Abstract – One of the companies located in Banyuwangi, East Java, is currently undertaking a project involving the replacement of pipes with pertalite fluid. In the process of designing this project, Company X needs to consider the head loss that occurs. Thus, it is necessary to increase capacity, minimize the flow of head loss, and reduce the use of 90° elbows located below the trestle. The material used for this project is API 5L Gr B. . The issues to be discussed in this research include the planning of a new pipeline design, determining the pipe transition angle from aboveground to underground, calculating the required support distance. From the results of the angle transition calculation method, the smallest value is found in the 30° elbow with a value of 0.152798087. Furthermore, for this pertalite fluid pipeline system, 56 supports are needed for 8-inch pipes, and 415 supports are needed for 12-inch pipes

Aditya, Awang Brains

Ahmad, Mahasin Maulana

Setiawan, Priyo Agus

English

Kumpulan Jurnal dan Prosiding Elektronik PPNS (Politeknik Perkapalan Negeri Surabaya - Pusat Penelitian dan Pengabdian Masyarakat, P3M)

Proceeding The 8th National Conferece on Piping Engineering and I'ts Application ISSN No. 2656-0933 27   ANALISIS KEBUTUHAN DAN JARAK SUPPORT PADA DESAIN SISTEM PIPELINE FLUIDA PERTALITE DARI JETTY KE TANGKI DENGAN VARIASI SUDUT ELBOW  Awang Brains Aditya1*, Priyo Agus Setiawan2, Mahasin Maulana Ahmad 3  PT. Daeah E&C RDMP, Balikpapan, Indonesia1 Program Studi Teknik Perpipaan, Jurusan Teknik Permesinan Kapal, Politeknik Perkapalan Negeri Surabaya, Surabaya, Indonesia*,2,3 Email: awangbrains25@student.ppns.ac.id1*; priyo.as@ppns.ac.id2*; mahasinmaulana@ppns.ac.id3*;      Abstract – One of the companies located in Banyuwangi, East Java, is currently undertaking a project involving the replacement of pipes with pertalite fluid. In the process of designing this project, Company X needs to consider the head loss that occurs. Thus, it is necessary to increase capacity, minimize the flow of head loss, and reduce the use of 90° elbows located below the trestle. The material used for this project is API 5L Gr B. . The issues to be discussed in this research include the planning of a new pipeline design, determining the pipe transition angle from aboveground to underground, calculating the required support distance. From the results of the angle transition calculation method, the smallest value is found in the 30° elbow with a value of 0.152798087. Furthermore, for this pertalite fluid pipeline system, 56 supports are needed for 8-inch pipes, and 415 supports are needed for 12-inch pipes.  Keywords: pipe, support, pipeline design, pertalite fluid. Nomenclature 𝐎𝐃 Outside Diameter (in) 𝐈𝐃 Inside Diameter (in) 𝐋𝐬 Limitation Of Stress (ft) 𝐋𝐝 Limitation Of Deflection (ft) 𝐖   Berat Total (lb/ft) 𝐖𝐩𝐢𝐩𝐞 Berat Total Pipa (lb/ft) 𝐖𝐟𝐥𝐮𝐢𝐝 Berat Total Fluida (lb/ft) E Modulus Elastisitas (psi) I Moment Inersia (in4) Z Section Modulus (in3) ρ Massa jenis (kg/m2) ϴ  sudut belokan (◦)   1. PENDAHULUAN Pada akhir  tahun 2022 sebuah perusahaan yang bergerak di bidang engineering & construction mendapatkan sebuah project pergantian pipa dari jetty ke tanki [1] dengan fluida pertalite dengan Panjang sekitar 800 M. Pergantian pipa adalah proyek untuk meningkatkan dan memperbesar kapasitas pipa dalam penyaluran produk  (pertalite) dari kapal tanker yang membawa