laporan kerja praktek teknik mesin

Laporan Kerja Praketk Jurusan Teknik Mesin

BAB IV

TUGAS KHUSUSPERANCANGAN PRESSURE VESSEL HIGH PRESSURE (HP) PACKAGE VERTICAL 2 (TWO) FHASE Di PT. CITRA TUBINDO ENGINEERING4.1Latar Belakang Tugas Khusus

Didalam pembuatan laporan ini penulis ingin menjelaskan proses desain Pressure Vertical 2 (Two) Fhase yang di fabrikasikan oleh PT. Citra Tubindo Engineering (CTE). Pressure Vessel merupakan salah satu peralatan utama yang mempunyai peranan penting dalam operasi pengolahan minyak bumi dan gas alam., Pressure Vessel yang di produksi pada PT. Citra Tubindo Engineering, merupakan Pressure Vessel Vertical 2 (Two) fhase. Berdasarkan perencanaanya fungsinya Pressure Vessel adalah salah satu penerapan instrumentasi kendali di industri minyak dan gas. Pressure Vessel yang akan dirancang oleh PT Citra Tubindo Engineering adalah untuk memisahkan 2 fhase fluida yaitu minyak, gas atau liquid, proses pemisahan ini memanfaatkan proses alami prinsip beda berat jenis dari kedua fluida tersebut. Pada Pressure Vessel umumnya instrumentasi kendali digunakan untuk mengendalikan variabel - variabel berikut: ketinggian, tekanan, aliran dan suhu dan salah satu metode kendalinya adalah dengan menjaga level interface antara kedua fluida tersebut sehingga kedua fluida tersebut terpisah secara sempurna.4.2 Batas Masalah Sehubungan dengan pembahasan Pressure Vessel yang terlalu luas cakupan ilmiahnya, maka penulis dalam kesempatan ini hanya membahas tentang bagaimana Proses Desain ataupun Paket Pressure Vessel beserta komponen komponen pendukungnya yang dilakukan di PT. Citra Tubindo Engineering. Batam - Indonesia.Adapun batasan masalah pada laporan kerja praktek ini diantaranya yaitu : Proses desain Pressure Vessel High Presures (HP) Package Vertical 2 (Two) Fhase.4.3Tujuan Agar Mahasiswa yang melakukan praktek kerja lapangan mengetahui bagaimana proses proses dalam merancang alat Pressure Vessel Vertical 2 Fhase di PT. Citra Tubindo Engineering. Batam - Indonesia

4.4Tinjauan Pustaka

4.4.1Pressure Vessel

Pressure Vessel adalah alat pemisah minyak dan gas bumi yang menggunakan prinsip pemisah pada tekanan dan temperatur tetap. Biasanya produksi dari sumur minyak menggunakan Pressure Vessel vertical sedangkan produksi dari sumur gas diproses menggunakan Pressure Vessel horizontal. Hal ini dikarenakan pada Pressure Vessel horizontal memiliki daerah pemisahan yang lebih luas dan panjang dibandingkan Pressure Vessel vertical. Pressure Vessel digunakan dalam sejumlah industri ; misalnya industri pembangkit listrik untuk fosil dan tenaga nuklir, industri petrokimia untuk penyimpanan dan pengolahan minyak mentah serta menyimpan bensin di stasiun layanan, dan industri kimia (dalam reactor kimia) untuk nama tapi beberapa. Penggunaanya telah diperluas di Dunia. Pressure Vessel pada kenyataanya sangat penting untuk penggunaaanya, untuk kimia, minyak bumi, petrokimia dan industri nuklir. Secara umum, Pressure Vessel dirancang dengan ukuran dan geometris yang bervariasi. Pada ASME Boiler and Pressure Vessel Code, Section VIII, Division 1 menetapkan berbagai tekanan. Pressure Vessel sebagai komponen yang dirancang untuk memenuhi berbagai persyaratan yang ditentukan oleh desainer dan analisis bertanggung jawab untuk keseluruhan desain. Langkah pertama dalam prosedur desain adalah untuk memilih informasi yang relevan yang diperlukan, membangun dengan cara ini untuk persyaratan desain. Setelah desain persyaratan telah ditetapkan, bahan yang cocok dipilih dan Kode desain ditentukan akan memberikan desain yang diijinkan atau stres nominal yang digunakan untuk dimensi ketebalan Pressure Vessel utama. kode tambahan aturan menutupi desain berbagai komponen seperti nozel, flange, dan sebagainya. Setelah itu pengaturan dari berbagai komponen diselesaikan dan dianalisis untuk kegagalan.Jenis jenis Pressure Vessel berdasarkan posisinya-Pressure Vessel vertical / TegakPressure Vessel vertical cocok digunakan untuk sumur yang mempunyai Gas Oil Ratio rendah. Untuk masalah penempatannya, Pressure Vessel vertical sangat efisien karena tidak membutuhkan tempat yang luas sehingga sangat cocok digunakan pada offshore.

