Mill Tolerance pada dasarnya adalah sebuah ‘toleransi’ yang diberikan kepada manufature sebagai pengakuan atas ketidaksempurnaan sebuah produk, baik dari raw material, prosess bending, maupun prosess manusia/sang operator, prosess testing setelah selesai produksi, dan lain-lain.

Tanya – edfarman chan

Mohon pencerahan.

Saya sedang coba memahami tentang piping design.
Terkait formula dasar untuk perhitungan thickness berdasarkan B-31.3.
Ada suatu variable design yang dikenal sebagai Mill Tolerance (M).

Dalam pemahaman saya – please CMIIW:

– Nilai M ini adalah toleransi yang diasumsikan sebagai possibility kesalahan manufacture saat melakukan rolling plate material menjadi pipa di shop.

– Kesalahan manufacture ini berupa reduksi terhadap thickness plate setelah diroll menjadi pipa.

– Nilai ini ditentukan oleh engineer yang melakukan kalkulasi thickness, di lain pihak (manufacturer) ini juga bisa diartikan sebagai acceptance kriteria terhadap product pipe dari manufacturer. Semakin besar nilai yang diambil, semakin boros design dari engineer, tapi semakin aman buat manufacturer untuk deviasi produknya diterima (accepted). Akan berlaku sebaliknya jika nilai ini semakin kecil.

Pertanyaannya:

– Apakah Mill Tolerance (M) ini bisa diartikan sebagai Mechanical Allowance yang menjadi salah satu bagian dari ‘C’ yang merupakan akumulasi dari Corrosion/Erosion Allowance + Mechanical Allowance?

– Di satu kalkulasi saya temukan nilai M = 12.5% yang logikanya menambahkan nilai dari calculated thickness (tc) due to internal pressure. Apakah nilai 12.5% Mill Tolerance itu adalah suatu keharusan atau sekedar suggestion? Bolehkah engineer melakukan pengurangan nilai ini dengan alasan saat ini dengan technologi presisi yang ada, manufacture mempunyai tingkat deviasi quality produk yang rendah, misalkan cuma 3 atau 5% saja?

– Apakah penambahan thickness due to M (%) ini diapplikasikan sebagai multiple factor setelah mempertimbangkan C [::> tr = (tc + CA)/M or (tc + CA) * (1+M)] atau juga hanya sekedar menjadi penambah sebagaimana halnya CA [::> tr = tc + CA + tc*12.5%]

– Di section mana dari B31.3 yang memperlihatkan nilai 12.5% atau mungkin suatu nilai untuk M ini (misal 0.5 mm or something)? Atau mungkin diacuan lain yang bisa dijadikan referensi untuk nilai Mill Tolerance?

– Apakah nilai yang digunakan akan berlaku general/sama untuk case yang berbeda, misalkan M = 12.5% digunakan untuk pipa kecil (small bore) dengan schedule standard, dan akan diperlakukan sama untuk pipa besar (large bore) dengan schedule tinggi? Buat gambaran awal untuk pipa kecil nilai 12.5% ini mungkin tidak significant jika calculated thickness dibawah 6 mm (it means 0.75 mm addition due to M). Tapi untuk pipa dengan besar seperti 16′ alloy pipe sch 140 (thickness di atas 30 mm), apakah wajar jika kita pertimbangkan nilai sekitar 6mm sebagai thickness reduction karena proces rolling di manufacturer?

Sebelumnya saya ucapkan terimakasih.

Tanggapan 1 – doni_rachmayadi

Salam Pak edfarman,

12,5% bukan hanya dipakai pada ASME, juga pada API 5L. Dan ini berlaku pada semua size yang memakai standar ASME dan API.
Setidaknya ini dijadikan Based Reference untuk Worst Case Scenario untuk Pipe yang ketebalannya tidak sama dengan nominal wall thickness.

Jika anda berniat mengurangi Mill Tolerance, maka anda harus menyampaikan kepada semua Departemen terutama Procurement, Buyer, Expediter, QA/QC dan Client tentunya.

