Saat merancang sistem perpipaan bertekanan, teknisi yang menunjuk sering kali akan menentukan bahwa perpipaan sistem harus sesuai dengan satu atau beberapa bagian dari Kode Perpipaan Tekanan ASME B31. Bagaimana teknisi mengikuti persyaratan kode dengan benar saat merancang sistem perpipaan?
Pertama, teknisi harus menentukan spesifikasi desain mana yang harus dipilih. Untuk sistem perpipaan bertekanan, hal ini tidak mesti terbatas pada ASME B31. Kode lain yang dikeluarkan oleh ASME, ANSI, NFPA, atau organisasi pengatur lainnya mungkin diatur oleh lokasi proyek, aplikasi, dll. Dalam ASME B31, saat ini ada tujuh bagian terpisah yang berlaku.
ASME B31.1 Perpipaan Listrik: Bagian ini mencakup perpipaan di pembangkit listrik, pabrik industri dan institusi, sistem pemanas geotermal, serta sistem pemanas dan pendingin sentral dan distrik. Ini mencakup perpipaan eksterior boiler dan non-boiler yang digunakan untuk memasang boiler ASME Bagian I. Bagian ini tidak berlaku untuk peralatan yang tercakup dalam Kode Boiler dan Bejana Tekan ASME, perpipaan distribusi pemanasan dan pendinginan tekanan rendah tertentu, serta berbagai sistem lain yang dijelaskan dalam paragraf 100.1.3 dari ASME B31.1. Asal usul ASME B31.1 dapat ditelusuri kembali ke tahun 1920-an, dengan edisi resmi pertama diterbitkan pada tahun 1935. Perhatikan bahwa edisi pertama, termasuk lampiran, kurang dari 30 halaman, dan edisi saat ini lebih dari 300 halaman.
ASME B31.3 Proses Perpipaan: Bagian ini mencakup perpipaan di kilang minyak, pabrik kimia, farmasi, tekstil, kertas, semikonduktor, dan kriogenik, serta pabrik dan terminal pemrosesan terkait. Bagian ini sangat mirip dengan ASME B31.1, terutama saat menghitung ketebalan dinding minimum untuk pipa lurus. Bagian ini awalnya merupakan bagian dari B31.1 dan pertama kali dirilis secara terpisah pada tahun 1959.
ASME B31.4 Sistem Transportasi Pipa untuk Cairan dan Bubur: Bagian ini mencakup perpipaan yang terutama mengangkut produk cair antara pabrik dan terminal, dan di dalam terminal, stasiun pemompaan, pengkondisian, dan pengukuran. Bagian ini awalnya merupakan bagian dari B31.1 dan pertama kali dirilis secara terpisah pada tahun 1959.
ASME B31.5 Komponen Perpipaan Pendingin dan Perpindahan Panas: Bagian ini mencakup perpipaan untuk refrigeran dan pendingin sekunder. Bagian ini awalnya merupakan bagian dari B31.1 dan pertama kali dirilis secara terpisah pada tahun 1962.
ASME B31.8 Sistem Perpipaan Transmisi dan Distribusi Gas: Ini termasuk perpipaan untuk mengangkut produk gas utama antara sumber dan terminal, termasuk kompresor, stasiun pengkondisian dan pengukuran; dan perpipaan pengumpulan gas. Bagian ini awalnya merupakan bagian dari B31.1 dan pertama kali dirilis secara terpisah pada tahun 1955.
ASME B31.9 Perpipaan Layanan Bangunan: Bagian ini membahas perpipaan yang umum ditemukan di bangunan industri, institusi, komersial, dan publik; serta hunian multi-unit yang tidak memerlukan rentang ukuran, tekanan, dan suhu yang tercakup dalam ASME B31.1. Bagian ini serupa dengan ASME B31.1 dan B31.3, tetapi kurang konservatif (terutama saat menghitung ketebalan dinding minimum) dan mengandung lebih sedikit detail. Bagian ini terbatas pada aplikasi tekanan rendah dan suhu rendah seperti yang ditunjukkan dalam ASME B31.9 paragraf 900.1.2. Bagian ini pertama kali diterbitkan pada tahun 1982.
