bab 12 case studies

7/29/2019 Bab 12 Case Studies

http://slidepdf.com/reader/full/bab-12-case-studies 1/183

Chapter XII Case Studies

EDC - ITBTraining on Caesar II

1

BAB XII

CASE STUDIES





2

Case # 1Sebuah pipa memiliki dua buah segmen dan mendapat beban aksial

sebesar FC = 1500 lb dan FB = 600 lb. Pipa tersebut memiliki diameter luar sebesar 8.625 in dan tebal 0.5 in. Tentukan tegangan yang terjadi pada

tiap segmen !

Skema :

Luas penampang pipa :

A = /4(Do2-Di

2)

= /4(8.6252-7.6252)

= 12.76 in2





3

DBB : Distribusi Gaya Sepanjang Pipa

Besar tegangan yang terjadi :

AB = FAB /A = 900 / 12.76 = 70.53 psiBC = FBC / A = 1500 / 12.76 = 117.55 psi





4

Solusi CAESAR II Step 1 : Piping Input (Elemen 1)

Klik untuk

membuatelemen

berikutnya





5

Piping Input (Elemen 2)

Klik untuk persiapan run





6

Step 2 : Error Checker

Jika terdapat tanda error, maka

analisis tidak dapat dilanjutkan





7

Step 3 : Static Analysis Tekan Run Toolbar untuk

memulai analisis statik

Beban yang bekerjahanya gaya luar





8

Step 4 : Static Output Precessor

1. Klik Load Cases

Analyzed dan

Report Options

2. Klik Static Output

Precessing Toolbar





9

Static Output Processor





10

Output :

Setelah melakukan analisis statik, pada Static Output Precessing

dapat dilihat bahwa besarnya tegangan aksial (Axial Stress) adalah

71 psi pada elemen 1 dan 118 psi pada elemen 2

Atau

axialAB = 71 Psi

axialBC = 117.5)





11

Sebuah pipa diberi beban F = 200 lb pada salah satu ujungnya, sementara ujung

yang lainnya dijepit. Pipa tersebut memiliki diameter luar sebesar 8.625 in dan

ketebalan 0.5 in. Tentukan tegangan yang terjadi pada pipa !

Luas penampang pipa :

A = /4(Do2-Di

2)

= /4(8.6252-7.6252)= 12.76 in2

Skema DBB

Case # 2





12

Distribusi Momen Lentur

Sepanjang Pipa

Penampang Pipa di A

).(

64

2

1..

44

1

io

o

D D

D M

I

Mc

psi35,326

)625,7625,8.(64

625,8.5,0).8000.(

44

1

2 = 4 = 0

3 = 326,35 psi (tekan)

(tarik)





13

Solusi CAESAR IIStep 1 : Piping Input





14








15

Step 3 : Static Analysis Tekan Run Toolbar untuk







16

Step 4 : Static Output Processor 2. Klik Static Output

Precessing Toolbar

1. Klik Load Cases

Analyzed dan

Report Options





17






18

Sebuah pipa baja diberi tumpuan pada kedua ujungnya dan mendapat beban F =

200 lb pada bagian tengahnya. Pipa tersebut memiliki diameter luar sebesar

8.625 in dan ketebalan 0.5 in. Tentukan besar tegangan yang terjadi pada pipa !

Jawab :

Skema DBB

- RAx = 0

- RAy = RBy = 100 lb

Case # 3





19

Distribusi momen lentur

sepanjang pipa : Penampang Pipa

di Titik C :

).(

64

2

1..

44

1

io

o

D D

D M

I

Mc

Psi586,81

)625,7625,8.(64

625,8.5,0).2000.(

44

1

2 = 4 = 0

3 = 81.586 Psi

(tarik)(tekan)





20

Solusi CAESAR II Step 1 : Piping Input ( Elemen 1 )

Tekan Untuk elemen baru





21

Piping Input (Elemen 2 )





22








23

Step 3 : Static Analysis


Tekan Run Toolbar untuk






24






25

Sebuah pipa mendapat momen puntir T = 1000 lb.in pada salah satu

ujungnya, sedangkan ujung yang lainnya dijepit. Pipa tersebut memilikidiameter luar sebesar 8.625 in dan ketebalan 0.5 in. Tentukan besar

tegangan yang terjadi !

