Perancangan Alat Proses
description
Transcript of Perancangan Alat Proses
7/17/2019 Perancangan Alat Proses
http://slidepdf.com/reader/full/perancangan-alat-proses-568dbd311579b 1/18
1. Sebutkan macam-macam tipe tutup atas dan tutup bawah tangki!
Jenis-Jenis Tutup Tangki
Head adalah bagian tutup suatu bejana (vessel) yang penggunaan disesuaikan dengan
tekanan operasi bejana. tebal dari head ini tergantung dengan hasil perhitungan yang
ditentukan dan karakteristik fluida yang akan diproses didalam bagian dalam 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.
ngkos 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.
amba ".# !ejana "
!ola
( Hemisp herical )
#ari berbagai ma$am pengujian, didapat bah%a untuk tekanan sama di bagian yang
silindris dan tutup setengah bola dari suatu bejana, ketebalan dari tutup yang diperlukan
adalah separuh silinder tangkinya. !agaimanapun, ketika pembesaran dari dua bagian
7/17/2019 Perancangan Alat Proses
http://slidepdf.com/reader/full/perancangan-alat-proses-568dbd311579b 2/18
berbeda, tekan discontinuitas akan di&set ke arah tutup dan sampingan silinder. 'ntuk tidak
ada perbedaan di dalam pembesaran antara kedua bagian (ketegangan diametral yang sama)
dapat ditunjukkan bah%a untuk baja (perbandingan oisson # .*) perbandingan dari
ketebalan tutup bejana setengah bola ketebalan jumlah maksimumnya, se$ara normal sama
dengan .6 ( Brownell dan Young 1959).
b. Bejana $llips %iing ( Ellipsoidal )
+ode spesifikasi untuk head ini sudah dibakukan oleh S-&/ (meri$an
etroleum /nstitute) pada konferensi S-. Head tipe ini digunakan pada bejana yang
beroperasi pada tekanan 0 1 sampai 2 psig. 'ntuk menghitung ketebalan minimum
llipsoidal dapat digunakan rumus:
e= Pi Di
2Jf −0.2 Pi
amba ".& !ejana llips iring ( Ellipsoidal )
Tutup bejana Ellipsoidal yang standar dihasilkan dengan suatu perbandingan poros
utama dan ke$il sebesar 1:3.
7/17/2019 Perancangan Alat Proses
http://slidepdf.com/reader/full/perancangan-alat-proses-568dbd311579b 3/18
c. Torispherical Head
Suatu bentuk torispherical , yang mana sering digunakan sebagai penutup akhir dari
bejana silindris, dibentuk dari bagian dari suatu torus dan bagian dari suatu lapisan.
!entuknya mendekati dari suatu bentuk lonjong tetapi adalah lebih murah dan lebih mudah
untuk membuatnya. 'ntuk menghitung ketebalan minimum torispherical dapat digunakan
rumus:
e= Pi Rc Cs
2Jf + Pi(Cs−0.2)
#imana:
4s 5 aktor +onsentrasi Tegangan
5 7 (* 8
√ Rc Rk )
9$ 5 4ro%n 9adius
9k 5 +nu$kle 9adius
9asio +nu$kle terhadap 4ro%n radius tidak boleh lebih besar dari ,6 dan $ro%n radius
tidak boleh lebih besar daripada diameter silinder.
amba ".' Torispherical Head
eteangan : (on demand )
d 5 inside diameter
D 5 outside diameter
S 5 thickness
R 5 dishing radius
r knuckle radius
h straight flange
H total depth
Tutup torispherical yang standar adalah penutup yang paling umumdigunakan sebagai penutup akhir untuk bejana yang beroperasi pada tekan 3; bar.
7/17/2019 Perancangan Alat Proses
http://slidepdf.com/reader/full/perancangan-alat-proses-568dbd311579b 4/18
#ia dapat digunakan untuk tekan yang lebih tinggi, tetapi di atas 3 bar, biayanya
harus dibandingkan dengan suatu tutup ellipsoidal . #iatas 3; bar, suatu tutup
ellipsoidal pada umumnya terbuktikan sebagai penutup paling hemat untuk
digunakan.
Head tipe ini digunakan pada bejana yang beroperasi pada tekanan 3;&1
psig dan dapat dinaikkan dengan mengurangi local stress yang berada pada sudut
head , yaitu dengan $ara membuat ior head ini sekurang&kurangnya * kali tebal
shell atau 6 < diameter dalam bejana.
!entuk torispherical yang sering digunakan sebagai penutup akhir dari
bejana silindris, dibentuk dari bagian suatu torus dan bagian dari suatu lapisan.
