7/22/2019 Wahyudi-0910912038

1/18

TUGAS PEMIPAAN

ALL ABOUTPIPA

NAMA : WAHYUDI

NO.BP : 0910912038

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS ANDALAS

PADANG, 2013

7/22/2019 Wahyudi-0910912038

2/18

1. SEJARAH PIPAProses manufaktur dalam memproduksi pipa berkembang seiring dengan kebutuhan

dari industri, fasilitas-fasilitas sosial, serta kebutuhan akan pipa yang berkualitas,

ekonomis, dan memenuhi standar keselamatan yang lebih baik.

Kualitas pipa diharapkan makin meningkat agar semakin dapat meminimalisir resiko

kerusakan mesin/pompa yang dihubungkannya, ataupun resiko yang mungkin terjadi

pada pipa itu sendiri terutama pada area area-area kritis seperti pembangkit listrik,

produksi minyak & kimia, serta pipeline.

Sejarah manusia memproduksi pipa dimulai ketika manusia mulai membutuhkan

aliran air dari suatu tempat ketempat lain tanpa harus mengangkutnya menggunakantenaga manusia. Pada kota-kota dijaman pertengahan digunakan kayu gelondongan

yang dilubangi yang berfungsi memenuhi ketersediaan air di kota. Penggunaan pipa

besi di Inggris dan Perancis mulai umum di awal abad ke 19. Aliran pertama pipa

besi (cast-iron) untuk Philadelphia dibangun pada 1817, dan untuk kota New York

pada tahun 1832.

Baru pipa digunakan untuk pengangkutan bahan bakar (minyak & gas) dimulai di

Inggris menggunakan lembaran besi yang dibentuk menggunakan silinder kemudian

sisi-sisinya di las. Lalu pada tahun 1887 di Amerika dibuatlah pipa pertama berbahan

baja (Betlehem steel)

Pada pertengahan abad 19 barulah pipa seamless (tanpa celah / sambungan) dicoba

untuk diproduksi untuk beberapa kebutuhan. Di Jerman dikembangkan proses yang

dinamakan Mannesmann process pada tahun 1885 dan mulai digunakan di Inggris

pada tahun 1887. Di Amerika dibangun pabrik pipa seamless pada tahun 1895.

Memasuki abad ke 20 seamless tube mulai dibutuhkan di berbagai belahan duniamenyusul revolusi industri yang melahirkan teknologi Otomotif, pengolahan minyak,

pengaliran minyak, sumur bor, serta boiler. Pada waktu itu tube yang menggunakan

welding kurang dapat diandalkan.

7/22/2019 Wahyudi-0910912038

3/18

Produksi dan konsumsi dunia akan produk pipa besi dan baja mencakup hampir 14

persen dari penggunaan baja mentah diseluruh dunia. Dan terus akan berkembang

seiring dengan pertumbuhan industri serta meningkatnya populasi. Perbedaan tingkat

kebutuhannya tentu saja bergantung pada tingkat perkembangan kegiatan ekonomi

tiap negara seperti kegiatan eksplorasi minyak, pembangunan pembangkit listrik, atau

produksi otomotif. Sebagai contoh, pada negara dengan harga minyak yang rendah,

kegiatan investasi untuk eksplorasi minyak akan melemah. Konsekuensinya, produksi

pipa untuk kegiatan tersebut akan berkurang.

2. SISTEM PEMIPAANSistempemipaan dapat ditemukan hampir pada semua jenis industri, dari sistempipa

tunggal yang sederhana sampai sistempipa bercabang yang sangat kompleks. Contoh

sistem perpipaan adalah, sistemdistribusi air minum pada gedung atau kota. sistem

pengangkutan minyak dari sumur bor ke tandon atau tangki penyimpan, sistem

distribusi udara pendingin pada suatu gedung, sistem distribusi uap pada proses

pengeringan dan lain sebagainya.

