viii

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL i

HALAMAN PENGESAHAN ii

HALAMAN PERNYATAAN iii

NASKAH SOAL iv

HALAMAN PERSEMBAHAN v

KATA PENGANTAR vi

DAFTAR ISI viii

DAFTAR GAMBAR xiii

DAFTAR TABEL xvii

DAFTAR LAMPIRAN xx

DAFTAR NOTASI DAN SINGKATAN xxi

INTISARI xxvi

BAB I PENDAHULUAN 1

1.1. Latar Belakang 1

1.1.1 Latar belakang penulisan 2

1.2. Rumusan Masalah 7

1.3. Batasan Masalah 8

1.4. Tujuan Penelitian 8

1.5. Manfaat Penelitian 8

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 9

2.1. Perancangan Bejana Tekan 9

2.2. Simulasi Pembebanan Eksentrik pada Nozzle 10

BAB III DASAR TEORI 12

3.1. Pengertian Bejana Tekan dan Separator 12

3.1.1. Bejana tekan 12

3.1.2. Separator 14

3.1.3. Kriteria perancangan 15

3.1.4. Data perancangan 16

3.1.5. Pembebanan 17

3.2. Teori Tegangan 17

3.2.1. Tegangan pada shell 18

3.2.2. Tegangan pada head 22

3.3. Perancangan Shell 25

3.3.1. Tebal minimum dan MAPNC shell 26

3.3.2. MAWP shell 29

ix

3.3.3. Berat shell 29

3.4. Perancangan Head 30

3.4.1. Tebal minimum head 30

3.4.2. MAPNC head 31

3.4.3. MAWP head 31

3.4.4. Berat head 32

3.4.5. Tekanan pengujian hydrotest 33

3.5. Perancangan Nozzle 33

3.5.1. Perancangan flange 34

3.5.2. Tebal minimum nozzle 36

3.5.3. Luasan penguat 36

3.5.4. Tegangan yang diijinkan pada pengelasan 40

3.5.5. Beban pengelasan pada nozzle 41

3.5.6. Kekuatan antar elemen pengelasan 43

3.5.7. Analisis kekuatan pengelasan 44

3.5.8. Berat nozzle 45

3.6. Perlengkapan Pendukung 45

3.6.1. Isolasi 45

3.6.2. Platform dan ladder 46

3.6.3. Instrumentasi 47

3.6.4. Perlengkapan internal 47

3.7. Perancangan Support 49

3.7.1. Perancangan skirt 49

3.7.2. Anchor bolt 50

3.7.3. Base rings 51

3.7.3. Perancangan anchor bolt dan base ring 52

3.8. Berat Bejana Tekan 54

3.8.1. Berat pabrikasi 55

3.8.2. Berat ereksi 55

3.8.3. Berat operasi 56

3.8.4. Berat uji 56

3.8.5. Titik berat 56

3.9. Pembebanan pada Bejana Tekan 57

3.9.1. Beban angin 57

3.9.2. Beban gempa 60

3.10. Perancangan Lifting Lug 65

3.10.1. Desain reaksi dan tegangan yang diijinkan 66

3.10.2. Kekuatan lifting lug posisi vertikal 67

3.10.3. Kekuatan las lifting lug posisi vertikal 68

3.10.4. kekuatan lifting lug posisi horisontal 69

x

3.10.5. Kekuatan las lifting lug posisi horisontal 70

3.10.6. Perancangan tailing lug 73

3.10.7. Kekuatan las tailing lug 75

3.11. Pembebanan Eksentrik Pada Nozzle 76

3.11.1. Sistem perpipaan 76

3.11.2. Pembebanan eksentrik pada nozzle 77

3.11.3. Analisis tegangan lokal pada nozzle 77

3.11.4. Tegangan akibat gaya radial 80

3.11.5. Tegangan akibat momen sirkumferensial 81

3.11.6. Tegangan akibat momen longitudinal 82

3.11.7. Tegangan akibat momen torsi 83

3.11.8. Tegangan akibat gaya geser 83

3.11.9. Syarat keamanan 84

3.11.10. Simulasi pembebanan eksentrik pada nozzle 85

BAB IV METODOLOGI PENELITIAN 87

4.1. Diagram alir perancangan bejana tekan 87

4.1.1. Perancangan shell 88

4.1.2. Perancangan head 90

4.1.3. Perancangan nozzle 91

4.1.4. Perancangan komponen pendukung 92

4.1.5. Perhitungan berat 92

4.1.6. Konsiderasi beban angina dan beban gempa 93

