View
228
Download
0
Category
Preview:
Citation preview
STUDI KASUS ANALISA KEGAGALAN SIDE ROD P-2102C NH3 PUMP DI PT.PUPUK KALIMANTAN TIMUR
Sandi Yonathan (2106100092)
Teknik Mesin/FTI Institut Teknologi Sepuluh November 1
Tug
as A
khir
Bid
ang
Stu
di D
esa
in 2
010
BAB I - LATAR BELAKANG
PT. Pupuk Kalimantan Timur sebagaipenghasil pupuk urea.
Terdiri dari 5 pabrik : Kaltim 1, Kaltim 2,Kaltim3, Kaltim 4, POPKA.
Bahan Dasar Urea: Ammonia (NH3) danKarbon Dioksida (CO2).
Terjadi kerusakan pada side rod pompa P-2102C di Kaltim 1 (unit urea).
Sepasang side rod gagal hingga putus.
Hipotesa: Side Rod 1 gagal akibat bebanfatigue, sedangkan Side Rod 2 gagal akibatbeban tarik dan bending.
2
Pro
po
sal T
ug
as A
khir
Bid
ang
Stu
di D
esa
in 2
010
Tug
as A
khir
Bid
ang
Stu
di D
esa
in 2
010
3
• Mengkaji jenis kerusakan yang terjadi pada side rod 1 dan 2 lalu membuktikannya melalui perhitungan dan simulasi software.
• Optimasi desain pada side rod juga akan diperhitungkan agar kerusakan yang terjadi dapat diminimalkan.
Perumusan Masalah
• Analisa kegagalan lebih terfokus pada sisi mekanikal dibanding sisi metalurgi (pengaruh korosi dan struktur material diabaikan)
• Material side rod uniform.• Head loss pada kedua valve diabaikan.• Torsi pengencangan keempat bolt/baut pada uppercrosshead
dianggap sama (masing-masing sebesar 195 Nm).• Torsi pengencangan kedua mur pada Side Rod dianggap sama
(masing-masing 1000Nm).• Besarnya konsentrasi tegangan Kt yang digunakan mengacu
pada bentuk takikan yang paling menyerupai kondisi nyata
Batasan Masalah
Tug
as A
khir
Bid
ang
Stu
di D
esa
in 2
010
4
• Mengetahui lokasi tegangan maksimum pada side rod.• Membuktikan jenis kegagalan yang terjadi pada side rod
apakah sesuai seperti yang dihipotesakan.• Mendesain ulang geometri Side Rod dimana telah terjadi
kegagalan .
Tujuan Penelitian
• Mahasiswa dapat menganalisa kegagalan yang terjadi pada suatu material dengan melakukan berbagai cara.
• Meningkatkan kemampuan Mahasiswa dalam penggunaan Software berkaitan dengan bidang yang digeluti.
• Mahasiswa dapat melakukan modifikasi suatu geometri sampai pada kondisi optimum/terbaiknya.
Manfaat Penelitian
Tug
as A
khir
Bid
ang
Stu
di D
esa
in 2
010
BAB II-TEORI PENDUKUNG
5
Pro
po
sal T
ug
as A
khir
Bid
ang
Stu
di D
esa
in 2
010
Pompa
Positive Displacement
Pump
Torak
Rotari
Diafragma
Non Positive Displacement
Pump
Sentrifugal
Axial
Radial
Axial-Radial
Efek Khusus
Jet Pump
Gas Lift
Tug
as A
khir
Bid
ang
Stu
di D
esa
in 2
010
Pro
po
sal T
ug
as A
khir
Bid
ang
Stu
di D
esa
in 2
010
6
Tug
as A
khir
Bid
ang
Stu
di D
esa
in 2
010
Tug
as A
khir
Bid
ang
Stu
di D
esa
in 2
010
Fatigue Failures
7
Load
Cyclic
Fatigue Failures
8
Tug
as A
khir
Bid
ang
Stu
di D
esa
in 2
010
9
Tug
as A
khir
Bid
ang
Stu
di D
esa
in 2
010
Fatigue Failure Analysis Methods
Keterangan: Su = ultimate strength σm = mean stressSe = endurance strengthσa = amplitude stressSy = yield stressσf = fracture stress
Semua Satuan Tegangan dan Kekuatan Material dalam Pascal (Pa)
fracture
yield
brittle
10
Tug
as A
khir
Bid
ang
Stu
di D
esa
in 2
010
S-N Diagram
Alternating
Stress
(Fatigue
Stress)
Cycles (N)
S’n
1. Pengujian dengan cara memberikan suatu tegangan max dan minimum tertentu.
2. Catat umur yang didapat dari stress yang telah diaplikasikan tersebut.
Contoh S-N diagram pada wrought steel, BHN<400
Dengan:
Sa = Alternating Stress (Pa)N = cyclesSu = ultimate strength (Pa)S’n = endurnce limit (Pa)
1. S’n= 0,5 SU untuk wrought steel dengan SU < 200.000 psi and BHN <400.
2. S’n= 100.000 psi untuk wrought steel dengan SU > 200.000 psi.3. S’n= 0,4 SU untuk cast steel dan cast iron.4. S’n = 0,38 SU untuk magnesium casting alloy dan magnesium
wrought steel alloy (berdasarkan 106 cycle life).5. S’n= 0,45 SU untuk nikel-based alloy dan copper-based alloy.6. S’n= 0,38 SU untuk wrought aluminum alloy dengan SU
mencapai 40.000 psi (berdasarkan 5 x 108 cycle life).7. S’n = 0,16 SU untuk cast aluminium alloy dengan SU mencapai
50.000 psi (berdasarkan 5 x 108 cycle life).
11
Tug
as A
khir
Bid
ang
Stu
di D
esa
in 2
010
Working Endurance Strength (Se) & Reduction Strength Factors
Se= CR CS CF CW (1/Kf) S’n
dengan: CR= Reliability factorCS= Size correction factorCF= Surface finish correction factorCW= Weld correction factorS’n= endurance limit of the material (Pa)Kf= Fatigue stress concentration
factor
1. Reliability Factor (CR)CR=1 – 0,08 (D.M.F)
2. Size Factor (CS) 3. Surface Finish Factor (Cs)
4. Weld Factor (CW)
Recommended