2.13 Perangkat Bantu CAESAR II dalam Analisa Tegangan Pipa
Caesar II adalah sebuah program komputer yang digunakan untuk melakukan perhitungan analisis tegangan (Stress Analysis) pada sebuah sistem pemipaan.
Gambar 2.15. Caesar II Program.
Program Caesar II ini dibuat dan dikembangkan oleh COADE Engineering Software, yaitu sebuah perusahaan pembuat software khusus di bidang Mechanical Engineering yang sudah terkenal dan bermarkas di Houston, Amerika Serikat.
Pada perhitungan analisis, secara singkat para pengguna Caesar II membentuk sebuah model dari piping sistem dan mendefinisikan beban yang terjadi pada piping sistem tersebut. Kemudian, berdasarkan input tersebut, Caesar II mengolah data dan melakukan perhitungan untuk kemudian menampilkan hasil perhitungan dalam bentuk displacment, beban, dan stress pada seluruh bagian dari piping sistem tersebut.
Dengan menggunakan hasil perhitungan tersebut, Caesar II kemudian membandingkannya dengan batas-batas nilai yang diizinkan sesuai dengan Code dan Standard yang sudah diakui penggunaannya di dunia.
2.14 Aplikasi CAESAR II
CAESAR sering digunakan untuk desain mekanis sistem-sistem pemipaan baru. Sistem pemipaan panas memberikan sebuah masalah unik bagi mechanical engineer, struktur tak beraturan mengalami strain yang besar yang harus dibebani oleh sistem pemipaan, penyangga dan perlengkapan yang ditambahkan. Struktur ini harus cukup kaku untuk mendukung beratnya sendiri dan juga cukup fleksibel untuk menerima pengingkatan suhu.
Beban-beban perpindahan dan tegangan-tegangan ini dapat diperkirakan melalui analisis model pemipaan Caesar. Untuk menambah dan memperbaiki desain analisis, Caesar bekerja sama dengan banyak batasan-batasan pada sistem ini dan perlengkapan yang diikutsertakan. Batasan-batasan ini pada dasarnya dispesifikasikan oleh badan engineering seperti ASME B31 Comittees, ASME Section VIII, dan Welding Research council, oleh pembuat peralatan-peralatan yang berhubungan dengan pipa (API, NEMA). Caesar tidak terbatas pada analisa suhu juga memiliki kemampuan pemodelan dan analisa beban statik dan dinamik, oleh karena itu Caesar bukan hanya sebuah alat untuk desain baru tapi juga bernilai untuk mengatasi troubleshooting dan desain ulang sistem yang sudah ada. Disini kita dapat menentukan alasan kegagalan dan megevaluasi kelangkaan kondisi operasi yang tak terantisipasi seperti interaksi fluida atau getaran mekanik yang disebabkan oleh peralatan.
2.15 Program Piping Stress Analysis Selain Caesar II
Caesar II bukanlah satu-satunya program komputer untuk piping stress analysis yang tersedia di pasaran dan digunakan oleh banyak Stress Engineer. Kenyataannya, banyak program komputer lain yang tersedia dan tentunya juga digunakan oleh perusahaan-perusahaan engineer lainnya.
Program-program lainnya tersebut, untuk menyebut sebagian saja yang banyak digunakan, adalah sebagai berikut:
o AUTOPIPE, yang dibuat oleh Rebis dan saat ini dimiliki oleh Bentley, yang berkedudukan Exton, Pennsylvania, Amerika Serikat.
o CAEPIPE (dibaca k-pipe), dibuat oleh SST System Incorporation yang berkedudukan di San Jose, California, Amerika Serikat.
o ROHR2, yang dibuat oleh SIGMA IngenieurgesellschaftmbH, yang berkedudukan di Unna, Jerman.
o ADLPIPE, yang merupakan produk dari Research Engineer International UK, yang saat ini sudah dibeli oleh Bentley.
2.16 Kelebihan Caesar II
Caesar II berhasil menciptakan program yang sangat up-to-date dengan kondisi dan situasi dunia piping stress analysis.
Belum lagi jika dilihat dalam hal kemudahan proses penginputan data serta kejelasan gambar pada saat input membuat user bisa melihat model sebelum melakukan analisis, makin membuat caesar II menjadi program mudah untuk
digunakan. Disamping itu Caesar II juga memberikan kebebasan kepada user atau pengguna dalam hal penginstallan dan juga dalam pengaturan database.
