263

BAB VII

PENUTUP

7.1. Kesimpulan

Dari hasil perancangan bejana tekan vertikal dan simulasi pembebanan

eksentrik pada nozzle (studi kasus separator unit karaha PT. Pertamina

Geothermal Energy), secara garis besar dapat disimpulkan bahwa hasil

perancangan aman untuk kondisi operasi dan hasil simulasi menunjukan bahwa

nozzle masih dalam batas aman.

7.1.1. Perancangan bejana tekan vertikal separator

Dari hasil perancangan bejana tekan vertikal separator pada lapangan

geothermal, Fluid Collection and Reinjection System (FCRS) yang terletak di

area Karaha, didapatkan ringkasan data-data perancangan seperti berikut.

a. Data desain

Pada perancangan separator, tekanan desain adalah 1560 KPa dan

temperatur desain adalah 1910C. Kecepatan angin desain adalah 12 m/s dan

desain gempa adalah termasuk zona 4. Data desain dibuat lebih tinggi dari

data operasi dan lingkungan, sehingga diharapkan separator mampu menahan

kondisi operasi dan lingkungan. Ringkasan kondisi operasi mengacu pada

Tabel 7.1.(a)

b. Data shell

Dari hasil perancangan, material shell adalah SA 516-70 dengan ketebalan

20 mm. Tegangan yang terjadi masih dibawah tegangan yang diijinkan

sehingga desain aman. Ringkasan data shell mengacu pada Tabel 7.1.(b)

c. Data head

Tipe head yang dipakai dalam perancangan adalah ellipsoidal head. Dari

hasil perancangan, material head adalah SA 516-70 dengan ketebalan 20 mm.

Tegangan yang terjadi masih dibawah tegangan yang diijinkan sehingga

desain aman. Ringkasan data head mengacu pada Tabel 7.1.(c)

264

d. Data nozzle

Dalam perancangan separator ini, ukuran nozzle yang dipakai adalah

untuk inlet dan steam outlet 20” schedule 40, dan untuk brine outlet 4”

schedule 160. Selain nozzle tersebut, separator juga dilengkapi nozzle untuk

instrumentasi, manhole, drain, PSV dan vent. Jenis flange untuk semua nozzle

adalah WNRF dengan rating 300 lb dan semua nozzle diberi reinforcement

pad. Dari hasil analisa kekuatan nozzle dan reinforcement pad disimpulkan

bahwa desain mampu menahan beban operasi. Ringkasan data nozzle

mengacu pada Tabel 7.1.(d)

e. Data support

Tipe support yang digunakan dalam perancangan adalah skirt. Skirt terbuat

dari SA-36, mempunyai tinggi 2550 mm dan tebal 20 mm. Skirt, anchor bolt

dan basering dirancang mampu menahan beban berat, gempa dan angin

Ringkasan data support mengacu pada Tabel 7.1.(e)

f. Data lifting lug

Lifting lug dan tailing lug dirancang mampu mengangkat bejana tekan

pada kondisi ereksi Ringkasan data lifting lug mengacu pada Tabel 7.1.(f)

g. Peralatan pendukung

Separator dilengkapi peralatan pendukung untuk menunjang proses

operasi, diantaranya insulasi, platform dan ladder. Ringkasan peralatan

pendukung yang dipakai mengacu pada Tabel 7.1.(g)

h. Data berat

Separator yang dirancang mempunyai berat pabrikasi 17054 kg dan

operasi 21959 kg. Ringkasan data berat mengacu pada Tabel 7.1.(h)

Pada perancangan bejana tekan ini, bejana tekan mampu menahan tekanan

pada temperatur desain. Hal tersebut dibuktikan dengan membandingkan

tegangan yang terjadi pada bejana tekan dengan tegangan yang diijinkan pada

material. Bejana tekan juga dirancang mampu menahan beban angin dan gempa.

Desain yang dihasilkan cukup optimal artinya pemilihan material dan ukuran

sesuai dengan pertimbangan data operasi dan data lingkungan.

265

Berikut ini adalah hasil dari perancangan separator yang telah dianalisis

kekuatannya berdasarkan standar perancangan ASME VIII divisi 1.

Tabel 7.1. Hasil perancangan bejana tekan separator

(a) Data desain

Data Desain

Code ASME SECTION VIII DIV. I 2010 Edition

Tekanan operasi 1040 KPa

Tekanan desain 1560 KPa

Temperatur operasi 181 0C

Temperatur desain 191 0C

MAWP 2337 kPa

Tekanan Hydrotest 3107 kPa

Corrosion Allowance 3.175 mm

Konsiderasi Angin & Gempa UBC 1997

Kecepatan Angin desain 12 m/s

Zona Gempa 4

(b) Data shell

Data Shell

Jenis Silindris

Material SA 516 grade 70

Diameter dalam 1700 mm

Panjang (TL/TL) 6120 mm

Tebal 20 mm

Radiography 100%

Efisiensi Las 1

(c) Data head

Data Head

Jenis 2 : 1 elliptical head

Material SA 516 grade 70

Diameter dalam 1700 mm

Tebal 20 mm

Radiography 100%

Efisiensi Las 1

(d) Data nozzle

Data Nozzle

NR Service Jml Ukuran Material Pipa ∅ Repad (mm)

