Mekanika Teknik

Carilah Reaksi Perletakan dengan Cara Grafis dan Analitis untuk gambar dibawah ini kemudian hitung dan gambar Bidang D (lintang), N (normal), dan M (moment).

Soal No. 1 UAS Mektek I

PENYELESAIAN
Mencari Reaksi Secara Analitis:
ΣM_B = 0

• R_A x 9.5m – P₁ x Sin 45° x 8m – P₂ x 5m – q x 1½m – q x ½m = 0
• 9.5R_A – 3.6t x ½√2 x 8m – 2.6t x 5m – 1.6t x 1½m – 1.6t x ½m = 0
• 9.5R_A – 3.6t x ½√2 x 8m – 2.6t x 5m – 1.6t x 1½m – 1.6t x ½m = 0
• 9.5 R_A– 20.36 – 15 – 2.4 – 0.8 = 0
• 9.5 R_A– 38.56 = 0
• 9.5 R_A = 38.56
• R_A = 38.56/9.5   => R_A = 4.059 ton

ΣM_A = 0

• –R_B x 9.5m + P₁ x Sin 45° x 1½m – P₂ x 3½m – Q x 8½ = 0
• –9.5R_B + 3.6t x ½√2 x 1½m + 2.6t x 3½m – 1.6t x 4m x 8½m = 0
• –9.5R_B + 3.6t x ½√2 x 1½m + 2.6t x 3½m + 1.6t x 4m x 8½m = 0
• –9.5R_B + 3.818 + 9.1 + 54.4 = 0
• –9.5 R_B = –67.318
• R_B =  = 7.086 ton

ΣK_V = 0

• R_A +  R_B – P₁ x Cos 45°– P₂ – q x 4m = 0
• 4.059 ton  + 7.086 ton  – 3.6 ton x ½√2– 2.6 ton – 1.6ton x 4m = 0
• 11.145 ton – 2.545 – 2.6 ton – 6.4 ton = 0
• 11.145 ton – 11.545 = -0.4 ≈ 0

Bidang D
Titik A

• D_A = R_A = 4.059 ton

Titik C

• D_Ckiri = R_A = 4.059 ton
• D_Ckanan = R_A – P₁ x Sin 45°
  = 4.059 – 3.6 x ½√2
  = 4.059 – 2.545 = 1.514 ton

Titik D

• D_Dkiri = R_A – P₁ x Sin 45°
  = 1.514 ton
• D_Dkanan = R_A – P₁ x Sin 45°– P₂
  = 1.514 – 2.6 = -1.086 ton

Titik E

• D_Ekiri = R_A – P₁ x Sin 45°– P₂
  = -1.086 ton
• D_Ekanan = R_A – P₁ x Sin 45°– P₂ – (q x 0 m)
  = -1.086 ton

Titik B

• D_Bkiri = R_A – P₁ x Sin 45°– P₂ – (q x 0 m)
  = -1.086 ton
• D_Bkanan = R_A – P₁ x Sin 45°– P₂ – (q x 3 m) + R_B
  = -1.086 ton – (1.6 x 3m) + 7.086

= -1.086 ton – 4.8 ton + 7.086 ton = 1.2 ton
Titik F

• D_Fkanan = [R_A – P₁ x Sin 45°– P₂ – (q x 3 m) + R_B]– (q x 1 m)
  = 1.2 ton – 1.6 ton

= -0.4 ≈ 0
Bidang D
Titik A

M_A = 0

Titik C

M_C = R_A x 1½m
= 4.059 ton x 1½m = 6.088 tm

Titik D

M_D = R_A x 3½m – P₁ x Cos 45° x 2m
= 4.059 ton x 3½m – 3.6 x ½√2 x 2m
= 14.206 – 5.090 = 9.116 tm

Titik E

M_E = R_A x 6½m – P₁ x Cos 45° x 5m – P₂ x 3m
= 4.059 ton x 6½m – 3.6 x ½√2 x 5m – 2.6 x 3m
= 26.383 – 12.726 – 7.8 = 5.857 tm

Titik G

M_G = R_A x (6½+ X) – P₁ x Cos 45° x (5 + X) – P₂ x (3 + X) – ½qX²
= 6½R_A + XR_A – 3.6 x ½√2 x (5 + X) – 2.6 x (3 + X) – ½ x 1.6 x X²
= 6½ x 4.059+ X x 4.059– 12.726 + 2.545X – 7.8 + 2.6X – 0.8X²
= 26.383+ 4.059X– 12.726 + 2.545X – 7.8 + 2.6X – 0.8X²
= 5.857+ 9.204X– 0.8X²
a = -0.8 ; b = 9.204 ; c = 5.857

X₁ =  -0.604
X₂ =  12.109 karena > 4 m maka X₂ tidak dipakai.

= 5.857 + (9.204 x (-0.604)) – 0.8 (-0.604²)
= 5.857 – 5.559 – 0.292 ≈ 0

Titik B

M_B = R_A x 9½m – P₁ x Cos 45° x 8m – P₂ x 6m – (q x 3m x 1½)
= 4.059 x 9½m – 3.6 x ½√2 x 8m – 2.6 x 6m – (1.6 x 3m x 1½)
= 38.560 – 20.361 – 15.6 – 7.2
= -4.601

Gambar “kira-kira” sebagaimana dibawah ini:

Bidang D (lintang), N (normal), dan M (moment).

Mekanika Fluida ( Tekkim)

Fluida adalah zat yang dapat mengalami perubahan bentuk secara kontinu bila terkena tegangan geser walaupun relatif kecil. Gaya geser adalah komponen gaya yang menyinggung permukaan dan jika dibagi dengan luas permukaan tersebut menjadi tegangan geser rata-rata pada permukaan itu.

Transportasi fluida dalam teknik kimia jauh lebih mudah daripada padatan. Karena itu ahli teknik kimia berupaya sedapat mungkin untuk dapat melakukan transportasi bahan dalam bentuk cairan, larutan atau suspensinya. Bila hal itu tidak mungkin barulah mereka melakukan pengangkutan bahan padat dalam bentuk padat. Walaupun begitu masih diusahakan cara tambahan untuk memudahkan pengangkutan, misalnya menghaluskan padatan lalu diangkut dengan aliran gas atau cairan seperti operasi fluidisasi.

Hidrodinamika yang menjadi dasar aliran fluida dalam Operasi Teknik Kimia, dibagi menjadi tiga pokok bahasan :

a.yang berhubungan dengan aliran fluida dalam saluran sehingga aliran terarah mengikuti bentuk saluran (internal flow), misalnya : pemompaan cairan, kompresi gas dan aliran fluida dalam kanal terbuka.

b.Yang membahas masalah aliran fluida lewat di sekitar benda padat (eksternal flow), misalnya : sedimentasi dan pemisahan dengan sentrifugasi dan pencampuran.

c.Masalah campuran dari kedua hal diatas, seperti fluidisasi dan aliran dua fase gas-cair.

Selama fluida bergerak, harus selalu ada gaya geser yang bekerja terhadap fluida. Hal ini dilakukan dengan penambahan energi dari luar. Tanpa penambahan energi dari luar, aliran fluida akan terhenti. Jumlah energi yang diperlukan untuk mempertahankan aliran ini dianggap sebagai energi yang hilang, karena tidak dapat diambil sebagai energi yang bermanfaat. Dalam aliran fluida di dalam saluran, energi yang hilang disebut Head loss.

Pada dasarnya faktor-faktor yang mempengaruhi aliran fluida adalah yang menyangkut dengan sifat fisik dari fluida yang dapat didefinisikan pada :

a. tekanan

b. temperatur

c. densitas

d. viskositas

Transformasi dalam sistem perpipaan yang kompleks akan mengikuti hukum kekekalan energi.

Viskositas Fluida

Fluida adalah benda yang dapat mengalami perubahan bentuk secara terus menerus karena gaya gesek yang bekerja terhadapnya. Sifat yang erat hubungannya dengan definisi ini adalah viskositas. Harga viskositas fluida mungkin dipengaruhi oleh besar dan lama aksi gaya yang bekerja terhadapnya.

Viskositas fluida juga dipengaruhi oleh tekanan dan temperatur.

Densitas Fluida

Disamping viskositas, sifat fluida yang penting lainnya adalah densitas (masa persatuan volume). Seperti viskositas, karakteristik gas dan cairan dalam sifat densitas ini bebeda satu dengan lainnya. Densitas gas sangat dipengaruhi oleh tekanan dan temperaturnya, karena itu gas juga disebut fluida termampatkan (compressible fluid). Hubungan antara densitas dengan tekanan dan temperatur gas banyak dibahas dalam bidang termodinamika, misalnya Hukum Gas Ideal dan persamaan Van Der Waals.