Kebanyakan dari semua Pipe Manufacturer, akan mengambil 12.5% sebagai Batas Kewajaran Produksi mereka.

Mudah-mudahan membantu.

Tanggapan 2 – Donny Agustinus

Halo Edfarman,

Kalau boleh saya menambahkan sedikit ya..

Perhitungan Wall Thickness sebuah pipa diatur oleh ANSI B31.3 para 304.1.2 (a) dan (b). masing-asing ad dua formula dengan kriteria tertentu, pemilihan formula yang digunakan tergantung ‘Designer’dengan melihat kondisi dari service.

Secara singkat, stepnya adalah:

Hitung ‘Pressure design Thickness, t dengan formula 304.1.2

Tambahkan mechanical allowance, corrosion dan errosion allowance: c,

Hasil penjumlahan ini, t + c = t minimum.

Check wall thickness (schedule) yang available di ASTM/API, tergantung jenis material yang akan dibeli, pilih yang mendekati hasil t minimum kita tadi.
Untuk melakukan pengecekan apakah Wall Thickness yang kita pilih sudah memenuhi Code(ASTM/API tergantung material yang kita ppilih), maka dilakukan perkalian 12.5% (angka ini ada di Code tersebut), dengan Wall Thickness yang kita pilih tadi.
Hasilnya, dikurangi dengan Wall Thickness Pilihan tadi, dan kemudian di cross check lagi dengan t minimum hasil perhitungan plus corrosion allowance dan lain-lain. Jika hasilnya tidak lebih kecil dari t minimum, maka berarti pilihan kita akan wall thickness sudah mencukupi dan memenuhi Code. Jika ternyata masih kecil, maka anda balik ke ‘square one’.

Mill Tolerance memang pada dasarnya adalah sebuah ‘toleransi’ yang diberikan kepada manufature sebagai pengakuan atas ketidaksempurnaan sebuah produk, baik dari raw material, prosess bending, maupun prosess manusia/sang operator, prosess testing setelah selesai produksi, dan lain-lain.

Namun, dalam hitungan kita tadi di ANSI B31.3, 304.1.2 juga ada factor E, yang sering juga disebut dengan Ällowable Pressure Stress Penalty’yang berdasarkan kepada metode manufacture pipa, yang merefleksikan kualitas dari longitudinal weld di seam-welded pipa, value nya ranging from 0.6 sampai 1.0 untuk seamless pipe. E factor ini juga bisa dinaikan dengan dilakukan tambahan NDE, tapi pasti akan mempengaruhi harga jual/beli pipa.

Intinya, kalau mau barang bagus dan bermutu, harganya jelas tidak murah as there is no such a free lunch.

Tanggapan 3 – I Wayan Eka Putra

Sedikit menambahkan untukwall thickness under thickness tolerance:

– untuk A106 material, under thickness tolerance -12.5% untuk semua size dan wall thickness

– untuk API 5L material, under thickness tolerance tergantung cara pembuatan pipa (seamless or welded), dan wall thickness selected. Contoh untuk seamless pipe dengan thickness =< 4 mm, maka under thickness-nya -0.5 mm, untuk 4 < t < 25 mm -12.5% * t. Untuk =>25 mm tolerancenya -3 mm. Untuk welded pipe beda lagi, detailnya lihat table 11 API 5L 44th edition.

Biasanya ada juga kumpeni yang men-specify under thickness tolerance lebih stringent dari standard, kebanyakan untuk pipeline application. Untuk process piping, biasanya pake yang standard manufacture aja.

Tanggapan 4 – Yusuf Nugroho

Pak Edfarman,

Saya coba menanggapi point ke-3 dari pertanyaan Bapak tentang aplikasi mill tollerance tsb.

Menurut saya dan practice yang selama ini saya terapkan adalah rumus yang Bapak samapikan sbb:

(tc + CA) * (1+M)

Sehingga mill tollerance (dalam hal ini disimbolkan dengan M) diikutkan di akhir setelah CA dan juga thread allowance (bila ada).

