PERALATAN BONGKAR MUAT DAN SISTEM TUTUP PALKA

1.  PendahuluanUntuk mendukung operasi bongkar muat barang pada kapal

barang maka perlu dilengkapi peralatan bongkar muat (cargo

handling). Instalasi cargo handling terdiri dari beberapa

peralatan yang saling mendukung. Pada kapal barang, sangat

penting untuk menyediakan peralatan bongkar muat karena akan

mempercepat proses bongkar muat barang dan akan mengurangi biaya

tambat di pelabuhan. Alat angkat yang akan digunakan di kapal

direncanakan berdasarkan beban yang akan diangkat guna menentukan

SWL alat angkat yang akan direncanakan.

Setiap kapal barang memiliki ruang muat (cargo hold) yang

dilengkapi dengan tutup palka. Konstruksi tutup palka ini harus

dibuat kedap air untuk melindungi muatan yang ada di ruang muat.

Sedangkan bentuk konstruksi tutup palka harus direncanakan dengan

tidak membebani geladak dan tidak mengganggu operasi bongkar muat

barang.

2.  Peralatan Bongkar Muat (Cargo Handling)Instalasi cargo handling adalah instalasi memuat dan

membongkar muatan dikapal seperti muatan peti kemas, curah atau

cair dan muatan yang dikemas dalam unit kecil.

Komponen cargo handling meliputi :

1.    Derrick boom adalah salah satu instalasi cargo handling yang

terdiri dari komponen tiang agung (mast), batang muat (boom) yang

ujung-ujungnya dilengkapi pralatan yang disebut heel fitting dan

head fittng yang digunakan untuk tempat menempelnya batang muat

dengan mast dan pada ujung lainnya untuk tempat pemasangan tali

span dan tali muat.

Goose neck bracket adalah tempat pemasangan pena yang berhubungan

dengan heel fitting.

Topping bracket adalah tempat pemasangan span block yang

berhubungan dengan peralatan head fitting dan cargo.

Winch yaitu winch untuk menggulung tali-tali bongkar muat.

Perlengkapan lainnya yang harus dipasang pada saat kegiatan

bongkar muat adalah block, tali dan hook.

Tipe derrick boom yang dikenal adalah swinging derrick dimana

memiliki boom hanya satu pada setiap lubang palka sedangkan tipe

lain union purchase dimana setiap lubang palka terdapat dua boom.

Material batang muat (boom) terbuat dari pipa baja dan panjang

boom harus sependek mungkin dengan mempertimbangkan kondisi

dibawah ini :

a)    Perbandingan antara jarak goose neck bracket ke topping bracket

dengan panjang boom adalah 0,6 - 0,8.

b)   Sudut elevasi pada kondisi tersebut sekitar 250 - 300

c)    Pencapaian ujung boom yang keluar dari sisi lambung kapal pada

kondisi sudut elevasi diatas berjarak 3 – 5 meter dari tepi

lambung kapal agar muatan yang diangkat atau diturunkan tidak

bergesek dengan lambung. Untuk kapal-kapal kecil jarak ini

diambil 2,5 meter.

d)   Posisi ekstrim dari ujung boom pada kondisi kerja harus tidak

boleh kurang dari 1/3 panjang lubang palka.

e)    Sudut boom pada kondisi kerja terhadap sisi kapal 600.

Jarak goose neck bracket ke geladak utama sekitar 2,6 – 2,8 meter

atau sekitar 0,4 - 0,6 meter dari plateform winch.

2.    Deck crane merupakan instalasi bongkar muat dimana peralatan ini

dapat melayani dua lubang palka. Peralatan ini mempunyai

perbedaan dengan drrick boom yaitu tidak membutuhkan persiapan

pemasangan perlengkapan bongkar muat karena perlengkapannya sudah

menjadi satu kesatuan. Pengoperasiannya cukup dilakukan oleh

seorang operator dan dapat beputar 3600.

3.    Conveyor merupakan peralatan bongkar muat yang banyak dijumpai

dipelabuhan sebagai fasilitas bongkar muat jenis muatan curah.

4.    Pompa yang dapat melayani muatan curah kering dan cair misalnya

semen curah dan muatan minyak.

5.    Pintu ramp merupakan fasilitas bongkar muat untuk muatan kendaraan

yang mengangkut penumpang atau kendaraan yang mengangkut peti

kemas

Pengujian Tegangan Yang Diizinkan Pada  Derek

Vektor komponen gaya PB telah diperlihatkan pada table

penguraian gaya-gaya bahwa besarnya dapat ditentukan sesuai sudut

aB yang telah direncanakan dan nilai L - a/LB yang tetap. Vektor

komponen gaya PB  ini merupakan resultan komponen gaya Lb dan H.

Karena adanya head.fitting pada ujung atas Derek, maka vektor gaya

PB dapat  didefinisikan  sebagai  hasil resultan komponen gaya H

dan Lb terhadap batang Derek.

Berdasarkan buku "Studi Perencanaan Derek Muat Sebuah Kapal

Barang"  oleh  Ir.  A.  Mappangara hal.  56  -  58 diberikan :

   PB    =     PBH   +          PBL                                                         

(1)

Dimana :

PBH         = Proyeksi H terhadap batang Derek dan pada bentuk konstruksi

Derek. Gaya PBH ini  bekerja  pada  Blockauge  sebelah  atas.

    =  P  (LB/ (L - a)    -   sin aB

PBL         = Proyeksi Lb terhadap batang Derek dan pada bentuk konstruksi

Derek. Gaya PBL ini  bekerja  pada  Blockauge  sebelah bawah.

=  P (Sin aB  +  Z)

Maka dalam perhitungan tegangan yang terjadi pada konstruksi

batang Derek besar sudut aB mempengaruhi besar. Momen eksentris

adalah momen yang bekerja akibat tidak  simetrisnya  titik-titik

tangkap gaya PBH dan PBL.