Densitas cairan sedikit sekali dipengaruhi oleh tekanan dan temperatur, karena itu cairan disebut juga fluida tak termampatkan (incompressible fluid). Bedasarkan sifat kemampatan ini, aliran fluida dibagi menjadi dua, yaitu aliran fluida termampatkan dan tak termampatkan. Seringkali bila perubahan temperatur dan tekanan relatif kecil, permasalahan aliran gas diselesaikan dengan cara untuk fluida tak termampatkan.

Neraca Massa

Fluida dinamik adalah fluida bergerak. Umunya fluida bergerak dari satu tempat ke tempat yang lain dengan suatu alat mekanik seperti pompa atau blower, oleh perbedaan gravitasi, atau dengan tekanan, dan mengalir melalui sistem perpipaan atau alat proses.

Neraca Energi mekanik keseluruhan

Suatu tipe neraca energi sangat berguna bagi fluida mengalir dan didapatkan neraca energi total dengan perlakuan seperti energi mekanis. Para insinyur teknik sering berhadapan dengan jenis energi ini yang disebut energi mekanis, yang meliputi kerja energi kinetik, energi potensial dan kerja aliran sebagai bagian dari entalpy. Energi mekanik adalah bentuk lain dari kerja atau suatu bentuk energi yang secara langsung dapat dirubah menjadi kerja. Pertimbangan lain pada persamaan neraca energi (2.8), panas dan internal energi, tidak dapat dirubah secara sederhanamenjadi kerja karena Hukum II termodinamika dan efisiensi konversinya, yang tergantung pada temperatur. Pembahasan energi mekanis tidak terbatas dan dapat dikonversi dengan hampir sempurna menjadi kerja. Energi yang dikonversi menjadi panas atau energi dalam merupakan kerja yang hilang atau kehilangan energi mekanik yang disebabkan tekanan gesekan aliran.

Energi Hilang Gesekan

Tidak seperti bentuk-bentuk lainnya yang sangat diperhatikan di titik awal dan akhir suatu sistem, energi hilang gesekan terjadi disepanjang aliran. Energi ini terjadi dari perubahan energi mekanik menjadi energi panas yang tidak dapat diubah kembali menjadi bentuk energi asalnya atau energi lain.

Energi hilang gesekan dapat terjadi antar elemen fluida dan antara fluida dengan dinding sepanjang saluran. Energi hilang gesekan disebut ‘skin friction” atau “frictional resistance”. Peranan gesekan antar elemen dan gesekan antara elemen dengan dinding tergantung pada pola aliran. Pada laju alir relatif rendah, gesekan antar elemen (viscous section) sangat berperan. Bila laju alir meningkat, adanya arus gejolak (eddy current) menambah besarnya energi hilang gesekan. Gesekan antara elemen fluida dan dinding pun sangat berperan pada laju alir tinggi.

Bila aliran mengalami pemisahan elemen-elemen, maka energi hilang gesekan bertambah besar. Hal ini terjadi misalnya pada belokan, penyempitan maupun pelebaran, kran, sambungan, adanya padatan yang menghalangi aliran dan sebagainya.

Besarnya energi hilang gesekan merupakan jumlah dari kedua hal diatas :

F = F_fr + F_lr(2.13)

Dengan F_fr dan F_lr masing masing menyatakan energi hilang gesekan karena separation of boundary layers.

Besarnya frictional resistance tergantung pada laju alir (energi kinetik), sifat fluida dan sifat permukaan dinding, panjang dan diameter saluran.

Pompa

Daya dan kerja yang dibutuhkan

Energi mekanik yang diberikan W_s dalam J/kg yang diberikan ke fluida sering digambarkan sebagai Head pompa dalam m dari fluida yang dipompakan dimana ;

-W_S = H.g(2.19)

Banyak faktor yang menentukan efisiensi aktual dan karakteristik unjuk kerja pompa. Unjuk kerja suatu pompa digambarkan oleh kurva yang disebut kurva karakteristik , biasanya menggunakan fluida air. Head (H) yang dihasilkan akan sama untuk setiap cairan yang memiliki viskositas sama.

Pada kebanyakan pompa, kecepatan umumnya bervariasi. Kurva karakteristik untuk pompa sentrifugal tahap tunggal yang bekerja pada kecepatan konstan, kebanyakan laju pompa berbasis pada head dan kapasitas pada titik efisiensi puncak. Efisiensi mencapai puncak pada laju alir kurang lebih 50 galon/menit, sementara bila harga laju alir meningkat head yang dihasilkan akan menurun.

Sistem perpipaan

Sudden Enlargment

Suatu sudden enlargment pada daerah alir fluida membesar tiba-tiba sehingga kecepatannya menurun. Saat fluida memasuki pipa besar, suatu pancaran terbentuk disaat fluida terpisah dari dinding tabung kecil. Karena tidak ada dinding pipa yang mengendalikan pancaran fluida yang dihasilkan dari pipa kecil, maka pancaran itu akan berekspansi sehingga mengisi seluruh permukaan. Sebagian kecil fluida terpisah dari pancarannya dan bersirkulasi diantara dinding dan pancaran. Pengaruh pusaran dan expansi fluida sesuai dengan tiga perubahan pada profil kecepatan . Ada

Sudden Contraction

Suatu pengecilan tiba-tiba sering juga disebut reduksi. Fenomena aliran pada kasus kontraksi sangat berbeda dari pada ekspansi. Profil kecepatan adalah profil fluida yang mengalir pada bagian yang besar. Kontraksi menyebabkan fluida berakselerasi saat memasuki daerah yang lebih kecil.

Fitting dan Valve

Valve dan fitting dapat meningkatkan penurunan tekanan pada sistem perpipaan aliran fluida bila dibandingkan dengan pipa lurus tanpa valve dan fitting. Bahkan suatu sambungan ynag menggabungkan dua pipa yang panjang, mengganggu profil kecepatan pada aliran turbulen sehingga cukup untuk meningkatkan penurunan tekanan.

Ada dua prosedur standar untuk menentukan pressure loss dalam aliran turbulen dengan adanya fitting. Prosedur pertama ialah menggunakan tabel panjang ekivalen, cara kedua dengan menggunakan koofisien kehilangan (k) untuk setiap tipe fitting.

Alat Ukur Fluida

Pengukuran fluida merupakan suatu aplikasi penting pada neraca energi. Dasarnya flow meter dirancang untuk menyebabkan penurunan tekanan yang dapat diukur dan dihubungkan dengan laju alir. Penurunan tekanan ini diakibatkan oleh perubahan energi kinetik, oleh gesekan dan lain-lain.

Manometer

karena kebanyakan fluid meter dapat menyebabkan perbedaan tekanan sepanjang bagian pengukuran, suatu alat ukur sederhana dapat digunakan untuk menentukan perbedaan ini. Salah satu alat yang sederhana adalah manometer pipa U.

Pitot Tube

Tabung pitot digunakan untuk mengukur kecepatan lokal pada suatu titik tertentu dalam arus aliran dan bukan kecepatan rata-rata pada pipa. Salah satu tabung, yaitu tabung inpeact, memiliki bukaan yang sejajar terhadap arah aliran dan tabung statif memiliki bukaan paralel terhadap arah aliran.

Fluida mengalir kedalam bukaan, terjadilah tekanan dan kemudian menjadi tetap pada disebut titik stagnasi. Perbedaan pada tekanan stagnasi ini dan tekanan statis yang diukur dengan tabung statif menggambarkan kenaikan tekanan dengan deselarasi fluida. Manometer mengukur kenaikan kecil pada tekanan ini. Bila fluida non kompressible, kita dapat menuliskan persamaan Bernoulli antara kecepatan V_1­ adalah kecepatan sebelum fluida terdeselarasi dan kecepatan V₂ adalah 0

Ventury Meter

Sebuah ventury meter selalu diletakkan pada perpipaan. Sebuah manometer atau peralatan lain dihubungkan terhadap 2 kran tekanan dan mengukur beda tekanan antara titik 1 dan titik 2. Kecepatan rata-rata pada titik 1 adalah V₁ dan diameter d₁, dan pada titik 2 kecepatan adalah V₂ dan diameter d₂. Penyempitan dari d₁ ke d₂ dan ekspansi balik dari d₂ ke d₁ berlangsung secara perlahan-lahan. Friction loss yang kecil selama kontraksi dan ekspansi dapat diabaikan.

