Matakuliah Pemipaan

23
--------------------------------------- -------------------------------- MODUL MATA KULIAH SISTEM PEMIPAAN ( 3 SKS ) Sistem Pemipaan Ir. Teguh Pudji Hertanto, M.Sc, IPM Pusat Pengembangan Bahan Ajar Universitas Mercu Buana ‘11 1

description

Pemipaan

Transcript of Matakuliah Pemipaan

Page 1: Matakuliah Pemipaan

-----------------------------------------------------------------------

MODUL MATA KULIAH

SISTEM PEMIPAAN( 3 SKS )

ByIr. Teguh Pudji Hertanto, M.Sc, IPM

Sistem PemipaanIr. Teguh Pudji Hertanto, M.Sc, IPM

Pusat Pengembangan Bahan AjarUniversitas Mercu Buana

‘11 1

Page 2: Matakuliah Pemipaan

-----------------------------------------------------------------------

MODUL-10 “PIPE SUPPORT”

Pemilihan yang tepat, benar dan ekonomis pipe support pada suatu sistem pemipaan biasanya tidaklah begitu mudah untuk berbagai tingkatan variasi, beberapa relatif minor tetapi yang lainnya lebih alamiah.Seorang piping designer harus lah familiar dengan permasalahan pipe support.

Pipe support adalah salah satu bagian yang penting dalam sistem perpipaan di suatu plant (pabrik). Pipe support berfungsi untuk menahan dan mengkondisikan suatu sistem perpipaan sehingga aman sampai waktu yang telah ditentukan, bahkan diharapkan berfungsi selama pabrik beroperasi.

Untuk mengantisipasi hal tersebut, dan untuk lebih meningkatkan dan mengoptimalkan kemampuan dan pengetahuan, personel Piping perlu diberikan pemahaman dan pengertian tentang philosophy dan design pipe support.

Sebuah pipa yang menumpu pada suatu support akan memberikan gaya berupa berat pipa beserta isinya ataupun gaya-gaya lain yang terjadi kepada support tersebut. Kemudian gaya tersebut akan di distribusikan pada seluruh sistem support, sebelum kemudian diteruskan ke pondasi.

Tapi sampai saat ini masih belum banyak perhatian yang diberikan terhadap pemahaman dan pengertian

01. REFFERENCE DAN STANDARD

Di Amerika Serikat, pipe support standard dipublikasikan sbb :

● MSS SP-58, Materials and Design of Pipe Supports● MSS SP-69, Selection and Application of Pipe Supports● MSS SP-89, Fabrication and Installation of Pipe Supports● PFI ES-26, Welded Load Bearing Attachments to Pressure Retaining Boundaries● WRC Bulletin 198● National Fire Protection Association (NFPA)● American Welding Society (AWS)● American Institute of Steel Construction (AISC)

Selain di Amerika Serikat juga ada publikasi untuk pipe support ini, yaitu :

● BS 3974, Specification for Pipe Supports, Parts 1, 2, and 3● BS 5135, Process of Arc Welding of Carbon and Carbon Manganese Steels● VGB-R510L● DIN EN 288, Specification and Approval of Procedures for Welding Metallic Materials

Sistem PemipaanIr. Teguh Pudji Hertanto, M.Sc, IPM

Pusat Pengembangan Bahan AjarUniversitas Mercu Buana

‘11 2

Page 3: Matakuliah Pemipaan

-----------------------------------------------------------------------

02. FILOSOPHY PIPE SUUPPORT

Karena tujuan pipe support adalah mampu menahan beban dalam jangka waktu yang lama, maka masing-masing bagian yang saling bersentuhan haruslah kuat dan mampu menerima beban tersebut.

Dengan demikian dalam merencana ataupun menentukan sebuah pipe support haruslah diperhatikan hal-hal berikut:

Material pipa harus mampu menahan beban dirinya sendiri, beban isinya, dan gaya-gaya lain yang terjadi di pipa tersebut.

Support berupa Steel (Structure), Foundation, Concrete dan Sleeper haruslah kuat menahan gaya-gaya tersebut diatas.