Pertimbangannya adalah ketika kita telah menetapkan suatu nilai thickness sesuai dengan standard (misal dipilih dari ASME B36.10 dengan nilai yang paling mendekati tapi lebih besar dari hasil perhitungan kita), maka mill tollerance tersebut berlaku bagi keseluruhan tebal pipa termasuk di dalamnya corrosion allowance.
Dengan kata lain setelah kita memilih thickness, misal kita menjatuhkan pilihan ke Sch 40, maka nilai thickness-nya akan kita re-check dengan menguranginya dengan mill tollerance dan corrosion allowance. Sisa hasil pengurangan tersebut kita periksa apakah sama/lebih besar dari tc atau malah lebih kecil. Bila lebih kecil maka kita pilih ketebalan di atas Sch 40.

Demikian mohon member yang lain berkenan melengkapi.

Tanggapan 5 – andigad@technip

Dear Pak Edfarman,

Kalau dari B31.3 , Mill tolerance memang bukan termasuk bagian dari Mechanical Allowance. Jadi memang harus terpisah, dan harus dimasukkan ke dalam perhitungan wall thickness pipa.

Mengenai besarnya kenapa dipakai nilai -12,5% (minus 12,5%) sebenarnya ini merupakan batas kritikal (batas bawah ) untuk – mill tolerance. Dan ini berlaku untuk semua ukuran pipa. Bapak bisa liat di ASTM A530 ‘ General Requirements for Specialized Carbon and Alloy Steel Pipe’ tabel 1 untuk lebih jelas mengenai nilai toleransi dari wall thickness.

Jadi, besaran -12.5% tersebut sebenarnya bukan besaran standard yang harus dimasukkan dalam kalkulasi wall thickness. (hanya untuk memudahkan saja, karena nilai -12,5 % batas maximum, lewat -12,5% pipa itu mestinya sudah direject karena tdk sesuai standar).

Kalau pihak manufacturer memang sudah memiliki teknologi presisi tinggi seperti yang bapak bilang dan mereka memiliki toleransi manufaktur misalkan +/- 5% atau mungkin dalam nilai besaran tertentu +/-0.05 mm misalnya. Bapak bisa memasukkan 5% saja atau 0.05mm dalam penambahan thickness akibat proses manufaktur.
Tapi tidak disarankan karena kecuali bapak yakin 1000% sama manufaturer-nya :).

Tanggapan 6 – fendy dest

Berdasarkan buku Pipeline engineering karya Maurice Stewart dituliskan:
t= tc+CA+(Pd/(2(SE+PY))*(100.(100-M)).

M adalah mill tolerance. Ia juga menambahakan nilai M 12,5% untuk pipa API 5L dibawah 20′ dan 10% untuk ukuran diatas 20′.

Mungkin bisa menjadi rujukan. Silahkan dikritisi apabila ada koreksi.

Tanggapan 7 – Dicky Al Anshari

Mungkin akan lebih baik jika bisa langsung mengacu ke code & standard yg dipakai untuk menghitung thickness-nya.
Sebagai contoh (lihat kutipan di bawah), ASME B31.8 mengizinkan untuk meng-order pipa tanpa meng-consider any underthickness tolerance.

‘803.222 Nominal wallthickness, t, is the wall thickness computed by or used in the design equation in para. 841.11 or A842.221 in Chapter VIII. Under this Code, pipe may be ordered to this computed wall thickness without adding allowance to compensate for the underthickness tolerance permitted in approved specifications.’

Tanggapan 8 – andigad@technip

Pak Fendy,

Untuk pipa API 5L. , bisa di liat di table 9 ( punya saya API 5L 2004 edition). (Wall thickness tolerance)

-Mill tolerance dibawah -12,5% berlaku untuk pipa >=20′ , material API 5L Gr X42 ketas .

M= -10% spt yang bpk bilang, berlaku untuk pipa 20′ seamless API 5L grade X42 keatas.

Untuk Material pipa lain spt A106, A312, A333, dll bisa diliat di ASTM A530 table 1.