Untuk menurunkan persamaan pada ventury meter, friksi diabaikan dan pipa diasumsikan horizontal. Asumsi aliran turbulen dan persamaan neraca energi mekanik antara titik 1 dan 2 untuk fluida incompressible

Orifice Meter

Pada instalasi-instalasi diproses plant penggunaan ventury meter memiliki beberapa kerugian. Ventury memerlukan ruangan yang luas dan juga mahal. Juga diameter throat yang tetap, sehingga laju alir berubah drastis maka pembacaan perbedaan tekanan menjadi tidak akurat. Ventury dapat diganti dengan suatu orifice meter walaupun menimbulkan head loss yang lebih besar.

Suatu plat yang memiliki lubang dengan diameter d₀ diletakkan diantara dua plat pipa dengan diameter d₁. Lubang pengukur tekanan pada titik 1 dan titik 2 akan mengukur P₁ – P₂. Arus fluida melewati plat orifice membentuk suatu vena kontrakta atau arus pancar bebas.

Operasi Teknik Kimia (Mekanika Fluida)

1.1 Mekanika Fluida

mekanika adalahilmu yang mempelajari gerak dan gaya. Sehingga mekanika Fluida adalah ilmu yang mempelajari gaya dan gerak fluida. apakah yang dimaksud dengan fluida itu sendiri? dalam kehidupan sehari-hari kita telah mengetahui sejumlah zat/benda yang digolongkan sebagai fluida, misalkan : udara,air,bensin,minyak pelumas,susu,dan lain-lain. sedangkan benda atau zat yang jelas-jelas tidak dapat digolongkan sebagai fluida misalnya : baja,berlian,karet,kertas,dan lain-lain, yang semuanya termasuk zat padat. selain itu juga terdapat benda yang wujudnya berada diantara fluida dan padatan misalnya :jelly,selai kacang,pasta gigi,dan lain-lain.

Gagasab tentang tegangan geser dapat digunkan untuk mendefinisikan apa yang dimaksud dengan fluida. Dengan membandingkan tegangan tarik dengan tegangan tekan, kita dengan mudah dapat memahami apa yang dimaksud dengan tegangan geser.

1.2 Hukum-Hukum yang menjadi dasar Mekanika Fluida

Mekanika fluida didasarkan pada empat hukum dasar, yaitu :
A. Hukum kekekalan massa/prinsif konservasi massa
B. Hukum pertama termodinamika (Hukum kekekalan energi)
C. Hukum kedua termodinamika
D. Hukum Newton tentang gerak, F = ma

1.3 Zat Cair dan Gas

Menurut wujud fluida dikelompokan dalam dua kelompok yaitu cair dan gas. Pada tingkat molekul, keduanya memiliki sifat yang berbeda. Cairan memiliki molekul-molekul yang saling berdekatan satu dengan lainnya dan diikat oleh gaya tarik menarik yang cukup besar. Sedangkan pada gas, molekul-molekul relatif saling berjauhan jaraknya.

1.4 Sifat-Sifat Fisik Fluida

A. Densitas
Densitas,adalah massa persatuan volume
B. Specific Gravity
Definisi Specifik Gravity :
SG = Densitas per densitas air pada temperatur dan tekanan tertentu
C. Viskositas
kita mengenalnya viskositas dengan kekentalan zat cair. Arti khusus viskositas
itu sendiri apa sih? ukuran ketahanan suatu fluida untuk mengalir atau berubah
bentuk. Viskositas tidak dapat diamati apabila fluida dalam keadaan diam.
D. Viskositas Kinematis
Dalam banyak hal terkadang viskositas dinyatakan sebagai hubungan antara
Viskositas dibagi dengan densitas.
E. Tegangan Permukaan
Gaya-gaya yang timbul dipermukaan zat cair untuk mempertahankan bentuknya
apabila memperoleh gaya dari luar disebut dengan tegangan permukaan.
F. Tekanan
Tekanan suatu fluida didefinisikan sebagai gaya fluida yang bekerja pada arah
tegak-lurus pada suatu satuan luas permukaan.
G. Gaya,massa,dan berat.
Gaya adalah dorongan/pendorong yang dapat menyebabkan benda bergerak dari suatu
tempat ketempat yang lain. Massa adalah Ukuran jumlah suatu materi.
Berat adalah Gaya yang disebabkan oleh gaya gravitasi.

CARA MENGHITUNG KEBUTUHAN KAPASITAS AC RUANG

Banyak dari kita sering mengabaikan luas ruangan dengan tingkat kebutuhan AC. Karena kita pikir tempatnya kecil, maka cukup hanya 1/2PK, atau sebaliknya, karena tempatnya besar, maka kita kasih 2PK. Kita pikir sudah lebih berhemat membeli satu AC dari pada 2AC Jangan sampai AC yang Anda beli terlalu besar alias pemborosan atau terlalu kecil alias kurang dingin. Ada rumus sederhana yang bisa kita manfaatkan.

Rumusnya:

(L x W x H x I x E) / 60 = kebutuhan BTU
L  =  Panjang Ruang (dalam feet)
W =  Lebar Ruang (dalam feet)
I   =  Nilai 10 jika ruang berinsulasi (berada di lantai bawah, atau berhimpit dengan ruang lain).
           Nilai 18 jika ruang tidak berinsulasi (di lantai atas).
H  =  Tinggi Ruang (dalam feet)
E  =  Nilai 16 jika dinding terpanjang menghadap utara; nilai 17 jika menghadap timur;
           Nilai 18 jika menghadap selatan; dan nilai 20 jika menghadap barat.

1 Meter =  3,28 Feet

Kapasitas AC berdasarkan PK:
AC ½ PK    =  ±  5.000 BTU/h
AC ¾ PK    =  ±  7.000 BTU/h
AC 1 PK     =  ±  9.000 BTU/h
AC 1½ PK  =  ±12.000 BTU/h
AC 2 PK     =  ±18.000 BTU/h

Contoh Perhitungan:
Ruang berukuran 5m x 5m atau (16 kaki x 16 kaki), tinggi ruangan 3m (10 kaki) berinsulasi (berhimpit dg ruangan lain), dinding panjang menghadap ke timur. Kebutuhan BTU = (16 x 16 x 10 x 10 x 17) / 60 = 7.253 BTU alias cukup dengan AC ¾ PK.

Menghitung Kebutuhan Cat

Caranya sebagai berikut
Sebelumnya kita harus mengetahui dulu stock yang ada dipasaran
1 kaleng Cat berisi 2,5 liter, ada juga yang 5 liter.
1 Pail (= ember) Cat berisi 20 liter
Perhitungan
Standard pemakaian cat (10 – 12) m2/liter, tiap pelapisan.
(Kebutuhan Cat = Luas Dinding / luas 1 liter)
Misalnya ruangan dengan ukuran 3m x 4m. dengan tinggi dinding 3m.(belum termasuk pengurangan luasan pintu dan jendela)
Kebutuhan Cat adalah
= (2 x (3m + 4m)) x 3m / (12 m2/liter)
= 14 m x 3m / (12 m2/liter)
= 42 m2 / (12 m2/liter)
= 3.5 liter
Artinya kebutuhan Cat untuk ruangan 3m x 4m.
untuk 1x pelapisan butuh 3,5 liter
untuk 2x pelapisan butuh 7 liter atau 3 kaleng cat @ 2,5 liter
catatan
- Pelarutan atau pengeceran dengan menambahkan air bersih 5%-25% dari jumlah cat. Aduk hingga rata sebelum digunakan.
-Untuk mendapatkan hasil pengecatan yang sempurna, dibutuhkan minimum 2x pelapisan.
Bagaimana jika dalam satuan Kg….?
Bila anda membeli cat dalam satuan kg
Rumus diatas dikalikan koeffisien 1.4
untuk 1 x pelapisan butuh 3,5 liter x 1.4 = 4.9 kg
untuk 2 x pelapisan butuh 7 liter x 1.4 = 9.8 kg

Kriteria Design Piping Di Area Pump

Pump, atau Pompa, secara umum mempunyai dua nozle utama, yaitu Suction dan Discharge. Dalam proses perencanaan piping system di area pompa ini, ada beberapa hal yang perlu diperhatikan, baik secara general maupun secara lebih khusus tergantung “service fluida” nya.