Sistem pemipaan meliputi semua komponen dari lokasi awal sampai dengan lokasi

tujuan antara lain, saringan (strainer), katup atau kran, sambungan, nosel dan

sebagainya. Untuk sistemperpipaan yang fluidanya liquid, umumnya dari lokasi awal

fluida, dipasang saringan untuk menyaring kotoran agar tidak menyumbat aliran

fuida. Saringan dilengkapi dengan katup searah ( foot valve) yang fungsinya

mencegah aliran kembali ke lokasi awal atau tandon. Sedangkan sambungan dapat

berupa sambungan penampang tetap, sambungan penampang berubah, belokan

(elbow) atau sambungan bentuk T (Tee).

Perencanaan maupun perhitungan desain sistem perpipaan melibatkan persamaan

energi dan perhitungan head lossserta analisa tanpa dimensi yang telah dibahas pada

bab sebelumnya. Perhitungan head lossuntuk pipa tunggal adalah dengan persamaan

Darcy-Weisbach yang mengandalkan Diagram Moody untuk penentuan koefisien

7/22/2019 Wahyudi-0910912038

4/18

geseknya. Untuk keperluan analisa jaringan perpipaan umumnya dipergunakan

persamaan Hazen-Williams.

Aplikasi dari sistemyang memekai katup, sambungan dan elbowantara lain ada pada

:

1. Perusahaan minyak bumi dan gas alam2. Instlasasi air pada hotel-hotel dan restaurant.3. Industri-industri besar lainnya.

Ada berbagai macam faktor yang mempengaruhi hilangnya energi di dalam pipa.

Jenis-jenis sambungan ikut mempengaruhi hilangnya energi pada pipa. Dengan

adanya sambungan dapat menghambat aliran normal dan menyebabkan gesekan

tambahan. Pada pipa yang pendek dan mempunyai banyak sambungan, fluida yang

mengalir di dalamnya akan mengalami banyak kehilangan energi. Selain sambungan

belokan ikut mempengaruhi kehilangan energi dalam pipa. Energi yang hilang dalam

pipa ini tidak akan kembali melainkan diubah ke dalam bentuk panas.

3. JENIS-JENIS PIPAAgar air dapat mengalir dengan baik dan kualitasnya terjaga, ada beberapa hal yang

harus diperhatikan dalam memilih pipa, seperti:

Permukaan pipa harus halus Tahan karat dan panas Tidak mengeluarkan zat yang meracuni air bersih dan tidak bereaksi terhadap

air limbah

Berdasarkan materialnya jenis-jenis pipa adalah:

a. Pipa Besi CorPipa besi cor digunakan untuk air dingin dan air limbah. Pipa besi cor yang

digunakan untuk air limbah dilengkapi cicin karet pada sambungannya.

7/22/2019 Wahyudi-0910912038

5/18

b. Pipa BajaPipa baja cocok digunakan untuk air dingin, air panas dan air limbah.Khusus untuk

air dingin dan air limbah pipa baja yang digunakan adalah pipa yang di bagian

dalamnya dilapisi dengan PVC dan di bagian luarnya dilapisi dengan cat pelindung.

c. Pipa PVCPipa PVC hanya dapat digunakan untuk air dingin saja. Pipa PVC tersedia dalam

warna abu-abu yang lebih tahan terhadap lumut namun mudah bengkok oleh panas

matahari, dan warna putih yang lebih tahan terhadap sinar uv tetapi mudah terserang

lumut.

4. PIPA AIR DINGIN DAN AIR PANASSistem pipa air bersih di dalam rumah terdiri dari pipa air dingin dan air panas.Kedua

pipa ini bisa dipisah ataupun digabung. Pipa yang digunakan untuk air dingin

biasanya adalah pipa PVC, sedangkan untuk air panas ataupun gabungan air dingin

dan air panas dapat digunakan pipa berbahan Poly Ethylene.

