Oleh : Rakhmad Darmawan Dosen Pembimbing: 1. Ir. Imam Rochani, M.Sc 2.Yoyok S. Hadiwidodo, ST,MT

ANALISA TEGANGAN SISTEM PERPIPAAN PADA JALUR PENERIMAAN DAN PENYALURAN AVTUR DI DEPOT PENGISIAN BAHAN BAKAR PESAWAT

UDARA (DPPU) NGURAH RAI PROJECT PT PERTAMINA

Oleh :

Rakhmad Darmawan 4306 100 106

Dosen Pembimbing:

1. Ir. Imam Rochani, M.Sc

Latar belakang

• Bandara ini melayani penerbangan domestik dan

internasional dengan jadwal penerbangan rata-rata harian yang cukup padat dan terus meningkat

• Depot pengisian peswat udara (DPPU) Ngurah rai saat ini volume penjualan avturnya mencapai (actual average daily

throughput ) 1200-1300 KL/hr .kondisi eksisting ,operasi

dilayani dengan 3 unit pompa kapasitas 150 kl/hr beroperasi dan 1 uit pompa cadangan .pada kondisi maximum ideal saat 6 pompa beroperasi bersamaan, flowrate maksimum yang di hasilkan 900kl/hr atau setara 15000 LPM ( liter per menit )

PERUMUSAN MASALAH

1.

Analisa Tegangan yang Terjadi Pada Sistem

Perpipaan Lama ( Eksisting ), Akibat Adanya Penambahan jalur Pipa Baru ?

2. Analisa Perubahan Nilai pada Nozzle Load Inlet (Suction) dan outlet (Discharge) Pada Pompa Lama (Pompa A, B dan C ) Akibat Adanya

BATASAN MASALAH

1. Pemodelan inlet pompa ( suction line ) dilakukan pada pipa 8 inch dengan koneksi Header Line sebesar 18 inch mulai dari pipa yang tertanam pada tanah ( Anchor ) sampai pada future

connection yang berbentuk Blind flange .

2. Data Temprature dan Preassure berdasarkan pada data pipa eksisting yang sudah ada.

3. Perhitungan Nozzle pada pompa sesuai dengan table pada standar API 610.

4. Konfigurasi support pada jalur pipa baru disesuaikan

berdasarkan tingkat tegangan ( stress ) yang terjadi pada sister perpipaan

5. Pompa yang digunakan adalah jenis Centrifugal Pump. 6. Discharge Pompa eksisting dan pompa baru design

temperature dan pressure sama

7. Discharge Pompa tidak langsung terhubung secara bersamaan kedalam header line tetapi di filter dulu melalui equipment filter separator

8. Filter separator baru dan lama memiliki konfigurasi yang sama 9. Pompa cadangan tidak dimodelkan dan diabaikan

7

METODOLOGI

Mulai

Studi

literatur,pengumpulan data pipa dan

lingkungan

Pemodelan pipa dengan Caesar 5.1

Analisa tegangan yang terjadi pada pipa

Analisa nozzle load pada tiap suction pompa lama dan baru

Analisa tegangan pipa

Mulai Pengumpulan data pipeline dan lingkungan Data-data pipa : OD Wall thickness Ukuran panjang pipa

Material Boundary condition Pemodelan pipa Pembebanan Design temperartur Design pressure Running model

Terjadi over stress pada pipa

Cek inputan data dan design pipa

Analisa tegangan yang terjadi pada pipa

TIDAK

A

YA

Analisa nozzle load

A

Cek nozzle load pompa

Over load base on API 610

Selesai

Cek inputan data atau design pipa

Ya

B

Pemodelan pipa kondisi eksisting ( 3 pompa )

menggunakan Caesar 5.1

Pemodelan pipa kondisi modifikasi ( 6 pompa )

menggunakan Caesar 5.1

Analisa dan Perhitungan Sistem Perpipaan lama (Eksisting Line)

Analisa dan Perhitungan Sistem Perpipaan Baru (Modifikasi)

Tegangan yang terjadi sistem perpipaan kondisi

eksisting dengan kondisi modifikasi

Tegangan Eksisting Allowable Modifikasi Allowable Hydro

test 25.21 241.32 18.9 241.32 Sustain 21.49 137.89 15.86 137.89 Ekspansi 295.42 333.21 307.51 331.26

Analisa Perubahan Nilai (Load) pada Nozzle Load Inlet (Suction) dan outlet (Discharge)

• Gaya dan momen yang bekerja pada setiap

pompa nozzle flange tidak akan melebihi

kisaran yang ditentukan dalam Tabel API 610

dengan faktor lebih dari 2.

