TALL TOWER

TALL TOWERMenara/kolom yang tinggi diharapkan mampu beroperasi pada kondisi terjelek sekalipun. Menara harus mampu menahan tegangan/stress yang bekerja di dalamnya. Tegangan yang bekerja pada menara vertikal/tegak adalah sebagai berikut :1. Axial dan Circumferential StressStress yang disebabkan oleh internal working pressure ataupun external working pressureUntuk yang internal working pressure menghasilkan tegangan tarik terhadap bahan tower yang digunakan (Tensile Stress) :a. Axial Tensile Stress

b. Circumferential Tensile Stress

Dengan : P= Internal working pressure, lbf/in2 d= diameter dalam menara, inchi t= Tebal Shell, inchi c= Corrossion allowance, inchi2. Compressive StressStress yang diakibatkan oleh bobot mati yang bekerja : berat shell, berat head, berat liquid, isolasi, alat-alat terpasang (Tower attachment)Fdx= fdw shell + fdw insulation + fdw liquid + fdw attachment

, S =berat jenis bahan shell, x = tinggi menara total

, untuk D insulation do, x = panjang isolasi, tins=tebal isolasi

Satuan : : lb/ft3Dm: ftt: inchic: inchix: ftdo: outside diameter menara

3. Wind StressStress yang diakibatkan terpaan angin

Wind Pressure = Dengan :B= Tekanan udara luar, in HgPw= Tekanan angin, lbf/ft2Vw= Kecepatan anginFs= Faktor bentuk permukaan, Datar, Fs =1 Silinder, Fs = 0,6-0,85 umumnya 0,6Bila B =29 in Hg, Fs =0,6 maka Pw =0,0025 Vw2

Untuk Pw=25 lbf/ft2

Tower terisolasi,

Tower tidak terisolasi , Dengan deff = d insulated tower + d vapor lineSatuan : d0, inchi;X, ft;t, c, deff dalam inchi

4. Seismic StressTekanan yang dialami bahan yang diakibatkan adanya gempa

Periode getaran : Dengan : H= tinggi, ftD=Diameter, ftW=berat menara sejauh x, lbt=tebal, inchiKoefisien gempa ditunjukkan dari periode getaran dapat dilihat pada table 9.3 Brownell T 0,4 detik rigid structure, zone rawan gempa , C=0,2T 1 detik struktur fleksibel, zone rawan gempa , C=0,80,4 T 1 detik zone rawan gempa , C=0,08/T

5. Eccentric Load StressTekanan yang disebabkan oleh beban eksentrik

e=eksentrisitasWe= jumlah berat beban eksntrik yang bekerja

STRESS GABUNGANUpwinddown wind+-fwx fsx fap fap

fdw fdw fsx fwx +Upwind Ft= fwx +fsx + fap fdwdown wind Fc=fdw + fsx + fwx fap

VESSEL UNDER EXTERNAL WORKING PRESSURE

Upwinddown wind+-fwx fsx

fdw fap fdw fap fsx fwx +Upwind Ft= fwx +fsx - fap fdwdown wind Fc=fdw + fsx + fwx + fapPERHITUNGAN TEBAL1. Hitung tebal permulaan dengan persamaan :

(1)2. Gunakan t dari langkah 1 untuk menghitung x dari :

(2)dengan fall =fEJika X> 0 tebal bagian puncak=tminJika X< 0 diambil t baru = tmin lama + 1/16 inchi masuk ke pers.2Langkah 2 ini diulangi sampai diperoleh x >03. Perhitungan untuk tebal bagian-bagian di bawah puncak :Untuk daerah tidak rawan gempa (stress karena gempa diabaikan) :Upwind Fall = fwx + fap fdw

atau

(3)DownwindFc= fdw + fwx fap

a. Fc = 1,5.106 t/r (bila tanpa stiffner)

(bila menggunakan stiffner)

dan

b. Fc H maka perhitungan selesaiBila X < H maka perhitungan selanjutnya dengan t baru = t lama + 1/16 inchi Kemudian masuk kembali ke langkah 2, demikian seterusnya samapi diperoleh X > HSetiap kali diperoleh nilai X ( jarak dari puncak menara, maka bagilah dengan 8 ft atau 6 ft (lebar standar plat). Gunakan kelipatannya.Untuk meyakinkan bahwa pengaruh gempa < dibanding pengaruh angin, dihitung Fsx pada bottom ( X=H) dan tebal yang dipakai adalh tebal maksimum.

