Pipe Design Loads

8/18/2019 Pipe Design Loads

1/43

April2010

Pipe Design Loads


2/43

Contents

Beban yang bekerja terus-menerus selama operasi

• Berat• Tekanan

Beban yang terjadi “kadang-kadang“ selama operasi

• Angin• elie! "al#e Dis$%arge

Beban akibat perpinda%an pada struktur pipa

• T%ermal &'pansion

SUSTAINED

OCCASIONAL

EXPANSION

•(empa


3/43

Beban Berat

Beban-beban yang diterima sistem perpipaan berasaldari berat !luida) isolasi) komponen) dan struktur pipaitu sendiri*

+emua beban berat tersebut kemudian diteruskan ke

komponen tumpuan ,support* .adi) support %arusdiran$ang mampu mena%an beban-beban tersebut*


4/43

Tumpuan +imply +upported

Keterangan :L = jarak tumpuanmaksimumS = tegangan yang

diijinkan ter antun enis

Z WL8

2

=σ

2

WL

F =

teganganmaksimum /

gayamaksimum /

Beban Berat


5/43

Tumpuan i'ed-end



Z WL8

2

=σ

2

WL

F =

teganganmaksimum /

gayamaksimum /

Beban Berat


6/43

Tumpuan umumnyaadalah campuranantara simplysupported dengan

fxedend

Beban Berat


7/43

Beban Berat


diijinkan (tergantung jenismaterial, temperatur , dancode)

Z10

WL2

=σ

se%ingga)

teganganmaksimum /


8/43

W

ZS10L =

2

)WZS10(F

21

=Keterangan :L = jarak tumpuanmaksimumS = tegangan yang


!adi untuk pipa hori"ontal lurus, jarak antartumpuan dapat dihitung :

#ayagaya tumpuanadalah :

Beban Berat


9/43

Beban Berat

• Standard :

++ ,anu!a$turers +tandardiation +o$iety memberikan rekomendasi jarak antar tumpuan dalam +P-34 /


10/43

• Hal yang harus dipertimang!andalam menentu!an p"sisitumpuan :

Letakkan tumpuan sedekat mungkin denganbeban terkonsentrasi ,#al#es) !langes) dll*

Tumpuan terbaik diletakkan pada peralatan*

Peralatan atau e5uipment tersebutdimodelkan sebagai beban terkonsentrasi*

.ika ara% pipa mengalami peruba%an,belokan) disarankan jarak tumpuan 6 daritabel ++ untuk menjaga stabilitas dan untukmengakomodasi beban eksentrik*

+tandar pada +P-34 tidak berlaku untuk pipa#ertikal ,riser* Tumpuan biasanya ditentukanberdasarkan panjang pipa dan distribusibeban pada struktur bangunan penumpu*

Beban Berat


11/43

Direkomendasikan tumpuandiletakkan pada 7 bagian atas riseruntuk men$ega% bu$kling daninstability*

(uide dapat ditempatkan disepanjangriser untuk men$ega% de!leksi pipa*.arak guide pipa biasanya 2 kali jaraktabel +P-34) dan tidak mena%anbeban berat*

Lokasi tumpuan diusa%akan sedekatmungkin dengan bagunan baja yangada) se%ingga tidak diperlukanbangunan tamba%an untuk menopangstruktur pipa*

Beban Berat


12/43

Tabel BeratPipa :

Beban Berat


13/43

Beban Berat

Tabel BeratKomponen Pipa :


14/43

Pipeline meng%ubungkan dua bua% nole ,A 8 9* Pipa mempunyaidiameter nominal 12 in) berisi air dan mempunyai tebal isolasi :);in) belokannya long radius dan semua #al#enya 1;0 psi pressurerating gate #al#e* Tentukan letak-letak penumpu dan %itungla%bebannya*

Conto% +oal


15/43

Penyelesaian #"nt"h s"alTitik pusat gra#itasi /

"al#e / 11 1012 lb ,:;0? =) ;*


16/43

0=Σ y F

5971012299774357411700 +−−−+−= A

bawahke N lb A )4119(916=

0=Σ X

M Terhadap titi! C

)25.4(1012)5.9(299)10(160705.30 −−−= D

ataske N lb D )334,10(2321=

2321101229916070 +−−−=C

ataske N lbC )2648(597=

0=Σ y

F

Conto% +oal


17/43

Tekanan

P ( AP ) - { PAP /Am }

Am = 0

P ( AP ) - { PAP /Am }

Am = 0 dimana :

$ = tekanan internal%p = luas penampang

rongga &agiandalam pipa

%m = luas penampang

pipa

+istem perpipaan umumnya mendapat beban tekananinternal dari !luida yang dialirkan

Beban tekanan lebi% berpengatu% pada tegangan didinding pipa dibandingkan dengan menimbulkan beban

pada tumpuan


18/43

Beban tekanan pada e'pansion joint adala% sama dengantekanan dikalikan luas penampang

4

DA

2oπ=

4

DA

2 bπ=

Tekanan

dimana :'o = diameter luar

pipa'& = diameter

dalammaksimum&ellos

.ika penampang pipa tidak $ontinuous maka beban tekanantidak dapat dita%an ole% tegangan pada dinding pipa) se%ingga%arus dita%an ole% restrain-restrain dan an$%or*

Slip type e$pansi"n %"int &ell"'s e$pansi"n %"int


19/43

ontoh Soal

Pipeline dengan diameter pipa 12 in mengalami beban tekananinternal gauge 2;0 psi dan mempunyai slip joint di titik C* Pipadirestrain ole% an$%or di titik A dan &) ole% #ertikal restrain dititik B dan D* Tentukan beban reaksi pada an$%or dan restrain


