Upload
wahyu-lailil-fais
View
70
Download
4
Tags:
Embed Size (px)
DESCRIPTION
Pressure Design of Pipeline & Components
Citation preview
08/04/2010
1
April2010
PressureDesignofPipeline&Components
Content
Penentuan Tebal Pipa ASME B31.4 & 8
Penentuan ukuran komponen pipa
Penentuan Tebal Pipa APIRP1111
Penentuan Tebal Pipa ASMEB31.4&8
Penentuan Luas efektif percabangan pipa
08/04/2010
2
Pendahuluan
Tujuan analisis pressure design piping dan komponennyab j k k k d ifik i k i
AllowableStress Ketebalan pipa
bertujuan untuk menentukan ukuran dan spesifikasi untuk masingmasing komponen.
Lingkup analisis pressure design
Ketebalan pipa Ketebalan pipebenddan elbow Pressuremaximummiterbend Luas areareinforcementbranch
Pressure
Sistem perpipaan umumnyamendapat beban tekanani t l d i fl idinternaldari fluida yangdialirkan.
OP MOP
PressureTerms
MAOP DP IPMAIP TP MTP
08/04/2010
3
StraightPipeDalam pipa lurus terdapat : Diameterluar sesuai standardpipesize(NPS)nyanya.
Ketebalan pipa sesuai standardschedulenya. Diameterdalam.
Beberapa standardpipa lurus :Standard
Welded&SeamlessWroughtSteel Pipe ASMEB36.10MStainlessSteelPipe ASMEB36.19MSpecificationforLinePipe APISPEC5LSeamlesscarbonsteelpipeforhightemperatureservice
ASTMA106
Spiralweldedsteelorironpipe ASTMA211Seamlessausteniticsteelpipeforhightemperatureservice
ASTMA376
Ketebalan Pipa
ASMEB31.8
t=nominalwallthickness,inD=nominaloutsidediameterpipe,inE=longitudinaljointfactorF=designfactorP=designpressure,psigS=specifiedminimumyieldstrength,psiT=temperaturederating factorA=allowancetreq =tm +A
(1 MT)
PD2SFET
tm =
(1 MT)
tsel >treqPilih wallthicknessselectedyangada di Tabel StandarSchedulePipa
Dapat SchedulePipa
08/04/2010
4
Longitudinal Joint Factor, E
Basic Design Factor, F
Temperature Derating Factor, T
8
08/04/2010
5
1milesectionthathas10orfewerbuildingintendedforhumanoccupancyClass1,Division1:0.72
08/04/2010
6
Ketebalan Pipa
ASMEB31.4StraightPipePiD2S
t= tn =t+AS=0,72.E.SMYS
tsel >tntn :nominalwallthicknesst:pressuredesignwallthickness
Dapat SchedulePipa
A:AllowancePi:internaldesignpressureD:outsidediameterS:allowablestressvalueE:jointfactor
Specified Minimum Yield Strength (SMYS) & Allowable Stress (S)( )
08/04/2010
7
Longitudinal Joint Factor, E
Tabel Standar SchedulePipa
08/04/2010
8
Contoh Soal
Pipa berisi gasdengan NPS28(Diameterluar 28in)dan materialAPI5LX60Contoh Soal :
beroperasi di tengah daerah kota besar dengan :DesignPressure=400 psigDesignTemperatur =200FTentukan Schedulewallthicknesspipa yangcocok?
Datadan Asumsi :Pipa Seamless E=1Design Temperatur pipa < 250 F T = 1DesignTemperatur pipa treq
Pilih Schedule30 (dengan tebal 0,625in)
08/04/2010
9
WallThicknessPada APIRP1111PerancanganTekanan Luar
DataPerancangan
PilihKriteria
Nilai :Wallthickness,CollapsePressure,Bending
Strain,PropagationPressure,dll.
Collapse CombinationLoading PropagationBuckle
Syarat kondisi(Po Pi)< fo .Pc Syarat kondisi Syarat kondisi(Po Pi)< fp .Pp
BuckleArrestor
PerancanganBuckleArrestor
HasilPerancangan
Selesai
PerancanganTekanan Dalam
BasedonCollapse Kriteria Collapse:
dengan :
ccie FPPP .)(
pressurecollapsePP
PPP
yel
yelc .
