menghitung tebal pipa minimum required wall thickness ASME B31.4

ASME B31.4 Pipeline Code

Secara umum terdapat 4 jenis tegangan yang terjadi pada pipa pengangkut fluida. Yang pertama adalah tegangan material yang terjadi akibat tekanan internal. Tegangan yang kedua adalah tegangan yang terjadi pada pipa akibat berat pipa, berat fluida didalam pipa serta berat aksesoris lainnya. Tegangan ketiga adalah tegangan yang disebabkan oleh pemuaian pada saat pipa digunakan pada temperatur tinggi. Tegangan keempat berasal dari beban eksternal di luar pipa mis. beban lalu lintas jalan dan kereta api. Tegangan yang paling penting adalah tegangan melingkar pada sambungan longitudinal pipa akibat tekanan internal. Tegangan ini akan mengatur ketebalan pipa.

ketebalan pipa minimum yang dibutuhkan / minimun required thickness

Ketebalan dinding nominal penampang lurus dari pipa baja harus sama dengan atau lebih besar dari tn yang ditentukan sesuai dengan persamaan berikut:

menghitung ketebalan pipa ASME B31.4
rumus ketebalan pipa ASME B31.4

D = diameter luar pipa, in. (Mm)
Pi = tekanan pengukur desain internal, psi (bar)
S = nilai tegangan ijin yang berlaku, psi (MPa), seperti yang ditentukan oleh persamaan berikut:

S allowable stress value
allowable stress value pipa ASME B31.4

Dalam menetapkan faktor desain, pertimbangan telah diberikan dan kelonggaran telah dibuat untuk toleransi ketebalan di bawah dan kedalaman ketidaksempurnaan maksimum yang diizinkan sebagaimana ditentukan dalam spesifikasi yang disetujui oleh Kode. Nilai F yang digunakan dalam Kode ini tidak boleh lebih dari 0,72. Jika ditunjukkan oleh layanan atau lokasi, pengguna Kode ini dapat memilih untuk menggunakan faktor desain, F, kurang dari 0,72 misalnya Anda dapat menggunakan F = 0.65 untuk beberapa lokasi jalur pipa.

Perlu diketahui, nilai E yang digunakan dalam ASME B31.4 ini tidak 100% sama dengan nilai E pada ASME B31.3.

Nilai tegangan yang diijinkan, S, yang ditunjukkan dalam Tabel dibawah ini sama dengan 0,72E (faktor sambungan las) x kekuatan luluh minimum yang ditentukan dari pipa. Untuk sistem pipa bubur, nilai tegangan yang diijinkan sama dengan 0.8E (faktor sambungan las) x kekuatan luluh minimum yang ditentukan dari pipa. Harap dicatat, nilai S tidak terkait dengan suhu fluida atau suhu desain seperti yang disebutkan dalam ASME B31.3.

ketebalan pipa ASME B31.4
Table 403.2.1-1 applicable allowable stress value ASME B31.4

 

Sangat menarik bahwa rumus ASME B31.4 mirip dengan rumus Barlow (yang digunakan dalam API 570) dengan beberapa penambahan “faktor lain”. “Faktor lainnya” adalah F (faktor desain pengelasan) dan E (faktor sambungan las). Tidak ada faktor suhu seperti yang disebutkan dalam ASME B31.3. Harap dicatat, kami menggunakan kode desain ASME B31.4 untuk pemipaan pengangkutan baru, dan kami menggunakan rumus Barlow untuk mengevaluasi pemipaan dalam layanan seperti yang disebutkan dalam API 570. Secara umum, rumus yang digunakan dalam ASME B31.4 lebih sederhana daripada yang digunakan di ASME B31.3 atau kami dapat mengatakan persyaratan di ASME B31.3 lebih ketat dari ASME B31.4

 

Berikut beberapa tips dan trik memilih jadwal NPS untuk ASME B31.4:

  1. membaca kondisi desain seperti yang disebutkan dalam Diagram Alir Proses
  2. pilih spesifikasi material pipa atau Anda bisa lihat di dokumen Pipeline Class di perusahaan Anda atau Client Engineering Standard
  3. hitung ketebalan minimum yang dibutuhkan
  4. pertimbangkan toleransi dari pabrik ( mill tolerance )
  5. pilih jadwal jalur pipa yang memenuhi semua persyaratan
  6. Khusus untuk elbow, tee, dan komponen pipa lainnya, silakan merujuk ke strategi Perawatan dan Inspeksi. Untuk beberapa pipeline penting, klien akan menggunakan ILI untuk pemeriksaan pipeline. Pastikan desain sistem pipanya bisa dilewati oleh Pig and smart ILI.

Contoh menghitung ketebalan pipa ASME B31.4

 

1 Pipe Material of Construction API 5L grade B
2 Sy (Psi) 35,000
3 Sy (MPa) 241
4 D : Pipe Outside Diameter (inch) 18.00
5 P : Design Pressure (Psi) 300
6 Design Temperature (Deg. F) 194
7 F design factor 0.72
8 E : Weld joint factor 1

 

9 S : applicable allowable stress value  (Psi)                                                                                                   = F E Sy
                                                                               =   25,200

 

Perhitungan ketebalan dinding pipa untuk bagian lurus dari pipa baja:

10 ketebalan pipa  (inch)                                               =  PD /2S
                                                                                  =  5,400 / 50,400
                                                                                  =       0.107
ketebalan pipa (mm)                                                =         2.72
11 allowance (mm)                                                         = 5.00
12 minimum required thickness (mm)                          = 7.72
minimum required thickness (inch)                          = 0.304
13 Lihat data Nominal Pipe Size – NPS
thickness of NPS 18 Sch 20 (inch)                             = 0.312
thickness of NPS 18 Sch STD (inch)                          = 0.375
14 pertimbangkan mill tolerance 12.5%. Sehingga nilai minimalnya 87.5%
thickness of NPS 18 Sch 20 (inch)                             = 0.273
thickness of NPS 18 Sch STD (inch)                          = 0.328
15 keputusan
 API 5L Grade B, NPS 18 Schedule STD ,  nominal thickness-nya adalah 0.375 in

 

Perhatikan disini kita mengenal nominal thickness, allowance, mill tolerance dan minimum required thickness. Jangan sampai salah pengertian ya.

 

Disclaimer:

Kalkulasi tersebut adalah contoh yang saya pakai dalam menghitung ketebalan pipa untuk konstruksi pipa baru sesuai ASME B31.4. Silahkan menggunakan ASME B31.4 edisi terbaru, serta pelajari perubahan-perubahan pada aturan ASME supaya hasil perhitungannya lebih tepat.

Jika anda suka dengan tulisan ini, silahkan share untuk kemajuan engineer Indonesia. Jika ada masukan, silahkan tuliskan di kolom komentar di bawah ya

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *