BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
Tangki pada dasarnya dipakai sebagai tempat penyimpanan material baik berupa benda padat, cair, maupun gas. Dalam mendesain tangki, seorang perencanaan harus merencanakan pembuatan tangki dengan baik terutama untuk menahan gaya gempa yang mungkin terjadi. Jika tangki tidak direncanakan dengan baik, maka kerusakan pada tangki dapat mengakibatkan kerugian jiwa maupun materi yang cukup besar.
Desain dan keamanan tangki penyimpanan telah menjadi kekhawatiran besar. Seperti yang dilaporkan, kasus kebakaran dan ledakan tangki telah meningkat selama bertahun-tahun dan kecelakaan ini mengakibatkan cedera bahkan kematian. Tumpahan dan kebakaran tangki tidak hanya mengakibatkan polusi lingkungan,tetapi juga dapat mengakibatkan kerugian finansial dan dampak signifikan terhadap bisnis di masa depan karena reputasi industri.
2.1 Penggolongan Tangki Berdasarkan Tekanan
Menurut Natanagara (2011), secara umum tangki penyimpanan dapat dibagi menjadi dua bila diklasifikasikan berdasarkan tekanan internalnya yaitu :
1. Tanki Atmosferik (Atmospheric Tank)
Terdapat beberapa jenis dari tangki timbun tekanan rendah (tangki atmosferik) ini yaitu :
a. Fixed Cone Roof Tank
Tangki jenis ini digunakan untuk menimbun atau menyimpan berbagai jenis fluida dengan tekanan uap rendah atau amat rendah (mendekati atmosferik) atau dengan kata lain fluida yang tidak mudah menguap namun pada literatur lainnya menyatakan bahwafixed roof (cone atau dome) dapat digunakan untuk menyimpan semua jenis produk (crude oil, gasoline, benzene, fuel dan lain – lain termasuk
produk atau bahan baku yang bersifat korosif , mudah terbakar, ekonomis bila digunakan hingga volume 2000 m3, diameter dapat mencapai 300 ft ( 91.4 m ) dan tinggi 64 ft ( 19.5 m ).
Gambar 2.1 Fixed Cone Roof Tank
b. Fixed Dome Roof
Tutup tangki jenis ini berbentuk cembung,jenis tangki ini biasanya untuk penyimpanan cairan kimia berskala besar. Ekonomis bila digunakan dengan volume> 2000 m3 dan bahkan cukup ekonomis hingga volume 7000 m3.
Gambar 2.2 Fixed Dome Roof Tank
Baik FixedCone Roof Tank maupun Fixed Dome Roof Tank dapat memiliki
internal floating roof, biasanya dengan penggunaan floating roof ditujukan untuk
penyimpanan bahan – bahan yang mudah terbakar atau mudah menguap , kelebihan dari penggunaan internal floating roof ini adalah :
1. Level atau tingkat penguapan dari produk bisa dikurangi 2. Dapat mengurangi resiko kebakaran
2. Pressure Tank
Tangki jenis ini dapat menyimpan fluida dengan tekanan uap lebih dari
11,1 psi dan umumnya fluida yang disimpan adalah produk – produk minyak bumi. Tangki jenis ini terdiri atas :
a. Tangki Peluru (Bullet Tank),
Tangki ini sebenarnya lebih dikenal sebagai pressure vessel berbentuk horizontal dengan volume maksimum 2000 barrel biasanya digunakan untuk menyimpan LPG, LNG , Propana, Butana , H2, amoniak dengan tekanan diatas 15
Gambar 2.3Bullet Tank
b. Tangki Bola (Spherical Tank)
Tangki bertekanan yang digunakan untuk menyimpan gas–gas yang dicairkan seperti LPG, O2, N2 dan lain–lain bahkan dapat menyimpan gas cair tersebut hingga
mencapai tekanan 75 psi, volume tangki dapat mencapai 50000 barrel , untuk penyimpanan LNG dengan suhu -190 (cryogenic) tangki dibuat berdinding double dimana diantara kedua dinding tersebut diisi dengan isolasi seperti polyurethane
Gambar 2.4Spherical Tank
c. Dome Roof Tank
Fungsi tangki ini adalah untuk menyimpan bahan–bahan yang mudah terbakar, meledak, dan mudah menguap seperti gasoline, bahan disimpan dengan tekanan rendah 0.5 – 15 psig.
