Perancangan Dan Kakulasi Bahan Sebuah Tangki CPO Dengan Kapasitas 2500 Ton Yang Dipakai Pada Pabrik Kelapa Sawit
KARYA AKHIR
PERANCANGAN DAN KALKULASI BAHAN SEBUAH
TANGKI CPO DENGAN KAPASITAS 2.500 TON
YANG DIPAKAI PADA PABRIK KELAPA SAWIT
Disusun Oleh: SURYA ALAM SIREGAR
NIM : 035202020
KARYA AKHIR YANG DIAJUKAN
UNTUK MEMENUHI PERSYARATAN MEMPEROLEH GELAR SARJANA SAINS TERAPAN
PROGRAM STUDI TEKNOLOGI MEKANIK INDUSTRI
PROGRAM DIPLOMA IV
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
M E D A N
(2)
KATA PENGANTAR
Syukur alhamdulillah kepada Allah S.W.T atas rahmat dan hidayah-Nya, akhirnya saya dapat menyelesaikan Karya Akhir saya yang berjudul “
PERANCANGAN DAN KALKULASI BAHAN SEBUAH TANGKI CPO DENGAN KAPASITAS 2.500 TON YANG DIPAKAI PADA PABRIK KELAPA SAWIT”.
Karya Akhir ini merupakan salah satu syarat yang harus dipenuhi untuk menyelesaikan program studi Teknologi Mekanik Industri (D-IV) di Departemen Teknik Mesin Universitas Sumatera Utara.
Dalam menyelesaikan Karya Akhir ini, saya ingin mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada :
1. Bapak Ir. Alfian Hamsi, MSc, selaku Ketua Departemen Teknik Mesin Universitas Sumatera Utara dan pembimbing dalam karya akhir ini.
2. Bapak J. Marbun Yang telah mengijinkan Penulis melakukan Survei karya akhir di PKS GMPOM PT.PP London Sumatera Indonesia Tbk.
3. Seluruh Staf Pengajar Departemen Teknik Mesin Universitas Sumatera Utara. 4. Pegawai Departemen Teknik Mesin kak Is, kak Sonta, bang Syawal, bang Izhar
Fauzi, bang Yono, dan bang Rustam.
5. Kedua Orang tua dan seluruh keluarga yang saya cintai yang telah banyak memberikan perhatian, nasehat, doa dan dukungan moril maupun materil.
(3)
6. Teman-teman stambuk ’03 Amri (Gep), Koko (coco), Teguh (endut), Rudy (acong), Robby, Erwin (Tompel), Boneng, Supriadi (bo2k), Devin, Di2, Hendra, yasin, Giarman (Bang Man), Ade, serta semua pihak dan teman-teman lain yang tidak bisa namanya disebutkan satu persatu..
Akhir kata, syukur pada Allah S.W.T dan semoga Karya Akhir ini bermanfaat bagi dunia pendidikan dan bagi kita semua.
Medan, September 2007 Penulis,
Surya Alam Siregar
NIM : 035202020
(4)
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ... I
DAFTAR ISI ... iii
BAB I PENDAHULUAN ... 1
1.1.Latar Belakang ... 1
1.2.Tujuan Penulisan ... 1
1.3.Batasan Masalah ... 2
1.4.Metode Penulisan ... 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 4
2.1. Mutu CPO Pada Tangki Penyimpanan ... 4
2.2. Jenis – Jenis Tangki ... 8
2.3. Aspek Pemeliharaan ... 16
2.3.1. Pemantauan tangki ... 17
2.3.2. Pemeliharaan rutin peralatan tangki. ... 17
2.3.3. Perbaikan tangki ... 18
2.3.3.1.Plat Dinding Bocor ... 19
2.3.3.2.Plat dasar bocor... 20
2.3.3.3.Perbaikan pelat atap yang bocor ... 23
2.4. Kalibrasi ... 23
2.5. Instrumentasi... 24
BAB III PERANCANGAN TANGKI TIMBUN ... 27
3.1. Tangki Crude Palm Oil (CPO) ... 27
3.2. Data Spesifikasi Tangki Timbun ... 28
3.3. Perencanaa Tangki Timbun ... 29
3.3.1. Perencanaan Atap ( Roof ) ... 29
3.3.2. Perencanaan Dinding Tangki (Shell) ... 38
3.3.3. Perencanaan Plat Bottom ... 43
3.4. Data Spesifikasi Pipa Heater ... 44
(5)
BAB IV KALKULASI BAHAN PADA PERANCANGAN
TANGKI TIMBUN ... 47
4.1. Perhitungan Bahan Pada Tangki Timbun Untuk CPO ... 47
4.1.1. Kalkulasi bahan yang digunakan untuk atap. ... 47
4.1.2. Kalkulasi bahan yang digunakan untuk Dinding Tangki. ... 55
4.1.3. Kalkulasi bahan yang digunakan untuk Bottom. ... 58
4.1.4. Kalkulasi Bahan Pipa Heater. ... 67
4.1.5. Kalkulasi bahan kawat las pada perancangan tangki timbun. ... 74
4.1.6. Kalkulasi bahan pada profil Rafter, Girder dan Kolom. ... 79
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 84
5.1. Kesimpulan ... 84
5.2. Saran ... 86
DAFTAR PUSTAKA ... 87
LAMPIRAN A ... 89
LAMPIRAN B ... 89
LAMPIRAN C ... 89
LAMPIRAN D ... 91
LAMPIRAN E ... 91
LAMPIRAN F ... 92
LAMPIRAN G ... 93
LAMPIRAN H ... 94
LAMPIRAN I ... 94
LAMPIRAN J ... 95
(6)
BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar belakang
Kualitas minyak yang baik bermula di lapangan karena bagaimana pun juga baiknya proses di pabrik, kualitas minyak yang dihasilkan tidak dapat lebih baik dari keadaannya saat diterima di pabrik. Dan pabrik juga tidak dapat memproduksi minyak lebih banyak dari yang dikandung oleh TBS. Pabrik hanya dapat menekan sekecil mungkin perubahan kualitas dan losses selama proses. Baik dalam penyimpanan sebelum minyak Crude Palm Oil ( CPO ) dipasarkan.
Minyak sawit dan minyak inti sawit tergolong jenis minyak dapat dimakan (edible oil and fat). Sebab minyak sawit yang dihasilkan pada pengolahan di perkebunan masih dalam minyak kasar (crude oil) maka minyak tersebut tidak dapat digunakan secara langsung sebagaimana halnya dengan minyak kelapa. Minyak kasar yang disimpan dalam tangki penyimpanan maka minyak ini memerlukan proses pengolahan selanjutnya agar dapat digunakan menjadi minyak makan, proses pengolahan selanjutnya antara lain : pemurnian (refining), pemutihan (bleaching), dan lain – lain.
Minyak sawit kini merupakan minyak nabati / vegetable oil yang terpenting di dunia karena selain digunakan sebagai bahan makanan seperti minyak makan, Margarine, sabun, lilin, dan dapat juga digunakan sebagai bahan bakar yang disebut dengan Biodiesel.
(7)
Sehubungan dengan meningkatnya jumlah penduduk dunia , kebutuhan akan minyak sawit semakin meningkat oleh karena itu kegunaan tangki penyimpanan sangat dibutuhkan.
Tabel 1.1. produksi minyak kelapa sawit (CPO) di Indonesia.
Tahun Ton/Tahun
1995 4.479.670
1996 4.898.658
1997 5.380.447
1998 5.640.154
1999 6.004.899
2000 6.270.911
2001 6.550.391
(Sumber : Direktorat Jenderal Bina Produksi Perkebunan, 2002)
1.2. Tujuan Penulisan
Tujuan dari penulisan karya Akhir ini untuk mengetahui banyaknya bahan yang digunakan dalam merancang sebuah tangki penyimpanan (storage tank) pada pabrik pengolahan Crude Palm Oil (CPO) dengan kapasitas 2.500 ton. Jenis bahan yang digunakan untuk menyimpan CPO tersebut sebelum mengalami pengolahan lebih lanjut.
1.3. Batasan Masalah
Sehubungan dengan kompleksnya pembahasan masalah yang terdapat pada perancangan tangki timbun, maka penulis melakukan pembatasan terhadap pembahasan masalah dalam karya akhir ini.
(8)
1. Masalah yang dikaji hanya mengenai Tangki timbun dan tidak membahas instalasi proses pada pabrik kelapa sawit.
2. Analisa meliputi penentuan ukuran utama pada tangki timbun yaitu atap, dinding, bottom dan koil pemanas. Serta kalkulasi bahan pada bagian utama tangki yaitu atap, dinding, bottom dan koil pemanas. Dimana penulis telah melakukan survei lapangan yang dilaksanakan pada sebuah perusahaan PT.PP. London Sumatera Indonesia,Tbk. Gunung Malayu Estate. yang berlokasi di Desa Gunung Malayu, Kecamatan Bandar Pulau, Kabupaten Asahan, Sumatera Utara.
1.4 Metode Penulisan
Beberapa metode yang digunakan penulis dalam menyelesaikan karya akhir ini, dimana antara metode yang satu dengan yang lain akan sangat terkait dan saling mendukung penyelesaian karya akhir ini. Berikut terdapat beberapa metode yang telah dilaksanakan oleh penulis, antara lain:
a. Metode Survei
Penulis melaksanakan survei pada perusahaan yang dituju dan melakukan peninjauan langsung pada pabrik kelapa sawit tersebut.
b. Metode Wawancara
Penulis melakukan wawancvara tanya-jawab kepada pihak yang berkompeten pada perusahaan tersebut seputar bagian –bagian utama pada tangki timbun.
c. Studi Literatur
Untuk mendukung penyelesaian tugas akhir ini, penulis melaksanakan studi literatur seputar industri pengolahan kelapa sawit sehingga pembahasan pada karya akhir ini lebih sempurna.
(9)
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Mutu CPO Pada Tangki Penimbunan
Analisa Minyak dari tangki penimbunan sangat penting dilakukan mengingat minyak sawit yang menpunyai rantai karbon yang panjang, maka akan mudah terjadi Hidrolisa. Untuk penentuan Kualitas minyak yang disimpan dan akan dipasarkan maka dilakukan dengan pengambilan sampel, yang diambil sebanyak 200 ml dari tangki minyak dilakukan setiap pagi sebelum dimulai proses produksi selanjutnya.pengambilan sampel dilakukan dengan mempergunakan alat pengambilan sampel dan satu sampel harus diambil dari kedalam 1 Meter dari atas, satu dari tengah dan satu lagi diambil pada 1 Meter dari dasar tangki. Semua sampel harus dicampur benar – benar untuk membentuk satu sampel dari setiap tangki.
Bahan reaksi yang diperlukan untun menentukan Free Fatty Acid ( FFA ) adalah : Larutan Penolpthalein AR 1% diperoleh dengan cara menimbang 1gr Penopthalein kemudian dilarutan dalam 100 ml Ethanol. Sodium Hidroxide ( NaOH ) AR 0,1 N dan Denaturated Iso – Propanol ( IPA ). Iso Propanol digunakan sebagai bahan pelarut.
Dari penuntun Laboratorium diperoleh metode pelaksanaannya dilakukan dengan cara :
1. Timbang 5gr minyak sampai 0,0001 gr terdekat ( untuk mendapatkan hasil yang lebih akurat ) dalam labu erlenmeyer.
2. Diukur 50 ml IPA dan dimasukkan kedalam erlenmeyer kapasitas 250 ml, ditambahkan 4 tetes Penolpthalein dan dicampur dengan baik.
(10)
3. Ditambahkan / titrasi dengan 0.1 N NaOH sampai menjadi warna Jingga pucat.
4. Kemudian dipindahkan Alkohol yang telah dinetralisir kedalam labu erlenmeyer yang berisi minyak.
5. Letakkan Labu dan isinya pada hot plate dan biarkan campuran tersebut panas perlahan – lahan. Sementara itu goyang secukupnya agar minyak terdispersi menjadi bagian – bagian kecil.
