Perancangan Alat Proses

7/17/2019 Perancangan Alat Proses

http://slidepdf.com/reader/full/perancangan-alat-proses-568dbd311579b 1/18

1. Sebutkan macam-macam tipe tutup atas dan tutup bawah tangki!

Jenis-Jenis Tutup Tangki

Head adalah bagian tutup suatu bejana (vessel) yang penggunaan disesuaikan dengan

tekanan operasi bejana. tebal dari head ini tergantung dengan hasil perhitungan yang

ditentukan dan karakteristik fluida yang akan diproses didalam bagian dalam bejana. Tutup

bejana ini tebagi menjadi 6 bentuk yaitu:

a. Bejana ½ Bola ( Hemispherical )

Suatu tutup bejana setengah bola adalah bentuk yang paling kuat, mampu menahan

tekan dua kali banyak dari bentuk tutup torispherical dilihat dari ketebalan yang sama.

ngkos pembentukan suatu tutup bejana setengah bola, bagaimanapun lebih tinggi

dibandingkan dengan yang untuk suatu tutup berbentuk torispherical . Tutup bejana yang

setengah bola ini biasanya digunakan pada tekan tinggi.

amba ".# !ejana "

!ola

( Hemisp herical )

#ari berbagai ma$am pengujian, didapat bah%a untuk tekanan sama di bagian yang

silindris dan tutup setengah bola dari suatu bejana, ketebalan dari tutup yang diperlukan

adalah separuh silinder tangkinya. !agaimanapun, ketika pembesaran dari dua bagian



berbeda, tekan discontinuitas akan di&set ke arah tutup dan sampingan silinder. 'ntuk tidak

ada perbedaan di dalam pembesaran antara kedua bagian (ketegangan diametral yang sama)

dapat ditunjukkan bah%a untuk baja (perbandingan oisson # .*) perbandingan dari

ketebalan tutup bejana setengah bola ketebalan jumlah maksimumnya, se$ara normal sama

dengan .6 ( Brownell dan Young 1959).

b. Bejana $llips %iing ( Ellipsoidal )

+ode spesifikasi untuk head ini sudah dibakukan oleh S-&/ (meri$an

etroleum /nstitute) pada konferensi S-. Head tipe ini digunakan pada bejana yang

beroperasi pada tekanan 0 1 sampai 2 psig. 'ntuk menghitung ketebalan minimum

llipsoidal dapat digunakan rumus:

e= Pi Di

2Jf −0.2 Pi

amba ".& !ejana llips iring ( Ellipsoidal )

Tutup bejana Ellipsoidal yang standar dihasilkan dengan suatu perbandingan poros

utama dan ke$il sebesar 1:3.



c. Torispherical Head

Suatu bentuk torispherical , yang mana sering digunakan sebagai penutup akhir dari

bejana silindris, dibentuk dari bagian dari suatu torus dan bagian dari suatu lapisan.

!entuknya mendekati dari suatu bentuk lonjong tetapi adalah lebih murah dan lebih mudah

untuk membuatnya. 'ntuk menghitung ketebalan minimum torispherical dapat digunakan

rumus:

e= Pi Rc Cs

2Jf + Pi(Cs−0.2)

#imana:

4s 5 aktor +onsentrasi Tegangan

5 7 (* 8

√ Rc Rk )

9$ 5 4ro%n 9adius

9k 5 +nu$kle 9adius

9asio +nu$kle terhadap 4ro%n radius tidak boleh lebih besar dari ,6 dan $ro%n radius

tidak boleh lebih besar daripada diameter silinder.

amba ".' Torispherical Head

eteangan : (on demand )

d 5 inside diameter

D 5 outside diameter

S 5 thickness

R 5 dishing radius

r knuckle radius

h straight flange

H total depth

Tutup torispherical yang standar adalah penutup yang paling umumdigunakan sebagai penutup akhir untuk bejana yang beroperasi pada tekan 3; bar.



#ia dapat digunakan untuk tekan yang lebih tinggi, tetapi di atas 3 bar, biayanya

harus dibandingkan dengan suatu tutup ellipsoidal . #iatas 3; bar, suatu tutup

ellipsoidal pada umumnya terbuktikan sebagai penutup paling hemat untuk

digunakan.