Tangki jenis ini dibuat dengan cara membangun atap kubah pada external
floating roof tank yang sudah ada sehingga disebut Domed roof tank. Tangki jenis
ini mirip dengan tangki jenis internal floating roof tank, namun pada internal
floating roof tank atapnya berbentuk kerucut dan biasanya terdapat support vertical
di dalam shell, sedangkan support dari atap kubah permanent di bagian atas tidak terdapat di dalam sheel melainkan atap memiliki system supportnya sendiri.Untuk menghindari terjadi defleksi, atap kubah tersebut disupport oleh wind girder pada bagian shell luar.
Atap kubah pada tangki ini mempunyai fungsi yang sama seperti atap kerucut pada tangki atap terapung internal. Fungsi utama dari atap yaitu melindungi atap terapung dari elemen luar seperti air, salju, dan daun daunan, kotoran, dll. Biaya produksi dari atap kubah ini lebih mahal dibanding dengan biaya produksi dari atap kerucut, namun atap kubah tetap menjadi pilihan karena atap kubah dianggap lebih efektif dalam menyingkirkan air, salju, daun daunan, kotoran dll. Pada atap kerucut elemen-elemen tersebut dapat tertahan dan menyebabkan korosi pada atap namun pada atap kubah, elemen-elemen tersebut tersingkir karena bentuk geometri dari kubah itu sendiri. Selain itu kubah lebih ringan dan sangat kuat memikul beban terbagi merata daripada atap kerucut sehingga dijadikan pertimbangan untuk meminimalisir beban akibat gaya berat. Atap kubah juga lebih baik dalam menahan beban angin dan seismic karena bentuknya yang pipih, sedangkan atap kerucut memiliki bentuk cenderung lebih tinggi sehingga akan menimbulkan momen yang besar akibat aktifitas seismic dan angin. Hal ini menjadi pertimbangan untuk meminalisr beban akibat aktivitas alam tersebut. Jika zat yang tersimpan dalam tangki sangat berbahaya, terkadang pada ruang antara atap terapung dengan atap tetap sering diberikan gas inert. Pada kasus ini atap kubah juga lebih dipilih karena
dengan desain yang lebar memiliki gaya dalam maksimum yang lebih kecil dibanding dengan jenis tangki lain dalam volume yang sama sehingga lebih baik dalam menahan internal pressure. Sedangkan dengan desain tangki yang tinggi menghasilkan lendutan maksimum dinding yang terbesar. Pemilihan jenis atap ini dilakukan oleh mechanical static engineer berdasarkan pertimbangan yang ada.
2.2 Pemilihan Jenis Tangki
Faktor-faktor yang mempengaruhi pemilihan dan desain suatu tanki:
Pertimbangan Process Design
Langkah pertama dalam pemilihan dan desainsuatu tanki adalah menentukan kapasitas. Pertimbangan process design yang lainnya misalnya spesifikasi mengenai temperatur dan tekanan suatu tangki, dan apakah ada kebutuhan akanheater, chillers, mixer, agitator atau phase-separation equipment.
Berdasarkan pertimbangan proses desain, pemilihan tangki timbun yang diperlukan dalam penyimpanan LNG storage tank dengan atap berbentuk dome
roof (Atap kubah) dengan tekanan 0,5 sampai 15 psig. Dome roof tank lebih
ekonomis dilihat dari perbedaan tekanan bahan yang disimpan.