6. Titrasi dengan larutan 0,1 N NaOH, goyang terus – menerus, sehingga timbul warna jingga yang akan nampak selama30 menit.
Tabel 2.1. Standar Mutu minyak kelapa sawit, minyak inti sawit dan inti sawit.
Karakteristik Minyak sawit Inti Sawit Minyak Inti
Sawit
Keterangan
Kadar Asam Lemak bebas
Kadar kotoran Kadar Zat menguap Bilangan peroksida Bilangan iodine Kadar logam ( Fe – Cu ) Lovibond Kadar minyak Kontaminasi Kadar pecah
5 % 0,5 % 0,5 % 6 meq 44 – 58 mg/g
10 ppm 3 – 4 R
- - -
3,5 % 0,02 %
7,5 % - - - - 47 %
6 % 15 %
3,5% 0,02 %
0,2 % 2,2 meq 10,5 – 18,5 mg/g
- - - - -
Maksimal Maksimal Maksimal Maksimal
- - - Maksimal Maksimal Maksimal
( Sumber : Direktorat Jenderal Perkebunan, 1989 )
Kadar air didalam minyak/lemak sangat mempengaruhi pembentukan asam lemak bebas ( Free fatty Acid ). Semakin tinggi kadar air yang terdapat didalam minyak maka kemungkinan terbentuknya asam lemak bebas juga akan semakin cepat dan dapat juga mengakibatkan terjadinya korosi pada dinding Storage Tank. Analisa kadar air dilakukan terlebih dahulu terhadap minyak sawit dengan pemanasan pada suhu 55 – 60 oC yang telah Homogen.
(11)
Analisa terhadap kadar air dilakukan dengan metode sebagai berikut : 1. Letakkan cawan bersih dalam oven selama 15 menit pada 105 o 2. Biarkan menjadi dingin dalam desicator selama ½ jam.
C.
3. Timbang cawan yang kering ini sampai 0,0001 gr terdekat ( W1 ). 4. Timbang kira – kira 20 gr + 0,1 gr dari minyak cair pada cawan. 5. Timbang cawan dan isinya sampai 0.001 gr terdekay ( W2 ). 6. Keringkan minyak dalam oven selama 6 jam pada temperatur 105o
7. Angkat cawan dan biarkan menjadi dingin dalam desicator selama ½ jam sebelum ditimbang kembali ( W3 ).
C.
Minyak sawit merupakan asam lemak yang sangat mudah terjadi Hidrolisis sehingga batas dibawah 10%. Dengan adanya asam lemak bebas akan menurunkan mutu minyak. Kadar air telah ditetapkan 0,2%, bila kadar air tinggi maka dilakukan pemanasan agar air dalam minyak dapat menguap.
Kadar kotoran menpengaruhi mutu CPO yang berdampak pada saat pemasaran hasil produksi, yaitu kotoran > 0,02% maka harga jual CPO menjadi lebih rendah, konsumen akan mengalami kesulitan dalam pengolahan lebih lanjut dan menambah kerja konsumen dan memakan waktu lebih lama.
Sebelum memasuki Storage Tank minyak melalui proses klarifikasi yang telah meminimalkan kadar kotoran yang berupa solid dan kadar air. Didalam
Storage Tank juga telah dilengkapi Steamer yang akan menpengaruhi Sg ( Spesific Gravity ) minyak. Suhu didalam Storage Tank dijaga sedemikian rupa
untuk menghindari terjadinya oksidasi, hidrolisa enzimatik maupun non enzimatik, kekentalan minyak juga semakin rendah sehingga kemungkinan kotoran untuk mengendap didalam Storage Tank lebih mudah.
(12)
Kadar kotoran dapat ditentukan dengan cara : 1. Contoh minyak di cairkan pada suhu 55 – 60 o
2. Diletakkan disaringan Fibre glass pada sebuah krusibel gooch dan guci kira – kira 10 ml hexane.
C dan homogenkan sebelum dijadikan sub sampel.
3. Keringkan kertas saringan berikut krusibel pada 105o
4. Didinginkan dalam Desicator selama ½ jam dan timbang sampai 0,0001 gr terdekat ( W2 ).
C selama 30 menit.
5. Timbang kira – kira 20 gr minyak kedalam Erlenmeyer ( W3 ).
6. Ditambah 100ml larutan panas dan goyang agar di peroleh homogenitas yang sempurna.
7. Dibiarkan selama 5 menit sampai semua larutan terlarut dapat terpisah kebawah.
8. Dituang secara hati – hati larutan tadi pada krusibel Gooch dengan mnggunakan vakum.
9. Pergunakan larutan baru untuk memimdahkan semua minyak dan benda yang tidak larut pada ktusibel Gooch dan guci dengan beberapa bagian dari 10 ml larutan sampai seluruh minyak yang telah ada terangkut keluar. 10.Bila semua larutan pencuci telah melewati saringan, lepaskan kembali
vakum.
11.Keringkan dalam Oven selama ½ jam pada 105o
12.Didinginkan dalan Desicator dan ditimbang krusibel Gooch dengan isinya ( W4 ).
(13)
2.2. Jenis – Jenis Tangki
Terdapat beberapa jenis tangki penyimpanan bertekanan rendah yang lazim digunakan dalam industri.
1. Tangki Tutup Konis Tetap ( Fixed Cone Roof Tank )
Terdapat 2 jenis tangki tutup konis tetap didasarkan atas konstruksinya, yakni :
a. Self supporting rafter
Tangki ini bertipe tutup konis tetap ( fixed cone roof tank ) dengan
penyangga tutup rafter yang mandiri. Tangki ini jenis Atmosferis, diperguankan untuk menimbun menyimpan berbagai jenis fluida dengan tekanan uap amat rendah ( mendeteksi atmosferis ), oleh sebab itu disebut tangki atmosferis. Fluida ini dapat bersifat mudah terbakar atau yang tidak berbahaya namun bernilai ekonomis cukup mahal atau kedua – duanya.
Tangki jenis ini dilengkapi dengan beberapa kelengkapan (appurtenances). Tekanan uap didalam tangki tidak boleh melebihi berat tutup.
b. Column Supported
Jenis tangki atmosferis tipe column supported ini kegunaannya sama
dengan tipe terdahulu. Bedanya anya pada bentuk pendukung atapnya yang terbuat dari pipa. Pipa penyangga ini harus diukur ketebalannya dari waktu kewaktu untuk mengetahui penipisan akibat serangan karat sebelah dalam.
(14)
2.Tangki Umbrella
Jenis tangki atmosferis tipe umbrella ini kegunaanya mirip dengan kedua tipe diatas. Bedanya adalah tutupnya yang merupakan segmen – segmen melengkung dengan titik pusat meridian di puncak tangki.
Gambar 2.1. Tangki Umbrella
3. Tangki Tutup Cembung Tetap ( dome roof )
Jenis tangki atmosferis nin lazim disebut dome roof tank karena bentuk
tutupnya yang cembung dan self supporting ( mandiri ). Kegunaannya tangki tipe
ini sama dengan tangki tutup konos tetap. Jenis tipe ini sering digunakan untuk tangki dua dinding, dimana tangki sebelah dalamnya merupakan terbuat dari pelat
stainless steel dan digunakan untuk penyimpanan gas alam cair ( suhu cryogenic
sekitar – 190oC).
(15)
4. Tangki Horizontal
Tangki ini jenis yang bertekanan rendah, dimana tekanan uap tidak melebihi 5 Psi. Digunakan untuk penyimpanan bahan kimia, penyimpanan air minum dan lain – lain.
5. Tangki Tipe Plain Hemispheroid
Tangki ini jenis bertekanan rendah dan silindris, digunakan untuk meyimpan fluida ( minyak ) yang bertekanan uap ( rvp ) sedikit dibawah 5 psi.
Gambar 2.3. Tangki Tipe Plain Hemispheroid
6. Tangki Tipe Noded Hemispheroid
Tangki nini njenis bertekanan rendah dengan fungsi penimbun fluida ( light naphtha pentane ) dengan tekanan uap tidak lebih dari 5 psi.
7. Tangkin Plain Spheroid
Tangki ini bertekanan rendah dengan kapasitas 20.000 barel.
8. Tangki tipe Nided Spheroid
Tangki ini kegunaannya mirip dengan tipe plain spheroid, hanya
(16)
9. Tangki Noded Spheroid
Tangki berukuran 80.000 barel dengan dua buah ties dan dan 3 buah truss.
10. Presuree Tank
Tangki jenis ini bertekanan uap (rvp) lebih dari 11,1 psi. Fluida yang disimpan biasanya produk minyak bumi seperti LPG, LNG. Terdapat beberapa jenis tangki penyimpanan jenis pressure tank yang lazim digunakan dalam industri.
1. Tangki Peluru ( bullet tank )
Tangki bullet sebenarnya lebih sebagai pressure vessel bentuk horizontal,
dengan volumemaksimum 2.000barel. kegunaanya untuk menyimpan LPG.
2. Tangki Bola ( spherical tank )
Tangki bola juga sebenarnya merupakan pressure vessel, mengingata
tekanan internalnya melebihi 11,1 psi. Gunanya untuk menyimpan gas yang dicairkan seperti : LPG, O2, N2
Volume tangki dapat mencapai 50.000 barel. Ketebalan tangki bola biasanya 1,5 inci atau lebih, sehingga sambungan lasnya diradiografi100% dan di
, Acertylene dan lain – lain. Agar tidak merupkan produk yang diinginkan ( refrigerated ), produk gas cair tersebut disimpan dengan
tekanan hingga mencapai 75 psi. Karena merupakan bejana tekanan maka alat penggunaannya juga lengkap seperti tingkat keamanan, manometer dan lain – lain.
Tangki bola hampir tidak pernah terletak di permukaan tanah, pada umumnya diatas kepala ( over headelevated ), menggunakan tiang – tiang
penyangga dari pipa. Tiang – tiang ini termasuk tangki bolanya, dari waktu kewaktu diperiksa ketebalannya untuk mengetahui serangan karat dari dalam.
(17)
PWHT ( Stress Reliefed / bebas teganagan internal ). Untuk menyimpan LNG
dengan suhu cryogenic ( -190o
1. Tangki tutup terapung eksternal ( external floating roof )
C), tangki bola dibuat berdinding rangkap, dimana antaradua dinding diisi dengan isolasi dingin ( polyurethane foam), dan dinding
sebelah dalam terbuat dari stainless steel.
11. Tangki Tutup Terapung
Tangki jenis ini terdapat tiga tipe yakni :
2. Tangki tutup terapung internal ( internal floating roof )
3. Tangki terapung
Tutup terapung dimaksudkan untuk meningkatkan efisiensi maupun safety
/ keselamatan. Dengan tutup terapung( dapat bergerak naik turun sesuai dengan tinggi rendah permukaan fluida / minyak bumi didalamnya), maka evaporasi dalamruang uap (vapor space ) dapat dihilangkan. Tutup terapung dapat
mengurangi terjadinya ledakan dari fluida yang memiliki potensi mengandung listrik static, seperti JP-4 atau kerosine.
Dengan tidak adanya vapor space, maka kemungkinan terbentuknya
kelembaban (moisture), mengurangi kemungkinan serangan karat sebelah dalam
pada tutup tangki jika fluida banyak mengandung belerang. Namun demikian terjadinya vapor loses / kehilngan minyak akibat penguapan tetap terjadi karen
adanya celah antara dinding dan tutup tangki, serta menguapnya lapisan minyak pada dinding yang baru saja terbuka karen turunnya tuup. Namun demikian jika dibandingkan dengan tangki jenis tutup tetap, maka kehilangan ini relatif kecil.
Tangki tutup terapung digunakan untuk menyimpan dengan tekanan uap antara 1,5 hingga 11 psi, atau produk minyak yang memerlukan perlakuan khusus.
