Sistem perpipaan Gedung Pusat Universitas Sanata Dharma - USD Repository

SISTEM PERPIPAAN GEDUNG PUSAT UNIVERSITAS SANATA DHARMA TUGAS AKHIR

  Diajukan untuk memenuhi salah satu syarat Memperoleh gelar Sarjana Teknik Jurusan Teknik Mesin

  Disusun Oleh: Nama : Arsadi Febrata NIM : 025214010

PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA 2008

  

PIPING SYSTEM AT MAIN BUILDING OF

SANATA DHARMA UNIVERSITY

FINAL PROJECT

Presented as Partial Fulfilment of the Requirements

To Obtain the Sarjana Teknik Degree

  

In Mechanical Engineering

By:

Name : Arsadi Febrata

  NIM : 025214010

MECHANICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM

MECHANICAL ENGINEERING DEPARTMENT

SCIENCE AND TECHNOLOGY FACULTY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA

  

2008

HALAMAN PERSETUJUAN

  TUGAS AKHIR SISTEM PERPIPAAN GEDUNG PUSAT UNIVERSITAS SANATA DHARMA Disusun oleh : Arsadi Febrata

  025214010 Telah disetujui oleh :

Pembimbing, Tanggal : 1 Maret 2008 Budi Sugiharto, S.T., M.T. ii iii

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA

  Dengan ini saya menyatakan bahwa tugas akhir ini tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar keserjanaan di suatu Perguruan Tinggi, dan sepanjang pengetahuan saya juga tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali yang telah disebutkan dalam kutipan dan dalam daftar pustaka sebagaimana layaknya karya ilmiah.

  Yogyakarta,

  1 Maret 2008 Penulis Arsadi Febrata iv

  

INTISARI

Sistem perpipaan pada gedung pusat Universitas Sanata Dharma terbagi

menjadi 2. Pertama dengan menggunakan pompa untuk mengalirkan air tanah ke

penampungan di atas gedung. Kedua dengan pengaruh gaya gravitasi mengalirkan

fluida dari penampung ke toilet-toilet di setiap lantai.

  Sistem perpipaan di dalam gedung pusat aliran fluida dipengaruhi gaya

gravitasi dalam mengalirkan fluida. Kecepatan dan tekanan yang dialami pipa

disetiap lantai berbeda karena pengaruh gravitasi. Tebal pipa ditentukan pada pipa

yang mengalami tekanan paling tinggi. Penyamaan kecepatan aliran disetiap lantai

menggunakan globe valve pada lantai III, II, I, dan ground agar tercapai kecepatan

aliran yang sama dengan kecepatan aliran pada lantai IV.

  Hasil yang diperoleh dalam perancangan yaitu pipa yang digunakan

  1

terbuat dari cast iron dengan ukuran untuk pipa utama berdiameter Ø 2 / "

  2

  3

schedule 40 dan pipa keluaran berdiameter Ø / " schedule 40. Gaya gravitasi,

  4

defleksi, berat pipa, dan berat fluida dapat menyebabkan pipa bengkok sehingga

diatasi dengan penggunaan penyangga pipa yang berjarak 2,5 m pada pipa utama.  

v

  

LEMBAR PERNYATAAN PERSETUJUAN

PUBLIKASI KARYA ILMIAH UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS

Yang bertanda tangan dibawah ini, saya mahasiswa Universitas Sanata Dharma : Nama : Arsadi Febrata Nomor Mahasiswa : 025214010

Demi pengembangan ilmu pengetahuan, saya memberikan kepada Perpustakaan

Universitas Sanata Dharma karya ilmiah saya yang berjudul :

  

SISTEM PERPIPAAN GEDUNG PUSAT

UNIVERSITAS SANATA DHARMA YOGYAKARTA

Beserta perangkat yang diperlukan (bila ada). Dengan demikian saya memberikan

kepada Perpustakan Universitas Sanata Dharma hak untuk menyimpan,

mengalihkan dalam bentuk lain, mengelolanya dalam bentuk pangkalan data,

mendistribusikan secara terbatas,dan mempublikasikannya di internet atau media

lain untuk kepentingan akademis tanpa perlu meminta ijin dari saya maupun

memberikan royalti kepada saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai

penulis. Demikian pernyataan ini yang saya buat dengan sebenarnya Dibuat di Yogyakarta Pada tanggal : 1 Maret 2008 Yang menyatakan (Arsadi Febrata)

KATA PENGANTAR

  

vi

  Dengan segala puji syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha

Esa yang telah melimpahkan berkat dan rahmat-Nya yang besar, sehingga penulis

dapat menyelesaikan Tugas Akhir yang berjudul “Sistem Perpipaan Gedung Pusat

Universitas Sanata Dharma” sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar

Sarjana Teknik di Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma.

  Bersamaan dengan ini, penulis juga mengucapkan banyak terima kasih

kepada dosen serta rekan-rekan yang telah banyak membantu dalam penyelesaian

Tugas Akhir ini, antara lain: 1.

  Romo Ir. Greg. Heliarko, S.J., S.S., B.S.T., M.A., M.Sc., selaku Dekan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma.

