Secara garis besar pembebanan pipa terhadap struktur supportnya (berdasarkan standard practice utk onshore oil & gas projects) sbb : 1) Dead Load (DL) = beban dari berat sendiri pipa (pipe selfweight) + insulasi; 2) Operating Load (OL) = DL + berat material yg dialirkan (fluids/gas) saat operasional (operating condition); 3) Hydrotest/Test Load = DL + berat material yg dipakai utk tes pipa terhadap kebocoran (biasanya pakai air) –> dilakukan hanya sekali saja; 4) Thermal Loads (TL) = beban akibat pergerakan pipa karena thermal expansion yg terjadi pada pipa saat operating condition & pengaruh suhu lingkungan (environmental condition).

Tanya – Dani@cilegonfab

Dear rekan2 migas,

Saat ini saya sedang design support structure untuk jembatan pipa yang dilalui gas dengan tekanan 30 bar dengan pipa 8 inch. yang menjadi pertanyaan, apakah tekanan gas ini mempengaruhi pembebanan pada structur jembatan. Referensi hitungan bagaimana, tolong dong sharing ilmunya dear ahli2 migas.

Tanggapan 1 – siswoutomo79

Saya rasa didalam mendesign jembatan tersebut sudah dimasukkan beban reaksi dari si pipa itu sendiri dlm kondisi operating (saat pipa beroperasi dengan tekanan tersebut) yang diperoleh dari stress analysis dari pipeline gas tersebut.
Yang berarti si impact tekanan pipe gas tersebut sebagai loading didlm mendesign jembatan tsb.

Tanggapan 2 – Robert P. Tambunan

Pak Dani,

Ya benar, aliran & tekanan gas tersebut memberikan pengaruh terhadap struktur supportnya (dalam hal ini jembatan/pipe bridge).

Secara garis besar pembebanan pipa terhadap struktur supportnya (berdasarkan standard practice utk onshore oil & gas projects) sbb :

1) Dead Load (DL) = beban dari berat sendiri pipa (pipe selfweight) + insulasi

2) Operating Load (OL) = DL + berat material yg dialirkan (fluids/gas) saat operasional (operating condition)

3) Hydrotest/Test Load = DL + berat material yg dipakai utk tes pipa terhadap kebocoran (biasanya pakai air) –> dilakukan hanya sekali saja.

4) Thermal Loads (TL) = beban akibat pergerakan pipa karena thermal expansion yg terjadi pada pipa saat operating condition & pengaruh suhu lingkungan (environmental condition).

Thermal Loads terdiri dari :

a) Thermal Anchor (TLA) = thermal loads yg terjadi di lokasi pipa di-anchor/clamp di struktur (fix anchorage).

*) Arah bebannya umumnya horisontal, bisa sejajar/paralel pipa – disebut Anchor Force dan atau tegak lurus/perpendicular pipa – disebut Guide Force, ataupun vertical.

*) TLA dihitung oleh piping engineer (spesialis sebagai pipe stress engineer) berdasarkan pipe thermal stress analysis terhadap aliran & tekanan material yg dialirkan.

b) Thermal Friction (TLF) = thermal loads yg terjadi akibat perbedaan suhu pada pipa sepanjang struktur (sliding anchorage).

*) Arah bebannya horisontal – paralel/sejajar pipa & mengikuti arah aliran fluid/gas.

*) TLF dihitung sendiri oleh civil/structural engineer.

*) TLF dihitung berdasarkan nilai koefisien friksi (friction coefficient/FC) & jumlah pipa per support (pada struktur berupa beam). Acuannya sbb :

– Jumlah pipa 1 s/d 3 per support : FC = 0.3; TLF = 0.3 x OL pipa terberat (heaviest single pipe) –> bebannya berupa beban terpusat (concentrated load)

– Jumlah pipa 4 s/d 7 per support : FC = 0.2; TLF = 0.2 x OL pipa terberat (heaviest single pipe) –> bebannya berupa beban terpusat (concentrated load)

– Jumlah pipa > 7 per support : FC = 0.1; TLF = 0.1 x jumlah total OL pipa –> bebannya berupa beban merata (uniform load)

Nilai2 di atas (jumlah pipa & FC) adalah yg umum dipakai, sebenarnya tergantung dari client/project specs. Nilai 0.3 diambil berdasarkan friction coefficient steel to steel.
Pada kenyataannya, terdapat beberapa kombinasi berbagai ukuran pipa dari diameter kecil (minor pipe) & besar (major pipe) per support. Batasan minor pipe adalah maksimum berukuran 8 inch (200mm). Untuk kondisi ini, TLF diambil sebesar 10% total OL (sebagai uniform load) atau 30% heaviest single pipe (sebagai concentrated load) mana yg paling kritis terhadap struktur.

