STUDI LIMIT TEKANAN PADA TABUNG GAS LPG 3 Kg

  

ABSTRAK

STUDI LIMIT TEKANAN PADA TABUNG GAS LPG 3 Kg

Oleh:

Elwin Handika

  Tabung LPG adalah salah satu jenis dari bejana bertekanan, merupakan suatu wadah tertutup yang dirancang untuk menahan gas atau cairan pada

  Proses pengadaan tabung LPG pada konversi minyak tanah mengundang tertentu.

pertanyaan apakah tabung LPG yang disediakan telah memenuhi standar? Mengingat

besarnya resiko kecelakaan yang dapat terjadi seperti kebocoran atau bahkan meledaknya

tabung apabila tidak dipenuhinya standar keamanan. Hal inilah yang membuat kami

merasa tertarik menganalisis tabung LPG 3 kg,

  Untuk mencegah terjadinya kebocoran atau bahkan meledaknya tabung maka perlu untuk diketahui limit tegangan dan faktor keamanan 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 3 Kg PERTAMINA.

  Dengan beban maksimum akibat tekanan gas sebesar P/Py 1.306431818 atau sebesar 5.7483 MPa, maka tegangan yang terjadi akibat beban gas pada

  MPa

  permukaan sebesar σ/σy 1.608867797 atau sebesar 474.616 dan regangan yang terjadi 1.802 . Menurut perhitungan dengan ANSYS tabung gas dianggap aman. Hal ini dengan pertimbangan beban maksimum yang dapat diterima tabung sebesar 5.7483 MPa, beban yield 2,75 MPa, sedangkan beban operasi tabung hanya 2,1 MPa. Kata kunci: ANSYS, tegangan, tabung LPG 3Kg.

I. PENDAHULUAN A.

   Latar belakang

  Kebijakan Pemerintah untuk mengkonversi penggunaan minyak tanah untuk rumah tangga menjadi LPG (Liquefied Petroleum Gas) bertujuan untuk mengurangi pengeluaran APBN dengan cara menghapuskan subsidi pemerintah terhadap Minyak Tanah. Hal ini menimbulkan permasalahan baru yaitu kebutuhan rumah tangga terhadap LPG semakin meningkat. Dengan demikian Pemeritah perlu menyediakan pasokan LPG bagi masyarakat, selain itu pemerintah juga harus menyediakan sarana penunjang untuk memenuhi kebutuhan LPG tersebut, seperti stasiun pengisian LPG, kompor dan tabung LPG itu sendiri. Dalam pelaksanaannya Pemerintah mengalami kesulitan memenuhi kebutuhan tabung LPG, hal ini dikarenakan kebutuhan tersebut harus dipenuhi dalam waktu singkat dan jumlah yang besar, sehingga akhirnya Pemerintah menggunakan pihak swasta dalam memenuhi kebutuhan tersebut melalui tender. Proses pengadaan tabung LPG dengan kondisi seperti yang telah diuraikan diatas mengundang pertanyaan apakah tabung LPG yang disediakan telah memenuhi standar? Mengingat besarnya resiko kecelakaan yang dapat terjadi seperti kebocoran atau bahkan meledaknya tabung apabila tidak dipenuhinya standar keamanan. Hal inilah yang membuat kami merasa tertarik menganalisis tabung yang sangat penting dalam penentuan dan pembuatan suatu konstruksi mekanik. Selain konstruksi yang kokoh, beberapa persyaratan lain yang pada umumnya harus dipenuhi oleh sebuah konstruksi mekanik adalah seperti bentuk dari produk baik, pemilihan material yang tepat, biaya produksi rendah, dan lain sebagainya. Konstruksi yang baik adalah yang mampu menahan beban kerja konstruksi tersebut dengan defleksi yang minimum. Semakin besar defleksi yang terjadi, maka dapat dikatakan bahwa konstruksi rangka tersebut semakin buruk. Untuk itu maka dalam mendesain suatu produk biasanya dilakukan dengan menganalis kegagalan-kegagalan yang dapat terjadi. Dalam kasus ini proses analisa mengunakan suatu program yang dinamakan Analisis System (ANSYS). ANSYS adalah sebuah program untuk melakukan perhitungan konstruksi dan fluida menggunakan metode elemen hingga atau finite element method (FEM).

  B. Tujuan Penelitian

Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui nilai batas tekanan yang dapat

diterima tabung LPG 3 Kg akibat pembebanan tekanan dalam (internal pressure),

seta faktor keamanan tabung. Hasil penelitian ini dapat digunakan sebagai

pertimbangan bahwa pemakaian LPG adalah aman ditinjau dari pendekatan

mekanika struktur.

  C. Batasan Masalah

Untuk mendapatkan hasil yang lebih terarah dan akurat, maka pada penelitian ini

  

1. Pembebanan pada model hanya berupa tekanan dalam (internal pressure).

  

2. Penelitian dilakukan dengan menggunakan software ANSYS 10 yang

berbasis metode elemen hingga (finite element method).

  3. Analisa dilakukan dengan menggunakan tabung gas LPG Pertamina

  ukuran 3 kg. Volume 7.3 L, diameter luar tabung 260 mm, tinggi tabung 190 mm, berat tabung 5 kg.

  4. Elemen yang digunakan dalam penelitian ini adalah SHELL181

5. Pemodelan bejana dibuat hanya badan tabung tanpa pegangan dan kaki.

  Hal ini dikarenakan kedua bagian tersebut tidak berpengaruh besar terhadap batas keamanan tabung.

D. Sistematika Penulisan

  Bab I Pendahuluan, terdiri dari latar belakang, tujuan, batasan masalah, dan sistematika penulisan. Bab II Tinjauan Pustaka, berisikan tentang teori dasar yang mendukung penelitian ini, seperti teori membran dan bending diuraikan secara singkat 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, 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 hasil penelitian yang telah dilakukan secara komputasi dengan metode element hingga terhadap batas pembebanan (limit load), maka dapat ditarik beberapa simpulan sebagai berikut: 1.

  Dengan beban maksimum akibat tekanan gas sebesar P/Py 1.306431818 atau sebesar 5.7483 MPa, maka tegangan yang terjadi akibat beban gas pada permukaan sebesar MPa dan

  σ/σy 1.608867797 atau sebesar 474.616 regangan yang terjadi 1.802

  2. Nilai Py menurut perhitungan secara manual menggunakan ASME yaitu sebesar 4,4 MPa, sedangkan menurut perhitungan komputasi didapat 2.75 MPa.

3. Tegangan terbesar terjadi pada daerah sekitar puncak elips atas dan bawah 4.

  Kegagalan terjadi pada elips bagian atas, ini dikarenakan pada elips bagian terdapat bukaan katup.

  5. Menurut perhitungan dengan ANSYS tabung gas dianggap aman. Hal ini dengan pertimbangan beban maksimum yang dapat diterima tabung sebesar 5.7483 MPa, beban yield 2,75 MPa, sedangkan beban operasi tabung hanya 2,1 MPa.

  54

B. SARAN

  Adapun saran yang dapat diberikan, antara lain: 1.

  Untuk penelitian selanjutnya, pemodelan dilakukan dalam bentuk lengkap (model dibuatkan foot ring, hand guard dan reinforcement).

  2. Melakukan uji laboratorium untuk mendapatkan material properties tabung.

  3. Sambungan las keliling dimodelkan.

  4. Analisis elemen hingga dilakukan menggunakan plane elemen dengan asumsi simetris.