Analisa Perubahan Nilai (Load) pada Nozzle Load Inlet (Suction) dan outlet (Discharge)

Analisa Perubahan Nilai (Load) pada Nozzle Load Inlet (Suction) dan outlet (Discharge)

• resultan gaya yang diberikan ( , ) dan momen

diterapkan resultan ( , ) bertindak pada

setiap pompa nozzle flange harus memenuhi

persamaan interaksi yang sesuai di bawah ini.

Analisa Perubahan Nilai (Load) pada Nozzle Load Inlet (Suction) dan outlet (Discharge)

• Gaya dan momen yang bekerja pada setiap pompa

nozzle flange harus diterjemahkan ke pusat pompa.

Besarnya resultan gaya yang diberikan ( ), momen

diterapkan resultan ( ), dan momen diterapkan

akan dibatasi oleh Persamaan (2.3), Persamaan

(2.4) dan Persamaan (2.5).

Perubahan Nilai Nozzle Load Inlet (Suction) dan outlet (Discharge) Pompa Eksisting ( 3 Pompa )

• Analisa perubahan nilai nozzle load dilakukkan

dengan 4 skenario yaitu :

case 3 : all running berarti semua pompa menyala

• case 4 : c cold, all running berarti pompa C tidak

menyala, sedangkan pompa lainya menyala

case 5 : b cold,all running berarti pompa B tidak

menyala, sedangkan pompa lainnya menyala

• case 6 : a cold, all running berarti pompa A tidak

menyala, sedangkan pompa lainnya menyala

• untuk menganalisa perubahan nilai nozzle

load suction maupun discharge yaitu dengan

menggunakan table nozzle loadings yang

sesuai code API standard 610

•

Adapun perubahan nilai dari tiap pompa

eksisting untuk suction dapat dilihat pada

table tiap pompa Eksisting ( Pompa A, Pompa

B, Pompa C ) sebagai berikut :

Suction Nozzle allowable pada Pompa A eksisting

ITEM NO P-351 A SERVICE FO

PUMP TYPE HORIZONTAL CENTRIFUGAL

ITEM SUCTION

NOZZLE SIZE (in) 6

ORIENTATION* END

x (mm) -130

COORD. y (mm) 0

z (mm) 0

SEQ. NO. 1007

CAL'N POINT NO. 4050

CASE NO. CASE 3 CASE 4 CASE 5 CASE 6

RUNNING or STAND BY ALL RUNNING C COLD,ALL RUN B COLD,ALL RUN A COLD,ALL RUN

Fxa 993 3.1 981 3.1 1076 3.4 638 2.0 Fxt 318 NG 318 NG 318 NG 318 Fya 133 0.6 133 0.6 135 0.6 99 0.5 FORCE Fyt 209 OK 209 OK 209 OK 209 (kg) Fza -6 0.0 -6 0.0 -5 0.0 -5 0.0 Fzt 254 OK 254 OK 254 OK 254 FRa 1002 990 1084 646 FRt 458 458 458 458 Mxa -3 0.0 -3 0.0 -3 0.0 -3 0.0 Mxt 235 OK 235 OK 235 OK 235 Mya 8 0.0 8 0.0 7 0.0 7 0.0 MOMENT Myt 180 OK 180 OK 180 OK 180 (kg-m) Mza 15 0.1 15 0.1 15 0.1 12 0.1 Mzt 120 OK 120 OK 120 OK 120 MRa 17 17 17 14 MRt 319 319 319 319 FRa/1.5FRt+MRa/1.5MRt 1.49 OK 1.48 OK 1.61 OK 0.97 OK

Discharge Nozzle allowable pada Pompa A eksisting

DISCHARGE 6 TOP 0 345 -25.2 1007 4050

CASE 3 CASE 4 CASE 5 CASE 6

ALL RUNNING C COLD,ALL RUN B COLD,ALL RUNA COLD,ALL RUN -14 0.1 -47 0.2 -47 0.2 -47 0.2 254 OK 254 OK 254 OK 254 OK -67 0.2 -71 0.2 -71 0.2 -71 0.2 318 OK 318 OK 318 OK 318 OK -9 0.0 1 0.0 1 0.0 1 0.0 209 OK 209 OK 209 OK 209 OK 69 85 85 85 458 458 458 458 -1 0.0 -6 0.0 -6 0.0 -6 0.0 235 OK 235 OK 235 OK 235 OK 10 0.1 32 0.2 32 0.2 32 0.2 180 OK 180 OK 180 OK 180 OK -24 0.2 -25 0.2 -25 0.2 -25 0.2 120 OK 120 OK 120 OK 120 OK 26 41 41 41 319 319 319 319 0.15 OK 0.21 OK 0.21 OK 0.21 OK

Adapun perubahan nilai dari tiap pompa eksisting untuk di pusat pompa dapat dilihat pada table tiap pompa Eksisting ( Pompa A,

