pemilihan tangki sperical

22
Tugas Kelompok Perancangan Alat Proses TANGKI LIQUID DAN GAS Disusun Oleh : Kelompok V (Lima) 1. Arjunita (0607114240) 2. Irena firdha (0607114182) 3. Jerry (0607120672) 4. Yance andre .L. (0607114034) Program Studi Teknik Kimia S1 Fakultas Teknik Universitas Riau Pekanbaru 2009

Upload: cikasizuka

Post on 01-Dec-2015

790 views

Category:

Documents


12 download

TRANSCRIPT

Page 1: pemilihan tangki sperical

Tugas Kelompok Perancangan Alat Proses

TANGKI LIQUID DAN GAS

Disusun Oleh :Kelompok V (Lima)

1. Arjunita (0607114240)2. Irena firdha (0607114182)3. Jerry (0607120672)

4. Yance andre .L. (0607114034)

Program Studi Teknik Kimia S1Fakultas TeknikUniversitas Riau

Pekanbaru2009

Page 2: pemilihan tangki sperical

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar belakang

Teknik kimia melibatkan aplikasi dari ilmu pengetahuan dalam industri

proses yang terfokus pada konversi suatu material ke bentuk lain baik secara

fisiska ataupun kimia. Proses-proses ini membutuhkan penanganan dan

penyimpanan material dalam jumlah besar yang terdiri atas bermacam variasi

konstruksi, tergantung pada kondisi material yang dignakan., sifat-sifat kimia dan

fisika material tersebut serta kebutuhan operasi. Untuk penanganan, seperti wadah

penampungan gas dan liquid digunakan tangki. Oleh karena itu, kami sebagai

mahasiswa/i Teknik kimia, perlu mempelajari dan mengetahui beberapa hal

tentang Tangki Liquid dan gas. Selain itu hal yang melatarbelakangi dibuatnya

makalah ini adalah agar kami sebagai kelompok V (lima), dapat memenuhi tugas

yang telah diberikan oleh dosen pengajar mata kuliah Perancangan Alat Proses,

yaitu bapak Aman ST.

1.2 Tujuan

Makalah dengan judul ’ Tangki Liquid dan Gas’ ini dibuat bertujuan untuk

menjelaskan dan memberikan beberapa informasi atau pengetahuan yang

berkaitan dengan sebuat alat proses yang disebut dengan tangki yang memiliki

beberapa kegunaan dan jenisnya.

Page 3: pemilihan tangki sperical

BAB II TEORI

2.1 Tinjauan Pustaka

Tangki merupakan salah satu bagian terpenting dalam setiap alat proses.

Pada sebagian besar alat proses, tangki sangat diperhatikan dengan beberapa

modifikasi sesuai keperluan yang memungkinkan alat beroperasi pada fungsi yang

dikehendaki.

Biasanya tahap awal dari perancangan tangki adalah pemilihan tipe/bentuk

yang paling sesuai dengan konsisi operasi yang diinginkan. Faktor terpenting

yang sesuai yang mempengaruhi pemilihan ini adalah:

1. Fungsi dan lokasi tangki

2. Sifat alamiah dari fluida yang akan digunakan

3. Suhu dan tekanan operasi

4. Volume yang dibuthkan atau kapasitas untuk proses yang akan digunakan

Tangki dapat diklasifikasikan berdasarkan fungsional operasi, suhu dan

tekanan operasi, konstruksi material, dan geometri dari tangki itu sendiri.

Tipe tangki yang paling banyak dijumpai dapat diklasifikasikan berdasarkan

bentuk geometri tangki.

1. Open and closed tanks

2. Flat-bottomed

3. Tangki silindris dengan atap dan dasar tertutup rapat

4. Spherical

Tangki pada setiap klasifikasi ini banyak digunakan sebagai tangki

penyimpanan dan tangki pemroses untuk fluida. Range dari setiap proses untuk

tangki dapat disesuaikan, dan tidak mudah untuk memenuhi semua kebutuhan

dalam berbagai aplikasi.

