Dfki 2.docx

4.1

Data Perancangan

Panjang vessel keseluruhan L : 192.58 in Panjang silinder

: 163.58 in

Kapasitas bejana

: 8.25 m3 = 503580 in3

Tekanan operasi

: 125 psi

Temperature operasi

: 600 0F

Zona gempa

:2

Diameter Opening

: 16 in

Kecepatan angin

: 54 km/jam (Sumber. BMG)

Faktor korosi

: 1/16

Udara pada kondisi operasi (tekanan 125 psi dan temperatur 600 0F) Fasanya berupa gas. Diameter dalam (Di) bejana ditentukan dengan persamaan berikut:

𝐿=

4𝑉 𝜋𝐷2

Dimana L : Panjang silinder + 2/3 panjang head tanpa skirt = 192.58 in (192.58−163.58)

L : 192.58 +( (

2

V : Volume bejana = 503580 Di : Diameter dalam bejana Diameter dalam bejana (Di) 4𝑣

𝐷𝑖 = √𝐿𝜋 (4)(503580)

𝐷𝑖 = √

(173.24)𝜋 2014320

𝐷𝑖 = √

544.46

𝐷𝑖 = √3699.61 𝐷𝑖 = 60.82 𝑖𝑛

) 2/3) = 173.24 in

4.2

Tekanan Desain

Tekanan desain (Pd) dirumuskan sebagai berikut: Pd = Po + a + static head di mana Po = Tekanan operasi a = 0,1Po (Henry H. Bednar, P.E, Pressure Vessel Design handbook) = 12,5 psi Tekanan operasi bejana tekan didesain sebesar 125 psi dengan pertimbangan bahwa tekanan kerja alat-alat pneumatik yang digunakan sekitar 8 bar. Untuk menentukan harga static head maka diasumsikan isi dari vessel adalah gas ideal, sehingga akan diperoleh harga R udara pada kondisi kritis = 0,3704 psi.ft3/lbm.R. Maka bisa ditentukan densitas gas ideal sebagai berikut: ρgas ideal = =

𝑃𝑜 (𝑅𝑇)

dimana T = temperatur operasi = 600 F = 252,44 R 125

(0,3704 . 252,44)

= 1,339 lbm/ft3 Static head = ρ.g.H = 1,339. 32,2 . 192,58/12 = 691,92 lbf/ft2 = 4,80 psi Jadi tekan desainnya dapat ditentukan, P = Po + a + static head, a = 0,1 Po=12,5 psi = 125 psi + 12,5 psi + 4,80 psi = 142.3 psi 4.3

Temperatur Desain

Temperatur desain adalah temperatur maksimal yang diperbolehkan dalam desain yang harganya harus lebih rendah dari temperatur ijin rata-rata kondisi operasi material dinding bejana. Temperatur desain (Td) dapat ditentukan dengan persamaan berikut: d = To + 50 0F Dimana To adalah temperatur operasi 600 OF Td = 600 0F + 50 0F = 650 0F

4.4 Perhitungan Ketebalan Shell dan Head 4.4.1 Berdasarkan Tekanan Dalam A. Tebal shell Material shell adalah baja karbon SA 455 dengan tegangan ijin maksimum pada suhu 6500F adalah 18300 psi. Dan diketahui data perhitungan sebagai berikut: - Tekanan desain Pd = 142,3 psi - Jari-jari dalam R = 30,41 in - Diameter dalam D = 60,82 in - Joint effisiensi E = 0,85 (pengelasan type 1 kategori A tanpa radiograpic test)

Gambar 4.1 Shell Ketebalan minimum shell silinder berdasarkan circumferential stress (pada sambungan arah memanjang

𝑡=

𝑡= 𝑡= 𝑡=

𝑃𝑑 𝑅 𝑆𝐸−0,6 P

(142,3) ( 30,41) (18300)(0,85)−(0,6)(142,3) 4327,34 15555−85,38 4327,34 15469,62

𝑡 = 0, 27in

Ketebalan shell berdasarkan longitudinal stress (pada sambungan arah melingkar)

𝑡= 𝑡= 𝑡= 𝑡=

𝑃𝑑 𝑅 2𝑆𝐸+0,4 P (142,3) ( 30,41) (2)(18300)(0,85)+(0,4)(142,3) 4327,34 31110−56.92 4327,34 31166,92

𝑡 = 0, 138 in Karena ketebalan berdasarkan circumferencial stress (t = 0,27 in) lebih besar dari ketebalan berdasarkan longitudinal sress (t = 0,138 in) maka dipilih ketebalan shell berdasarkan tekanan dalam sebesar 0,27 in. B. Tebal head Dari tabel material ASME Section II Part D didapatkan tegangan ijin maksimum SA 455 pada suhu 650oF adalah 18300 psi. Asumsi D/2h adalah 2.0 (Tabel UG-27 ASME).

Sehingga ketebalan head dapat ditentukan berdasarkan persamaan pada ASME UG-32(d)

𝑡=

𝑃𝑑 𝐷 2𝑆𝐸 + 0,2 P

𝑡=

8620,53 36600 + 28,46

𝑡=

8620,53 (2)(18300) + (0,2)(142,3)