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