Gambar 4.1 Pressure Vessel Vertical-Pressure Vessel Horizontal / DatarPressure Vessel Horizontal lebih murah dibandingkan separator vertical untuk suatu kapasitas gas tertentu. Pressure Vessel ini juga ekonomis untuk pemrosesan fluida yang mempunyai Gas Oil Ratio tinggi. Untuk penempatannya Pressure Vessel horizontal tidak memerlukan pondasi yang khusus.

Gambar 4.2 Pressure Vessel Horizontal

-Pressure Vessel Spherical / BulatPressure Vessel spherical sangat baik untuk fluida yang mengandung pasir dan lumpur. Namun Pressure Vessel jenis ini mempunyai kapasitas yang lebih kecil dibandingkan dengan Pressure Vessel datar maupun Pressure Vessel tegak. Pressure Vessel spherical sangat cocok digunakan pada pressure yang tinggi.

Gambar 4.3 Pressure Vessel SphericalFungsi utama dari Pressure Vessel*Memisahkan fasa pertama cairan hidrokarbon dan air bebasnya dari gas atau liquid.*Melakukan usaha lanjutan dari pemisahan fasa pertama dengan mengendapkan sebagian besar dari butiran butiran cairan yang ikut di dalam aliran gas

*Mengeluarkan gas maupun cairan yang telah dipisahkan dari Pressure Vessel secara terpisah.

Gambar 4.4 Prinsip Pemisahan Pada Pressure VesselFaktor faktor lain yang dapat mempengaruhi pemisahan fluida antara lain :

a.Viskositas fluida

b.Densitas minyak dan Liquidc.Tipe peralatan dalam separator

d. Kecepatan aliran fluida

e.Diameter dari titik titik Liquid

Klasifikasi Pressure Vessel

Klasifikasi Pressure Vessel tergantung dari pembagian jenis ruang lingkupnya, secara umum diklasifikasikan sebagai berikut : *Menurut tekanan kerja

a.High Pressure (HP) 650-1500 Psib.Medium Pressure (MP) 225-650 Psic.Low pressure (LP) 10-225 Psi*Berdasarkan hasil pemisahan-Pressure Vessel dua fasa : memisahkan fluida formasi menjadi fasa liquid dan fasa gas.

Gambar 4.5 Pressure Vessel Dua Fasa-Pressure Vessel tiga fasa : memisahkan formasi menjadi fasa minyak, liquid dan gas

Gambar 4.6 Pressure Vessel Tiga Fasa4.5 Komponen Utama Bejana Tekan (Pressure Vessels)

Komponen utama bejana tekan (Pressure Vessels) merupakan komponen yang paling dominan dan selalu pada bejana tekan. Komponen komponen tersebut antara lain ;shell, head, flange, bolts and nut, nozzle, support, dan skirt support.4.5.1 ShellShell adalah komponen yang paling utama yang berisi fluida yang bertekanan. Pada umumnya ada dua tipe shell yang ada yaitu shell silindris dan spherical shell. Tetapi hanya shell silindris sering digunakan dalam design bejana tekan. Ketebalan shell dipengaruhi oleh tekanan design. Tekanan design dibedakan menjadi dua yaitu tekanan design internal dan tekanan design eksternal. Untuk menentukan ketebalan shell harus memperhatikan beban yang terjadi pada shell. Arah penyambungan shell juga akan mempengaruhi perhitungan ketebalan shell.

A. Ketebalan shell berdasarkan internalpressure designBerdasarkan standar ASME, ketebalan shell berdasarkan internal pressure bisa ditentukan dengan persamaan berikut:

1. Sambungan memanjang (longitudinal joint)

Untuk sambungan jenis ini ketebalan shell harus bisa menahan tegangan yang terjadi. Tegangan yang dominan pada sambungan memanjang adalah tegangan arah melingkar atau circumferential stress. Besarnya ketebalan shell ditentukan dengan persamaan berikut:

ASME VIII. Div 1.Edition 2010 UG 27 (4.1)


Dimana :

t = Ketebalan mimimum shell yang diperlukan, mm

P = Tekanan design internal, Psi (kPa)

R = Jari jari dalam shell, mm

S = Tegangan izin maksimum, Psi (kPa)