Secara umum yang perlu diperhatikan, tidak terbatas dengan daftar ini saja, yaitu:

1. Suction Piping haruslah diusahakan sependek mungkin dengan jumlah fitting yang minimum.
2. Pipe Support yang pertama pada pipa diusahakan pada pondasi pompa, sehingga mencegah terjadinya perbedaan penurunan permukaan tanah yang umum terjadi. Jadi, diusahakan pondasi pipe support integral dengan pondasi pompa, dengan kata lain support pertama haruslah sedekat mungkin ke nozzle pompa.
3. Hindari “overhead loops” di piping jika mungkin, jika tak terhindarkan,pasang Vent di High Point.
4. Untuk pompa dengan nozzle yang berada di samping, maka Suction yang vertical sangat dianjurkan
5. Jika space tidak mencukupi pemasangan 3 kali diameter pipa requirement, pasang Vertical vane di center of LR 90 Elbow. Hal ini harus di check oleh Mechanical Engineer atau Process Engineer dan juga Vendor
6. Elbow 90 Deg harus dipasang antara Valve dan pompa, seperti gambar dibawah.
7. Perlu atau tidaknya Drain Valve sangat tergantung jenis fluida yang mengalir.
8. Temporary Strainer ditempatkan pada posisi yang lebih disukai, seperti pada gambar dibawah. Alternative, bisa ditempatkan di Valve Downstream Flange dengan strainer mengarah ke Pump atau pada pump nozzle dengan strainer mengarah menjauhi pump. Check ke Process Engineer atau Mechanical Engineer jika ingin memasang Strainer di Nozzle.
9. Check clearance of strainer projecting terhadap Elbow 90 Deg.
10. Gunakan Concentric Reducer di Suction yang vertical jika disetujui oleh Process atau Mechanical Engineer. Jika tidak, gunakan exccentric bottom flat reducer.
11. Jika Valve terletak dekat ke Pump, maka gunakan Flat Type Temporary Strainer yang bisa diselipkan di Flanged joint Downstream end of Valve.
12. Gambar 1 sampai 5, adalah untuk End or Side Suction Pumps, sedangkan gambar 5 adalah untuk Side Suction Pumps only.
13. Semua Discharge Line mesti dilengkapi dengan Check Valve. Jika ada kemungkinan terjadinya Hydraulic Shock pada system, maka digunakan Valve type “Non-Slamming Type Check Valve”, dan loading support mesti di check.
14. Semua Valves disekitar pump mesti mudah di akses untuk “Hand Operation” tanpa menggunakan “Chain or Extend into operational passageways”.
15. Temporary Strainer type “Bath Tub” mesti dipertimbangkan penggunaanya jika kemungkinan akan sulit untuk di “re-alignment” dengan Nozzle pompa.
16. Valve di Discharge line mesti dipasang sedekat mungkin dengan Nozzle.
17. harus disediakan daerah bebas diatas “Caisson PUmp” untuk kemudahan penarikan kabel dan pompa.
18. Unutk pompa jenis reciprocating, gunakan pipe support type Clamp, jangan type Welded demi menghindari terjadinya “Fatique Fracture” pada support weld. Design mesti sedemikian sehingga pistons dapat dikeluarkan tanpa menggangu system piping

SLUG FLOW

Dalam beberapa hari kedepan, akan saya tuliskan beberapa sub bab dalam buku saya yang akan diterbitkan dalam waktu dekat ini, Agustus ini sih insya allah, sekedar gambaran beberapa bagian isinya. Dimulai dengan tulisan tentang Slug Flow.
=========

Slug Flow adalah suatu kondisi dimana didalam suatu pipa mengalir dua jenis aliran secara bersamaan. Hal ini bisa terjadi pada aliran dua phase, dimana didalam pipa, pada setengah bagian bawah berisi fluida cair yang bisa saja air dan minyak, sedangkan dibagian atas berisi fluida gas yang bias saja merupakan campuran gas alam dengan udara.
Akibat dari adanya dua fase dalam pipa maka akan menimbulkan bermacam aliran sebagai berikut:

• Bubbly Flow: yaitu adanya gas didalam fluida cair yang mengalir didalam pipa.
• Plug Flow: yaitu gas tadi cukup besar untuk membentuk plug yang masuk didalam aliran fluida tadi.
• Stratified Flow: yaitu gas mengalir diatas fluida cair tapi dengan kecepatan yang lebih tinggi.
• Slug Flow: yaitu Fluida yang mengalir sedemikian cepat yang kemudian memerangkap gas sehingga membentuk kantung yang berisi gas dan udara. Efek ini disebut dengan slugging. Bisa menghasilkan rekanan yang besar dan pada gilirannya akan dapat menimbulkan getaran (vibration).

Hal ini sebisa mungkin dihindari, dan biasanya dipasang apa yang disebut dengan Slug Catchers.

Slug Cathers biasanya dipasang dekat equipment yan gakan melindungi equipment dari gaya slugging dan dari vibrasi.

Pengaruh yang paling terasa adalah pada bagian elbow ketika aliran berobah arah, sehingga ada gaya yang menerjang elbow. Pengaruh yang ditimbulkan oleh slug flow ini kurang lebih sama dengan apa yang diakibatkan oleh Water hammer. Biasanya kecepatan gas mengalir didalam pipa adalah lebih tinggi dari kecepatan fluida.

Impact yang dihasilkan bisa sangat besar pada elbow, sehingga diusahakan kondisi ini berada dalam keadaan minimal, jika memungkinkan.

Gaya Statis yang dihasilkan pada elbow 90 derajat adalah sebagai berikut:

Dimana:

• F r = Gaya yang terjadi, KN
• rho = Density dari Fluida, Kg/m3
• A = Luas penampang melintang dari pipa, mm2
• V = Kecepatan Fluida, m/s
• theta = Sudut dari elbow, deg
• g = konstanta gravitasi, m/s2
• DAF = Dynamic Amplification Factor, biasanya
  digunakan 2.

Beberapa kondisi yang perlu diperhatikan adalah:

• Perhitungan dari slug force ini menggunakan metode “Conservation of momentum”.
• Jika menggunakan SI unit, maka nilai g bisa diabaikan.
• Asumsi digunakn dialam menentukan panjangnya pipa yang kena pengaruh slug ini, yaitu paling tidak satu elbow terisi penuh oleh aliran slug.
• Density dari slug diasumsikan konstan sepanjang pipa dan diameter.

ASME B31.CODE PRESSURE DESIGN

Di Amerika Serikat sendiri, code yang dipakai untuk keperluan disain dan konstruksi piping system yang bertekanan (pressure piping) adalah ASME B31 Pressure Piping Code. ASME B31 Pressure Piping code meliputi piping system yang mempunyai tekanan operasi mulai dari tekanan vakum sampai diatas tekanan atmosfir.

ASME B31 Code terdiri atas sejumlah “section” yang berdiri sendiri dan diterbitkan juga secara terpisah. Namun kesemuanya tetaplah berada dibawah naungan dan arahan dari ASME Commitee B31 Code for Pressure Piping, yaitu sebagai berikut:

ASME B31.1 Power Piping: Adalah untuk sistim pemipaan yang sering ditemukan pada pembangkit tenaga listrik, pemanasan dengan menggunakan sistemn geothermal, maupun pemanasan central dan sistim pendingin.

ASME B31.3 Process Piping: : Adalah untuk sistim pemipaan yang banyak kita temukan di Pabrik petrokimia, kilang minyak, pabrik kimia, pharmaceutical, tekstil, kertas, semi-konduktor, cryogenic plant, utility di process plant, terminal penampungan minyak dan gas alam, pabrik pemrosesan bahan makanan dan lainnya. Memang harus diakui B31.3 adalah code yang sangat luas pemakaiannya.

ASME B31.4 Pipeline Transportation System for Liquid Hydrocarbons and other Liquids: Banyak ditemukan pada sistim pipeline yang menghantarkan fluida yang umumnya dalam bentuk cair dari sebuah Pabrik ke sebuah terminal, maupun didalam terminal itu sendiri.

ASME B31.5 Refrigeration Piping: : yaitu untuk sistim pipa yang digunakan pada sistim pendingin baik untuk refrigerant maupun untuk secondary.

ASME B31.8 Gas Transportation and Distribution Piping Systems: : adalah untuk sistim pipeline yang menghantarkan suatu produk yang umumnya adalah berbentuk gas, mulai dari tempat dia ditemukan sampai ke pabrik pengolahannya, termasuk diarea kompresor, maupun diarea “metering stations”.

ASME B31.9 Building Services Piping: Ini adalah khusus untuk sistim pemipaan yang sering kita lihat di gedung-gedung bertingkat baik milik umum maupun industri, dan juga komplek perumahan yang bertingkat banyak.