  2. Bapak Budi Sugiharto, S.T., M.T., selaku Ketua Program Studi Teknik Mesin Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma sekaligus Dosen Pembimbing Tugas Akhir, atas masukan dan juga nasihat-nasihat agar menjadi lulusan yang memiliki nilai sumber daya yang lebih.

  3. Bapak R.B. Dwiseno Wihadi, S.T., M.Si., selaku Dosen Pembimbing Akademik.

  4. Bapak Ir. Rines, M.T. dan Bapak Wibowo Kusbandono, S.T., M.T. selaku Dosen Penguji, untuk saran dan nasihatnya.

  5. Segenap dosen dan karyawan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma.

  6. Papa , Mama dan Eyang tercinta untuk kasih sayang, dukungan dan doa- doanya selama saya mulai kuliah sampai saya lulus.

  7. Kakak-Adikku semua (Mas Ames, Rimang, Nihan, Bayu) untuk dukungan dan semangatnya.

  8. Dewi, Rini, Diana, Maria, Andri, Surya, dan teman-teman Teknik Mesin yang tidak ditulis namanya sudah datang ke ujian pendadaran.

  9. Om Pri dan Tante Dewi the owner of Lekker Jé café where only the coolest hang out.

  10. Niken Widorini yang sudah menemani dan memberikan dukungannya selama 2 tahun ini.

  11. Semua pihak yang tidak bisa penulis sebutkan satu per satu.

  Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan dalam penyusunan

Tugas Akhir ini, penulis memohon kritik dan saran yang membangun. Penulis

memiliki harapan yang sangat besar, semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat

bagi pembaca dan juga bagi perkembangan ilmu pengetahuan.

  Yogyakarta, 1 Maret 2008 Penulis Arsadi Febrata

vii

  

DAFTAR ISI

  HALAMAN JUDUL .................................................................................................... i HALAMAN PERSETUJUAN .................................................................................... ii HALAMAN PENGESAHAN .................................................................................... iii HALAMAN KEASLIAN KARYA ........................................................................... iv

  INTISARI .................................................................................................................... v KATA PENGANTAR ............................................................................................... vi DAFTAR ISI ............................................................................................................ viii DAFTAR SIMBOL DAN NOTASI ........................................................................... x

  BAB I. PENDAHULUAN .................................................................................... 1

  1.1 Latar Belakang ......................................................................................... 1 1.2 Tujuan Perancangan .................................................................................

  2 1.3 Langkah Perancangan ..............................................................................

  2 1.4 Batasan Masalah .......................................................................................

  2

  1.5 Prinsip Kerja ............................................................................................. 3

  1.6 Skema Perancangan ................................................................................. 3

  BAB II. PENGETAHUAN TENTANG PIPA ....................................................... 4

  2.1 Sambungan Pipa ....................................................................................... 4 viii

  2.1.1 Pengelasan ..................................................................................

  4 2.1.2 Ulir .............................................................................................

  5 2.1.3 Flens ...........................................................................................

  5

  2.1.4 Sambungan Cabang .................................................................... 5 2.2 Katup ........................................................................................................

  6

  2.3 Bahan dan Material Katup ....................................................................... 7

  2.4 Penyangga Pipa ........................................................................................ 8

  2.4.1 Penyangga Kaki Bebek .............................................................. 8

  2.4.2 Penyangga Bentuk Siku-siku ..................................................... 9

  2.4.3 Penyangga Pembaringan Pipa ................................................... 11 2.4.4 Penggantung Pipa ......................................................................

  12

  2.4.5 Penyangga Pipa Rendah ............................................................ 14

  2.5 Pemasangan Pipa .................................................................................... 15

  2.5.1 Pemasangan pipa diatas tanah ................................................... 15

  2.5.2 Pemasangan pipa di bawah tanah .............................................. 17

  BAB III. PERANCANGAN SISTEM PERPIPAAN ............................................. 19

  3.1 Kecepatan dan Debit ............................................................................... 19 3.2 Tekanan ...................................................................................................

  24

  3.2.1 Tekanan Pipa di Lantai IV ........................................................ 29

  3.2.2 Tekanan Pipa di Lantai III ........................................................ 32

  3.2.3 Tekanan Pipa di Lantai II .......................................................... 34 ix

  x

  3.2.4 Tekanan Pipa di Lantai I ........................................................... 36

  3.2.5 Tekanan Pipa di Lantai Ground ................................................ 38 3.3 Ketebalan Pipa ........................................................................................

  43 3.4 Jarak Tumpuan ........................................................................................

  44 3.5 Pompa ......................................................................................................

  46

  3.5.1 Pompa I .................................................................................... 49

  3.5.2 Pompa II ....................................................................................

  50 BAB IV. KESIMPULAN dan PENUTUP ............................................................. 53 4.1 Kesimpulan .............................................................................................

  53 4.2 Penutup ....................................................................................................