Sangat mungkin untuk menunjukkan beberapa kegunaan umum dari

tipe/bentuk umum tangki.

Page 4: pemilihan tangki sperical

Liquid yang tidak berbahaya dalam jumlah yang besar, seperti larutan garam

atau larutan yang encer, dapat disimpan dalam sebuah kolam jika hanya dalam

jumlah yang kecil, atau dalam bak terbuka yang terbuat dari besi, kayu, atau

tangki yang terbuat dari beton untuk jumlah yang besar. Jika fluidanya bersifat

toksik, mudah terbakar, atau kondisi penyimpanan dalam bentuk gas, atau jika

tekanannya lebih besar dari tekanan atmosferik, system tertutup sangat diperlukan.

Untuk penyimpanan fluida pada tekanan atmosferik, biasanya digunakan tangki

silinder dengan dasar yang datar dan tutup yang berbentuk kerucut. Bentuk

lingkaran digunakan untuk tekanan tangki dimana volume yang dibutuhkan besar.

Untuk volume yang lebih kecil dengan tekanan, tangki silindris dengan tutup lebih

ekonomis.

1.a Open Tangki

Open tangki biasanya digunakan sebagai surge tank diantara operasi,

sebagai vats untuk proses batch dimana material tercampur, sebagai setting tank,

decanter, reactor, reservoir dan lain-lain. Sebenarnya, tangki tipe ini lebih murah

daripada tangki tertutup dengan konstruksi dan kapasitas yang sama. Untuk

memutuskan menggunakan open tangki ini atau tidak tergantung pada fluida yang

ditangani dan tergantung pada proses operasinya.

Untuk larutan tidak terlalu encer dengan jumlah besar dapat disimpan

dalam sebuah kolam. Sebenarnya kolam tidak dapat juga dikatakan sebagai

tangki. Untuk itu tempat penyimpanan sederhana dapat dibuat dengan material

yang murah, seperti lempung. Tidak semua tipe lempung dapat digunakan untuk

kolam penyimpanan; clay misalnya dengan sifat yang tak mudah tertembus oleh

air atau kedap air dapat digunakan.

Sebagai contoh penggunaan dari kolam yang terbuat dari lempung pada

proses dimana garam dikristalisasi dari air laut dengan evaporasi dengan bantuan

sinar matahari. Apabila fluida yang digunakan lebih mempunyai nilai tempat

penyimpanan yang lebih baik sangat diperlukan. Tangki sirkular besar yang

terbuat dari baja atau beton banyak digunakan untuk kolam pengendapan dengan

pengeruk yang berputar akan memisahkan endapan ke dasar tangki.

Page 5: pemilihan tangki sperical

Tangki tipe ini, harus memiliki range diameter dari 100-200 ft dan dengan

kedalaman beberapa feet.

Open tangki yang lebih kecil biasanya digunakan untuk bentuk sirkular

dan terbuat dari baja ringan, pelat beton, dan kadang-kadang dari kayu. Material

lain dapat digunakan pada penggunaan terbatas dengan korosi yang cukup tinggi

atau masalah kontaminasi sering dijumpai. Bagaimanapun pada umumnya proses

di industri sebagian besar tangki yang digunakan terbuat dari baja karena harga

yang relative murah dan fabrikasi yang mudah. Pada beberapa kasus, beberapa

tangki dilapisi dengan rubber, kaca, atau plastic untuk meningkatkan ketahanan

terhadap korosi. Pada industri makanan umumnya tangki digunakan untuk

fermentasi, dimana potongan kayu digunakan pada pembuatan wine dan sejenis

minuman keras lainnya. Redwood atau Cyprus tank sering digunakan untuk

reservoir penampungan air. Kayu juga digunakan untuk meletakkan baja untuk

menangani larutan hidroklorat encer, laktat, asam asetat dan larutan garam. Kayu

juga nerupakan kebutuhan mutlak karena harganya yang murah pada proses

penyamakan, pemasakan bir, dan industri fermentasi.