Pompa B, Pompa C )

sebagai berikut :

CASE 3 CASE 4 CASE 5 CASE 6

FxCa 979 934 1029 591 FyCa 66 62 64 28 FzCa -15 -5 -4 -4 FRCa 981 0.71 936 0.68 1031 0.75 592 0.43 1.5(FRSt+FRDt) 1374 OK 1374 OK 1374 OK 1374 OK MxCa -9 -10.4442 -10.4442 -10.4442 MyCa 18 40.4044 39.5344 39.5344 MzCa -21 0.04 -11.075 0.02 -11.335 0.02 -9.655 0.02 2.0(MzSt+MzDt) 480 OK 480 OK 480 OK 480 OK MRCa 29 0.03 43 0.05 42 0.04 42 0.04 1.5(MRSt+MRDt) 957 OK 957 OK 957 OK 957 OK JUDGEMENT NG NG NG OK

Perubahan Nilai Nozzle Load Inlet (Suction) dan outlet (Discharge) Pompa modifikasi ( 6 Pompa )

• Analisa perubahan nilai nozzle load dilakukkan dengan 7 skenario yaitu:

Case 1: all running berarti semua pompa menyala

• Case 2 : F cold, all running berarti pompa F tidak menyala, sedangkan pompa lainya menyala

Case 3 : E cold,all running berarti pompa E tidak menyala, sedangkan pompa lainnya menyala

• Case 4 : D cold, all running berarti pompa D tidak menyala, sedangkan pompa lainnya menyala

Perubahan Nilai Nozzle Load Inlet (Suction) dan outlet (Discharge) Pompa Eksisting ( 3 Pompa )

• Case 5 : C cold, all running berarti pompa C tidak menyala, sedangkan pompa lainya menyala

Case 6 : B cold,all running berarti pompa B tidak menyala, sedangkan pompa lainnya menyala

• Case 7: A cold, all running berarti pompa A tidak menyala, sedangkan pompa lainnya menyala

untuk menganalisa perubahan nilai nozzle load suction

maupun discharge yaitu dengan menggunakan table nozzle loadings yang sesuai code API standard 610

• untuk menganalisa perubahan nilai nozzle

load suction maupun discharge yaitu dengan

menggunakan table nozzle loadings yang

sesuai code API standard 610

•

Adapun perubahan nilai dari tiap pompa

eksisting untuk suction dapat dilihat pada

table tiap pompa Eksisting ( Pompa A, Pompa

B, Pompa C ) sebagai berikut :

Suction Nozzle allowable pada Pompa A

ITEM NO P-351A SERVICE

PUMP TYPE HORIZONTAL CENTRIFUGAL

ITEM SUCTION

NOZZLE SIZE (in) 6

ORIENTATION* END

x (mm) -130

COORD. y (mm) 0

z (mm) 0

SEQ. NO. 1007

CAL'N POINT NO. 4050

CASE NO. CASE 1 CASE 2 CASE 3 CASE 4 CASE 5 CASE 6 CASE 7

RUNNING or STAND BY ALL RUNNING F COLD,ALL RUN E COLD,ALL RUN D COLD,ALL RUN C COLD,ALL RUN B COLD,ALL RUN A COLD,ALL RUN

Fxa 1047 3.3 1048 3.3 1047 3.3 1042 3.3 1043.0 3.3 1137.0 3.6 625.0 2.0 Fxt 318 NG 318 NG 318 NG 318 NG 318 NG 318 NG 318 OK Fya 168 0.8 168 0.8 168 0.8 168 0.8 168.0 0.8 171.0 0.8 120.0 0.6 FORCE Fyt 209 OK 209 OK 209 OK 209 OK 209 OK 209 OK 209 OK (kg) Fza -5 0.0 -5 0.0 -5 0.0 -5 0.0 -5.0 0.0 -4.0 0.0 -4.0 0.0 Fzt 254 OK 254 OK 254 OK 254 OK 254 OK 254 OK 254 OK FRa 1060 1061 1060 1055 1056 1150 636 FRt 458 458 458 458 458 458 458 Mxa -2 0.0 -2 0.0 -2 0.0 -2 0.0 -2.0 0.0 -2.0 0.0 -1.0 0.0 Mxt 235 OK 235 OK 235 OK 235 OK 235 OK 235 OK 235 OK Mya 6 0.0 6 0.0 6 0.0 6 0.0 6.0 0.0 6.0 0.0 6.0 0.0 MOMENT Myt 180 OK 180 OK 180 OK 180 OK 180 OK 180 OK 180 OK (kg-m) Mza 22 0.2 22 0.2 22 0.2 22 0.2 22.0 0.2 21.0 0.2 16.0 0.1 Mzt 120 OK 120 OK 120 OK 120 OK 120 OK 120 OK 120 OK MRa 23 23 23 23 23 22 17 MRt 319 319 319 319 319 319 319 FRa/1.5FRt+MRa/1.5MRt 1.59 OK 1.59 OK 1.59 OK 1.58 OK 1.59 OK 1.72 OK 0.96 OK