2.3 Standard Design
Proses desain dari sebuah tangki sangat bergantung pada kebutuhan akan apa yang disimpan dan volume yang akan ditampung. Oleh karena itu kita harus menentukan berapa kapasitas tangki yang akan dibangun dan apa jenis tangki yang sesuai dengan fluida yang akan mengisinya nanti. Setelah itu, dari volume yang terlebih dahulu ditentukan tadi, kita dapat menentukan dimensi berupa diameter dan tinggi nominal tangki, kita dapat menentukan berapa tebal shell, annular, bottom , roof plate,dan profil apa yang digunakan untuk struktur rafter, girder, dan kolom dll sesuai Welded Steel Tank
for Oil Storage API (American Petroleum Institute) 650 12th ad 2013 dan BS EN (British Standard - Adopted European Standard) 14015,2014.
Standar API (American Petroleum Institute) 650 12th ad 2013 ini menetapkan persyaratan minimum untuk material, desain, fabrikasi, ereksi, dan inspeksi untuk vertikal, silinder, di atas tanah, tertutup dan terbuka atas, tangki penyimpanan dilas dalam berbagai ukuran dan kapasitas untuk tekanan internal yang mendekati tekanan atmosfer (tekanan internal yang tidak melebihi berat atap piring), tetapi tekanan internal yang lebih tinggi diperbolehkanketika persyaratan tambahan terpenuhi. Standar ini dirancang untuk memberikan industri dengan keselamatan tangki yang memadai dan ekonomi yang wajar untuk digunakan dalam penyimpanan minyak, produk minyak bumi, dan produk cair lainnya.Standar ini tidak hadir atau membangun seri tetap ukuran tangki yang diijinkan; sebaliknya, hal ini dimaksudkan untuk memungkinkan Pembeli untuk memilih apa tangki ukuran mungkin terbaik memenuhi kebutuhannya.Standar ini dimaksudkan untuk membantu pembeli dan produsen dalam memesan, fabrikasi , dan mendirikan tangki; itu tidak dimaksudkan untuk melarang Pembeli dan Produsen dari pembelian atau fabrikasi tangki yang memenuhi spesifikasi selain yang terkandung dalam standar ini .
BS EN (British Standard - Adopted European Standard) 14015, 2014 Standar Eropa ini pada dasarnya hampir sama dengan API 650 menetapkan persyaratan standar.Standar ini berkaitan dengan integritas struktural dari struktur tangki dasar dan tidak memberikan persyaratan untuk mempertimbangkan desain proses, masalah operasional, fasilitas keselamatan dan pemadam kebakaran, di-layanan inspeksi, pemeliharaan atau perbaikan.Standar ini berlaku untuk tangki tertutup atas, dengan dan tanpa selimut mengambang internal dan tank-top terbuka, dengan dan tanpa atap mengambang. Ini tidak berlaku untuk pemegang gas 'angkat-type'. Hal ini juga
berlaku untuk tangki baja dengan kekuatan desain mak
ini tidak berlaku untuk tangkidimana produk tersebut didinginkan untuk mempertahankannya sebagai cair pada tekanan atmosfer.
Standar ini berlaku untuk tangki penyimpanan dengan karakteristik sebagai berikut: a. tekanan desain kurang dari 500 mbar dan desain tekanan negatif internal yang
tidak lebih rendah dari 20 mbar;
b. Suhu logam desain tidak lebih rendah dari -40 derajat C dan tidak lebih tinggi dari 300 derajat C;
c. maksimum tingkat tidak lebih tinggi dari bagian atas shell silinder desain cair.
Berikut merupakan peraturan-peraturan yang dipakai dalam merancang tangki Dome Roof :
1. Perencanaan tebal shell plate, annular plate, bottom plate, roof plate, rafter, dan
girdersesuai dengan “Welded Steel Tank for Oil Storage API (American
Petroleum Institute) 650 12th edition 2013.