ASME B31.12 Perpipaan Hidrogen dan Perpipaan: Bagian ini mencakup perpipaan dalam layanan hidrogen gas dan cair, dan perpipaan dalam layanan hidrogen gas. Bagian ini pertama kali diterbitkan pada tahun 2008.
Kode desain mana yang harus digunakan pada akhirnya terserah kepada pemiliknya. Pendahuluan ASME B31 menyatakan, “Merupakan tanggung jawab pemilik untuk memilih bagian kode yang paling mendekati instalasi perpipaan yang diusulkan.” Dalam beberapa kasus, “beberapa bagian kode dapat berlaku untuk bagian instalasi yang berbeda.”
Edisi ASME B31.1 tahun 2012 akan menjadi rujukan utama untuk pembahasan selanjutnya. Tujuan artikel ini adalah untuk memandu teknisi penunjukan melalui beberapa langkah utama dalam mendesain sistem perpipaan bertekanan yang sesuai dengan ASME B31. Mengikuti panduan ASME B31.1 memberikan gambaran yang baik tentang desain sistem umum. Metode desain yang serupa digunakan jika ASME B31.3 atau B31.9 diikuti. Sisa ASME B31 digunakan dalam aplikasi yang lebih sempit, terutama untuk sistem atau aplikasi tertentu, dan tidak akan dibahas lebih lanjut. Meskipun langkah-langkah utama dalam proses desain akan disorot di sini, pembahasan ini tidak menyeluruh dan kode lengkap harus selalu dirujuk selama desain sistem. Semua referensi ke teks merujuk ke ASME B31.1 kecuali dinyatakan lain.
Setelah memilih kode yang tepat, perancang sistem juga harus meninjau semua persyaratan desain khusus sistem. Paragraf 122 (Bagian 6) menyediakan persyaratan desain yang terkait dengan sistem yang umum ditemukan dalam aplikasi perpipaan listrik, seperti uap, air umpan, blowdown dan blowdown, perpipaan instrumentasi, dan sistem pelepas tekanan. ASME B31.3 berisi paragraf yang mirip dengan ASME B31.1, tetapi dengan detail yang lebih sedikit. Pertimbangan dalam paragraf 122 mencakup persyaratan tekanan dan suhu khusus sistem, serta berbagai batasan yurisdiksi yang digambarkan antara boiler itu sendiri, perpipaan eksternal boiler, dan perpipaan eksternal non-boiler yang terhubung ke perpipaan boiler ASME Bagian I. definisi. Gambar 2 menunjukkan batasan-batasan boiler drum ini.
Perancang sistem harus menentukan tekanan dan suhu di mana sistem akan beroperasi, serta kondisi apa yang harus dipenuhi oleh sistem tersebut.
Menurut paragraf 101.2, tekanan desain internal tidak boleh kurang dari tekanan kerja kontinu maksimum (MSOP) dalam sistem perpipaan, termasuk pengaruh tekanan statis. Perpipaan yang mengalami tekanan eksternal harus dirancang untuk tekanan diferensial maksimum yang diharapkan dalam kondisi pengoperasian, penghentian, atau pengujian. Selain itu, dampak lingkungan perlu dipertimbangkan. Menurut paragraf 101.4, jika pendinginan fluida cenderung mengurangi tekanan dalam pipa hingga di bawah tekanan atmosfer, pipa harus dirancang untuk menahan tekanan eksternal atau tindakan harus diambil untuk memecah vakum. Dalam situasi di mana ekspansi fluida dapat meningkatkan tekanan, sistem perpipaan harus dirancang untuk menahan peningkatan tekanan atau tindakan harus diambil untuk menghilangkan tekanan berlebih.
