Cara Mengetahui Rating Flange Berdasarkan ASME B16 [PDF]

Citation preview

Cara Mengetahui Rating Flange Berdasarkan ASME B16.5 Penah penasaran bagaimana cara menghitung dan mengetahui rating flange? Saya pun penasaran. Berawal dari menulis artikel, jenis jenis flange yang di dalamnya ada salah satu berbedaan flange di bedakan beradasarkan rattingnya. Seperti kita tau, ratting standar menurut asme b16.5 adalah 150#, 300#, 400#, 600#, 900#, 1500# dan 2500#. Pertanyaanya adalah, bagaimana kita tau rating tersebut? Apakah ratting tersebut hanya kita ambil data mentahnya dari PID? dari orang proses? saya kira tidak juga, tidak semua hal kita serta merta ambil mentah dari orang proses, kadang pun kita perlu tau, darimana rating tersebut dan sampai batas mana rating tersebut dapat di gunakan.



Apa batasan rating flange? Rating pada flange sebenarnya merupakan batasan dari pressure yang bekerja (working pressure) dalam pount per squerec inches, disingkat psi. tapi orang lebih cenderung simple menyebutnya dengan pound. Menurut ASME b16.5, kita mengetahui rating pressure (Pr) sebuah flange dari hubungan Antara working pressure (PT) dan alowabel stress (st) nya dengan rumusan :



Sekarang bagaimana caranya menentukan flange rating, dengan melihat ASME B16.5. Misalnya, kita punya data dari department proses sebagai berikut : Diketahui: Material : A105 Temp : 100F MaxDesingPressure : 740Pig Ditanya Ratting?



:



Sebelum menjawab pertanyaan, ASME yang saya gunakan disini adalah ASME tahun 2003. Kemudian hal yang pertama yang harus di cari untuk mengetahui rating flange adalah, silahkan kita lihat di table list material specification, yaitu table 1A (silahkan masuk ke halaman 4). Kita temukan, A105 itu masuk dalam kelompok material berapa, ternyata masuk dalam kelompok material 1.1



Setelah ketemu, kita cari material kelompok 1.1, atau table 2-1.1 (silahkan ke halaman 23). Maka kita akan menemukan table di bawah ini. Untuk data di atas, ternyata masuk ke range 300 lb, berarti masuk rating 300#. Mudah bukan, jadi dar data yang di atas kita temukan rating flangenya adalah 300#.



Kadang kala, kita perlu mengkonfersi inputan sesuai dengan nilai yang tertera pada ASME. Dari data di atas, Temp 100F = 38C, 740 Psig = 51 Bar. Berarti benar kalau nilainya berada pada range 300#.



Berapa saja nilai rating yang umum Rating sendiri terdiri dari beberapa nilai, yaitu rating 150, 300, 400, 600, 900 sampai dengan yang tertingi 2500. Biasanya untuk menujukan kalau itu rating, diberikan akhiran ‘#’ (crash) atau pagar. Rating yang biasa di gunakan adalah 150#, 300#, 600# sampai dengan 900#. Untuk rating 400# dan 2500# saya sendiri belum pernah menememukannya dalam sebuah project, mungkin karena pengalaman saya yang masih minim.



Pengertian Rating flange Apabilan flange rating menunjukan nilai 150#, tidak serta merta design pressurenya 150 Psi. Nilai rating 150#, 300#, 400#, 600#, 900#, dst bukanlah nilai design pressurenya, nilai tersebut hanya penggolongan class rating, yang secara tidak langsung berhubungan dengan nilai design pressure. Dan nilai pressure yang disajikan di table ASME b16.5 murni untuk menahan pressure pressure internal saja. Kalau ada external load, (force dan moment) di flange tersebut karena perilaku pipa yang disambungkan, atau valve yang tergantung pada posisi tersebut. Nilai design pressurenya juga berkurang karena sebagian kemampuan flange di gunakan juga menahan external load. Oleh karenanya lebih agar lebih mudah, kita membulatkan nilainya ke atas agar external pressurenya dapat terakomodir.