  54 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

DAFTAR SIMBOL DAN NOTASI

  = kecepatan aliran (m

  v

  ⁄ ) = percepatan gravitasi (m )

  g

  2 s h = beda tinggi permukaan air dengan keluaran (m)

  2 A = luar penampang aliran (m )

  = debit aliran ( )

  Q

  = Tekanan yang diketahui ( )

  P

  = Tekanan yang dicari ( )

  P

  1 v = Kecepatan aliran fluida (

  ⁄ ) = Berat jenis

  ( )

  γ

  = Jumlah head loss (m)

  f Σh h L = Head loss

  (m) = faktor

  K L fitting

  = Kecepatan aliran fluida (

  v

  ⁄ ) = faktor gesekan

  f D = Diameter pipa (m)

  = Panjang pipa (m)

  l R = Bilangan Reynold e

  = Berat Jenis ( )

  ρ

  v = Kecepatan aliran fluida (

  3

  E = Modulus elastisitas (psi) w

  )

  4

  = Moment inersia (m

  I

  )

  4

  Defleksi maksimum yang diijinkan (m

  ∆ =

  = Regangan Yang diijinkan (psi)

  S h

  )

  = Modulus section of pipe (m

  ⁄ )

  

L = Panjang tumpuan (m)

Z

  = Faktor kualitas untuk pengelasan

  E

  = Koefisien properti dan temperatur desain.

  S = Stres yang terjadi akibat panas (psi) Y

  = Tekanan internal (psi)

  D o = Diameter luar pipa (m) P

  = Tebal minimum pipa yang diijinkan (m)

  t min

  )

  .

  D = Diameter pipa (m) µ = Viskositas Dinamik (

  = Berat pipa dan fluida (Kg)

  1  

   

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

  Air beserta sumber-sumbernya merupakan suatu kekayaan alam yang mutlak dibutuhkan guna menopang kelangsungan hidup dan memelihara kesehatan.

  Secara teknis berdasarkan siklus hidrologi yang ada dialam ini dapatlah dibagi tiga sumber air, yaitu:

• Air angkasa (air hujan).
• Air permukaan (sungai, danau, tampungan air).
• Air tanah (mata air, air tanah dangkal dan dalam).

  Dalam pemenuhan akan air pada gedung-gedung seperti apartemen, perkantoran, hotel, gedung bertingkat, dll. Kebanyakan menggunakan air tanah sebagai sumber airnya. Karena itu diperlukan suatu sistem yang dapat mengalirkan air tersebut ke permukaan.

  Sistem perpipaan meliputi semua komponen dari lokasi awal sampai dengan lokasi tujuan yang terdiri dari pipa, sambungan (elbow, tee, reducer, cap, cross

  , dll.), flens, gasket, katup, baut dan sebagainya. Untuk sistem perpipaan yang fluidanya liquid, umumnya dari lokasi awal fluida, dipasang saringan untuk menyaring kotoran agar tidak menyumbat aliran fluida. Saringan dilengkapi dengan katup searah (foot valve) yang fungsinya mencegah aliran kembali ke lokasi awal atau tandon.

  1.2 Tujuan Perancangan Tujuan dari perancangan ini adalah merancang ulang sistem perpipaan gedung pusat.

  1.3 Langkah Perancangan Dalam melakukan perancangan diperlukan ketentuan terlebih dahulu langkah-langkah perancangan sebagai gambaran awal dan mempermudah dalam pemecahan masalah. Adapun langkah-langkah perancangan sebagai berikut:

  1. Menentukan daya yang diperlukan pompa 1 untuk memompa air pada kedalaman 22 m ke tempat penampungan 1.

  2. Menentukan daya yang diperlukan pompa 2 untuk memompa air pada tempat penampungan 1 ke tempat penampungan 2.

  3. Menghitung tekanan dalam pipa.

  4. Menghitung tekanan pipa pada lantai 3, 2, 1 dan ground agar keluaran pada tiap lantai sama.

  5. Menghitung jarak tumpuan pada pipa.

  6. Menentukan tebal pipa yang digunakan dan kecepatan fluida pada keluaran akhir.

1.4 Batasan Masalah

  Merancang dan menggambar ulang sistem perpipaan di gedung pusat administrasi Universitas Sanata Dharma Mrican. Penulis hanya melakukan pembahasan sebatas sistem pipa yang digunakan pada toilet yang meliputi

  2   tekanan kerja dalam sistem pipa, ketebalan pipa dengan tekanan yang telah dihitung dan jarak tumpuan yang diizinkan,.

  1.5 Prinsip Kerja Air pada kedalaman 22 m akan dipompa ke tempat penampungan sementara yang berukuran 8×4×3 m. Dari penampungan sementara dipompa untuk penampungan yang berada di atas gedung yang terdiri dari 6 buah bak, yang setiap satu bak akan mengalirkan air untuk satu lantai.

  1.6 Skema Perancangan Skema perancangan diperlukan untuk mempermudah dalam melakukan perhitungan dan sebagai gambaran awal untuk menjelaskan mekanisme kerja dari sistem perpipaan. Berikut gambar skema perancangan sistem perpipaan gedung pusat Univ. Sanata Dharma :

  Gambar 1 : Skema Perancangan Sistem Perpipaan Gedung Pusat Univ. Sanata Dharma

  3  

  4

BAB II PENGETAHUAN TENTANG PIPA

2.1 Sambungan Pipa

  Dalam pemakaian pipa, banyak sekali diperlukan sambungan, baik sambungan antara pipa dengan pipa maupun sambungan-sambungan antara pipa dengan peralatan yang diperlukan seperti katup (valve), instrumentasi, nozel (nozzle) peralatan atau sambungan untuk merubah arah aliran.