Momen Inersia batang Derek :

Itiang = (22/7)/64  [  D4 - d4]

cm4                               (2)

dimana :

               d      = diameter dalam tiang

                       =    D - (2.s)

Modulus Batang Derek :

Wtiang =     2.I / D            cm3                                     

(3)

Luas Penampang Batang :

F = (22/7)l/4  [ D2 - d2 ]        cm2                                

(4)

Gaya Beban Tiap Cm :

q = y.F                         

kg/cm                                    (5)

dimana : y = berat jenis baja    kg/cm3

Besar  tegangan  yang  terjadi  pada  konstruksi  batang Derek

adalah :

PB = (w .  PB)/F             

kg/cm2                                            (6)

ex =  Mex/(2 .W)           

kg/cm2                                            (7)

g    =  q.LB2/(8 . W)        

kg/cm2                                            (8)

Sehingga tegangan total :

total = PB + ex + g    kg/cm                                                   

(9)

3.  Gaya-gaya Yang Bekerja Pada Konstruksi Alat AngkatUntuk menentukan besarnya dimensi tiap-tiap bagian

konstruksi alat angkat ini, maka terlebih dahulu harus diketahui

besar gaya-gaya yang bekerja pada tiap-tiap bagian  konstruksi,

agar dapat diketahui besarnya tegangan maksimum yang akan terjadi

pada bagian-bagian konstruksi alat angkat ini.

Beban kerja maksimum yang direncanakan (P) merupakan dasar untuk

menentukan  besarnya gaya-gaya yang bekerja pada tiap-tiap bagian

konstruksi. Gaya-gaya tersebut  merupakan hasil distribusi dari

beban kerja maksimum yang bekeria. Gaya yang bekerja ada  tiap-

tiap baqian konstruksi alat tersebut dapat ditentukan dengan

melihat tabel-tabel pada buku  "Germanlscher Lloyd : Regulation f'or The

Constructions  and. Examinations  Of Cargo Handling Applliances”

Perencanaan Panjang DerekDerek merupakan lengan pengangkat yang dapat berputar ke

sisi kiri dan kanan lambung kapal. Perhitungan atau penentuan

ukuran - ukuran Derek didasarkan pada tegangan akibat dari momenyang ditimbulkan oleh gaya-gaya pada tiang dan momen gaya beratdari derek itu sendiri.Untuk sementara penentuan ukuran konstruksi batang derek inibelum dapat ditentukan karena terlebih dahulu harus ditentukantinggi tiang dimana dasar dari penentuan tinggi  tiang ini harusditentukan nilai L-a/LB yang ideal dengan  sudut aB yangmengijinkan  untuk menahan beban yang akan diangkat olehkonstruksi batang derek. Selanjutnya  dapat ditentukan panjangjangkauan dari batang Derek yang akan digunakan.

4.  Sistem Tutup PalkaTutup ambang palka harus direncanakan dengan konstruksi yang

kuat, kedap air dan melindungi bagian kapal dari hempasan air.

Disamping itu system pembukaan dan penutupan palka harus dibuat

sedemikian rupa hingga mempunyai kecepatan pembukaan dan

penutupan yang tepat karena akan memperpendek waktu tambat kapal

di pelabuhan sehingga akan mengurangi biaya pengangkutan barang.

Tutup palka harus direncanakan dengan tidak membebani geladak dan

tidak mengganggu operasi bongkar muat barang.

Pada garis besamya sistem pembukaan/penutupan palka ditinjau dari

cara kerjanya sistem terbagi menjadi 4 sistem:

A. Sistem pembukaan dan penutupan palka yang diangkat.

B. Sistem pembukaan dan penutupan palka yang didorong dan

diatur.

C. Sistem pembukaan dan penutupan palka yang dilipat dan

sandarkan.

D. Sistem pembukaan dan penutupan palka yang digulung.

Disamping itu setiap sistem dibagi atas :

a)    Cara membukanya yang dibedakan atas membuka secara menyeluruh

atau satu persatu dari bagian ambang palka.

b)   Material dari ambang palka

c)    Tingkat mekanisme pelaksanaan operasi tutup palka dengan manual

atau mekanis.

a.   Sistem Pembukaan dan penutupan palka yang diangkat

Sistem ini terdiri dari balok palka (hatch beam), tutup lubang

palka dan tutup kain terpal. Ukuran dari balok palka tergantung

dari panjang tumpuan (lebar ambang palka), jarak antara balok

palka serta jaraknya dengan ambang palka secara melintang.

Bentuk konstruksi balok palka merupakan suatu balok dengan dua

bilah hadap. Pada ambang palka memanjang, balok palka diletakkan

sedemikian rupa pada tumpuan balok palka serta dikunci dengan per

pengunci yang bentuknya bermacam-macam. Diatas balok palka

diletakkan tutup palka yang terbuat dari kayu atau metal. Adapun

berat sebuah tutup palka maksimum 50 kg. Panjang tutup lubang

palka dari kayu ditentukan oleh jarak antara balok-balok palka

atau jarak antara balok palka dengan ambang palka melintang.

Tutup lubang palka kayu diangkat dan dipasang pada tempat yang

telah ditentukan sehingga perlu untuk memberi tanda atau nomor

pada setiap tutup lubang palka supaya tidak terjadi kekeliruan.

Tutup kain terpal

Menurut peraturan klasifikasi pada semua ambang palka pada

geladak cuaca dan geladak bangunan atas harus ditutup dengan dua

lapis terpal yang diikatkan denmgan ambang palka dengan

menggunakan pelat jepit dan pasak palka dari kayu.

b.   Sistem Pembukaan dan penutupan palka yang didorong dan diatur

Sistem pembukaan/penutupan palka ini dilakukan dengan cara

mendorong atau menarik tiap seksi tutup lubang palka tersebut

serta mengaturnya pada suatu tempat khusus.