produk (pertalite) yang berlabuh ke jetty lalu di pompa menuju ke tanki  Lokasi pergantian pipa ini di daerah Banyuwangi dan untuk desain pipeline ini sendiri melewati 2 PT dan kondisi pipa berada di pinggir laut. Namun pada saat perusahaan mendesain jalur pipeline tidak memperhatikan untuk posisi pipa yang berada dibawah trestle, maka dari itu untuk memperoleh desain yang baru tersebut. Maka dari itu penulis akan meredesign dari hasil desain yang lama menjadi desain yang baru. Dalam hal itu terdapat juga kondisi pipa transisi dari pipa aboveground ke underground dengan material yang digunakan API 5L GR B dengan diameter pipa 8 inch dan 12 inch. Tentunya penggunaan sudut dari aboveground ke underground sangat diperhatikan karena penggunaan dari sudut ini sangat mempengaruhi pada fluida yang mengalir pada fitting terutama pada elbow. Penelitian ini dilakukan untuk memperoleh desain pipeline dari jetty menuju ke tanki. Pengerjaan tugas akhir ini diawali dengan jarak dan kebutuhan support yang ada pada jalur pipeline, kemudian menetapkan sudut radius pada transisi aboveground dan underground untuk meminimalisir head loss yang terjadi. Maka dari itu dengan mempertimbangkan latar belakang yang terjadi di project Banyuwangi penulis mengangkat topi tugas akhir dengan judul “Redesign Pipeline Fluida Pertalite Dari jetty ke tanki di Banyuwangi”. 2. METODOLOGI 2.1 Tahap Identifikasi Awal Pada tahap ini dilakukan untuk mengidentifikasi permasalahan yang berdasarkan dari penelitian yang berupa analisa pengamatan dan pemikiran sehingga dapat diangkat sebagai sebuah penelitian. Pada penelitian ini yang akan dibahas adalah redesign pipeline dari jetty ke tanki, sudut transisi pipa dari aboveground ke underground  perhitungan kebutuhan dan jarak support  2.2 Tahap Pengumpulan Data Pada tahap ini, dilakukan pengumpulan data yang berkaitan dalam proses penelitian. Data yang dibutuhkan yaitu data primer dan data sekunder. Data primer ini mencakup wawancara, dan hasil observasi. Sedangkan data sekunder mencakup data yang diperoleh melalui buku, catatan, atau arsip yang dipublikasikan maupun yang tidak dipublikasikan secara umum.  Proceeding The 8th National Conferece on Piping Engineering and I'ts Application ISSN No. 2656-0933 28   2.3 Tahap Pengolahan Data Tahap ini merupakan tahap lanjutan dari proses pengumpulan data yang telah dilakukan, Tahap pengolahan data dapat dijabarkan sebagai berikut : 1. Desain sistem pipeline dari jetty ke tangki 2. Menghitung sudut transisi pipa  3.  Menentukan jarak dan kebutuhan support yang dibutuhkan pada line tersebut.  2.4 Kesimpulan dan Saran  Tahap ini merupakan tahap penarikan kesimpulan berdasarkan pengolahan data yang telah dilakukan. Selain itu pada tahapan ini juga dimaksudkan untuk memberikan saran untuk memberikan masukan pada penelitian selanjutnya.  3. HASIL DAN PEMBAHASAN 3.1 Desain Pipeline Fluida Pertalite Untuk mengetahui secara detail mengenai arah dan elevasi dari jalur pipeline tersebut maka dibuatlah gambar 3D modeling. Selain infrormasi elevasi, pada gambar 3D modeling dapat pula memperoleh infomasi isometric serta bill of material dari jalur pipeline, untuk mendesain 3D modeling ini saya menggunakan software 3D Plant,  Untuk contoh gambar 3D modeling serta isometric dapat dilihat pada gambar berikut dibawah ini.   Gambar 1. 