Head tipe ini digunakan pada bejana yang beroperasi pada tekanan 3;&1

psig dan dapat dinaikkan dengan mengurangi local stress yang berada pada sudut

head , yaitu dengan $ara membuat ior head ini sekurang&kurangnya * kali tebal

shell atau 6 < diameter dalam bejana.

!entuk torispherical yang sering digunakan sebagai penutup akhir dari

bejana silindris, dibentuk dari bagian suatu torus dan bagian dari suatu lapisan.

!entuknya mendekati bentuk lonjong tetapi lebih murah dan lebih mudah untuk

membuatnya. erbandingan radius sendi engsel dan radius mahkota harus dibuat

kurang dari 6=3 untuk menghindari tekuk. Tekan akan menjadi lebih tinggi di

bagian torus dibanding bagian yang berbentuk bola.

da dua ujung batas tutup bejana torispherical : bah%a antar bagian yang

silindris dan tutupnya, adan itu adalah pada ujung dari radius mahkota dan radius

sendi engsel. enekukan dan shear stress disebabkan oleh pembesaran diferensial

yang terjadi pada titik&titik ini harus diperhitungkan di peran$angan tutup bejana

tersebut. Suatu pendekatan yang diambil adalah menggunakan persamaan dasar

untuk suatu bentuk setengah bola dan untuk memperkenalkan konsentrasi tekan

atau bentuk, faktor yang memungkinkan tekan bisa ditingkatkan dalam kaitan

dengan discontinuitas.

d. Bejana %iing Standa (Flanged Standart Dished & Flanged Shallow Dished

Heads)

Tutup jenis ini umunya digunakan untuk bejana hori>ontal yang menyimpan

$airan yang mudah menguap (volatile), seperti: nafta, bensin, alkohol dan lain&lain.

Sedangkan pada bejana silinder tegak biasanya digunakan sebagai bejana proses

yang beroperasi pada tekan rendah (vakum).

?ika diinginkan diameter tutup @ diameter shall maka digunakan flanged

standart dished sedangkan jika diinginkan diameter tutup A diameter shell maka

digunakan flanged shallow dished head.



Si>es 32 to 1;1 in$hes diameter. rom 31 gauge to 3&3=B in$hes thi$k.

amba ".* Flanged tandard !ished " Flanged hallow !ished Heads

e. Bejana onis (Conical Head )Tutup bejana konis biasanya digunakan sebagai penutup atas pada tangki

silinder tegak dengan laju alir yang rendah dan memiliki alas flat #ottom yang

beroperasi pada tekan atmosperik. #isamping itu juga digunakan sebagai tutup

ba%ah pada alat&alat proses seperti: evaporator$ spra% dr%er$ cr%stalli&er$ #in$

hopper , tangki pemisah dan lain&lain. 'ntuk menghitung ketebalan minimum

'onical Head dapat digunakan rumus:

e=

Pi Dc2Jf − Pi .

1

cos❑

#imana:

#$ 5 #iameter +onis

?ika terdapat belokan dan tegangan shear akan menyebabkan perbedaan

yang besar terhadap konis dan silinder, maka persamaannya menjadi:

e=CcPi Dc

2Jf − Pi

#imana:

4$ 5 α

α 1C *C 2;C 6C

4$ 3. 3.*

;

1.

;

*.1



amba ".+ 'onical Head

!esarnya sudut (D) yang dibentuk pada jenis konis pada tutup atas tangki

silinder tegak dengan alas flat #ottom adalah E 2;4 (menurut -orris), tetapi

menurut !uthod F -egsey E *4. sebaiknya menggunakan D E *4, karena *4

E D E 64 adalah kemiringan sudut yang dibentuk tutup konis untuk tutup ba%ah

bejana (#in$ hopper ) yang mengalirkan $airan *4 E D E 2;4 dan 2;4 E D E

64 untuk mengalirkan butiran padatan.

,. Bejana ata (langed / 0nl 2ead)

eran$angan tutup bejana ini adalah yang paling ekonomis karenamerupakan gabungan antara flange dan flat plate.



Si>es 32 to 1G; in$hes diameter. rom 31 gauge to 3 in$h thi$k. /.#. or .#.

amba ".3 Flanged ( )nl% Head

plikasi dari flanged*onl% dapat digunakan sebagai tutup bejana penyimpan

jenis silinder hori>ontal yang beroperasi pada tekan atmosferik. Tipe bejana dengan

jenis tutup ini dapat digunakan unutk menyimpan fuel oil (minyak bahan bakar),

kerosin, minyak solar ataupun $airan yang mempunyai tekanan uap rendah,

disamping itu dapat juga digunakan sebagai tutup atas konis, kisaran diameternya @

1 ft.