X=0X=Ht1=tminX1X2t2=t1+(X2-X1)X3t3=t2+(X3-X2)

VESSEL dengan Formed Closures

Macam-macam bentuk head

Pemilihan terhadap bentuk head tergantung pada KONDISI OPERASI dari vessel1. Flanged only head- digunakan untuk tutup storage vessel bentuk silinder horisontal pada tekanan atmosferis- umumnya untuk menyimpan bahan bakar minyak, kerosene dan beberapa cairan yang memiliki tekanan uap yang rendah - bisa digunakan sebagai head dasar vessel bentuk silinder vertikal untuk D < 20 ft- tebal standar umtuk jenis head ini dapat dilihat pada tabel 5.4.2. Flanged standard dished head and flanged shallow dished heads* jika jari-jari dish > OD shell Flanged and shalow dished* Jika jari-jari dish OD shell Flanged and standard dished- untuk head pada :a. process vessel bentuk vertikal tekanan rendah b. storage vessel bentuk horisontal utk fluida volatile spt naphta,gasoline dan kerosenec. storage vessel dgn P uap dan P hidrostatik yang terlalu besar jika dipakai flanged only head- umumnya digunakan untuk storage horisontal - dimensi, lihat tabel 5.5 3. Flanged and Dished head (TORISPHERICAL)- volume head (excluding SF, icr=6%OD):dengan v: volume head, ft3 di:diameter dalam shell, inchi

satuan V dan di konsisten - digunakan untuk pressure vessel dalam kisaran 15-200 psig- cocok untuk unfired pressure vessel (according to ASME code)- tebal head :

* jika knuckle radius = 6% rc (inside crown radius)

* jika knuckle radius > 6% rc r1=knuckle radius- dimensi dapat dilihat pada tabel 5.6

4. Elliptical Dished head- cocok untuk tekanan 100 psi dan sangat cocok untuk tekanan > 200 psi- volume head (tdk termasuk SF)-untuk pressure vessel, dan k=a/b=2/1, tebal head:

di=diameter dalam, inchi P,f dalam psi- untuk k=a/b2/1, tebal head :

K=mayor axis/minor axi5. Hemispherical heads- untuk ketebalan yang sama , terkuat bisa 2 x tekanan dari elliptical dished head- untuk working pressure yang sama, head ini memerlukan material construction terkecil tapi fabrication cost mahal -tebal head : * untuk P< 0,665fE

* untuk P>0,665fE

6. Conical dan toriconical head- conical biasanya untuk head dasar pada peralatan proses : evaporator, spray drier, crystalliser dan settling tank. Tebalnya dgn 30 :- toriconical lebih mahal tapi lebih bagus untuk pressure vessel. Tebalnya = conical hanya d=d1d1=diameter dalam porsi conical pada toriconical head di titik tangensial dengan knuckle diukur tegak lurus dengan axis cone

DESIGN VARIABELDesign variabel umumnya H/D atau L/D: Pada proses vessel pemilihan H/D atau L/D selain mempertimbangkan indikator ekonomi, juga batasan-batasan engineering yang terkait dengan H/D atau L/D : pola aliran, difusivitas dll Pada storage vessel, H/D atau L/D hanya terkait dengan indikator ekonomi Untuk formed head, vessel dgn head elliptical dished :L/D=6 utk t shell 2 inchi L/D=8 utk t shell > 2 inchi