(18)
Jenis – jenis minyak yang disimpan pada tangki tipe ini adalah minyak mentah ringan (light crude oil), komponen gasoline (gasoline blending stock), naphtha
ringan, pentane, dan beberapa bahan kimia yang mudah menguap (volatile).
Untuk tangki timbun bahan didinginkan (refrigerated) hingga -60oF, digunakan ketentuan dalam API 620 Apendix R.
Sedangkan untuk gas cair dengan suhu cryogenic (tidak lebih rendah dari -270o
1.Tangki Tutup Terapung Eksternal
F), digunakan ketentuan dalam API 620 Appendix Q. Tangki terapung digunakan untuk menimbun gas kota (metan, atau campuran gas metan dan hidro karbon lainnya). Gas ini digunakan untuk industri dan rumah tangga di perkotaan.
Terdapat tiga jenis, yakni :
A. Tangki Tutup Terapung Eksternal Tipe Nampan
Tutup terapung tangki ini berbentuk nampan yang doperkuat dengan trust rod (batang penguat), melintang tutup dan
dipertahankan kekencangannya dengan menggunakan alat pengrncang (turn buckle). Di tengah – tengah nampan terdapat
emnber pengumpul air hujan (drain sump) yang dilengkapi dengan
saringan. Air hujan disalurkan melalui sistem cerat yang fleksibel dengan menggunakan kopling Chicksan.
B. Tangki Tutup Terapung Eksternal Tipe Pontan
Disekeliling pinggir tutup dilengkapi dengan ponton berbentuk cincin. Bagian lainnya dari tutup berupa pelat tunggal atau dek. Ditengah tutup dipasang pengumpul air hujan dan pipa cerat. Dek tutup dilengkapi dengan lebih banyak batang penyangga (roof
(19)
support). Pada tipe air hujan dibiarkan masuk kedalam fluida
didalam tangki. Hal ini mudah dilakukan mengingat minyak selalu terpisah dengan air hujan. Namun kondisi ini memungkinkan terjadinya serangan karatsebelah dalam pada bagian air apa bila minyaknya banyak mengandung Chloride atau belerang.
C. Tangki Tutup Terapung Eksternal Tipe Dek ganda
Tutup tangki ini terdiri dari dua pelat dekyang tersusun dengan ronga diantaranya. Karenanya tutup ini berfungsi sebagai pelampung ukuran besar. Disini air hujan tidak disalurkan sewaktu meninggalkan tangki, namun dibiarkan masuk kedalam tangki. Penceratan air hujan relatif gampang mengingat air selalu disebelah bawah minyak.
Kondisi ini memungkinkan terjadinya serangan karat sebelah dalam tangki jika minyak bumi yang simpan di sini banyak mengandung Chlorine atau belerang. Agar tingkat kerugian akibat penguapan kandungan tangki tutup terapung tipe eksternal, minimal pada celah antara dinding dengan tutup terapung dipasang penyumbat (seal) diupayakan selalu menempel pada dinding yang
menggunakan per daun (leaf spring), pegas (coil spring) ataupun
pemberat (counter weight).
2. Tangki Tutup Terapung Internal
Terdapat beberapa tipe tangki tutup terapung internal, yakni tipe nampam (pan). Tipe sandwich metal , tipe sandwich plastik, tipe bulkhead, tipe ponton,
(20)
tipe dek ganda, dan tipe tutup diatas pelampung (roof on float). Semua tipe
tersebut berhubungan langsung dengan cairan kecuali tipe tutup atas pelampung. Tangki ini digunakan untuk menimbun fluida yang hampir tidak boleh bocor / keluar keudara luar sama sekali, dikarenakan harganya yang sangat mahal, atau menyebabkan polusi udara (beracun),atau sangat mudah terbakar.
3. Tangki Terapung
Tangki ini termasuk yang tertua dari jenisnya dan telah digunakan di Indonesia sebagai penimbun gas kota untuk kepentingan industri dan rumah tangga di perkotaan. Gas yang dikonsumsi biasanya gas metan dan campuran gas hidro karbon lainnya. Karena sifat yang mengapung, maka tipe ini sangat efisien karena tidak ada kebocoran gas sama sekali.
12. Tangki Dinding Ganda ( double wall tank)
Tangki ini khusus untik gas cair yang bersuhu cryogenic (hingga190oC). tangki sebelah dalam terbuat dari pelat stainless steel yang tahan suhu sangat
dingin, sedangkan tangki sebelah luar lebih berfungsi sebagai penguat dan sekaligus pelindung isolasi dingin.
(21)
13. Tangki Bentuk Lain
1. Tangki tanpa tutup (open roof tank)
Tangki ini biasanya digunakan untuk menyimpan air tawar atau air pendingin.
2. Tangki Kobra
Tangki kobra sebenarnya adalah tangki yang ditinggikan posisinya agar dapat digunakan untuk mendistribusikan air minum menggunakan gaya gravitasi ke tempat – tempat pengguna.
3. Tangki BawahTanah
Tangki ini banyak digunakan oleh SPBU untuk menjual BBM. Lokasi dibawah tanah dimaksudkan untuk keselamatan umum (meminimalkan risiko kebakaran / peledakan).
Gambar 2.5. Tangki BawahTanah
2.3. Aspek Pemeliharaan
Pemeliharaan tangki meliputi langkah – langkah pemantaun kondisi tangki dan lingkungannya termasuk semua pautan dan perpipaan yang terkait dengannya. Ada beberapa langkah pemeliharaan tangki adalah sebagi berikut :
(22)
2.3.1. Pemantauan tangki
Selama pengoperasiannya, tangki penyimpanan dipantau kondisi fisik dan lingkungan termasuk seluruh pautan dan perpipaan yang terkait dengannya. Gejala – gejala pengkaratan dinding,tutup dan pautan. Disamping kelengkapan tangki harus memiliki identifikasi seperti warna dindingnya untuk jenis produk yang disimpan didalamnya, dan nomor urut.
Mengingat bahwa tangki merupakan salah satu sarana pokok di bidang perminyakan, maka pemeliharaan yang baik dan teratur agar dapat memperpanjang umur pemakaian sehingga menjamin kelancaran operasi.
Untuk menghindari timbulnya karat pada tangki maka perlu dilakukan pengecatan yang tujuannya adalah untuk :
Melindungi metal dan memperpanjang umur tangki.
Menyerap atau memantulkan panas matahari untuk keperluan pemanas isi tangki.
Syarat estetika mengikuti standard dalam dunia perminyakan.
Jangka waktu untuk pengecatan tangki umunya 3 tahun sekali tetapi ini pun masih tergantung pada keadaan yang dilihat secara visual karena cat sangat dipengaruhi oleh keadaan sekitarnya.
2.3.2. Pemeliharaan rutin peralatan tangki.
Pemeliharaan ini meliputi seluruh peralatan tangki yang telah dijadwalkan pelaksanaannya agar semua peralatan tersebut tetap dalam kondisi baik dan dapat beroperasi dengan lancar.
Sebelum pekerjaan pembersihan tangki dilaksanankan maka terlebih dahulu perlu diadakan pembebasan gas yang tujuannya adalah untuk melindungi
(23)
pekerja dari pengaruh racun dan uap hidrokarbon didalam tangki. Pembebasan gas ini dapat dilakukan dengan beberapa macam cara antara lain :
o Menguapkan secara alami (natural Ventilation), yaitu dengan tiupan angin.
o Menguapkan secara mekanik (mechanical Ventilation), yaitu dengan menggunakan blower atau kompressor udara.
o Dengan uap air panas (steaming).
Disamping jangka waktu tersebut pembersihan tangki dapat juga dilaksanakan pada keadaan mendesak seperti :
o Tangki yang ada diperbaiki karena kebocoran.
o Penggantian jenis isi tangki yang ditimbun, karena kualitasnya yang tidak memenuhi syarat atau karena hal lain.
2.3.3. Perbaikan tangki
Manakala terbukti suatu tangki mengalami hal – hal sebagai berikut, maka tangki tersebut diupayakan agar segera dapat ditanggulangi, yakni :
Pelat dasar, dinding atau atap bocor sehingga produk yang disimpan didalamnya mengalir keluar dan mencemari lingkungan sekitarnya.
Pelat dinding menggembung atau melesak secara berlebihan.
Tangki tenggelam atau miring melebihi batas maksimum yang dibolehkan
Kehilangan volume produk kandungan tangki akibat evaporasi berlebihan
Penyimpangan yang berlebihan antara penunjukan piranti ukur isi produk kandungan tangki pada tangki penimbun, dengan penunjukan piranti ukur.
(24)
Tangki terbakar atau meledak
Tangki kempot
Tangki tersambar petir
Tangki berkarat berlebihan ( sebelah dalam dan luar )
Drain pipe pada tangki tutup terapung bocor
Kandungan sludge atau air terlalu banyak
2.3.3.1. Plat Dinding Bocor
Perbaikan sementara ( tangki penimbun produk tidak beracun )
Perbaikan sementara dilaksanakan untuk mencegah kebocoran yang lebih parah, perbaikan dilaksanakan dengan terlebih dahulu menarik tangki dari operasi kemudian menurunkan permukaan produk didalam tangki hingga sekitar 12 inci di bawah bagian yang bocor.
Bekas bocoran dibersihkan dengan ditergent kemudian dikeringkan. Retak kebocoran disumbat dengan steel cement atau epoxy dan dibiarkan mengeras. Selanjutnya diadakan pengujian kandungangas disekitar bocoran terutama apabila produk yang ditimbun mudah terbakar.
Selamjutnya bagian yang bocorditambal pelat yang ukurannya cukup melingkupi bagian yang diperkirakan berpotensi bocor. Pengelasan dilaksanakan cukup dengan teknik stringer.
(25)
Perbaikan sementara ( tangki penimbun produk beracun )
Pelaksanaan perbaikannya sama dengan diatas, hanya sebelum pelaksanaan perbaikan personildi sekitar lokasi harus di evakuasi hingga berada pada jarak yang aman dari tangki yang bocor tersebut dan pelaksanaan perbaikanharus mengguakan peralatan keselamatan lengkap sebagaimana diutarakan diatas.
Perbaikan tetap ( permanen )
Perbaikan permanen menggunakan teknik window cut (pemotongan jendela) dengan menggunakan kerangka penguat (reinforcing frame). Pelat
yang mengandung bocoran dipotong dan diganti pelat baru dengan ketebalan dan jenis material yang sama. Pelat pengganti harus dirol dengan lengkungan sesuai tangki aslinya. Pengelasan baru dilaksanakan oleh tukang las harus lulus WPQT ( welder performance qualification test ) dan
harustersedia welding material yang tepat dan penyetelan telah memuaskan welding inspektor.
2.3.3.2. Plat dasar bocor
Pelat dasar bocor yang diketahui melalui pencemaran tanah sekitar tangki oleh produk yang dikandung tangki. Perbaikan kebocoran pelat dasar tangki dapat dilaksanakan dalam beberapa cara :
Perbaikan pelat dasar dengan menambal
Pertama – tama tangkio ditarik dari operasi kemudian dikosongkan setelah itu dibersihkan dari sludge dan kotoran lainnya, dasar tangki diuji dengan udara bertekanan dan air sabun. Dari sini akan tampak bagian – bagian
(26)
yang bocor berdasarkan indikasi buih air sabun yang terjadi. Bagian yang bocorditandai dengan cat yang berwarna mencolok dalam kegelapan.
Bagian yang bocor dibersihkan dengan ditergent dan dikeringkan, kemudian kebocoran yang berupa pitting. Metal attack atau retak, disumbat dengan plastic steel atau epoxy resin. Kemudian dibiarkan kering dengan sendirinya.