5. SAMBUNGAN PIPAAgar pipa dapat menjangkau berbagai bagian dan sudut-sudut di dalam rumah, pipa

dapat disambung dengan berbagai jenis sambungan sesuai dengan kebutuhan. Karena

ada berbagai jenis sambungan yang dilakukan, penyambung pipa tersedia dalam

bentuk T, L, dan I. Untuk kekuatan sambungan yang maksimal pastikan permukaan

pipa yang akan disambung benar-benar kering dan bersih dan gunakan seal tape.

Jenis-jenisfitting diantaranya :

a. Contractionyaitu pipa yang mengalami pengurangan cross sectional areasecaramendadak dari saluran dengan membentuk pinggiran yang tajam. Tekanan yang

melewatinya akan bertambah besar. Berikut gambar Contractionpada pipa.

7/22/2019 Wahyudi-0910912038

6/18

Gambar . Contractionpada pipa

b. Ekspansi yaitu pipa yang mengalami penambahan cross sectional area secaramendadak dari saluran. Tekanan yang melewatinya akan bertambah kecil. Berikut

Gambar Ekspansi pada pipa.

Gambar . Ekspansi pada pipa

c. Long bend, belokan panjang pada pipa dengan sudut yang melingkar dan crosssectional areayang besar sehingga tekanannya kecil. Berikut GambarLongbend

pada pipa.

Gambar .Long bendpada pipa

7/22/2019 Wahyudi-0910912038

7/18

7/22/2019 Wahyudi-0910912038

8/18

6. KATUPJenisjenis katup diantaranya :

a. Gate valve

Gate valve mudah dikenali karena mempunyai body dan stem yang panjang.

Kegunaan utama dari Gate valve adalah hanya untuk menutup dan membuka aliran

(fully closed & fully opened position), on/off control danisolation equipment.

Gate valvetidak bisa digunakan untuk mengatur besar kecilnya aliran (regulate atau

trotthling). Karena akan merusak posisi disc nya dan mengakibatkan valve bisa

passing pada saat valve ditutup (passing = aliran tetapakan lewat, walaupun valvesudah menutup), disctidak menekanseatdengan baik yang diakibatkan karena posisi

discsudah berubah (tidak rata lagi).

Pada saat Gate valveterbuka sebagian (misal 50%opening), maka aliran fluida akan

sebagian lewat dibawah discyang menyebabkan turbulensi (turbulensi = aliran fluida

yang bergejolak) pada aliran tersebut, turbulensi ini akan menyebabkan 2 hal:

a. Discmengayun (swing) terhadap posisi seat, sehingga lama kelamaan posisi disc

akan berubah terhadap seat sehingga apabila valve menutup maka disc tidak akan

berada pada posisi yang tepat, sehingga bisa menyebabkanpassing.

b. Akan terjadi pengikisan (erosion) pada badan disc.

Nama Gate valve diambil karena bentuk discdari jenis valveini pada saat menutup

atau membuka berlaku seperti Gate (Gate dari bahasa inggris = Gerbang/Pagar).

Dimana saat disc membuka keatas maka seluruh aliran akan bebas masuk tanpa

hambatan yang berarti, namun pada saat disctertutup rapat maka aliran akan berhenti

tertahan oleh disc tersebut. Adapun gambar dari Gate valve dapat dilihat pada

Gambar dibawah ini.

7/22/2019 Wahyudi-0910912038

9/18

Gambar .Globe valve

b. Globe valve

Globe valvemerupakan salah satu jenis valveyang dirancang untuk mengatur besar

kecilnya aliran fluida (regulate atau trotthling). Pada dasarnya bagian utama dari

Globe valve ini sama saja dengan Gate valve. Yaitu terdiri dari body, seat, disc,

bonnet, stem, packingdangland.