  Sambungan perpipaan dapat dikelompokan sebagai berikut : 1.

  Sambungan dengan menggunakan pengelasan 2. Sambungan dengan menggunkan ulir.

3. Sambungan dengan menggunakan Flens (Flange)

2.1.1 Pengelasan

  Jenis pengelasan yang dilakukan adalah tergantung pada jenis pipa dan penggunaanya, misalnya pengelasan untuk bahan stainless steel menggunakan las busur gas wolfram, dan untuk pipa baja karbon digunakan las metal.

  Sambungan pipa dengan cara pengelasan dapat dilakukan dengan 1.

  Sambungan langsung (Tanpa penguat) 2. Sambungan dengan pengutan.

3. Sambungan dengan alat penyambung (Fitting) 4.

  Sambungan pipa cabang dengan menggunkan o’let.

  2.1.2 Ulir

Penyambungan ini digunakan pada pipa yang bertekanan tak terlalu

tinggi. Kebocoran pada pipa ini dapat di cegah dengan menggunakan gasket

tape pipe. Umumnya pipa dengan sambungan ulir digunakan pada pipa dua

inci ke bawah.

  2.1.3 Flens (flange)

Kedua ujung pipa yang akan disambung dipasang flens kemudian diikat

dengan baut.

  

Selain sambungan diatas, terdapat pula penyambungan khusus dengan

menggunakan pegeleman (perekatan) serta pengkeleman (untuk pipa plastik

dan pipa Vibbre Glass). Pada pengilangan umumnya pipa bertekanan rendah

dan pipa dibawah 2” sajalah menggunakan sambungan ulir.

  2.1.4 Tipe Sambungan Cabang

Tipe sambungan cabang (brance conection) dapat dikelompokan sebagai

berikut :

1. Sambungan langsung (sute in) 2.

  Sambungan dengan menggunakan alat penyambung (fittings) 3. Sambungan dengan menggunkan flens (flanges)

Tipe sambungan cabang dapat pula ditentukan pada spesifikasi yang

telah dibuat sebelum mendisain atau dapat pula dihitung berdasarkan

perhitungan kekuatan, kebutuhan, dengan tidak melupakan faktor

efektivitasnya. Sambungan cabang itu sendiri merupakan sambungan antara

pipa dengan pipa, misalkan sambungan antara header dengan cabang yang

  5 lain apakah memerlukan alat bantu penyambungan lainnya atau dapat dihubungankan secara langsung, hal ini tergantung kebutuhan serta perhitungan kekuatan.

2.2 Katup (Valve) Salah satu komponen yang penting pada sistem perpipaan adalah katup.

  Beberapa jenis Katup.

  1. Katup pintu (gate valve), digunakan untuk pengaturan aliran baik dengan membuka atau menutup katup sesuai dengan kebutuhan.

  2. Katup bola (globe valve), digunakan untuk membuka seluruhnya atau menutup sama sekali aliran.

  3. Katup cek (check valve), digunakan untuk mencegah aliran balik atau dengan kata lain, digunakan hanya untuk aliran satu arah.

  4. Katup pintu dan katup bola dioperasikan dengan memutar sebuah roda.

  Ada tiga variasi pemutaran katup pintu yang bekerja cepat dan katup- katup tersebut mempunyai kegunaan khusus yaitu :

  1. Katup kupu-kupu (butterfly valve), dengan katup tipis, ringan dipakai untuk air.

  2. Ball valve, dipakai untuk gas-gas.

  3. Plug valve, dipakai untuk minyak dan pelumas kental. Dari macam-macam katup tersebut di atas, masing-masing mempunyai beberapa variasi dalam bentuk dan cara kerjanya.

  6

2.3 Bahan atau Material Katup

  Suatu hal yang penting dalam pemakaian katup adalah memilih material katup yang sesuai dengan perencanaan.

  Bahan yang dipakai untuk pembuatan katup adalah : 1.

   Kuningan (brass), katup dengan bahan ini digunakan untuk temperatur o o di bawah 450

  F, bila temperaturnya lebih besar dari 550 F maka digunakan material perunggu (bronzel) yang biasanya mempunyai diameter minimum 3 inch, dan tekanan dapat lebih besar dari 330 psi.

  2. Besi (iron), macam-macamnya adalah mulai dari cast iron yang biasa digunakan untuk katup kecil high strength metal alloy cast yang digunakan untuk katup besar. Cast iron tidak boleh digunakan untuk o temperatur lebih besar dari 450

F.

  3. Baja (Steel), material ini dipakai untuk katup yang memerlukan tekanan dan temperatur tinggi.

  4. Stainless steel, material ini dipakai untuk katup yang memerlukan temperatur rendah atau aliran korosif.

  7

  

Ball Valv ves Batterfly va alves Chec ck Valves

Gate e Valves Sole enoid valves s Globe Valves

  

Gambar 2 2 : Beberapa jen nis katup

  2.4 2 angga Pipa Penya

  2.4.1

1 Penyangg ga Kaki beb ek (duct foo ot)

  Penyan ngga pipa k kaki bebek a adalah bentu uk penyangg ga di mana tinggi ka aki pipa ma aksimum 1,2 2 meter di tambah pan njang yang

  8 dibutuhkan sampai sumbu. Mampu menerima temperatur di bawah 175 C.