20/43

ontoh Soal

• $ipa : ' nominal = *+ in Tekanan = +-. psi

• $ = /*,0*0 l& a = -. 1t (*-2+- m) & = *- 1t (32-4 m)

• 'engan teori &atang, maka pada anchor didapat :

lb D P

F 919,314

)75.12()250(

4

2

0 === π π

2

Pb M A =

a Pb F A23−=

a

Pb Pa F b

2

32 += lb F

b 283,46)50(2

)15)(919,31)(3()50)(919,31)(2(=

+=

lb F A 364,14)50(2

)15)(919,31)(3( ==

lb ft M A .939,2392

)15)(919,31(==


21/43

5ccasional Load

• 6e&an yang dikategorikanoccasional loads pada sistemdalam periode yang se&agiansaja dari total periode operasi

sistem ( * 7 *. 8 )2

• ontoh : sno 1enomena alam (hurricane,

gempa, dll)

unusual plant operation(relie1 9alue discharge)

postulated plant accident(pipe rupture, dll)


22/43

5ccasional Load

Tentukan posisi aal yang sesuaiuntuk &e&an sustained; (&erat)2

Tentukan jarak tumpuan (span)optimum untuk occasional load;2


23/43

6e&an %ngin

• Sistem pipa yang terletak outdoor harus dirancang mampu menahan&e&an angin maksimum yang terjadi sepanjang umur operasional pipa2

• Kecepatan angin tergantung kondisi lokal dan &er9ariasi terhadap ele9asi2

Regionkecepatan angindi US :


24/43

6e&an %ngin

• 6e&an angin dimodelkan se&agai gaya uni1ormyang searah dengan arah angin sepanjang pipa2

)(

4.386

USCS

q DC F d =

)(1000

SI

q DC F d =

dimana :

= &e&an angin (>?m)d = koefsien drag

@ = tekanan dinamik (>?m+)= ρA+?+' = diameter luar pipa(termasuk isolasi) (m)ρ = massa jenis udara

/

$ada kondisi tertentu,dimasukkan 1aktorkeamanan yang dise&utdengan Gust factor(&iasanya &erharga *2. 7

*2/)


25/43

6e&an %ngin

• Barga koefsien dragmerupakan 1ungsi dari&entuk struktur dan

&ilangan


26/43

ontoh Soal

• $ipa dengan diameter nominal pipa 4 in dan te&al isolasi + in2 Sistem pipaterse&ut terkena angin dengan kecepatan maksimum C- mph arah utara

selatan2 Tentukan &e&an yang diterima oleh restrain , D, dan B pada arah x2


27/43

ontoh Soal

• Eenentukan &e&an angin per panjang proyeksi pipa:

• A = C- mph = **. 1t?s

• Fudara = .2.C34 l&m?1t/ pada +020+ in Bg dan C..

(+*.)

•

Gudara = /02*H x *.4

l&12s?1t+

• ' = 42H+- (pipa) I + x + (insulasi) = *+2H+- in

• 6ilangan


28/43

ontoh Soal

• 'engan penjumlahan momen terhadap titik %, diperoleh :

0=Σ y

M

)10)(230(200 −=

lb 115=

0=Σ !

M

C 15)5.22(518)45(230)45(1150 +−−=

lbC 1122=

05182301122115 =+−−+=Σ A F "

lb A 489−=


29/43

ontoh Soal

• ntuk segmen DB:

• 6e&an total pada restrain D adalah jumlah dari &e&an padasetiap sisi :

0)5.7(5.172)25(229H35My =−−=Σ

)892(5.200 N lb # =

05.1722295.200 =+−−=Σ F "

)894(201 N lb =

lb t$t

316201115 =+=Σ


30/43

6e&an


31/43

6e&an


32/43

6e&an


33/43

6e&an


34/43

ontoh Soal

• 'iketahui gaya relie1discharge dengan *-.. l&(#am&ar -2*-)2


35/43

ontoh Soal

•


36/43

6e&an #empa

• Sistem perpipaan haruslah didesain mampu menahan &e&angempa2

• Kriteria seismic dalam perancangan dapat dimulai denganmengestimasi potensial gempa dalam daerah dimana pipa akandipasang2

7onaSeismikdi US0

7onaSeismikdi US0


37/43

6e&an #empa

0nalisis "ang -arusdilakukan :

Time 2istor"0nal"sis

Time 2istor"0nal"sis

• 'ilakukan &erdasarkancatatan gempa terhadapaktu

• 'ata percepatan,kecepatan dan

perpindahan tanahdijadikan input untukmenganalisis modeldinamik struktur pipa2


38/43

6e&an #empa

• %lternati1 lain untuk mendapatkanrespon struktur terhadap gempa

adalah modal analysis2

• Eodel dinamik dari sistem pipadi&agi menjadi sejumlah modelsingle '5 yang secarakeseluruhan dapat meakili

karakteristik dinamik sistem pipa2

8odal 0nal"sis8odal 0nal"sis


39/43

6e&an Dkspansi


40/43

6e&an Dkspansi

• $enggunaan expansion loop adalah alternati1 untuk dapatmengatasi ekspansi termal yang &esar2

• Eetode sederhana menghitung &e&an termal padatumpuan digunakan metode guided cantile9er;2 $adasetiap tumpuan akan tim&ul:

2L

$6M

∆=

3L

$12!

∆=

= momen inersia∆ = pertam&ahanpanjangL = panjang pipa$ = gayagaya padatumpuanE = momen pada


41/43

6e&an Dkspansi

•ontoh Dkspansi &e&erapa material :


42/43

6e&an Dkspansi

• ontoh Dkspansi &e&erapa material :


43/43

Thank Mou

Date post:	07-Jul-2018
Category:	Documents
Upload:	akbar-anggriawan
View:	237 times
Download:	1 times

Pipe Design Loads

Documents