Pressure Temperature Rating Telah di jelaskan bahwa untuk menentukan rating flange di butuhkan nilai temperature dan pressurenya, yang biasanya telah di tentukan oleh orang proses. Kemudian kita tentukan materialnya apa, lalu cari di table untuk mendapatkan nilai ratting flangenya.



Namun untuk mencari satu persatu dalam tabel ASME cukup memakan waktu, agar lebih mudah silahkan lihat table di atas untuk mempermudah kisaran pressure yang bekerja pada rating tertentu. Ada satu aturan umum yang sering digunakan, dimana tekanan operasional sebuah flange pada temperature ambient adalah kira kira 2.4 x nilai ratingnya. P max = Rating x 2.4 Misalnya, pada rating 300 maka kemampuan untuk menahan pressurnya adalah sekitar 720 (300*2.4), begitu seterusnya. Namun, aturan ini hanya bisa di terapkan untuk flanger rating diatas 300.



Memahami Pembagian Support pada Pemipaan Ketika pipa itu di bentangkan, kita akan memerlukan support untuk menahan si pipa. si pipa yang digunakan untuk mengalirkan fluida, pasti akan memiliki berat, berat itu yang perlu di topang oleh support. Tujuannya, agar berat yang berasal dari pipa tidak ditempakan atau di tumpu pada nozzle, sambungan las, ataupun tempat tempat kritikal lainya. Nozzel dan sambungan las tersebut tidak di desain untuk menahan berat. Beban yang sangat berat yang di tumpu pada sebuah nozzle, akan berakibat pada lepasnya nozzle dari vessel atau bagian ekuipment.



Pertanyaan selanjutnya, apakah support hanya di pertuntukan untuk menahan berat dari si pipa? tidak juga ternyata. Seperti yang pernah di pelajari dalam jenis beban dalam sistem pemipaan, maka berat tersebut dikategorikan sebagai beban sustain. Padahal, masih ada beban lain seperti expansion atau occasional yang perlu untuk di topang, untuk itulah kita butuh yang namanya pipe support.



Pembagian Type Pipe Support Kalau berbicara masalah pembagian, tentu tergantung siapa yang membagi. Lain orang lain pula pembagiannya, lain pula klasifikasinya. Dan saya akan membagian jenis support ini menurut materi yang pernah saya terima dari instrukur india.



Bahwasannya support itu di bedakan menjadi 3 jenis, yaitu seperti di bawah ini



Kadang kala kita sering tertukang menyebutkan support sama dengan restrain, padahal sesungguhnya itu terminology yang berbeda. support lebih ke menahan deadweigh, atau sustain loadnya. Sedarangkan restrain, menahan expansion dari pipa. Pipe Support/hanger Untuk jenis support ini, ialah tipe yang menahan berat dari si pipa termasuk fluida yang bekerja di dalamnya. Pembukaan dalam artikel ini, adalah tipe dari pipe support. Pipe support ini berfungsi untuk meneruskan beban (load) yang diterima pipa ke struktur atau pondasi yang lebih kuat.



Fungsinya, seperti yang sebelumnya disebutkan, agar si pipa tidak tertahan sepenuhnya oleh ekuipment. Dapat pula support ini berfungsi untuk menghindari sagging, yaitu pipa melendut ke bawah karena kuranya penopangan yang berakibat fluida akan tertahan dan tidak mengalir. Tipe support ini, ada yang langsung ke struktur atau pipa, ada pula yang mengunakan shoe. Shoe digunakan manakala pipa terdapat insulasi dimana kalau pipa itu langsung di letakan di supportnya, insulasinya akan penyok atau rusak. Untuk tipe hanger, sudah pernah saya singgung di materi penggunaan hanger and spring hanger jenis support ini, termasuk di dalamnya adalah trunion maupun dummy.



Pipe Restraint



Untuk pipe restrain, lebih di khususkan untuk menahan beban karena pergerakan pipa, atau lebih khusus ke expansion load. Pergerakan pipa disini, tidak hanya di sebebakan oleh perubahan tempratur pipa yang tinggi atau rendah, pergerakan pipa disini dapa pula disebabkan oleh external force seperti angin. Namun, untuk pipe restrain lebih di khususkan untuk menopang pergerakan oleh termal ataupun dinamik sipipa. Jenis dari pipe restain itu akan ditahan oleh anchors. Anchor sendiri di bedakan menjadi dua bagian, fixed ancror dan directional ancor. Untuk fixed anchor, sipipa tersebut dilas langsung ke struktru. Sehingga mengakibatkan pipa tidak dapat bergerak kesegala arah, termasuk pula ketika pipa di sambungkan ke ekuipment, maka pipa teresut diangap di anchor.