  Gambar 3 : Tipe penyangga kaki bebek dengan landasan kaki bebek Sumber : Teknologi dan Perancangan SISTEM PERPIPAAN, Raswari. Hal 210

2.4.2 Penyangga Bentuk Siku-siku

  Pada bagian ini selain penyangga siku-siku juga akan dibicarakan mengenai penyangga horizontal.

  9 Bentuk penyangga ini ada yang terdiri dari satu tangan dan ada pula yang dua tangan. Bentuk penyangga siku-siku dapat menahan

beban lebih besar dari bentuk penyangga horizontal.

Berikut ini dapat dilihat beberapa contoh kedua bentuk tersebut.

  

Gambar 4 : Tipe penyangga horizontal ini dapat menahan beban Max 450 kg untuk panjang

tangan 0,4 meter (FAB-LENGTH)

Sumber : Sumber : Teknologi dan Perancangan SISTEM PERPIPAA, Raswari. Hal 215

  10

  

Gambar 5 : Tipe penyangga siku-siku (bracket) ini dapat menahan beban maksimum 10.000

kg untuk panjang tangan 0,6 meter (FAB-LENGTH)

Sumber : Teknologi dan Perancangan SISTEM PERPIPAAN, Raswari. Hal 221

2.4.3 Penyangga pembaringan Pipa (Pipe sleeper)

  Umumnya ketinggian penyangga pipa ini lebih rendah dari satu meter ketinggian dari permukaan tanah.

  Pipe sleeper ini dibuat dari semen beton (concrete) dan besi beton. Selain itu permukaanya diberi pelat besi guna menahan gesekan pipa, untuk pengelasan dudukan penuntun pipa, serta angker.

  11 Bentuk pipa sleeper seperti balok empat persegi dengan ukuran panjang dan lebar bervariasi tergantung kebutuhan.

  Gambar 6 : Penyangga pembaringan pipa Sumber : Teknologi dan Perancangan SISTEM PERPIPAAN, Raswari. Hal 230

2.4.4 Penggantung Pipa (Pipe Hanger)

  Penggantung pipa ini dirancang untuk menahan beban statik dan dinamik pada posisi tergantung.

  Perencanaan alat penyangga gantung ini direncanakan dengan batas antara -29 C sampai 343 C untuk besi baja, sedangkan besi tuang (cas iron) -29 C sampai 231 C.

  Kekuatan dari penyangga gantung ini tergantung pada bentuk penyangga, kekuatan kabel penggantung (rod/tube). Untuk lebih jelasnya dapat dilihat beberapa tabel dan gambar penyangga gantung tersebut.

  12

  Gambar 7 : Standar alat penggantung pipa Sumber : Teknologi dan Perancangan SISTEM PERPIPAA, Raswari. Hal 233

2.4.5 Penyangga Pipa Rendah

  Penyangga pipa rendah pada umumnya dapat direncakan sendiri oleh bagian perpipaan, yang telah dijadikan standar pada departemen.

  13

  Gambar 8 : Tipe ini dapat menyangga pipa lebih dari satu Sumber : Teknologi dan Perancangan SISTEM PERPIPAAN, Raswari. Hal 236 Berapa besar beban yang dipikul tergantung : 1.

  Jenis profil penyangga 2. Panjang pendeknya tangan penyangga 3. Konstruksi penyangga 4. Bahan dari penyangga Jenis penyangga rendah ini, tinggi maksimum yang diijinkan adalah 2,5 meter dari permukaan tanah dan tangan (L) tidak lebih dari 1,5 meter.

  14

2.5 Pemasangan Pipa

  Pekerjaan Pemasangan Perpipaan dapat dikelompokan menjadi 3 bagian : 1.

  Di atas tanah 2. Di bawah tanah 3. Di bawah air.

  Di sini hanya akan dibicarakan tentang pemasangan pipa di bawah tanah dan pipa di atas tanah.

2.5.1 Pemasangan pipa di atas tanah.

  Pemasangan pipa di atas tanah dapat dilakukan pada rak pipa (pipe rack), di atas penyangga-penyangga pipa, di atas dudukan pipa (sleeper).

  Pemasangan pipa di atas tanah ini dapat pula dimasukan pipa equipment yaitu :

  1. Pipa kolom dam vessel 2.

  Pipa exchanger 3. Pipa pompa dan turbin 4. Pipa kompresor 5. Pipa Utilitas Dimana masing-masing pemasangan pipa pada equipment ini mempunyai batasan-batasan khusus sebagai berikut.

  1. Pipa kolom dan Vessel Pipa yang akan dipasang pada kolom dan vessel harus ditempatkan secara radial di sekitar kolom di bagian jalur pipa jalan orang platform di bagian access.

  15

  2. Pipa Exchanger Pemasangan pipa Exchanger tidak boleh di pasang di atas daerah-

daerah kanal, tutup shell dan fasilitas-fasilitas lain yang telah terpasang

pada Exchanger atau handling yang suka digunakan. Ruang-ruang bebas

untuk pemasangan flens exchanger harus disediakan. Spool di pasang di

luar nozzle kapal guna menuangkan pemindahan bundel pipa exchanger.