Dimulai pada Bagian 101.3.2, suhu logam untuk desain perpipaan harus mewakili kondisi maksimum yang diharapkan. Untuk menyederhanakannya, secara umum diasumsikan bahwa suhu logam sama dengan suhu fluida. Jika diinginkan, suhu logam rata-rata dapat digunakan asalkan suhu dinding luar diketahui. Perhatian khusus juga harus diberikan pada fluida yang ditarik melalui penukar panas atau dari peralatan pembakaran untuk memastikan kondisi suhu terburuk diperhitungkan.
Seringkali, perancang menambahkan batas keamanan pada tekanan dan/atau suhu kerja maksimum. Ukuran batas tergantung pada aplikasinya. Penting juga untuk mempertimbangkan kendala material saat menentukan suhu desain. Menentukan suhu desain yang tinggi (lebih besar dari 750 F) mungkin memerlukan penggunaan material paduan daripada baja karbon yang lebih standar. Nilai tegangan dalam Lampiran A Wajib disediakan hanya untuk suhu yang diizinkan untuk setiap material. Misalnya, baja karbon hanya dapat memberikan nilai tegangan hingga 800 F. Pemaparan baja karbon yang berkepanjangan pada suhu di atas 800 F dapat menyebabkan pipa menjadi karbon, membuatnya lebih getas dan rentan terhadap kegagalan. Jika beroperasi di atas 800 F, kerusakan mulur yang dipercepat yang terkait dengan baja karbon juga harus dipertimbangkan. Lihat paragraf 124 untuk pembahasan lengkap tentang batas suhu material.
Terkadang teknisi juga dapat menentukan tekanan uji untuk setiap sistem. Paragraf 137 memberikan panduan tentang pengujian tegangan. Biasanya, pengujian hidrostatik akan ditentukan pada 1,5 kali tekanan desain; namun, tegangan melingkar dan longitudinal dalam perpipaan tidak boleh melebihi 90% dari kekuatan luluh material dalam paragraf 102.3.3 (B) selama pengujian tekanan. Untuk beberapa sistem perpipaan eksternal non-boiler, pengujian kebocoran saat beroperasi mungkin merupakan metode yang lebih praktis untuk memeriksa kebocoran karena kesulitan dalam mengisolasi bagian-bagian sistem, atau hanya karena konfigurasi sistem memungkinkan pengujian kebocoran sederhana selama layanan awal. Setuju, ini dapat diterima.
Setelah kondisi desain ditetapkan, perpipaan dapat ditentukan. Hal pertama yang harus diputuskan adalah bahan apa yang akan digunakan. Seperti yang disebutkan sebelumnya, bahan yang berbeda memiliki batas suhu yang berbeda. Paragraf 105 memberikan pembatasan tambahan pada berbagai bahan perpipaan. Pemilihan bahan juga bergantung pada cairan sistem, seperti menggunakan paduan nikel dalam aplikasi perpipaan kimia korosif, menggunakan baja tahan karat untuk mengalirkan udara instrumen yang bersih, atau menggunakan baja karbon dengan kandungan kromium tinggi (lebih besar dari 0,1%) untuk mencegah korosi yang dipercepat aliran. Korosi yang Dipercepat Aliran (FAC) adalah fenomena erosi/korosi yang telah terbukti menyebabkan penipisan dinding yang parah dan kegagalan pipa di beberapa sistem perpipaan yang paling kritis. Kegagalan untuk mempertimbangkan penipisan komponen perpipaan dengan benar dapat dan telah menimbulkan konsekuensi serius, seperti pada tahun 2007 ketika pipa desuperheating di pembangkit listrik IATAN KCP&L meledak, menewaskan dua pekerja dan melukai serius yang ketiga.
Persamaan 7 dan Persamaan 9 dalam paragraf 104.1.1 masing-masing mendefinisikan ketebalan dinding minimum yang diperlukan dan tekanan desain internal maksimum untuk pipa lurus yang mengalami tekanan internal. Variabel dalam persamaan ini mencakup tegangan maksimum yang diizinkan (dari Lampiran Wajib A), diameter luar pipa, faktor material (seperti yang ditunjukkan dalam Tabel 104.1.2 (A)), dan setiap kelonggaran ketebalan tambahan (seperti dijelaskan di bawah). Dengan begitu banyak variabel yang terlibat, menentukan material perpipaan, diameter nominal, dan ketebalan dinding yang tepat dapat menjadi proses berulang yang juga dapat mencakup kecepatan fluida, penurunan tekanan, serta biaya perpipaan dan pemompaan. Apa pun aplikasinya, ketebalan dinding minimum yang diperlukan harus diverifikasi.