Disamping itu seorang Piping Designer, harus mempertimbangkan bahwa Pipe Support yang nanti terpasang tidak mengganggu access, pengoperasian, dan maintenance.

03. PERTIMBANGA DISAIN SECARA UMUM

secara menyeluruh mengenai philosophy pipe support. Sehingga tak jarang sebuah keteledoran dan kurangnya pemahaman terhadap suatu sistem pipe support dapat menyebabkan keterlambatan penyelesaian suatu proyek, bahkan lebih jauh lagi dapat menyebabkan kehancuran suatu bagian pabrik.

Hanger dan support harus di disain untuk sesuai secara statik dan se baik kondisi operasional dinamiknya sebagai tumpuan pada piping dan equipment.Sistem tumpuan (support) harus mampu mengendalikan kebutuhan akan pergerakan dari suatu sistem pemipaan baik akibat ekspansi panas maupun kontraksi koneksi nya ke equipment.

Lokasi dari Support.

Pertimbangan utama pada design adalah penentuan dari dimana support itu akan diletakkan.Meskipun support diletakkan pada tempat yang ideal / pas sesuai kebutuhan pada suatu konfigurasi pemipaan, beberapa tingkat kompromi mungkin dibutuhkan untuk mendapatkan keuntungan terbaik. Keberadaan struktur sistem pemipaan.

Pertimbangn beban

Salah satu pertimbangan lainnya selain lokasi dari tumpuan adalah penentuan beban dan movement condition existing pada setiap titik tumpuan. Disinilah cakupan akan batasan pada pertimbangan umum tergantung hanya kepada beban (load) dan pergerakan (movement).

Seismic, Dynamic dal beban-beban lainnya.

Sistem PemipaanIr. Teguh Pudji Hertanto, M.Sc, IPM

Pusat Pengembangan Bahan AjarUniversitas Mercu Buana

‘11 3

Page 4: Matakuliah Pemipaan

-----------------------------------------------------------------------

Desain dari komponen pipe support dan structural stel harus telah mempertimbangkan berbagai hal seperti gempa bumi, beban dinamis dan juga beban-beban lainnya di mana dibutuhkan. Code yang aplicable pada umumnya mengijinkan beberapa penambahan akan allowable stress untuk seismic dasn kondisi dinamik.

04. PENENTUAN DARI PENAMPATAN TUMPUAN

Penempatan tumpuan suatu sistem pemipaan tergantung kepada banyak prtimbangan, seperti ukuran pipa, konfigurasi pipa, lokasi dari valve dan vitting juga struktur dimana support itu akan diletakkan.

Pipe Support Spacing

Pada gambar tabel dibawah diberikan jarak maksimum antara support (span) sebagai pertimbangan praktis untuk pipa lurus untuk pipa standard wall thickness.

Figure 1. Suggested Piping Support Spacing

Span diatas didasari pada kombinasi bending dan shear stress sebesar 1500 psi (10.35 Mpa) saat pipa diisi air dan 1/10 in (2.54 mm) maksimum lendutan diijinkan. Tabel span diatas sebiknya tidak untuk di aplikasikan dimana terdapat konsentrasi beban seperti valve berada di dalamnya atau dimana perubahan arah dari piping sistem diantara titik tumpuan.

Bila terpaksa, maka support seharusnya diletakkan lebih dekat dimana mungkin adanya beban terkonsentrasi untuk mengatasi se minim mungkin pipe stress. Bila terdapat perubahan arah pada suatu sistem pemipaan dintara tumpuan, dengan good practice dipakai span dalah 0.75 kali dari total panjang pipa span di tabel atas.

Sistem PemipaanIr. Teguh Pudji Hertanto, M.Sc, IPM

Pusat Pengembangan Bahan AjarUniversitas Mercu Buana

‘11 4

Page 5: Matakuliah Pemipaan

-----------------------------------------------------------------------

Untuk fluida selain air (water), maka span di berikan sebagaimana gambar tabel di bawah.

Figure 2. Gravity Steel Pipe Support Spacing (Pipe empty, Air, Steam)

Span support adalah jarak minimal antara support pertama dengan support kedua (jarak antara dua support), dimana system Pipa masih dalam kondisi aman (stress & defleksi). Span support didapat dari perhitungan dengan menggunakan formula khusus dan kemudian disajikan dalam bentuk tabel, disebut pipe span support table.