Pada industri makanan dan farmasi biasanya diperlukan untuk

menambahkan material pada open tangki dalam proses persiapan campuran.

Tangki terbuka kecil atau ketel biasanya digunakan untuk keperluan-keperluan

tertentu. Baja yang dilapisi kaca, tembaga, monel, dan tangki yang terbuat dari

stainless-steel biasanya digunakan untuk ketahan terhadap korosi dan mencegah

kontaminasi pada proses material.

b. Closed Tangki

Fluida yang mudah terbakar, fluida yang bersifat toksik, dan gas harus

disimpan pada tangki tertutup. Bahan kimia berbahaya, seperti asam dan kaustik

akan mengurangi resiko yang dapat ditimbulkan jika disimpan pada tangki

tertutup. Minyak yang mudah terbakar dan produk lain yang sejenis

mengharuskan untuk menggunakan tangki dan tangki tertutup pada industri

perminyakan dan petrokimia.

Page 6: pemilihan tangki sperical

Penggunaan tangki secara luas pada bidang ini telah menghasilkan usaha

yang sangat penting bagi American Petroleum Institute untuk menstandarisasi

perancangan untuk kebutuhan keamanan dan ekonomi. Tangki digunakan untuk

menyimpan crude oil dan produk dari industri perminyakan umumnya dirancang

dan dibuat sesuai dengan standar API 12 C, spesifikasi API untuk tangki

penyimpanan minyak mentah. Ini merupakan referensi standar yang digunakan

untuk perancangan tangki pada industri perminyakan, tapi juga berguna sebagai

referensi untuk aplikasi lain.

2. Tangki dengan Flat Bottoms

Perancangan tangki yang paling ekonomis yang beroperasi pada tekanan

atmosferik adalah tangki slindris yang diposisikan vertical dengan dasar yang

datar dan tutup berbentuk kerucut. Pada kasus yang menggunakan umpan yang

dipengaruhi oleh gravitasi, tangkinya diletakkan pada ketinggian tertentu dari atas

tanah, dan dengan dasar yang datar yang dilengkapi dengan kolom-kolom dan

penampang kayu bersilang dengan tiang penyangga dari baja. Silindris, dasar

yang datar, tutup berbentuk kerucut dan dilengkapi dengan saluran udara atau

lubang angin yang menyebabkan fluida terekspansi dan terkontraksi sebagai

akibat dari temperature dan volume yang fluktuatif.

Tangki dengan diameter yang lebih besar dari 24 ft dapat dilengkapi

dengan tutup yang tersendiri; tangki dengan diameter yang lebih besar, lebih dari

48 ft, biasanya membutuhkan sekurang-kurangya 1 kolom sentral sebagai support.

Tangki dengan diameter yang lebih besar biasanya dirancang dengan kolom yang

banyak atau dengan pelampung, atau atap yang berjembatan yang akan naik atau

turun sesuai dengan ketinggian fluida didalam tangki.

Jika atap yang berbentuk kubah digunakan, tekanan 2,5 sampai 15 lb per

meter persegi dapat digunakan. Tangki ini biasanya diameternya tidak terlalu

besar namun lebih tinggi untuk memberikan kapasitas yang lebih besar dari tangki

dengan atap yang berbentuk kerucut.

Page 7: pemilihan tangki sperical

3. Tangki silindris dengan atap dan dasar yang tertutup rapat

Cylindrical Tangki yang tertutup rapat pada dasar dan atapnya digunakan

jika tekanan uap dari fluida yang disimpan memerlukan perancangan yang lebih

kuat lagi. Ada kode-kode yang dikembangkan oleh American Petroleum Institute

dan American Society of Mechanical Engineer untuk menetukan perancangan

tangki. Tangki tipe ini biasanya memiliki diameter 12 ft. Field-erected tangki

memiliki diameter melebihi 35 ft dan panjangnya 200 ft. Jika harus menyimpan

fluida dengan jumlah besar, tangki yang berbentuk seperti baterai digunakan.