Discharge Nozzle allowable pada Pompa A eksisting

DISCHARGE 6 TOP 0 345 -25.2 1007 4050

CASE 1 CASE 2 CASE 3 CASE 4 CASE 5 CASE 6 CASE 7

ALL RUNNING F COLD,ALL RUNE COLD,ALL RUN D COLD,ALL RUNC COLD,ALL RUN B COLD,ALL RUN A COLD,ALL RUN -14 0.1 -47 0.2 -47 0.2 -47 0.2 -47 0.2 -47 0.2 -47 0.2 254 OK 254 OK 254 OK 254 OK 254 OK 254 OK 254 OK -67 0.2 -71 0.2 -71 0.2 -71 0.2 -71 0.2 -71 0.2 -71 0.2 318 OK 318 OK 318 OK 318 OK 318 OK 318 OK 318 OK -9 0.0 1 0.0 1 0.0 1 0.0 1 0.0 1 0.0 1 0.0 209 OK 209 OK 209 OK 209 OK 209 OK 209 OK 209 OK 69 85 85 85 85 85 85 458 458 458 458 458 458 458 -1 0.0 -6 0.0 -6 0.0 -6 0.0 -6 0.0 -6 0.0 -6 0.0 235 OK 235 OK 235 OK 235 OK 235 OK 235 OK 235 OK 10 0.1 32 0.2 32 0.2 32 0.2 32 0.2 32 0.2 32 0.2 180 OK 180 OK 180 OK 180 OK 180 OK 180 OK 180 OK -24 0.2 -25 0.2 -25 0.2 -25 0.2 -25 0.2 -25 0.2 -25 0.2 120 OK 120 OK 120 OK 120 OK 120 OK 120 OK 120 OK 26 41 41 41 41 41 41 319 319 319 319 319 319 319 0.15 OK 0.21 OK 0.21 OK 0.21 OK 0.21 OK 0.21 OK 0.21 OK

Adapun perubahan nilai dari tiap pompa eksisting untuk di pusat pompa dapat dilihat pada tabel tiap pompa modifikasi ( Pompa A,

B,C,D,E, dan F )

sebagai berikut :

CASE 1 CASE 2 CASE 3 CASE 4 CASE 5 CASE 6 CASE 7 FxCa 1033 1001 1000 995 996 1090 578 FyCa 101 97 97 97 97 100 49 FzCa -14 -4 -4 -4 -4 -3 -3 FRCa 1038 0.76 1006 0.73 1005 0.73 1000 0.73 1001 0.73 1095 0.80 580 0.42 1.5(FRSt+FRDt) 1374 OK 1374 OK 1374 OK 1374 OK 1374 OK 1374 OK 1374 OK MxCa -8 -9.4442 -9.4442 -9.4442 -9.4442 -9.4442 -8.4442 MyCa 16 38.53 38.53 38.53 38.53 38.66 38.66 MzCa -19 0.04 -8.63 0.02 -8.63 0.02 -8.63 0.02 -8.63 0.02 -10.02 0.02 -8.39 0.02 2.0(MzSt+MzDt) 480 OK 480 OK 480 OK 480 OK 480 OK 480 OK 480 OK MRCa 26 0.03 41 0.04 41 0.04 41 0.04 41 0.04 41 0.04 40 0.04 1.5(MRSt+MRDt) 957 OK 957 OK 957 OK 957 OK 957 OK 957 OK 957 OK JUDGEMENT NG NG NG OK OK OK OK

Kesimpulan

Kesimpulan yang dapat diambil dari tugas akhir ini

berdasarkan tujuan dari tugas akhir ini adalah

• Setelah dilakukan Analisa Tegangan yang Terjadi Pada

Sistem Perpipaan Lama (Eksisting), Akibat Adanya

Penambahan jalur Pipa Baru (Modifikasi), maka

kesimpulan sebagai berikut :

Kesimpulan

• Setelah dilakukkan analisa Perubahan Nilai pada

Nozzle Load Inlet (Suction) dan outlet (Discharge)

Pada Pompa Lama (Pompa A, B dan C ) Akibat

Adanya Penambahan Pompa Baru ( Pompa D, E, dan

F ) maka hasilnya pada pompa lama (eksisting) sama

dengan pompa baru modifikasi yaitu di pompa A

terjadi perubahan nilai nozzle load yang tidak sesuai

standard API 610 terutama pada Case 1 (all running ).