E = Efisiensi sambungan las

2. Sambungan Melingkar ( Circumferential joint )

Sambungan melingkar harus bisa menahan tegangan arah longitudinal atau longitudinal stress. Untuk memenuhi kriteria tersebut maka ketebalan shelldapat ditentukan dari persamaan berikut:



B. Ketebalan shell berdasarkan tekan dari luar ( external Pressure Design )

Ketebalan shelluntuk beberapa tipe sambungan berdasarkan external pressuredapat ditentukan dari persamaan di bawah ini.1. Untuk silinder dengan Do/t 10


Atau dengan persamaan


2. Silinder dengan harga Do/t < 10

Tentukan harga faktor A dan faktorB dari grafik UGO-28.0 dan UCS-28.2. Jika Do/t kurang dari 4 maka faktor A dapat ditentukan dengan persamaan berikut:


4.5.2 HeadSeluruh bejana tekan harus ditutup dengan head. Head lebih banyak berbentuk kurva dari pada pelat datar. Bentuk kurva lebih banyak memiliki keuntungan antara lain kuat sehingga ketebalan head bisa lebih tipis, lebih ringan walaupun agak mahal.

Berikut tipe head dan persamaan unuk menetukan ketebalannya.A. Ketebalan head berdasarkan tekanan internal

a. Sphere dan hemispherical head



b. Ellipsoidal head



c. Cone dan conical head

ASME VIII. Div 1.Edit 2010 (4.12)

ASME VIII. Div 1.Edit 2010 (4.13)

d. ASME flanged and dished head

Jika perbandingan L/r = 50/3

PV Handbook Eugene F.Megyesy(4.14)

Jika perbandingan L/r kurang 50/3


e. Circular flat head


B. Ketebalan Head Berdasarkan Tekanan Eksternal

a) Sphere dan hemispherical headProsedur untuk menentukan ketebalan head.

Asumsikan ketebalan head dan hitung harga A

Masukan harga A pada grafik material Fig G ASME Dari grafik tersebut akan ditemukan harga B kemudian subtitusikan ke persamaan berikut.


Jika Pa perhitungan di atas lebih besar dari tekanan design maka ketebalan yang diasumsikan aman digunakan, tetapi jika Pa lebih kecil dari tekanan design maka ketebalan yang diasumsikan harus diperbesar dan prosedur diulangi lagi.b) Ellipsoidal head Penentuan ketebalan ellipsoidal head sama dengan prosedur diatas tetapi R0= k1xDo, dimana k1= 0.9 (Tabel UG-37 ASME)Tabel 4.1 UG-37 ASME VIII Division 1

c) ASME flanged and dished head

Prosedur untuk menentukan ketebalan head sama hanya harga Ro adalah sama dengan Do.d) Cone and conical section

Prosedur untuk menentukan ketebalan head pada prinsipnya sama tetapi untuk head tipe ini menggunakan tabel UG-31 ASME dengan harga Pa dibawah ini.Tabel 4.2. UG 31 ASME VIII Division1


Gambar 4.7 Jenis Jenis Head Bejana Tekan (Pressure Vessels)( Sumber : https://www.google.com/searchJenis+tutup+bejana+tekan)

4.5.3 NozzleNozzle adalah komponen silinder yang berupa lubang yang menembus shell atau head dari bejana tekan. Ujung nozzle biasanya berbentuk flange untuk memungkinkan koneksi dengan part lain dan mudah untuk pemeliharaan atauakses Nozzle memiliki beberapa fungsi antara lain: Merekatkan pipa yang berfungsi untuk mengalirkan fluida dari atau ke bejana tekan.

Sebagai tempat untuk sambungan instrumen, seperti level gauges, thermowells atau pressure gauges.

Sebagai tempat masuk orang untuk mempermudah perawatan.

Ketebalan dinding shell yang dibutuhkan (Tr)


Ketebalan dinding Nozzle yang dibutuhkan (Trn)


Dimana :