Penambalan dapat dilaksanakan dengan memasang potonganpelat dasar baru yang spesifikasi dan ukurannya sama dengan yang lama diatas bagian yang bocor dan mengelasnya. Sambungan las kemudian diuji dengan vakum box atau udara bertekanan atau dengan flourescent test dan black
light. Dengan cara ini sangat tepat untuk pengujian ditempat gelap dan
sangat akurat untuk mengungkap jenis – jenis cacat permukaanyang sangat halus.
Penggantian pelat dasar yang bocor
Pelat yang bocor dipotong untuk kemudian diganti dengan pelat dasar baru dengan tebal dan material yang sama dengan yang lama. Pemotongan pertama kali dilaksanakan dengan menggunakan piranti pemotong yang tidak menggunakan api. Tapi dengan menggunakan bor listrik yang
explosion proof untuk mengetahui kandungangas di bawah pelat dasar
tangki.
Setelah pelat yang bocor terlepas, bagian tanah yang tercemar tepat pada lubang bekas pemotongan pelat yangbocor dikeruk dan diganti dengan bahan grout dan menbiarkan hingga menbeku. Selanjutnya diadakan pengujian kandungan gas sisa.
(27)
Penggantian seluruh pelat dasar.
Apabila penipisan pelat dasar bersifat menyeluruh maka penambalan secara individual tidak efisien dan sebaiknya seluruh pelat diganti. Penggantian dapat dilaksanakan dengan memotong danmengganti seluruh pelat dasar. Namun jika tanah dibawah pelat dasar telah terkontaminasi dengan produk yang mudah terbakar, maka pemotongan menjadi sangat sulit dan cukup mahal, karena ruang antara tanah dengan pelat dasar harus dimurnikan dengan argon atau CO2
Pemasangan double bottom
selama pemotongan pelat menggunakan brander potong untuk mencegah peledakan / kebakaran, atau menbanjiri celah tersebut dengan air untuk mengusir gas hidrokarbon didalamnya.
Pemasangan double bottom dianggap perlu manakala penggantian pelat lama dianggap kurang efisien dan double bottom tidak terlalu mengurangi kapasitas tangki ( berkurangnya kapasitas tangki dapat diterima oleh pihak operasi.
Jika kondisi pondasi tangki kuat dan tidak sagging (turun), pelat dinding sebalah bawah masih baik, maka di atas pelat dasar langsung dituangkan hot mix dan dibentuk kembali dengan serongan 1:120 kearah titik tengah. Apabila kondisi bagian bawah pelat dunding, pelat annular serta keseluruhan pelat dasar telah tipis diserang karat merata, maka double decking dilaksankan dengan menggunakan kerangka landasan yang terbuat dari baja struktur setelah bagian bawah pelat dinding dan pelat annular ditambal. Penggantian baru pelat dinding dan pelat annular mahal.
(28)
Agar penyanggaan terlaksan dengan merata, maka diantara kerangka baja struktur tersebut diisi dengan hot mix yang tebalnya rata dengan ketinggian kerangka landasan. Metode ini praktis hanya untuk tangki timbun ukuran kecil dan sedang dengan diameter ≤ 40 m.
2.3.3.3. Perbaikan pelat atap yang bocor
Apabila kebocoran berupa satu atau dua buah perforasi, maka perbaiakan berupa penambalan individual dengan terlebih dahulu menyumbat atap yang bocor dengan epoxy atau plastic steel, kemudian menambal pelat yang menderita kebocoran tersebut.
Jika ketebalannya masih memungkinkan, maka pengelasan dapat dilaksanakan setelah diuji kandungan gas menyatakan kondisi pengelasan aman, namun jika ketebalannyasudahsangat tipis,maka penambalan tidak akan dilaksankan, melainkan mengganti seluruh pelat atap. Untuk tangki harus dipersiapkan dengan baik sebagaimana telah diuraikan sebelumnya seperti menarik dari operasi, mengosongkan dan lian – lain.
2.4. Kalibrasi
Kalibrasi pada tangki timbun dilaksanakan setiap selesai pembersihan/perbaikan, dengan jangka waktu umumnya 6 tahun sekali. Gunanya adalah untuk mengetahui kapasitas tangki secara terinci, hal ini sangat perlu sesuai dengan persyaratan untuk komersialisasi dari Departemen Perdagangan.
Peralatan untuk kalibrasi dinding tangki antara lain : pita ukur lengkap dengan penggantungannya, pegas penarik pita dan peralatan lainnya. Perhitungan
(29)
kapsitas pada kalibrasi ini menggunakan faktor koefisien muai dari dinding tangki. Kalibrasi angki dilaksanakan oleh Direktorat Meterologi Bandung dari Departemen Perdagangan, disyahkan oleh Direktorat Teknik Migas dan Direktorat Jenderal Bea dan Cukai.
2.5. Instrumentasi
Instrumentasi adalah sistem peralatan yang berfungsi untuk mengukur dan mencatat atau mengendalikan variabel-variabel dalam suatu proses. Penggunaan instrumentasi (alat-alat kontrol) dalam suatu tangki timbun merupakan suatu hal yang penting, karena instrumentasi mengontrol dan memantau kondisi operasi dalam suatu tangki timbun agar tetap berada dalam kondisi yang optimum, hingga target operasi dapat dicapai. Alat-alat kontrol juga berfungsi sebagai alat pengaman, hingga mampu memberikan indikasi dini terhadap kerusakan-kerusakan yang terjadi dalam tangki timbun. Alat-lat instrumentasi
Didalam tangki penyimpanan perlu diukur dan dikendalikan oleh alat instrumentasi antara lain adalah :
• Variabel Utama yaitu : temperatur, tekanan dan level permukaan cair. • Variabel tambahan yaitu : densitas, viscositas, kelembapan, dan lainnya. Secara garis besar jenis alat instrumentasi yang diaplikasikan adalah :
1. Jenis instrumen pengukur temperatur, yaitu alat untuk mengetahui temperatur aliran atau temperatur operasi suatu alat sekaligus dapat mengendalikan temperatur operasi sesuai dengan kondisi yang diinginkan. Temperatur suatu bahan dapat diukur dengan menggunakan alat ukur sebagai berikut:
(30)
Termometer
Termometer ini terbuat dari gelas, berbentuk tabung yang diisi dengan air raksa digunakan untuk mengukur temperatur pada alat proses. Air raksa merupakan cairan yang sering digunakan untuk temperatur dari kurang dari titik beku sampai kira-kira 500oC. Batas bawah sampai -38,9oC titik beku air raksa. Dengan mencampurkan talium dengan air raksa menurunkan batas bawah ini sampai sekitar – 56o
o jenis terendam total
C. Umumnya ada dua jenis termometer :
o jenis teendam sebagian
Termometer terendam total dikalibrasikan untuk membaca dengan benar kalau kolom cairan sama sekali terendam dalam fluida yang diukur. Komfigurasi inimungkin kabur dalam pembacaannya.
Termometer sebagian dikalibrasikan untuk manbaca dengan tepat kalau direndamkan dalam jm;ah tertentu dengan bagian tidak terendam pada temperatur tertentu. Termometer ini tidak terhindarkan dari kurangtelitian dibandingkan dengan jenis terendam penuh.
2. Jenis instrumen pengukur tekanan ( PIC )
Manometer
Manometer adalah alat untuk mengetahui tekanan suatu aliran dan tekanan operasi suatu alat sekaligus sebagai alat untuk mengendaliakan tekanan sesuai dengan tekanan yang diinginkan. Alat yang digunakan dalam mengukur tekanan didalam tangki timbun CPO.
(31)
3. Jenis instrumen pengukur level cairan ( LIC )
Yaitu alat untuk mengendalikan tinggi cairan dalam suatu alat sehingga tidak melebihi batas yang diinginkan. Sistem kerja alat pengukur level cairan. Sistem dengan pemasangan pelampung diperlukan alat yang dihubungkan kebagian penunjuk, pencatat dan pengontrol.
Metode umun yang digunakan untuk melaksanakan pengukuran ini termasuk teknik langsung dan teknik tak langsung.
Pengukuran langsung tinggi permukaan cairan
Penggunaan gelas penglihat atau gelas ukur biasa dalam bejana dianggap merupakan metode yang paling sederhana untuk mengukur tinggi permukaan cairan. Metode ini sangat efektif. Metode yang digunakan untuk langsung mengukur permukaan adalah pelampung sederhana, yang dapat dihubungkan dengan transduser gerakan yang sesuai untuk menghasilkan sinyal listrik yang sebanding dengan permukaan cairan.
Pengukuran Metode tidak langsung
Pada metode ini meliputi pengukuran permukaan, tekanan, pengukuran kerapatan (densitas), pengukuran tinggi permukaan dengan pemberat, dan lain-lain.
(32)
BAB III
PERANCANGAN TANGKI TIMBUN
3.1. Tangki Crude Palm Oil (CPO)
Tangki timbun Crude Palm Oil (CPO) adalah salah satu jenis tangki
“Atmospheric Fixed Cone Roof Tank”, yang berfungsi untuk menampung minyak
. Dimana tangki yang dirancang untuk operasi pada tekanan atmosfir. Adapun sistem sambungan konstruksi dilakukan dengan pengelasan (weld).
Keuntungan sambungan pengelasan dibandingkan dengan paku keling adalah: - Kebocoran melalui sambungan las akan relatif kecil.
- Perbaikan kebocoran pada pengelasan lebih mudah.
- Waktu untuk pembangunan/ pembuatan tanki lebih pendek. - Efisiensi sambungan las relatif lebih besar.