Span support table berisi span support untuk tiap NPS pipa yang ditumpu, baik single line maupun continuous line. Untuk kondisi lapangan (site) yang tidak memungkinkan menerapkan jarak yang tersedia di tabel span, maka seorang engineer mempunyai authorization untuk melakukan perhitungan yang nantinya dapat dipertanggung jawabkan. Hal ini disebut Engineer Responsible

Sistem PemipaanIr. Teguh Pudji Hertanto, M.Sc, IPM

Pusat Pengembangan Bahan AjarUniversitas Mercu Buana

‘11 5

Page 6: Matakuliah Pemipaan

-----------------------------------------------------------------------

Figure 3. Gravity Steel Pipe Support Spacing (Content = water)

05. JENIS-JENIS PIPE SUPPORT

Berdasarkan penggunaanya di bidang engineering, pipe support dapat dibedakan atas:

1. STANDARD PIPE SUPPORT

Adalah pipe support yang telah dibakukan dalam bentuk dan penggunaan tertentu. Dapat langsung digunakan tanpa harus melakukan perhitungan kekuatan, selama masih dalam batas yang tercantum dalam standard support tersebut.

2. SPECIAL PIPE SUPPORT

Adalah pipe support yang dibuat khusus karena tidak bisa menggunakan standard support yang ada, dengan alasan tertentu spt: load terlalu besar, ketinggian pipa yang di support melewati batas yang ada dalam standard support, dan moment yang

Sistem PemipaanIr. Teguh Pudji Hertanto, M.Sc, IPM

Pusat Pengembangan Bahan AjarUniversitas Mercu Buana

‘11 6

Page 7: Matakuliah Pemipaan

-----------------------------------------------------------------------

ditimbulkan dikhawatir- kan terlalu besar. Untuk itu di-design sebuah pipe support dengan memperhatikan kekuatan material dan nilai ekonomis.Special Pipe Support ada yang by Piping dan ada yang oleh Civil departemen.Perbedaan dari kedua support ini karena perjanjian saja, sebagai contoh untuk “Pipe Stanchion T-Post” merupakan Special Support by Civil bila salah satu kriteria berikut terpenuhi:

* Tinggi lebih dari 2500 mm* Lebar lebih dari 1000 mm* Berat lebih dari 750 Kg

Tetapi bisa saja ada suatu case, walaupun kriteria tersebut diatas terpenuhi, tetapi sepanjang tidak di-infokan oleh Piping ke Civil, maka yang tidak di-infokan itu menjadi scope Piping.

Berdasarkan pemakaiannya pipe support dapat dibagi sbb:1). Y-Stop : Support yang berfungsi untuk menahan gerakan pipa

kearah bawah. (weight support)2). Guide : Support yang berfungsi untuk menahan gerakan pipa

pada arah lateral.3). Line Stop : Support yang berfungsi untuk menahan gerakan pipa

searah longitudinal (axial) dari pipa.4). Anchor : Support yang berfungsi untuk menahan pipa agar tidak

bergerak kemana-mana. Anchor ada 2(dua) macam: • Fixed Anchor, dimana ada transfer moment ke sistem support (contoh: di Las) • Guide–Line Stop, tidak ada transfer moment ke sistem support

5). Spring : Support khusus yang penggunaanya berdasarkan hasil stress analysis group.

Penunjukan pipe support biasanya dilakukan di GA Drawing dan Isometric Drawing, dengan menggunakan penomoran yang tercantum dalam standard support, atau/dan nomor khusus untuk special support.

Pipe support, sebagaimana telah didefinisikan dimuka, adalah suatu tumpuan yang akan menahan beban pipa beserta isinya serta beban lainnya agar dapat beroperasi dengan aman.

Untuk itu haruslah diketahui kemampuan dari pipe support tersebut untuk menahan beban yang akan diterimanya dengan melakukan perhitungan kekuatan. (Feeling akan terasah jika menguasai Mekanika Teknik dan pernah ke Site).

