BAB IV ANALISA, HASIL SIMULASI DAN DISKUSI
4.1 Pemodelan Sistem Perpipaan pada Isometrik dan CAESAR II
Pembuatan model berdasarkan jalur perpipaan yang diambil atau diteliti untuk diproses ke dalam CAESAR II. Jalur perpipaan yang akan dimodelkan
adalah jalur sistem perpipaan pada Water Tower Systemdi salah satu perusahaan minyak kelapa sawit di Tebing Tinggi, Sumatera Utara. Analisa dilakukan dengan
cara memodelkan sistem perpipaan yang terlihat pada gambar isometrik pipa ke dalam software CAESAR II seperti terlihat pada gambar 4.1.
Bentuk isometrik pada sistem perpipaan ini dibuat untuk melihat secara keseluruhan bentuk dari sistem perpipaan yang akan dianalisa,dimana bentuk
isometrik ini telah menggambarkan rooting sistem perpipaan untuk pipa Water Tower System atau penyuplai air ke dalam ketel. Gambar isometrik ini
mempermudah dalam melakukan analisa dan pemodelan bentuk sistem perpipaan. Dengan memasukkan data – data yang didapat dilapangan dan memasukkan
parameter- parameter perhitungan tegangan yang digunakan, dimana parameter untuk beban diperoleh dengan memasukkan jenis pipa dan jenis fluida yang
merupakan pembebanan berat.
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Desain Isometrik Sistem Perpipaan Water Tower System
Gambar 4.1.Bentuk IsometrikSistem Perpipaan Water Tower System
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Pemodelan instalasi perpipaan yang dilakuan dapat dilihat seperti berikut : 1. Membuat file baru di CESAR II.
Klik file-new, maka akan tampil kotak seperti dibawah ini. Masukkan nama file kemudian tentukan folder penempatan file tersebut, lalu tekan OK.Kotak
Penulisan Nama Kalkulasi pada awal dimulainya proses pemasukan data.
Gambar 4.2 Pembuatan File Baru 2. Menampilkan Satuan yang Digunakan
CAESAR II 5.10 akan menampilkan kotak yang merupakan data satuan yang digunakan di CAESAR II 5.10. kemudian Tekan OK untuk proses selanjutnya.
Gambar 4.3 Kotak Standard Satuan yang digunakan di CAESAR II
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Data yang ditampilkan dapat dirubah kedalam bentuk satuan lain yang diinginkan. Hal ini dapat mempermudah dalam penyamaan satuan – satuan
untuk nilai tegangan yang dihasilkan melalui analisa software terhadap satuan nilai tegangan bahan yang dipakai pada sistem perpipaan.
3. Penentuan Node dan Panjang Pipa Selanjutnya adalah proses pemasukan data, yang pertama adalah
memasukkan nilai node pertama elemen 10-20 beserta dengan dimensi yaitu 2 m pada kolom DX. Interval node yang digunakan dalam pemodelan ini
sebesar 10, dengan pemakain node khusus seperti node 25,26 dan seterusnya bisa digunakan untuk pemodelan equipment – equipment tambahan.
Gambar 4.4 Kotak Penulisan Nodedan Panjang Pipa Selanjutnya memasukkan data-data dari pipa diameter, schedule,, data
temperatur dan tekanan. Pada kasus ini menggunakan pipa 6” 16.83cm, ketebalan 7.12 mm, schedule 40,serta tidak mempunyai insulasi. Kemudian
memasukkan data temperatur dan tekanan jika ada. Nilai tekanan dalam keadaan normal untuk fluida air yang digunakan pada temperature 35
C dengan nilai toleransi pipa 12.5 .
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Selanjutnya memasukkan data material pipa. CAESAR II akan secara otomatis memasukkan nilaiModulus Elastisitas dan Poisson’s Ratiosesuai jenis material
pipa yang dipilih. Dalam kasus ini menggunakan pipa High Carbon jenis A53B.Fluid density untuk fluida air adalah 0.000994 kgcm
3
.Hasil pemodelan pipa lurus dan spesifikasinya ditunjukkan pada gambar 4.5.
Gambar 4.5 Pemodelan Pipa Lurus serta Data Sifat Karakteristik Material Pipa Kemudian menentukan ASME code.Karena fluida yang dialirkan adalah Air
Water maka digunakan ASME Code B31.3 dalam kasus ini.
