2.5 Tegangan Berdasarkan Kode Standar
Standar yang digunakan pada penulisan skripsi ini adalah ASME B31.3, standart ini digunakan untuk analisa tegangan yang terjadi, jenis standar ini
digunakan untuk menganalisa jenis pipa proses. Prioritas utama apabila hendak melakukan suatu analisa flexibilitas dan
tegangan pada sistem perpipaan adalah harus memenuhi persyaratan-persyaratan dan sesuai dengan Code atau standar yang benar. Batatasan-batasan dalam Code
dan Standar dapat dikelompokkan menjadi dua bagian, yakni batasan yang berhubungan dengan tegangan yang terjadi pada sistem perpipaan, dan batasan
beban gaya dan momen yang terjadi pada nozzle equipment akibat beban operating load dan sustained load sistem perpipaan. Pada sistem perpipaan ada
dua dasar mode kegagalan failure yaitu kegagalan tegangan sustained primer dan kegagalan tegangan expansi sekunder Peng, Ling-Chuan, dan Tsen Long
Peng. 2009. a.
Sustained Load Sustained
load merupakan
tegangan primer
yang menyebabkan kegagalan katastrofis. Jumlah dari seluruh tegangan
logitudinal akibat tekanan, berat dan akibat beban sustain yang
lain tidak boleh melebihi , dimana
adalah basic allowable stress pada kondisi atau suhu logam maksimum.
Sustained load memiliki karateristik antara lain adalah: - Kegagalan yang terjadi menimbulkan deformasi plastic yang
sangat besar. Selama beban ini berkerja maka deformasi akan berlanjut sampai kesetimbangan gaya tercapai.
- Sifatnya bukan cyclic alami. - Beban sustain biasanya diakibatkan oleh adanya berat dan
tekanan pressure. - Batasan yang diijinkan allowable untuk tegangan sistem
adalah berkisar pada tegangan yield material. yaitu titik dimana deformasi plastic dimulai.
Universitas Sumatera Utara
- Terjadinya kegagalan tersebut diawali dengan peringatan warning, karena akibat berat sehingga dapat menimbulkan
displacement pergeseran yang besar dan tidak disangka- sangka.
Secara matematis persamaan dari sustained load dapat digambarkan seperti berikut:
= +
≤ ............. 2.30
Dimana: = tegangan logitudinal KPa
= luas penampang pipa = faktor intisifikasi SIF in-plane
= faktor intisifikasi SIF out-plane = momen lenduan in-plane karena sustained load
N.mm = momen lendutan out-plane karena sustained load
N.mm b.
Occasional load Ocasional load adalah beban yang terjadi kadang-kadang
selama proses operasi normal. Beban ini dikarenakan oleh beban yang kuantitas terjadinya hanya sesekali saja misalnya seperti gempa bumi,
angin, water hammer, pressure drop,dan lain-lain. Occasional load juga dapat dikategorikan sustained load yang terjadi sesekali.
Universitas Sumatera Utara
Occasional load ini tidak boleh melebihi 1,33 , yang mana
adalah basic allowable stress , berikut adalah persamaan occasional load:
+
≤
1,33
........................... 2.31 Dimana:
= Tegangan akibat occasional load c.
Expansion Load Expansion load adalah stress yang terjadi akibat adanya
perubahan temperatur, jika temperatur naik akan mengakibatkan pemuaian sedangkan jika suhu menurun maka akan terjadi
pengkerutan. Pemuaian dan pengkerutan akan mengakibatkan kegagalan dan kebocoran pada sambungan, misalnya sambungan pada
pompa,vessel, tank dan lain-lain. Beban expansion load memiliki karakteristik, antara lain
adalah: - Sering menimbulkan kegagalan yang sangat membahayakan
setelah menggunakan sejumlah beban biasanya tinggi. - Kegagalan terjadi tanpa peringatan. Selama cyclic berulang-
ulang, crack menjalar keseluruh permukaan hingga kapasitas beban yang cukup menjadi hilang. Sekali ini terjadi cycle
berikutnya mengakibatkan kegagalan tiba-tiba. - Sifat kegagalannya cyclic secara alami, yaitu karena penjalaran
atau pemuaian expansi thermal. - Hampir semuanya dibatasi oleh dirinya sendiri, yaitu
pemakaian beban tunggal tidak akan pernah terjadi kegagalan. - Ciri-cirinya adalah suatu crack kecil karena adanya kenaikan
tegangan atau ketidaksempurnaan material pada inner atau outer permukaan pipa.
Universitas Sumatera Utara
Pada ASME B31.3 yang dievaluasi pada beban ekspansi adalah tegangan logitudinal akibat momen lentur dan tegangan geser
akibat momen torsi, dari persamaan tegangan geser maksimum dapat diperoleh persamaan:
= =
+ 4 =
+ 4
............. 2.32
= =
+ +
..... 2.33 Dimana:
= tegangan dari beban ekspansi KPa = momen lendutan in-plane karena expansion load
N.mm = momen lendutan out-plane karena expansion load
N.mm = momen torsi karena expansion load N.mm
, = faktor intensifikasi SIF in-plane dan out-plane
Tengangan ekspansi yang terjadi tidak boleh melebihi expansion allowable stress range
, dengan itu persamaan untuk expansion load adalah sebagai berikut:
+ +
≤
1,25 + 0.25
......... 2.34
Universitas Sumatera Utara
2.6 Beban yang Terjadi pada Sambungan. 2.6.1 Sambungan
Kategori