Jawab :

Skema DBB

Case # 4





26

Distribusi Momen Puntir di

Sepanjang Pipa

Besarnya Tegangan Geser

di Sepanjang Pipa

1 = 2 = 3 = 4 = AB = 20.4 Psi

; 44

32

2

1.

.

io

o AB AB

AB

D D

DT

J

cT

Psi

AB4.20

)625.7625.8.(

32

626,8.5,0).1000(

44





27

Solusi CAESAR II Step 1 : Piping Input





28








29

Step 4 : Static Output Processor2. Klik Static Output

Precessing Toolbar

1. Klik Load Cases

Analyzed dan

Report Options





30






31

Sebuah pipa memiliki dua buah segmen dan mendapat momen puntir sebesar

TB = 800 lb.in dan TC = 1500 lb.in. Pipa tersebut memiliki diameter luarsebesar 8.625 in dan ketebalan 0.5 in. Tentukan tegangan yang terjadi pada tiap

segmen pipa !

Jawab :

Skema DBB

Case # 5

C C S





32

Distribusi Momen Puntir

Sepanjang Pipa

Bentuk Penampang Pipa

Segmen AB

44

32

2

1..

io

o AB AB

AB

D D

DT

J

cT

Psi AB

28.14

)625.7625.8.(32

626,8.5,0).700(

44

Ch XII C S di





33

Segmen BC

44

32

2

1.

.

io

o BC BC

BC

D D

DT

J

cT

Psi BC

59.30

)625.7625.8.(32

626,8.5,0).1500(

44

;

Ch t XII C St di





34


Ch t XII C St di





35

Pada sebuah pipa bekerja tekanan internal sebesar 130 psi. Pipa tersebut memilikidiameter luar sebesar 8.625 in dan ketebalan 0.5 in. Tentukan besar tegangan yang

terjadi pada dinding pipa!

Skema DBB

Case # 6

Ch t XII C St di





36

Diameter dalam pipa :

Di = Do – 2t

= 8.625 – 2(0.5)= 7.625 in

Besar tegangan pada dinding pipa :

tegangan tangensial :

tegangan longitudinal :

t

D pi

t .2

.

Psit

.25.991)5.0.(2

)625.7.(130

t

D pi

l.4

. Psi

l.625.495

)5.0.(4

)625.7.(130

Ch t XII C St di





37







38

200 lb

A

B

C

Sebuah pipa diberi beban F = 200 lb

pada salah satu ujungnya, sementara

ujung yang lainnya dijepit. Pipa

tersebut memiliki diameter luar sebesar

8.625 in dan ketebalan 0.5 in. Tentukan

tegangan yang terjadi pada pipa di titik

A!

40 in

40 in

Case # 7






39

DBB batang AB DBB batang BC

Momen Torsi yang Terjadi :

TA = F x BC

= 200 x 40

= 8000 lb.in

Momen Lentur yang Terjadi :

MA = F x AB

= 200 x 40

= 8000 lb.in






40

Tegangan Yang Terjadi Pada Titik A :

- Tegangan Lentur ( Bending Stress ) :

A

).(64

2

1..

44

1

io

o

D D

D M

I

Mc

Psi34.326

)625,7625,8.(64

625,8.5,0).8000.(

44

1

- Tegangan Puntir (Torsional Stress) : A

44

32

2

1.

.

io

o AB AB

AB

D D

DT

J

cT

Psi

AB17.163

)625.7625.8.(32

626,8.5,0).8000(

44

;

;






41

Solusi CAESAR IIStep 1 : Piping Input (elemen 1)






42







43

Dua buah pipa “seamless carbon steel A106 grade B”, schedule 40

dengan diameter nominal 3 in pada potongan AB dan 2 in padapotongan BC disambung pada titik B dan dijepit di antara 2 dinding

seperti pada gambar. Tentukan tegangan di masing-masing pipa dan

perpindahan titik B akibat peningkatan temperatur T = 130o F.

Case # 8






44

Solusi

1) Statika

Dari diagram benda bebas

F AB = R

F AB = FBC

FBC = R2) Hubungan gaya – perpindahan

Untuk pipa AB Untuk pipa BC

TEAEAF

EA

F

ABABABAB

AB

AB

AB

TEAEAF

EA

F

BCBCBCBC

BC

BC

BC






45

3) Geometri

Perpindahan pada titik A, B dan C ditunjukkan pada gambar

dengan kondisi batas u A = uC = 0

AB

B

AB

ABAB

L

u

L

uu

BC

B

BC

BCBC

L

u

L

uu

TEAL

uEATEA

L

uEA BC

BC

BBCAB

AB

BAB

BCAB FF






46

kemudian dapat dicari UB

........u

AATL

A

L

Au

B

BCAB

BC

BC

AB

ABB

4) Tegangan

Tentukan R = FBC

R = ………

Sehingga tegangan-tegangan yang terjadi

........A

R

......A

R

BC

BC

AB

AB






47

Case Study #9“Sistem perpipaam digunakan untuk mengalirkan crude oil dari pompa ke

vertical vessel dalam suatu refining process. Discharge pompa memiliki

diameter 8-in nozzle.

Kondisi Operasi & pembebanan

Fluida dengan specific gravity 0.8, temperatur operasi 6000F dan tekanan 30 psi

Anchor displacement pada discharge pompa : Y = 0.077 dan Z = 0.046

akibat thermal growth pada pompa

Anchor displacement pada vessel : Y = 0.28 dan Z = -0.10 akibat thermal growth

pada vessel

Isolasi type calcium silicate sepanjang pipa dengan tebal 3.0 in

Corrosion allowance 0.0312 in

Bahan pipa : Baja karbon rendah dengan Sc = 20000 psi dan Sh = 17300 psi

Semua percabangan menggunakan welding tee Semua belokan menggunakan type “long radius”

Semua Valve adalah kelas 150 psi

Hanger tipe Grinell dengan load variation 25%






48






49

Penomoran nodal






50





EDC - ITB Training on Caesar II 51




p


Pemodelan anchor displacement pada discharge pompa

PemodelanCheck valve

klas 150 psi




p


Hanger Auxiliary Data

Specification

Pemodelan tumpuan

satu arah




p


Stress report




p


Hanger report




p


Case

Sistem, kondisi operasi dan pembebanan sama seperti pada Case # 9, yang ingin

dicari pada Case # 10 ini adalah menentukan „Pump Discharge Loads‟ padanodal 5 dengan menggunakan analisis fleksibilitas API 610 pada CAESAR II,

pada nosel menggunakan analisis fleksiblitas WRC 297 & dan melakukan

redesign jika terjadi beban berlebih.

Langkah-langkah pengerjaan :

Mengecek apakah operating loads and installation loads lebih kecil daribeban yang diijinkan API 610

Jika lebih kecil tidak diperlukan pengecekan tambahan dengan API 610,

namun jika lebih besar diperlukan pengecekan tambahan.

Data di Nozzle Pad :

Tebal 1/4” & lebar 1-1/2” , berada pada nodal 40

Case # 10





Jika bebannya berlebih, dilakukan penambahan flexibilitas pada :

Vessel/Nozzle intersection (Cara 1, cara ini lebih murah)

Jika belum berhasil juga, dilakukan redesign pada sistem sehingga

bebannya turun yaitu dengan menambahkan expansion loops ke sistem

pipa. (Cara 2, cara ini lebih mahal dilakukan jika cara 1 juga gagal)

Pump With Discharge Loads





Step 1 : Mengecek Static Output Processing dari Case # 9





Step 2 : dari main menu CAESAR II masuk ke API 610 analisis

diketik deskripsi

equipment





Nomor nodal untuk pump

base point dan pump

suction nozzle : 1 & 105berurutan.

Step 3 : Memasukkan Input Data





Step 4 : Memasukkan data Suction Nozzle





Step 5 : masukkan Data Discharge Nozzle





Step 6 : Lakukan analisis dengan EQP toolbar to perform the API-610 equipment

check. The results will become available under the Equipment Report tab.

Data dari get load

from output file Cek





WRC 297 Input

Displacement on Vessel Node

Step 7 : Lakukan Analisis Fleksibilitas dengan Cara 1

Masukkan input data ke Nosel dengan menggunakan tipe WRC 297





Step 8 : lakukan pengecekan error





Displacement Report





Step 9 : Masukkan input API 610 Discharge Nozzle

Akibat momen pada arah sumbu x dan z masih terlalu besar, quick run pada

API 610 akan mengevaluasi dan memperbaiki model yang ada





Step 10 : Dengan cara 1 juga masih gagal, lakukan cara 2 untuk penambahan

fleksibilitas dengan melakukan REDESIGN pada sistem.