2. Peraturan pembebanan seperti untuk beban hidup dan beban angin sesuai dengan “Welded Steel Tank for Oil Storage API 650 12th edition 2013”,
3. Peraturan pembebanan untuk gempa disesuaiakan (mengacu) pada ACI 350.3 4. Peraturan pembebanan untuk gempa disesuiakan dengan SNI 03-1726-2002 5. Pengecekan terhadap struktur pendukung seperti roof rafter, girder, bracing dan
gusset disesuaikan dengan AISC ASD 01.
2.4 Persyaratan Untuk Elemen-Elemen Tangki
2.4.1 Material
Material yang dipakai dalam mendesain tangki ini adalah material yang direkomendasikan oleh Standar API 650 12 th ed 2013. yang secara kekuatan dan komposisinya telah sesuai standar. Mengacu pada data sheet yang telah diperoleh
material yang digunakan untuk shell adalah A.573-70, untuk roof yang digunakan adalah A.283-C, untuk bottom menggunakan A.283-C. Artinya material yang digunakan A 283 dengan grade C untuk pelat. Namun untuk struktur pendukung tetap menggunakan material A 36 or eq.
2.4.2 Plate
Ketebalan pelat untuk shell, roof dan bottom disesuaikan dengan standar desain dari Standar API 650 12 th ed 2013. ASTM yang digunakan adalah ASTM A 283 M / A 283 Grade C dengan ketebalan max 25 mm (1 in) dan ASTM A 573 -70 dengan ketebalan max 40 mm (1,5 in)
Ketebalan dan desain temperatur dari shell plates, shell reinforcing plates, shell
insert plates dan bottom plates di las ke shell. Pelat untuk manhole, nozzle, flanges dll
2.4.2.1 Shell Plate (Pelat Dinding)
Ketebalan pelat dinding yang digunakan sebaiknya lebih besar ketebalan dinding rencana, termasuk penambahan korosi atau ketebalan berdasarkan test hidrostatis. Tetapi ketebalan dinding tidak boleh kurang dari yang disyaratkan pada tabel dibawah ini.
Nominal Tank Diameter
(m) (ft) (m) (ft)
<15 <50 5 3/16
15 - (<36) 50 - (<120) 6 1/4
36 - 60 120 - 200 8 5/14
>60 >200 10 3/8
(See note 1) (See note 2)
Nominal Tank Diameter
Perhitungan desain shell tangki harus diperiksa untuk stabilitas terhadap tekuk dari kecepatan angin sesuai dengan 5.9.7. jika diperlukan untuk stabilitas, penambahan intermediate girder untuk meningkatkan ketebalan shell (dinding) tangki, atau keduanya harus digunakan. Beban radial yang terisolasi pada shell (dinding) tangki, seperti disebabkan oleh beban berat pada platform dan ketinggian trotoar pada tangki maka akan didistribusikan oleh bagian struktur, plate ribs, atau anggota built-up. Perhitungan shell plate dilakukan dengan metode one-food yaitu menghitung tebal shell pada titik peninjauan satu kaki diatas dasar atau alas masing-masing bagian shell. Rumus menurut perhitungan tebal shell plate menurut API 650 pasal 3.6.3.2
Berdasarkan cairan yang direncanakan
( ) Berdasarkan Hydrotest (diisi dengan air)
( )
Dimana :
: tebal desain dinding tangki, mm
D : Diameter tangki, m H : Desain tinggi fluida, m
G : berat jenis desain dari fluida yang ditimbun dalam tangki CA : Corrosion Allowence, mm
Sd : tekanan yang diijinkan untuk kondisi desain, Mpa
Gambar 2.6Shell Plate 2.4.2.2 Roof Plate
Merupakan pelat yang menyusun bagian atap dengan ketebalan minimal 5 mm. Menurut API Std 650, slope atap untuk supported cone roof tidaklebih dari ¾ :12 inch, adanya penambahan tebal pelat tergantung permintaan owner.