Thermal loads dikategorikan sebagai beban permanen sama seperti DL & OL, sehingga faktornya juga sama dgn DL & OL dalam kombinasi pembebanan (load combinations), contohnya :

Allowable Stress Design : 1.0 (OL + TLA + TLF) + 1.0 LL

Strength Design : 1.4 (OL + TLA + TLF) + 1.6 LL

Thermal Loads ini memberikan pengaruh dominan terhadap desain struktur & pondasi.

Utk mengatasi efek Pipe Thermal Loads, pada struktur biasanya diberikan horizontal bracings lokal dgn arrangement yg baik untuk mendistribusikannya ke keseluruhan struktur.

Demikian semoga membantu.

Tanggapan 3 – abdi raja

Pak Dani,

Pada disain jembatan biasa/konvensional untuk jalan raya ada beberapa type of loadnya:

1.beban bergerak,didapatkan dari beban kendaraan yang melintas.dari kelas jalan raya tersebut didapat maximum tonase kenderaan maximum dan LHR/lalu lintas harian rata-ratanya.

2.beban merata (q),atau beban yang diam diatas jembatan tersebut.bisa juga diambil dari beban kendaraan waktu melakukan pengereman.

3.beban sendiri,beban yang diterima struktur jembatan akibat beban material sendiri.dipengaruhi oleh massa jenis dan grafitasi bumi.

4.dan beberapa load type lagi seperti angin dll.

dari semua type pembebanan diatas,akan mempengaruhi struktur apakah jembatan tersebut jembatan rangka baja atau jembatan composit atau jembatan beton.semua beban diatas akan bekerja sebagai gaya (moment) baik negative maupun positive.
jika kita ambil jembatannya adalah rangka baja,beban akan bekerja pada setiap titik buhul atau titik tumpu dan akan terjadi aksi dan reaksi dan harus nol.
pertimbangan kekuatan material (kekuatan bahan) menjadi pertimbangan utama juga,kekuatan material harus dapat melawan external force yang diterimanya.

jadi dalam desain jembatan harus mengetahui :1,disain jembatan yang dinginkan 2,jenis beban dan besar beban yang diterima 3,dari type of load tersebut akan dapat diperhitungkan jenis gaya yang bekerja 4,kekuatan material/mutu material yang akan dipakai.

JEMBATAN PIPELINE:

MENJAWAB saudara dani mengenai jembatan untuk pipeline gas,pertama-tama type dari jembatan adalah RANGKA BAJA dan presure dari gas yang mengalir adalah 30 bar apabila di compersi ke PSI menjadi 435,1132PSI.
untuk material pipeline yang akan diplih,contoh API 5L x52 dengan minimum yield strenth nya 50-80 KSI atau 50000-80000PSI atau 3447 bar,dapat disimpulhan presure dari fluida yang 30 bar bukanlah apa-apa dibandingkan mechanical properties dari materila pipeline tersebut.
namu demikian stress analysis perlu dilakukan untuk menentukan type of support dan jarak dari setiap pipe support di jembatan untuk mengurngi terjadinya fibrasi atau getaran.

menurut hemat saya beban yang diterima jembatan secara keseluruhan atan beban meratanya (q) dapat diambil dari berat PIPELINE yang terbentang di jembatan ditambah volume fluida yang memenuhi pipe dari pipeline tersebut.sedang untuk beban terpusat didapat dari setiap tumpuan pipe support dari jembatan tersebut.

dari beban yang didapat yang akan diterima oleh jembatan,kita dapat merencanakan kerja gaya yang akan diterima dari setiap unit structure dari jembatan dan kita dapat juga memilih type of material untuk rangka dari jembatan pipeline tersebut.

berhubung saya bukan ahli structure jadi berharap ada teman-teman yang paham akan structure untuk mengkoreksi dan memberikan tambahan.pada mata kuliah teknik sipil membahas fluida tanpa pressure/tanpa tekanan sedang teknik mesin membahas fluida dengan pressure/dengan tekanan.