22
where:Fc =collapsefactorofsafetyPe =externalpressurei i l
pressurecollapseplasticDtSP
pressurecollapseelasticDtEP
y
el
yel
2
1.2 3
2
Pi=internalpressureE =ModuluselasticYoungv =Poissonratiot =WallthicknessD =OutsidediameterS =SMYS
08/04/2010
10
Kriteria Bucklingakibat combinationloading:
BasedonCombinationLoad
untuk D/t< 50
dengan :
)()( g
PPPF
c
ie
bb
g
=appliedbendingstrainB =t/2D=allowablebendingstrainFb =bendingstrainsafetyfactorFb =2forinstallationFb =1foroperationg()=(1+20)1 =ovality factor
2min
2max
minmax
DDDD
Dt
b 2
BasedonBucklePropagation
Externalpressuredapat membuat bucklingmenjalar padapipelinedengan rasio (D/t)tinggi.
Kriteria propagation:prpie PfPP .
dengan :4,2
24
DtSP nompr
where:where:ffpp =bucklepropagationdesignfactor(0,8)=bucklepropagationdesignfactor(0,8)PPee =externalpressure=externalpressurePPii =internalpressure=internalpressure
08/04/2010
11
Contoh Soal
Pipa bawah laut NPS12API5LGradeX65di kedalaman 3280ft(1000m)Contoh Soal :
p ( )mengalirkan fluida minyak dengan datasebagai berikut:
Parameter Value
OutsideDiameter 12,75SMYSPipe Material 65000psiModulusElasticity 3.107psi
Berapa wallthicknessminimumagartidakterjadi collapsebuckling
PoissonRatio 0,3MAOP 1400psigSeawaterDensity 64,3lb/ft3(0,037lb/in3)PipeWelding ERW
saat instalasi pipa?
Contoh Soal
Mencari Tekanan Eksternal dan InternalPipa
Pe =seawater.g.h=64,3lbm/ft3 x1lbf/lbm x3280ft=1464,61psi144ft2/in2
Pi =0psi(pada saat instalasi,agarmembuat hasil terburuk)
Kriteria BucklePropagation
fp =0,8(desain faktor)
prpie PfPP .pr
pr
PpsiPpsi
1412.8,0061,1464
08/04/2010
12
Mencari Tekanan Eksternal,Internal,dan PropagationPressure
Contoh Soal
424,2DnomtS24prP
4,2
"75,12".65000.241412
nomtpsi
int nom 68,0Pilih Sch 80dengan wallthickness0,688in
PressureDesignFittings
08/04/2010
13
DesignComponentElbow
Elbow dibuat dengan cara dicor
Reducerberfungsi untuk menyambungkan dua pipa yangberbedaReducer
Elbowdibuat dengan cara dicor. Desainnya berdasarkan standar komponen fittingsuntuk penentuanspesifikasinya. Jika belum ada spesifikasi di standarnya,persamaan desain pipebenddapat dipakai.
diameternya.Terdapat dua jenis reducer: ConcentricReducers
Desainnya berdasarkan standar komponen untuk spesifikasinya. EccentricReducers
Desainnya berdasarkan standar komponen untuk spesifikasinya.
PipeBendThickness Pipebendsterbuat dari pipa lurus yangdibengkokkan.
Minimum wall thickness untuk pipe bend :
PipeBend t=tebal minimumpipebend,inP=designpressure,psigD=diameterluar pipa,inE faktor kualitasMinimumwallthicknessuntuk pipebend:
t=P. D2[(S.E.W/I)+P.Y]
E=faktor kualitasSh =allowablestress(hot),psiY=koefisien sifat materialR1 =bendradiusW=weldstrengthreductionfactor
Ada dua bagian pipe bend : Intrados(bend radius bagian dalam)
Temperatur Faktor W
08/04/2010
14
Contoh Soal
Pipebenddengan diameterluar 8,625indibuat dari MaterialA515Gr.65dengan :Contoh Soal 2 :
DesignPressure=600psig;DesignTemperatur =300F;Allowance(c)=0.1inchRadiusbend3D;WeldQuality(E)=1,0;Hitunglah tebal minimumintradospipebend!Datadan Asumsi :DesignTemperatur pipa
08/04/2010
15
Contoh Soal
Multiplemiterbenddengan diameter36indan tebal dinding nominal0.375inyangContoh Soal :
dibuat dari MaterialA515Gr.60(materialpelat),dengan :Temperatur =500F,Allowance(c)=0.1inch,WeldQuality(E)=1.0 = 22.5 ; S = 17300 psiT = 0.375 0.010 = 0.365 in; r2 = 0.536 0.375) = 17.8125 in.Hitunglah tekanan internalmaksimum yangdiijinkan untuk!