P = tekanan design, Psi

R = diameter dalam bejana tekan, in

Rn = diameter dalam nozzle, in

S = tegangan izin maksimum, psi

E = efisiensi sambungan las

4.5.4 Support

Komponen ini berfungsi untuk menahan bejana tekan agar tidak berpindah atau bergeser. Penyangga ini harus bisa menahan beban baik berupa beban berat bejana ataupun beban dari luar seperti angin dan gempa bumi. Perancangan penyangga tidak seperti desain bejana tekan karena penyangga tidak mempunyai tekanan.Jenis support yang digunakan tergantung padaukuran dan orientasi dari Bejana tekan (pressure vessel). Dalam semuakasus, support untuk bejana tekan(pressure vessel) harus kuat untuk menerima beban selfweight,angin, dan beban gempa.Basic load dihitung untuk merancang anchoragedan pondasi untuk bejana tekan (pressure vessel). Jenis support yang umum digunakan adalah sebagai berikut: SkirtAdalah steel plate berbentuk silinder dan dilas pada bagian bawah shell dari bejana tekan (pressure vessel) atau pada head bagian bawah. Skirt untuk vessel jenis boladilas ke bagian vessel di dekat mid-plane dari shell.Skirt biasanya menyediakan cukupfleksibilitas sehingga ekspansi termal dari shelltidak menyebabkan tekanan panas yang tinggi di titik temu dengan skirt. LegsRasio maksimum panjang legs support terhadap diameter drum biasanya 2:1. Jumlah legs yang dibutuhkan tergantung pada ukuran bejana tekan (pressure vessel) dan beban yang diterima.

Gambar 4.8 Skirt Support( Sumber : www.whatispiping.com Skirt Support)Support legs biasanya digunakan pada bejana tekan (pressure vessel) spherical. Support legs untuk bejana tekan (pressure vessel) vertikal kecil dan spherical pressure vessel dibuat dari profil baja struktur atau profil pipa dan menyediakan design yang paling optimal. Cross bracing apabila diperlukan menguatkan antar legs, digunakan untuk menyerap beban angin atau gempa. SaddleSaddle support berfungsi mendistribusikan beban berat di seluruh permukaan darishell untuk mencegah Terjadinya local stress yang berlebihan dalam shell di titik-titik support. Lebar saddle, antara laindetail design, ditentukan dari desain kondisi bejana tekan (pressure vessel). Salah satu saddle biasanya dipasang sebagai fix anchor dan lainnya sebagai fleksibel anchor yang mengakomodasi thermal expansion ke arah longitudinal.

Gambar 4.9 Legs Support( Sumber : www.whatispiping.com LegsSupport)

Gambar 4.10 Saddle Support( Sumber : www.pipingtech.com saddle support)

4.5.5 Anchor Bolts dan Base RingAnchor bolts dan Base ring

Anchor bolts berfungsi untuk mengunci bejana agar tetap pada pondasinya. Beban yang bekerja pada anchor bolts adalah beban momen akibat angin maupun gempa bumi. Ukuran anchor bolts ditentukan dengan menggunakan luas total yang dibutuhkan untuk melawan momen yang bekerja pada dasar bejana. Luas total anchor bolt yang dibutuhkan dirumuskan sebagaiberikut.


Dimana :

Ab= luas total Anchor Bolt

M= Momen total pada sambungan skirt

W= total berat bejana pada posisi tegak

Sa= tegangan ijin maksimum material bolt

D= diameter keliling boltsVariabel Ct, z, Cc dan j ditentukan dari tabel D Values of Constants as Function ofK, sedangkan harga K ditentukan dari persamaan berikut.


Dimana

Fcb= tegangan tekan di beton/cor pada lingkaran bolt, N= perbandingan rasio modulus elastisitas baja dan beton

(tabel F Properties of Concrete Four MixtureHandbook Eugene F.Megyesy)Besarnya beban tarik pada anchor bolts dirumuskan sebagai berikut.


Tegangan tarik pada anchor bolt dirumuskan sebagai berikut.


Dimana ts,


4.5.6 Desain Opening

Opening di bejana tekan terdapat di daerah shell atau head yang diperlukan untuk melayani tujuan-tujuan berikut: Manway karena membiarkan personil masuk dan keluar dari bejana untuk melakukan pemeliharaan rutin dan perbaikan. Lubang (drain) untuk menguras atau membersihkan bejana tekan. Handhole bukaan untuk memeriksa bejana dari luar Nozzle yang melekat pada pipa untuk meneruskan fluida kerja di dalam dan diluar bejana tekan.Untuk semua bukaan, walupun nozzle mungkin tidak memerlukan. Dalam beberapa kasus, nozzle dan pipa yang melekat pada bukaan, sementara dalam kasus lain mungkin ada penutup manway atau pelat penutup handhole yang dilas atau disambungkan dengan baut ke daerah bukaan. Nozzle atau lubang mungkin mengalami tekanan internal atau eksternal, bersama beban yang berasal dari peralatan dan perpipaan karena ekspansi perbedaan temperatur dan sumber lainnya.

Desain opening dan nozzle didasarkan pada dua pertimbangan:

Membran stres utama dalam bejana harus berada dalam batas yang ditetapkanoleh tegangan tarik yang diijinkan. Tegangan puncak harus dijaga dalam batas yang dapat diterima untukmemastikan memuaskan kelelahan hidup.