!entuknya mendekati bentuk lonjong tetapi lebih murah dan lebih mudah untuk
membuatnya. erbandingan radius sendi engsel dan radius mahkota harus dibuat
kurang dari 6=3 untuk menghindari tekuk. Tekan akan menjadi lebih tinggi di
bagian torus dibanding bagian yang berbentuk bola.
da dua ujung batas tutup bejana torispherical : bah%a antar bagian yang
silindris dan tutupnya, adan itu adalah pada ujung dari radius mahkota dan radius
sendi engsel. enekukan dan shear stress disebabkan oleh pembesaran diferensial
yang terjadi pada titik&titik ini harus diperhitungkan di peran$angan 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 bisa ditingkatkan dalam kaitan
dengan discontinuitas.
d. Bejana %iing Standa (Flanged Standart Dished & Flanged Shallow Dished
Heads)
Tutup jenis ini umunya digunakan untuk bejana hori>ontal yang menyimpan
$airan yang mudah menguap (volatile), seperti: nafta, bensin, alkohol dan lain&lain.
Sedangkan pada bejana silinder tegak biasanya digunakan sebagai bejana proses
yang beroperasi pada tekan rendah (vakum).
?ika diinginkan diameter tutup @ diameter shall maka digunakan flanged
standart dished sedangkan jika diinginkan diameter tutup A diameter shell maka
digunakan flanged shallow dished head.
7/17/2019 Perancangan Alat Proses
http://slidepdf.com/reader/full/perancangan-alat-proses-568dbd311579b 5/18
Si>es 32 to 1;1 in$hes diameter. rom 31 gauge to 3&3=B in$hes thi$k.
amba ".* Flanged tandard !ished " Flanged hallow !ished Heads
e. Bejana onis (Conical Head )Tutup bejana konis biasanya digunakan sebagai penutup atas pada tangki
silinder tegak dengan laju alir yang rendah dan memiliki alas flat #ottom yang
beroperasi pada tekan atmosperik. #isamping itu juga digunakan sebagai tutup
ba%ah pada alat&alat proses seperti: evaporator$ spra% dr%er$ cr%stalli&er$ #in$
hopper , tangki pemisah dan lain&lain. 'ntuk menghitung ketebalan minimum
'onical Head dapat digunakan rumus:
e=
Pi Dc2Jf − Pi .
1
cos❑
#imana:
#$ 5 #iameter +onis
?ika terdapat belokan dan tegangan shear akan menyebabkan perbedaan
yang besar terhadap konis dan silinder, maka persamaannya menjadi:
e=CcPi Dc
2Jf − Pi
#imana:
4$ 5 α
α 1C *C 2;C 6C
4$ 3. 3.*
;
1.
;
*.1
7/17/2019 Perancangan Alat Proses
http://slidepdf.com/reader/full/perancangan-alat-proses-568dbd311579b 6/18
amba ".+ 'onical Head
!esarnya sudut (D) yang dibentuk pada jenis konis pada tutup atas tangki
silinder tegak dengan alas flat #ottom adalah E 2;4 (menurut -orris), tetapi
menurut !uthod F -egsey E *4. sebaiknya menggunakan D E *4, karena *4
E D E 64 adalah kemiringan sudut yang dibentuk tutup konis untuk tutup ba%ah
bejana (#in$ hopper ) yang mengalirkan $airan *4 E D E 2;4 dan 2;4 E D E
64 untuk mengalirkan butiran padatan.
,. Bejana ata (langed / 0nl 2ead)
eran$angan tutup bejana ini adalah yang paling ekonomis karenamerupakan gabungan antara flange dan flat plate.
7/17/2019 Perancangan Alat Proses
http://slidepdf.com/reader/full/perancangan-alat-proses-568dbd311579b 7/18
Si>es 32 to 1G; in$hes diameter. rom 31 gauge to 3 in$h thi$k. /.#. or .#.
amba ".3 Flanged ( )nl% Head
plikasi dari flanged*onl% dapat digunakan sebagai tutup bejana penyimpan
jenis silinder hori>ontal yang beroperasi pada tekan atmosferik. Tipe bejana dengan
jenis tutup ini dapat digunakan unutk menyimpan fuel oil (minyak bahan bakar),
kerosin, minyak solar ataupun $airan yang mempunyai tekanan uap rendah,
disamping itu dapat juga digunakan sebagai tutup atas konis, kisaran diameternya @
1 ft.
Tutup bejana setengah bola, ellipsoidal dan torispherical se$ara bersama
dikenal sebagai tutup bejana yang bundar. -ereka dibentuk dengan menekan atau
memutar, diameter yang besar dibuat dari bagian pembentukan. Tutup torispherical
sering dikenal sebagai tutup bagian akhir. 'kuran yang lebih disukai dari tutup
bejana yang bundar diberikan didalam standard dan kode.
ersamaan untuk ketebalan dinding pada table 3.3. olume penuh o dan
permukaan S sebagai =o yang akan berhubungan dengan kedalaman atau
ketinggian H=# pada vessel hori>ontal.
7/17/2019 Perancangan Alat Proses
http://slidepdf.com/reader/full/perancangan-alat-proses-568dbd311579b 8/18
Tabel "." Tabel #ata&data Standar / untuk Tangki
7/17/2019 Perancangan Alat Proses
http://slidepdf.com/reader/full/perancangan-alat-proses-568dbd311579b 9/18
7/17/2019 Perancangan Alat Proses
http://slidepdf.com/reader/full/perancangan-alat-proses-568dbd311579b 10/18
+ode S- memberikan persamaan yang berhubungan ketebalan dinding
terhadap diameter, tekanan, ketegangan, dan efisiensi sambungan. Sejak S-
hanya menyebutkan hubungannya dengan shell yang tipis, beberapa pembatasan
diletakkan pada aplikasinya. 'ntuk bentuk yang tidak biasanya, tidak ada metode
peran$angan yang sederhana, uji $oba harus dilakukan untuk bentuk yang
dibutuhkan. ersamaan diekpresikan dalam bentuk berdimensi. Ialaupun jarang
dipergunakan,persamaan yang tak berdimensi, misalnya #o, dapat diturunkan
dengan mensubstitusikan #o 5 1t untuk #. 'ntuk perbandingan 1:3, ellipsoidalhead misalnya:
7/17/2019 Perancangan Alat Proses
http://slidepdf.com/reader/full/perancangan-alat-proses-568dbd311579b 11/18
t = PD
2 SE−0,2 P=
P( Do−2t )2SE−0,2 P
= PD
2SE+1,8 P '
Sebagai tambahan pada shell dan head, kontirbusi berat pada vessel dapat
memerlukan no>>le, man%ay, kebutuhan internal lainnya, dan struktur pendukung
seperti lugs untuk vessel hori>ontal dan skirt untuk vessel verti$al. Jo>>le dan
man%ay distandarisasi untuk perhitungan tekanan yang berlainanK dimension dan
beratnya ditunjukkan pada $atalog pabrik. erhitungan alat ini akan membantu
sekitar 3&1< dalam perhitungan berat vessel.
ersamaan Brownell " Young untuk head jenis flange*onl% :
c f
'+ d t h +=
eteangan 4
t h 5 tebal head , in
d 5 diameter dalam shell , in
+ 5 tekanan peran$angan, psi
f 5 stress yang dii>inkan, psi
' 5 konstanta dari appendiL H atau
ig 3*.B
c 5 faktor koreksi
7/17/2019 Perancangan Alat Proses
http://slidepdf.com/reader/full/perancangan-alat-proses-568dbd311579b 12/18
Tabel ".# ormula or #esign f essel 'nder /nternal ressure
5tem Thickness t(in)%essue
%(psi)Stess S(psi) 6otes
'%linder
shell PR
SE−0.5 PSEt
R+0.6 t P( R+0.6 t )
t t78."'9
%78.#:'S$
Flat flanged
head,a- √ 0.3 P /S t
2S
0.3 D2 8.#"%;t"
Torispheric
al head,#-
0.885 PLSE−0.1 P
SEt 0.885 L+0.1
P(0.885 L+0.t
;<8.8*9
<7="t
Torispheric
al head,#- PLM
2 SE−0.2 P
2 SEt
D+0.2t
P( LM +0.2 t )
2 t
>
3+( L/r )1/2
4
Ellipsoidal
head,c-
PD
2 SE−0.2 P
2 SEt
D+0.2t
P( D+0.2t )2 t h;&
Ellipsoidal
head,c- PDK
2 SE−0.2 P
2SEt DK +0.2 t
P( DK +0.2 t )2 Et
?"=
(;"h)"@;*9
"7;h7*
Hemispheri
cal head,d-
or shell
PRSE−0.2 P
2 SEt R+0.2t
P( R+0.2t )2
t
t78.1+:9
%78.*:'S$
Toriconical
head,e-
PD
2 ( SE−0.6 P ) co
2SEtcosα D+1.2 tcosα
P( D+1.2tco
2 tcosα α
7#88
Jomen$lature: #5diameter (in), 5 joint effi$ien$y (.6&3,), M 5 $ro%n radius (in), 5
pressure (psig), h 5 inside depth of ellipsoidal head (in), r 5 knukle radius (in), 9 5 radius
(in), S 5 allo%able stress (psi), t 5 shell or head thi$kness (in).