Bentuk atap yang tertutup rapat yang bermacam-macam digunakan

sebagai atap pada tangki yang berbentuk silinder. Atap yang tertutup rapat ada

yang berbentuk hemi-spherical, elips, torispheris, bentuk standar, bentuk kerucut,

dan bentuk toriconical. Untuk beberapa keperluan tertentu lempengan tipis

digunakan untuk menutup bagian atas tangki. Namun jarang digunakan untuk

tangki yang besar. Untuk tekanan kode tidak diberikan oleh ASME, tangki

biasanya dilengkapi dengan penutup yang standar., sesungguhnya tangki yang

membutuhkan kode konstruksi dilengkapi oleh ASME-dished atau elliptical-

dished. Biasanya yang sering digunakan sebagai atap untuk pressure tangki

berbentuk elips.

Sebagian besar alat proses pada industri kimia dan petrokimia seperti

kolom distilasi, desorber, absorber, scrubber, heat exchanger, pressure-surge tank,

dan separator biasanya menggunakan tangki berbentuk silindris dengan kedua

ujung yang tertutup rapat yang satu dengan yang lainnya.

Page 8: pemilihan tangki sperical

Gambar 2.1 Desain tangki silindris dengan atap damn dasar tertutup rapat

4. Tangki spherical

Tempat penyimpanan untuk volume yang besar dengan tekanan yang sedang

biasanya dibuat dalam bentuk lingkaran atau berbentuk lingkungan. Kapasitas dan

tekanan yang digunakan dalam tangki tipe ini bervariasi. Range kapasitas berkisar

antara 1000-25000 bbl, dan range tekanan berkisar 10 psig untuk tangki yang

lebih besar dan 200 psig untuk tangki yang lebih yang kecil. Gambar 2.2

menunjukkan tangki yang berbentuk silindris yang diposisikan secara horizontal

yang berbentuk seperti baterai dan tangki spherical untuk menyimpan produk

minyak yang bertekanan diatas 100 psig.

Page 9: pemilihan tangki sperical

Gambar 2.2 Salah satu bentuk tangki Spherical

Saat gas disimpan di bawah tekanan, volume penyimpanan yang dibutuhkan

berbanding terbalik dengan tekanan penyimpanan. Pada umumnya, saat sejumlah

gas disimpan dalam tangki yang berbentuk spherical akan lebih ekonomis jika

menggunakan volume dengan jumlah besar, operasi penyimpanan dengan tekanan

rendah. Pada penyimpanan dengan tekanan tinggi volume gas menjadi berkurang,

karena itulah tangki spherical menjadi lebih ekonomis. Jika kelonggaran diberikan

pada biaya kompresi dan pendinginan gas, beberapanya akan hilang. Ketika

menangani gas dengan jumlah kecil, lebih menguntungkan jika menggunakan

tangki penyimpanan yang berbentuk silindris karena biaya pembuatan menjadi

factor yang berpengaruh dan tangki silindris yang kecil lebih ekonomis dari tangki

spherical yang kecil.

Walaupun spherical vessel memiliki aplikasi proses yang terbatas, mayoritas

tekanan disebabkan oleh shell silindris. Head dapat dibuat flat atau datar jika

dinding penopangnya sesuai, tetapi lebih banyak dijumpai yang berbentuk

kerucut.