Tipe kedua dari anchor ini adalah directional ancor, yaitu penahan yang menahan sisi ataru arah tertentu dari pipa. biasanya arah aksial. Apa itu arah aksial? Anda perlu membaca artikel nama dan arah tegangan dalam pipa directional ancor sering disebut juga dengan limit, atau stopper. Satu jenis lagi restrain, yaitu yang menahan arah lateral, kita mengenalnya dengan guide. Untuk melihat gambar guide, gambar pertama kali dari artikel ini, adalah tipe dari guide, karena ia menahan si pipa agar tidak ke samping. Guide pula biasanya di pasang pada pipa lurus, dengan



konfigurasi selang seling, guide-non guide-guide kembali dan begitu seterusnya. Lihat gambar kedua, dengan support yang berwaran kuning. Disamping itu, selain arah yang telah disebutkan, restrain juga termasuk yang menahan ke arah semuanya, biasanya dengan mengunakan uclamp. Vibration absorbers Untuk jenis penopang ini, pada dasarnya adalah support yang digunakan untuk menahan vibrasi yang di sebabkan oleh angin, gempa atau aliran fluida. untuk penjelasannya, lain waktu kita akan memperdalam pembahasan mengenai tipe support pipa jenis ini.



Jenis Jenis Flange Flange di bagi dalam berbagai jenis, perbedaan jenis-jenis flange ini salah satunya adalah berdasarkan facenya, seperti yang pernah saya bahas di artikel type flange berdasarkan facenya. Kali ini saya akan berbagi mengenai perbedaan jenis flange dari kategori yang lain. Jenis flang berdasarkan ratingnya



Flange atau yang memiliki nama lain forging (untuk jenis yang self reinforcement), dapat di bagi menjadi beberapa jenis bila di lihat dari ratingnya. Yaitu flange rating 150#, 300#, 600#, 900#, 1500# bahkan sampai 2500#. Pembagian flange dari jenis ratingnya dikarenakan flange tersebut bekerja dalam pressure (tekanan) yang berbeda sesuai dengan ratingnya, rating flange tersebut dalam satuan pound. Lain kesempatan, saya akan membahasnya lebih dalam mengenai rating pada flange. Jenis flange berdasarkan ukurannya (NPS) Flange juga dapat dibagi menurut ukuran pipanya. Jadi antara satu pipa dengan pipa lainya yang ukurannya berbeda, jenis flangenya pun berbeda. Dalam artikel sejarah dan teori dasar pemipaan, disinggung bahwa untuk menyebut ukuran dalam pipa kita mengenalnya dengan istilah NPS. NPS adalah kependekan dari nominal pipe size, yaitu suatu ukuran nominal yang digunakan untuk membedakan pipa. Kembali mengenai flange, pembagian jenis flange beradarkan NPSnya kita akan mengenal ukuran ½”, ¾”, 1”, 2” … 10”, 12”… 24” dan seterusnya, mengikuti ukuran dari pipa yang akan di pasangkan flange. Saya tidak mebahasnya secara detail pembagian jenis flange ini karena cukup mudah untuk dipahami. Pertanyaan selanjutnya, Kalau memang flange di bedakan beradarkan NPSnya, apakah flange dibedakan juga melalui schedule nya seperti halnya pipa? ternyata tidak, hanya flange jenis weldneck lah yang memiliki schedulue.