Cara mengatur seksi-seksi tutup lubang palka ini dapat kearah

lubang palka melintang (arah memanjang kapal) atau kearah ambang

palka memanjang (arah melintang kapal).  Tiap seksi tersebut

berputar 900 apabila seksi tertutup lubang palka itu diatur dan

tidak digunakan. Salah satu tipe dari sistem ini adalah tutup

lubang palka Mac-Gregor jenis Single Pull hatch Cover yang

terdiri dari lima buah seksi tutup lubang palka yang dihubungkan

satu sama lain dengan rantai atau tali baja ukuran kecil pendek.

Tutup lubang palka dibuka dengan pertolongan motor Derek muat,

tali baja yang melalui roll yang ditempatkan di tiang utama serta

tali baja tersebut berakhir dihubungkan dengan seksi tutup palka

yang terakhir. Setelah tali baja ditarik tiap seksi tutup palka

akan mendorong satu sama lain dan mulai menggelincir pada roda

dan rel khusus. Pada sisi tiap seksi dipasang tiga buah roda dan

roda yang diujung menggelincir pada rel sebelah dalam sedangkan

rel yang sebelah luar yang mempunyai kelanjutan dari batas lubang

palka.

c.    Sistem Pembukaan dan penutupan palka dilipat dan disandarkan

Pada sistem ini  setiap seksi tutup palka dihubungkan satu sama

lain dengan engsel serta seksi tutup palka yang tepi dihubungkan

dengan ambang palka atau geladak dengan engsel.

Pada saat membukanya dilipat dan kemudian disandarkan kearah

ambang palka melintang (arah memanjang kapal) atau kearah ambang

palka memanjang (arah lambung kapal).

Ditinjau dari mekanisme kerja sistem ini dibagi atas :

a)    Sistem dengan menggunakan motor Derek

b) Sistem hidrolik  

d.   Sistem Pembukaan dan penutupan palka yang digulung

Sistem ini membukanya secara menggulung pada tiap-tiap seksi dari

tutup palka pada tempat gulungan yang khusus dengan menggunakan

motor listrik. Konstruksinya ringan dan sederhana serta tidak

memerlukan tempat yang besar apabila tidak terpakai (digulung).

Tutup ambang palka ini diperkenalkan pertama kali di Perancis

tahun 1955. Sistem ini terdiri dari seksi tutup lubang palka yang

berpenampang segi empat dari plat

baja.

Rencana Bukaan Kulit (Shell Expansion   Plan) 19 Agu

Dari sekian banyak rencana konstruksi kapal yang disyaratkanuntuk pembuatan kapal, rencana bukaan kulit merupakan petunjukyang sangat berguna bagi pekerja untuk mengetahui susunan pelat,ukuran pelat dan tebal masing-masing pelat. Demikian juga saatperbaikan (pergantian) pelat kulit, dapat diketahui bagian kulitkapal yang harus diganti (replating) sesuai peraturan yangdiikuti.

Karena pelat kulit kapal berbentuk lengkung sesuai bentuk badankapal, maka diperlukan teknik khusus yang digunakan untukmendapatkan ukuran dan bentuk masing-masing lembar pelat secarabenar, terutama untuk pengukuran, pemotongan dan pembentukanpelat dari suatu pelat datar yang disesuaikan dengan ukuran danbentuknya di badan kapal. Ukuran pelat datar haruslah sesuaidengan yang tersedia di gudang galangan atau di pasaran. Umumnyalebar pelat standar adalah 1,5 m, 1,8 m, 2,4 m dan panjang pelatstandar adalah 6 m,   9 m, 12 m.  Harus diusahakan agar sisapelat terpotong sekecil mungkin.

Secara umum pelat kulit kapal terdiri dari lajur pelat membujur :

1. Pelat dasar (bottom plating) terdiri dari pelat lunas (keelplate), pelat pengapit lunas (garboard strake) dan pelat bilga(bilge strake).

2. Pelat sisi kulit kapal (side shell plating) terdiri dari pelatsisi (side shell plating) dan pelat lajur sisi atas (sheerstrake)

3. Pelat sisi bangunan atas (superstructure) yang menerus dari pelatsisi kapal

Contoh gambar di bawah ini adalah ukuran profil dan pelat padapenampang melintang kapal di midship.

Kapal mempunyai konstruksi campuran : bagian dasar dan geladakdengan konstruksi membujur (longitudinal) sedangkan bagian sisikapal dengan konstruksi melintang (transverse).

PENGGAMBARAN RENCANA BUKAAN KULIT

Untuk penggambaran bukaan kulit dibutuhkan gambar rencana garis(lines plan) dan rencana konstruksi (construction plan / steelplan). Pada gambar rencana garis lebih dahulu dibuat body planuntuk setiap nomor gading (body plan untuk station dihapus, tidakdipakai lagi).

Bagian konstruksi yang berhubungan dengan kulit kapal haruslahdigambarkan, baik yang membujur ataupun melintang, misalkanpenumpu tengah dan penumpu sisi (centre girder, sidegirder),pelantaian (floor), gading melintang (transverse framing)dan senta sisi (side stringer), gading membujur (longitudinals)dan pelintang (transverses), tanktop, pondasi motor induk,platform di kamar mesin, sekat melintang dan membujur (bulkhead),geladak kedua dan seterusnya (untuk kapal lebih dari satugeladak) dan konstruksi lainnya.

Harus diperhatikan jenis konstruksi kapal: melintang, membujuratau campuran. Hal ini berhubungan dengan syarat Klasifikasitentang jarak minimum antar sambungan pelat dengan alur laslainnya yang berdekatan  (BKI volume II section 19: WeldedJoints).

Untuk daerah tengah kapal yang parallel middle body daptdiusahakan pemakaian pelat yang selebar mungkin Diluar daerahparallel middle body yaitu daerah buritan dan haluan mempunyaibentuk yang lebih rumit dengan banyak lengkungan sehinggadipergunakan pelat dengan lebar yang lebih kecil. Padapenghentian ujung-ujung lajur pelat, tidak boleh berbentuk

runcing, lebar minimum 100 mm.

Harus digambarkan bukaan pada kulit kapal misalkan lobang tabungjangkar (hawse pipe), kotak laut (seachest), lobang bow thrusterdan lainnya. Juga hubungan pelat kulit dengan linggi haluan(stem) dan linggi buritan (stern frame / stern post). Setelahgambar body plan untuk setiap gading selesai dan ditandai tiapperpotongan dengan konstruksi lainnya misalkan tanktop, senta,selanjutnya lengkung gading (half girth) dibeberkan ke garisdasar.

 

Setelah beberan setiap gading selesai, dapat dibuat lajur-lajur pelat dimulai dengan pelat lunas (keel), pelat dasar (bottom plating: lajur A, B, C dan D), dilanjutkan dengan pelat bilga (bilge plating: lajur E) dan pelat sisi (side plating: lajur F, G, H, I, J, K) diakhiri pelat lajur sisi lajur atas (sheerstrake).

Pada gambar bukaan kulit diatas, sebenarnya gambar tiap gading (frame), senta (stringer), geladak dan bukaan pada pelat sisi kapal digambarkan tetapi dihilangkan agar gambar pelat lebih jelas terlihat       

 

Pada kesempatan yang akan datang akan dijelaskan pembuatan shellexpansion dengan menggunakan maxsurf, ship constructor danmaestro…jadi sabar menunggu yaaa..:D

 

Tinggalkan Komentar

Posted by Awan-P47 pada 19 Agustus 2013 in Dasar Teory

 

Peluncuran   Kapal 11 Agu

Peluncuran adalah menurunkan kapal dari landasan peluncurandengan menggunakan gaya berat kapal atau dengan memberikan gayadorong tambahan yang bekerja pada bidang miring kapal.Perhitungan-perhitungan ini dipergunakan untuk menghindari kapal

dari bahaya-bahaya yang tidak dikehendaki seperti kapal tenggelamketika diluncurkan, dropping, tipping, dan lifting.

Peluncuran kapal pada umumnya dibedakan menjadi dua jenis yaitu :

Peluncuran memanjang

Adalah peluncuran dimana sumbu memanjang kapal terletak tegaklurus garis pantai dan biasanya kapal diluncurkan dengan buritanterlebih dahulu.

Peluncuran melintang

Adalah peluncuran dengan sumbu memanjang kapal sejajar dengangaris pantai.

Di dalam peluncuran kapal, biasanya digunakan peluncuranmemanjang. Peluncuran melintang biasanya hanya digunakan apabiladalam keadaan terpaksa, seperti bila permukaan air (water front) didepan landasan sempit. Seperti misalnya di perairan sungai.Sehingga dalam Tugas Produksi Kapal ini, dipilih jenis peluncuranmemanjang/End Launching.

Pada peluncuran memanjang, buritan kapal diarahkan ke airsehingga buritan akan terkena air terlebih dahulu. Hal inidilakukan dengan tujuan supaya :

1. Linggi belakang tidak terbentur pada landasan.2. Pada waktu kapal masuk ke air, maka dapat mengurangi laju

kecepatan meluncurnya kapal.3. Menambah gaya angkat keatas pad waktu kapal diluncurkan.

Di dalam proses peluncuran kapal, maka untuk mengurangiterjadinya gesekan antara peluncuran dengan landasan diberikanbahan pelumas yang terdiri dari bahan campuran kapur, gemuk, danparafon. Besarnya tahanan yang disebabkan oleh gesekan initergantung dari :

1. Macam bahan pelumas2. Tekanan rata-rata dari peluncur terhadap landasan3. Suhu udara pada waktu peluncuran dilaksanakan

4. Kecepatan peluncuran

Proses peluncuran kapal secara memanjang terdiri dari tigaperiode luncur, yaitu antara lain :

Periode I         : Periode dimana kapal mulai bergerak di atas landasan luncur

  hingga kapal mulai menyentuh permukaan air.

Periode II       : Tahap peluncuran yang dimulai dari akhir periode I sampai kapal

  mulai mengapung di air karena gaya apung kapal tersebut

  (mendapat gaya tekan ke atas).

Periode III      : Tahap peluncuran dimulai dari akhir periode IIsampai kapal

  meninggalkan landasan luncur dan terapung bebas (tidakmenyentuh landasan).

 Peralatan luncur yang digunakan dalam proses peluncuranmemanjang kapal terdiri dari bagian bergerak yang diikatkan padabadan kapal dan bagian tak bergerak tempat bagian bergerakbersama kapal meluncur masuk ke dalam air. Bagian bergerakterdiri atas satu atau lebih sepatu luncur (launching cradle) yangterbuat dari kayu dan diikat ke badan kapal dan bagian takbergerak terdiri atas satu atau lebih landasan luncur (ground ways,standing ways) yang juga terbuat dari kayu dan dipasang padalandasan atau penyangga di tanah. Landasan luncur ini miring kebawah sampai beberapa meter di dalam air dan diberi pelumas diseluruh panjangnya untuk mengurangi gesekan dengan sepatu luncuryang lewat di atasnya. Ujung bawah landasan luncur, baik yangterletak di atas maupun di bawah air, disebut threshold. Jikaujung landasan berada dalam air, maka ada kedalaman air di ujunglandasan (depth of water over the threshold) dan titik potong bidanglandasan luncur dengan muka air disebut waterfront.

Dalam proses peluncuran kapal dengan cara End Launching, terdapatbeberapa kegagalan yang mungkin dapat terjadi, yaitu antaralain :

1. Kapal tidak mau meluncur sejak awal, atau kapal mulai meluncurtetapi kemudian berhenti sebelum kapal meninggalkan landasanluncur.

2. Karena sarat air di ujung landasan luncur kurang atau letak titikberat kapal terlalu ke buritan, kapal mengalami jungkit (tipping)yang besar, sehingga selain gaya apung, kapal hanya bertumpu padaujung landasan luncur, sehingga landasan dan/atau badan kapalmungkin rusak.