Page 10: pemilihan tangki sperical

Head adalah bagian tutup suatu bejana yang penggunaan disesuaikan dengan

tekan operasi bejana. Tutup bejana ini tebagi menjadi 6 bentuk yaitu:

a. Bejana ½ Bola (Hemispherical)

Suatu tutup bejana setengah bola adalah bentuk yang paling kuat, mampu

menahan tekan dua kali banyak dari bentuk tutup torispherical dilihat dari

ketebalan yang sama. Ongkos pembentukan suatu tutup bejana setengah bola,

bagaimanapun lebih tinggi dibandingkan dengan yang untuk suatu tutup

berbentuk torispherical. Tutup bejana yang setengah bola ini biasanya digunakan

pada tekan tinggi.

Dari berbagai macam pengujian, didapat bahwa untuk tekanan sama di

bagian yang silindris dan tutup setengah bola dari suatu bejana, ketebalan dari

tutup yang diperlukan adalah separuh silinder tangkinya. Bagaimanapun, ketika

pembesaran dari dua bagian berbeda, tekan discontinuitas akan di-set ke arah

tutup dan sampingan silinder. Untuk tidak ada perbedaan di dalam pembesaran

antara kedua bagian (ketegangan diametral yang sama) dapat ditunjukkan bahwa

untuk baja (perbandingan Poisson D 0.3) perbandingan dari ketebalan tutup

bejana setengah bola ketebalan jumlah maksimumnya, secara normal sama

dengan 0.6 (Brownell dan Young 1959)

b. Bejana Ellips Piring (Ellipsoidal)

Tutup bejana Ellipsoidal yang standar dihasilkan dengan suatu

perbandingan poros utama dan kecil sebesar 2:1. dari perbandingan ini, persamaan

berikut ini dapat digunakan untuk menghitung ketebalan minimum yang

diperlukan:

PDJF

DPc

2.2

.

−=

c. Bejana Torispherical

Suatu bentuk torispherical, yang mana sering digunakan sebagai penutup

akhir dari bejana silindris, dibentuk dari bagian dari suatu torus dan bagian dari

suatu lapisan. Bentuknya mendekati dari suatu bentuk lonjong tetapi adalah lebih

Page 11: pemilihan tangki sperical

murah dan lebih mudah untuk membuatnya. Perbandingan radius sendi engsel dan

radius mahkota harus dibuat kurang dari 6/100 untuk menghindari tekuk. Tekan

akan menjadi lebih tinggi di bagian torus dibanding bagian yang berbentuk bola.

Tutup torispherical yang standar adalah penutup yang paling umum

digunakan sebagai penutup akhir untuk bejana yang beroperasi pada tekan 15 bar.

Dia dapat digunakan untuk tekan yang lebih tinggi, tetapi di atas 10 bar, biayanya

harus dibandingkan dengan suatu tutup ellipsoidal. Diatas 15 bar, suatu tutup

ellipsoidal pada umumnya terbuktikan sebagai penutup paling hemat untuk

digunakan.

Ada dua ujung batas tutup bejana torispherical: bahwa antar bagian yang

silindris dan tutupnya, adan itu adalah pada ujung dari radius mahkota dan radius

sendi engsel. Penekukan dan shear stress disebabkan oleh pembesaran diferensial

yang terjadi pada titik-titik ini harus diperhitungkan di perancangan tutup bejana

tersebut. Suatu pendekatan yang diambil adalah menggunakan persamaan dasar

untuk suatu bentuk setengah bola dan untuk memperkenalkan konsentrasi tekan

atau bentuk, faktor yang memungkinkan tekan bias ditingkatkan dalam kaitan

dengan discontinuitas. Faktor konsentrasi tekanan adalah suatu fungsi dari radius

sendi engsel dan radfius mahkota.

2.....2

..

µλ −+=

CPJF

CRPc

Dimana:

Cs = factor konsentrasi stress untuk tutup torispherical

Rc = radius mahkota

Rk = Radius sendi engsel

Untuk tutp yang dibentuk (tidak ada sambungan ditutup) faktor hubung J

sebesar 1.0.

d. Bejana Piring Standar (flanged standart dished & flanged shallow

dished heads)

Tutup jenis ini umunya digunakan untuk bejana horizontal yang

menyimpan cairan yang mudah menguap (volatile), seperti: nafta, bensin, alkohol

Page 12: pemilihan tangki sperical

dan lain-lain. Sedangkan pada bejana silinder tegak biasanya digunakan sebagai

bejana proses yang beroperasi pada tekan rendah (vakum).