Karena penghilangan bahan pada lokasi opening, ada bagian yang melemah pada shell. Jumlah penurunan kekuatan tentu saja tergantung pada diameter, jumlah, dan sejauh mana lubang diberi jarak satu sama lain.

Gambar 4.11 Opening pada Bejana tekan

(Sumber : https://www.google.com/opening pressure vessel )Untuk menentukan suatu opening, pada dasarnya luas penampang yang diambil, harus dapat diganti dengan luas penampang bagian yang ditambah ketebalannya. Hal tersebut, dapat dilihat pada Gambar 2.7 di atas, dimana A merupakan luas penampang yang hilang, sehingga harus dapat diganti dengan penjumlahan A1, A2, A21, A3, dan A42 yang merupakan luas penampang yang dibuat sebagai pengganti luas tersebut. Berikut merupakan persamaan yang digunakan untuk menentukan besarnya dimensi besarnya reinforcement yang akan digunakan pada opening.


4.6 Standar yang digunakan pada perancangan pada Separator ASME Boiler and Pressure Vessel Code, Section VIII, Division 1

Di dalam Asme Boiler and Pressure Vessel Code, Section VIII, Division 1. Divisi ini berisi tentang persyaratan wajib atau larangan spesifik dan pemeriksaan , inspeksi, pengujian, sertifikasi, dan pendukung tekanan. Didalam teknik penilaian harus konsisten dengan filosofi divisi ini, didalam divisi ini dibagi menjadi tiga sub bagian.

Pada bagian A menjelaskan beberapa persyaratan umum yang berlaku untuk semua jenis separator. Pada bagian B menjelaskan beberapa persyaratan tertentu yang berlaku untuk berbagai metode yang digunakan dalam pembuatan separator, yang terdiri dari bagian metode pengelasan, ditempa, dan brazing. Pada bagian C menjelaskan beberapa persyaratan tertentu yang berlaku untuk beberapa kelas bahan yang digunakan dalam kontruksi separator.4.7Kondisi Operasi Bejana Tekanan

Data dibawah ini adalah data pada saat bejana tekanan (pressure vessel) tipe seperator untuk fluida gas beroperasi.

Fluida

:Crude oil (gas)

Tekanan Operating

:1300 psi

Temperatur Operating

:1500 C

Faktor Lingkungan

:Wind Load : Asce 7.2010Faktor gempa : diasumsikan4.7.1 Penentuan Tipe Bejana Tekan Penentuan tipe bejana tekan (pressure vessel) berdasarkan bentuk head yang dipakai oleh bejana tersebut. Dibawah ini ada beberapa tipe head : Ellipsoidal head Thorispherical head Hemispherical head Conical head Toriconical headBerdasarkan beberapa tipe diatas pada perencanaan bejana tekan (pressure vessel) tipe seperator untuk fluida gas dipakai tipe head ellipsoidal.4.7.2 Menentukan Dimensi Bejana TekanDimensi yang digunakan pada perencanaan bejana tekan (pressure vessel) tipe seperator untuk fluida gas adalah sebagai berikut: Panjang bejana tekan keseluruhan

: 152 (ellipsoidal head)

Diameter bejana tekan

: 36 in4.7.3 Desain Bejana tekan dan Pemilihan material Shell

Desain shell berdasarkan standar ASME UG-27 dan UG-28. Shellberupa slinder. U27 menyatakan bahwa ketebalan shell di bawah tekanan dalam harus tidak boleh kurang dari ketebalan hasil perhitungan dengan formula yang telah ditentukan. Sedangkan UG-28 menyatakan bahwa aturan untuk mendesain shell atau tabung pada ASME section VIII hanya untuk shell tipe silindris dan spherical. Dan material yang digunakan untuk merancang Shell ini adalah SA 516 Gr 70. Tabel 4.1 Chemical Requiremets SA 516

Tabel 4.2 Tensile Requirements SA 516

Gambar 4.12 Shell Keterangan Gambar :

Do = Diameter Luar Bejana Tekan ( pressure vessels)

Di = Diameter Dalam Bejana Tekan ( pressure vessels)

H = Panjang shellHeadDesain head berdasarkan standar ASME UG-32 yang menyatakan bahwa ketebalan head yang dibutuhkan pada titik paling tipis setelah proses pembentukan harus dihitung berdasarkan persamaan yang telah ditentukan. Desain head yang dipakai adalah ellipsoidal headseperti pada ASME UG_32 (d).Perbandingan antara major axis dan minor axis adalah 2:1. Material yang digunakan untuk merancang Head adalah SA516 Gr 70.Tabel 4.3 Chemichal Requiremets SA 516