  3. Pipa Pompa dan Turbin Pada suction atau pipa yang mengalirkan aliran disebut juga pipa

hisap harus diatur sedemikian rupa guna mencegah penurunan tekanan

dan kantung uap yang dapat pula menimbulkan kavitasi pada impeler.

Apabila perubahan ukuran diperlukan untuk mempercepat atau

memperlambat aliran, maka reducer eksentrik harus dipakai bilamana

kantung tanpa vent tak dapat dihindari.

  4. Pipa Kompresor Pemasangan pipa pada kompresor harus diatur perbaikan dan pemeliharaanya. Sambungan pipa dengan menggunakan flens lebih

diutamakan demi memperlancar jalannya perbaikan dan pemeliharaan.

Pipa hisap (suction) dan buang (discharge) harus benar-benar

diperhatikan fleksibilitasnya, terutama untuk temperatur rendah atau

tinggi dan tekanan tinggi.

  Masalah getaran termasuk bagian terpenting pada pipa kompresor ini. Karena masalah penyangga, guide dan anchor juga harus menjadi perhatian bagian perencanaan dan divisi teknik.

  16

5. Pipa Utilitas

  Pemasangan pipa utilitas ini harus benar-benar direncanakan sehingga

kebutuhan utilitas di proyek dapat terjangkau penggunaanya. Pipa utilitas

seperti pipa yang lain haruslah direncanakan beroperasi pada temperatur

dan tekanan berapa.

2.5.2 Pemasangan Pipa Dibawah Tanah

  Pipa di bawah tanah dapat dapat dibagi dalam dua bagian :

  1. Pipa Proses

  2. Pipa Utilitas

Untuk pipa proses dibawah tanah sedapat mungkin harus dihindarkan,

sedangkan pipa utilitas di bawah tanah dapat diklasifikasikan menjadi dua

bagian yaitu :

  1. Pipa dengan sistem aliran grafitasi Pipa dengan sistem aliran gravitasi, tergantung dari pusat grafitasi.

  

Di dalam pelaksanaan konstruksi perlu juga dicantumkan jarak elevasi

dari permukaan tanah ke dalam jalur perpipaan bawah tanah. Begitu juga ketebalan pipa harus diperhatikan, serta perlu tidaknya menggunakan lapisan anti karat, isolasi, selubung atau perlindungan pipa lainya.

  2. Pipa dengan sistem bertekanan.

  Pemindahan aliran air pemadam kebakaran (fire water), air

pendingin (cooling water) dan pembuangan proses yang tertutup dan

dipompakan keluar dari sistem tersebut, dialirkan dengan tekanan,

  17

  

khususnya untuk air pemadam kebakaran dimana tekanannya diberikan

cukup besar. Penggunaan jalur pipa bawah tanah dengan aliran

bertekanan ini, dalam pemilihan bahan harus teliti terutama perencanaan

bahan pipanya. Pemasangan jalur pipa bawah tanah dengan aliran

bertekanan mempunyai sambungan atau hubungan dengan dengan jalur

pipa di atas tanah untuk aliran yang sama. Sehingga dalam perencanaan

sistem perpipaannya perlu diperhatikan pada daerah atau bagian mana

pipa harus ditanam atau diletakan diatas tanah.

  18

  19  

   

BAB III PERANCANGAN SISTEM PERPIPAAN

3.1 Kecepatan dan Debit

  Kecepatan aliran fluida dari tempat penampungan ke kran sangat dipengaruhi oleh gaya gravitasi. Oleh karena itu persamaan untuk menghitung kecepatan fluida yang keluar menggunakan persamaan: 2 g   dimana:

  

v = kecepatan aliran (m

  ⁄ )

  g = percepatan gravitasi (9,81) (m )

  2 s h = beda tinggi permukaan air dengan keluaran (m)

  Persamaan kontinuitas menyatakan hubungan antara kecepatan fluida yang masuk pada suatu pipa terhadap kecepatan fluida yang keluar. Hubungan tersebut dinyatakan sbb: dimana:

  

v = kecepatan aliran (m

  ⁄ )

  2 A = luar penampang aliran (m ) Q = debit aliran ( ) dari persamaaan diatas dapat diperoleh kecepatan untuk:

• Lantai 4

  3 Untuk pipa Ø / 4 "

  2 9,81 5,6 ⁄

  10,48  m s 0,01905

  10,48

  4 0,002987 

  1 Untuk pipa Ø 2 / 2 "

  0,0635 0,002987

  4 0,943  ⁄

• Lantai 3

  3 Untuk pipa Ø / 4 "

  2 9,81 11,1 14,75  m s ⁄

  0,01905 14,75

  4

   

  0,004204 

  1 Untuk pipa Ø 2 / 2 "

  0,0635 0,004204

  4 1,327  ⁄

• Lantai 2

  3 Untuk pipa Ø / 4 "

  2 9,81 16,6 18,04  m s ⁄

  0,01905 18,04

  4 0,005142 

  1 Untuk pipa Ø 2 / 2 "

  0,0635 0,005142

  4 1,623  ⁄

   