Gambar 2.7Roof Plates 2.4.2.3 Pelat Dasar Tangki
Ada 2 jenis pelat dasar tangki yaitu annular plate dan bottom plate. Ketebalan annurlar plate dan bottom plate sebaiknya tidak boleh kurang dari ketebalan plat dibawah ini.
Nominal Plate Hydrostatistic Test Stress in First Shell Course Thickness of First Shell Course (mm) ≤ 190 ≤ 210 ≤ 230 ≤ 250 t ≤ 19 6 6 7 9 19 < t ≤ 25 6 7 10 11 25 < t ≤ 32 6 9 12 14 32 < t ≤ 38 8 11 14 17 38 < t ≤ 45 9 13 16 19 (Mpa) S1 Units
Tabel 2.2 Ketebalan Plat Dasar Tangki
2.4.2.3.1 Annular Plat
Annular plate mmemiliki lebar radial minimum 600 mm (24 in) dan proyeksi dibagian luar dinding minimal 50 mm (2 in) API std 60 pasal 5.5.2.
Rumus menurut perhitungan tebal annular plate menurut API 650 pasal 5.5.5
( ) ( ) test tegangan hidrostatistik
( )
dimana
tb = ketebalan dari annular plate H = batas max desain cairan
G = spesifikasi desain dari cairan ke dasar
Beberapa orang mungkin berfikir bahwa pelat annular mempunyai tegangan yang rendah, annular plate ke persimpangan shell sebenarnya mengalami tegangan tinggi. Hal ini karena pelat annular cenderung menahan pertumbuhan radial dari shell tank karena kedua beban
tekanan hidrostatistik dan suhu. Karena plate annular terletak padadasar yang agak kaku, rotasi shell terkendali dan plate annular dilas dengan shell makadari itu mengalami tegangan lentur yang tinggi. kekakuan pondasi menentukan sebagian besar menahan diri untuk rotasi dipersimpangan. Analisa persimpangan annular plate ke shell juga rumit olehefek lentur pelat karena beban yang diterapkan. beban ini menyebabkan plate untuk menanggung bawah dasar luar shell dan diangkat dari bottom shell.
2.4.2.3.2 Bottom plate
Sesuai API std 650 pasal 3.4.1 semua plate mempunyai ketebalan minimum yaitu 6 mm (1/4 in) dengan lebar minimum 1800 mm (72 in)
Gambar 2.8Annular & Bottom Plate 2.4.3 Topdan Intermediate Stiffening Ring
Sebuah tangki terbuka harus dilengkapi dengan cincin pengaku untuk mempertahankan kebulatan saat tangki dikenakan beban angin. Stiffening Ring harus ditempatkan luar shell (dinding) tangki bagian atas saja. Cincin pengaku untuk desain ini adalah wind girder juga berlaku untuk tangki atap terapung. Top angle dan wind
Jenis-jenis stiffening ring bisa dalam bentuk 2.4.3.1 Top Wind Girder
Top angle terbuat dari profil siku yang menempel pada sisi sebelah atas course shell plate teratas. Kegunaan top angle adalah untuk untuk memperkaku shell plates. Untuk tangki dengan atap tertutup, ukuran top angle tidak berdsarkan beban angin tetapi berdasarkan jenis atap yang akan direncanakan. Dimana atap diklasifikasikan menjadi 2 kategori yaitu supported dan self supported. Menurut api 650 ukuran top angle tidak kurang dari mengikuti ukuran berikut : untuk tangki dengan diameter kurang dari 11m (35 ft), 51 x 51 x 4,8 mm (2x2x3/16 in), untuk lebih dari 11 m namun tidak lebih dari 18 m (60 ft), 51x51x6,4 mm (2x2x1/4 in), dan untuk tangki dengan diameter diatas 18 m, 76x76x9,5 mm (3x3x3/8 in).
Gambar 2.9 Top Angle 2.4.3.2 Intermediate Wind Girder
Wind Girder diperlukan untuk menjaga bentuk dari tangki penimbun
terutama pada saat menahan beban angin. Wind girder sangat diperlukan untuk jenis tangki penimbun dengan atap terbuka atau open top.