Kelonggaran ketebalan tambahan dapat ditambahkan untuk mengimbangi berbagai alasan termasuk FAC. Kelonggaran mungkin diperlukan karena penghilangan ulir, slot, dsb. material yang diperlukan untuk membuat sambungan mekanis. Menurut paragraf 102.4.2, kelonggaran minimum harus sama dengan kedalaman ulir ditambah toleransi pemesinan. Kelonggaran juga mungkin diperlukan untuk memberikan kekuatan tambahan guna mencegah kerusakan pipa, keruntuhan, kendur berlebihan, atau tekuk akibat beban tambahan atau penyebab lain yang dibahas dalam paragraf 102.4.4. Kelonggaran juga dapat ditambahkan untuk memperhitungkan sambungan las (paragraf 102.4.3) dan siku (paragraf 102.4.5). Terakhir, toleransi dapat ditambahkan untuk mengimbangi korosi dan/atau erosi. Ketebalan kelonggaran ini ditentukan oleh perancang dan harus konsisten dengan perkiraan umur pipa sesuai dengan paragraf 102.4.1.
Lampiran IV opsional menyediakan panduan tentang pengendalian korosi. Pelapis pelindung, perlindungan katodik, dan isolasi listrik (seperti flensa isolasi) semuanya merupakan metode untuk mencegah korosi eksternal pada pipa yang terkubur atau terendam. Inhibitor atau pelapis korosi dapat digunakan untuk mencegah korosi internal. Perhatian juga harus diberikan untuk menggunakan air uji hidrostatik dengan kemurnian yang sesuai dan, jika perlu, menguras pipa sepenuhnya setelah pengujian hidrostatik.
Ketebalan dinding pipa minimum atau jadwal yang diperlukan untuk perhitungan sebelumnya mungkin tidak konstan di seluruh diameter pipa dan mungkin memerlukan spesifikasi untuk jadwal yang berbeda untuk diameter yang berbeda. Nilai jadwal dan ketebalan dinding yang tepat didefinisikan dalam ASME B36.10 Pipa Baja Tempa Las dan Tanpa Sambungan.
Saat menentukan material pipa dan melakukan perhitungan yang dibahas sebelumnya, penting untuk memastikan bahwa nilai tegangan maksimum yang diijinkan yang digunakan dalam perhitungan sesuai dengan material yang ditentukan. Misalnya, jika pipa baja tahan karat A312 304L salah ditentukan, bukannya pipa baja tahan karat A312 304, ketebalan dinding yang diberikan mungkin tidak mencukupi karena perbedaan yang signifikan dalam nilai tegangan maksimum yang diijinkan antara kedua material tersebut. Demikian pula, metode pembuatan pipa harus ditentukan dengan tepat. Misalnya, jika nilai tegangan maksimum yang diijinkan untuk pipa tanpa sambungan digunakan untuk perhitungan, pipa tanpa sambungan harus ditentukan. Jika tidak, pabrikan/pemasang mungkin menawarkan pipa yang dilas dengan jahitan, yang dapat mengakibatkan ketebalan dinding yang tidak mencukupi karena nilai tegangan maksimum yang diijinkan lebih rendah.