Globe valve dengan Gate valvebentuknya hampir sama, tetapi ada ciri-ciri tertentu

yang dapat di jadikan acuan untuk membedakan antara keduanya, yaitu:

1. Pada bagian dalam valve, discdanseatnya berbeda. Perbedaan discdanseat ini

menyebabkan terjadi profil (pola) aliran yang berbeda. Bentuk dari disc dan seat

inilah yang menyebabkan Globe valve dapat diandalkan sebagai throttling valve.

Aliran fluida saat melewati Globe valveakan mengalami sedikit hambatan sehingga

akan terjadi pressure drop yang lebih besar dari Gate valve, pertama aliran akan

mengenaiseatlalu membelok keatas melewati dan mengenai seluruh bagian disc, lalu

aliran akan dibelokkan lagi ke arah yang sama. Adapun gambar dari Globe valve

dapat dilihat pada Gambardibawah ini.

2. Pada bagian luar, body dari Globe valve terlihat lebih menggelembung.

Seperti yang terlihat pada Gambar dibawah ini:

Gambar . Gate valve

7/22/2019 Wahyudi-0910912038

10/18

Gambar 6.9.perbandingan Gate valve dengan Globe valve

Khusus untuk Globe valveyang menangani fluida steam, maka biasanya valveakan

dilengkapi dengan back seat yang terletak berhadapan dengan seat. Back seat ini

berperan sebagai pelapis pelindung bagian atas Globe valve mencegah steamuntuk

menerobos masuk.

Beberapa contoh valvetetapi masih termasuk dalam jenis Globe valve:

1. Angle valveTermasuk jenis Globe valve, digunakan untuk mengubah aliran sebesar 90

derajat. Valveini bisa digunakan juga sebagai pengganti elbow. Contoh gambarAngle

valvedapat dilihat pada Gambar dibawah ini.

Gambar.Angle Valve

2. Needle valveTermasuk jenis Globe valve, digunakan untuk mengatur secara lebih akurat aliran

yang pressure rendah. Bentuk disc nya panjang dan kecil seperti paku. Contoh

gambarNeedle valvedapat dilihat pada Gambar dibawah ini.

7/22/2019 Wahyudi-0910912038

11/18

7/22/2019 Wahyudi-0910912038

12/18

packing bolt sama fungsinya dengan gland nut atau gland, sedangkan plug sama

fungsinya dengan disctapi bentuknya berbeda.

Plug ini digunakan untuk mengontrol (membuka dan menutup) aliran pada plug

valve, plug mempunyai celah atau lubang tempat aliran lewat. Saat handle diputar

menuju open position makaplugakan berputar secara rotasi terhadapseatdan bagian

yang bercelah akan melewatkan aliran. Namun pada saat handlediputar pada close

position maka plug akan berputar secara rotasi terhadap seat dan bagian yang tak

bercelah akan menahan aliran, sehingga aliran pun akan berhenti. Contoh gambar

Plug Valvedapat dilihat pada gambar dibawah ini.

Gambar .Plug Valve

Plugharus rapat dengan body, agar tidak terjadi kebocoran ( leaking ) ataupassing.

Antara plugdan body akan terjadi gesekan (friction), maka untuk menimalkan efek

gesekan tersebut, pada daerah sentuhanplugdan bodydiberikan pelumas.

Karena itu ada tipe plug valve yang mempunyai tempat pengisian pelumas diatas

stem, ada juga yang sudah diberikan pelumas dari pabrik pembuatnya, ada juga yang

yang tidak membutuhkan pelumas namun pada daerah sentuhan sudah dilapisi

material teflon, jenis ini dinamakanself lubricating.

Jenis - jenis valveyang lain yang masih termasukplugvalveadalah:

- Three way plug valve

7/22/2019 Wahyudi-0910912038

13/18

Yaitu jenis plug valve yang mempunyai 3 port (sambungan), 1 untuk inlet dan 2

untuk outlet. Dengan menggunakan valve ini maka dengan mudah kita dapat

mengarahkan outletkearah aliran/pipa yang dikehendaki.

- Four way plug valveBiasa digunakan pada fluida cooling water yang melewati heat exchanger, dimana

aliran cooling water bisa dengan mudah dibalikkan arahnya dengan tujuan untuk

membersihkan heat exchanger tersebut dari kotoran-kotoran (fouling, sediment,

solids).

2.Ballvalve

Secara sederhana, Ball valve sama saja dengan plug valve, tetapi bentuk disc nya

berbeda. Dinamakan Ball valve karena bentuk disc nya ini bulat seperti bola, dan

bentuk body nya silinder. Contoh gambar Ball valve dapat dilihat pada Gambar

dibawah ini.

Gambar.Ball Valve

Ballvalvedigunakan juga sebagai on/off valve, fully openedataufully closedvalve,

dan handal untuk aliran fluida yang mengandung partikel-partikelsolid(slurry).

Sama seperti plugvalve, Ballvalve juga membuka dan menutup dengan cara rotasipada disc sehingga dapat membuka dan menutup lebih cepat. Ball valve juga

mempunyai handleyang sama denganplugvalve, dimana pada posisi valvefullyopen

maka handleakan searah dengan aliran atau pipa, namun jika posisi valvefullyclose

7/22/2019 Wahyudi-0910912038

14/18

maka posisi handletidak searah dengan aliran atau pipa, melainkan akan membentuk

sudut 90 derajat dengan aliran atau pipa.

d. Butterf ly valve

Butterfly valve digunakan untuk mengontrol (trhottling/regulate valve) aliran fluida

yang bertekanan rendah.

Bagian-bagian utama pada valveini sama saja dengan valve-valveyang diatas, yaitu

body, disc, seat, dan handle. Disc nya berbentuk piringan yang tipis. Seat nya,

melingkar mengikuti bentuk disc. Handle nya berbeda dengan tipe plug valve dan

Ball valve, karena mempunyai lever yang harus kita tekan apabila ingin membuka

dan menutup valve dan kita lepaskan apabila telah sampai ke posisi yang kita

inginkan. Lever inilah yang akan membantu disc untuk mengunci rapat. Contoh

gambarButterfly valvedapat dilihat pada Gambardibawah ini.

Gambar .Butterfly Valve

Dibagian bawah handle dan lever terdapat skala (scale) yang digunakan untuk

pembacaan posisi valveopeningatau valve closing.

Butterfly valve juga membuka dan menutup dengan cara rotasi pada disc sehingga

dapat membuka dan menutup lebih cepat. Dan mempunyai handleyang sama dengan

plug valve, dimana pada posisi valvefully open maka handle akan searah dengan

aliran atau pipa, namun jika posisi valvefullyclosemaka posisi handletidak searah

dengan aliran atau pipa, melainkan akan membentuk sudut 90 derajat dengan aliran

atau pipa.

7/22/2019 Wahyudi-0910912038

15/18

e. Diaphgram valveDiaphgram valve bisa digunakan untuk mengatur aliran (trhottling) dan bisa juga

digunakan sebagai on/off valve. Diaphgram valvehandal dalam penanganan material

kasar seperti fluida yang mengandung pasir, semen, atau lumpur, serta fluida yang

mempunyai sifat korosif atau Chemical Fluid. Contoh gambar Diaphgram valve

dapat dilihat pada Gambar dibawah ini.

Gambar .Diaphgram Valve

Diaphgram valve mudah dikenali karena bentuk bonnet nya yang menggembung

seperti lonceng. Diaphgram valve mempunyai stem, handwell, plunger dan

diaphgram stud yang menjadi satu, diaphgram,seatdan body. Diaphgram valvetidak

mempunyai disc, tetapi sebagai pengganti discadalah diaphgram itu sendiri. Dimana

valve ini akan menutup jika plunger menekan diaphgram, dan akan terbuka jika

plungernaik keatas. Saat menutup valveini, juga tidak boleh terlalu kencang, karena

bisa merusak diaphgram.

f . Pinch valvePinchvalvedigunakan untuk menangani fluida yang berlumpur, endapan, dan yang

mempunyai partikel-partikel solidyang banyak serta fluida-fluida yang mempunyai

kecenderungan untuk terjadi kebocoran (leak). Contoh gambar Pinch valve dapat

dilihat pada Gambardibawah ini.