Standar tangki timbun CPO dalam perencanaan pembangunan konstruksi
tanki, memakai standard American Petroleum Institute (API 650) (Welded Shell
For Oil Storage). Penggunaan standard ini dimaksudkan untuk pedoman pada :
- Konstruksi - Material - Design
(33)
3.2. Data dan Spesifikasi Tangki Timbun CPO
Data dan spesifikasi tangki timbun CPO adalah:
1.Ukuran nominal tangki
Diameter (D) = 17.540 mm = 17,54 m = 57 ft
Tinggi (H) = 12.000 mm = 12 m = 39 ft
2.Kapasitas tangki
Kapasitas Tangki = 2.500 Ton
3.Cairan yang disimpan
Jenis Cairan = Crude Palm Oil (CPO)
Spesifik Gravity (SG) 55/55 0C = 0,8874 kg/m
4.Material tangki
3
Temperatur dalam tangki = 50 – 60 ºC
Tekanan Operasi = 1 atm
Material Pelat (atap, dinding dan bottom) = ASTM A36 Tegangan design yang diinginkan (sd) = 24.000 psi
Tegangan test hydrostatic (st) = 27.000 psi
5.Corrosion Allowence (CA)
Corrosion Rate (Shell, Bottom) = 0,2 inc/tahun
(34)
3.3. Perencanaan tangki timbun CPO 3.3.1. Perencanaan atap (roof)
Tebal pelat atap berdasarkan API 650 :
16 3 ) ( Sin x 400 D min
t = in ≥
θ ( in ), dan max
2 1
( in) ... (lit 6, hal 218 ) ( 3.1)
= 8 Sin x 400 57 ft
= 1,02 in ≤
16 3
in
dipilih tebal pelat ( t min ) = 0,1875 In = 4,76 mm ≈ 5,0 mm
Material = ASTM A36
Sambungan = Lap Joint (Sambungan Timpa)
Bentuk Atap = Cone Roof ( atap kerucut)
Sudut kemiringan = 1 : 7
Ø (teta) = 8
o sehingga r r y mencari Untuk 8 13 , 8 1414 , 0 071 , 7 1 sin : 071 , 7 7 1 sin : 2 2 ≈ = ⇒ = = = + = → = φ φ φ φ o ... (3.2)
Panjang sisi miring atap (r) dan sisi siku (y) : untuk mencari sis miring r :
mm x r sehingga mm D x dan r x 856 . 8 8 cos 770 . 8 cos 770 . 8 8
cos 12
0 = = = = = = ⇒ = φ φ φ ... (3.3)
(35)
o Untuk mencari sisi siku (y) :
mm x
x y
o
220 . 1 8 sin 770 . 8
sin
= =
= φ
... (3.4)
Susunan plat atap tangki dan sambungan pelat atap seperti gambar berikut :
Gambar 3.1 Susunan Plat Atap
Gambar 3.2. Bentuk Sambungan Plat Atap
r = 8.856 mm
80
Ø
~~
W1 W1
x 8.770 mm y = 1.220 mm
(36)
Perencanaan Rafter
a. Beban yang ditumpu rafter (P) terdiri dari :
Muatan hidup berdasarkan API 650 = 25 lb/ft
Muatan mati ( berat plat atap dan lian-lain)
2
( )
(
)
kg m kg x m x m m m x t x b a H plat Berat bj 18 , 56 9 , 7 005 , 0 371 , 5 288 , 6 22 , 1 2 1 2 1 3 = + = + = γ... ( 3.5)
Diasumsikan berat plat atap adalah :
2 2 2 76 , 10 1 1 205 , 2 18 , 56 ft m x kg lb x m kg atap plat
Berat = = 11 lb/ft2
Total beban (P) = 36 lb/ft2 = 0,25 lb/in b. Bentuk profil rafter
2
Jumlah rafter direncanakan 16 buah. Dari gambar panjang rafter ( L1) = 8,86 M
= 34,8ft = 418,18 in, lebar plat rata-rata yang didukung oleh tiap rafter (Ww1
Gambar 3. Bentang rafter
) = 1,188 M = 4,67 in. Bila beban diasumsikan sebagai beban terbagi rata (uniform), maka momen bengkok yang terjadi adalah sebagai berikut :
8 . : 1 2 L W Mb bengkok
Momen r= ... (Lit 14, hal 12) ( 3.6)
Dimana : Mbr
W = Berat beban (lb/inc) = Momen bengkok (lb/inc)
L = Panjang Rafter (inc)
(37)
Karena berat beban rafter belum diketahui maka untuk sementara berdasarkan pada beban total (P) = 0,25 lb/in2
inc lb inc x ft x inc lb Ww x P W / 01 . 14 12 67 , 4 / 25 , 0 1 1 = = =
... (Lit 14, hal 13) ( 3.7)
inc lb inc x inc lb Mbr / 248 . 306 8 18 , 418 / 01 , 14 2 = =
• Section modulus (Z)
3 3
2 12,7 208
/ 000 . 24 / 248 . 306 000 . 24 cm in inc lb inc lb psi diijinkan yang profil tegangan f f Mb Z r r = = = = ⇒ =
... ( Lit 14, hal 13 ) (3.8)
• Profil yang digunakan adalah :
Bentuk rafter = Profil I
Ukuran = 220 x 98 x 8,1 x 12,1
Section modulus Z (Wx) = 278 cm3 = 16,9 inc
• Cek terhadap beban sebenarnya (Wa
3
Berat profil = 31,1 kg/m = 1,74 lb/inc
1) inc lb inc lb inc lb profil berat w Wa / 75 , 15 / 74 , 1 / 01 , 14 1 1 = + = + =
... (Lit 14, hal 14) ( 3.9)
inc lb in x inc lb L x Wa Mb . 284 . 344 8 ) 18 , 418 ( / 75 , 15 8 2 1 2 1 1 = = =
(38)
• Section Modulus Z ) ( 284 235 3 , 14 / 000 . 24 . 284 . 344 3 3 3 2 1 1 aman cm Z cm inc inc lb inc lb f Mb Z = < = = = = Perencanaan Girder
Dari Gambar jumlah girder bebrbentuk segi delapan, titik sudut timpuan merupakan titk singgung lingkaran maya :
• Jumlah girder
• Panjang girder rata-rata (L2
Beban yang ditumpu girder terdiri dari : Berat beban sebenarnya (Wa
) = 4,010 m = 15,76 ft = 189,16 in
1 lb buah x inc x inc lb buah x L x Wa W 759 . 19 3 18 , 418 / 15,75 3 1 1 2 = = =
) = 15,75 lb/inc, bila panjang rafter rata-rata 418,18 inc, dan jumlah rafter yang di tumpu oleh satu girder adalah 3 buah, maka berat yang diterima girder :
... (Lit 14, hal 18 ) (3.10)
Beban yang di tumpu girder :
inc lb inc lb L w
Wg 104,45 / 16 , 189 759 . 19 2
2 = =
= ... (Lit 14, hal 18) ( 3.11)
• Momen bengkok yang terjadi pada girder adalah :
Gambar 3. Bentang balok girder
(39)
inc lb inc x inc lb L x W Mbg g
. 120 . 470 8 ) 16 , 189 ( / 45 , 104 8 2 2 2 = = =
• Section modulus Z
3 3 2 321 5 , 19 / 000 . 24 . 120 . 470 cm inc inc lb inc lb f Mb Zg g
= =
= =
g
• Profil yang di gunakan untuk girder : Bentuk profil girder = Profil I
ukuran = 240 x 106 x 8,7 x 13,1
Section modulus Z (Wx) = 364 cm3 = 22,2 inc
• Cek terhadap beban sebenarnya
3
Berat profil = 36,2 kg/m = 2,03 lb/inc
inc lb inc lb inc lb profil berat Wg Wg / 48 , 106 / 03 , 2 / 45 , 104 1 = + = + = inc lb x inc lb L x Wg Mb . 251 . 476 8 ) 16 , 189 ( / 48 , 106 8 2 2 2 1 2 = = =
(40)
• Section modulus Zg
(
aman)
cm Z
cm inc
inc lb
inc lb f
Mb Z
3 3
3 2 2
2
364 325
84 , 19
/ 000 . 24
. 251 . 476
= < =
= = =
Perencanaan kolom
Kolom penyangga semua ada 2 buah, 1 buah terletak ditengah pusat atap dan 1 buah terletak di antara kolom yang di tengah-tengah pusat atap dan dinding tangki.
Perhitungan kolom I
Terletak di tengah-tengah pusat atap, kolom dianggap sendi-sendi. Beban yang di terima kolom I terdiri dari :
Berat atap yang di tumpu rafter W1 x L1
Berat tiap rafter 1,74 lb/in x 418,18 inc ) = 727,6 lb = 12,01 lb/inc x 418,18 inc = 5.022,3 lb
Total = 5.749,9 lb Jumlah rafter adalah 16 buah
Total berat beban adalah : 16 x 5.749,9 lb = 91.998,9 lb
Beban hidup = 25 lb
Total beban (P) = 92.023,9 lb Dibulatkan = 92.024 lb
(41)
karena rafter didukung oleh dua kolom yaitu ditengah-tengah pusat atap dan yang berada di antara kolom yang di tengah-tengah pusatatap dengan dinding tangki, maka beban total (P) dibagi dua :
Sehingga total beban = 92.024 lb / 2 = 46.012 lb
Perhitungan menurut PPBBI 83 ( Peraturan perencanaan Bangunan Baja Indonesia )
Kolom menerima beban P = 46.102 lb = 23,051 ton = 23.051 kg
Data profil yang di pergunakan Luas penampang (A) = 18,3 cm2
Tegangan ijin BJ 37 σi = 2.400 kg/cm2 Ix = 4.250 cm4
Iy = 221 cm4 Lk ) ( 221 Im 46 , 51 22 , 1 23,051 5 , 1 5 , 1 min 4 4 2 2 aman cm in cm x ton x L x P x I k < = = =
= 1,22 m
Dengan menggunakan rumus pendekatan
... (Lit 10, hal 20) (3.12)
Dimana tegangan yang terjadi pada kolom I adalah :
) ( / 400 . 2 / 259 . 1 3 , 18 051 . 23 2 2 2 aman cm kg cm kg cm kg A P i δ δ < = = =
... (Lit 10, hal 22) (3.13)
Lk = 1.22 M
P
(42)
Perhitungan Kolom II
Jumlah kolom 6 buah terletak diantara tengah-tengah pusat atap dan dinding tangki dan kolom dianggap sendi-sendi.
Beban yang ditumpu girder.
lb inc x inc lb P 9 , 191 2 16 , 189 / 03 , 2 2 = =
Berat total (Pt) = P1 + P
Perhitungan menurut PPBBI 83 ( Peraturan perencanaan Bangunan Baja Indonesia )
2
= 92.024 lb + 191,9 lb = 92.216 lb
Kolom menerima beban Pt = 92.216 lb = 46,108 ton = 46.108 kg
Data profil yang di pergunakan Luas penampang (A) = 21,6 cm2 Tegangan ijin BJ 37 σi = 2.400 kg/cm2 Ix = 5.740 cm4
Iy = 228 cm4 Lk ) ( 228 Im 7 , 25 61 , 0 46,108 5 , 1 5 , 1 min 4 4 2 2 aman cm in cm x ton x L x P x I k < = = =
= 0,61 m
Dengan menggunakan rumus pendekatan 3.12 maka dapat dicari :
Lk = 0,61 M
P
(43)
Tegangan yang terjadi pada kolom II dengan persamaan 3.13 adalah :
) ( / 400 . 2 /
134 . 2
6 , 21 46.108
2 2
2
aman cm
kg cm
kg cm kg A
P
i
δ δ
< =
= =
3.3.2. Perencanaan dinding tangki (Shell)
Ketebalan dinding tangki dapat bervariasi, makin ke bawah makin tebal. Menurut API 650, ketebalan dinding tangki haruslah lebih besar dari ketebalan hasil perhitungan, termasuk Corrossion Allowance.
Perhitungan ketebalan dinding tangki menggunakan berbagai rumus berasal dari tekanan dalam tangki dalam bentuk hydrostatic pressure.
API 650 standard menggunakan 2 (dua) keadaan, tekanan static bahan
yang disimpan (design) dan tekanan hydrostatic pada saat test.