Tabel 4.4 Tensile Requirements SA 516

Gambar 4.13 HeadKeterangan Gambar:

Do = Diameter Luar Head Ro = jari-jari ellipsoidal

T = Tebal Head

h = Tinggi HeadDesain NozzleNozzle adalah komponen silinder yang menembus shell atau head dari pressure vessel. Ujung nozzle biasanya berbentuk flange untuk memungkinkan koneksi dengan part lain dan mudah untuk pemeliharaan atau akses.Nozzle digunakan untuk aplikasi berikut : Pasang pipa untuk aliran masuk atau keluar dari vessel.

Pasang koneksi instrument, (misalnya, level gauge, thermowells,atau alat pengukur tekanan).

Menyediakan akses ke internal vessel melalui manhole.

Menyediakan attachament langsung dari peralatan lainnya,( misalnya, penukar panas atau mixer).

Tabel 4.5 Chemical Requirement SA 106

Tabel 4.6 Tensile RequirementSa 106

Skirt Support

Desain penyangga mengacu pada ASME UG-54. Jenis penyangga yang digunakan adalah skirt support.UG-54 menyatakan bahwa semua Pressure vessel harus ditopang dan penyangga tersebut harus di susun dan atau disambung ke dinding Pressure vessel sedemikian sehingga bisa menopang beban maksimum (Lihat UG 22 dan UG 82).Tabel 4.7 Appurtenant Material Spesification SA 36

Tabel 4.8 Chemical Requirement SA 36

Tabel 4.9 Tensile Requirement SA 36

Gambar 4.14 Skirt Support

Keterangan Gambar :

D = Tebal LuarSkirt Support Ts = Tebal Skirt SupportAnchor Bolt dan Base Ring

Desain Anchor Bolt dan Base Ring berdasarkan pressure handbook Eugene F. Megyesy yang menyatakan bentuk Anchor Bolt dan Base Ring harus mampu menahan beban yang bekerja seperti beban angin dan beban gen\mpa. Material yang digunakan untuk perencanaan Anchor Bolt adalah SA 193 B sedangkan untuk base ring adalah SA 283 Gr C.

Tabel 4.10 Chemical Requirement SA 193 B

Tabel 4.11 MechanicanRequirement SA 193 B

Tabel 4.12 Chemical Requirement SA 283 C

Tabel 4.13 Tensile Requirement SA 283 C

Reinforcemet PadDesain reinforcemet pad berdasarkan Pressure handbook Eugene F. Megyesy yang menyatakan bentuk dan luas reinforcemet pad harus mampu menahan tekanan dari dalam bejana tekan akibat dan shell yang dilubangi untuk pemasangan nozzle. Material yang digunakan untuk perancangan reinforcemet pad adalah SA 516 Gr 70.

FlangeDesain flanges berdasarkan ASME UG-44 yang menyatakan bahwa bentuk flanges harus mengacu pada rating tekanan-temperatur, ketebalan serta dimensi yang lain harus memenuhi standar, salah satunya adalah ASME/ANSI B16.5Tabel 4.14 Chamical Requirement SA 105

Tabel 4.15 Permissible Variations in Product Analysis SA 105

Tabel 4.16 Mechanical Requirement SA 105

Tabel 4.17 Computed Minimum Values SA 105

4.8 Perancangan / Analisis dan PembahasanSpesifikasi Hasil Perencanaan

Fluida

: Oil and gas Position Pressure Vessel

:Vertical Location

: PT. Citra Tubindo Engineering Panjang Pressure Vessel Keseluruhan: 116 in ( Ellipsoidal Head ) Design Pressure

: 1200 psi Operating Pressure

: 1000 psi Design Temperature

: 200 0 F OperatingTemperature

: 1500 F Wind Load

: Asce 7.2010 Earthquake Factor

: diasumsikan Weld Joint Efficiency

: 1 Diameter Pressure Vessel

: 36 in Jari-jari Shell

: 18 in Jumlah Nozzle

: 5 Nozzle (8, 6, 6, 2, 2) Jumlah Flange

: 5 buah Skirt Support

: 4 buah Corrosion Allowance

: 0,125 mm/year Design Life

: 25 year Construction Material

: Shell = SA 516 Gr 70 Head = SA 516 Gr 70

Nozzle = SA 106 Gr B

Flange = SA 105

Skirt Support = SA 36

Anchor Bolt = SA 193 B

Base ring = SA 283 Gr C

Shell

Perhitungan ketebalan shellMaterial shelladalah baja karbon SA 516 Gr 70 dengan tegangan ijin maksimun adalah 71000 psi.