Jika diinginkan diameter tutup ≤ diameter shall maka digunakan flanged

standart dished sedangkan jika diinginkan diameter tutup ≥ diameter shell maka

digunakan flanged shallow dished head.

e. Bejana Konis

Tutup bejana konis biasanya digunakan sebagai penutup atas pada tangki

silinder tegak dengan alas flat bottom yang beroperasi pada tekan atmosperik.

Disamping itu juga digunakan sebagai tutup bawah pada alat-alat proses seperti:

evaporator, spray dryer, crystallizer, bin, hopper, tangki pemisah dan lain-lain.

Besarnya sudut (α) yang dibentuk pada jenis konis pada tutup atas tangki

silinder tegak dengan alas flat bottom adalah < 450C (menurut Morris), tetapi

menurut Buthod & Megsey < 300C. sebaiknya menggunakan α < 300C, karena

300C < α < 600C adalah kemiringan sudut yang dibentuk tutp konis untuk tutup

bawah bejana (bin, hopper) yang mengalirkan cairan 300C < α < 450C dan 450C <

α < 600C untuk mengalirkan butiran padatan.

f. bejana datar (flanged –only head)

Perancangan tutup bejana ini adalah yang paling ekonomis karena

merupakan gabungan antara flange dan flat plate.

Aplikasi dari flanged-only dapat digunakan sebagai tutup bejana

penyimpan jenis silinder horizontal yang beroperasi pada tekan atmosferik. Tipe

bejana dengan jenis tutup ini dapat digunakan unutk menyimpan fuel oil (minyak

bahan bakar), kerosin, minyak solar ataupun cairan yang mempunyai tekanan uap

rendah, disamping itu dapat juga digunakan sebagai tutup atas konis, kisaran

diameternya ≤ 20 ft.

Tutup bejana setengah bola, ellipsoidal dan torispherical secara bersama

dikenal sebagai tutup bejana yang bundar. Mereka dibentuk dengan menekan atau

memutar, diameter yang besar dibuat dari bagian pembentukan. Tutup

torispherical sering dikenal sebagai tutup bagian akhir. Ukuran yang lebih

disukai dari tutup bejana yang bundar diberikan didalam standard an kode.

Page 13: pemilihan tangki sperical

Persamaan untuk ketebalan dinding pada table 2.1. Volume penuh Vo dan

permukaan S sebagai V/Vo yang akan berhubungan dengan kedalaman atau

ketinggian H/D pada vessel horizontal.

Tabel 2.1 Tabel data-data standar API untuk tangki

Page 14: pemilihan tangki sperical

Kode ASME memberikan persamaan yang berhubungan ketebalan dinding

terhadap diameter, tekanan, ketegangan, dan efisiensi sambungan. Sejak ASME

hanya menyebutkan hubungannya dengan shell yang tipis, beberapa pembatasan

diletakkan pada aplikasinya. Untuk bentuk yang tidak biasanya, tidak ada metode

perancangan yang sederhana, uji coba harus dilakukan untuk bentuk yang

dibutuhkan. Persamaan diekpresikan dalam bentuk berdimensi. Walaupun jarang

dipergunakan,persamaan yang tak berdimensi, misalnya Do, dapat diturunkan

dengan mensubstitusikan Do = 2t untuk D. Untuk perbandingan 2:1, ellipsoidal

head misalnya:

Sebagai tambahan pada shell dan head, kontirbusi berat pada vessel dapat

memerlukan nozzle, manway, kebutuhan internal lainnya, dan struktur pendukung

seperti lugs untuk vessel horizontal dan skirt untuk vessel vertical. Nozzle dan

manway distandarisasi untuk perhitungan tekanan yang berlainan; dimension dan

beratnya ditunjukkan pada catalog pabrik. Perhitungan alat ini akan membantu

sekitar 10-20% dalam perhitungan berat vessel.

