Salah satu bagian yang krusial dalam desain sistem perpipaan atau piping, adalah menentukan ketebalan pipa. Desain yang kita buat, selain harus aman, juga harus sesuai dengan standard dan code yang telah ditentukan secara internasional. Untuk Piping sendiri, di Indonesia umumnya menggunakan standard ASME sebagai pedoman desain. Ada dua standard ASME yang memuat tentang desain Piping, yakni ASME B31.1 dan ASME B31.3. Perbedaan dan aplikasi kedua standard tersebut akan saya bagikan di tulisan yang lain.
Kali ini saya ingin menguraikan parameter untuk penentuan ketebalan pipa menurut ASME B31.1.
ASME B31.1 yang saya gunakan disini adalah ASME B31.1 Power Piping tahun 2016, hasil revisi dari tahun 2014. Persamaan utama untuk menentukan ketebalan pipa dapat ditemukan dalam Para 104 bagian Pressure Design of Components. Di bagian ini, penentuan ketebalan pipa pun dibagi berdasarkan bentuk dan perlakuan pada pipa itu sendiri. Kita akan mengambil bagian yang banyak digunakan, yaitu Straight Pipe Under Internal Pressure, artinya pipa lurus yang mendapatkan tekanan dari dalam. Bagian ini ada di Para 104.1.2 halaman 21.
Baca Juga:
Pada Para tersebut, untuk menentukan ketebalan pipa menggunakan persamaan berikut:
Dimana:
tm = Minimum required wall thickness
P = Internal design pressure
Do = Outside diameter of pipe
p = Inside diameter of pipe
SE = Maximum allowable stress in material
A = Additional thickness
y = Coefficient having values
Mari kita uraikan satu persatu parameter diatas.
Baca juga:
Baca juga:
Nah, setelah mengetahui parameter-parameter diatas, maka kita dengan mudah bisa menghitung dan menentukan ketebalan pipa yang aman dan sesuai standard. Satu hal yang selalu perlu diperhatikan dalam perhitungan seperti ini adalah kesamaan satuan. Pastikan kita menggunakan satuan yang sesuai dan setara untuk tiap parameter. Jika ada yang tidak sesuai, maka konversilah dulu. Saya beberapa kali mendapatkan hasil hitung yang tidak masuk akal akibat salah menentukan satuan. Hehe
Kali ini saya ingin menguraikan parameter untuk penentuan ketebalan pipa menurut ASME B31.1.
ASME B31.1 yang saya gunakan disini adalah ASME B31.1 Power Piping tahun 2016, hasil revisi dari tahun 2014. Persamaan utama untuk menentukan ketebalan pipa dapat ditemukan dalam Para 104 bagian Pressure Design of Components. Di bagian ini, penentuan ketebalan pipa pun dibagi berdasarkan bentuk dan perlakuan pada pipa itu sendiri. Kita akan mengambil bagian yang banyak digunakan, yaitu Straight Pipe Under Internal Pressure, artinya pipa lurus yang mendapatkan tekanan dari dalam. Bagian ini ada di Para 104.1.2 halaman 21.
Baca Juga:
Pada Para tersebut, untuk menentukan ketebalan pipa menggunakan persamaan berikut:
Dimana:
tm = Minimum required wall thickness
P = Internal design pressure
Do = Outside diameter of pipe
p = Inside diameter of pipe
SE = Maximum allowable stress in material
A = Additional thickness
y = Coefficient having values
Mari kita uraikan satu persatu parameter diatas.
Minimum Required Wall Thickness - tm
Ini adalah ketebalan pipa yang akan kita tentukan melalui perhitungan.Internal Design Pressure - P
Ini adalah tekanan kerja dari dalam pipa yang kita tentukan dalam desain. Besarnya tentu sesuai dengan tekanan yang sudah tersedia dan akan kita buat sistem piping nya.Outside dan Inside Diameter - Do & p
Ini adalah diameter luar dan diameter dalam pipa yang akan kita gunakan. Diatas terdapat dua persamaan, dan pemakaiannya tergantung pada apa yang kita tetapkan pertama kali. Jika kita menetapkan diameter luar, berarti diamater dalam akan mengikut, sesuai tebal pipa yang kita dapatkan di akhir perhitungan. Jika kita menetapkan diameter dalam, berarti diameter luar yang akan mengikut.Maximum Allowable Stress in Material - SE
Ini adalah tegangan maksimum yang diizinkan pada material pipa yang kita gunakan. Untuk mendapatkan nilai ini, kita tinggal melihat pada bagian Appendix A. Misalkan material pipa yang kita gunakan adala Carbon Steel A106 Grade B pada temperatur maksimal 200 derajat Fahrenheit, maka nilainya adalah 17,1 dalam satuan Ksi sesuai tabel berikut.
Additional Thickness - A
Ini adalah angka tambahan ketebalan pipa untuk kompensasi akibat pekerjaan mekanis, seperti threading dan grooving, pengelasan, sampai korosi. Lebih jelasnya bisa dilihat di Para 102.4. Adapun nilai ini kita tentukan masing-masing menyesuaikan dengan kondisi dan pekerjaan piping yang kita desain.Baca juga:
Coefficient Having Values - y
Ini adalah nilai berdasarkan karakteristik material. Dalam ASME B31.1, nilainya diberikan dalam Tabel 104.1.2(A). Misalkan karakter material pipa kita adalah Austenitic Steel pada temperatur desain dibawah 482 derajat celcius, maka nilainya adalah 0,4 seperti tabel berikut.
Baca juga:
- Mengenal PLTA, Masa Depan Pembangkit Listrik Indonesia
- Sumber Cooling Water PLTA dari Penstock, Efektif kah?
Selamat malam pak,saya sudah mencoba dgn rumus diatas...begitu diaplikasikan ke desain temperature 1020 farenheit dan design pressure 19520 kpa...material A213 TP316N stenless stell...dgn nilai S = 15,8 ksi...dgn NPS 18 INCHI...hasil wall thickness nya besar sekali?mohon bantuan solusinya ya pak
ReplyDeleteSelamat pagi. Perhatikan penggunaan satuan pak, cek kembali satu persatu satuan. Kalau ada satuan yg belum setara, dikonversi dulu. Terima kasih, ditunggu hasilnya. Hehe
DeleteMas Fachrul, dalam praktek umumnya kita sering ketemu dengan pipa-pipa yang sudah tersedia ukurannya dengan kode pipa tertentu
ReplyDeletedari yang sudah saya tahu pemberian kode biasanya berupa:
- istilah Schedule 40, 80, 120, ada juga yang pakai kode DN, kemudian diikuti dengan
- diameternya dalam satuan inch ada Ø2", Ø3", Ø4", Ø6", Ø8", dst
- ada kalanya kita juga hanya diberitahu bahwa material yang digunakan adalah material "Black Pipe" misalnya, tapi dia tidak secara gamblang mereffer ke kode material yang sudah ada di dalam standar ASME
Kalau kondisinya sudah seperti ini mas, kira-kira untuk mencocokkan spek pipa yang umum tersedia di pasaran seperti ini dengan perhitungan ketebalan pipa yang telah mas jelaskan pada standar ASME B31.1 di atas sebaiknya kita atur gimana ya mas?
Terimakasih sebelumnya 🙏🏽