dimana,t = Ketebalan minimum shell yang diperlukan, mm


D = Diameter Luar shell, mm



CA = 0,125 mm/year

= 0.307 in = 7,79 mmKetebalan Shell yang di dapat menggunakan UG 27 dijumlahkan dengan corosion Allowance (CA) selama 25 tahun. Berarti 7.79 mm + 4,5 mm = 12.9 mm maka tebal material Shell yang digunakan untuk pressure vessel adalah 13 mm ( 0.511811 in )

material Shell yang digunakan untuk pressure vessel adalah 13 mm ( 0.511811 in )Head Menentukan ketebalan head adalah

Material shell adalah baja karbon SA 516 Gr 70 dengan tegangan ijin maksimum

adalah 71000 psi.

Dimana,

t = Ketebalan minimum shellyang diperlukan, mm


D = Diameter Luar shell, mm



CA = 0,125 mm/year

= 0.305 in = 7.74 mmKetebalan Head yang di dapat menggunakan UG 32 dijumlahkan dengan corosion Allowance (CA) selama 25 tahun. Berarti 7.74 mm + 4,5 mm = 12.24 mm maka tebal material head yang digunakan pressure vesseladalah 12.5 mm ( 0.4921 in ).Nozzledata Sheet : Diameter dalam bejana (Do)

= 36 in

Operating Pressure (Po)

= 1000 psi

Design Pressure (Pd)

= 1200 psi

Operating Temperatur (To)

= 1500C = 3020F

Design Temperatur (Td)

= 2000C = 3920F

Teg. Ijin Material Shell (s)

= 71000 psi

(tabel 3.2)

Shell Material Shell

= SA 516 Gr 70 Teg. Ijin Maximum

= 71.000 psi

(tabel 3.2)

Tebal Shell

= 1,25 in

Nozzle Material Nozzle

= SA 106 Gr B

Tipe

= Slip on Flange Teg. Ijin Maximum

= 60000 psi

(tabel 3.6)

Jumlah Nozzle

= 5 buah

Diameter Nozzle

= Nozzle 1 = 8 in(ditentukan)

Nozzle 2 = 6 in (ditentukan)Nozzle 3 = 6in(ditentukan)Nozzle 4 = 2 in (ditentukan)Nozzle 5 = 2 in(ditentukan)

Material Nozzle adalah SA 106 Gr 70 dengan tegangan ijin maksimum adalah 60000 psi. Tebal dinding leher nozlle yang dibutuhkan (trn) dapat ditentukan dari persamaan berikut :

Dimana :

P= Tekanan desain internal, Psi

Rn= Diameter nozlle, in

S= Teg. Ijin maksimum, Psi E= Efisiensi sambungan las

dari data diatas maka tebal leher nozzle dapat ditentukan :

1. Nozzle 1 = 0,16 in = 4.06 mm2. Nozzle 2 = 0,12 in = 3.04 mm3. Nozzle 3 = 0,12 in = 3.04 mm 4. Nozzle 4 = 0,04 in = 1.01 mm5. Nozzle 5 = 0,04 in = 1.01 mmSkirt Support

Material Skirt Support adalah SA 36 dengan tegangan ijin maksimum adalah 14800 psi.

Data desain.

Material skirt

: SA 36 Teg. Ijin maksimum (S)

: 14800 psi

(tabel 3.9) Diameter luar skirt (D)

: 36 in Kecepatan angin (Vw)

: 56 mph (Sumber BMG) Tinggi skirt (hT)

: 32 in Tinggi vessel + skirt (H)

: 152 in

dimana :

t : tebal skirt yang dibutuhkan

MT : Momen pada sambungan antara skirt dengan head = 638220 lb.ft

E : Efisiensi sambungan = 1

D : Diameter laur skirt = 36 in

S : Tegangan ijin maksimum material skirt = 14800 psi

W : Berat vessel dan skirt dengan head pada kondisi operasi = 16199 lbsehingga tebal skirt adalah :

= 0.473 inKetentuan skirt adalah 0,5473 in, diambil ketebalan plat 14 mm.