Untuk menentukan apakah wind girder diperlukan atau tidak untuk jenis atap selain open top tank maka harus dilakukan pemeriksaan dengan cara mengubah lebaraktual dari setiap shell course menjadi lebar transposed. Hasil penjumlahan dari lebar transposed dari setiap lapisan akan memberikan hasil dari tinggi transformed shell, dimana apabila tinggi transformed shell lebih besar dari tinggi maksimum maka wajib memasang wind girder dan sebaliknya apabila tinggi transformed shelllebih kecil maka tidak dibutuhkan wind girder.
Gambar 2.10 Intermediate Wind Girder
Intermediate wind girder tidak akan terikat ke dinding jika kurang dari 150 mm (6 in) dari sambungan horisantal dinding. Maka diperlukan modulus penampang minimum dari intermediate wind girder yang telah ditentukan oleh persamaan berikut (SI):
( ) ( )
Dimana :
H₁ = jarak antara intermediate wind girder dengan top angle, m
t = ketebalan, mm D = Diameter tangki, m Self supporting dome roof
2.4.4 Struktur Shape
Struktur baja yang di desain sesuai dengan ASTM A36M / A36. 2.4.5 Flanges
Pada panjang las flange harus sesuai dengan ASME B16.5 persyaratan untuk ditempa baja flange karbon.
2.4.6 Bolting dan Nuts
Spesifikasi Bolt dan Nut untuk manholes harus sesuai dengan ASTM A.193-B7 /A.194-kelas 2H. Sedangkan Spesifikasi Bolt dan Nuts untuk struktur atap memakai ASTM A.325 Hot deep Galvanis. Dan Bolt untuk di platform menggunakan ASTM A.307 Grb.
2.4.7 Gusset
Sesuai dengan API 650 Lembar gasket harus terus menerus dengan metode pengelasan. Setiap pemasangan gasket harus dilakukan dengan berpusat integral atau posisi perangkat.
2.4.8 Rafter
Rafter terbuat dari profil baja yang merupakan rangka atap tangki. Rafter harus diatur sedemikian rupa sehingga pada outer ring jarak rafter tidak lebih dari 0,6π m
atau 2 m di sepanjang keliling tangki. Sedangkan jarak rafter pada inner ring tidak lebih dari 1,7 m (API 650).
Gambar 2.11Rafter Rafter seharusnya diberi ruang atau jarak untuk keamanan
( )1/2 ≤ 2100 mm (84”)
Dimana :
B = rentang plat atap max yang diijinkan Fy = kuat leleh minimum dari plat atap T = ketebalan atap berkarat
P = tekanan seragam yang ditetapkan dari pembebanan kombinasi yang diberikan
Tata Cara Ereksi Tangki
1. Sebelum melakukan pekerjaan ereksi terlebih dahulu memulai pengecekan terhadap pondasi tangki dari mulai elevasi sampai dengan kemiringan slope 1 : 200 untuk drainasi
2. Persiapan ereksi bottom plate dengan melakukan pengecetan coaltar bagian luar tangki dengan ketebalan 200 micron
3. Pemasangan bottom plate dimulai dari titik tengah bottom menuju tepi dengan sambungan bottom plate overlapping joint
4. Setelah pekerjaan fit up dan pengelasan selesai, maka diatas bottom plate dibuat kan marking centre point untuk menentukan dimensi shell plate. Dan pada garis diameter diberi garis bantu yang fungsinya untuk mengecek roundness tangki shell tersebut
5. Ereksi shell plate 1 dilakuakn sesuai dengan orientasi dimulai ereksi yang telah disepakati, ini dilakukan untuk menghindari posisi orientasi nozzle – nozzle mengenai sambungan pengelasan shell plate vertikal maupun horisontal. Pada ereksi shell plate ke-1 proses peaking dan banding serta roundness bilamana proses tersebut dianggap sudah memenuhi ketentuan maka pada shell plate tersebut dilakukan pemasangan support-support menggunakan plate siku dan unp yang panjangnya ± 1-2 meter untuk menahan shell plate agar tidak terjadi