4.1.7. Perancangan support 93

4.1.8. Perancangan lifting lug dan tailing lug 94

4.1.9. Hasil perhitungan 95

4.1.10. Gambar teknik 96

4.2. Diagram alir simulasi pembebanan eksentrik pada nozzle 97

BAB V PERANCANGAN BEJANA TEKAN 99

5.1. Studi Kasus Fluid Collection and Reinjection System 99

5.1.1. Data lapangan 99

5.1.2. Proses separator 100

5.1.3. Data desain separator 102

5.2. Perancangan Shell 105

5.2.1. Pemilihan material 106

5.2.2. Perhitungan tebal minimum shell. 106

5.2.3. Perhitungan MAPNC shell 107

xi

5.2.4. Perhitungan MAWP shell 107

5.2.5. Tegangan pada shell 108

5.2.6. Berat shell 108

5.2.7. Data hasil perancangan shell. 109

5.3. Perancangan Head 109

5.3.1. Pemilihan material 110

5.3.2. Perhitungan tebal minimum head 110

5.3.3. Perhitungan MAPNC head 111

5.3.4. Perhitungan MAWP head 111

5.3.5. Tegangan pada head 112

5.3.6. Berat head 116

5.3.7. Data hasil perancangan head 117

5.3.8. Pengujian hydrotest 118

5.4. Perancangan Nozzle 120

5.4.1. Data nozzle 120

5.4.2. Pemilihan rating flange 121

5.4.3. Perancangan nozzle inlet 20” 122

5.4.4. Perancangan nozzle steam outlet 20” 132

5.4.5. Perancangan nozzle brine outlet dan drain 4” 143

5.4.6. Perancangan nozzle manhole 24” 155

5.4.7. Perancangan nozzle indicator 2” 166

5.4.8. Perancangan nozzle PSV 8” 170

5.4.9. Perancangan nozzle vent 10” 180

5.5. Peralatan pendukung 190

5.5.1. Isolasi 190

5.5.2. Platform dan ladder 190

5.6. Berat Separator 192

5.6.1. Perhitungan berat pabrikasi 192

5.6.2. Perhitungan berat ereksi 193

5.6.3. Perhitungan berat operasi 193

5.6.4. Perhitungan berat uji 194

5.6.5. Perhitungan titik berat bejana tekan 195

5.7. Pembebanan Eksternal 198

5.7.1. Beban angin 198

5.7.2. Beban gempa 200

5.8. Perancangan Support 205

5.8.1. Perancangan skirt 205

5.8.2. Perancangan anchor bolt dan base ring 206

5.9. Perancangan Lifting lug 214

5.9.1. Desain reaksi dan tegangan yang diijinkan 215

xii

5.9.2. Kekuatan lifting lug posisi vertikal 217

5.9.3. Kekuatan las lifting lug posisi vertikal 219

5.9.4. Kekuatan lifting lug posisi horisontal 220

5.9.5. Kekuatan las lifting lug posisi horisontal 222

5.9.6. Perancangan tailing lug 229

5.9.7. Kekuatan las tailing lug 231

BAB VI SIMULASI PEMBEBANAN EKSENTRIK PADA

NOZZLE 233

6.1. Sistem Perpipaan di Kluster 4 FCRS Unit Karaha 233

6.2. Analisis Tegangan pada Nozzle 234

6.2.1. Gaya dan momen pada nozzle 234

6.2.2. Tegangan pada nozzle 236

6.3. Analisis Tegangan pada Nozzle Inlet 237

6.4. Analisis Tegangan pada Nozzle Steam Outlet 240

6.5. Analisis Tegangan pada Nozzle Brine Outlet 243

6.6. Simulasi Variasi Pembebanan Eksentrik pada Nozzle Inlet 246

6.6.1. Variasi gaya radial 246

6.6.2. Variasi gaya sirkumferensial 249

6.6.3. Variasi gaya longitudinal 252

6.6.4. Variasi momen sirkumferensial 254

6.6.5. Variasi momen longitudinal 256

6.6.6. Variasi momen torsi 259

BAB VII PENUTUP 263

7.1. Kesimpulan 263

7.1.1. Perancangan bejana tekan vertikal separator 263

7.1.2. Simulasi pembebanan eksentrik pada nozzle 267

7.2. Saran 268

DAFTAR PUSTAKA 269

LAMPIRAN 271