Upload
dominh
View
225
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
MULAI
IDENTIFIKASI DAN PERUMUSAN MASALAH
STUDI LITERATUR
PENGUMPULAN DATA
PERHITUNGAN WATER HAMMER PIPE STRESS
- HOOP STRESS- LONGITUDINAL STRESS- RADIAL STRESS
PIPE STRESS CAUSED WATERHAMMER- HOOP STRESS- LONGITUDINAL STRESS- RADIAL STRESS
SPECIFICATION OF PIPESPECIFICATION OF LIQUIDLOADING OPERASIONAL
API 5L (SPECIFICATION FOR LINE PIPE)ASME B31.4 (PIPELINE TRANSPORTATION SYSTEM FOR LIQUID HYDROCARBON AND OTHER LIQUID) ASME B31.3 (PIPING PROCESS) QUICK GUIDE TO PIPELINE ENGINEERINGDLL
ANALISA HASIL PERHITUNGAN
ANALISA ACCEPTED
KESIMPULAN DAN REKOMENDASI
SELESAI
API 5L (SPECIFICATION FOR LINE PIPE)ASME B31.3 (PIPING PROCESS)
LATAR BELAKANG
PENYIMPANAN DAN TRIDING BBM
RUMUSAN MASALAH
BERAPAKAH KENAIKAN TEKANAN YANG DIAKIBATKAN OLEH TERJADINYAFENOMENA WATER HAMMER?
SEBERAPA BESAR STRESS YANG TERJADI SAAT JALUR PERPIPAAN DIOPERASIKANPADA OPERATION PRESSURE, MAX. OPERATION PRESSURE, DAN MAX. WORKPRESSURE?
SEBERAPA BESAR STRESS YANG TERJADI AKIBAT KENAIKAN TEKANAN YANG DISEBABKAN OLEH TERJADNINYA FENOMENA WATER HAMMER SAAT JALUR PERPIPAAN DIOPERASIKAN PADA OPERATION PRESSURE, MAX. OPERATION PRESSURE, DAN MAX. WORK PRESSURE?
1
2
3
BATASAN MASALAH
ANALISA DILAKUKAN PADA SISI TEKAN (DISCHARGE) JALUR PIPA OFFLOADING YANGTERPASANG DI PT. DABN.
ANALISA TERBATAS PADA STRESS PIPA YANG TERJADI KETIKA PROSES OFFLOADING DILAYANI OLEH POMPA TERPASANG DARI TANGKI TIMBUN KE DERMAGA PT. DABN.
TIDAK MEMBAHAS MENGENAI KOROSI DAN PERLINDUNGAN TERHADAP KOROSI.
TIDAK MEMBAHAS MENGENAI PERNGARUH OPERASIONAL TERHADAP UMURPERPIPAAN.
1
2
3
4
TUJUAN
MENGHITUNG KENAIKAN TEKANAN YANG DISEBABKAN OLEH TERJADINYA WATER HAMMER.
MENGEVALUASI STRESS YANG TERJADI KARENA OPERASIONAL SAAT OPERATION PRESSURE, MAX. OPERATION PRESSURE, DAN MAX. WORK PRESSURE.
MENGEVALUASI STRESS TERJADI AKIBAT KENAIKAN TEKANAN YANG DISEBABKAN OLEH WATER HAMMER SAAT OPERATION PRESSURE, MAX. OPERATION PRESSURE, DAN MAX. WORK PRESSURE.
MEMBUAT REKOMENDASI PADA SISTEM LOADING-OFFLOADING UNTUK MENGATASI TERJADINYA KENAIKAN TEKANAN YANG DISEBABKAN OLEH FENOMENA WATER HAMMER.
1
2
3
4
BACK TO METODOLOGI
SPESIFIKASI PIPA
DIAMETER NOMINAL 6 Inch
DIAMETER LUAR 6.625 Inch
SCHEDULE 40
KETEBALAN 0.280 Inch
DIAMETER DALAM 6.065 Inch
MOP 10 kg/cm2
PANJANG 1477.357 m
MATERIAL API 5L Grade B
PROPERTY RESULTS
CETANE INDEX 52.9
DENCITY @ 150 KG/M3 832.2
K. VISCOSITY @ 450C, MM2/S 2.746
SULPHUR CONTENT, M/M% 0.333
POUR POINT, 0C -6
FLASH POINT, 0C 68.0
CARBON RESIDUE, M/M% 0.03
WATER, MG/KG 335
SPESIFIKASI PIPA TERPASANG PROPERTY MINYAK
BACK TO METODOLOGI
PIPELINE PROPERTIES
− API 5L GREAD B SCH.40− OUTSIDE DIAMETER− WALL THICKNESS− ETC.