Jenis flange beradarkan ANSI Di flange ANSI, kita akan membedakan flange dari bentuknya dan kegunaanya. Agak membingungkan sebenarnya meberikan jenis klasifikasi flange dari sisi ini, soalnya ada yang menyebutkan pembagian flange ini karena design-nya. Satu sisi lagi, klasifikasi flange disini bisa di dibilang di bedakan dari jenis sambungan flangenya, mirip dengan artikel sebelumnya yang membahas jenis sambungan pada pipa. Tapi saya tidak akan memperdebatkanya karena esensinya sama, namun saya akan mengikuti literatur yang saya baca, saya membanginya berdasar ANSI. Apa itu ANSI? Ansi adalah American National Standards Institute. Berdaraskan ansi, flange dibedakan jenisnya menjadi : 1. Flange Tipe Weldneck



Weldneck flange, flange jenis ini memiliki ciri yang amat ketara yaitu penyambungan flangenya mengunakan las. Flange jenis ini biasa dan paling banyak digunakan dalam sebuah plant, karena sifatnya mudah untuk disambungkan dengan pipa. Flange jenis ini dapat digunakan untuk pressureyang tinggi, baik untuk temperature rendah atau tinggi. 2. Flange Tipe Slip-on dan Lap Joint



Untuk tipe flange slip–on, sebenarnya hampir mirip bentuknya dengan jenis flange lap joint. Kedua jenis flange ini sama sama memasukan pipa utamanya ke dalam flange, bedanya kalau slip on si pipa tidak sampai keluar dari flange, sedangakan tipe lap joint, ada sisi pipa yang keluar dari flange, dan sisi samping dalam flangenya pun biasanya radial. Dalam slip on, flange hanya masuk sebagain, sisi luar dan dalamnya akan di las. Oleh karena si pipa itu masuk ke dalam flange, maka diametar dalam slip on harus lebih besar daripada diameter outside si pipa, lihat gambar di bawah.



Dalam beberapa literatur, slip opening ada yang menyebutnya dengan sleeve opening. Untuk lap joint flange sendiri, jenis flange ini biasanya digunakan untuk pipa yang sering dibongkar, atau di dimana fluida tidak diperkenankan kontak dengan las lasan atau tipe penyambungan lainya. Karena pipa ini tidak di las, maka penyambungannya dapat di puntir tanpa memikirkan posisi bautnya. Jenis flange ini tidak bisa disarankan untuk pressure yang tinggi. 3. Flange Tipe Threaded (ulir)



Seperti namanya, jenis flange ini memiliki tipe penyambungan mengunakan ulir. Biasanya digunakan untuk system yang sangat rawan kebakaran kalau mengunakan las, disamping itu flange tipe ini harganya lebih murah.



4. Flange Tipe Soket



Soket flange, jenis flange ini mirip dengan slip on, hanya saja pada sisi terluar dari flange terdapat tahanan yang menyebabkan pipa yang dimasukan ke dalamnya tidak tembus. 5. Reducing Flange Reducing flange, jenis flange yang satu ini memiliki fungsi untuk mengabungkan pipa yang memiliki diameter berbeda. 6. Blind Flange



Blind flange adalah jenis flange yang berfungsi untuk menutup aliran, seperti halnya cap dalam fitting. Jenis flange ini rata, tidak ada apapanya karena memang berfungsi untuk menutup. Lalau kenapa aliran itu di tutup? Bisa jadi pipa yang di tutup alirannya di maksudnya untuk dilakukan maintenance kemudian hari, atau memang aliran itu di tutup untuk akeses manusia. Untuk akeses manusia? Iya, seperti dalam nozzle, biasanya ada manhole yang di tutup dengan blind flange. Untuk yang belum tau manhole, bisa membaca artikel istilah istilah dalam vessel.



Jenis flange bedasarkan cara pemasangan Masih ada satu lagi pembagian flange berdasarkan cara ia di pasang di dalam pipa atau vessel. Memang semua pembagian tersebut tidak ada aturan bakunya, hanya pembagian dari flange dari ANSI yang mungkin paling mendekati klasifikasi sebenarnya dari flange. Namun pembagian lain dari jenis flange yang saya sebutkan disini adalah untuk mengenalkan kepada anda berbagai istilah istilah yang biasa di gunakan dalam dunia piping. Paling tidak anda harus membiasakan dengan istilah istilah tersebut sehingga suatu saat menemui istilah tersebut, anda mengerti maksudnya. Untuk pembagian tipe flange ini, mungkin, lain waktu saya akan menjelaskan jenis pembagian flange ini.