Kriteria dalam perancangan

Sebuah alat proses dapat rusak karena berbagai alsan :

1. Terjadinya deformasi elastis dan plastis yang berlebihan akibatnya alat

gagal melaksanakan fungsinyadan rusak yang membahayakan

Deformasi elastic terjadi ketika benda mendapat beban dalam batas

elastisnya. Hubungan antara stress f dan strain ε adalah linier dengan slope E

(modulu Elastisitas). Begitu juga dengan lenturan (defleksi) harus dibatasi .

Persamaan-persamaan yang digunakan :

(1) Stress axial ( tarik dan tekan )

ft = P/ A dan fc = - P/A

Page 15: pemilihan tangki sperical

(2) Hubungan stress dan strain pada daerah elastic

f = E x ε

2. Instabilitas elastic

Adalah suatu fenomena yang berkaitan dengan struktur yang memiliki

kekakuan yang terbatas yang terkena beban tekan, momen lentur dan

kombinasi beban tersebut. Contoh yang khas terjadinya “backing” pada

bejana silindris dengan tekanan luar dan vakum. Hal ini biasanya berkaitan

dengan bejana yang berdinding tipis. Bentuk instabilitas elastisitas yang

paling sederhana adalah instabilitas pada kolom yang terjadi karena beban

tekan axial pada ujung-ujung kolom tersebut.

Stress kritis (fcr)yang terjadi diperkirakan dengan rumus EULER :

fcr = c2 E / (j/k)2

dimana:

c : konstanta yang harganya di pengaruhi kondisi ujung-ujung kolom

j/k : rasio

3. Instabilitas plastis

Criteria yang paling banyak digunakan adalah mempertahankan stress yang

terjadi berada dalam daerah elastis bejana konstruksi untuk mencegah

deformasi plastis yang terjadi jika yield point terlewati.

4. Brittle rupture

Kecenderungan untuk mempergunakan bejana berkonstruksi baja berkekuatan

tinggi dengan kualitas yang lebih rendah menaikkan kemungkinan failure

karena “rupture”.

5. Creep

Criteria perencanaan yang telah diuraikan pada dasra keadaan strain

(regangan) dibawah beban tidak berubah dengan waktu dan untuk bahan

ferrous dibawah beban sampai suhu 650O R. diluar suhu tersebut maka

Page 16: pemilihan tangki sperical

material akan mengalami “creep” dibawah beban. Yang mengakibatkan

kenaikan strain dengan waktu. Laju creep tergantung pada material stress dan

suhu operasi.

6. Korosi

Adalah peristiwa pengrusakkan pada metal yang disebabkan karena peristiwa

kimiawi dan electron kimia.

Berbagai macam korosi yang dikenal, yaitu :

• Uniform corrosion

• Intergranular corrosion

• Galvanic corrosion

• Stress corrosion

Salah satu pencegahan korosi adalah penambahan tebal metal pada dinding

bejana.

Page 17: pemilihan tangki sperical

BAB III PERHITUNGAN PERANCANGAN DESAIN ALAT

Contoh perhitungan :

Tangki penyimpanan PKO ( Palm Kernnel Oil)

Fungsi : Penyimpanan PKO

Jenis : Tangki silinder beratap kerucut

Data perhitungan :

Temperatur PKO (T) : 30 oC

Tekanan (P) : 12045,8876 kg/jam

Lama penyimpanan : 7 hari

Densitas (ρ) : 911,6 kg/m3

Sketsa tangki silinder beratap kerucut diperlihatkan pada gambar berikut :