Standard pipe support dibuat untuk memberikan kemudahan dengan mengelompokkan bentuk pipe support berdasarkan kemampuan dan kekuatannya, sehingga dalam penggunaanya lebih memudahkan pekerjaan Piping Engineer.

Sistem PemipaanIr. Teguh Pudji Hertanto, M.Sc, IPM

Pusat Pengembangan Bahan AjarUniversitas Mercu Buana

‘11 7

Page 8: Matakuliah Pemipaan

-----------------------------------------------------------------------

06. PEMAKAIAN DAN PENGGUNAAN STANDARD SUPPORT

Secara umum pemakaian support pada pipa tergantung pada kondisi pipa tersebut, yaitu:

1. BARE PIPE

x Y-Stop / Down-stop (Pipe support untuk menahan gaya ke bawah) Pipa jenis ini langsung menumpu pada support tanpa adanya penghalang diantaranya (pipe to steel) dengan koefisien gesek m = 0.3, kecuali: (note: untuk mencegah local buckling)Pipa dengan diameter > 16” (SS), dan > 26” (CS or LTCS) , diperlukan Reinforcing Pad (Lihat PAD).Pipa dengan diameter > 36”, diperlukan Spc. Shoe Sup’t (Lihat SD).

Untuk mengetahui apakah sebuah pipa memerlukan reinforcing pad atau tidak, khususnya pipa besar, dan untuk perencanaan special shoe support akan dijelaskan lebih terinci pada pembahasan mengenai special pipe support.

Sistem PemipaanIr. Teguh Pudji Hertanto, M.Sc, IPM

Pusat Pengembangan Bahan AjarUniversitas Mercu Buana

‘11 8

Page 9: Matakuliah Pemipaan

-----------------------------------------------------------------------

Figure 4. Reinforcing Pad

Sistem PemipaanIr. Teguh Pudji Hertanto, M.Sc, IPM

Pusat Pengembangan Bahan AjarUniversitas Mercu Buana

‘11 9

Page 10: Matakuliah Pemipaan

-----------------------------------------------------------------------

Figure 5. Reinforcing Pad with SADDLE

x Guide Support

Guide support berfungsi untuk menjaga pipa agar tetap pada jalur yang telah ditentukan, tidak menyentuh pipa sebelahnya dan tidak melewati batas support.

Penentuan posisi guide bergantung pada 2 hal, yaitu:

Untuk pipa yang tidak termasuk katagori dihitung stress analysis dengan komputer, posisi guide dapat langsung ditentukan dengan menggu-nakan guide span table, tetapi tetap harus memperhatikan aspek stress analysis.

Untuk pipa yang termasuk kategori harus dihitung stress analysis dengan komputer, posisi guide mengikuti hasil stress analysis group.

Sistem PemipaanIr. Teguh Pudji Hertanto, M.Sc, IPM

Pusat Pengembangan Bahan AjarUniversitas Mercu Buana

‘11 10

Page 11: Matakuliah Pemipaan

-----------------------------------------------------------------------

Figure 6. Guide Support (G1)

Figure 7. Guide Support (G2)

Sistem PemipaanIr. Teguh Pudji Hertanto, M.Sc, IPM

Pusat Pengembangan Bahan AjarUniversitas Mercu Buana

‘11 11

Page 12: Matakuliah Pemipaan

-----------------------------------------------------------------------

x Line Stop

Jenis support ini berfungsi untuk menghalangi gerakan pipa searah longitudinal (axial) pipa. Penggunaan line stop ini juga merupakan hasil keputusan dan tanggung-jawab stress analysis group.

Figure 8. Line Stop (ST1)

Sistem PemipaanIr. Teguh Pudji Hertanto, M.Sc, IPM

Pusat Pengembangan Bahan AjarUniversitas Mercu Buana

‘11 12

Page 13: Matakuliah Pemipaan

-----------------------------------------------------------------------

Figure 9. Line Stop (ST2)

x Anchor Support

Jenis support ini berfungsi untuk mencegah pergerakan pipa kesemua arah. Penentuan lokasi anchor support biasanya dilakukan dengan koordinasi stress analysis group. Sedangkan untuk pipa yang memerlukan perhitungan stress analysis dengan komputer, posisi anchor point (anchor support) sepenuhnya merupakan hasil keputusan dan tanggung-jawab stress analysis group.