perubahan tegak lurus pada shell plate pada saat nanti dilakukan ereksi plat ke-2 dan seterusnya. Pada proses joint vertikal shell plate dan joint antara shell plate dengan bottom plate tidak diperbolehkan melakukan pengelasan
6. Setelah shell plate selesai dilas penuh, maka pekerjaan ereksi top angle, rafter, roof plate dan aksesoris & nozzle-nozzle dapat dilakukan
7. Setelah top angle dan rafter selesai terpasang, maka alat bantu Jib Crane dipasang untuk ereksi shell plate berikutnya
8. Persiapan pemasangan roof plate yang dimulai dari centre roof plate menuju ke pinggir roof plate dengan overlap joint, alat angka roof platenya menggunakan mobil crane
9. Persiapan pemasangan roof plate 10. Ereksi dan pengelasan roof plate
11. Ereksi shell plate ke-3 dari top shell plate dengan menggunakan alat bantu jack up. Proses pengangkatan jack up secara bertahap dengan ketinggian 20 cm yang selanjutnya diganjal oleh support H beam 200x200 sampai ketinggian 2,3 m untuk mempermudah pemasangan shell plate
12. Fit-up & pengelasan shell plate ke-3 dari top shell plate. Setelah pekerjaan fit-up selesai dan pengecekan roundness, peaking, banding terhadap shell plate maka pengelasan vertikal dan horisontal bagian luar dilaksanakan dan setelah bagian luar selesai pengelasan bagian dalam dilakukan.
13. Setelah alat bantu jack up naik secara bertahap, lakukan pengecekan posisi jack up secara cermat untuk menghindari adanya kemungkinan posisi jack up kurang sempurna kedudukannya.
2.5 Pembebanan
Beban – beban yang mungkin terjadi pada tangki adalah sebagai berikut :
1. Beban Mati (DL) : berat sendiri tangki ataupun komponen-komponen tangki termasuk juga korosi yang diijinkan.
2. Tekanan luar rencana (Pe) : tidak boleh lebih kecil dari 0,25 kPa dan melebihi dari 6,9 kPa.
3. Beban hidup atap minimum (Lr) : sebesar 1 kPa pada daerah proyeksi horizontal atap. Beban hidup atap minimum dapat ditentukan dengan ASCE 7, tetapi tidak kurang dari 0,72 kPa.
4. Beban gempa (E) : beban yang mengakibatkan terjadinya gaya impulsive dan gaya konvektif dari cairan didalam tangki.
5. Salju (Beban akibat salju tidak akan diikutsertakan dalam tugas akhir ini karna tidak pernah terjadi di Indonesia).
6. Tinggi cairan yang disimpan (F): ): beban yang terjadi ketika tangki diisi cairan dengan berat jenis yang telah direncanakan dan cairan tersebut diisi sampai batas ketinggian yang telah direncanakan.
7. Tekanan Percobaan (Pt):
a) Untuk tekanan desain dan tes maksimum.
Ketika tangki telah dibangun seluruhnya, tangki tersebut harus diisi dengan air sampai sudut tertinggi tangki atau sampai ketinggian airrencana, dan tekanan udara internal rencana harus diaplikasikan padaruang tertutup diatas tinggi air dan dibiarkan selama 15 menit. Tekananudara tersebut kemudian dikurangi menjadi sebesar satu setengah daritekanan rencana, dan semua sambungan las diatas tinggi air harusdiperiksa untuk mengecek adanya kebocoran. Lubang angin tangkiharus diuji selama tes berlangsung atau setelah tes selesai dilaksanakan.
b) Untuk tangki berpondasi dengan tekanan desain sampai 18 kPa.