Buka file Tutor._A dan save dengan nama baru Tutor2._A

Lakukan redesign dari sistem :

Untuk panjang element 30-35 dari 12 ft menjadi 20 ft

Pindahakan + Y Support dari nodal 35 ke nodal 33

“Break” nodal 30 – 35 dengan manambahkan nodal 32 ditengahnya, jarak

nodal 30 ke 32 adalah 10 ft

“Break nodal 35-40 dengan menambahkan nodal 135, jarak nodal 135

dari 35 adalah 8 ft.

Kemudian insert nodal selanjutnya 235 dengan jarak 8 ft dari nodal 135,

karena jarak antara nodal 35 dan 40 : 26 ft, perlu ditambahkan support

diantaranya, insert nodal 140 antara 135-235 yang berjarak 5 ft dari 135.

Duplikasikan + Y Support nodal 33 pada nodal 140.

Ganti posisi hanger ke nodal 28





Step 11 : Start Run & lakukan analisis staticsHanger di nodal 28

Plot 3 D

Stress Report


C # 11




Case # 11

Gambar 3.1. Menunjukkan pipeline yang menghubungkan

dua buah nozle (A & H). Pipa mempunyai diameternominal 12 in, berisi air dan mempunyai tebal isolasi 4,5 in,

belokannya long radius dan semua valvenya 150 psi

pressure rating gate valve. Tentukan letak-letak penumpu

dan hitunglah bebannya.

Kondisi Operasi & pembebanan

Material : Low Carbon

Nozzle A, Out. Dia =12.750 in, Wall Thickness =0.375

Vezzle A, Out. Dia = 60 in, Wall Thickness =0.250, Pad Thickness =0.188

Distance to Stiffner or Head =48 in, Distance to Opposite Stiffner =72 inRigid Weight (Valve) = 1170 lb

Bend (Standard)

Restraint C (arah Y), D & E (arah X,Y,Y) Stif = 1000000 lb/in, H (arah X)





Gambar 3.1





Volume Plot





Cek Nozzle (Node 5)





Cek Nozzle (Node 5) : WRC 297





Cek Nozzle (Node 5)





Cek Nozzle (Node 75) : WRC 297





Analysis ….





Displacement Report





Stress Report





CASE #12Gambar 5.11 menunjukkan sistem pipadengan diameter nominal pipa 8 in Sch. 80 dan

tebal isolasi 2 in. Sistem pipa tersebut terkenaangin dengan kecepatan maksimu 75 mpharah utara-selatan. Tentukan beban yangditerima oleh restrain C, E, dan H pada arah

x.






K di i i d b b




Kondisi operasi dan pembebanan :

- Fluida dengan specific gravity 0.8, temperatur operasi, dan

tekanan 30 psi

- Restrain yang ada pada titik H, E, C, digunakan untuk mencegah

sistem pipa bertranslasi dalam arah x+

- Isolasi type calcium cilicate sepanjang pipa dengan tebal 2 in

- Corrosion allowance 0.0312

- Bahan pipa : A 106 B

- Elbow yang digunakan tidak memiliki flens dan cara

pemasangannya adalah dilas

- Kecepatan angin dianggap konstan 75 mph pada arah yang tetap





Step 1 : piping input





Step 2 : Error checker :

No Error

Message





Step 3 : Mendefinisikan Beban Angin

Beban Angin





Step 4 : Analisis Statik





Step 5 : View Report

Gaya-gaya

tumpuan :

-Fc = 505 lb

- FE = 548 lb

- FH = 86 lb


Case #13 :




Case #13 :Pipa dengan tumpuan jepit, menerima gaya relief 1500 lb padapercabangan pipa yang berjarak 17 ft dari tumpuan A. Akibat gayarelief tersebut, pipa juga menerima momen 3000 lb ft. Tentukanresultan reaksi di restraint.