3. Kalau pada waktu kapal meninggalkan ujumg landasan luncur, saratair di ujung landasan luncur kurang dalam, maka bagian bawahhaluan kapal dapat membentur ujung landasan atau dasar lautdengan keras dan mungkin rusak.

Karena itu perlu dilakukan perhitungan-perhitungan supayagangguan/kegagalan di atas tidak terjadi. Biasanya kapal meluncursendiri karena landasannya miring ke bawah. Karena kapal bergerakselama proses ini, sebenarnya harus dianalisa sebagai prosesdinamis, tetapi penyelesaian secara dinamis sulit. Maka di siniproses peluncuran dianalisa secara statis.

Contoh Peluncuran Kapal

 

Tinggalkan Komentar

Posted by Awan-P47 pada 11 Agustus 2013 in Dasar Teory

 

Analisa tegangan pada   pipa 15 Mei

Piping Stress analysis adalah suatu cara perhitungan tegangan (stress) pada pipa yang diakibatkan oleh beban statis dan beban dinamis yang merupakan efek resultan dari gaya gravitasi, perubahaan temperature, tekanan di dalam dan di luar pipa,

perubahan jumlah debit fluida yang mengalir di dalam pipa dan pengaruh gaya seismic. Process piping dan power piping adalah contoh system perpipaan yang membutuhkan analisa perhitungan piping stressnya yang dilakukan tentunya oleh pipe stress engineer untuk memastikan rute pipa, beban pada nozzle, dan tumpuan pipa telah dipilih dan diletakkan tepat pada tempatnya sehingga tegangan (stress) yang terjadi tidak melebihi limitasi besaran maksimal tegangan yang diatur oleh ASME atau peraturan lainnya (codes/standard) dan peraturan pemerintah (government regulations). Untuk melakukan sebuah pipe stress analysis biasanya para piping engineer memakai pendekatan finite element method dengan memakai beberapa software umum di dunia perpipaan yaitu CAESAR II, AutoPipe, ROHR2 atau CAEPIPE.Tujuan utama dari piping stress analysis adalah untuk memastikan beberapa hal berikut:

    Keselamatan sistem perpipaan termasuk semua komponennya    Keselamatan sistem peralatan yang berhubungan lansung dengan sistem perpipaan dan struktur bangunan pendukung sistem tersebut    Defleksi pipa agar tdak melebihi limitasinya.

Scope of work piping engineerAda beberapa macam mode kegagalan yang bisa terjadi pada suatu sistem perpipaan. Para piping engineer bisa melakukan tindakan pencegahan untuk melawan mode kegagalan tersebut dengan melaksanakan stress analysis berdasarkan ketentuan dan aturan dalam dunia perpipaan. Dua macam mode kegagalan yang biasa terjadi pada pipa adalah sebagai berikut:

    Kegagalan karena tegangan yield (material melebihi deformasi plastis):    Kegalalan karena fracture (material patah/fails sebelum sampai batas tegangan yieldnya):

o    Brittle Fracture: Terjadi pada material yang getas (mudah pecah/patah)o    Fatigue (kelelahan): Disebabkan oleh adanya beban yang berulangTeori maximum principal stress adalah yang digunakan dalam ASME B31.3 sebagai dasar teori untuk analisa pipa. Nilai maksimum atau

minimum dari normal stress bisa disebut sebagai principal stress.Selanjutnya tegangan (stress) dapat dikelompokkan menjadi 3 kategori yaitu:

    Primary Stresses

Terjadi karena respon dari pembebaban (statis dan dinamis) untuk memenuhi persamaan antara gaya keluar dan gaya ke dalam, serta gaya momen dari sebuah sistem pipa. Primary stresses are not self-limiting.

    Secondary Stresses

Terjadi karena perubahan displacement dari struktur yang terjadi karena thermal expansion dan atau karena perpindahan posisi tumpuan. Secondary stresses are self-limiting.

    Peak Stresses

Tidak seperti kondisi pembebanan pada secondary stress yang menyebabkan distorsi, peak stresses tidak menyebabkan distorsi yang signifikan. Peak stresses adalah tegangan tertinggi yang bisa menyebabkan terjadinya kegagalan kelelahan (fatigue failure).

Static Stress AnalysisSetiap sistem perpipaan pasti mempunyai basic stress yang nantinya secara kumulatif bisa disebut sebagai static stress. Basic stress terdiri dari:(a) Axial Stress : σ = F /A(b) Bending Stress : σ = Mb / Z(c) Torsion Stress : σ = Mt / 2Z(d) Hoop Stress : σ = PD / 2t(e) Longitudinal Stress : σ = PD / 4t(f) Thermal Stress : σ = ΔT x α x E

Basic Stress pada Pipa

Static stress analysis adalah sebuah analisa perhitungan pada pipa untuk memastikan nilai dari semua tegangan (stress) akibat

beban statis tidak melebihi dari limitasi yang diatur oleh aturanatau standard tertentu. Biasanya, pada piping engineer menggunakan aturan (standard) yaitu ASME B31.3 sebagai panduan untuk melakukan dan menganalisa static stress. ASME B31.3 mengatur semua masalah perpipaan mulai dari limitasi propertis yang dibutuhkan, sampai pada pembebanan yang memperhitungkan kondisi pressure, berat struktur dan komponennya, gaya impact, gaya angin, gaya gempa bumi secara horizontal, getaran (vibrasi),thermal expansion, perubahan suhu serta perpindahan posisi tumpuan anchor.ASME B31.3 mengklasifikasi beban menjadi 2 macam:

    Primary Loads

o    Sustain LoadsBeban yang muncul terus menerus dan berkesinambungan selama masa operasi dari sistem perpipaan. Contoh: gaya berat dari struktur pipa sendiri, pressure fluida yang mengalir di dalamnya.o    Occasional LoadsBeban yang muncul tidak berkesinambungan, atau munculnya tiba-tiba selama masa operasi dari sistem perpipaan. Contoh: gaya angin, gaya gempa bumi.