7/22/2019 Wahyudi-0910912038

16/18

Gambar. Pinch Valve

g. heck valveatau Non return valveCheck valvedigunakan untuk membuat aliran fluida hanya mengalir kesatu arah saja

atau agar tidak terjadi reversed flow/back flow.

Bentuk check valve sama saja dengan Gate valve tapi valve ini tidak mempunyai

handwell/handle maupun stem. Secara umum ada 3 macam check valve yang cara

kerjanya sama saja namun aplikasi nya terhadap material fluida yang berbeda. yaitu:

Swing check valve , Lift check valve, dan Ball check valve.

Swing check valve , penggunaan untuk fluida gas ataupun liquid yang tidak

mengandung partikel padat (solid). Contoh gambar Swing check valve dapat dilihat

pada Gambar dibawah ini.

Gambar. Swing check valve

Lift check valve, penggunaan untuk fluida steam, gas, maupun liquid yang

mempunyai flow yang tinggi. Contoh gambar Lift check valve dapat dilihat pada

Gambar dibawah ini.

Gambar . lift Check valve

7/22/2019 Wahyudi-0910912038

17/18

Bal l check valve, penggunaan untuk fluida liquidyang mengandung partikel padatan.

Contoh gambarBall check valvedapat dilihat pada Gambar dibawah ini.

Gambar .Ball Check Valve

h. Relieve valvedan Safety valveKedua valveini digunakan untuk melepaskan (release) tekanan (pressure) pada suatu

sistem agar tidak membahayakan alat (equipment), personnel yang sedang bekerja,dan untuk kepentingan proses itu sendiri.

Antara kedua valveini terdapat penggunaan istilah yang seringkali tertukar satu sama

lain. Kadang Relieve valve dianggap Safety valve dan kadang juga Safety valve

dianggap Relieve valve. Namun, sebenarnya perbedaan mendasarnya adalah cara

kerjanya itu sendiri, Relieve valve akan membuka perlahan-lahan apabila terjadi

kelebihan (excess) pressure dan akan menutup kembali apabila pressure telah

kembali normal. Relieve valve lebih cocok diaplikasikan ke fluida liquid. SedangSafety valve, akan membuka secara sangat cepat langsung 60% opening apabila

terjadi excess pressure. Dan akan menutup kembali hanya apabila pressure telah

berada dibawahpressurenormal (set point). Safetyvalvesangat cocok diaplikasikan

ke fluida gas. Contoh gambar Relieve valve dan Safety valve dapat dilihat pada

Gambar dibawah ini.

Gambar .Relieve Valve dan Safety Valve

7/22/2019 Wahyudi-0910912038

18/18

i . Selenoid ValveSelenoid Vaveadalah katup elektromekanik yang digunakan untuk fluida kerja udara

ataupun cair. Katup ini diatur oleh arus elekrik melalui gulungan selenoid. Katup

solenoid biasanya digunakan sebagai elemen control pada fluida. Tugasnya untuk

menutup, membuka, distribusi ataupun mencampur fluida. Contoh gambar Selenoid

valvedapat dilihat pada Gambar dibawah ini.

Gambar .Selenoid Valve

j. Penstock ValvePenstock Valveberasal dari bentuk Gate valveyang digunakan pada bendungan atau

irigasi pada sebuah penstock atau pipa yang menyalurkan fluida ketempat yang

diinginkan. Contoh gambarPenstock valvedapat dilihat pada Gambardibawah ini.

Gambar.Penstock Valve