N1 Steam Inlet 1 20” Sch 40 SA 53-B 1000

N2 Steam Outlet 1 20” Sch 40 SA 53-B 1000

N3 Brine Outlet 1 4” Sch 160 SA 106-B 300

266

NR Service Jml Ukuran Material Pipa ∅ Repad (mm)

N4 Drain 1 4” Sch160 SA 106-B 300

N5 Manhole 1 24” Sch 40 SA 53-B 1000

N6/N7 LI (Level Indicator) 2 2” Sch 160 SA 106-B 200

N8/N9 Level Switch 2 2” Sch 160 SA 106-B 200

N10 PI (Pressure Indicator) 1 2” Sch 160 SA 106-B 200

N11 PT (Pressure

Transmitter) 1

2” Sch 160 SA 106-B 200

N12

Temperature Well-

T.Transmitter-

T.Indicator

1

2” Sch 160 SA 106-B 200

N13 Temperature Well-T.

Indicator

2” Sch 160 SA 106-B 200

N14/N15 Note 6 2 8” Sch 80 SA 106-B 200

N16 Vent 1 10” Sch 80 SA 106-B 200

Flange

Flange WNRF (weld neck raised face flange)

Rating Flange 300 lb

Material Flange SA-105

Reinforcement Pad

Material Reinforcement Pad SA 516 Grade 70

Tebal Reinforcement Pad 20 mm

(e) Data Support

Data Support

Skirt

Material SA 36

Diameter dalam 1700 mm

Height 2550 mm

Thickness 20 mm

Anchor Bolt

Material SA-193 B7

Diameter nominal 2 in

Jumlah 12

Base ring

Material SA 36

ID 1674.6 mm

OD 2019.4 mm

Bolt circle diameter 1879.7 mm

Tebal 38.1 mm

267

(f) Data Lifting Lug

Data Lifting Lug

Material SA 516-70

Jumlah 2

Tinggi 853 mm

Lebar 240 mm

Tebal 30 mm

Material Pad SA 516-70

Material Support A 283-C

Tailing Lug

Material SA-516-70

Tinggi 390 mm

Lebar 280 mm

Tebal 83 mm

(g) Peralatan pendukung

Peralatan Pendukung

Insulasi

Material Calcium Silicate

Tebal 63.5 mm

Ladder dan Platform

Manhole David

(h) Data berat

Berat

Berat fabrikasi 17054 Kg

Berat ereksi 18747 kg

Berat operasi 21959 kg

Berat hydrotest 35437 kg

7.1.2. Simulasi pembebanan eksentrik pada nozzle

Berikut ini adalah hasil dari simulasi pembebanan eksentrik pada nozzle

yang telah dianalisis kekuatannya berdasarkan standar analisis tegangan local

WRC 107.

a. Nozzle inlet

Rasio tegangan pada nozzle (attachment junction) : 0.267

Rasio tegangan pada reinforcement pad : 0.578

b. Nozzle steam outlet

Rasio tegangan pada nozzle (attachment junction) : 0.303

268

Rasio tegangan pada reinforcement pad : 0.599

c. Nozzle brine outlet

Rasio tegangan pada nozzle (attachment junction) : 0.237

Rasio tegangan pada reinforcement pad : 0.518

Hasil simulasi pembebanan eksentrik pada nozzle menunjukkan bahwa

rasio tegangan pada nozzle dan reinforcement pad < 1 ,sehingga masih dalam

batas aman. Pada beban eksentik, nozzle pada bejana tekan masih mampu

menahan beban dari operasi perpipaan. Hal ini ditandai dengan tegangan yang

diakibatkan oleh gaya dan momen radial, sirkumferensial, dan longitudinal tidak

melebihi tegangan yang diijinkan.

Dari hasil simulasi variasi pembebanan eksentrik pada nozzle inlet didapat

bahwa penambahan variasi gaya (radial, sirkumferensial, longitudinal) dan

momen (sirkumferensial, longitudinal, torsi) dapat menaikkan rasio tegangan dari

nozzle dan reinforcement pad. Rasio tegangan diatas satu dapat merusak baik

nozzle dan reinforcement pad. Sehingga dibutuhkan perancangan nozzle dan

sistem perpipaan yang aman untuk menjaga tegangan akibat beban eksentrik

perpipaan dibawah tegangan yang diijinkan.

Perancangan ini dilengkapi dengan gambar teknik untuk memberikan

informasi mengenai desain bejana tekan yang dirancang.

7.2. Saran

Pada tugas akhir ini sudah dilakukan perancangan bejana tekan berdasar

code ASME VIII divisi 1 dan simulasi pembebanan eksentrik pada nozzle dengan

analisis tegangan lokal WRC 107. Pengembangan lanjut yang dapat dilakukan

yaitu simulasi perancangan dan pembebanan eksentrik pada nozzle dengan finite

element analysis, simulasi bejana tekan terhadap variasi beban gempa dan beban

angin, simulasi mekanika fluida dan termodinamika dalam internal separator serta

simulasi dan analisis pembebanan mekanik lainnya.