Perhitungan untuk Tanki

"Saya membutuhkan penjelasan dari rekan semua yang paham masalah desain tanki untuk proses reaksi.Saya memiliki kesulitan untuk menghitung kekuatan tanki (tebal shell maupun head) dimana pada bagian atas tanki terdapat unit motor + reducer gear + support untuk memutar shaft agitator yang berputar pada putaran tertentu dalam tanki, yang ingin saya tanyakan adakah kode/standard khusus yang mengcover desain/kalkulasi kekuatan struktur tanki tsb? beberapa waktu yg lalu (karena keterbatasan pemahaman) saya terpaksa menghitung berdasarkan kode/standard u/ pressure vessel, adakah ini diperbolehkan? mengingat tanki tsb internal pressurenya tdak beda jauh dengan atmosfer, mohon pencerahannya para rekan sekalian."

Tanya - topan kovick

Selamat Pagi,
Rekan semua, saya membutuhkan penjelasan dari rekan semua yg paham masalah desain tanki untuk proses reaksi.Saya memiliki kesulitan untuk menghitung kekuatan tanki (tebal shell maupun head) dimana pada bagian atas tanki terdapat unit motor + reducer gear + support untuk memutar shaft agitator yg berputar pd putaran tertentu dlm tanki, yang ingin saya tanyakan adakah kode/standard khusus yg mengcover desain/kalkulasi kekuatan struktur tanki tsb? beberapa waktu yg lalu (karena keterbatasan pemahaman) saya terpaksa menghitung berdasarkan kode/standard u/ pressure vessel, adakah ini diperbolehkan? mengingat tanki tsb internal pressurenya tdak beda jauh dg atmosfer, mohon pencerahannya para rekan sekalian
Terima kasih atas perhatiannya dan selamat berkarya..



Tanggapan 1 - Crootth Crootth


Mas Taufan,
 
Perlu diketahui terlebih dahulu justru process reaksinya seperti apa.... karena setahu saya untuk process reaksi mayoritas tangki berikut agitator dan drivernya adalah masuk scope Licensor... Saya mencoba membantu dari sisi Hazards Mitigation nya bukan konstruksinya
Jika anda membuat sendiri tangki tersebut, diperbolehkan tentu saja, namun reaksinya seperti apa?
1. Apakah reaksi tersebut dapat dikendalikan?
2. Apakah pengendaliannya termasuk diantaranya dengan mengatur rpm agitator/mixer?
3. Apa yang terjadi jika rpm terlalu cepat/lambat?
4. Apakah reaksi melibatkan perubahan panas? seberapa panas/dingin?
5. Apakah terdapat kemungkinan terjadinya runaway reaction?
6. Apakah selama reaksi ada material intermediet yang membahayakan? (ingat kasus Bhopal)
7. Apakah semua material baik itu reaktan, katalis, intermediet dan hasil reaksi memiliki incompatibility dengan air, pemadam bubuk, pemadam chemical dan pemadam kebakaran lainnya?
8. Apakah tersedia PSV untuk kasus runaway reaction?   
 
Tentang konstruksinya,  
1. Apakah agitator/mixer secara kontinu dijalankan atau secara intermittant?
2. Jika secara kontinu dijalankan selain dari mixer, apakah vessel/tangki menerima beban dari: pipa/alat yang bersambungan, dead weight, internal/external presssure (domino blast effect), vessel content, beban support, beban termal, atau wind loads?
3. Apakah jika mixer dijalankan secara intermitten tangki menerima beban upsets yang besar?
4. Apakah driver berikut agitator dan reducer gear memiliki frekuensi alami yang sama dengan frekuensi alami tangki?
5. Seberapa sering terjadi shutdown/upset/emergency?
6. Apakah support vessel/tangki didesain sesuai dengan kriteria angin dan seismik setempat?
7. Jenis support apa yang digunakan? Rings? Braced Leg? Lug? Skirt? Saddle?
8. Apakah support-support tersebut memiliki kecenderungan menyimpan/menyembunyikan embun atau tetesan air di baliknya?
 
pertanyaan pertanyaan di atas hanyalah sebagian kecil dari sederet checklist yang bisa disusun sebelum mendesain agitating pressure vessel untuk sistem reaksi...
 