Gambar 4.6 Kotak Penulisan Data Code yang digunakan
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
4. Pembuatan Tumpuan support Proses pembuatan tumpuan sebagai permulaan dari kalkulasi piping stress
maka umumnya digunakan Anchor sebagai support diawal dan diakhir dari jalur pipa.
Gambar 4.7 Pemodelan Tumpuan Jenis Anchor
5. Pembuatan Sambungan flange Jenis dari sambungan yang digunakan dalam sistem perpipaan Water
TowerSystemadalah Flange dengan class 150 yang telah disesuaikan dengan dimensi dan jenis pipa yang digunakan. Jenis dan spesifikasi dari flange ini
bisa dilihat pada tabel flange yang telah dilampirkan.
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
..
Gambar 4.8 Pemodelan flange
6. Pembuatan Katup Valve Pembuatan katup dengan jenis gate valvepada node 70-80, hasil
pemodelan gate valve dapat dilihat pada gambar 4.9. jenis valve yang digunakan merupakan jenis gate valve yang dipakai pada sistem perpipaan
pada perusahaan pabrik kelapa sawit.
Gambar 4.9 Pemodelan Gate Valve
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
7. Pembuatan Bengkokan bendelbow Node 20-30 adalah pembuatan bengkokan dengan jenis elbow 90
, hasil pemodelan elbow dapat dilihat pada gambar 4.10.
Gambar 4.10 Pemodelan pembuatan elbow
8. Pembuatan Penumpu Vertikal Penumpu vertical yang digunakan untuk menumpu pipa disepanjang sistem
adalah penumpu dengan jenis y +, yang berarti pipa hanya tertahan pergeseranya dalam arah y atau vertical.
Gambar 4.11Pemodelan Penumpu support
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Proses pembuatan sistem perpipaan ini, pembuatan tiap-tiap pemodelan dilakukan dalam arah sumbu X,Y,Z yang merupakan arah dari proyeksi bentuk
sistem dalam bentuk 3D atau tiga dimensi. Secara keseluruhan dapat dituliskan sebagai berikut :
Node 10-20, 100-120 DX 200 mm, , Node 20-30,120-130,160-170, DX 100 mm
Node 180-190 DX 40 cm Node 170-180, DX 10 cm, pembuatan sambungan Flange
Node 20,100,110,150 penumpu y + 10,190 penumpu Anchor
Node 99-98,119-118, 159-158 DX , elbow 90 Node 40-50,60-70 ,80,90 DY 10 cm. sambungan atau flange
dengan radius 22.860
Node 130-140 DZ 10cm, sambungan atau flange Node 30-40 DY 100mm , 50-60 DY 600 mm panjang pipa
Node 90-100, , DY 230 mm panjang pipa Node 120-130, DZ 100 mm panjang pipa
Node 140-150, DZ 50 mm,Node 150-160, DZ 150 mm,
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Hasilpemodelansistem perpipaan dari CAESAR II yang akan dianalisa dalam hal ini dapat dilihat secara keseluruhan pada gambar 4.12.
Gambar 4.12Hasil Keseluruhan Model Input Data di CAESAR II Setelah model dibuat, maka langkah berikutnya untuk melakukan static analysis
adalah dengan melakukan proses yang disebut dengan “error checking”. Ketika icon error checking telah di tekan maka CAESAR II akan melakukan
pemeriksaan terhadap input dan semua data yang telah di-input sebelumnya.
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Gambar 4.13Input Error Checking Pada Menu Bar
Hasil dari error checking adalah sebagai berikut : o
Warning :Jika dianggap kesalahan yang ditemukan tidaklah berbahaya dalam arti tidak mengakibatkan kesalahan fatal dalam hitungan.
o Fatal Error :Jika kesalahan inputan sedemikian besar dan dikhawatirkan
hasil perhitungan akan sangat menyimpang dari code dan satndard yang digunakan.
Pada kasus ini tidak terdapat warning ataupun fatal error.
Gambar 4.14 Hasil Output Error Checking Batch Run
Error Checking
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Untuk analisa statis kita harus menentukan beban yang terjadi dalam sistem perpipaan, dalam sistem perpipaan dikelompokkan menjadi tiga beban utama,
yaitu :
1. Sustained Load
2. Thermal Load Expansion Load
3. Occasional Load
Untuk kasus ini kita ingin menganalisa pada keadaan Sustained Load.
Gambar 4.15Analisa pada Keadaan Beban Statis
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
4.2 Hasil Analisa dengan Menggunakan Software CAESAR IIv 5.10
Kategori