ANALISIS TEGANGAN (STRESS) PADA TABUNG LPG 3 KG AKIBAT BEBAN INTERNAL PRESSURE

  

ABSTRAK

ANALISIS TEGANGAN (STRESS) PADA TABUNG LPG 3 KG

AKIBAT BEBAN INTERNAL PRESSURE

Oleh:

  

Akhmad Fitrizal Azmi

Pressure vessel adalah bejana bertekanan yang tahan bocor (leak proof) yang

  berfungsi sebagai tempat menampung senyawa hidrokarbon. Dalam operasinya,

  

pressure vessel mendapatkan bermacam-macam beban antara lain tekanan dalam

  (internal pressure). Beban tersebut akan menimbulkan tegangan yang bervariasi pada dinding vessel. Salah satu contoh pressure vessel yang sering dijumpai adalah tabung LPG. Untuk mencegah terjadinya kebocoran atau bahkan meledaknya tabung maka perlu untuk diketahui distribusi tegangan pada tabung. Pemodelan tabung dianalisis secara numeric dengan menggunakan software ANSYS 10.0 dengan mengansumsikan material yang digunakan pada tabung bersifat elastik, linear, dan isotropis. Tabung yang dianalisis adalah tabung LPG PERTAMINA 3 kg. Dari analisis yang dilakukan, terdapat tiga jenis tegangan pada tabung LPG 3 kg yaitu tegangan radial, tegangan keliling (hoop stress) dan tegangan longitudinal. Nilai tegangan terbesar terjadi untuk daerah ellips bagian atas yaitu pada hoop

  

stress sebesar 215,59 MPa, hal ini karena adanya bukaan katup yang merupakan

daerah diskontinu.

  Kata kunci: ANSYS, tegangan, tabung LPG 3 kg, distribusi tegangan.

I. PENDAHULUAN A. Latar belakang Sumber daya alam di Indonesia sangat banyak tersedia, salah satunya yaitu gas.

  Peranan gas sangat penting bagi kehidupan manusia. Gas merupakan jenis bahan bakar yang sudah banyak digunakan dalam keperluan sehari-hari. Antara lain digunakan untuk bahan bakar yaitu gas LPG. LPG butane dan LPG mix biasanya dipergunakan oleh masyarakat umum sebagai bahan bakar untuk memasak. Gas LPG ini disimpan dalam wadah berbentuk tabung silindris, tabung ini termasuk salah satu jenis pressure vessel. Pressure vessel adalah bejana bertekanan yang tahan bocor (leak proof) yang berfungsi sebagai tempat menampung senyawa hidrokarbon. Dalam operasinya, pressure vessel ini mendapatkan bermacam- macam beban antara lain tekanan dalam (internal pressure). Beban tersebut akan menimbulkan tegangan yang bervariasi pada dinding vessel. Besarnya tekanan dan beban yang diterima oleh pressure vessel ini menyebabkan kebocoran (leak) atau bahkan meledaknya tabung itu sendiri.

  Tabung yang dirancang untuk menyimpan gas LPG apabila tidak memenuhi standar keamanan, dapat menimbulkan masalah-masalah seperti terjadinya kebocoran atau bahkan terjadinya ledakan. Proses perancangan memegang

  Selain konstruksi tabung LPG yang kokoh, beberapa persyaratan lain yang harus dipenuhi oleh sebuah tabung LPG adalah bobot tabung yang ringan, dan harga yang kompetitif. Sebuah konstruksi yang baik adalah yang mampu menahan beban tertentu dengan defleksi yang minimum. Semakin besar defleksi yang terjadi, maka dapat dikatakan bahwa konstruksi tersebut semakin buruk. Untuk itu dalam mendesain suatu produk biasanya dilakukan dengan menganalis kemungkinan kegagalan-kegagalan yang akan terjadi. Hal inilah yang menjadikan alasan perlu adanya analisis terhadap tabung LPG. Dalam kasus ini proses analisis mengunakan suatu program yang dinamakan Analisis System (ANSYS).

  B. Tujuan Penelitian

Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui kondisi tegangan dan menganalisa

tegangan (stress) yang terjadi pada tabung LPG akibat pembebanan tekanan

dalam (internal pressure). Tabung yang dianalisa adalah tabung LPG

PERTAMINA 3 kg yang dipakai dalam rumah tangga. Hasil penelitian dapat

digunakan sebagai edukasi masyarakat tentang keamanan menggunakan LPG

ditinjau dari pendekatan mekanika struktur.

  C. Batasan Masalah

Untuk mendapatkan hasil yang lebih akurat, maka pada penelitian ini masalah

hanya dibatasi pada:

  1. software ANSYS 10 yang

  Penelitian dilakukan dengan menggunakan

  2. Analisis dilakukan pada tabung gas LPG Pertamina ukuran 3 kg.

  3. Material tabung diasumsikan elastis, linier, dan isotropis.

  4.

  (internal pressure).

  Pembebanan pada model hanya berupa tekanan dalam 5. Elemen yang digunakan dalam penelitian ini adalah Shell63.

  

6. (Handguard) dan dudukan (Footring) tabung

Dalam pemodelan, pegangan dianggap tidak ada.

D. Sistematika Penulisan

  Adapun sistematika yang digunakan pada penelitian ini adalah sebagai berikut:

  Bab I Pendahuluan, pada bab ini diuraikan latar belakang, tujuan, batasan masalah, dan sistematika penulisan. Bab II adalah tinjauan pustaka, yang berisi tentang teori dan parameter-parameter yang berhubungan dengan penelitian. Bab

  III Metode Penelitian, berisikan tentang pemodelan dan tata kerja analisis elemen hingga. Bab IV Hasil dan Pembahasan, pada bab ini berisikan data-data yang didapat dari hasil penelitian dan pembahasannya. Bab V Simpulan dan Saran, berisikan tentang simpulan yang dapat ditarik serta saran-saran yang ingin disampaikan dari penelitian.

V. PENUTUP A.

   Simpulan

  Dari penelitian yang dilakukan secara komputasi dengan metode elemen hingga, maka dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut:

  1. Terdapat tiga jenis tegangan yang terjadi pada tabung LPG 3 kg yaitu tegangan radial, tegangan keliling (hoop stress) dan tegangan longitudinal.

  2. Karena tabung tipis, tegangan arah radial dapat diabaikan.

  3. Nilai tegangan terbesar terjadi untuk daerah ellips bagian atas pada hoop

  stress sebesar 215,59 MPa, hal ini karena adanya bukaan katup yang merupakan daerah diskontinu.

  4. Pada daerah pertemuan antara bentuk ellips dengan silinder terjadi perubahan tegangan dari tarik ke tekan.

B. Saran

  Adapun saran yang diberikan untuk penelitian selanjutnya adalah sebagai berikut: 1.

  Untuk melakukan penelitian selanjutnya, disarankan dalam pembuatan pemodelan dibuat dalam bentuk lengkap.

  2. Elemen sambungan las tidak diabaikan.

  3. Analisis selanjutnya dapat dilakukan dengan menggunakan axisymetric model.