Anchor Boltdata spesifikasi :

Material anchor bolts

: SA 193 B Teg. Ijin maks. (Sa)

: 18000 psi

(tabel 3.12) Material base ring

: SA 283 grade C Teg. Ijin maks. (Sab)

: 55114

(tabel 3.13) Ratio of madulus elastisitas (n): 10 (table E page 80) Diam. lingk. bolts (d)

:18 in + 2 Momen total (Mt)

: 638220 lb.ft Berat total bejana (Wb)

: 16199 lb Fc (maks)

: 1200 psi Diameter lingkaran anchor bolts (D): 10 ft

k = 0.4Dari tabel D Pressure Vessel Handbook maka didapatkan harga-harga sebagai berikut :Tabel 4.18 Values constanta as function of K

TABLE D

Values of Constants

as Functions of K

kCcCtjz

0.00

0,05

0,10

0,15

0,20

0,25

0,30

0,35

0,40

0,45

0,50

0,55

0,60

0,65

0,70

0,75

0,80

0,85

0,90

0,95

1,000,000

0,600

0,852

0,049

1,218

1,370

1,510

1,640

1,765

1,884

2,000

2,113

2,224

2,333

2,442

2,551

2,661

2,772

2,887

3,008

3,1423,142

3,008

2,887

2,772

2,661

2,551

2,442

2,333

2,224

2,113

2,000

1,884

1,765

1,640

1,510

1,370

1,218

0,049

0,852

0,600

0,0000,750

0,760

0,766

0,771

0,776

0,779

0,781

0,783

0,784

0,785

0,785

0,785

0,784

0,783

0,781

0,779

0,776

0,771

0,766

0,760

0,7500,500

0,490

0,480

0,469

0,459

0,448

0,438

0,427

0,416

0,404

0,393

0,381

0,369

0,357

0,344

0,331

0,316

0,302

0,286

0,270

0,250

Tabel 4.19 Properties of concrete four mixtures

TABLE E

Properties of Concrete Four Mixtures

Ultimate 28 day Strength psi2000250030003750

Allowable compr. Strength fc psi800100012001500

Safe bearing load

fb psi500625750938

Factor n1512108

luas anchor bolts yang diperlukan

dimana :

Bt= Luas total Anchor BoltsM= Momen total pada sambungan skirtW= Total berat bejana pada posisi tegak

Sa= Tegangan ijin maksimum metrial boltD= Diameter keliling bolt

in2Karena jumlah bolts yang diperlukan adalah 12 maka luas yang diperlukan per bolt adalah 83,82/12 = 6,98 in2.

Dari tabel A Pressure Vessel Headbook luas 6,98 in2 maka ukuran boltyang digunakan 3 in aman, tetapi harus ditambah 1/8 in untuk korosi ijin sehingga ukuranbolt yang harus digunakan adalah 3,125 in. Beban tarik pada anchor bolts

lbtegangan tarik pada anchor bolts

Sa = 2774,48 psibeban tekan pada beton adalah

dimana :

lb

Beban tekan pada beton dapat ditentukan

psidapat ditentukan dengan persamaan dibawah ini :

beban tarik :

lbtegangan tarik pada achor bolts

beban tekan pada beton

tegangan tekan beton pada keliling lingkaran bolts

Psitegangan tekan pada achor bolts

Psitebal base ring yang dibutuhkan

menggunakan Pelat dengan ketebalan 1 in untuk base ring.

Reinforcement pad

Luas reinforcement yang dibutuhkan

dimana,

dn = diameter dalam nozel = 8 in tr = tebal shell = 0,307in tn = tebal leher nozle = 0,16 in F = faktor koreksi = 1 Sn/Sv = 60000/71000 = 0,845sehingga didapat luas reinforcements yang dibutuhkan,

)

QUOTE 2)

dimana,

dn = diameter dalam nozel = 6 in tr = tebal shell = 0,307 in tn = tebal leher nozle = 0,12 in F = faktor koreksi = 1 Sn/Sv = 60000/71000 = 0,845sehingga didapat luas reinforcements yang dibutuhkan,

)

QUOTE 2)

dimana,


) QUOTE

QUOTE 2)

dimana,


)

QUOTE 2)

dimana,


)

2

Riki Rikardo

1210017211036 63

_1507038406.unknown

_1507038414.unknown

_1507038419.unknown

_1507038421.unknown

_1507038423.unknown

_1507040491.unknown

_1507038424.unknown

_1507038422.unknown

_1507038420.unknown

_1507038416.unknown

_1507038418.unknown

_1507038415.unknown

_1507038410.unknown

_1507038412.unknown

_1507038413.unknown

_1507038411.unknown

_1507038408.unknown

_1507038409.unknown

_1507038407.unknown

_1507038402.unknown

_1507038404.unknown

_1507038405.unknown

_1507038403.unknown

_1507038400.unknown

_1507038401.unknown

_1507038399.unknown

laporan kerja praktek teknik mesin

Documents