• Lantai 1

  3 Untuk pipa Ø / 4 "

  2 9,81 22,1 20,82  m s ⁄

  0,01905 20,82

  4 0,005934 

1 Untuk pipa Ø 2 / "

  2

  0,0635 0,005934

  4 1,874  ⁄

• Ground

3 Untuk pipa Ø / "

  4

  2 9,81 27,6 ⁄

  23,27  m s 0,01905

  23,27

  4

   

   

  / s

  7 Per Pengunjung Kafetaria 30

  15

  3 Per Pengujung Rumah Makan

  10

  10 Per Tempat Tidur Gedung Bioskop

  8 Per Karyawan Rumah Sakit 250 – 1000

  Kantor 100 – 120

Tabel 3.2 Jumlah air yang dipakai per orang dalam waktu pemakaian menurut jenis gedung (Sumber : Sularso & Haruo Tohara, 200, hlm 21) Jenis Gedung Pemakaian air rata-rata per hari (l) Waktu pemakaian air rata (jam) Keterangan

  Ground 12 1,94 2,094 0,006632 Kebutuhan per orang untuk berbagai jenis gedung adalah seperti diberikan pada Tabel 3.2

  4 12 0,87 0,943 0,002987 3 12 1,23 1,327 0,004204 2 12 1,5 1,623 0,005142 1 12 1,73 1,874 0,005934

  )

  ) v ( m

  0,006632  Untuk pipa Ø 2

  / s

  2 " Q v ( m

  1 /

  4 " D Ø 2

  3 /

Tabel 3.1 Hasil Perhitungan Kecepatan & Debit Air di tiap pipa Lantai Jumlah Kran D Ø

  Dari perhitungan di atas diperoleh data kecepatan dan debit air untuk tiap-tiap lantai adalah seperti diberikan pada Tabel 3.1

  4 2,094  ⁄

  0,006632 0,0635

  2 "

  /

  1

  5 Per Pengunjung

  3.2 3 nan Tekan

  Percabangan P n, belokan , sambung gan, dan faktor ges sekan adal lah faktor- -faktor yang g mengakib batkan penu urunan tekan nan. Akibat t faktor-fakt tor tersebu ut perlu kit ta menentuk kan titik-titik k tertentu y yang mungk kin mengalam mi penuru unan tekanan n. Dengan d emikian kita a bisa menca ari berapa be esar tekanan di titik te ersebut.

  2 v

  Gambar 9 : K Koefesien Keru gian untuk kom mponen pipa ( ) h h = K _{L L}

  2 g (Sumber : M Mekanika Fluid da Edisi keempa at, jilid 2, “Bruc ce R.Munson”)

   

  2 g 2 g dimana:

  P = Tekanan yang diketahui ( ) P = Tekanan yang dicari ( )

  1

v = Kecepatan aliran fluida (

  ⁄ ) = Berat jenis ( )

  γ

  = Jumlah head loss (m)

  Σh f head loss akibat fitting

  2 g dimana:

  h = Head loss (m) L

  K L = faktor fitting

v = Kecepatan aliran fluida (

  ⁄ )

  g = Percepatan gravitasi (9,81) (m )

  2 s head loss akibat gesekan

  2 g dimana:

  h L = Head loss (m) f = faktor gesekan  

  

v v = Kecepatan a aliran fluida a ( )

g g = Percepatan gravitasi (9, ,81) ( )

D D = Diameter pi ipa (m)

l l = Panjang pip pa (m)

  untuk mencari f te erlebih dahu ulu harus dik ketahui jeni s aliran yan ng terjadi pa ada pipa. A Aliran dalam m pipa adala ah laminer j ika bilangan n reynoldsny ya kurang d ari 2400 d dan turbulen n jika lebih b esar dari 400 00.

  Gamb bar 10 : Faktor r-faktor gesekan n untuk pipa ko omersial (Sumbe er : Mekanika fl fluida Teknik 19 993, Edisi kelim ma hal 338)   dimana:

  R e = Bilangan Reynold

  = Berat Jenis ( )

  ρ

v = Kecepatan aliran fluida (

  ⁄ )

  D = Diameter pipa (m) . µ = Viskositas Dinamik ( )

  3

  /

  4

• Untuk pipa Ø ˝

  997,1 10,48 0.01905 8,94 10

  221577,28 Dari perhitungan diatas aliran dalam pipa bisa disimpulkan sebagai aliran turbulen. Dengan demikian maka f dapat ditentukan dari diagram moody sama dengan 0,032

  1

  /

  2

• Untuk pipa Ø 2 ˝

  997,1 0.943 0.0635 8,94 10

   

   

  66459,09 Dari perhitungan diatas aliran dalam pipa bisa disimpulkan sebagai aliran turbulen. Dengan demikian maka f dapat ditentukan dari diagram moody sama dengan 0,044 Berdasarkan perhitungan di atas dapat diperoleh bilangan Reynold dan faktor gesekan ( f ) di setiap lantai yang ditunjukkan pada Tabel 3.3

Tabel 3.3 Hasil perhitungan bilangan Re dan faktor gesekan ( f ) tiap lantai

  Bilangan Re f (faktor gesekan) Keterangan pipa Ø ³ / _{4 ˝} pipa Ø 2 ¹ / _{2 ˝} pipa Ø

