GRP Allowable Stress

"Allowable Stress untuk GRP pipe material sebaiknya diminta dari vendor nya langsung setelah mengkonfirmasi expected life span nya.Umumnya Vendor hanya akan memberikan nilai HDB (Hydrostatic Design Basis), tapi nilai ini bukanlah nilai allowable stress nya. Anda harus minta klarifikasi lagi dari vendor soal ini.Satu hal lain yang penting adalah, untuk stress analysis, norma-norma yang dipakai untuk menganalisis pipe steel tidak bisa digunakan untuk GRP, karena sifat anisotropic material dari GRP. Dalam hal ini kesalahan yang umum dijumpai adalah memakai ASME B31.3 sbagai basis analysis. Perlu diketahui bahwa failure criterias yang ada di ASME B31.3 tidak "COCOK" dipakai untuk menghitung stress akibat pembebanan pada GRP pipe karena formula di B31.3 tersebut dikembangkan dari homogeneous material seperti steel, kebanyakan hasil karya Pak Mark'l di tahun 1940 an."

Tanya - asatta Siregar


Dear rekan2 milis,

Saat ini di project yang saya kerjakan ada sebuah pipa yang menggunakan material GRP (Glass-Reinforced Plastic). yang ingin saya tanyakan adalah :

1. Apakah "ASTM D3517 - 06 Standard Specification for "Fiberglass" (Glass-Fiber-Reinforced Thermosetting-Resin) Pressure Pipe" merupakan standar yang merujuk pada pipa GRP?

2. Adakah rekan2 yang mengetahui nilai allowable stress dari pipa GRP ini?

Thanx before,


Tanggapan 1 - Dwi A.S. Utomo


Pak Siregar,
 
Silakan baca ASME B31.3 Chapter VII dan Appendix B.
 
Semoga membantu.


Tanggapan 2 - Teddy tavilius


Pak Siregar,

Allowable Stree untuk GRP pipe material sebaiknya diminta dari vendor nya langsung setelah mengkonfirmasi expected life span nya.

Umumnya Vendor hanya akan memberikan nilai HDB (Hydrostatic Design Basis), tapi nilai ini bukanlah nilai allowable stress nya. Anda harus minta klarifikasi lagi dari vendor soal ini.

Satu hal lain yang penting adalah, untuk stress analysis, norma-norma yang dipakai untuk menganalisis pipe steel tidak bisa digunakan untuk GRP, karena sifat anisotropic material dari GRP. Dalam hal ini kesalahan yang umum dijumpai adalah memakai ASME B31.3 sbagai basis analysis. Perlu diketahui bahwa failure criterias yang ada di ASME B31.3 tidak "COCOK" dipakai untuk menghitung stress akibat pembebanan pada GRP pipe karena formula di B31.3 tersebut dikembangkan dari homogeneous material seperti steel, kebanyakan hasil karya Pak Mark'l di tahun 1940 an.

Norma penentuan case load juga berbeda karena thermal load tidak berdiri sendiri seperti pada umumnya case load pada steel, tapi masuk ke dalam sustained casses, dengan mengadaptasi part factor f2 yang berbeda, yang memberikan margin allowable stress yang berbeda (meng-analogi 33% margin pada B31.3 untuk occasional loads)

Baru beberapa dekade setelah itu muncul BS7159 dan UKOOA Specification and Recommended Practice for the Use of GRP Piping, seiring dengan mulai digunakannya GRP. BS dipakai untuk aplikasi umum onshore, sedangkan UKOOA lebih spesifik kepada offshore application.

Tahun 2002 terbit BS EN ISO-14692 yang mengatur secara detail norma-norma analisis GRP pipe dan sekaligus melebur UKOOA dan BS7159. Failure Envelope yang ada di UKOOA juga diadopsi di ISO ini.

Sayangnya ISO ini belom ada di CAESAR rilis terbaru, tapi BS7159 dan UKOOA ada jadi salah satu dari kedua code tersebut masih bisa digunakan.

Demikian uraian saya semoga membantu.


Tanggapan 3 - asatta Siregar


Pak Teddy dan Pak Dwi,

Terima kasih atas pencerahannya, penjelasannya sungguh membantu...