Anchor support mempunyai 2(dua) jenis pemakaian:• Untuk pipa diameter < 2”, menggunakan fix support.•Untuk pipa diameter > 2”, menggunakan kombinasi antara Y-Stop, Guide dan

Line Stop.

x Spring Support

Spring support adalah jenis khusus. Pemakaiannya adalah atas rekomendasi dan keputusan stress analysis group. Biasanya digunakan untuk mengurangi load terhadap nozzle equipment (misal: Pump, Turbine, Compressor, Vessel, dan Heat Exchanger).

Sistem PemipaanIr. Teguh Pudji Hertanto, M.Sc, IPM

Pusat Pengembangan Bahan AjarUniversitas Mercu Buana

‘11 13

Page 14: Matakuliah Pemipaan

-----------------------------------------------------------------------

Prinsip penggunaan spring, apabila suatu pipa terangkat naik atau turun, diinginkan system support masih menopang pipa sesuai dengan konsep span supportnya (stress & defleksi aman).

Sedangkan cara kerja spring adalah seperti spring yang ada pada mobil.

Figure 10. Spring Support

2. INSULATION PIPE

HOT INSULATION

Dengan temperatur fluida diatas 100oC, pipe support yang digunakan dibagi atas:

x Y-Stop (SH1/ SH2)

Jenis ini menggunakan shoe yang dilas ke pipa dan akan bersentuhan dengan steel, tinggi shoe tergantung pada tebal insulation.

x Guide Support (Gabungan SH1/ SH2 dengan G1)

Sistem PemipaanIr. Teguh Pudji Hertanto, M.Sc, IPM

Pusat Pengembangan Bahan AjarUniversitas Mercu Buana

‘11 14

Page 15: Matakuliah Pemipaan

-----------------------------------------------------------------------

Jenis ini akan menjaga pipa tetap pada jalurnya, sama halnya dengan guide support untuk bare pipe, namun bagian guide support tidak menyentuh pipa, melainkan dengan shoe.

x Line Stop (Gabungan SH1/ SH2 dengan ST1)

Fungsi dan pemasangannya sama dengan line stop bare pipe, namun line-stopnya tidak bersentuhan dengan pipa, melainkan dengan shoe.

x Anchor Support (SGT1/ SGT2)

Fungsi dan pemasangannya sama dengan anchor untuk bare pipe, tapi pada prinsipnya tidak bersentuhan dengan pipa.

x Spring Support

Fungsi dan pemasangannya sama dengan spring support untuk bare pipe.

Sistem PemipaanIr. Teguh Pudji Hertanto, M.Sc, IPM

Pusat Pengembangan Bahan AjarUniversitas Mercu Buana

‘11 15

Page 16: Matakuliah Pemipaan

-----------------------------------------------------------------------

Figure 11. Anchor Support (SGT1)

Sistem PemipaanIr. Teguh Pudji Hertanto, M.Sc, IPM

Pusat Pengembangan Bahan AjarUniversitas Mercu Buana

‘11 16

Page 17: Matakuliah Pemipaan

-----------------------------------------------------------------------

Figure 12. Anchor Support (SGT2)

COLD INSULATION

Dengan temperatur fluida dibawah 4oC, atau tergantung dari Process Group:

x Kelompok pipa dengan kategori cold insulation memerlukan perhatian baik dalam penentuan lokasi dan posisi, juga dalam instalasi (pemasangan) pipe support.

x Aplikasinya juga sama dengan bare pipe dan hot insulation pipe, yaitu Y-Stop (SCO), Guide Support (SCO + G1), Line Stop (SCO + ST3), dan Anchor (SCO + ST3 + G1).

Figure 13. Y-Stop (SCO)

Sistem PemipaanIr. Teguh Pudji Hertanto, M.Sc, IPM

Pusat Pengembangan Bahan AjarUniversitas Mercu Buana

‘11 17