³

/ _{4 ˝} pipa Ø 2 ¹ / _{2 ˝} Ground 491994,6 147577,23 0.024 0.034 Jenis aliran turbulen

  Lantai I 440194,56 132072,46 0.025 0.036 Jenis aliran turbulen Lantai II 381417,38 114382,93 0.026 0.038 Jenis aliran turbulen Lantai III 311857,34 93521,96 0.028 0.042 Jenis aliran turbulen Lantai IV 221577,28 66459,09 0.032 0.044 Jenis aliran turbulen

  Tekanan pada pipa dihitung berdasarkan pada titik-titik yang dianggap paling sedikit penurunan tekanan

3.2.1 Tekanan Pipa di Lantai 4 a.

  Untuk pipa ukuran Ø 2

  1

  /

  2 " pada titik P1 head loss akibat gesekan

  2 g 2 g

  2,75 0,943 0.044

  0,0635 2 9,81 0,09 m

  head loss akibat fitting

  2 g 0,943

  1,5 2 9,81 terdapat 2 belokan

  0,067 m 0,134 m Tekanan P1 2 g 2 g

  P 0,943 0 0 2,8 0,09 0,134 9779 2 9.81

  24747,48   3,59 

  1

  b. / " pada titik P2

2 Untuk pipa ukuran Ø 2

  head loss akibat gesekan

  2 g 62,75 0,943

  0.046 0,0635 2 9,81

  2,06 m

   

  head loss akibat fitting

  2 g 0,943

  1,5 2 9,81 terdapat 2 belokan

  0,067 m 0,134 m

  head loss akibat fitting

  2 g 0,943

  1 2 9,81 terdapat 2 percabangan

  0,09 m 0,09 m

  Tekanan P2 2 g 2 g P 0,943 0 0 2,8 0,09 0,134 2,06

  9779 2 9.81 4602,74  0,67 

  3

  c. / " pada titik P3

4 Untuk pipa ukuran Ø

  2 g 2 g P 10,48 0 0 7,3

  9779 2 9.81

   

3.2.2 Tekanan Pipa di Lantai 3 a.

  0,49 m

  1,327 2 9.81 66665,87   9,67 

  P 9779

  0,403 m Tekanan P1 2 g 2 g 0 0 7,8 0,403 0,49

  1,327 2 9,81 0,134 m terdapat 3 belokan

  2 g 1,5

  head loss akibat fitting

   

  16645,034  2,42 

  0.04 8,75

  2 g

  2 " pada titik P1 head loss akibat gesekan

  /

  1

  Untuk pipa ukuran Ø 2

  0,0635 1,327 2 9,81

    b.

  1,327 2 9,81 0,134m terdapat 3 belokan

  P 9779

  Tekanan P2 2 g 2 g 0 0 7,8 0,179 0,403 3,88

  0,089 m terdapat 2 percabangan 0,179 m

  1 1,327 2 9,81

  2 g

  head loss akibat fitting

  0,403 m

  2 g 1,5

  Untuk pipa ukuran Ø 2

  head loss akibat fitting

  3,88 m

  0,0635 1,327 2 9,81

  0.04 68,75

  2 g

  2 " pada titik P2 head loss akibat gesekan

  /

  1

  1,327 2 9.81

3.2.3 Tekanan Pipa di Lantai 2 a.

   

  31764,62  4,61 

  Untuk pipa ukuran Ø 2

  1

  /

  2 " pada titik P1 head loss akibat gesekan

  2 g 0.038

  14,75 0,0635

  1,623 2 9,81 1,18 m

  head loss akibat fitting

  2 g 1,5

  1,623 2 9,81 0,201 m terdapat 3 belokan

  0,604 m Tekanan P1 2 g 2 g 0 0 12,8 0,604 1,18

  P 9779

  1,623 2 9.81 106412,56   15,43 

    b.

  1,623 2 9,81 0,201 m terdapat 3 belokan

  P 9779

  Tekanan P2 2 g 2 g 0 0 12,8 6,01 0,604 0,268

  0,134 m terdapat 2 percabangan 0,268 m

  1 1,623 2 9,81

  2 g

  head loss akibat fitting

  0,604 m

  2 g 1,5

  Untuk pipa ukuran Ø 2

  head loss akibat fitting

  1,623 2 9,81 6,01 m

  68,75 0,0635

  2 g 0.038

  2 " pada titik P2 head loss akibat gesekan

  /

  1

  1,623 2 9.81

3.2.4 Tekanan Pipa di Lantai 1 a.

   

  56559,22  8,2 

  Untuk pipa ukuran Ø 2

  1

  /

  2 " pada titik P1 head loss akibat gesekan

  2 g 0.036

  21,75 0,0635

  1,874 2 9,81 2,21 m

  head loss akibat fitting

  2 g 1,5

  1,874 2 9,81 0,268 m terdapat 3 belokan

  0,805 m Tekanan P1 2 g 2 g 0 0 17,8 0,805 2,21

  P 9779

  1,874 2 9.81 142832,12   20,72  

    b.

  1,874 2 9,81 0,268 m terdapat 3 belokan

  P 9779