    Expansion Loads

o    Beban yang muncul karena adanya perubahan displacement dari system perpipaan yang bisa diakibatkan oleh thermal expansion danperubahan letak tumpuan.

Sedangkan dalam ASME B31.3 limitasi dari masing-masing besaran pembebanan adalah sbb:·         Stress karena Sustained Load, limitasinya adalah:SL < ShDimana:SL = (PD/4t) + SbKetebalan dari pipa yang digunakan untuk menghitung SL haruslah merupakan tebal nominal setelah dikurangi tebal lapisan korosi dan erosi yang diijinkan.Sh = Tegangan yang diijinkan pada suhu maksimum dari suatu material

·         Stresses karena Occasional LoadsJumlah beban longitudinal karena pressure, weight dan sustain loads lainnya kemudian ditambah oleh tegangan yang diakibatkan occasional load seperti gempa bumi dan gaya angin, nilainya tidakboleh melebihi 1.33Sh.·         Stresses karena Expansion Loads, limitasinya adalah:SE < SADimana:SE   = (Sb2 + 4St2)1/2SA   = Allowable displacement stress range = f [(1.25(Sc + Sh) – SL]Sb   = resultant bending stress,psi = [(IiMi)2 + (IoMo)2] / ZMi = in-plane bending moment, in.lbMo             = out-plane bending moment, in.lbIi    = in-plane stress intensification factor (appendix B31.3)Io   = out-plane stress intensification factor (appendix B31.3)St   = Torsional stress ,psi = Mt / (2Z)Mt = Torsional moment, in.lbSC             = Basic allowable stress at minimum metal temperatureSh = Basic allowable stress at maximum metal temperaturef     = stress range reduction factor (table 302.2.5 of B31.3)

Dynamic Stress AnalysisDynamic stress (tegangan dinamis) adalah tegangan (stress) yang ditimbulkan oleh pergerakan berulang dari pembebanan atau vibrasi(getaran). Pembebanan seperti ini bisa ditimbulkan oleh beberapa eksitasi seperti:

    Flow Induced Turbulence    High Frequency Acoustic Excitation    Mechanical Excitation    Pulsation

Analisa Vibrasi dapat didefinisikan sebagai studi dari pergerakanosilasi, dengan tujuan mengetahui efek dari vibrasi dalam hubungannya dengan performance dan keamanan sebuah sistem dan bagaimana mengontrolnya. Vibrasi secara sederhana dapat dilihat dari gambar 3. Seperti terlihat pada gambar 3, ketika massa kita

tarik ke bawah lalu dilepaskan, maka pegas akan meregang dan selanjutnya akan timbul gerakan osilasi sampai periode waktu tertentu. Hasil frekuensi dari gerakan osilasi ini bisa disebut sebagai natural frekuency dari sistem tersebut dan merupakan fungsi dari massa dan kekakuan.

dengan,

EI        = kekakuan pipa (stiffness), lbs-ft2L          = panjang bentangan bebas pipa, ftM         = kombinasi massa pipa dan massa tambah disekitar pipa persatuan panjang, slug/ftC         = konstanta yang tergantung dari kondisi ujung bentangan bebas pipa.

Sebagai contoh, jika kedua ujung bentangan bebas pipa diasumsikanberbentuk tumpuan sederhana maka C adalah p/2 atau 1.57. Jika kedua ujung pipa diasumsikan diklem, C adalah 3.5. Dalam praktek,cukup sulit untuk menentukan modeling terbaik kondisi ujung bentangan bebas untuk mensimulasikan kondisi ujung yang diasumsikan.

Deskripsi vibrasi sederhana

Dibutuhkan sedikit energi untuk menimbulkan frekuensi natural dari sebuah system, seperti halnya sebuah struktur yang ingin merespon frekuensi tertentu. Jika ada damping force maka ini akanmenghilangkan energi dinamis dan mengurangi respon vibrasi.Hasil dari vibrasi dapat berupa:

    Displacement    Velocity    Acceleration

Amplitudo dari ketiga hal di atas tergantung dari frekuensinya dan lebih jelasnya dapat dilihat pada grafik di bawah ini.

Perbandingan Amplitudo dan FrekuensiDisplacement tergantung dari frekuensi yang mana displacement akan mempunyai nilai yang besar apada frekuensi yang kecil dan

sebaliknya jika frekuensi besar, displacement cenderung kecil pada satuan energi yang sama. Sebaliknya acceleration dipengaruhipada keadaan amplitude tertinggi yang terjadi pada frekuensi tertinggi pula. Velocity memberikan pengaruh sejenis yang lebih dari yang dibutuhkan, biasanya terkait hasil tegangan dinamis danoleh karenanya biasa digunakan alat ukur untuk menghitung vibrasi. Ini yang menjadi alasan kenapa observasi secara visual untuk vibrasi pipa tidak diijinkan sebagai metode untuk mengatasibeberapa masalah vibrasi.Setiap sistem struktur, contohnya pipa, akan mengalami bermacam-macam frekuensi natural tergantung distribusi massa dan kekakuan dari system tersebut. Distribusi massa dan kekauan dipengaruhi oleh diameter pipa, material properties, tebal pipa, lokasi valvedan support, dan juga massa jenis fluida. Sebagai catatan, support pipa didesain pada kondisi statis yang pastinya akan berperilaku beda pada keadan dinamis.Setiap frekuensi natural akan mempunyai bentuk defleksi yang unikyang sesuai dengan frekuensinya masing-masing, biasa disebut modeshape. Respon pipa terhadap eksitasi yang terjadi tergantung padahubungan antara frekuensi eksitasi dengan frekuensi natural sistem tersebut, dan lokasi dari terjadinya eksitasi tadi berhubungan dengan mode shape.Salah satu penyebab vibrasi pada pipa adalah flow dari fluida di dalam pipa itu sendiri. Fenomena ini biasa dikenal dengan istilahFlow Induced Vibration (FIV). FIV bisa disebabkan karena peningkatan flowrate (debit) fluida yang menyebabkan kecepatan fluida di dalam pipa bertambah sehingga jenis aliran berubah darilaminar menjadi turbulen. Aliran turbulen ini yang menyebabkan pipa bergetar (vibrasi).

referensi : http://fathurizki-fathurizki.blogspot.com/2012/02/piping-stress-analysis.html

Posted from WordPress for Android Xperia Z

 

Tinggalkan Komentar

Posted by Awan-P47 pada 15 Mei 2013 in Dasar Teory

 

Seputar Pertanyaan Ujian Tugas Merancang   Kapal 16 Apr

Seputar Pertanyaan TM-1

Perhitungan

0-Apa sajakah owner recruirment itu?

