Caesar PSA

  • View
    559

  • Download
    3

Embed Size (px)

Transcript

By : iv4l64n@yahoo.com PSA Tutorial using caesar 5.10

PIPE STRESS ANALYSIS

MEMODELKAN DAN MENGANALISA STRESS PADA TUTORIAL 001MENGGUNAKAN CAESAR 5.10

Oleh Ivalgan Haqiqi Putra

INTI KARYA PERSADA TEHNIKENGINEERING & CONSTRUCTION SEPTEMBER 20110

By : iv4l64n@yahoo.com PSA Tutorial using caesar 5.10

1

By : iv4l64n@yahoo.com PSA Tutorial using caesar 5.10Pipe Stress Analysis (PSA) PSA adalah suatu cara perhitungan tegangan pada perpipaan karena adanya beban statis dan beban dinamis, beban ini bisa berupa gaya berat fluida yang mengalir, gaya berat pipa, gaya tekan fluida, gaya beban yang muncul tiba-tiba karena termal expansion, gaya dari luar karena angin, gempadll. PSA dilakukan pada pipeline maupun sistem piping untuk memastikan keamanan rute pipa, beban pada nozzle, dan apakah support pipa telah dipilih dan diletakkan secara tepat sehingga tegangan yang terjadi tidak melebihi besaran maksimal tegangan yang diatur ( codes / standard) Untuk memenuhi tujuan diatas maka para PSA engineer menggunakan software untuk memudahkan pekerjaannya yaitu Caesar II, Autopipe. Caesar II adalah program computer yang dibuat oleh COADE.Inc untuk memenuhi kebutuhan perhitungan PSA , software ini sangat membantu dalam desain mechanical dan sistem perpipan. Pengguna Caesar II dapat membuat permodelan system perpipaan dengan menggunakan simple beam element kemudian menentukan kondisi pembebanan sesuai dengan kondisi yang dikehendaki. Dengan memberikan/membuat inputan tersebut, Caesar II mampu menghasilkan hasil analisa berupa stress yang terjadi, beban, dan pergeseran terhadap system yang kita analisa. Tujuan dari Pipe stress analysis - Memastikan tidak terjadi overload yang akan mengakibatkan defleksi karena overstress pada pipa - Menentukan peletakan, jarak, jumlah, jenis dan dimensi dari support juga pondasi pipa - Menentukan displacement/pergeseran pipa untuk perhitungan pada nozzle-vessel - Mengatasi masalah getaran pada perpipaan - mengoptimasikan design sistem perpipaan A. Menu utama pada caesar II 1. New file Kita pilih File > New > Piping input > ok Masukkan nama project pada enter name new project Dalam hal ini kita memilih piping input untuk pekerjaan piping atau memilih struktural untuk pekerjaan struktural

2.

Input menu Di dalam Input Menu ada 3 pilihan yang dapat kita pilih yaitu : Piping adalah input Caesar II untuk pemodelan piping Underground adalah input Caesar II untuk pemodelan Burried Pipe Structural Steel adalah input Caesar II untuk pemodelan Struktur.

2

By : iv4l64n@yahoo.com PSA Tutorial using caesar 5.103. Analisis MenuDi dalam analysis menu memberikan kita pilihan untuk melakukan perhitungan yang kita inginkan sesuai dengan permasalahan yang kita simulasikan, yaitu sebagai berikut : Static Analisa ini digunakan untuk analisa pemodelan pipa / struktur dengan beban statis / tetap.. Dynamics Analisa ini digunakan untuk analisa pemodelan pipa / struktur dengan beban yang dinamis SIFs Digunakan untuk menghitung Stress Intensification Factor pada Intersection dan Bend. WRC 107/297 Untuk menghitung stress pada vessel akibat dari sambungan dengan pipa. Flanges Melakukan perhitungan stress dan kebocoran pada flange. B 31.G Memperkirakan ketahanan / umur pipeline Expansion Joint Rating Mengevaluasi expansion joint dengan menggunakan persamaan EJMA. AISC Melakukan pengecekan kode AISI pada elemen structural steel. NEMA SM23 Mengevalusi beban pipa pada steam turbin noozle API 610 Mengevaluasi beban pipa pada pompa centrifugal API 617 Mengevalusi beban pipa pada compressor. HEI Standard Mengevalusi beban pipa pada feedwater heater API 650 Mengevalusi beban pipa pada fired heater.

4.

Tool menu Tools menu merupakan salah satu fungsi yang penting dalam Caesar dimana didalamnya terdapat berbagai macam fungsi antara lain : 1. Konfigurasi/setup : Dapat membuat setup bermacam hal seperti interval node, tebal pipa, dll sesuai project data atau kehendak client 2. Make unit file Untuk membuat satuan yang sesuai project 3. material data base Melakukan editing atau menambahkan material baru pada data base Caesar II.

3

By : iv4l64n@yahoo.com PSA Tutorial using caesar 5.10B. Input Piping 1. Spreadsheet

Dalam spreadsheet kita akan mulai menginput node node desain, memasukkan data-data yang ada pada lembar project, menentukan letak restraintt yang tepat, dll. Dilengkapi dengan menu perintah dan tool bar yang akan memudahkan kita mendesain sistem perpipaan Dalam spreadsheet terdapat : 1. Nomor Node Dalam caesar setiap element pipa diidentifikasikan dengan nomor node. default interval node 10 dapat diganti pada menu awal, Tools >> configure/setup >> geometry directives >> auto node increment

2.