Misalnya, anggaplah suhu desain pipa adalah 300 F dan tekanan desain adalah 1.200 psig.2″ dan 3″. Kawat baja karbon (A53 Grade B seamless) akan digunakan. Tentukan rencana perpipaan yang tepat untuk ditentukan guna memenuhi persyaratan Persamaan 9 ASME B31.1. Pertama, kondisi desain dijelaskan:
Berikutnya, tentukan nilai tegangan maksimum yang diijinkan untuk A53 Kelas B pada suhu desain di atas dari Tabel A-1. Perhatikan bahwa nilai untuk pipa seamless digunakan karena pipa seamless ditentukan:
Kelonggaran ketebalan juga harus ditambahkan. Untuk aplikasi ini, kelonggaran korosi sebesar 1/16 inci diasumsikan. Toleransi penggilingan terpisah akan ditambahkan kemudian.
3 inci. Pipa akan ditentukan terlebih dahulu. Dengan asumsi pipa Jadwal 40 dan toleransi penggilingan 12,5%, hitung tekanan maksimum:
Pipa Jadwal 40 cukup untuk pipa 3 inci dalam kondisi desain yang ditentukan di atas. Selanjutnya, periksa 2 inci. Pipa menggunakan asumsi yang sama:
2 inci. Berdasarkan kondisi desain yang ditentukan di atas, pipa akan memerlukan ketebalan dinding yang lebih tebal daripada Jadwal 40. Cobalah 2 inci. Pipa Jadwal 80:
Meskipun ketebalan dinding pipa sering kali menjadi faktor pembatas dalam desain tekanan, tetap penting untuk memverifikasi bahwa fitting, komponen, dan sambungan yang digunakan sesuai untuk kondisi desain yang ditentukan.
Sebagai aturan umum, sesuai dengan paragraf 104.2, 104.7.1, 106 dan 107, semua katup, alat penyambung, dan komponen lain yang menahan tekanan yang diproduksi sesuai standar yang tercantum dalam Tabel 126.1 akan dianggap sesuai untuk digunakan dalam kondisi pengoperasian normal atau di bawah standar peringkat tekanan-suhu yang ditentukan dalam . Pengguna harus menyadari bahwa jika standar atau pabrikan tertentu dapat mengenakan batasan yang lebih ketat pada penyimpangan dari pengoperasian normal daripada yang ditentukan dalam ASME B31.1, batasan yang lebih ketat akan berlaku.
Pada persimpangan pipa, disarankan untuk menggunakan sambungan tee, sambungan melintang, sambungan silang, sambungan cabang yang dilas, dsb., yang diproduksi sesuai standar yang tercantum dalam Tabel 126.1. Dalam beberapa kasus, persimpangan pipa mungkin memerlukan sambungan cabang yang unik. Paragraf 104.3.1 memberikan persyaratan tambahan untuk sambungan cabang guna memastikan bahwa terdapat material perpipaan yang cukup untuk menahan tekanan.
Untuk menyederhanakan rancangan, perancang dapat memilih untuk menetapkan kondisi rancangan lebih tinggi untuk memenuhi peringkat flensa kelas tekanan tertentu (misalnya ASME kelas 150, 300, dst.) sebagaimana ditetapkan oleh kelas tekanan-suhu untuk material tertentu yang ditentukan dalam ASME B16.5 Flensa pipa dan sambungan flensa, atau standar serupa yang tercantum dalam Tabel 126.1. Hal ini dapat diterima sepanjang tidak mengakibatkan peningkatan yang tidak perlu pada ketebalan dinding atau rancangan komponen lainnya.
Bagian penting dari desain perpipaan adalah memastikan bahwa integritas struktural sistem perpipaan tetap terjaga setelah pengaruh tekanan, suhu, dan gaya eksternal diterapkan. Integritas struktural sistem sering kali diabaikan dalam proses desain dan, jika tidak dilakukan dengan baik, dapat menjadi salah satu bagian desain yang paling mahal. Integritas struktural dibahas terutama di dua tempat, Paragraf 104.8: Analisis Komponen Pipa dan Paragraf 119: Ekspansi dan Fleksibilitas.