ASME B31.11 Slurry Transportation Piping System: : Yaitu sistim pipa yang menghantarkan suatu cairan yang banyak mengandung komponen padat dari suatu pabrik atau terminal ke pabrik atau terminal lainnya. Juga termasuk didalamnya adalah sistim pipa yang berada didalam pabrik atau terminal tersebut.

Adalah merupakan tugas dan tanggung jawab dari pemilik suatu proyek atau “owner” untuk memutuskan Code section mana yang akan digunakan pada proyek milik mereka.

Namun ada beberapa hal yang mesti diperhatikan didalam menentukan code section mana yang akan digunakan, yaitu:

 Keterbatasan dari Code section
 Persyaratan Hukum dimana akan digunakan
 Kemungkinan adanya Code dan Standard yang lain yang juga harus dipenuhi.

Jadi, dengan demikian, jelas lah bahwa ASME B31 Code bukanlah sebuah buku petunjuk yang memberikan informasi secara detil akan sebuah pekerjaan. Tetapi, ASME B31 code hanyalah memberikan petunjuk akan persyaratan minimum untuk instalasi pipa sesuai dengan peruntukannya.

TIME FOR QUIZ

Mungkin nggak ada salahnya kalau kita coba-coba menjawab beberapa pertanyaan yang sering muncul apda saat interview atau paling tidak untuk sekadar menambah wawasan:

Open Book.

1. What is the Piping Code for Design of piping systems in Process Piping, Power Piping?
2. What is the difference between Pipe and Tube?
3. What is NB and OD?
4. From which size onwards NB of pipe equal to OD?
5. Can you remember what is the OD of the following pipe without looking to the book?
   1/2 in
   3/4 in
   1 in
   2 in
   3 in
   4 in
   6 in
   8 in
   10 in
   12 in
6. When do we use Eccentric Reducer and Concentric Reducer?
7. Why can’t we use Concentric Reducer at pump suction ? Explain.
8. What is the different between Machine Bolt and Stud Bolt?
9. When do we need Dampener, Expansion Joint and Mechanical Snubber? and Why?
10. Do you know the rule of thumb for piping stress analysis around the pump? Please describe.
11. Do you know the rule of thumb for piping stress analysis around compressors, turbine and heat exchanger? Please describe.
12. Do you know the rule of thumb for piping stress analysis aroound tower or pressure vessel? Please describe.
13. What is Steam Tracing?
14. Why Full Bore Pipe is using in connecting pipeline of launcher?
15. When checking Piping Stress Sketch, what parameter you normaly need to check?
16. What Code you normaly use for checking the Nozzle load on Compressors, Turbine, Heat Exchanger, Pump, Air Cooler?
17. What is the ANSI/ASME Code for dimensional Steel Flanges and Fittings?
18. Name the Flange Facing.
19. Do you know the flange facing called as AARH?
20. If you would like to make a branch connection, from which side pipe normaly take the branch connection?
21. Control Valve. What kind of support arangement on Control Valve?
22. Why do wee need to provide HPV (High Point Vent) and LPD (Low Point Drain) in Piping?
23. Do you know about Weldolet, Sockolet? Please Explain.
24. What is the normal upstream and downstream straight length of orifice flow meter?
25. What is composite flange?
26. Do you know about Insulated Joint? Pleas explain.
27. What are insulating gasket kits?
28. Have you done the analysis of Jacketed Piping? What do you normaly need to consider during analysis?
29. What do you need to take into account when performing stress analysis around Tank?
30. What is the relation between Brinnell Hardness Number and Rockwell Hardness Number?
31. What is the minimum distance between two welds in a pipe?
32. During fabrication, you observed that one samll crack has appeared on a fresh plate, what type of measure you will take to obtain desired quality with minimum wastage?
33. Describe the different types of destructive and non-destructive tests?
34. What is PWHT? Why is it required?
35. What is the minimum thickness of pipe that requires stress relieving to be done as per ASME B31.3?
36. What is NACE MR-0175 for?
37. Hydrotest Pressure. Do you know how to calculate the test Pressure? Please describe.
38. Do you know heat exchanger? What fluid in Shell Side and what fluid in Tube Side?
39. Do you know Glandless Piston Valves. Where these valves are used?
40. Have you done estimation of piping system during proposal? How do you do that?
41. Why do we need to do Stress Analysis?
42. What are the steps in piping stress analysis?
43. Tell me about the type of the stressess during normal operation?
44. What do you need to prepare and and then to input into CAESAR II or Autopipe for Stress Analysis?
45. What type of loads available in the stresss analysis calculation? Please Explain.
46. Do you know about Load Cases in Stress Analysis? Please Explain.
47. What is Load Case for Sustained Load, Expansion Load, Stress Range, Occasional Load, Spring?
48. What is the failure theory under ASME B31.3?
49. Do you know what type of piping failure during its operation?
50. What is the desired life cycle for piping during operation?
51. How to calculate thermal expansion in a pipe?
52. Do you know SIF (Stress Intensification Factor)? Explain and give some examples?
53. Pipe Support. What is the pipe support span?
54. What is the criteria to determine the span of pipe support?
55. How do we decide an anchor point at Expansion Loop on pipe rack?
56. What is the steam out condition?
57. On Heat Exchanger, where do you provide an anchor support and slotted support? and Why?
58. Do you know PTFE on Support? Why we need that?
59. Tell me about spring support.Why we need it? And how many type of spring support? Explain as much as you can.

from many sources, including experience
PS: Jawabannya nanti ya..

PIPELINE

Kita tahu bahwa dalam dunia Engineering, ada disiplin Piping Engineering dan ada pula disiplin Pipeline Engineering. Dua-duanya mempunyai karakteristik yang berbeda dan hampir disemua perusahaan EPC dan Oil Company memisahkan antara kedua disiplin tersebut kedalam department yang berbeda.

Engineer yang bekerja di kedua disiplin tersebut juga mempunyai profesi yang berbeda, yaitu Piping Engineer dan Pipeline Engineer.

Adalah jarang sorang Piping Engineer juga Pipeline Engineer, walau bukannya tidak bisa. Bisa sekali malah. Dan jika anda bisa kedua-duanya dan kemudian mempunyai pengalaman kerja di kedua aspek tersebut, niscaya skill anda akan jadi sangat bermanfaat, ibarat mempunyai senjata rahasia atau pisau bermata dua.

Apa sih syaratnya untuk menjadi Piping Engineer mungkin kita sudah pernah bahas sebelumnya. Lalu:

Apa sih syaratnya atau apa sih hal-hal yang perlu diketahui untuk bisa menjadi seorang Pipeline Engineer?

Pipeline Engineer terbagi dua bagian, yaitu:

1. Offshore Pipeline Engineering
2. Onshore Pipeline Engineering

Sekarang, mungkin kita bisa mulai dengan Offshore Pipeline Engineering.

———————— &&&&&&&&& ——————————————————————

Sebagaimana namanya, maka Offshore Pipeline Engineering adalah suatu sistim pemipaan yang berlokasi di Offshore, dan lebih tepatnya lagi berlokasi dibawah laut, diatas seabed.

Seperti halnya di Onshore Piping System, maka di Offshore Pipeline juga dikenal dengan Flowline yang terdapat didasar laut yang menghubungkan sumur-sumur minyak ataupun gas untuk kemudian dialirkan ke permukaan laut menuju Platform.

Dari Platform, biasanya akanada pipa lain yang akan mengalirkan hasil produknya ke daratan, melalui jaringan pipa bawah laut, yang kadang disebut juga dengan Offshore Trunk Line.

Code and Specifications:

1. API RP 1111: Design, Construction, Operation and Maintenance of Offshore Hydrocarbon Pipelines
2. ASME B31.8: Gas Transmission and Distribustion Piping Systems
3. ASME B31.4: Liquid Transportation Systems for Hydrocarbons, Liquid Petroleum Gas, Anhydrous Ammonia, and Alcohols
4. DNV 1981: Rules For Submarine Pipeline Systems
5. DNV RP E-305: On-Bottom Stability Design of Submarine Pipelines
6. DNV Guidelines 14: Free Spanning Pipelines
7. DNV RP-F103: Cathodic Protection of Submarine Pipeline by Galvanic Anodes
8. dan lain sebagainya:

Pipeline Design

Didalam melakukan perhitungan Design dari pipeline system, maka hal-hal berikut ini perlu dilakukan analisa:

1. Pipeline Sizing
2. Pipeline Route Selection
3. Pipeline Wall Thickness Design
4. Pipeline Internal and External Corrosion Coating Design
5. Pipeline Crossing Design
6. Pipeline Trenches for buried pipeline section
7. Cathodic Protection design for pipelines
8. Installation and Tie-in method
9. Pipelien Stability under installation, testing and operational conditions (concrete weight coating)
10. Pipeline Mechanical design including stresses and expansion
11. Pipeline Spanning
12. Upheaval and Lateral Buckling
13. Pipeline Shore approach design
14. Pipeline expansion spool flexibility analysis

Didalam melakukan design, perlu juga dilakukan assessment terhadap pengaruh dari lingkungan (environtment analysis) terhadap pipeline system, dengan menggunakan beberapa scenario seperti Flooded Scenario, Hydrostatic test scenarion dan Operational Scenario.