Saya kira untuk menghitung tebal head dan shell bapak bisa gunakan ASME BPVC Sect VIII Div 1, dengan tidak lupa menambahkan beban motor + mixer + reducer gear ke Flanges di bagian atas tangki... in case support driver + mixer + gear failure....
 
Mungkin teman teman mechanical lebih bisa bantu... Kohar barangkali?
 

Tanggapan 2 - topan kovick


Pak DAM, mohon maaf sebelumnya kalo saya masi kurang paham dg penjelasan bapak, namun untuk scope hazards mitigation saya mungkin tdk terlalu berdetil2 dsana, mengingat proses reaksi tdak menghasilkan pressure dan temperatur yg tinggi, serta tdak korosif. (pokoknya yg tdk terlalu membahayakan) mungkin saya lebih bnyak pada hal struktur / kekuatan tanki tsb. sedikit yg bsa saya tambahkan adalah tipe support yg dpakai mengunakan SKIRT, kira2 yg ingin saya tanyakan skrg adalah untuk mengkalkulasi circumferential stress ketika ada kondisi spt yg saya sebutkan sblmnya (ada reducer + motor + shaft + agitator), mohon bantuan analisanya sekali lagi pak..
 
terima kasih sekali dan selamat berkarya


Tanggapan 3 - Teddy (Jakarta) - Moderator KBK Piping


 
Bapak Taufan,

Perkenankan saya sedikit membantu, mudah-mudahan valid.
Ada beberapa tools yang bisa bapak pakai untuk menghitung stress pada tanki bapak:
 
1. Untuk attachment bagian roof tidak tercover oleh scope API-650 Appendix P. Sederhananya, bapak bisa menghitung memakai Table 26 dari Roark's Formula, bapak bisa hitung maksimum bending pada  roof plate-nya akibat berat reducer+motor+shaft+agitator (dead load). Hasil bending maksimumnya bapak bandingkan dengan 2/3 dari Specified Minimum Yield stress dari material plate bapak.  Perhatikan juga apakah, beban bapak itu terpasang dengan tilt-kemiringan tertentu dari normal, atau normal. Karena nozzle jadi punya tambahan kopel.Karena tidak tersambung dengan pipa, juga tidak terkena longitudinal moment (hoop) saya kira optimasi load case ini sudah cukup. Kalau bapak masih ragu, bapak bisa beri margin kontingensi. Kalau sebelumnya thickness plate nya belum ditentukan, bapak bisa masukkan angka 2/3 SMYS ke dalam persamaan, untuk mendapatkan thicknessnya, baru bapak tambahkan kontingensi.
Ada beberapa pilihan di Roark Formula, mungkin bapak bisa menggunakan superposisi untuk mendapatkan beban permodelan yang terbaik (misalnya uniform load (berat plat) + beban terkonsentrasi)
    
2. KArena ini di roof, maka PD5500 jadi tidak applicable. Coba baca lagi PD 5500 Appendix A dan G. Saya yakin ini tidak tercover.
 
3. Kalau bapak ingin lebih sophisticated dan reliable, bapak bisa menggunakan finite element method, dengan menganggap plate bapak sebagai membrane semi infinite, dengan simply supported pada keempat sisinya. Kalau bapak bisa MSC Nastran, mungkin bisa dimodelkan. Kalau mau gampang, ada software FEM yang bagus dan praktis (Saya tidak promosi) yaitu FEPipe atau Nozzle Pro.
 
Sekian, kekurangan atau kesalahannya mungkin bisa dikoreksi.