Tabel 3.1. Daftar ketebalan dinding tangki minimal :
Diameter (feet) Nominal ketebalan plat (inchi)
Kurang dari 50 50 sampai dengan 120 120 sampai dengan 200
Lebih dari 200
(Sumber : Sri Widharto, Inspeksi Teknik Buku 2)
Jumlah Course = 3 buah
Ukuran Pelat = 1.829 mm x 8.720 mm
Material = ASTM A36 ( Yield 36.000 psi )
16 3
4 1
16 5
8 3
(44)
Tegangan design diijinkan (Sd Tegangan Hydrostatis (S
) = 24.000 Psi
t
Tebal pelat dihitung dengan rumus One Foot Method menurut API 650 : ) = 27.000 Psi
1
(
1)
( )6 , 2
inchi CA Sd
G H D
td= − +
)
Tebal pelat untuk design (td) :
... ( Lit 16, hal 18) (3.14)
Tebal pelat untuk Hydrostatis Test (tt) :
(
) ( )
inchiSt H D
tt=2,6 −1 ... (lit 16, hal 19) (3.15)
td = Shell design thickness (inchi)
tt = Hydrostatic test thickness (inchi)
D = Diameter tanki (feet)
H = Tinggi tanki dari bottom sampai puncak tanki (feet)
G = S.G. cairan yang disimpan
Ca = Corrossion Rate (inchi/year) x life time tank = 0,2”
= ¾ yield stress
= ¾ x 36.000 psi (untuk material ASTM A36 )
(year) Sd = Allowable stress untuk design
= 2/3 yield stress
= 2/3 x 36.000 psi (untuk material ASTM A36 ) = 24.000 psi
St = Allowable stress untuk hydrostatic test
= 27.000 psi
(45)
Tabel 3.2. Kekuatan tarik pada Standard ASTM
Kuat Tarik Spesifikasi
Rendah:
TS < 400 N/mm2
JIS G 3101 SS 330
AS 1594 HA200, HA250, HA-I
ASTM 283 Gr A, B
ASTM 570 Gr 30, 33, 36, 40
Sedang:
400 N/mm2 < TS < 490 N/mm2
JIS G 3101 SS 400
JIS G 3136 SN 400 B
ASTM A 570 Gr 45, 50
ASTM A 572 Gr 42, 50
ASTM A 36
ASTM 284 Gr 42, 50
DIN 17100 St 37-2, St 44-2
SAE 1015, 1016, 1018,
1019, 1020
BS4360 Gr 43A
Tinggi:
TS > 490 N/mm2
JIS G 3101 SS 490, SS 540
JIS G 3136 SN 490 B, C
DIN 17100 St 52
ASTM A 572 Gr 60, 65
ASTM 283 Gr C, D
BS4360 Gr 55E, 50C
( Sumber
Tinggi total tangki adalah :
Ht = Hd + Ha ... (lihat gambar) Ht = 12 m + 1,22 m
= 13,22 m
D = 17,54 m
Hd = 12 m P
P
P Ha = 1,22 m
P P P
(46)
Maka tekanan didalam tangki didapat dicari : psi in lb in m x kg lb x m kg m kg m H P 0015 , 0 0015 , 0 550 . 1 1 1 205 , 2 0648 . 1 10 8874 , 0 12 10 2 2 2 2 3 = = = = = γ ... .(3.16)
a. Tebal plat course 1 (diambil 1 feet di atas plat dasar)
Tebal Pelat course 1 ( Material Pelat : ASTM A36 )
mm mm x x inchi CA sd G H D td 10 37 , 10 4082 , 0 2 , 0 000 . 24 8874 , 0 ) 1 39 ( 57 6 , 2 ) ( ) 1 ( 6 , 2 " " 1 ⇒ = = + − = + − =
check terhadap Hidrostatis test :
(
)
(
)
(
aman)
tt td ana mm x x inchi St H D tt 1 1 " 1 dim 2978 , 5 2085 , 0 000 . 27 1 39 57 6 , 2 ) ( 1 6 , 2 ≥ = = − = − =
b. Tebal plat course 2 (diambil 1 feet di atas platdasar 1 dan 2)
Tebal plat course 2 (Material plat : ASTM A 36) :
mm mm x x inchi CA sd G H D td 8 69 , 8 3424 , 0 2 , 0 000 . 24 8874 , 0 ) 1 27 ( 57 6 , 2 ) ( ) 1 ( 6 , 2 " " ⇒ = = + − = + − =
(47)
Check terhadap Hidrostatis test :
(
)
(
)
(
aman)
tt td ana mm x x inchi St H D tt 1 1 " 1 dim 62 , 3 1427 , 0 000 . 27 1 27 57 6 , 2 ) ( 1 6 , 2 ≥ = = − = − =
c. Tebal plat course 3 (diambil 1 feet di atas plat dasar 3 dan 4)
Tebal plat course 3 (Material plat : ASTM A 36) :
mm mm x x inchi CA sd G H D td 7 02 , 7 2767 , 0 2 , 0 000 . 24 8874 , 0 ) 1 15 ( 57 6 , 2 ) ( ) 1 ( 6 , 2 " " ⇒ = = + − = + − =
Check terhadap Hidrostatis test :
(
)
(
)
(
aman)
tt td ana mm x x inchi St H D tt 1 1 " 1 dim 2 0678 , 0 000 . 27 1 15 57 6 , 2 ) ( 1 6 , 2 ≥ = = − = − =
Susunan plat dinding ada tiga macam ditunjukkan seperti pada gambar berikut : a. Internal shape (rata permukaan dalam)
b. Centre (rata sumbu)
(48)
a b c
Gambar 3.3. Susunan Plat dinding pada tangki CPO
3.3.3. Perencanaan Plat Bottom
Dalam perencanaannya, tangki diletakkan di atas pondasi yang rata, maka menurut API 650 harus mempunyai tebal nominal minimum ¼ ", belum termasuk Corrotion allowance sehinnga tebal pelat alas diambil :
t = ¼ " + Ca = 6,35 mm + 0,2 mm = 6,35 mm = 7 mm ... (3.17)
(49)
3.4. Data Spesifikasi Pipa Heater
• Material : ASTM A106 Grade A (seamless) • Diameter dalam (Din
• Tensile Strength : 48.000 psi ) : 2 in Sch 40
• Yield Strenght : 30.000 psi
3.4.1. Perhitungan Pipa Pemanas Pada Tangki CPO
Sementara untuk koil pemanas yang dipasang didalam tangki berfungsi untuk mensuplai panas, sehingga temperatur CPO dapat tetap dijaga pada 55o
min ln
min
T maks T
T maks T LMTD
∆ ∆ −∆ ∆
=
C. Beda suhu antara fluida panas dengan fluida dingin pada waktu masuk dan pada waktu keluar tidaklah sama, maka diperlukan perhitungan yaitu yang dikenal dengan Logaritma Mean Temperatur Difference (LMTD).
LMTD adalah merupakan beda suhu antara ujung yang satu pada penukar kalor dikurangi dengan beda suhu pada ujung yang satu lagi dibagi dengan logaritma alamiah dari pada perbandingan antara kedua beda suhu tersebut pada alat penukar kalor (APK) tersebut. Beda suhu rata–rata logaritma dapat dihitung dengan rumus :
... ... (Lit 7, hal 561) (3.18)
atau :
(
)
1 2
2 1
1 2 2 1
ln ) (
t T
t T
t T t T LMTD
−
− −
− − =
Dimana t1 = Temperatur CPO masuk
t2 = Temperatur CPO keluar
T1
T
= Temperatur air panas masuk
(50)
Tabel 3.3 Perhitungan LMTD Tangki CPO
Fluida Panas Fluida Dingin Beda Temperatur
131 Temperatur Tinggi 122 9
122 Temperatur Rendah 95 27
9 Beda Temperatur 27 8
Gambar 3.7. LMTD fluida pada koil pemanas tangki CPO
Maka :
(
)
F F F LMTD o o o − − − − − = 95 122 122 131 ln 95 122 ) 122 131 ( F F o o 3845 , 16 27 9 ln 27 9 = − =
Faktor koreksi untuk fluida panas :
(
)
(
)
333 , 0 27 9 95 122 122 133 1 2 2 1 = = − − = − = − F F F F t t T T R o o o o... (Lit 7, hal 558) (3.19)
Arah Aliran Fluida Dingin
Arah Aliran Fluida Panas
∆T2 ∆T1
131 0F = T1
122 0F = t2
T2 =122 0F
(51)
Faktor koreksi untuk fluida dingin :
(
)
75 , 0 36
27 95 131
) 95 122 (
1 1
1 2
= =
−− =
− − =
F F
F F t
T t t S
o o
o o
... (Lit 7, hal 559) (3.20)
Maka untuk menghitung beda temperatur pada koil pemanas adalah :
Δt = FT x LMTD ... (Lit 7, hal 558) (3.21) dimana Faktor perbedaan temperatur (FT) = 0,814 ... (Lit 7, hal 558)
maka, Δt = FT x LMTD
= 0,814 x 16,3845 o F = 13,3369 o F
(52)
BAB IV
KALKULASI BAHAN PADA PERANCANGAN TANGKI TIMBUN
4.1. Perhitungan Bahan Pada Tangki Timbun Untuk CPO 4.1.1. Kalkulasi bahan yang digunakan untuk atap.
Adapun susunan plat pada atap tangki dapat dilihat pada gambar dibawah ini :
(53)
Adapun perhitungan untuk mengetahui plat yang dibutuhkan adalah sebagia berikut :
Bidang I Plat ukuran 5 x 1.829 x 8.720 mm
Luas = Panjang x Lebar = 8720 x 1829
= 15.948.880 mm
Gambar 4.2. Penampang bidang I pada atap Luas bidang I plat atap :
Luas bagian a dapat dicari dengan menggunakan rumus juring – luas segitiga :
2
Adapun benda yang dapat dibentuk dengan menggunakan plat berukuran 5 x 1.829 x 8.720 mm dapat dilihat pada gambar dibawah ini :
2 2 2 1
201 . 508 . 4
112 . 680 . 25 313 . 188 . 30
652 . 7 712 . 6 2 1 540 . 17 4 360
45
2 1 4
360 45
mm
x x
h x a D x A
=
− =
− =
− =
π π
(54)
Luas Bagian b dapat dicari dengan menggunakan rumus trapesium :
( )
(
)
2 2
836 . 637 . 2
6379 6712
403 2 1 2 1
mm x
b a h x A
=
+ =
+ =
... (4.2)
Luas bidang I = luas a + luas b
= 4.508.201mm2 + 2.637.836 mm2 = 7.146.037 mm2
Luas plat yang tersisa :
Sisa = Luas 1 Lembar Plat – Luas Bidang I =15.948.880 mm2 – 7.146.037 mm2 = 8.802.843 mm
Bidang II dan VII Plat ukuran 5 x 1.829 x 8.720 mm 2
Maka banyak plat yang digunakan untuk Bidang I = 8 Lembar plat
Luas = Panjang x Lebar = 8720 x 1829 = 15.948.880 mm
Gambar 4.3. penampang bidang II dan VII pada atap
2
Adapun benda yang dapat dibentuk dengan menggunakan plat berukuran 5 x 1.829 x 8.720 mm dapat dilihat pada gambar dibawah ini :
(55)
Dengan menggunakan Rumus 4.2 maka luas bidang II dapat dicari sedangkan bidang VII menggunakan segitiga sama kaki.
Luas pada bidang II :
( )
(
)
2 560 . 524 . 6 371 . 5 288 . 6 1120 2 1 2 1 mm b a h A = + = + =Luas pada bidang VII menggunakan rumus segitiga – juring :
2 2 2 345 . 326 . 1 900 4 360 45 651 . 1 703 . 1 2 1 4 360 45 2 1 mm x x D x h x a A = − = − = π π ... (4.3)
Maka total luas pada bidang II dan VII adalah : Total luas = bidang II + bidang VII
= 6.524.560 mm2 + 1.326.345 mm2 = 7.850.905 mm2
Luas plat yang tersisa adalah :
Sisa = Luas – total luas pada bidang II dan VII = 15.948.880 mm2 - 7.850.905 mm2 = 8.097.975 mm
Bidang III Plat ukuran 5 x 2.900 x 5.800 mm 2
Maka banyak plat yang digunakan untuk bidang II dan VII = 8 Lembar plat
Luas = Panjang x Lebar = 5800 x 2900 = 16.820.000 mm2
(56)
Adapun benda yang dapat dibentuk dengan menggunakan plat berukuran 5 x 2.900 x 5.800 mm dapat dilihat pada gambar dibawah ini :
Gambar 4.4. Penampang bidang III pada atap Dengan menggunakan Rumus 4.2 maka luas bidang III dapat dicari :
( )
(
)
2 2
000 . 004 . 11 2 000
. 502 . 5
454 . 4 371 . 5 1120 2 1 2 1
mm x
mm b a h A
= =
+ =
+ =
Luas plat yang tersisa adalah :
Sisa = Luas – total luas pada bidang III = 16.820.000 mm2 – 11.004.000 mm2 = 5.816.000 mm2
Bidang IV Plat ukuran 5 x 2.900 x 5.800 mm
Maka banyak plat yang digunakan untuk bidang III = 4 Lembar plat
Luas = Panjang x Lebar = 5800 x 2900 = 16.820.000 mm2
(57)
Adapun benda yang dapat dibentuk dengan menggunakan plat berukuran 5 x 2.900 x 5.800 mm dapat dilihat pada gambar dibawah ini :
Gambar 4.5. Penampang bidang IV pada atap Dengan menggunakan Rumus 4.2 maka luas bidang IV dapat dicari :
( )
(
)
2 2
920 . 949 . 8 2 960
. 474 . 4
537 . 3 4454 1120 2 1 2 1
mm x
mm b a h A
= =
+ =
+ =
Luas plat yang tersisa adalah :
Sisa = Luas – total luas pada bidang IV = 16.820.000 mm2 – 8.949.920 mm2 = 7.870.080 mm2
Bidang V Plat Ukuran 5 x 1.829 x 8.720 mm
Maka banyak plat yang digunakan untuk bidang IV = 4 Lembar plat
Luas = Panjang x Lebar = 8720 x 1829
(58)
Adapun benda yang dapat dibentuk dengan menggunakan plat berukuran 5 x 1.829 x 8.720 mm dapat dilihat pada gambar dibawah ini :
Gambar 4.6. Penampang bidang V pada atap Dengan menggunakan Rumus 4.2 maka luas bidang V dapat dicari :
( )
(
)
2 2
840 . 895 . 6 2 920
. 447 . 3
620 . 2 537 . 3 1120 2 1 2 1
mm x
mm b a h A
= =
+ =
+ =
Luas plat yang tersisa adalah :
Sisa = Luas – total luas pada bidang V = 15.948.880 mm2 – 6.895.840 mm2 = 9.053.040 mm2
Bidang VI Plat ukuran 5 x 2.900 x 5.800 mm
Maka banyak plat yang digunakan untuk bidang V = 4 Lembar plat
Luas = Panjang x Lebar = 5.800 x 2.900 = 16.820.000 mm2
(59)
Adapun benda yang dapat dibentuk dengan menggunakan plat berukuran 5 x 2.900 x 5.800 mm dapat dilihat pada gambar dibawah ini :
Gambar 4.7. Penampang bidang VI pada atap
Dengan menggunakan Rumus 4.2 maka luas bidang VI dapat dicari :
( )
(
)
2 2
520 . 683 . 9 4 880
. 420 . 2
703 . 1 620 . 2 1120 2 1 2 1
mm x
mm b a h A
= =
+ =
+ =
Luas plat yang tersisa adalah :
Sisa = Luas – total luas pada bidang VI = 16.820.000 mm2 –9.683.520 mm2 = 7.136.480 mm2
(60)
