Memahami Saddle Horizontal Pressure Vessel

Saddle adalah jenis support yang menyangga dalam horizontal vessel. Saddle biasanya terdiri dari dua bagian kanan dan kiri yang simetris, jaraknya biasanya 1/5 (0.2) dari tanggen line. Jadi kalau vessel itu kita anggap satu bagian dari tanggen ke tanggen line, 1/5 jarak dari tangen line terluar adalah saddle (di dalam ilustrasi di tunjukan oleh huruf A), kemudian jarak antar saddlenya adalah 3/5 (Eugene f. Megyesy)

jarak saddle dari tangen line vessel
Saddle memiliki contac angle minimum 120 derajat (simbol teta pada gambar), kecuali untuk vessel vessel kecil. Jarak yang 120 derajat inilah yang nantinya akan di konversi untuk menyesuaikan panjang minimum baseplate. Lalu apakah baseplate itu? Saya pernah menyingungnya di istilah istilah dalam vessel, tapi saya uraikan kembali. Baseplate adalah bagian dari saddle yang letaknya paling bawah, ia akan terhubung oleh anchor bolt yang berfungsi untuk menguatkan vessel pada pondasi.

Bagian bagian saddle horizontal vessel

Bagian bagian saddle horizontal vessel
Selain baseplate, saddle terdiri dari beberapa plat lagi yang menyusunnya sehingga dapat membentuk support untuk horizontal vessel ini. Antara lain
  1. Wear plate adalah plat saddle yang menempel pada shell, semacam penghubung Antara saddle dengan vesselnya. Wear plate ini umumnya materialnya sama dengan vessel, sedangkan bahan lain dari saddle dapat saja berlainan. Misalnya, untuk vessel materialnya SA 516 Gr 70, maka wear plate ini materialnya juga SA 516 Gr 70.
  2. Rib Plate adalah plat yang menyangga langgsung si vessel dalam saddle, posisinya vertical pararel dengan sumbu vessel. Rib kalau di artikan secara Bahasa artinya rusuk, karena memang fungsinya seperti rusuk, sebagai penyangga. Jumlah rib plate bervariasi dalam satu vessel, biasanya sudah ada standarnya.
  3. Web plate adalah sisi bagian belakang dari rib plate, sebagai penutup. Berbeda dengan wear plate, untuk rib plate, web plate ataupun base plate terkadang materialnya tidak sama dengan vessel. Biasanya ia menggunakan material yang memang tidak untuk pressure tinggi, contohnya material SA283 gr C untuk Carbon stell.
Adakalanya saddle tidak mampu untuk menahan beban yang terlalu tinggi dari pressure setelah di lakukan perhitungan melalui simulator, biasanya digunakan software sekelas PV-elit. Daripada ukuran saddle di besarkan yang mengakibatakan ketidak efektifan, kadang saddle dilengkapi dengan stiffenering. stiffenering tersebut biasanya di pasang melingkari shell dan saddle.

Pertimbangan Slotted hole

Kemudian permasalahan yang patut di perhitungkan adalah masalah expansi. Seperti kita tau, setiap logam akan berekspansi kalau terkena panas, dan menyusut kalau dingin. Kalau nilai expansi ini tidak benar benar di perhitungkan dalam vessel, bisa bisa vessel akan fail seperti ilustrasi berikut ini.

ilustrasi kesalahan pemasangan slotted hole vessel
Untuk mengakomodir nilai ekspansi dari vessel, biasanya pada saddle di buat slot pada satu sisi baseplatenya, yang kita namakan sliding side. Sedangkan sisi lain, biasanya dibuat permanen alias tanpa slot. Dan yang lebih penting lagi, kita harus tau operasional vessel ini. Vessel akan di operasikan hot condition atau cold condition, kalau salah merancang slot hole bisa bisa lebih parah daripada tidak mengunakan slot hole, karena sama sama tidak mampu mengakomodir expansi dari vessel.

Untuk perhitungan detail setiap bagian dari saddle, saya tidak menyertakan di sini karena memang saya belum ahli di dalamnya. Disamping itu, biasanya sudah ada standard yang mengatur masalah tersebut jadi anda tinggal membukanya, silahkan memperlajari kembali mengenai saddle dalam horizontal vessel.

Seperti Apa Pekerjaan Piping Engineer

Piping engineer adalah seseorang yang melakukan proses perancangan dan analisa terhadap pipa serta komponennya berdasarkan disiplin ilmu yang berkaitan dengannya. Menurut saya, piping adalah department yang paling banyak ilmunya, karena ia akan berkaitan dengan departemen departemen lainya secara langsung.

Seperti pernah disinggung sebelumnya dalam sejarah dan teori dasar pemipaan, bahwa piping adalah urat nadi dari sebuah system. Oleh Karen piping merupakan urat nadi, departemen piping juga paling banyak musuhnya. Musuh gimana?

Seperti Apa Pekerjaan Piping Engineer
Maksunya ia akan banyak bersingungan dengan departemen lain secara langsung, biasanya tinggal nanti kuat kuatan argument terhadap konsep masaing masing. Dan disinilah menariknya dunia EPC, ia selalu banyak masalah dan darinya kita akan banyak belajar mengenai problem solving.