Disamping itu, ketika melakukan pipeline routing, maka sangat diperlukan untuk memilih lokasi pipeline yang aman dan terhindar dari benturan dengan existing structures, platform, dirlling rig, daerah anchor kapa laut, dan juga tak kalah penting memperhatikan contur dan feature dari permukaan dasar laut atau seabed.

Dalam hal menentukan diameter dari pipeline, maka harus dilakukan berdasarkan Hydraulic and Thermal analysis.

Ketebalan pipa (wall thickness) dipilih berdasarkan Internal Design Pressure, dan kemudian harus dicheck terhadap collaps, buckling initiation dan buckling propagation akibat tekanan dan gaya luar. Terkahir, pipeline wall thickness mesti di check juga terhadap stress pada saat installasi.

Colaps and Buckling Analysis harus dilakukan pada kondisi installasi dan operasi dengan mengunakan “worst case load conditions”, dengan juga memperhatikan dan menggunakan worst case dari kedalaman laut termasuk ketinggian gelombang pada permukaan.

Setelah itu, perlu dihitung Spanning Analysis untuk mengetahui kondisi aman pipeline terbentang tanpa support (allowable free span lengths) sekaligus mengetahui keamanan pipeline dalam keadaan diberi beban kombinasi.

Kriteria yang digunakan:

• Static Span stress criteria
• Vortex shedding criteria
• Euler Buckling criteria

Pipeline yang terletak dan terbaring diatas permukaan dasar laut haruslah diperiksa kestabilannya mengingat kondisi dibawah laut adalah bervariasi, terutama akibat aliran arus bawah laut, baik ayng vertikal maupun horizontal.

Analysa ini disebut juga dengan On-Bottom Stability Analysis.

Mengingat kondisi air laut, maka Pipeline perlu dilindungi dari perbagai gangguan lur dengan menggunakan kombinasi antara Coatings dan Cathodic Protection.

Pada saat pipeline mulai mendekati pantai (shore approach), maka perlu juga didisain metode yang akan digunakan, yang umumnyabisa berbentuk trenching dan backfilling disepanjang pantai.

Terkahir, pada bagian ujung pipeline yang muncul di daratan,maka perlu dilakukan perhitungan longitudinal expansion of pipeline pada saat operasi dan hydrostatic test. Ini disebut Pipeline End Expansion Analysis.

Ahli bor sumur CV rezca

melayani bor sumur mesin ,pipa ledeng ,stross melayani surabaya dan skitarnya dan bisa luar kota hub,0317532201,087805865519 hubungi agung

Catatan : Tulisan ini merupakan kutipan dari API RP 520 Sizing, Selection, and Installation of Pressure-relieving Devices in Refineries, Part II—Installation. Jika ada kesalahan dalam penerjemahan yang dapat menyebabkan misinterpretasi, mohon dikoreksi. Foto sekedar ilustrasi, belum tentu menunjukkan hal sebenarnya.

UMUM

Instalasi discharge piping mesti disediakan untuk kelayakan kinerja PRD dan drainase (sistem free-draining lebih dipillih). Perhatian perlu diberikan terhadap tipe sistem discharge yang digunakan, back pressure pada PRD, dan hubungan set pressure di dalam sistem.
Auto-refrigeration selama discharge dapat mendinginkan outlet PRD dan discharge piping ke kondisi brittle fracture. Desain piping, termasuk material, perlu mempertimbangkan discharge temperature.

BATASAN BACK PRESSURE DAN MEN-SIZE PIPA

Desain discharge piping mesti mempertimbangkan pengaruh dari superimposed dan built-up back pressure terhadap karakteristik operasi PRD. Discharge piping mesti didesain sedemikian rupa sehingga backpressure tidak melebihi nilai yang diperbolehkan.
Jika RD digunakan sebagai PRD tunggal dan discharge-nya ke sistem tertutup, pengaruh superimposed backpressure pada bursting pressure mesti diperhitungkan.
“Rated capacity” dari conventional, balanced, atau pop-action pilot operated PRV digunakan untuk men-size atmospheric vent piping atau discharge line dari PRV ke relief header. Common relief header piping dalam closed discharge system di-size menggunakan “required relieving capacity” dari sistem.
Untuk modulating pilot-operated PRV, discharge piping di-size dengan menggunakan “required relieving capacity” dari sistem yang diproteksi.
Untuk atmospheric vent, discharge piping, atau common relief header piping yang di-size dengan “required relieving capacity” (sistem) [menggantikan “rated capacity” (valve)], back pressure perlu dicek jika proses diubah yang dapat mempengaruhi “required relieving capacity” sistem yang diproteksi.

STRESS PADA DISCHARGE PIPING SELAMA RELEASE

Gaya reaksi dan stress yang timbul pada discharge piping umumnya tidak signifikan jika alirannya steady-state, karena perubahan tekanan dan kecepatan kecil, pada sistem tertutup. Walaupun demikian, gaya yang besar akan terjadi jika ada sudden expansion di dalam sistem atau alirannya tidak steady pada awal aktivasi PRD. Gaya reaksi yang besar juga terjadi di elbow untuk fluida 2 fasa dengan kondisi slug flow.
Desain flare header pada sistem tertutup mesti mengikuti ASME B31.3. Analisis dinamika yang cukup kompleks diperlukan untuk mendesain flare header. API 521 memberi petunjuk bagaimana mendesain flare header.

INSTALASI RD DI OUTLET PRV
RD bisa diinstal di outlet PRV untuk memproteksi PRV dari atmospheric atau downstream fluid. PRV harus didesain agar terbuka pada tekanan yang disetting, terlepas dari back pressure yang mungkin terakumulasi di antara PRV dan RD. Tinjau UG-127 di ASME Boiler and Pressure Vessel Code, Section VIII untuk kebutuhan lainnya.

Sumber: API Recommended Practice 520 Sizing, Selection, and Installation of Pressure-relieving Devices in Refineries, Part II—Installation, August 2003
Diposkan oleh M. Riva Rahman pada Selasa, Februari 09, 2010 0 komentar
PRD: INLET PIPING (2)
http://www.npl.illinois.edu/ftp/G0/sms/pictures/jlab-a20722-rupture-disc/dsc00009.jpg

Catatan : Tulisan ini merupakan kutipan dari API RP 520 Sizing, Selection, and Installation of Pressure-relieving Devices in Refineries, Part II—Installation. Jika ada kesalahan dalam penerjemahan yang dapat menyebabkan misinterpretasi, mohon dikoreksi. Foto sekedar ilustrasi, belum tentu menunjukkan hal sebenarnya.

INLET STRESS YANG TIMBUL DARI DISCHARGE REACTION FORCE

(Pemahaman pribadi: Hukum III Newton menyebutkan gaya aksi = gaya reaksi dengan arah berlawanan. Kedua gaya bekerja pada benda yang berbeda. Contoh: penembakan. Senapan memberi gaya aksi kepada peluru dengan mendorong peluru ke depan. Peluru memberi gaya reaksi dengan mendorong senapan ke belakang.)

Discharge (keluaran) PRD akan meng-impose gaya reaksi akibat flowing fluid. Gaya ini akan diteruskan ke PRD, mounting nozzle, dan supporting vessel shell yang berdekatan. Besarnya beban dan stress bergantung pada gaya reaksi dan konfigurasi sistem piping. Desainer mesti menganalisis sistem discharge untuk menentukan apakah gaya reaksi dan bending moment menyebabkan stress berlebih pada komponen sistem.
Besarnya gaya reaksi bergantung pada apakah instalasinya open atau closed discharge. Jika elbow diinstal di sistem discharge menuju vent pipe, lokasi elbow dan support-nya merupakan hal yang penting dalam menganalisis bending moment.