Tekanan internalmaksimum
Tabel MiterBend
08/04/2010
16
Flange
BlindFlangeKetebalan blind flange yang tidak terdaftar standard dapat dihitungKetebalan blindflangeyangtidak terdaftar standarddapat dihitungdengan :
t=tebal pelat datar coverbaut dari UG34c=jumlah allowance
tm =t+c
SlipOnFlange Sliponflangedihindari penggunannya untuk aplikasi bersiklustemperatur tinggi. Sliponharus di doubleweldedjika digunakan untuk : Aliran berpotensi erosi,crevicecorrosion,atau pembebanan siklus. Aliran flammable,beracun,atau membahayakan. Beroperasi pada temperatur di bawah 101C(150F)
Flange
FlangeBlanksKetebalan blank flange yang tidak terdaftar pada standard dapat dihitungKetebalan blankflangeyangtidak terdaftar pada standarddapat dihitungdengan :
tm =dg .(3P/16SE)1/2 +cP=designgagepressure,psidg=diameterdalam gasketS =allowablestress(hot),psi
08/04/2010
17
Contoh Soal
Flange(gambar)dengan diametergasket(dg)12indari MaterialA515Gr.65dengan :Contoh Soal 4 :
g
DesignPressure=600psigdan Temperatur =300F Allowance(c)=0.1inchWeldQuality(E)=1,0 Hotallowablestress(S)=20700psiHitunglah tebal minimumblankspada flange!
Tebal minimumblanks
tm =dg .(3P/16SE)1/2 +c
Percabangan Pipa
Percabangan pipa terdiri dari pipa utama dan pipa cabang, yangdiameternya pada umumnya lebih kecil daripada diameter pipa utama.
Dengan dibuatnya lubang, maka luas potongan aksial akan
Saat pipa cabang disambungkan, maka pipa utama dibuatlubang dan sebagian permukaan dibuang.
Pipa dimensi standard mempunyai tebal dinding tsel > tm,maka kelebihan tebal tersebut dapat menjadi kompensasiberkurangnya luas potongan aksial.
berkurang, sehingga pipa utama lebih lemah.
08/04/2010
18
Percabangan Pipa
Panjang efektif yang dibuang darii (d )
Percabangan Pipa
pipa (d1) :
Half width dari zonareinforcement (d2) :
Variabel :Dh = diameter pipa utamaDb = diameter percabanganth = tebal minimum pipa utamatb = tebal minimum pipa utamaTh = tebal pipa utama (dari pipa standar)Tb = tebal percabangan (dari pipa standar)Tr = tebal minimum reinforce ring/saddle
i i ll
d1 =[Db 2(Tb c)]/sin
d2 =(Tb c)+(Th c)+d1/2
Tinggi zona reinforcement di luarpipa utama (L4) :
c = corrosion + erosion allowanced1 = panjang efektif yang dibuang dari pipad2 = half width dari zona reinforcementL4= tinggi zona reinforcement di luar pipa utama = sudut terkecil sumbu percabangan dan pipaL4 =(Th c)or 2,5.(Th c)+Tr
08/04/2010
19
Contoh Soal
Pipa minyak NPS8(Do=8,625in)Schedule40(t=0,322in)mempunyai percabanganContoh Soal 5 :
NPS4(Do=4,5in)Schedule40(t=0,237in)ke sisi sudut kanan ( =90).Datalain:MaterialAPI5LGr.A S=16000psi API5LSeamless E=1,00 Designpressure300psigdan temperatur 400F. Allowancekorosi 0.10in.Tentukan tebal minimum&aktual dari pipa &percabangan,serta nilai d1,d2,L4?
Contoh Soal
Tebal minimumpipa dan percabangan
th/b =P. D2(S.E+P.Y)
Tebal aktual (standar) pipa dan percabangan
Th/b =tsel .(1 MT)
Tebal aktual (standar)pipa dan percabangan
08/04/2010
20
Contoh Soal
Panjang efektif yangdibuang dari pipa
d1 =[Db 2(Tb c)]/sin
d2 =(Tb c)+(Th c)+d1/2Halfwidthdari zona reinforcement
Tinggi zona reinforcementdi luar pipa utama
L4 =(Th c)or 2,5.(Th c)+Tr
ReinforcementofExtrudedOutletHeaders
08/04/2010
21
ThankYou