Kondisi Operasi & Pembebanan :

Pipa berdiameter 8 in dengan schedule standard (40), terbuatdari material A106 (B)

Tipe percabangan tipe menggunakan : Welding Tee

Pada percabangan pipa panjang setiap element sebelumberbelok : 2 ft


S 1 M kk d




Step 1 : Masukkan data

input


Step 2 : Lakukan pengecekan Error




Step 3 : Lakukan Analisis Statics


C # 14




Case # 14

Sistem yang terlihat pada Gambar 5.26 terbuat dari baja karbon

dan beriperasi pada 3500F (1770C). Sistem tersebutmenggunakan pipa berdiameter 12 in (300 mm) schedulestandar dengan I = 279 in4 (1.16 x 108 mm4) dan E = 27.7 x 106psi (1.91 x 1011 N/m2). Sistem diberi tumpuan jangkar(anchors) pada titik A dan G, dan dua tumpuan vertkal pada

titik D dan E.Tentukan :

1. Pergeseran yang diserap oleh segmen A-B, B-C, dan E-F

2. Gaya dan momen yang diterima oleh segmen A-B, B-C, dan E-F

3. Gaya dan momen pada tumpuan A





Gambar 5.26


Volume Plot




Volume Plot


Displacement Report




Displacement Report


Local Force Report




Local Force Report


Restraint Report




Restraint Report


C St di #15 St t l St l




Case Studies #15: Structural Steel

Tentukanlah defleksi dan tegangan struktur penumpu pipa

seperti ditunjukkan pada gambar. Sistem perpipaan ditumpupada nodal 20.

Dari pipe stress analisis

diketahui gaya reaksitumpuan pada nodal 20

adalah

• F x = -39.0 lbs.

• F y = -1975.0 lbs.

• F z = 1350.0 lbs.


S 1 M N




Step 1 : Menu utama New

Nama File

Lokasi File

Tipe File Input


St 2 M t I t St t l St l




Step 2 : Menu utama Input Structural Steel

Pilih Sistem Unit:

ENGLISH

MM

SI


St 3 M k d t




Step 3 : Masukan data


St 4 C k E




Step 4 : Cek Error


Step 5 : Plot Gambar (Volume Plot)




Step 5 : Plot Gambar (Volume Plot)

Anchor

Nomor Node


Step 6 : Analysis - Static




Step 6 : Analysis - Static

Gaya berat + Beban Luar

Run...


Step 7 : Report type - Displacement




Step 7 : Report type Displacement

Stiffness






Perancangan tumpuan untuk membatasi beban nozzle pada “waste

heat boiler’s fuel gas nozzle connection”. Beban maksimum padanozzle yang diijinkan adalah :

• Fshear = 500 lb. Faxial = 1500 lb.

• Mbending= 5000 ft. lb. Mtorsion = 10000 ft. lb.



Piping Dimensions




Piping Dimensions





Structure Dimensions

Structure Node


Step 1 - Step 2 (seperti contoh 1 : nama file SUP2)





Step 1 Step 2 (seperti contoh 1 : nama file SUP2)

Step 4 : Cek Error (lihat contoh 1)


Step 5 : Plot Struktur (Volume plot)




Volume plot

Anchor

Nomor

Node


Piping Input




Piping Input

Step 1 : Menu utama

New


Step 2 : Menu utama Input Piping Input




Step 2 : Menu utama Input Piping Input


Step 3 : Piping Input (DATA)




Step 3 : Piping Input (DATA)

dan selanjutnya…. (lihat lampiran)


Step 4 : Plot Piping (Volume plot)




Step 4 : Plot Piping (Volume plot)

Node

Panjang Elemen

Anchor

Restraint


Step 5 : Cek Error




Step 5 : Cek Error

Pilih Start Batch Run


Proses Penggabungan Pipa dengan Struktur




Proses Penggabungan Pipa dengan Struktur

Step 1: Piping Input -Kaux-Include Structural Files

Nama File Support





Step 2 :

Mendefinisikan nodal yangberhubungan antara piping & support

Contoh

Node 115 (Piping)

node 215 (support)arah X dan arah Z

Node 120 (Piping) node 240 (support)

arah Z


Step 3 : Plot Pipa dengan Support




p p g pp


Step 4 : Animation




Plot perpindahan bidang X-Y (Pipa)

p

Plot perpindahan

bidang X-Y (Struktur)






Estimate the X, Y, and Z

stiffness of the structure at thepoint 1000. (Note that, in

general, the stiffness of a three-

dimensional structure,

condensed down to the stiffnessof a single point, must be

represented by a 6..6 stiffness

matrix. As a first estimate, only

the on diagonal, translational

stiffnesses are often estimated,as is being done here.)