Tutup bejana setengah bola, ellipsoidal dan torispherical se$ara bersama

dikenal sebagai tutup bejana yang bundar. -ereka dibentuk dengan menekan atau

memutar, diameter yang besar dibuat dari bagian pembentukan. Tutup torispherical

sering dikenal sebagai tutup bagian akhir. 'kuran yang lebih disukai dari tutup

bejana yang bundar diberikan didalam standard dan kode.

ersamaan untuk ketebalan dinding pada table 3.3. olume penuh o dan

permukaan S sebagai =o yang akan berhubungan dengan kedalaman atau

ketinggian H=# pada vessel hori>ontal.



Tabel "." Tabel #ata&data Standar / untuk Tangki



+ode S- memberikan persamaan yang berhubungan ketebalan dinding

terhadap diameter, tekanan, ketegangan, dan efisiensi sambungan. Sejak S-

hanya menyebutkan hubungannya dengan shell yang tipis, beberapa pembatasan

diletakkan pada aplikasinya. 'ntuk bentuk yang tidak biasanya, tidak ada metode

peran$angan yang sederhana, uji $oba harus dilakukan untuk bentuk yang

dibutuhkan. ersamaan diekpresikan dalam bentuk berdimensi. Ialaupun jarang

dipergunakan,persamaan yang tak berdimensi, misalnya #o, dapat diturunkan

dengan mensubstitusikan #o 5 1t untuk #. 'ntuk perbandingan 1:3, ellipsoidalhead misalnya:



t = PD

2 SE−0,2 P=

P( Do−2t )2SE−0,2 P

= PD

2SE+1,8 P '

Sebagai tambahan pada shell dan head, kontirbusi berat pada vessel dapat

memerlukan no>>le, man%ay, kebutuhan internal lainnya, dan struktur pendukung

seperti lugs untuk vessel hori>ontal dan skirt untuk vessel verti$al. Jo>>le dan

man%ay distandarisasi untuk perhitungan tekanan yang berlainanK dimension dan

beratnya ditunjukkan pada $atalog pabrik. erhitungan alat ini akan membantu

sekitar 3&1< dalam perhitungan berat vessel.

ersamaan Brownell " Young untuk head jenis flange*onl% :

c f

'+ d t h +=

eteangan 4

t h 5 tebal head , in

d 5 diameter dalam shell , in

+ 5 tekanan peran$angan, psi

f 5 stress yang dii>inkan, psi

' 5 konstanta dari appendiL H atau

ig 3*.B

c 5 faktor koreksi



Tabel ".# ormula or #esign f essel 'nder /nternal ressure

5tem Thickness t(in)%essue

%(psi)Stess S(psi) 6otes

'%linder

shell PR

SE−0.5 PSEt

R+0.6 t P( R+0.6 t )

t t78."'9

%78.#:'S$

Flat flanged

head,a- √ 0.3 P /S t

2S

0.3 D2 8.#"%;t"

Torispheric

al head,#-

0.885 PLSE−0.1 P

SEt 0.885 L+0.1

P(0.885 L+0.t

;<8.8*9

<7="t

Torispheric

al head,#- PLM

2 SE−0.2 P

2 SEt

D+0.2t

P( LM +0.2 t )

2 t

>

3+( L/r )1/2

4

Ellipsoidal

head,c-

PD

2 SE−0.2 P

2 SEt

D+0.2t

P( D+0.2t )2 t h;&

Ellipsoidal

head,c- PDK

2 SE−0.2 P

2SEt DK +0.2 t

P( DK +0.2 t )2 Et

?"=

(;"h)"@;*9

"7;h7*

Hemispheri

cal head,d-

or shell

PRSE−0.2 P

2 SEt R+0.2t

P( R+0.2t )2

t

t78.1+:9

%78.*:'S$

Toriconical

head,e-

PD

2 ( SE−0.6 P ) co

2SEtcosα D+1.2 tcosα

P( D+1.2tco

2 tcosα α

7#88

Jomen$lature: #5diameter (in), 5 joint effi$ien$y (.6&3,), M 5 $ro%n radius (in), 5

pressure (psig), h 5 inside depth of ellipsoidal head (in), r 5 knukle radius (in), 9 5 radius

(in), S 5 allo%able stress (psi), t 5 shell or head thi$kness (in).