Tabel ".& -aLimum llo%able Tensile Stresses (psi) of late Steels
(a) 4arbon and Mo% lloy Steels
7/17/2019 Perancangan Alat Proses
http://slidepdf.com/reader/full/perancangan-alat-proses-568dbd311579b 13/18
(b) High Mo% Steels
Table 1.* diatas menghubungkan ketebalan dingding bejana dengan penutup bejana. #engan
$ara lain hal ini dapat diidentifikasi menggunakan grafik sebagai berikutK
7/17/2019 Perancangan Alat Proses
http://slidepdf.com/reader/full/perancangan-alat-proses-568dbd311579b 14/18
amba ".18 e$ahan volume silinder hori>ontal dan lengkung penutup pada penutup
bejana dan ketabelan bejana yang sesuai. H=#
'ntuk mengetahui ketebalan dari penutup suatu bejan dapat digunakan persamaan berikut:
6omenclatue
# 5 diameter of $ylinder
H 5 depth of liNuid
S 5 surfa$e of head
5 volume of full head
θ 5 angie subtended by liNuid level or angle of $one
Alinde
θ &1 ar$oss (3&1H=#)
θ rad 5 θ O=;G.*
=&(3=1 π ) ( θ &sin θ )
2emispheical 2ead
7/17/2019 Perancangan Alat Proses
http://slidepdf.com/reader/full/perancangan-alat-proses-568dbd311579b 15/18
S 5 3.;G3#1
5 ( π =*)H1(3.;#&H)
5 ( π =31)#*
= 5 1(H=#)1
3.;(H&#)
$llipsoidal 2ead (h5 #=2)
S 5 3.P#1
5 .3*P#*
= 5 1(H=#)13.;(H&#)
Toispheical (M5#)
S 5 .B21#1
5 .GGB#*
= 5 1(H=#)13.;(H&#)
Aonical
# 5 Q(#&d)=1Rtan θ
50.5 ( D−d ) ,θ=45
0.2887 ( D−d )θ=30
S 5 .GB;(#8d)Q √ 2H18(#&d)1R, $urved surfa$e
5 .161H(#18#d8d1)
7/17/2019 Perancangan Alat Proses
http://slidepdf.com/reader/full/perancangan-alat-proses-568dbd311579b 16/18
amba ".11 ?enis penutup bejana tekan berbentuk silinder. (a) lat flanged: +95knu$kle
radius, S5straing flanged. (b)Torispheri$al (dished), ($) llipsoidal. (d) Spheri$al, (e)
4oni$al, %ith knu$kle. (f) 4oni$al, %ith knu$kle. (d)Jonstandard one of many possible types
in use.
Sumber:
https:==%%%.a$ademia.edu=P13162=Tutupbejana
http:==etd.eprints.ums.a$.id=;P*P=3=#13;.pdf ( #iakses pd tgl 3 -aret 131)
http:==repository.usu.a$.id=bitstream=31*2;6GBP=3B22;=2=4hapter<1//.pdf ( #iakses pd tgl 3
-aret 131)
". Sebutkan macam-macam bahan tangki!
-a$am&ma$am bahan tangki
a. Iood
b. 4on$rete (reinfor$ed)
$. Steel
d. Mith$ote lined steel
e. Mead lined steel
f. 4opper
g. luminium
h. Ulass lined steel
i. Ji $lad steel
j. Stain $lad steel
k. Stainless steel, type *2
l. -onel $lad steel
m. /n$onel $lad steel
n. Stainless steel, type *36
o. -onel metal
p. Silver lined steel
#. Sebutkan algoitma atau langkah-langkah dalam meancang tangki!
7/17/2019 Perancangan Alat Proses
http://slidepdf.com/reader/full/perancangan-alat-proses-568dbd311579b 17/18
• Mangkah langkah -eran$ang Tangki:
a. -enentukan fungsi
b. -enentukan tipe tangki
$. -enentukan bahan tangki
d. -enghitung kapasitas tangki
e. -enghitung dimensi tangki
f. -enghitung tebal shell
g. -enghitung tinggi dan tebal head tangki
h. -enghitung tutup ba%ah tangki
Sumber : !ro%nell and Voung, +rocess Euipment !esign
%$C6AC6C6 C<CT %0S$S
D
7/17/2019 Perancangan Alat Proses
http://slidepdf.com/reader/full/perancangan-alat-proses-568dbd311579b 18/18
$<0>%0 : 4
1. isali Cddini (1"838*'88")
". iduan Situmoang (1"838*'8"3)
#. Shabina 5swai Cdani (1"838*'8&8)
&. Teesia Jai (1"838*'8&&)
'. en Suani Sitous (1"838*'8&#)
CE<TCS T$65
E65F$S5TCS >E<CGC>C6
SC>C56C
"81'