3D modeling 3.2 Isometri Pipeline Fluida Pertalite Pada Setelah menggambar dengan bentuk 3D modeling, maka untuk melihat gambar secara detail maka dibuatlah gambar secara bentuk file isometric, untuk mengetahui material list apa saja yang dibuthkan dan untuk mempermudah proses fabrikasi. Pada gambar ini kita dapat memperoleh informasi gambar yang tertera pada tiap line number. Infromasi yang akan didapatkan cukuplah banyak contohnya panjang pipa, komponen perpipaan, hingga material yang kita gunakan. Berikut gambar dibawah ini adalah salah satu contoh line number pipeline fluid pertalite.  Gambar 2. Isometri Pipeline Fluida Pertalite 3.3 Perhitungan Sudut Transisi Pipa Berikut salah satu contoh dari dimesni elbow yang akan dihitung nilai f nya   Gambar 3. Dimensi elbow 30 𝑓 =  [0.131 + 1.8470,20274𝑚0,76𝑚3.5] [300900]0.5 𝑓 =  0,141403138 Dengan rumus diatas maka didapatakan hasil perhitungan sebagai berikut :  Tabel 1. Perhitungan sudut Elbow Nilai EL 60 0,145790072 EL 45 0,143805377 EL 30 0,141403138 Maka didapatkan untuk nilai f yang paling kecil sebesar 0,141403138 3.4 Perhitungan Allowable pipe span Berikut rumus dan hasil perhitungan dari allowable pipe span Perhitungan allowable pipe span digunakan untuk melakukan peletakan pipe support. Berikut ini perhitungan allowable pipe span berdasarkan limitation of stress dan limitation of deflection. Limitation of stress 𝑳𝒔     = √𝟎.𝟑𝟑×𝒁×𝑺𝒉𝑾    Limitation of deflection 𝑳𝒅     = √∆𝑬𝑰𝟐𝟐.𝟓×𝑾𝟒    Persamaan dan menunjukkan persamaan perhitungan allowable pipe span berdasarkan limitation of stress dan deflection. Dimana L Proceeding The 8th National Conferece on Piping Engineering and I'ts Application ISSN No. 2656-0933 29   merupakan allowable pipe span (in), Z merupakan modulus of section pada pipa (in3), Sh merupakan allowable tensile stress pada material pipa (psi), w merupakan total berat dibagi panjang pipa (lb/in), I merupakan area moment inertia of pipe (in4), dan E merupakan modulus elastisitas dari material pipa (psi). Perhitungan jumlah support dapat dicari dengan menggunakan persamaan   berikut. 𝒏𝑺𝒖𝒑𝒑𝒐𝒓𝒕 =  𝑳𝒑𝒊𝒑𝒂𝑳𝒔      Keterangan: 𝒏𝑺𝒖𝒑𝒑𝒐𝒓𝒕 = jumlah support 𝐿𝑝𝑖𝑝𝑎       = panjang pipa 𝐿𝑠               = maksimum allowable pipe span  Perhitungan allowable pipe span pipeline fluida pertalite dengan diameter 8 inch. • Berat Pipa  𝑾𝒑𝒊𝒑𝒆   =  𝝅𝟒× (𝑶𝑫𝟐 − 𝑰𝑫𝟐) × 𝑫𝒆𝒏𝒔𝒊𝒕𝒚 𝒐𝒇 𝑺𝒕𝒆𝒆𝒍 × 𝒍𝒆𝒏𝒈𝒕𝒉                =  𝝅𝟒× (𝟖. 𝟔𝟐𝟓𝟐 − 𝟕, 𝟗𝟖𝟏𝟐) × 𝟎. 𝟐𝟖𝟑 × 𝟏𝟐                =  𝟐𝟖, 𝟓𝟐𝟑𝟖𝟕𝟏𝟎𝟏 𝒍𝒃/𝒇𝒕 • Berat Fluida 𝑾𝒇𝒍𝒖𝒊𝒅   =  𝝅𝟒× (𝑰𝑫𝟐) × 𝒍𝒆𝒏𝒈𝒕𝒉 × 𝑫𝒆𝒏𝒔𝒊𝒕𝒚 𝒐𝒇 𝒇𝒍𝒖𝒊𝒅                =  𝝅𝟒× (𝟕, 𝟗𝟖𝟏𝟐) × 𝟏𝟐 × 𝟓𝟐, 𝟒𝟑𝟗𝟓𝟐                = 𝟏𝟖, 𝟐𝟏𝟖𝟎𝟎𝟏 𝒍𝒃/𝒇𝒕 • Berat Total 𝑾𝒕𝒐𝒕𝒂𝒍  =  𝑾𝒑𝒊𝒑𝒆 + 𝑾𝒇𝒍𝒖𝒊𝒅 + 𝑾𝒌𝒐𝒎𝒑𝒐𝒏𝒆𝒏               =  𝟐𝟒𝟓𝟎, 𝟎𝟖𝟔 𝒍𝒃/𝒇𝒕 • Based on Limitation of Stress 𝑳𝒔        = √𝟎. 𝟑𝟑 × 𝒁 × 𝑺𝒉𝑾               = √𝟎. 𝟑𝟑 × 𝟏𝟔, 𝟖 × 𝟐𝟎𝟎𝟎𝟎𝟐𝟒𝟓𝟎, 𝟎𝟖𝟔               = 𝟕, 𝟒𝟎𝟔𝒇𝒕  • Based on Limitation of Deflection  𝑳𝒅    = √∆𝑬𝑰𝟐𝟐. 𝟓 × 𝑾𝟒           = √𝟎. 𝟔𝟐𝟓 × 𝟐𝟖𝟖𝟎𝟎𝟎𝟎𝟎 × 𝟕𝟐, 𝟓𝟐𝟐. 𝟓 × 𝟐𝟒𝟓𝟎, 𝟎𝟖𝟔𝟒           = 𝟏𝟒, 𝟎𝟗𝟒 𝒇𝒕 Dari perhitungan nilai allowable pipe span berdasarkan based on limitation of stress dan based on limitation of deflection maka dipilih nilai yang paling kecil yaitu 7.406 ft. Lalu untuk jumlah support dapat dihitung dengan persamaan berikut  • Perhitungan Jumlah Support 𝒏𝑺𝒖𝒑𝒑𝒐𝒓𝒕  =  𝑳𝒑𝒊𝒑𝒂𝑳𝒔                       =  𝟒𝟏𝟒, 𝟕𝟏𝟖𝟕, 𝟒𝟎𝟔                       =  𝟓𝟓, 𝟗𝟗 (𝟓𝟔 𝑺𝒖𝒑𝒑𝒐𝒓𝒕) Dari perhitungan jumlah support maka dihasilkan dengan minimal jumlah 56 support dengan jarak maksimal sebesar 7,406 ft. Dan jenis support yang digunakan yaitu