuran tinggi hingga diameter harus ditetapkanDiameter tangki baja standar untuk penyimpanan pada tekanan atmosfir biasanya berkisar dari 10 hingga 220 ft, dan tingginya bervariasi dari 6 hingga 64 ftTidak ada aturan untuk pemilihan perbandingan tinggi dan diameter karena hal ini disesuaikan dengan luas lahan yang tersedia, dan keterbatasan yang lain (Gambar 3.6)

Gambar 3.6Tangki dengan Berbagai Tinggi, Ukuran dan Diameter.

11

3.3 Ukuran Optimum Tangki Ukuran optimum tangki berada pada dua batasan:Batas bawah untuk rasio optimum D/H terjadi ketika biaya dinding, bagian dasar dan atap per satuan luas tidak tergantung pada D dan H. Kondisi ini ada pada tangki volume kecil, di mana kestabilan elastis dan korosi mempengaruhi ketebalan. Batas atas untuk rasio optimal D/H terjadi ketika ketebalan dinding, sebagai fungsi dari D dan H, dan biaya satuan luas bagian alas dan atap tidak tergantung pada D dan H. Kondisi ini ada pada tangki volume besar.

3.3 Ukuran Optimum TangkiUkuran optimum tangki adalah dipengaruhi oleh biaya lahan, biaya pondasi, biaya bagian alas, dinding, dan atap. Dalam hal biaya per satuan luas sebagai berikut :

(3.1)

D = diameter tangki, ftH = tinggi tangki, ftV = volume tangki, ft2

Untuk Tangki dengan Nilai D (H-1) sama dengan atau kurang dari 1720 atau 1515 (dari persamaan 3.18 dan 3.19)Volume tangki kecilMaka rasio D/H:

.. (3.6)

3.3 a Rasio D/H untuk Tangki dengan Ketebalan Dinding yang Tidak Dipengaruhi Oleh D dan H

C1 = biaya dinding, $/ft2 C4 = biaya pondasi, $/ft2C2 = biaya alas, $/ft2 C5 = biaya lahan, $/ft2C3 = biaya atap, $/ft2

Nilai D (H-1) lebih dari 1720 atau 1315 (dari persamaan 3.18 dan 3.19)Maka :

.. (3.9)

C1 = biaya dinding, $/ft2 C4 = biaya pondasi, $/ft2C2 = biaya alas, $/ft2 C5 = biaya lahan, $/ft2C3 = biaya atap, $/ft23.3 b Rasio D/H untuk Tangki dengan Ketebalan Dinding yang Dipengaruhi Oleh D dan H

Biaya tangki meliputi: komponen tangki, dinding, alas, dan atap merupakan fungsi dari ketebalan plat, kualitas baja, biaya pembentukan, biaya pengelasan, dan termasuk biaya perlengakapan seperti saluran, lubang, pompa, tangga, lantai, dan sebagainya yang melekat pada berbagai komponen.Faktor-faktor ini semua saling terkait, dan untuk membuat perkiraan itu biasanya lebih mudah untuk menyatakan dalam biaya bagian komponen dibuat atas bejana per pon bahan fabrikasi karena informasi tentang harga per pon lebih mudah tersedia.

3.3 c Perhitungan Faktor Biaya

Untuk kasus pertama: tangki terbuka berukuran kecil dengan asumsi:biaya lahan dan pondasi diabaikan. ketebalan dinding = ketebalan bagian alasJika biaya per satuan luas dinding (c1) = biaya per satuan luas dari biaya alas (c2) maka c1=c2 c3, c4, c5 = 0, maka persamaannya menjadi :

. (3.10)

3.3 d Contoh sederhana Optimalisasi Ukuran

3.3 d Kasus

Untuk kasus kedua, tangki tertutup berukuran kecil dengan:Biaya per satuan luas untuk bejana, atap, dan bagian bawah adalah sama. biaya pondasi dan lahan diabaikan c1=c2=c3 c4 dan c5 = 0, maka persamaannya menjadi :

. (3.11)


3.3 d Kasus

Untuk kasus ketiga, tangki tertutup berukuran besar dengan asumsi:di mana atap dan biaya dinding = 2 kali biaya bagian alas per satuan luas. (c1=2 c2 = c3 )c4 dan c5 = 0, maka persamaannya menjadi :

(3.12)


3.4 Desain dinding TangkiBerukuran Kecil dan MenengahTangki vertikal berukuran kecil dan menengah.Disebut tangki produksi.Difabrikasi dari plat baja dengan ketebalan yang sama.Desainnya telah distandarisasi untuk industri perminyakan (Gambar 3.7 dan Tabel 3.3)dinding tangki biasanya dibuat dengan ukuran 3/16 inchi atau inchi dengan lebar plat tidak kurang dari 60 inchi.