Tabel ".& -aLimum llo%able Tensile Stresses (psi) of late Steels

(a) 4arbon and Mo% lloy Steels



(b) High Mo% Steels

Table 1.* diatas menghubungkan ketebalan dingding bejana dengan penutup bejana. #engan

$ara lain hal ini dapat diidentifikasi menggunakan grafik sebagai berikutK



amba ".18 e$ahan volume silinder hori>ontal dan lengkung penutup pada penutup

bejana dan ketabelan bejana yang sesuai. H=#

'ntuk mengetahui ketebalan dari penutup suatu bejan dapat digunakan persamaan berikut:

6omenclatue

# 5 diameter of $ylinder

H 5 depth of liNuid

S 5 surfa$e of head

5 volume of full head

θ 5 angie subtended by liNuid level or angle of $one

Alinde

θ &1 ar$oss (3&1H=#)

θ rad 5 θ O=;G.*

=&(3=1 π ) ( θ &sin θ )

2emispheical 2ead



S 5 3.;G3#1

5 ( π =*)H1(3.;#&H)

5 ( π =31)#*

= 5 1(H=#)1

3.;(H&#)

$llipsoidal 2ead (h5 #=2)

S 5 3.P#1

5 .3*P#*

= 5 1(H=#)13.;(H&#)

Toispheical (M5#)

S 5 .B21#1

5 .GGB#*

= 5 1(H=#)13.;(H&#)

Aonical

# 5 Q(#&d)=1Rtan θ

50.5 ( D−d ) ,θ=45

0.2887 ( D−d )θ=30

S 5 .GB;(#8d)Q √ 2H18(#&d)1R, $urved surfa$e

5 .161H(#18#d8d1)



amba ".11 ?enis penutup bejana tekan berbentuk silinder. (a) lat flanged: +95knu$kle

radius, S5straing flanged. (b)Torispheri$al (dished), ($) llipsoidal. (d) Spheri$al, (e)

4oni$al, %ith knu$kle. (f) 4oni$al, %ith knu$kle. (d)Jonstandard one of many possible types

in use.

Sumber:

https:==%%%.a$ademia.edu=P13162=Tutupbejana

http:==etd.eprints.ums.a$.id=;P*P=3=#13;.pdf ( #iakses pd tgl 3 -aret 131)

http:==repository.usu.a$.id=bitstream=31*2;6GBP=3B22;=2=4hapter<1//.pdf ( #iakses pd tgl 3

-aret 131)

". Sebutkan macam-macam bahan tangki!

-a$am&ma$am bahan tangki

a. Iood

b. 4on$rete (reinfor$ed)

$. Steel

d. Mith$ote lined steel

e. Mead lined steel

f. 4opper

g. luminium

h. Ulass lined steel

i. Ji $lad steel

j. Stain $lad steel

k. Stainless steel, type *2

l. -onel $lad steel

m. /n$onel $lad steel

n. Stainless steel, type *36

o. -onel metal

p. Silver lined steel

#. Sebutkan algoitma atau langkah-langkah dalam meancang tangki!



• Mangkah langkah -eran$ang Tangki:

a. -enentukan fungsi

b. -enentukan tipe tangki

$. -enentukan bahan tangki

d. -enghitung kapasitas tangki

e. -enghitung dimensi tangki

f. -enghitung tebal shell

g. -enghitung tinggi dan tebal head tangki

h. -enghitung tutup ba%ah tangki

Sumber : !ro%nell and Voung, +rocess Euipment !esign

%$C6AC6C6 C<CT %0S$S

D



$<0>%0 : 4

1. isali Cddini (1"838*'88")

". iduan Situmoang (1"838*'8"3)

#. Shabina 5swai Cdani (1"838*'8&8)

&. Teesia Jai (1"838*'8&&)

'. en Suani Sitous (1"838*'8&#)

CE<TCS T$65

E65F$S5TCS >E<CGC>C6

SC>C56C

"81'

Perancangan Alat Proses

Documents

Transcript of Perancangan Alat Proses