4.1.2. Kalkulasi bahan yang digunakan untuk Dinding Tangki.
Adapun susunan plat pada dinding tangki dapat dilihat pada gambar dibawah ini :
Gambar 4.8. Susunan plat pada dinding tangki
Adapun perhitungan untuk mengetahui plat yang dibutuhkan untuk dinding tangki, dapat dicari dengan menggunakan rumus keliling lingkaran :
mm mm x
D x K
075 . 55
540 . 17
= = =
π π
... (4.4)
Dengan menggunakan plat berukuran 1.829 x 8.720 mm, maka kebutuhan plat pada setiap course dapat dicari.
Course I plat ukuran 10 x 1.829 x 8.720 mm
Luas 1 lembar plat = Panjang x Lebar = 5.800 x 1.829 = 15.948.880 mm
Adapun benda yang dapat dibentuk dengan menggunakan plat berukuran 10 x 1.829 x 8.720 mm dapat dilihat pada gambar dibawah ini :
(61)
Gambar 4.9. Sisa plat pada course I
Luas plat yang tersisa adalah = luas 1 lembar plat – Sisa plat course I = 15.948.880 mm2 – 10.077.790 mm2
= 5.871.090 mm2
Course II Plat ukuran 8 x 1.829 x 8.720 mm
Maka banyak plat yang digunakan untuk Course I = 13 Lembar plat
Luas 1 lembar plat = Panjang x Lebar = 5.800 x 1.829 = 15.948.880 mm
Gambar 4.10. Sisa plat pada course II
Luas plat yang tersisa adalah = luas 1 lembar plat – plat terpakai course II
= 15.948.880 mm
2
Adapun benda yang dapat dibentuk dengan menggunakan plat berukuran 10 x 1.829 x 8.720 mm dapat dilihat pada gambar dibawah ini :
2
– 10.077.790 mm2
(62)
Maka banyak plat yang digunakan untuk Course II = 13 Lembar plat
Course III Plat ukuran 7 x 1.829 x 8.720 mm
Luas 1 lembar plat = Panjang x Lebar = 5.800 x 1.829 = 15.948.880 mm
Gambar 4.11. Sisa plat pada course III Maka luas plat yang tersisa pada keliling course III :
Luas plat yang tersisa adalah = luas 1 lembar plat – Plat terpakai course III
= 15.948.880 mm
2
Adapun benda yang dapat dibentuk dengan menggunakan plat berukuran 10 x 1.829 x 8.720 mm dapat dilihat pada gambar dibawah ini :
2
– 12.904.420 mm2
= 3.044.460 mm2
(63)
4.1.3. Kalkulasi bahan yang digunakan untuk Bottom.
Adapun susunan plat pada bottom tangki dapat dilihat pada gambar dibawah ini :
(64)
Adapun perhitungan untuk mengetahui plat yang dibutuhkan adalah sebagia berikut :
Bidang I plat ukuran 7 x 2440 x 8720 mm
Luas = panjang x lebar = 8720 x 2440 = 21.276.800 mm
Gambar 4.13. Penampang bidang I pada bottom
Untuk mencari Luas bidang I pada plat bottom menggunakan rumus tembereng :
2
Adapun benda yang dapat dibentuk dengan menggunakan plat berukuran 7 x 2.440 x 8.720 mm dapat dilihat pada gambar dibawah ini :
(
)
(
)
2 2 2
2 2
821 . 700 . 8
45 360
7399 8770
8
mm x
r R x A
=
− =
− =
π π
... (4.5)
Luas plat yang tersisa :
Sisa = Luas 1 Lembar Plat – Luas Bidang I = 21.276.800 mm2 – 8.700.821 mm2 = 12.575.979 mm2
(65)
Maka banyak plat yang digunakan untuk Bidang I = 8 Lembar plat
Bidang II plat ukuran 7 x 2120 x 6594 mm
Luas = Panjang x Lebar = 6594 x 2120 = 13.979.280 mm
Gambar 4.14. Penampang bidang II pada bottom Luas bidang II plat Bottom :
Bagian a menggunakan rumus 4.1. :
2
Adapun benda yang dapat dibentuk dengan menggunakan plat berukuran 7 x 2.120 x 6.594 mm dapat dilihat pada gambar dibawah ini :
2 2 2 1 119 . 600 . 2 000 . 292 . 20 119 . 892 . 22 764 . 6 000 . 6 2 1 798 . 14 4 360 48 2 1 4 360 48 mm x x b x a D x A = − = − = − = π π
Bagian b :
2 2 000 . 784 . 5 964 000 . 6 mm x Lebar x Panjang A = = = ... (4.6)
(66)
Luas bidang II = luas a + luas b
= 2.600.119 mm2 + 5.784.119 mm2 = 8.384.238 mm2
Luas plat yang tersisa :
Sisa = Luas 1 Lembar Plat – Luas Bidang II = 13.979.280 mm2 – 8.384.238 mm2 = 5.595.042 mm
Bidang III plat ukuran 7 x 1220 x 2440 mm 2
Maka banyak plat yang digunakan untuk Bidang I = 2 Lembar plat
Luas = Panjang x Lebar = 2440 x 1220 = 2.976.800 mm
Gambar 4.15. Penampang bidang III pada bottom
2
Adapun benda yang dapat dibentuk dengan menggunakan plat berukuran 7 x 1.220 x 2.440 mm dapat dilihat pada gambar dibawah ini :
2 2 2
2 2
1862 132 . 470 . 3
1594 964
mm b a C miring sisi
Panjang
= =
+ =
+ =
(67)
Luas bidang III pada plat bottom adalah :
2 2
616 . 536 . 1 2 308
. 768
1594 964 2 1 2 1
mm x
mm x b x a A
= =
= =
Luas plat yang tersisa :
Sisa = luas plat 1 lembar – luas bidang III = 2.976.800 mm2 – 1.536.616 mm2 = 1.440.184 mm
Bidang IV plat ukuran 7 x 2.120 x 6.594 mm 2
Maka banyak plat yang digunakan untuk Bidang III = 2 Lembar plat
Luas = Panjang x lebar = 6594 x 2120 = 13.979.280 mm
Gambar 4.16. Penampang bidang IV pada bottom
2
Adapun benda yang dapat dibentuk dengan menggunakan plat berukuran 7 x 2.120 x 6.594 mm dapat dilihat pada gambar dibawah ini :
(68)
Dengan menggunakan Rumus 4.2 maka luas bidang IV dapat dicari :
( )
(
)
2 675 . 672 . 7
4596 5987
1450 2 1 2 1
mm b a h A
=
+ =
+ =
Luas plat yang tersisa :
Luas = luas plat 1 lembar – luas bidang IV = 13.979.280 mm2 – 7.672.675 mm2 = 6.306.609 mm
Bidang V dan VII plat ukuran 7 x 2900 x 5800 mm 2
Maka banyak plat yang digunakan untuk bidang IV = 4 Lembar plat
Luas = Panjang x lebar = 5800 x 2900 = 16.820.000 mm
Gambar 4.17. Penampang bidang V dan VII pada bottom
2
Adapun benda yang dapat dibentuk dengan menggunakan plat berukuran 7 x 2.900 x 5.800 mm dapat dilihat pada gambar dibawah ini :
(69)
Dengan menggunakan Rumus 4.2 maka luas bidang V dan VII dapat dicari :
( )
( )
(
)
(
)
2 2 2 2 300 . 838 . 12 2 150 . 419 . 6 775 . 492 . 1 375 . 926 . 4 805 1254 1450 2 1 2987 3808 1450 2 1 2 1 2 1 mm x mm mm mm b a h b a h A = = + = + + + = + + + =Luas plat yang tersisa :
Luas = luas plat 1 lembar – luas bidang V + VII = 16.820.000 mm2 – 12.838.300 mm2 = 3.981.700 mm
Bidang VI plat ukuran 7 x 2120 x 6594 mm 2
Maka banyak plat yang digunakan untuk bidang V dan VII = 4 Lembar plat.
Luas1 = Panjang x lebar
= 6594 x 2120 = 13.979.280 mm
Gambar 4.18. Penampang bidang VI pada bottom
2
Adapun benda yang dapat dibentuk dengan menggunakan plat berukuran 7 x 2.120 x 6.594 mm dapat dilihat pada gambar dibawah ini :
(70)
Luas bidang VI dapat dicari dengan rumus persegi panjang : Luas2 = Panjang x lebar
= 6000 x 1450 = 8.700.000 mm2 Luas plat yang tersisa :
Luas = Luas plat 1 lembar – Luas bidang VI = 13.979.280 mm2 – 8.700.000 mm2 = 5.279.280 mm
Bidang VIII plat ukuran 7 x 2900 x 5800 mm 2
Maka banyak plat yang digunakan untuk Bidang VI = 6 Lembar plat
Luas = Panjang x lebar = 5800 x 2900 = 16.820.000 mm
Gambar 4.19. Penampang bidang VIII pada bottom
Dengan menggunakan Rumus 4.2 maka luas bidang VIII dapat dicari :
2
Adapun benda yang dapat dibentuk dengan menggunakan plat berukuran 7 x 2.900 x 5.800 mm dapat dilihat pada gambar dibawah ini :
( )
(
)
2 2
750 . 549 . 12 2 875
. 274 . 6
4257 4398
1450 2 1 2 1
mm x
mm b a h A
= =
+ =
+ =
(71)
Maka banyak plat yang digunakan untuk Bidang VIII = 2 Lembar plat
Bidang IX plat ukuran 6 x 2120 x 6594 mm
Luas = Panjang x lebar = 6594 x 2120 = 13.979.280 mm
Gambar 4.20. penampang bidang IX pada bottom
Luas bidang IX dapat dicari dengan rumus persegi panjang – ½ Luas lingkaran :
Luas bidang IX = Panjang x lebar
2
Adapun benda yang dapat dibentuk dengan menggunakan plat berukuran 7 x 2.120 x 6.594 mm dapat dilihat pada gambar dibawah ini :
2 2 1
r
π
−
= 6000 x 1450 – ½ π 3752 ... (4.8) = 8.700.000 mm2 – 220.781 mm2
= 8.479.218 mm2 Luas plat yang tersisa :
Luas plat sisa = luas plat 1 lembar – luas bidang IX = 13.979.280 mm2 – 8.479.218 mm2 = 5.500.062 mm2
(72)
4.1.4. Kalkulasi Bahan Pipa Heater.
Adapun susunan pipa heater dapat dilihat pada gambar dibawah ini :
(73)
Adapun perhitungan untuk mengetahui banyaknya pipa yang dibutuhkan adalah sebagia berikut :
Panjang Pipa a = 1.484 mm
Dimanan standar dari panjang pipa 6 m (6.000 mm), bagian pipa a dapat dilihat pada gambar dibawah ini :
Gambar 4.22. Koil pemanas bagian pipa a Maka banyak pipa yang dipakai pada bagian a = 2 batang
Panjang pipa b = 3.329 mm
Dimanan standar dari panjang pipa 6 m (6.000 mm), bagian pipa b dapat dilihat pada gambar dibawah ini :
Gambar 4.23. Koil pemanas bagian pipa b Maka banyak pipa yang dipakai pada baguan b = 8 batang
(74)
Panjang pipa c = 4.476 mm
Dimanan standar dari panjang pipa 6 m (6.000 mm), bagian pipa c dapat dilihat pada gambar dibawah ini :
Gambar 4.24. Koil pemanas bagian pipa c Maka banyak pipa yang dipakai pada bagian c = 8 batang
Panjang pipa d = 5.305 mm
Dimanan standar dari panjang pipa 6 m (6.000 mm), bagian pipa d dapat dilihat pada gambar dibawah ini :
Gambar 4.25. Koil pemanas bagian pipa d Maka banyak pipa yang dipakai pada bagian d = 8 batang
Panajang pipa e = 5.927 mm
Dimanan standar dari panjang pipa 6 m (6.000 mm), bagian pipa e dapat dilihat pada gambar dibawah ini :
(75)
Gambar 4.26. Koil pemansa bagian pipa e Maka banyakpipa yang dipakai pada bagian e = 8 batang
Panjang pipa f = 6.394 mm
Dimanan standar dari panjang pipa 6 m (6.000 mm), bagian pipa f dapat dilihat pada gambar dibawah ini :
Gambar 4.27. Koil pemanas bagian pipa f
Maka banyak pipa yang dibutukan pada f1 sebanyak 8 batang dan 8 reduser.
sedangkan f2
Panjang pipa g = 6.732 mm
dapat menggunakan sisa pipa b 2 batang.
Dimanan standar dari panjang pipa 6 m (6.000 mm), bagian pipa g dapat dilihat pada gambar dibawah ini :
(76)
Gambar 4.28. Koil pemanas bagian pipa g
Maka banyak pipa yang dibutuhkan pada g1 = 8 batang dan 8 reduser. Sedangkan
g2
Panjang pipa h = 6.958 mm
dapat menggunakan sisa pipa c 4 batang.
Dimanan standar dari panjang pipa 6 m (6.000 mm), bagian pipa h dapat dilihat pada gambar dibawah ini :
Gambar 4.29. Koil pemnas bagian pipa h
Maka banyaknya pipa yang dibutuhkan pada h1 = 8 batang dan 8 reduser.
(77)
Panjang pipa i = 6.989 mm
Dimanan standar dari panjang pipa 6 m (6.000 mm), bagian pipa i dapat dilihat pada gambar dibawah ini :
Gambar 4.30. Koil pemanas bagian pipa i
Maka banyak pipa yang dibutuhkan pada i1 = 8 batang dan 8 reduser. Sedangkan
i2
Panjang pipa j = 2.207 mm
dapat menggunakan sisa pipa b 2 batang dan pipa c 4 batang.
Panjang pipa j = L1 + L2 + L3
Dimana panjang L2
Gambar 4.31. Koil pemanas bagian pipa j = ¼ 2π r
= ¼ 2 π 225 = 353 mm
maka panjang pipa = 1659 + 353 +195 = 2.207 mm banyaknya pipa pada pipa j = 2 batang
(78)
Pipa putar balik
mm x
mm r
L L xL Pipa Panjang
1096 706 195 2
706 225 2 2
1 2
2 1
2 1 2 2
= + =
= =
= ⇒ +
= π π
... (4.9)
Banyaknya pipa putar balik = 14 batang
Gambar 4.32. Pipa putar balik
Packing 3 x 1.220 x 2.440 mm
Bahan Packing terbuat dari grafit yang cocok untuk menghindari terjadinya kebocoran pada sambungan plendes dengan pipa koil pemanas. Diameter luar plendes 6 in (168 mm). Banyaknya plendes 288 buah. Sedangkan Dout plendes
11 in (280 mm) pada pipa distribusi minyak sedangkan Dout
Gambar 4.33. Susuna packing dalam satu lembar
plendes 7,5 in (190 mm) pada pipa drain. Susunan packing dalam lembar dapat dilihat pada
(79)
Dalam satu lembar berisi 98 buah packing, maka banyak Lembaran packing sebanyak 3 lembar.
4.1.5. Kalkulasi bahan kawat las pada perancangan tangki timbun.
Kawat las yang digunakan pada perancangan tangki timbun ini LB 52 merek kobe Diameter 4.0 mm, Panjang 400 mm dan menghasilkan 50 % dari panjangnya, dalam satu kotak kawat las berisi 100 batang dengan berat 5Kg, maka banyaknya kawat las yang dibutuhkan dapat dicari :
Banyaknya kawat las pada atap.
g ba gr g ba gr kg kotak satu dalam Isi kotak Satu Berat gr per las kawat Berat tan 1 / 50 tan 100 000 . 5 5 1 = ⇒ = = ... (4.10) kg gr gr x g ba mm x mm x las kawat panjang x b x n E 75 . 12 750 . 12 50 tan 255 400 5 , 0 379 . 6 8 . 5 , 0 1 . 1 ⇒ = = = = ... (4.11) kg gr gr x g ba mm x mm x las kawat panjang x b x n E 55 . 12 550 . 12 50 tan 251 400 5 , 0 273 . 6 8 . 5 , 0 2 . 1 ⇒ = = = =
(80)
kg gr gr x g ba mm x mm x las kawat panjang x b x n E 6 , 10 600 . 10 50 tan 212 400 5 , 0 280 . 5 8 . 5 , 0 3 . 1 ⇒ = = = = kg gr gr x g ba mm x mm x las kawat panjang x b x n E 6 , 8 600 . 8 50 tan 172 400 5 , 0 285 . 4 8 . 5 , 0 4 . 1 ⇒ = = = = kg gr gr x g ba mm x mm x las kawat panjang x b x n E 6 , 6 600 . 6 50 tan 132 400 5 , 0 291 . 3 8 . 5 , 0 5 . 1 ⇒ = = = = kg gr gr x g ba mm x mm x las kawat panjang x b x n E 6 , 4 600 . 4 50 tan 92 400 5 , 0 297 . 2 8 . 5 , 0 6 . 1 ⇒ = = = = kg gr gr x g ba mm x mm x las kawat panjang x r x E 75 , 17 750 . 17 50 tan 351 400 5 , 0 770 . 8 8 5 , 0 8 7 . 1 ⇒ = = = = ... (4.12)
Banyaknya kawat las pada atap
E1.t = E1.1+ E1.2 + E1.3 + E1.4 + E1.5 + E1.6 + E1.7
(81)
Banyaknya kawat las pada dinding tangki. Maka banyaknya kawat las dapat dihitung:
kg gr gr x g ba mm x mm x mm x las kawat panjang x lingkaran keliling x H x E 110 650 . 110 50 tan 213 . 2 400 5 , 0 075 . 55 7 000 . 12 6 . 5 , 0 7 6 2 = = = + = + = ... (4.13)
Banyaknya kawat las pada bottom
banyaknya kawat las pada sambungan I dengan sambunga I
(
)
(
)
(
)
Kg x las kawat panjang x x D x lingkaran keliling r R E 3 . 14 400 5 , 0 465 . 46 10968 8 . 5 , 0 465 . 46 798 . 14 7399 8770 8 18 1 1
1 . 3 = + = = ⇒ + − = + − = π π ... (4.14)
banyak kawat las pada sambungan II dengan III
kg x gr gr x g ba x las kawat panjang x x p l x E 8 , 3 2 9 , 1 1950 50 tan 39 400 5 , 0 784 . 7 . 5 , 0 4596 964 2 2 2 . 3 = = = = = + = + = ... (4.15)
banyak kawat las pada sambungan IV dengan IV
kg x gr gr x g ba x las kawat panjang x p l E 7 , 6 2 36 . 3 355 . 3 50 tan 67 400 5 , 0 424 . 13 . 5 , 0 974 . 11 450 . 1 3 . 3 = = = = = + = + = ... (4.16)
(1)
LAMPIRAN D
Standrat Baut Dan Mur
N.S Numb Bold Size Stud Size
½ 4 ½ x 1 ¾ ½ x 3 ¼
¾ 4 ½ x 2 ½ x 2 ¼
1 4 1/2 x 2 ½ x 2 ¼
1 ½ 4 ½ x 2 ¼ ½ x 2 ¾
2 4 5/8 x 2 ¾ 5/8 x 3
3 4 5/8 x 3 5/8 x 3 ½
4 8 5/8 x 3 5/8 3 ½
6 8 ¾ x 3 ¼ ¾ x 3 ¾
8 8 ¾ x 3 ½ ¾ x 4
10 12 7/6 x 3 ¾ 7/8 x 4 ½
12 12 7/8 x 4 7/8 x 4 ½
14 12 1 x 4 ¼ 1 x 5
16 16 1 1/8 x 4 ¾ 1 x 5 ¼
LAMPIRAN E Faktor Konversi satuan
Panjang
cm m km in ft mil
1 cm 1 m 1 km 1 in 1ft 1 mil 1 100 105 2,540 30,48 160,9 x 10
10
3
-2 1 1000 25,4 x 10
10 -3 0,3048 1609 -5 10-3 1 25,4 x 10-6 0,3048 x 10
0,3937 39,3 39.370
1 12 63,36 x 10 -3
1,609
32,81 x 10
3
-3 3,931 3,231 88,33 x 10
6,214 x 10
-3 1 5280
-6 6,214 x 10-4
0,3214 15,78 x 10-4 0,1894 x 10-4
1
Luas
m2 cm2 ft2 in2
m2 cm2 ft2 in 1 10 2 -4 92,9x 10-3 0,6425 x 10
10
-3
10,76 1,076 x 10 4 1 929 6,452 -3 1
6,944 x 10
1.550 0,15550 144 1 -3
(2)
Volume
m3 cm3 L in3
m3 cm3 L in 1 10 3 -6 10-3 16,39 x 10
10 -6 1000 10 6 1 1000 16,39 -3 1
16,39 x 10
61,02 x 10
-3
3 61,02 x 10-3 61,02 1
Massa
g kg slug lb
g kg slug lb 1 1000 14,59x 10 10 3 453,6
68,52 x 10 -3
1 14,59 0,4536
-6 68,52 x 10-3 1
31,08 x 10
2,205 x 10
-3 -3 2,205 32,17 1 LAMPIRAN F
Dimension of standard pipe
(3)
LAMPIRAN G
(4)
LAMPIRAN H
Spesific Gravity dari Minyak CPO
o
C Spesific Gravity oC Spesific Gravity
41 0,8963 512 0,8900
42 0,8957 52 0,8893
43 0,8950 53 0,8887
44 0,8944 54 0,8881
45 0,8938 55 0,8874
46 0,8931 56 0,8864
47 0,8925 57 0,8862
48 0,8919 58 0,8855
49 0,8912 59 0,8849
50 0,8905 60 0,8843
LAMPIRAN I
(5)
(6)
LAMPIRAN K