Gambar 3.1 Sketsa Tangki silinder vertical beratap kerucut

Hs

D

θ

Page 18: pemilihan tangki sperical

1. Perhitungan kapasitas tangki

Volume liquid (VL) = x lama penyimpanan

=

= 2.219,95170 m3

Factor keamanan 10 %, maka :

Volume Tangki = 1,1 x 2.219,95170 m3

= 15.358,156 bbl

Tangki PKO di buat 2 tangki

Kapasitas 1 tangki PKO =

= 7679,078 bbl

Digunakan tangki dengan kapasitas 8.060 bbl

2. Perhitungan dimensi tangki

Berdasarkan volume tangki dari app E Brownell & Young , 1959

diperoleh kapasitas tangki 8.060 bbl

Diameter , ID = 40 ft

Tinggi, Hs = 36 ft

Courses = 6

3. Perhitungan tebal shell, ts

Spesifikasi bahan konstruksi yang digunakan adalah :

Jenis plate = Carbon steel 54- 285 brade C

Page 19: pemilihan tangki sperical

Tegangan diizinkan , f = 13.750 psi

Jenis sambungan = doubled-welded butt-joint

Effisiensi sambungan,,E = 80 %

Factor korosi,C = 0,125 in

dimana:

H = tinggi shell (ft)

ρ = densitas (lb/ft3)

ID = diameter dlm shell (ft)

F = Tegangan yang diizinkan (Psi)

E = welded joint Efficiency (%)

C = Faktor korosi (in)

Courses 1, H = 36 ft

= 0,426

= 0,43 in

Courses 2, H = 36-6 = 30 ft

ts2 = 0,375 in , digunakan 0,38 in

Courses 3, H = 36-6 = 30 ft

ts3 = 0,323 in, digunakan 0,34 in

Courses 4, H = 24-6 = 18 ft

ts4 = 0,27156 in, digunakan 0,28 in

Page 20: pemilihan tangki sperical

Courses 5, H = 18-6 = 18 ft

ts5 = 0,21985 in, digunakan 0,22 in

Courses 6, H = 12-6 = 6 ft

ts6 = 0,168 in, digunakan 0,1875 in

4. Perhitungan tebal head,th

Jenis head yang digunakan adalah conical

Tebal head +C

=

= 0,2838 in

= 5/16 in

Sudut kemiringan tutup atas (roof)

sin θ = ID/ (430 x th)

= 40/ (430 x 5/16)

= 0,29767

θ = 17,3 o

tinggi head = tan θ x r

= tan 17,3o x20 ft

= 6,23 ft

= 1,9 m

Tinggi total tangki, HT = Hs + tinggi head

= 36 + 6,23

° = 12,87 m

5. Tutup bawah tangki

OD = ID + 2 ts1

Page 21: pemilihan tangki sperical

= 40 + 2 (0,43/12)

= 40,072 ft

Untuk tangki berdiameter ≥ 20 ft, diameter tutup bawah di lebihkan 15 cm,

maka OD = 40,072 + 15/(2,54 x 12)

= 40,56 ft

BAB IV KESIMPULAN

Kesimpulan yang dapat diambil adalah :

1. Tangki adalah suatu alat proses yang sangat penting

2. Tangki merupakan bagian dasar peralatan proses dengan berbagai

modifikasi yang diperlukan untuk memungkinkannya berfungsi

seperti yang diinginkan. Contoh :

- autoclave

- menara distilasi

- menara absorbsi

- HE

- Separataor

3. Faktor- factor yang perlu diperhatikan dalam merancang suatu

ejana adalah :

a. sifat-sifat material yang digunakan

b. stress (tegangan yang terjadi)

c. stabilitas, elastis dan estetika

d. tipe yang diinginkan

e. sifat fluida yang digunakan

f. suhu dan tekanan operasi

g. volume yang diperlukan (kapasitas)

Page 22: pemilihan tangki sperical

DAFTAR PUSTAKA