Panjang element Panjang elemen yang kita masukkan dalam CAESAR adalah dalam bentuk 3 dimensi dimana memilii koordinat (X, Y, dan Z). Sumbu Y adalah sebagai sumbu vertical. DX,DY,DZ adalah mendeskribsikan pengukuran terhadap X,Y,Z antara node awal (from node) dan node tujuan ( To node).

4

By : iv4l64n@yahoo.com PSA Tutorial using caesar 5.103. Pipe section properties Sebelum kita melanjutkan untuk membuat modelling kita harus mengisi properties pipa sesuai dengan project. Sch = schedule = tebal pipa Corrosion = batas ketebalan korosi pada pipa Insul Thk = tebal dari isolasi pipa jika terisolasi

4.

kondisi operasi

Caesar II memiliki 9 kondisi temperature dan tekanan yang dapat diberikan untuk masing-masing elemen pipa. Caesar II mempergunakan data temperature tersebut untuk mendapatkan thermal strain/regangan akibat temperature dan allowable stress/tegangan yang diijinkan dari suatu elemen dari material data base. Input temperature dan takanan ini juga berfungsi untuk mensimulasikan kondisi pembebanan ketika kita akan melakukan analysis. Caesar II menggunakan parameter standard untuk temperature sebesar 70 deg. F, jika kita ingin merubahnya sesuai dengan kondisi lingkungan dapat dilakukan dengan menggunakan Special Execution Parameters Option pada box yg terdapat di spreadsheet sheet input piping

5.

Spesial element information Komponen khusus seperti bend, rigid, expansion joint, reducer dan Tee diberikan di dalam check box di atas. Jika akhir node elemen pada spreadsheet adalah bend, elbow, atau mitered joint, maka bend checkbox harus dipilih dengan meng-klik 2 kali. Untuk Rigid checkbox digunakan untuk valve dan flange.

6.

Boundary & Loading Condition Check box disamping untuk membatasi pergerakan pipa dan untuk memilih beban dari luar yang diterima pipa bisa berupa gaya/momen yang terjadi pada element tertentu, sebuah beban merata atau beban karena angin

5

By : iv4l64n@yahoo.com PSA Tutorial using caesar 5.107. Piping material Caesar II membutuhkan spesifikasi material pipa, elastic modulus, poisons ratio, density,dll. Sebagai parameter dasar yang akan digunakan untuk perhitungan. Caesar II telah memiliki berbagai database tentang material dimana kita dapat memilih sesuai dengan spesifikasi yang dikehendaki, dan atau kita dapat merubah/membuat material data base sendiri dengan menggunakan Caesar II material data base editor.

6

By : iv4l64n@yahoo.com PSA Tutorial using caesar 5.10Sebelum melakukan pengerjakan dengan caesar II, kita mesti menentukan satuan yang akan kita pakai dalam project tsb. Karena ini penting dalam penginputan nantinya tidak terjadi kesalahan. Buka caesar pilih tools >> configure >> database definition >> Unit file name >> pilih MM, SI atau ENGLISH

Dalam hal ini satuan dalam proyek bisa saja tidak sama dengan template satuan dalam caesar II maka diperlukan program bantuan seperti convert unit http://www.joshmadison.com/software

Membuat satuan unit baru,. Menu T ools>> Make Units Files>> Enter

1. Review existing unit files, untuk memperlihatkan units files 2. Create a new units file, sebagai dasar pengeditan units file 3. Isi new unit file name dengan nama baru unit satuan. 7

1. Edit units file label dan unit satuan sesuai project. 2. Ok/save

By : iv4l64n@yahoo.com PSA Tutorial using caesar 5.10

Soal Latihan -seperti pada lembar TUTORIAL 001Langkah pengerjaan : A. Cara Input/ data masukan 1. Menentukan unit file /satuan sesuai dengan unit file dalam project yang dikerjakan. Setting unit file dahulu sebelum input data pada menu >> tools >> configure >> database definition >> Unit file name >> pilih ROPP >> exit w/save Maka telah tersetting unit file dalam ROPP

2.

Buat file baru Buka File >> New Maka akan muncul tabel spt disamping Ketik nama job file TUTORIAL 001, Diantara piping input dan struktural input dipilih piping input karena kita akan melakukan desain pemipaan Selanjutna pilih OK

3.

Input Menu Piping

Pilih Input Menu Piping klik OK Maka akan muncul unit file yang telah dipilih di awal tadi yaitu ROPP/PIM-2 klik OK. Maka akan muncul menu caesar

8

By : iv4l64n@yahoo.com PSA Tutorial using caesar 5.104. INPUT AWAL NODE 10-20

Pada awal ini kita menginput harus tahu satuan yang dimasukkan telah benar 1. Input diameter : Masukan nilai diameter sesuai satuan pipa 12 2. Input Wt/sch : Wall thickness/schedule adalah tebal dari pipa 40sch 3. Corrosion : menginput tebal corrosi yang di ijinkan 3.2mm 4. Insul Thk : menginput dari tebal isolasi bila pipa terisolasi 63.5mm 5. Temp : input temperatur yang dioperasikan tersedia sampai 9 kolom. temp 1 = 76 C 6. Pressure : input pressure yang dioperasikan tersedia smpai 9 kolom. Press 1 = 5.272 kgf/cm 7. Hydro press : input hydrotest pressure. Hydro press = 7.94 kgf/cm 8. Material : menentukan maerial yang digunakan dalam project. Material = (177)A333 6 9. Fluid density : input densitas dar