Paragraf 104.8 mencantumkan rumus kode dasar yang digunakan untuk menentukan apakah sistem perpipaan melampaui tegangan yang diizinkan kode. Persamaan kode ini umumnya disebut sebagai beban berkelanjutan, beban sesekali, dan beban perpindahan. Beban berkelanjutan adalah efek tekanan dan berat pada sistem perpipaan. Beban insidental adalah beban berkelanjutan ditambah kemungkinan beban angin, beban seismik, beban medan, dan beban jangka pendek lainnya. Diasumsikan bahwa setiap beban insidental yang diterapkan tidak akan bekerja pada beban insidental lainnya pada saat yang sama, sehingga setiap beban insidental akan menjadi kasus beban terpisah pada saat analisis. Beban perpindahan adalah efek dari pertumbuhan termal, perpindahan peralatan selama operasi, atau beban perpindahan lainnya.
Paragraf 119 membahas cara menangani pemuaian dan fleksibilitas pipa dalam sistem perpipaan serta cara menentukan beban reaksi. Fleksibilitas sistem perpipaan sering kali paling penting pada sambungan peralatan, karena sebagian besar sambungan peralatan hanya dapat menahan jumlah gaya dan momen minimum yang diterapkan pada titik sambungan. Dalam sebagian besar kasus, pertumbuhan termal sistem perpipaan memiliki efek terbesar pada beban reaksi, jadi penting untuk mengendalikan pertumbuhan termal dalam sistem sebagaimana mestinya.
Bahasa Indonesia: Untuk mengakomodasi fleksibilitas sistem perpipaan dan untuk memastikan bahwa sistem tersebut ditopang dengan benar, merupakan praktik yang baik untuk menyokong pipa baja sesuai dengan Tabel 121.5. Jika seorang perancang berusaha untuk memenuhi jarak penyangga standar untuk tabel ini, maka hal itu akan mencapai tiga hal: meminimalkan defleksi berat sendiri, mengurangi beban yang berkelanjutan, dan meningkatkan tegangan yang tersedia untuk beban perpindahan. Jika perancang menempatkan penyangga sesuai dengan Tabel 121.5, biasanya akan menghasilkan perpindahan atau kendur berat sendiri kurang dari 1/8 inci. antara penyangga tabung. Meminimalkan defleksi berat sendiri membantu mengurangi kemungkinan terjadinya kondensasi pada pipa yang membawa uap atau gas. Mengikuti rekomendasi jarak pada Tabel 121.5 juga memungkinkan perancang untuk mengurangi tegangan berkelanjutan pada perpipaan hingga sekitar 50% dari nilai yang diizinkan secara terus-menerus menurut kode. Menurut Persamaan 1B, tegangan yang diizinkan untuk beban perpindahan berbanding terbalik dengan beban berkelanjutan. Oleh karena itu, dengan meminimalkan beban berkelanjutan, toleransi tegangan perpindahan dapat dimaksimalkan. Jarak yang disarankan untuk penyangga pipa ditunjukkan pada Gambar 3.
Untuk membantu memastikan bahwa beban reaksi sistem perpipaan dipertimbangkan dengan benar dan bahwa tegangan kode terpenuhi, metode umum adalah melakukan analisis tegangan perpipaan sistem dengan bantuan komputer. Tersedia sejumlah paket perangkat lunak analisis tegangan pipa, seperti Bentley AutoPIPE, Intergraph Caesar II, Piping Solutions Tri-Flex, atau salah satu paket lain yang tersedia secara komersial. Keuntungan menggunakan analisis tegangan perpipaan dengan bantuan komputer adalah memungkinkan perancang membuat model elemen hingga dari sistem perpipaan untuk verifikasi yang mudah dan kemampuan membuat perubahan yang diperlukan pada konfigurasi. Gambar 4 menunjukkan contoh pemodelan dan analisis bagian pipa.
Saat merancang sistem baru, perancang sistem biasanya menentukan bahwa semua perpipaan dan komponen harus difabrikasi, dilas, dirakit, dsb. sebagaimana dipersyaratkan oleh kode apa pun yang digunakan. Namun, dalam beberapa perbaikan atau aplikasi lain, mungkin bermanfaat bagi teknisi yang ditunjuk untuk memberikan panduan tentang teknik manufaktur tertentu, seperti yang dijelaskan dalam Bab V.