rest guide dan u-bolt. Selanjutnya untuk perhitungan support dengan diameter 12 inch, perhitungan langkah langkah nya sama dengan perhitungan support seperti diatas, jadi hasil untuk perhitungan support diameter 12 inch adalah minimal jumlah 415 support dengan jarak maksimal sebesar 4,463 ft. Dan jenis support yang digunakan yaitu rest guide dan u-bolt. 4. KESIMPULAN Berdasarkan hasil analisa dan pengolahan data yang telah dilakukan, maka dapat ditarik kesimpulan bahwa perhitungan sudut elbow DN 200 didapat hasil yaitu : elbow 60 sebesar 0,145790072, elbow 45 sebesar 0,143805377, dan elbow 30 sebesar 0,141403138. Jadi untuk nilai terkecil terdapat di elbow 30. kemudian untuk perhitungan maximum allowable span support didapatkan hasil support yang dibutuhkan pada pipa 8 inch sebanyak 56 buah, dengan jarak antar support maksimal  sebesar  7,406431069 ft. Sedangkan untuk pipa 12 inch membutuhkan support sebanyak 415 support dan jarak antar support maksimal  sebesar  4,462735745 ft. 5.  SARAN Berdasarkan Dari tugas akhir ini terdapat beberapa usulan dan masukan untuk dilakukan pada riset selanjutnya antara lain : 1. Menganalisis tegangan pada jalur perpipaan,    dengan menggunakan software Caesar  2.  Berdasarkan penelitian ini sebaiknya dilakukan perbandingan prediksi erosi hasil simulasi computational fluid dynamics antara metode lagrangian discrete phase model dengan metode eulerian dense discrete phase model dengan tujuan agar didapat perbandingan hasil lokasi dan besar laju erosi pada dinding berdasar dari model geometri. Untuk tahap akhir sebelum membandingkan antara dua metode akan dilakukan tahapan grid independency untuk memvalidasi hasil dari setiap metode 3. Menggunakan software selain pipe flow untuk menghitung head loss, head pompa, dan daya pompa.  6.  DAFTAR PUSTAKA [1] Fariz Nahru. (2016). Desain Pipeline Mobile Gasoline Dari Jetty Ke Storage Tank Dengan Kapasitas Debit Pompa 850. [2] Ayu Novita Sari (2018). Desain Jalur Pipeline m/rs Distribusi Tekanan Menengah Sampai r/s Pada Jaringan Gas Rumah Tangga Di Ganggang Panjang. [3] Wahyu F. (2016).Pengaruh Transisi Underground dan Aboveground Pipeline Terhadap Proses Pigging..  [4] American Petroleum Institute. (1991). Recommended Practice for Design and Installation of Offshore Production Platform Piping Systems, API RECOMMENDED PRACTICE 14E (RP 14E) FIFTH EDITION, OCTOBER1, 1991. [5] Lewis Publishers. Liu, H. (2004). Pipeline engineering. Boca Rton London New York Washington, D.C. 2003. [6] The American Society of Mechanical Engineers. (2018). B31.4. Pipeline Transportation Systems For Liquids And Slurries, ASME B31.4-2019 Edition. New York.Moran. [7]  M., Shapiro, H., & Dewitt, D. (2003). Proceeding The 8th National Conferece on Piping Engineering and I'ts Application ISSN No. 2656-0933 30   INTRODUCTION TO THERMAL SYSTEMS ENGINEERING Thermodynamics, Fluid Mechanics, and HeatTransfer 

ANALISIS KEBUTUHAN DAN JARAK SUPPORT PADA DESAIN SISTEM PIPELINE FLUIDA PERTALITE DARI JETTY KE TANGKI DENGAN VARIASI SUDUT ELBOW

http://journal.ppns.ac.id/index.php/CPEAA/article/download/2498/1544

ANALISIS KEBUTUHAN DAN JARAK SUPPORT PADA DESAIN SISTEM PIPELINE FLUIDA PERTALITE DARI JETTY KE TANGKI DENGAN VARIASI SUDUT ELBOW

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Kumpulan Jurnal dan Prosiding Elektronik PPNS (Politeknik Perkapalan Negeri Surabaya - Pusat Penelitian dan Pengabdian Masyarakat, P3M)