Setelah tangki diisi dengan air, badan tangki dan pondasi harusdiperiksa keketatan sambungannya. Tekanan udara sebesar 1,25 kalitekanan rencana harus diaplikasikan pada tangki yang dipenuhi airsampai pada ketinggian air rencana. Tekanan udara kemudian dikurangimenjadi sebesar tekananrencana, dan tangki lalu diperiksa kembalikeketatan sambungannya. Sebagai tambahan, semua sambungan di atasbatas air harus diperiksa dengan menggunakan soap
film dan materiallain yang sesuai untuk mendeteksi kebocoran. Setelah
pemeriksaan, airharus dikosongkan dari tangki (dan tangki sedang dalam tekananatmosfir), pondasi harus diperiksa keketatan sambungannya. Tekananudara desain kemudian harus diaplikasikan pada tangki untukpemeriksaan akhir pondasi.
8. Angin (W): Kecepatan angin rencana (V) adalah sebesar 190 km/jam.
(120 mph) dengan tekanan angin rencana pada arah horizontal sumbutangki sebesar 1,44 kPa dan pada arah vertikal sumbu tangki sebesar 0,86kPa.
2.6 Tekanan Air pada Tangki 2.6.1 Tekanan Hidrostatik
Tekanan hidrostatik adalah tekanan yang terjadi dibawah air. Tekanan ini terjadi karena adanya berat air yang membuat cairan tersebut mengeluarkan tekanan. Tekanan sebuah cairan bergantung pada kedalaman cairan dalam sebuah ruang dan gravitasi juga menentukan tekanan air tersebut.
Hubungan ini dirumuskan sebagai berikut :
P : tekanan hidrostatik (dalam pascal)
Ρ : kerapatan fluida (dalam kilogram per meter kubik)
g : percepatan gravitasi (dalam meter per detik kuadrat) h : tinggi kolom fluida
Gambar 2.12 Diagram Hidrostaris Tekanan
2.6.2 Tekanan Hidrodinamis
Tekanan hidrodinamis merupakan tekanan air yang timbul saat terjadinya getaran atau guncangan (dalam hal ini gempa)sehingga menimbulkan dua gaya yang disebut gaya impilsif dan gaya konvektif.
1. Gaya impulsif
Gaya yang disebabkan oleh masa cairan didalam tangki yang bergerak bersamaan dengan gerakan tangki akibat gaya gempa. Gaya impulf dihasilkan oleh masa cairan yang dekat ke dasar tangki.
2. Gaya Konvektif
Gaya konvektif adalah gaya yang disebabkan oleh masa cairan dalam tangki yang menyebabkan guncangan air dalam tangki akibat gempa. Gaya konvektif dihasilkan oleh masa cairan yang dekat dengan permukaan tangki.
Dalam Tugas Akhir ini, beban yang dipertimbangkan adalah beban mati,beban hidup (tekanan hidrostatik) dan beban gempa (tekanan hidrodinamis konvektifdan impulsif).
Kombinasi Pembebanan
Menurut peraturan API std 650 ed 11 th 2013 mengenai kombinasi pembebanan sebagai berikut:
a. Beban vertikal :
- DL + (Lr / Su / Sb) + 0,4 Pe - DL + Pe + 0,4 (Lr / Su / Sb) b. Gempa : Dl + F + E + 0,1Sb + FpPi
c. Beban vertikal atap tetap yang menahan atap melayang: - DL + Df + (Lr / S) + Pe + 0,4 ( Pfe / Lf1 / Lf2) - DL +Df +(Pfe / Lf1/ Lf2) + 0,4 ((Lr / S) + Pe) Keterangan:
DL: Beban mati Pe : Tekanan dari luar
Lr : Beban hidup atap minimum Su : Ketidak seimbangan beban hujan Sb : Keseimbangan beban hujan E : Beban gempa
Pfe : Internal floating roof design external pressure
Lf1 : Internal floating roof uniform live load
Lf2 : Internalfloatingroof point load