Masalah umum yang ditemukan dalam aplikasi retrofit adalah pemanasan awal las (paragraf 131) dan perlakuan panas pasca-las (paragraf 132). Di antara manfaat lainnya, perlakuan panas ini digunakan untuk menghilangkan tegangan, mencegah retak, dan meningkatkan kekuatan las. Item yang memengaruhi persyaratan perlakuan panas pra-las dan pasca-las meliputi, tetapi tidak terbatas pada, yang berikut ini: Pengelompokan nomor P, kimia material, dan ketebalan material pada sambungan yang akan dilas. Setiap material yang tercantum dalam Lampiran A Wajib memiliki nomor P yang ditetapkan. Untuk pemanasan awal, paragraf 131 memberikan suhu minimum di mana logam dasar harus dipanaskan sebelum pengelasan dapat terjadi. Untuk PWHT, Tabel 132 memberikan kisaran suhu penahanan dan lamanya waktu untuk menahan zona las. Laju pemanasan dan pendinginan, metode pengukuran suhu, teknik pemanasan, dan prosedur lainnya harus benar-benar mengikuti pedoman yang ditetapkan dalam kode. Efek buruk yang tidak diharapkan pada area yang dilas dapat terjadi karena kegagalan untuk melakukan perlakuan panas dengan benar.
Area potensial lain yang perlu diperhatikan dalam sistem perpipaan bertekanan adalah kelokan pipa. Pembengkokan pipa dapat menyebabkan penipisan dinding, sehingga menghasilkan ketebalan dinding yang tidak mencukupi. Menurut paragraf 102.4.5, kode tersebut memperbolehkan kelokan asalkan ketebalan dinding minimum memenuhi rumus yang sama yang digunakan untuk menghitung ketebalan dinding minimum untuk pipa lurus. Biasanya, kelonggaran ditambahkan untuk memperhitungkan ketebalan dinding. Tabel 102.4.5 memberikan kelonggaran pengurangan kelokan yang direkomendasikan untuk jari-jari kelokan yang berbeda. Kelokan juga mungkin memerlukan perlakuan panas pra-tekukan dan/atau pasca-tekukan. Paragraf 129 memberikan panduan tentang pembuatan siku.
Untuk banyak sistem perpipaan bertekanan, perlu memasang katup pengaman atau katup pelepas untuk mencegah tekanan berlebih dalam sistem. Untuk aplikasi ini, Lampiran II opsional: Aturan Desain Pemasangan Katup Pengaman merupakan sumber daya yang sangat berharga tetapi terkadang kurang diketahui.
Sesuai dengan paragraf II-1.2, katup pengaman dikarakteristikkan oleh aksi pop-up yang terbuka penuh untuk layanan gas atau uap, sedangkan katup pengaman terbuka relatif terhadap tekanan statis hulu dan digunakan terutama untuk layanan cairan.
Unit katup pengaman dicirikan oleh apakah mereka merupakan sistem pembuangan terbuka atau tertutup. Pada pembuangan terbuka, siku pada saluran keluar katup pengaman biasanya akan membuang gas ke dalam pipa pembuangan ke atmosfer. Biasanya, hal ini akan menghasilkan tekanan balik yang lebih sedikit. Jika tekanan balik yang cukup tercipta pada pipa pembuangan, sebagian gas buang dapat dikeluarkan atau dibilas balik dari ujung masuk pipa pembuangan. Ukuran pipa pembuangan harus cukup besar untuk mencegah blowback. Pada aplikasi ventilasi tertutup, tekanan terbentuk pada saluran keluar katup pengaman karena kompresi udara di saluran ventilasi, yang berpotensi menyebabkan gelombang tekanan menyebar. Pada paragraf II-2.2.2, direkomendasikan bahwa tekanan desain saluran pembuangan tertutup setidaknya dua kali lebih besar dari tekanan kerja kondisi tunak. Gambar 5 dan 6 masing-masing menunjukkan pemasangan katup pengaman dalam keadaan terbuka dan tertutup.