2.17 Pemodelan Sistem Pemipaan
Parameter yang menjadi masukan kedalam program Caesar II sebagai data yang akan diproses adalah sebagai berikut :
a. Memasukan nilai node yaitu titik awal perencanaan yang akan disediakan oleh Caesar II dalam dialog box. Biasanya nilai 10 dan 20 akan menjadi titik awal dari perencanaan jalur pemipaan yang akan dilakukan. Sesuai dengan stress sketch yang sudah bibuat.
b. Memasukan data-data desain dari pipa seperti data temperature dan tekanan pada saat operasi maupun pada saat-saat yang dipandang perlu untuk dilakukan analisis, dimana data-data tersebut sudah ada di stress sketch yang sudah dibuat sebelumnya.
c. Memasukan data diameter pipa ketebalan pipa atau schedule pipa serta corrosion allowance untuk material yang dipilih berdasarkan line list atau stress sketch.
d. Memasukan data Restaint, yaitu jenis pipe support yang akan digunakan. e. Memasukan pengaruh beban angin (wind load) atau uniform load
f. Memasukan apakah dipertimbangkan gaya dan momen akibat beban luar atau juga akibat beban dalam seperti slug flow, water hammer.
g. Memasukan jenis material pipa yang digunakan apakah carbon steel atau material lainnya. Program caesar II akan secara otomatis memberikan properti dari material tersebut seperti modulus elastisitas untuk temperature ambient
sampai temperatur operasi, sesuai dengan jumlah temperature yang kita masukan pada awalnya.
h. Memasukan data properties dari fluida (memasukan data density dari fluida). i. Memasukan kode dan standar yang akan digunakan sebagai dasar perhitungan
stress analysis misalnya ASME B31.3, maka program Caesar II secara otomatis akan memberikan besarnya allowable stress untuk setiap temperature yang kita masukan.
j. Keseluruhan data diatas hanya sekali dimasukan dan akan terus digunakan sampai proses input selesai kecuali ada perubahan diameter atau perubahan jenis material sehingga harus mengubah data pada bagian tersebut.
Gambar 2.16. Tampilan Layar Input Identifikasi Pipa Referensi: Program CAESAR II
2.18 Analisa Statis (Batch Run Caesar II)
Analisa statis dimulai dengan melakukan proses yang disebut dengan error checking. Sebaiknya untuk tahap awal memulai analisis untuk pertama kalinya maka disarankan untuk memulai analisis dengan menekan tombol error checking yang berbentuk seperti gambar dibawah ini.
Gambar 2.17. Tombol Analisa Statis dan Error Checking (Sumber: Program Caesar II)
Batch Run ini merupakan proses dimana data input pada Caesar II dicompile untuk mendapatkan hasil analisa oleh Caesar II dalam bentuk output Caesar II. Hasil pemeriksaan biasanya akan diberikan dalam bentuk sebagai berikut:
Warning : Jika dianggap kesalahan yang ditemukan tidaklah berbahaya dalam arti tidak mengakibatkan kesalahan fatal dalam hitungan.
Fatal Error : Jika kesalahan input sedemikian besar dikhawatirkan hasil perhitungan akan sangat menyimpang dari kode dan standar yang digunakan. Sedapat mungkin jumlah warning yang ada tidaklah banyak dan tidak mempunyai pengaruh terhadap perhitungan atau analisis yang dikerjakan.
Gambar 2.18. Layar Input Pengecekan Model (Referensi: Program CAESAR II)
2.19 Analisis Statik Model (run)
Setelah dipastikan tidak terdapat error message dan warning message, maka model siap untuk dianalisis (run). Dengan memilih perintah static analysis pada menu, maka pada layar akan muncul tampilan seperti pada gambar 2.19.
Gambar 2.19. Tampilan Pemilihan Kombinasi Beban (Referensi: Program CAESAR II)
2.20 Output Caesar II
Hasil output dari Caesar II merupakan hasil perhitungan fleksibilitas dan kekuatan jalur pipa berdasarkan data-data input, dan disajikan dalam bentuk tampilan animasi 3 dimensi dan berupa data-data dalam bentuk angka sebagai indikasi letak dan arah gaya-gaya, momen dan besar tegangan yang terjadi.
Gambar 2.20 a. Tampilan Pemilihan Jenis Output Operating Report (Referensi: Program CAESAR II)
Gambar 2.20 b. Contoh Tampilan Output Sustain Report (Referensi: Program CAESAR II)
Gambar 2.21. Contoh tampilan output beban (Referensi: Program CAESAR II)