Penentuan Gaya Reaksi pada Open Discharge
Vapor Discharge
Persamaan berikut (metric unit) digunakan untuk compressible fluid (gas, vapor, dan steam) pada kondisi critical steady-state flow, dilepas ke atmosfer melalui elbow dan vertical discharge pipe. Gaya reaksi (F) meliputi pengaruh momentum dan static pressure.

F : gaya reaksi pada discharge point ke atmosfer (N)
W : flow (kg/s)
k = Cp/Cv pada kondisi outlet
T = temperatur (kelvin)
M = Mr
A = luas area discharge point (mm2)
P = static pressure di discharge point (barg)

Penentuan Gaya Reaksi pada Closed Discharge
PRD yang me-relief steady-state flow ke closed system biasanya tidak meneruskan gaya dan bending moment yang besar ke inlet system karena perubahan tekanan dan kecepatan di dalam closed system kecil.
Jika discharge piping memiliki sudden expansion, gaya reaksi di inlet piping akan signifikan dan perlu dihitung.

KOMBINASI RD DENGAN PRV

http://news.thomasnet.com/images/large/516/516078.jpg

RD dapat digunakan sebagai PRD tunggal, atau dikombinasikan dengan PRV (upstream maupun downstream).
Pada RD yang diinstal di antara vessel dan PRV, space antara RD dan PRV memiliki free vent, pressure gauge, trycock, atau indikator lainnya. Non-vented space dengan pressure gage tanpa alarm atau indication device lainnya tidak direkomendasikan sebagai indikator yang layak.
User perlu memperhatikan, bahwa RD tidak akan pecah jika back pressure terbentuk (build up) di non-vented space (di antara RD dan PRV), yang dapat menyebabkan kebocoran di RD akibat korosi atau sebab lainnya. Hanya non-fragmenting RD yang digunakan di bawah PRV.
Untuk lower pressure, mungkin tidak semua ukuran RD tersedia, sehingga ukuran RD bisa lebih besar daripada inlet piping dan PRV.

PROCESS LATERAL TERKONEKSI KE INLET PIPING

Gambar 1. Hindari mengoneksikan process lateral ke inlet piping PRV

Process lateral umumnya tidak boleh dikoneksikan ke inlet piping. Jikoa akan dikoneksikan, diperlukan analisis cermat untuk memastikan pressure drop di inlet PRV tidak berlebih pada kondisi simultan (rated flow melalui PRV dan maximum flow melalui process lateral).


Sumber: API Recommended Practice 520 Sizing, Selection, and Installation of Pressure-relieving Devices in Refineries, Part II—Installation, August 2003

KANDUNGAN CRUDE OIL
OILFIELD PROCESSING (CRUDE OIL)




Crude oil merupakan campuran yang kompleks, terdiri dari banyak senyawa kimia, sehingga lebih sering digambarkan dengan karakteristik keseluruhan atau rata-rata, misalnya densitas (oAPI), kurva distilasi (rentang titik didih), dan lainnya, dibandingkan dengan fraksi mol atau fraksi berat masing-masing komponennya.

Komponen crude oil bervariasi, sangat lebar. Mulai dari minyak berat (mendekati padatan) yang tenggelam dalam air hingga material yang penampilannya menyerupai minyak tanah atau bensin. Lebarnya rentang variasi ini menyebabkan proses pengolahannya pun lebih kompleks.

Crude oil dari kepala sumur umumnya mengandung air terproduksi. Crude oil merupakan emulsi, yaitu adanya tetesan air terproduksi yang terdispersi dalam fasa crude oil walaupun sudah melewati tahap oilfield processing. Air terproduksi menyebabkan kelebihan pressure drop pada pipa (gathering line) dan korosi pada peralatan proses yang terbuat dari baja karbon. Air terproduksi juga meningkatkan biaya pengaliran minyak akitbat meningkatnya pressure drop dan korosi. Air terproduksi mesti dipisahkan dari crude oil.

Komponen utama crude oil adalah hidrokarbon. Crude oil juga mengandung komponen-komponen lain, yaitu sulfur, nitrogen, oksigen, dan logam. Selain itu crude oil mengandung partikel koloid, basic sediment and water (BS & W), dan padatan.

Kandungan crude oil sebagai berikut :

- Hidrokarbon : parafin (rantai lurus dan rantai bercabang), nafta (alkil siklopentana dan alkil sikloheksana), dan aromatik (alkil benzena, nafta fluor aromatik, dan polinuklir aromatik).

- Gas terlarut : nitrogen dan karbon dioksida

- Senyawa sulfur : hidrogen sulfida dan merkaptan

- Senyawa nitrogen organik

- Senyawa oksigen organik

- Senyawa logam organik

- Partikel koloid : aspal, resin, dan wax

- Air (BS & W) : tawar atau asin

- Padatan : pasir, kerak dari pipa, pengotor, dan hasil korosi

Hidrokarbon

Ada tiga kelompok hidrokarbon, yaitu parafin, nafta, dan aromatik. Hampir semua senyawa dalam crude oil terdiri dari tiga kelompok ini, baik sendiri maupun kombinasi.

Parafin berantai lurus (normal parafin) dari C1 hingga C33 ditemukan berada dalam crude oil. Wax merupakan alkana dengan jumlah atom C 16 hingga 20. Hidrokarbon berantai cabang ditemukan di dalam gas dan fraksi bensin (yaitu jumlah atom C 4 hingga 10).

Anggota utama nafta adalah siklopentana dan sikloheksana.

Hidrokarbon aromatik merupakan senyawa benzena dan turunannya. Senyawa aromatik memiliki nomor oktan tinggi, tetapi menyebabkan masalah kesehatan dan lingkungan. Benzena merupakan senyawa karsinogen. Aromatik memiliki smoke point rendah.

Senyawa Sulfur

Senyawa sulfur terdapat di dalam crude oil, walaupun beberapa jenis crude oil kandungan senyawa sulfurnya rendah. Senyawa sulfur dalam crude oil terdiri dari H2S, merkaptan (alifatik dan aromatik), sulfida (alifatik dan siklik), disulfida (alifatik dan aromatik), polisulfida, thiopene dan homolog. Senyawa sulfur merupakan senyawa “beracun” bagi katalis proses pengilangan dan peralatan pengilangan. Senyawa sulfur teroksidasi menjadi sulfur dioksida, senyawa polutan di udara ambien. Crude oil dengan kandungan sulfur tinggi mahal untuk diproses. Masalah utama adalah mencapai batas sulfur pada produk pengilangan dan sesuai dengan peraturan di bidang lingkungan.

Crude oil disebut sour jika memiliki kandungan H2S dengan konsentrasi lebih dari 3.700 ppmv. H2S tergolong senyawa toksik. Senyawa sulfur volatil seperti H2S dan merkaptan yang memiliki Mr rendah disisihkan di oilfield processing.

Senyawa Nitrogen

Senyawa nitrogen terdapat dalam crude oil dalam konsentrasi yang relatif rendah, umumnya kurang dari 0,1 persen-berat sebagai N2. Senyawa nitrogen yang mungkin terdapat dalam crude oil adalah piridin, kuinolin, isokuinolin, akridin, pirol, indol, karbazol, dan porfirin. Senyawa nitrogen meracuni katalis pada proses pengilangan.

Senyawa Oksigen

Senyawa oksigen yang terdapat dalam crude oil dapat bersifat asam dan tidak asam. Senyawa oksigen yang bersifat asam adalah asam karboksilat (lurus dan bercabang), asam naftenat (monosiklik, bisiklik, dan polinuklir), asam aromatik (dasar, binuklir, dan polinuklir), fenol, dan kresol. Senyawa oksigen yang tidak bersifat asam adalah ester, amida, keton, benzofuran, dan dibenzofuran. Sebagian besar senyawa oksigen adalah asam organik yang dapat disisihkan dengan netralisasi.

Senyawa Logam

Ada dua kelompok senyawa logam yang terdapat dalam crude oil. Kelompok pertama adalah logam ringan dengan kandungan utama natrium, disusul kalsium dan magnesium. Kelompok kedua adalah logam yang lebih berat, yaitu vanadium, nikel, kobal, dan besi. Vanadium dan nikel meracuni katalis pada proses catalytic cracking, menyebabkan peningkatan pembentukan coke dan hidrogen.

Partikulat

Crude oil lebih tepat dipandang sebagai sistem koloid daripada larutan homogen. Partikel padatan yang tersuspensi adalah aspal dan resin. Aspal mengandung senyawa polisiklik yang tidak larut dalam pelarut parafin (seperti n-pentana), tetapi larut dalam pelarut aromatik. Normal parafin memflokulasi aspal dari crude oil. Sedangkan resin mengandung senyawa poliksiklik yang tidak larut dalam crude oil, tetapi larut dalam n-parafin; resin tidak terflokulasi.