1- Bagaimana cara anda menentukan ukuran utama?

2- Ceritakan proses perhitungan anda hingga menemukan ukuran utama?

3- Apa itu regresi?apa fungsinya?dan apa hubungannya dengan mendesain kapal?

4- Bagaimana cara anda untuk menentukan 256 variasi kapal yang didesain?

5- Pada perhitungan anda, pada keadaan apa anda mendesain hambatan yang anda hitung?keadaan kapal diam atau kecepatan berapa?mengapa?

6- Apa pertimbangan anda dalam menentukan diameter baling2 kapal?

7- Ceritakan bagaimana anda memilih mesin kapal anda (RPM,BHP,DLL) dan apa pertimbangannya?

8- Mengapa kapal anda bisa mengapung? Buktikan!

9- Apa itu freeboard?dan apa itu actual freeboard?apa kegunaanya?

10- Bagaimana dan apa pertimbangan anda dalam memilih jumlah kru pada kapal anda?

11- Bagaimana cara anda menentukan besarnya bahan bakar kapal anda?buktikan!

12- Berkaitan dengan trim, apa itu even keel? kapankah kapal dapat mengalami even keel? dan apa itu trim? dan bagaimana anda menentukan trim kapal anda?

Lines Planes

1- Dengan cara apa anda mendesain linesplan?ceritakan

2- Apa pertimbangan anda dalam memilih bentuk stern cruiser ataupun transom?

3- Apakah kapal anda memiliki raise of floor?apa pertimbangannya?

4- Bagaimana cara anda menentukan chamber & Sheer? dan apa kgunaannya?

5- Bagaimana dan apa pertimbangan anda dalam menentukan clearence?

6- Apa pertimbangan anda dalam menentukan BL, WL dan Staton?

7- Apa pertimbangan anda menentukan bulbusbow?

General Arrangement

1-Alat keselamatan apa saja yang diwajibkan pada kapal anda?

2- Sebutkan semua navigation light yang ada pada kapal anda?

3- Apa pertimbangan anda dalam menentukan jumlah lifebiat / freefall?

4- Bagaimana cara anda menentukan ambang palkah dan panjangnya?

5- Apa saja pertimbangan anda menentukan sekat?

6-Apa pertimbangan anda dalam menentukan sekat ceruk buritan dan haluan?

7-Apa pertimbangan anda dalam menentukan panjang kamar mesin?

8- Bagaimana cara anda dalam menentukan jabatan kru dan jumlah kru?

Seputar Pertanyaan TM-2

Perhitungan

1-Apa itu Z dalam perhitungan beban?dan bagaimana cara anda menentukan tingginya Z?dan apa bedanya Z dengan perhitungan bangunan atas? Apa itu Superstructure,Efective dan non efective?Apa itu long Deckhouse dan Short deckhouse?

2-Jenis konstruksi apa yang anda gunakan pada kapal anda?Jelaskandan Mengapa?Apa sajakah jenis konstruksi yang menunjang kekuatan memanjang ataupun melintang dalam konstruksi tersebut?

3- Jika ada batang beratnya 10ton pnjang 10m dengan tumpuan kanandan kiri, lalu diberi tumpuan ditengah pada 5m.Apakah berat batang tersebut dapat berkurang seiring dengan kekuatannya?Jika iya apa hubungannya dengan kekuatan dari batang tersebut?

4- Apa itu lebar efektif?Apakah sama lebar efektif dengan lebar yang disangga? Bagaimana cara anda menentukan lebar efektif tersebut?

5- Apakah di BKI ada perhitungan senta,center girder, side girderpada ruang muat? jika ada, bagaimana pertimbangan anda dalam menentukan jarak konstruksi tersebut?

6- Bagaimana cara anda mendapatkan grafik berat dan gaya angkat? Bagaimana cara anda mendistribusikannya?

7- Apa itu gaya lintang? dari manakah anda mendapatkannya?

8- Dimanakah momen terbesar yang terjadi pada kapal anda? mengapa? dan apa hubungannya dengan gaya lintang disaat momen terbesar kapal anda terjadi?

9- Di posisi/di titik manakah anda mulai menghitung kekuatan memanjang? Mengapa? dan apa pengaruhnya terhadap konstruksi yang lain?

10- Apakah boleh senta sisi dihilangkan (adakah aturan mengenai senta sisi di regulasi)? Mengapa? dan apa dampaknya terhadap konstruksi dan kekuatan lainnya?bBegitu juga dengan strut?apa itustrut?dan apakah strut harus dipasang disetiap frame?

11- Jika kapal anda sudah selesai dibuat, namun kekuatan kapal anda tidak memenuhi yang disyaratkan BKI, bagaimana cara menanggulanginya?Jelaskan dan apa pengaruhnya terhadap bagian konstruksi kapal anda?.Dan bagian apa saja yang harus dicek kembali?

12- Dalam hoging dan saging. Mana yang lebih baik anda hitung lebih dahulu. Hoging atau saging? Mengapa, apa pengaruhnya dengankekuatan kapal anda? dan bagaimana arahnya?

13-  Dalam perhitungan kekuatan, komponen apa saja yang harus dihitung?