Tabel 3.3

Gambar 3.7

Tampak Atas

Gambar 3.7

Tampak Samping

3.5 Desain dinding Tangki PenyimpananBerukuran BesarKebanyakan tangki dan bejana berbentuk silinder

Beberapa tipe tegangan yang terdapat pada tangki silinder.Tegangan longitudinalTegangan circumferentialTegangan yang diakibatkan karena adanya sisa lasTegangan yang diakibatkan beban tambahan (angin, salju, es, dll)Tegangan yang diakibatkan karena adanya perbedaan suhuTegangan lain yang mungkin ditemui dalam praktek.

3.5 a Tegangan Dalam dinding Tipis Berdasarkan Teori Membran

Tegangan LongitudinalJika analisis dibatasi pada tekanannya saja,

dan

maka :

Sehingga :

(3.13)

Keterangan : = Luas plat yang melawan gaya longitudinal P = Gaya Longitudinal f = tegangan (lb/in2 )

t = ketebalan dinding (in)d = diameter dalam (in)p = tekanan internal (lb/in2 )l = panjang silinder (in)


t = ketebalan dinding (in)d = diameter dalam (in)p = tekanan internal (lb/in2 )L = panjang silinder (in)

Keterangan : = Luas plat yang melawan gaya circumferential P = Gaya Circumferential

Tegangan CircumferentialJika satu mengacu pada Fig 3.9 dan menganggap tegangan Circumferential yang disebabkan oleh tekanan internal saja, analisis berikut dapat dikembangkan:

danMaka :

Sehingga :

(3.14)Sebagai Controlling


Efisiensi Sambungan dan Korosi yang DiizinkanAdanya sambungan las yang tidak sekuat plat yang digunakanDigunakanJoint Efficiency FactorKetebalan logam (c) diperbolehkan untuk setiap korosi yang terjadi, kemudian ditambahkan dengan ketebalan yang diperlukan dan nilai ketebalan akhir dibulatkan ke ukuran pelat terdekat dengan ketebalan yang sama atau lebih besar.

Persamaan 3.13 menjadi :

.. (3.15)

E = Joint Efficiency Factor (lihat Tabel 13.2)c = tebal korosi yang diperbolehkan (in)

Persamaan 3.14 menjadi :

.. (3.16)

Tabel 13.2


Modifikasi PersamaanTegangan dihitung dengan asumsi bahwa tangki diisi dengan air pada suhu 600F (=62.37 lb/ft 3) dan regangan = 12 in.Ada pengaruh tekanan hidrostatis.Dalam penentuan tebal plat dilakukan berdasarkan tekanan fluida yang ada di bagian bawah atau di bagian atas.

Persamaan :(asumsi : fluida air) .. (3.17)

Dimana :p = tekanan dalam silinder (lb/in2)= densitas air pada suhu 600C (62.37 lb/ft3)H = tinggi fluida (in)

3.5 a Tegangan Dalam dinding Tipis Berdasarkan Teori Membran Untuk konstruksi double-weldedbutt-joint

Untuk konstruksi double-full filletlap-joint

Persamaan (3.17) disubstitusikan ke persamaan (3.16), sehingga diperoleh persamaan :f = 21000 lb/in2 dan E = 0.85

.(3.18)

Persamaan (3.17) disubstitusikan ke persamaan (3.16), sehingga diperoleh persamaan :f = 21000 lb/in2 dan E = 0.75

.(3.19)

3.5 a Tegangan Dalam dinding Tipis Berdasarkan Teori Membran Jika plat yang digunakan adalah paduan baja kekuatan tinggi, maka tegangan yang diperbolehkan adalah 60% dari minimum yield point (yp)

Untuk konstruksi double-welded butt-jointPersamaan (3.18) menjadi :f = 0.6yp dan E = 0.85

.(3.20)

Untuk konstruksi lap-weldedPersamaan (3.18) menjadi :f = 0.6yp dan E = 0.75

.(3.21)

3.5 b Pertimbangan Praktis DalamPemilihan Plat dinding

Perlu ditekankan bahwa Persamaan 3.15 s.d 3.19 hanya digunakan untuk memprediksi ketebalan logam yang dibutuhkan untuk menahan tekanan internal.Faktor lain yang mempengaruhi : Stabilitas struktural, Beban yang dimasukkan, Angin, Prosedur fabrikasi harus dipertimbangkan.

Diameter Tangki (ft)Ketebalan yang Diizinkan (in)50-120 120-200 5/16>200 3/8

desain tangki dengan alas datar

Documents