Desain dan Analisa Kekuatan Pipa Expansion Loops dengan Variasi Ukuran Loop dan Bentuk Loop

*Pujiyanto pujiyanto  -  Departemen Teknik Perkapalan, Universitas Diponegoro, Indonesia
Hartono Yudo  -  Departemen Teknik Perkapalan, Universitas Diponegoro, Indonesia
Sarjito Joko Sisworo  -  Departemen Teknik Perkapalan, Universitas Diponegoro, Indonesia
Received: 13 Nov 2020; Published: 21 Jan 2021.
Open Access
Citation Format:
Abstract
Sistem perpipaan akan mengalami ekspansi akibat suhu yang besarnya tergantung pada koefisien ekspansi material dari pipa yang dapat mengakibatkan kerusakan pada pipa. Kerusakan pada pipa akibat ekspansi termal ini dapat diatasi dengan menggunakan expansion joint, Z bend loop, dan expansion loops. Penelitian ini dilakukan dengan tujuan untuk mengetahui stress yang terjadi pada masing-masing variasi expansion loops sehingga mendapatkan model expansion loop yang menghasilkan stress paling rendah karena adanya ekspansi termal pada pipa. Penelitian ini dilakukan dengan menggunakan software berbasis Finite Element Analysis dengan menggunakan beban perubahan displacement pada bagian anchor yang nilainya setengah dari total ekspansi pipa pada masing-masing anchor. Tegangan yang terjadi pada pipa lurus adalah 68.57 Ksi, 68.44 Ksi dan 68.29 Ksi. Tegangan yang terjadi pada expansion loop W=H adalah 19.26 Ksi, 19.78 Ksi dan 19.68 Ksi. Tegangan yang terjadi pada expansion loop W=0.5H adalah 16.83 Ksi, 16.70 Ksi dan 16.56 Ksi. Tegangan yang terjadi pada expansion loop W=2H adalah 26.42 Ksi, 26.95 Ksi dan 26.70 Ksi. Tegangan yang terjadi pada expansion loop setengah lingkaran adalah 42.43 Ksi, 44.38 Ksi dan 44.79 Ksi. Stress yang terjai pada pipa expansion loop akan semakin kecil apabila nilai W/H semakin kecil. Expansion loop W=0.5H menunjukkan hasil stress paling rendah jika dibandingkan dengan expansion loop yang lain.

Article Metrics:

  1. Departement of Training and Workface Development, Pipe Fabrication: Materials, Drawing and Fabrication Methods, vol. 1965. Western Australia: Departemen of Training and Workforce Development, 2006
  2. J. Wiley, Design of Piping System, 2nd ed. United States of America: The M. W. Kellog Company, 1956
  3. H. Yudo, W. Amiruddin, and S. Jokosisworo, “The Effect of Geometric on Buckling Strenght of Rectangular Hollow Pipe Under Pure Bending,” International Journal of Civil Engineering and Technology., vol. 8, no. 11, pp. 228–235, 2017
  4. American Society of Mechanical Engineers, ASME B31.3 Process Piping-ASME Code for Pressure Piping, New York: American Society of Mechanical Engineers, 2014
  5. S. Kannappan, Introduction to Pipe Stress Analysis, Canada: John Wiley & Sons, inc, 1986
  6. D. Abdulhameed, M. Martens, J. R. Cheng, and S. Adeeb, “Investigation of Smooth Pipe Bends Under the Effect of In-Plane Bending,” no. 1951, pp. 1–8, 2017
  7. B. Lazuardi, G. E. Kusuma, and N. A. Novitrie, “Desain Insulasi dan Expansion loop pada Penggantian Jalur Pipa Transfer Ammonia (NH3) Diameter 8 inch (Studi Kasus di PT. Petrokimia Gresik),” Proc.Conf. Pip. Eng. Its Appl., p. 10, 2017
  8. K. S. S. Sankar and S. S. Kumaran, “Optimization of Piping Expansion Loop in Process Plant,” Int. J. Appl. Eng. Res., vol. 10, no. 49, pp. 574-578, 2015
  9. B. Shehadeh, S. I. Ranganathan, and F. H. Abed, “Optimization of Piping Expansion Loops Using ASME B31.3,” Proc. Inst. Mech. Eng. Part E J. Process Mech. Eng., vol.230, no. 1, pp. 56-64, 2016, DOI: 10.1177/0954408914532808
  10. Henan Province Sitong Boiler Co., ”Products High Efficiency, Energy Saving, Enviromental Protection, Spesific Desain Individually”, 2014. [Online]. Avaible: http://www.sitong-boiler.com/product/electric-boiler/ldr-vertical-electric-boiler.html#. [Diakses 29 Agustus 2019]
  11. P. Smith, Piping Materials Guide, vol. 111, no. 479. United States of America: Elsevier Inc, 2005
  12. American Society of Mechanical Engineers, ASME B31.1 Power Piping-ASME Code for Pressure Piping, New York: American Society of Mechanical Engineers, 2014
  13. S. S. Bhavikatti, Finite Element Analysis, New Delhi: NEW AGE INTERNATIONAL (P) LIMITED, PUBLISHERS, 2003
  14. H. Yudo and T. Yoshikawa, “Buckling Phenomenon for Straight and Curved pipe Under Pure Bending,” J. Mar. Sci. Technol., vol. 20, no. 1, pp. 94–103, 2015, DOI: 10.1007/s00773-014-0254-5