Pemasangan katup pengaman dapat mengalami berbagai gaya seperti yang dirangkum dalam paragraf II-2. Gaya-gaya ini meliputi efek ekspansi termal, interaksi beberapa katup pelepas yang mengeluarkan udara secara bersamaan, efek seismik dan/atau getaran, dan efek tekanan selama kejadian pelepasan tekanan. Meskipun tekanan desain hingga saluran keluar katup pengaman harus sesuai dengan tekanan desain pipa bawah, tekanan desain dalam sistem pembuangan bergantung pada konfigurasi sistem pembuangan dan karakteristik katup pengaman. Persamaan disediakan dalam paragraf II-2.2 untuk menentukan tekanan dan kecepatan pada siku pembuangan, saluran masuk pipa pembuangan, dan saluran keluar pipa pembuangan untuk sistem pembuangan terbuka dan tertutup. Dengan menggunakan informasi ini, gaya reaksi di berbagai titik dalam sistem pembuangan dapat dihitung dan diperhitungkan.
Contoh masalah untuk aplikasi pembuangan terbuka disediakan dalam paragraf II-7. Ada metode lain untuk menghitung karakteristik aliran dalam sistem pembuangan katup pengaman, dan pembaca diperingatkan untuk memverifikasi bahwa metode yang digunakan cukup konservatif. Salah satu metode tersebut dijelaskan oleh GS Liao dalam “Power Plant Safety and Pressure Relief Valve Exhaust Group Analysis” yang diterbitkan oleh ASME dalam Journal of Electrical Engineering, Oktober 1975.
Lokasi katup pengaman harus menjaga jarak minimum pipa lurus dari setiap tikungan. Jarak minimum ini bergantung pada layanan dan geometri sistem sebagaimana ditetapkan dalam paragraf II-5.2.1. Untuk instalasi dengan beberapa katup pengaman, jarak yang disarankan untuk sambungan cabang katup bergantung pada jari-jari cabang dan pipa layanan, sebagaimana ditunjukkan dalam Catatan (10)(c) dari Tabel D-1. Sesuai dengan paragraf II-5.7.1, mungkin perlu menyambungkan penopang pipa yang terletak pada pelepasan katup pengaman ke pipa operasi daripada struktur yang berdekatan untuk meminimalkan efek ekspansi termal dan interaksi seismik. Ringkasan dari pertimbangan desain ini dan lainnya dalam desain rakitan katup pengaman dapat ditemukan di paragraf II-5.
Jelaslah, tidak mungkin untuk mencakup semua persyaratan desain ASME B31 dalam cakupan artikel ini. Namun, setiap insinyur yang ditunjuk yang terlibat dalam desain sistem perpipaan bertekanan setidaknya harus familier dengan kode desain ini. Semoga, dengan informasi di atas, para pembaca akan menganggap ASME B31 sebagai sumber daya yang lebih berharga dan mudah diakses.
Monte K. Engelkemier adalah pimpinan proyek di Stanley Consultants. Engelkemier adalah anggota Iowa Engineering Society, NSPE, dan ASME, serta bertugas di Komite dan Subkomite Kode Perpipaan Listrik B31.1. Ia memiliki lebih dari 12 tahun pengalaman langsung dalam tata letak sistem perpipaan, desain, evaluasi penguat, dan analisis tegangan. Matt Wilkey adalah Insinyur Mekanik di Stanley Consultants. Ia memiliki lebih dari 6 tahun pengalaman profesional dalam mendesain sistem perpipaan untuk berbagai klien utilitas, kota, institusi, dan industri, serta merupakan anggota ASME dan Iowa Engineering Society.
Apakah Anda memiliki pengalaman dan keahlian pada topik yang dibahas dalam konten ini? Anda harus mempertimbangkan untuk berkontribusi pada tim editorial CFE Media kami dan mendapatkan pengakuan yang pantas Anda dan perusahaan Anda dapatkan. Klik di sini untuk memulai prosesnya.