DATA OPERATIONAL
− OPERTING PRESSURE− FLOW RATE− PIPE LENGTH
1. Perhitungan stress pipa on surface.2. Perhitunan stress pipa terpendam3. Perhitungan stress elbow 900 on
surface, dan buried elbow 900.4. Perhitungan stress elbow 450 on
surfaece.5. Perhitungan kenaikan tekanan saat
terjadinya fenomena water hammer.6. Perhitungan stress pipa dan elbow
(on surface dan burial) saatterjadinya fenomena water hammer.
Operati-onal
Inlet Pressure
(psi)
Increase Pressure(psi)
3 s 6 s 9 s
OP 99,5634 1106,998 603,281 435,375
MOP 142,233 1149,668 645,950 478,045
MAWP 580,151 1587,586 1083,868 915,963
Pit
L0,07ΔP
v
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2 3 4 5 6 7 8 9 10
STRESS DUE TO EARTH LOAD
SHe = KHe . Be . Ee . γ . D= 650,215 psi
STRESS DUE TO INTERNAL LOAD
SHi =
= 1682,667 psi
CYCLIC CIRCUMFERENTIAL STRESSSHh = KHh . GHh . R . L . Fi . w
= 867,934 psi
CYCLIC LONGITUDINAL STRESSSLh = KLh . GLh . R . L . Fi . w
= 1021,395 psi
w2.tDP
PRINCIPAL STRESS
− Circumferential stress
S1 = SHe + SHi + SHh
= 3200,816 psi
− Circumferential stress
S2 = SLh - Es αT (T2 – T1) + Vs (SHe + SHi)= 1544,259 psi
− Radial stressS3 = - P
= - 142,233 psi
− Total effective stress
Seff. =
= 2422,893 psi
213
232
2212
1SSSSSS
STRESS DUE TO EARTH LOAD
SHe = KHe . Be . Ee . γ . D= 650,215 psi
STRESS DUE TO INTERNAL LOAD
SHi =
= 1682,667 psi
FLEXIBILITY STRESS
SE =
= 1045,164 psi
w2.tDP
2
t
2
b S4S
PRINCIPAL STRESS
− Circumferential stressS1 = SHe + SHi
= 2332,822 psi
− Longitudinal stressS2 = SE - Es αT (T2 – T1) + Vs (SHe + SHi)
= 1568,029 psi
− Radial stressS3 = - P
= - 142,233 psi
− Total effective stress
Seff. =
= 2195,016 psi
213
232
2212
1SSSSSS
BA
CK
TO
MET
OD
OLO
GI
OperationInlet Pressure
(psi)
Increase Pressure
Caused Water Hammer Phenomena
(psi)
3 Sec. 6 Sec. 9 Sec.
OP 99,5634 1106,998 603,281 435,375
MOP 142,233 1149,668 645,950 478,045
MAWP 580,151 1587,586 1083,868 915,963
Pit
L0,07ΔP
v
y = 18.65x2 - 335.8x + 1946.R² = 1
y = 18.65x2 - 335.8x + 1989.R² = 1
y = 18.65x2 - 335.8x + 2427.R² = 1
y = 1144
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2 3 4 5 6 7 8 9 10
Pre
ss
ure
(P
si)
Closing Valve Secenario(Second)
Operatonal Pressure
Max. Operational Pressure
Max. Work Pressure
Max. Over Pressure
Poly. (Operatonal Pressure)
Poly. (Max. Operational Pressure)
Poly. (Max. Work Pressure)
Linear (Max. Over Pressure)
Operating
Hoop Stress
(psi) Accep.
Criteria3 Sec. 6 Sec. 9 Sec.
OP 13096,184 7137,027 5150,642 25200
MOP 13600,981 7641,824 5655,438 25200
MAWP 18781,707 12822,550 10836,165 25200
y = 220.7x2 - 3972.x + 23028R² = 1
y = 220.7x2 - 3972.x + 23533R² = 1
y = 220.7x2 - 3972.x + 28714R² = 1
y = 25200
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
2 3 4 5 6 7 8 9 10
Pre
ss
ure
(P
si)
Closing Valve Secenario(Second)
Operatonal Pressure
Max. Operational Pressure
Max. Work Pressure
Max. Allowable Stress
Poly. (Operatonal Pressure)
Poly. (Max. Operational Pressure)
Poly. (Max. Work Pressure)
Linear (Max. Allowable Stress)
Operating
Hoop Stress
(psi) Accept.
Criteria3 Sec. 6 Sec. 9 Sec.