Tanggapan 4 - Mico Siahaan


Pak Assata, saya memiliki paper: DEVELOPING A DESIGN ENVELOPE FOR GLASS REINFORCED PLASTIC (GRP PIPING SYSTEMS ACCORDING TO ISO 14692.
Jika mau, bisa saya kirim ke Bapak japri aja.



Tanggapan 5 - Dwi A.S. Utomo


Pak Teddy,
 
Terimakasih, uraiannya banyak memberi masukan yg penting banget.
Hanya penasaran saja, membaca uraian Pak Teddy di bawah saya mendapat kesan ASME B31.3 Chapter VII tidak cocok sama sekali dipakai untuk men-design GRP piping system.
Apakah uraian Pak Teddy dibawah itu berlaku untuk GRP (and or other plastic-materials) saja, atau berlaku juga untuk semua jenis non metallic piping system lainnya?


Tanggapan 6 - Mico Siahaan


Pak Dwi,

Setahu saya kata kuncinya adalah 'homogenous'. ASME B31.3 didesain untuk 'homogenous' material. Sedangkan GRP adalah non-homogenous karena merupakan composite dari plastic dan glass. Jika pipa non-metalik yang homogenous, ASME B31.3 masih valid digunakan. CMIIW, ya Pak Teddy.


Tanggapan 7 - Dwi A.S. Utomo


Mico,
 
Di kirim ke Pak Budhi saja supaya bisa dimasukkan milis.


Tanggapan 8 - Teddy tavilius


Betul pak. Cuman memang disini saya memfokuskan pembicaraan pada pada GRP/FRP/RTRP. Karena saya pikir tidak perlu lah misalnya pipa PVC dilakukan stress analysis :)

Apalagi kalo merujuk iklan salah satu produsen PVC dalam negri dulu, yang pipanya diinjak gajah saja tidak apa-apa :)


Tanggapan 9 - Teddy tavilius


Pak Dwi,

(Ini Dwi TM-UGM'97 bukan?)

Perlu ditambahkan, B31.3 memberi rambu2 "limitation" tapi tidak memberi basis bagaimana seharusnya beban diberlakukan untuk menghasilkan stress, minimal tidak sedetail saat B31.3 menguraikan untuk homogeneous material/steel pada Chapter II.

Tidak semua jenis komposisi GRP yang ada di pasaran juga spertinya di cover di Appendix. B. (ASTM 2992?)

DI luar pekerjaan stress analysis untuk GRP, rambu2 yang ada pada Chapter VII tetap bisa dipakai. allowable stress di Appendix B, untuk material yang terdaftar disitu juga bisa dipakai kalau mau, atau kalau sementara nilai dari vendor belom ada, maka bisa menggunakan HDBSx0.5 misalnya.

Ketidakcocokan terjadi, kalau kita perintahkan CAESAR menghitung berapa stress yang dihasilkan akibat pembebanan kalau kita menggunakan basis B31.3, karena sekali lagi formula B31.3 dikembangkan untuk steel.

Bisa juga saya katakan begini: B31.3 mungkin akan menghasilkan stress yang much more progressive dibanding kalau yang digunakan adalah ISO/BS/UKOOA.

Dalam hal ini ketidaksetujuan diperbolehkan :) , tapi kalau saya design engineernya, saya akan dengan confident bilang: untuk GRP saya akan lebih percaya memakai BS/UKOOA/ISO14692.


Tanggapan 10 - andreas timothy


Melanjutkan pembicaraan di bawah ini, menarik untuk menambahkan, setau saya sebagai praktisi GRP di oil & gas, bahannya terbuat dari composite serat fiberglass 70% (Glass roving material) & 30% mixture curing agent (Epoxy/Vynil Ester)  sebagai mechanical strenght layer serat fiber masih mengacu ke standar ANSI B31.3, namun sebagai acuan dasar design material GRP ke arah API 15HR./LR (oilfield) & ISO 14692 part 1-4.
 
Sedangkan stress data dengan standar ASTM D 2992 A/B (Cyclic/Static pressure) akan berbeda2 nilai value Long Term Hoop Stress dari setiap manufaktur berdasarkan data testingnya .


Tanggapan 11 - Teddy tavilius


Pak Andreas,

Thanks. Oleh sebab itu di email saya pertama kali saya tekankan untuk mengklarifikasi ke pihak vendor.