Gambar

1- Apa benar luas,jarak dan posisi manhole anda sudah memenuhi syarat dari kelas?Jelaskan

2- Bagaimana anda menentukan pembujur bantalan mesin? Bagaimana anda menentukan tebal pelat bantalan  mesin? Dan bagaimana pertimbangan anda dalam menentukan tingginya pembujur pelat hadapmesin?

3- Bagaimana cara anda menggambar cantilever?Apa pertimbangan danperhitungan kantilever anda baik menggunakan radius ataupn tidak?Konstruksi apa saja yang diperlukan di kantilever,perlukah bracket?mengapa?

4- Bagaimana pertimbangan anda dalam menentukan ukuran dan tebal bracket? apa hubungannya dengan modulus dari konstruksi yang disangga? Mengapa diberikan modulus yang terkecil?

5- Dalam gambar anda, sebutkan mana saja deckhouse dan mana saja yg dsebut superstructure? dan apa hubungannya dengan konstruksinya?

6- Apa pertimbangan anda dalam menentukan jarak gading dan jarak balok?

7- Sudahkan washingplate memenuhi luas minimum dari BKI?Bolehkah washing plate diberikan di longitudinal bulkhead pada kapal tanker?

8- Apa itu scalop (Welding cut out)? dan bagaimana cara menentukannya?apa saja pertimbangannya?Perlukah pada frame diberikan scalop?

9- Sudahkah radius sudut lubang palkah anda memenuhi ketentuan dari BKI? apa sajakah ketentuan tersebut bagi kapal anda?

10- (Untuk Tanker dan Bulk) Berapa sekat anda (Longitudinal / Trans) dan apa pengaruhnya satu sama lainnya? Apa itu Lc?

Kiat-kiat UTM-2

Bersambung

 

3 Komentar

Posted by Awan-P47 pada 16 April 2012 in Dasar Teory

 

Electrical   System 10 Jan

Sistem kelistrikan kapal

 Meliputi:

Sistem penerangan (lighting load system)

Beban lampu utama tiap ruang, gangway, beban lampu tambahan, beban lampu darurat, dll

Beban stop kontak (televisi, peralatan kantor, exhaust fan, lemari es, dll)

 Sistem power (power load system)

Engine room machinery (mechanical, pneumatic, hydraulic, pump, fan, heater, etc)

Hull/deck machinery (crane, windlass, acc.ladder, winch, etc) Galley, pantry, laundry, etc

 Sistem navigasi, komunikasi dan keselamatan (navigation, communication and safety load system)

Lampu-lampu navigasi (morse light, anchor light, mast head light,side light, etc)

Peralatan navigasi (RADAR, gyro compass, echo sounder, GPS, NavTex, etc)

Peralatan komunikasi (INMARSAT-B, INMARSAT-C, public addressor, intercom, etc)

AIS General alarm

Sistem kelistrikan darurat (emergency source system)

Menggunakan baterai(aki) sebagai sumber daya dengan tegangan kerja sesuai dengan rules yang terletak di ruang ESEP

Peralatan yang disuplai adalah peralatan darurat, antara lain: Semua peralatan navigasi, komunikasi dan keselamatan yang bekerja

pada arus searah (DC) Semua lampu-lampu darurat termasuk lampu ruangan dan gangway Kapasitas baterai harus mampu mensuplai kebutuhan listrik selama

minimal separuh dari waktu perjalanan kapal pada rute kapal yang terjauh

Dokumen yang harus di klas kan antara lain:

Single line (one line) DIAGRAM dari:

1. Pembangkit listrik utama dan darurat2. MSB (main switch board)3. Sistem penerangan

4. Sistem-sistem yang terdapat interkoneksi5. Sistem komunikasi, navigasi dan keselamatan6. Sistem general-alarm7. Di dalam gambar single line juga harus terdapat jenis dan ukuran

kabel serta kapasitas dan jenis dari pengaman (breaker)

Perhitungan atau kalkulasi dari:

1. Arus hubung-singkat (short-circuit current) untuk masing-masing panel yang terpasang

2. Power load untuk mengetahui total beban yang harus ditanggung genset untuk tiap kondisi kapal

3. Power balance untuk mengetahui rating kerja dari genset yang terpasang serta total daya pada peralatan continue dan intermittent untuk kondisi kapal dengan kebutuhan listrik terbesar

Tahap-tahap pemilihan genset:

Perhitungan sistem penerangan dan stop kontak Perhitungan total beban listrik di kapal (beban continuous dan

intermittent) untuk setiap kondisi Estimasi pemilihan genset berdasarkan perhitungan total beban

listrik

Perhitungan Sistem penerangan

Perhitungan ini digunakan untuk menentukan jumlah lampu dan stop kontak yang dibutuhkan untuk setiap ruangan. Setiap lampu yang menggunakan armature (tempat lampu), memiliki koefisien pancar cahaya yang berbeda-beda untuk setiap jenisnya. Parameter lainnyaadalah, luas dari bagian yang akan disinari, tinggi bidang kerja,besarnya intensitas cahaya yang dibutuhkan ruangan sesuai dengan fungsi ruangan tersebut, faktor refleksi dari warna yang terdapatdi dinding, lantai serta atap ruangan tersebut, indeks ruangan serta faktor depresiasi (k).

k = pl/h(p+l)

Dimana :         p          = panjang daerah yang akan disinari

l           = lebar daerah yang akan disinari

h          = ketinggian bidang kerja

untuk menentukan efisiensi armature, untuk nilai k<0.6 maka efisiensinya dapat langsung menggunakan efisiensi untuk nilai k=0.6, sedangkan untuk nilai k>5 maka efisiensinya dapat langsungmenggunakan efisiensi untuk nilai k=5. Sedangkan jika nilai k adalah 0.6

Jumlah, jenis dan daya lampu yang digunakan dapat divariasikan untuk setiap armature, tergantung produksi dari pabrik.