OP 13096,184 7137,027 5150,642 25200
MOP 13600,981 7641,824 5655,438 25200
MAWP 18781,707 12822,550 10836,165 25200
y = 220.7x2 - 3972.x + 23028R² = 1
y = 220.7x2 - 3972.x + 23533R² = 1
y = 220.7x2 - 3972.x + 28714R² = 1
y = 25200
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
2 3 4 5 6 7 8 9 10
Pre
ss
ure
(P
si)
Closing Valve Secenario(Second)
Operatonal Pressure
Max. Operational Pressure
Max. Work Pressure
Max. Allowable Stress
Poly. (Operatonal Pressure)
Poly. (Max. Operational Pressure)
Poly. (Max. Work Pressure)
Linear (Max. Allowable Stress)
Operating
Effective Stress
(psi) Accept.
Criteria3 Sec. 6 Sec. 9 Sec.
OP 13731,630 8062,502 6175,351 25200
MOP 14212,089 8542,408 6654,679 25200
MAWP 20706,592 13471,198 12415,487 25200
y = 210.1x2 - 3780.x + 23183R² = 1 y = 210.1x2 - 3780.x + 23664
R² = 1
y = 343.3x2 - 5501.x + 34122R² = 1
y = 25200
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
2 3 4 5 6 7 8 9 10
Pre
ss
ure
(P
si)
Closing Valve Secenario(Second)
Operatonal Pressure
Max. Operational Pressure
Max. Work Pressure
Max. Allowable Stress
Poly. (Operatonal Pressure)
Poly. (Max. Operational Pressure)
Poly. (Max. Work Pressure)
Linear (Max. Allowable Stress)
Operating
Effective Stress
(psi) Accept.
Criteria3 Sec. 6 Sec. 9 Sec.
OP 12931,749 7276,739 5401,246 25200
MOP 13411,572 7754,616 5876,871 25200
MAWP 18338,835 12671,681 10784,557 25200
BACK TO METODOLOGI
y = 209.9x2 - 3774.x + 22366R² = 1
y = 209.9x2 - 3775.x + 22848R² = 1
y = 210x2 - 3779.x + 27786R² = 1
y = 25200
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
2 3 4 5 6 7 8 9 10
Pre
ss
ure
(P
si)
Closing Valve Secenario(Second)
Operatonal Pressure
Max. Operational Pressure
Max. Work Pressure
Max. Allowable Stress
Poly. (Operatonal Pressure)
Poly. (Max. Operational Pressure)
Poly. (Max. Work Pressure)
Linear (Max. Allowable Stress)
Dari analisa hasil perhitungan yang mengacu pada API RP 1102, ASMEB31.3, dan ASME B31.4 yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa: Dari hasil perhitungan yang telah dilakukan, besarnya pertambahan
nilai internal pressure yang terjadi kareana adanya fenomena water
hammer ketika jalur perpipaan dioperasikan pada tekanan 580,151psi adalah 1587,586 psi. Dengan nilai kenaikan tekanan maksimumyang diizinkan sebesar 1144 psi, kenaikan tekanan yang terjadiakibat fenomena water hammer tidak dapat diterima dan perluevaluasi ulang.
Nilai tegangan terbesar yang terjadi pada jalur perpipaan di ataspermukaan adalah 6863,394 psi.
Nilai tegangan terbesar pada jalur perpipaan di atas permukaanketika terjadinya fenomena water hammer adalah 18781,707 psi.
Nilai tegangan terbesar yang terjadi pada jalur perpipaan terpendamadalah 7802,404 psi.
Nilai tegangan terbesar pada jalur perpipaan terpendam ketikaterjadinya fenomena water hammer adalah 19172,207 psi.
Nilai tegangan terbesar yang terjadi pada elbow 900 terpendamadalah 7017,861 psi.
Nilai tegangan terbesar pada elbow 900 terpendam ketika terjadinyafenomena water hammer adalah 18781,707 psi.
Dengan nilai tegangan maksimum yang diizinkan sebesar 25200psi, maka jalur perpipaan yang telah terpasang di PT. DABNtersebut cukup aman untuk dioperasikan.
Dari perhitungan dan analisa yang telah dilakukan terdapat kondisidimana kenaikan tekanan yang ditimbulkan oleh fenomena water
hammer melebihi dari kenaikan tekanan yang diizinkan. Sehinggadirekomendasikan untuk :
Mengurangi tekanan yang masuk kedalam sistem perpipaandengan menambahakan fitting regulator.
Perencanaan operasional pernutupan katup dilakukan dengan baik,tidak kurang dari 6 detik.