Step 1 : Menu utama - New




Nama File

Lokasi File

Tipe File Input


Step 2 : Input - Structural Steel




Pilih Sistem Unit:

ENGLISH

MM

SI






p


Step 4 : Cek Error




p


Step 4 : Plot - Volume plot




p p


Step 5 : Report type - Displacement





Step 6 : Report type - Restraint





Step 6 : Report type - Animation





Case Studies #18: Harmonic Analysis




The following model is to be analyzed first for natural frequencies

and second for harmonic loads imposed on the top of the structure

at nodes 8 and 13.

Member Properties:

Pipe Outside Diameter:2.375 in.

Pipe Wall Thickness:

0.154 in.

Elastic Modulus:

27.9E+06 psi

Poisson’s Ratio: 0.3


Step 1 : Setelah memasukkan data “piping input” sampai tahap




analisis statik, maka selanjutnya masuk ke menu Dinamik

Dari Menu utama :

Analysis - Dynamic

Pilih tipe


Step 2 : Ubah “Control Parameter” sebagai berikut :




Cek Error

Running Dynamic…


Lalu muncul menu…




Akhirnya menu…


Step 3 : Lihat animasi pada frekuensi pribadi pertama (111.2355 Hz)





Step 4 : Lihat animasi pada frekuensi pribadi kedua (115.8 Hz)




135


Step 5 : Lihat animasi pada frekuensi pribadi ketiga (137.17 Hz)




136


Step 6 : Lihat animasi pada frekuensi pribadi keempat (215.8 Hz)




137


Step 7 : Lihat animasi pada frekuensi pribadi kelima (404.27 Hz)




138


Step 4 : Analisis Dinamik dari Sistem ini …




139

Misalkan motor dengan frekuensi 120 Hz bekerja

pada struktur pipa

Note :

frek. Operasi diantara dua

frek. Pribadi (115 - 137 Hz)


Step 5 : Lihat animasi (frek. Gangguan 120 Hz)




140


Case Studies #19: Relief Valve Loads




141

Data :


Nodal




142


Panjang Elemen




143

j g


Dynamic Input




144

Analysis - Dynamics

Chapter XII Case Studies Membuat data spektrum




145


Force set




146

Force set

Spectrum

Definition


Static/Dynamic




147

Combination

Control

Parameter


Mass Participation Report




148


Displacement Report




149


Restraint Report




150


Stress Report

The maximum stress at node 5 is 1486 psi. The stress at node 5 due only to mode #1




151

was 1288 psi.

The maximum stress at node 40 on the 40-50 element is 5864 psi. The stress at node

40 due to mode #4 was 3982 psi. Mode #4 was the largest contributor to the stress at

node 40.


Restraint Report (Combination… )




152


Stress Report (Combination… )




153


Case Studies #20: Dynamic Analysis of Water Hammer Loads




154

PROBLEM: The cooling water supply line shown as follows suffers a

pressure surge when the turbine driven pump drops offlinedue to a bearing temperature problem. The elbow at node

45 is observed to “jump” 6 to 8 in. in the “X” direction

when the turbine trip occurs.

Design an alternative support scheme to eliminate the large field

displacements associated with the turbine trip.

Fluid Properties: 250 psi @ 140°F

Flow Velocity: 6 fps Water Bulk Modulus: 313000 psi


Layout : Dynamic Analysis of Water Hammer Loads (HAMMER)




155


Step 1 : Membuat Files DLF Spectrum (45 -75)




156

Setelah membuat file data sampai

dengan analisa statik, selanjutnya

melakukan input dinamik

Click disini, lalu…


Step 2 : Create table (data 45 - 75)



EDC - ITB

Training on Caesar II 157


Step 3 : Dengan cara yang sama, Create table (data 90 - 110)



EDC - ITB



Step 4 : Next we define the Spectrum



EDC - ITB


Step 5 : Then we define the force set


Step 6 : Three Spectrum load cases :



EDC - ITB



Step 7 : Three Static/Dynamics Combination :



EDC - ITB



Step 8 : Control parameter



EDC - ITB



Step 8 : Mass Participation Report



EDC - ITB



Step 9 : Displacement Report



EDC - ITB



Case # 11

Water Hammer dapat menyebabkan pipa pecah dan proses pada perpipaan menjadi



EDC - ITB


terhenti. Karena itu pada sistem perpipaan perlu diperhitungkan penyebab water

hammer dan pada daerah mana saja pada sistem perpipaan yang mempunyaikemungkinan terjadinya beban dinamis jenis ini. Analisis water hammer

menggunakan Time History.