Partikel aspal lebih besar daripada resin (10-35 nm), biasanya mengandung senyawa oksigen dan sulfur, garam organik dan anorganik, dan porfirin (juga logam). Partikel resin lebih kecil (<10>

Aspal dan resin menggumpal baik sendiri maupun bersama-sama menjadi partikel koloid (sekitar 1 µm). Aspal dan resin berpengaruh terhadap kestabilan emulsi di oilfield processing. Keduanya juga dapat menyebabkan foaming.

Wax

Wax merupakan n-parafin dengan C16 hingga C20. Titik lelehnya di atas suhu kamar. Wax murni merupakan padatan putih, tetapi dapat juga berupa pasta, bergantung pada komposisi atau keberadaan liquid oil. Endapan wax menyebabkan pressure drop berlebih pada pipa (flow line). Jika wax mengkristal pada flow line, pipa dapat tersumbat sehingga aliran fluida tidak lancar. Faktor yang dapat menyebabkan endapan wax antara lain rendahnya temperatur crude oil. Fenomena ini dapat diprediksi dengan tes pour-point (ANSI/ASTM D 97).


NORM

NORM merupakan singkatan dari naturally occuring radioactive materials. Uranium dan thorium terdapat pada batuan dan tanah di kulit bumi. Sumber utama NORM adalah U-238. Air bawah tanah dapat melarutkan garam radium (misalnya RaCl2) dan membawanya ke permukaan. “Induk” radium adalah U-238 dan Th-232 yang kelarutan dalam airnya rendah sehingga tertinggal di formasi.

Radium terpresipitasi dengan barium dan strontium sulfat membentuk kerak (scale). Kerak radioaktif dapat mengkontaminasi downhole tubing, peralatan proses di permukaan, dan peralatan transpor, termasuk sludge dari pigging. Peralatan yang juga terkontaminasi adalah sludge pit, filter, peralatan injeksi air terproduksi, dan lainnya.


Arsen dan Raksa

Arsen dan raksa merupakan dua unsur yang dapat menyebabkan masalah pada industri gas. Keduanya dapat menyebabkan korosi dan teracuninya katalis.

Sumber : Oilfield Processing, Volume Two : Crude Oil, Francis S. Manning and Richard E. Thompson, Pennwell Books, Oklahoma, 1995

pIPA : PRE-COMMISSIONING (1)

http://www.pipelineengineering.com/engineeredsolutions.php


Setelah instalasi, pipa menjalani tahap pengetesan dan commissioning. Bermacam prosedur perlu ditempuh untuk pengetesan dan commissioning. Setelah itu pipa siap dioperasikan untuk menyalurkan fluida. Ketika tekanan di dalam reservoir minyak/gas menurun seiring waktu, komposisi fluida (water cut dan rasio gas-liquid) berubah. Flow assurance menjadi esensial. Operasi pigging dilaksanakan untuk membersihkan pipa dan mengidentifikasi kerusakan pipa. Hal yang akan diuraikan di sini adalah pengetesan dan commissioning.


1. Pendahuluan

Sejak fabrikasi hingga startup, sistem perpipaan menjalani serangkaian tes. Beberapa di antaranya, seperti Factory Acceptance Test (FAT), dilakukan di darat (onshore) untuk komponen individu pipa. FAT terdiri dari inspeksi, pengetesan, dan pelaporan sistem mengacu pada gambar, spesifikasi, dan kebutuhan yang tercantum dalam kontrak. Beberapa tes, seperti hydrotest, dilakukan di laut (offshore) untuk sebagian atau seluruh sistem perpipaan. Hydrotest dilaksanakan untuk memeriksa kekuatan mekanik sistem perpipaan dan integritas koneksinya. Hydrotest merupakan salah satu dari aktivitas pre-commissioning. Pre-commissioning dilakukan setelah pipa terinstal dan semua tie-in lengkap untuk menilai integritas keseluruhan, menilai sistem siap untuk commissioning dan startup, mengkonfirmasi keselamatan personil dan lingkungan, dan mengkonfirmasi kontrol operasional sistem perpipaan.

Kenapa tes-tes tersebut penting untuk pipa bawah laut? Sistem perpipaan bawah laut terdiri dari perpipaan dan riser. Jumper digunakan untuk menyambung perpipaan dengan riser. Jumper merupakan bagian dari pipa yang rigid atau fleksibel. Jumper menghubungkan pipa dan riser menggunakan konektor dan PLET (Pipeline End Termination). PLET digunakan untuk men-support konektor pipa dan/atau valve. Di bawah laut, pipa dihubungkan ke manifold atau sumur dengan jumper.

Gambar skema sistem pipa bawah laut tipikal

Ketika pipa bawah laut selesai diinstal, termasuk beraneka ragam sambungan di sepanjang pipa, perlu dicek apakah ada kebocoran. Selain itu perlu dicek pula kekuatan mekanik pipa berdasarkan tekanan desain dan tingkat keselamatan. Selama pengangkutan dan instalasi, pipa mungkin mengalami kerusakan, dan kekuatan mekaniknya tereduksi. Jika sambungan-sambungan pipa tidak baik, kebocoran dapat terjadi pada tekanan tinggi. Masalah-masalah potensial tersebut perlu dideteksi agar tidak terjadi kecelakaan operasional yang dapat menimbulkan dampak pada keselamatan dan lingkungan.

Sebelum digunakan, pipa mesti dibersihkan. Selama fabrikasi dan instalasi, serpihan (debris) kemungkinan tertinggal di dalam pipa. Jika serpihan ini tidak disisihkan, ia dapat menyumbat dan merusak valve dan choke. Dimensi internal pipa dan integritas internal juga perlu dicek. Misalnya, tidak ada deformasi pipa yang terjadi selama instalasi. Jika terdapat deformasi, pig tidak akan bisa melewati bagian yang terdeformasi tersebut.

Pre-commissioning terdiri dari aktivitas-aktivitas berikut :

. Flooding

. Pembersihan dan gauging

. Hydrotest

. Tes kebocoran


2. Flooding, Pembersihan, dan Gauging

Setelah peletakan pipa, perlu diverifikasi apakah bagian dalam pipa bersih, bebas dari serpihan, dan dapat beroperasi pada tekanan desain. Caranya adalah melakukan flooding dengan fluida yang sudah diolah dan meluncurkan cleaning pig untuk membersihkan serpihan, diikuti gauging pig. Cleaning dan gauging dapat dilakukan oleh satu buah pig.

Tujuan utama operasi flooding, pembersihan, dan gauging adalah :

* mengisi pipa dengan pressure testing medium
* memverifikasi kebersihan pipa
* memverifikasi integritas pipa dengan gauging untuk memastikan tidak ada bagian yang bengkok atau rusak

Pipa mesti diisi dengan air bersih. Padatan tersuspensi yang ukurannya di atas spesifikasi (50–100 mikron), disisihkan dengan filter. Alat pengukur yang akurat digunakan untuk mengukur jumlah air yang diinjeksikan ke dalam pipa. Mengetahui jumlah air yang diinjeksi merupakan hal penting untuk mendeteksi kebocoran. Bahan kimia, seperti biocide, biasanya diinjeksi ke dalam air uji dengan konsentrasi tertentu. Jika air uji berada di pipa dalam waktu cukup lama, corrosion inhibitor ditambahkan ke dalam pipa untuk melindungi pipa dari korosi. Semua bahan kimia yang diinjeksikan mesti compatible dengan air sehingga tidak ada padatan yang terbentuk di dalam pipa.

Ketika filling pipa, serangkaian pig (pig train), dipisahkan oleh slug fluida, akan melewati pipa dengan kecepatan minimum, sekitar 3 – 6 mil per jam. Pig train terdiri dari cleaning pig dan gauging pig. Pilihan terbaik untuk cleaning pig adalah pigs with discs, conical cups, spring mounted brushes, dan bypass ports. Gauging pig digunakan untuk menentukan apakah terdapat reduksi / kerusakan yang tidak dapat diterima pada pipa. Gauging pig konvensional adalah pig tipe cup dengan aluminium gauging plate.

Gambar di bawah menampilkan tipikal flooding, pembersihan, dan gauging pig train.

Gambar pig train untuk flooding, pembersihan, dan gauging


Sumber : Offshore Pipelines, Boyun Guo, Shanhong Song, Jacob Chacko, Ali Ghalambor, Gulf Professional Publishing, Oxford, 2005