Fluida kerja dengan massa jenis 1 Kg/m3, dengan temperatur operasi 25 0Cpada tekanan 7 Kg./sq.cm

Material pipa dari bahan : (305)API-5L B

Semua percabangan menggunakan : Welding-Tee

Fenomena water hammer terjadi pada saat Katup di nodal 170 ditutup, gaya

tekan yang terjadi : 27000 N pada arah sumbu-x.

Chapter XII Case Studies Gambar Plant :



EDC - ITB



Step 1 : Masukkan data input (Data Terlampir)

Langkah pengerjaan :



EDC - ITB


Plot - 3D

Step 2 : Plot 3D

Step 3 : Lakukan pengecekan error


Step 4 : Lakukan analisis Statis

Keluaran “Stress” Akibat pembabenan pada Load Case 1



EDC - ITB



Step 5 : Masukkan data dinamik



EDC - ITB


a. Time History Definitions :


b. Force Sets



EDC - ITB


Untuk mencari Force gaya tumbukan akibat proses Water

hammer pemodelannya menggunakan software : Flow Master

(Tidak dibahas lebih lanjut pada kesempatan ini)


c. Time History Load Cases



EDC - ITB



d. Static/Dynamic Combination



EDC - ITB


d. Static/Dynamic Combination


e. Control Parameter

U t k L d M d S bb di k k



EDC - ITB


Untuk Lumped Masses dan Snubber di kosongkan semuanya.


f. Advanced



EDC - ITB

Training on Caesar II

174


g. Spektrum



EDC - ITB


175


Step 6 : Pengecekan Input Dinamik



EDC - ITB


176


Keluaran Frekuensi Pribadi, ada 26 buah



EDC - ITB


177


Keluaran Stress on Elements akibat Load Cases : (OCC) Maximum Response



EDC - ITB


178


“ Sistem perpipaan yang dialiri oleh gas alam didesign sesuai dengan Code

Case #16



EDC - ITB


179

p p p y g g g g

ASME B31.3, mengalami kegagalan dalam pengoperasiannya. Akan dianalisis

apakah dengan pemodelan di CAESAR II memang terjadi kegagalan sesuaidengan keadaan sebenarnya dilapangan”


Fluida kerja yang mengalir melalui pipa adalah gas hidrokarbon dengan massa jenis : 0Kg/m3, temperatur operasi : 100 0C = 212 F

Material Pipa dari bahan A106-B, dengan corrosion allowance 1.587 mm

Diameter pipa yang dipakai adalah 4, 8 & 10 in, sedang schedule pipa yang

dipergunakan adalah 40 dan 80.

Katup yang digunakan adalah klas #150 dan #600, dengan End Tipe : FLG (semua)

Tekanan rancang : 20 Kg/cm2 = 284.4669 lb/in2, cold base temperature : 20 0C = 68 F.

Pada nodal 2570-2580 adalah katup dengan rigid weight : 70 kg = 154.3234 lb


Pada saat pemasukan input untuk Valve terjadi perubahan panjang element, untuk saat iniperubahan tersebut dilewatkan saja, sebab pada kondisi perancangan di Industri, setiap katupmemiliki manual masing-masing dengan masukan yang bervariasi dimana nilai rigidweightnya dimasukkan secara manual sesuai dengan katalog yang diberikan oleh vendor. Jikarigid weight dimasukkan secara manual tidak akan terjadi perubahan panjang element



EDC - ITB


180

Penomoran nodal :

rigid weight dimasukkan secara manual tidak akan terjadi perubahan panjang element.

Stopper dianggap sebagai restraint pada arah sumbu - x


4. VESSEL, TOWER AND TANK

Keterangan Simbol :



EDC - ITB


181

1. PUMP , COMPRESSOR AND FAN

M

D

FREE DRAINING LINE

GRAVITY FLOW LINE

SLOPED LINE

B

J

2. DRIVER

5. MISCELLANEOUS EQUIPMENT


Step 1 : masukkan data masukan



EDC - ITB


182

Plot 3D



Step 3 : Lakukan Analisis Statics



p

Stress Report

bab 12 case studies

Documents