Dalam piping kita akan mempelajari PID, dimana piping and instrument diagaram adalah kerjaan nya orang proses yang banyak di isi orang tehnik kimia, jadi kita belajar kimia. Kita juga belajar mechanical, karena pipa akan bersingungan dengan ekuipment artinya kita harus tau mengenai mechanical pula. dengan sipil, pipa pun akan di letakan di structure (platform atau pipe rack) yang artinya kita belajar dari sipil. Begitu juga dengan elektrik dan lain seagainya. jadi kita akan belajar banyak hal di piping departement.  

Di dalam departemen piping, biasanya akan di bagi menjadi beberapa bagian lagi. Antaranya yaitu :
1. Piping Material
2. Piping Stress analysis
3. Piping Support
4. Piping Design

Disini yang perlu di tekankan, Antara engineer dan designer itu berbeda. kalau engineer, istilah lengkapnya piping engineer, tugas utamanya biasanya menghitung. Ia yang nantinya menghitung dan menganalisa apakah si piping (atau supportnya) itu kuat atau aman.

Sedangkan kan designer tugas utamanya adalah merancang, ia yang membuat rancangan yang merupakan penerjemahan dari PID yang telah di tentukan. Biasanya, seorang designer akan menentukan jalur pipanya, istilahnya rootingnya dari mana kemana dan menggunakan komponen apa saja. Setelah rootingan selesai oleh designer, biasanya diserahkan ke stress engineer untuk di hitung apakah si pipa itu aman.

Rooting pipa yang telah di tentukan oleh designer biasanya telah di pertimbangkan keamanannya, aksesnya, dan maintenancenya serta pertimbangan lainnya. Aturan aturan itulah yang menjadi guide bagi designer untuk menentukan arah pipanya, sedangkan stress engineer biasanya tidak terlalu paham hal hal tesebut.

Dilain pihak, stress engineerlah yang menentukan pipa yang tadinya telah di rancang, apakah boleh diteruskan dengan pertimbangan kekuatannya, perlu sedikit penambahan support atau kalau perlu diganti rootingnya. Disini seperti dua belah pihak yang saling membutuhkan, si designer merancang dan si pipe engineer menghitung.

Lulusan untuk Piping Engineer

Sebuah pertanyaan sederhana, diisi dari jurusan manakah piping engineer itu? Sekarang coba kita lihat, kalau mechanical engineer jelas dia dari tehnik mesin. Kalau electric engineer, jelas dari tehnik elektro, begitu pula civil ataupun chemical yang mengurus PID. Semua departemen tersebut jelas diisi oleh lulusan di bidangnya.

Sekarang yang jadi pertanyaan, darimana lulusan piping engineer? Sebenarnya tidak ada patokan untuk piping engineer ia harus dari mana. Di perusahaan saya, piping engineer diisi oleh orang dari mesin, tehnik perkapalan dan tehnik material. Yang jelas, mereka mereka itu harus paham ilmu mekanika karena nantinya banyak digunakan kaidah mekanik untuk menentukan keamanan pada pipanya.

Tugas Piping Material Engineer

Tugas Piping Material Engineer
Piping material biasanya menyusun tentang spesifikasi material pada pipa yang akan digunakan. Data dari piping material ini bisa di sebut dengan PMC (piping material class), yang nantinya digunakan baik oleh designer untuk merancang atau engineer untuk menghitung. Piping material biasanya terdiri dari lulusan tehnik material, atau bisa juga di isi oleh orang dari tehnik mesin.

Tugas Piping Stress Analys

Tugas Piping Stress Analys
Untuk tugas piping stress analys pada intinya adalah memastikan kalau system tersebut aman, sesuai kode dan standar. Biasanya untuk melakukan stress analys pada suatu system pemipaan, seorang stress engineer mengunakan alat bantu berupa software. Software yang umum digunakan adalah Caesar, walau ada pula yang mengunakan autopipe dan software sejenis.

Apa saja yang dilakukan pipe stress analysis, saya pernah membahasnya di tugas piping stress analys

Tugas Piping Designer

Seperti di singung sebelumnya, kalau seorang piping designer adalah orang yang bertugas untuk merancang system pemipaan. Maka seorang piping design akan berkutat dengan PDMS, software yang mempermudah dalam perancanaan. PDMS adalah Sebuah software yang digunakan untuk merancang dan mendesain piping system, termasuk pula ekuipmentnya dan area sekitarnya, yang hasilnya berupa gambar 3D. PDMS adalah singkatan dari Plant design managemen system, sebuah software yang terintegrasi dengan berbagai macam disiplin (atau department) yang nantinya akan menampilkan rancangan dari konsep yang telah dibuat.

navis yang digunakan oleh piping designer
PDMS ini sangat memudahkan, nantinya si piping engineer atau designer tidak lagi perlu membuat isometric piping drawing, karena tinggal meng ekstrak dari PDMS. Untuk electrical, sipil dan beberapa department lainya juga bisa ikut melengkapi rancangan plant tersebut. Bahkan, segi keamanan atau safety bisa di lihat dari hasil yang telah di tuangkan lewat PDMS, yang hasil akhirnya berbentuk file navis. Dari navis ini departement lain bisa melihat dan menjadi pertimbangan dalam perancangan kerjaannya dan nantinya klient pun dapat menilai apakah perlu ada perubahan dari konsep yang telah di tawarkan oleh piping ini.

Tugas Piping Designer
Seorang piping design, dalam mendesign system pemipaan tidak seneak udelnya sendiri, mereka pun harus mengikuti beberapa pertimbangan yang telah saya bahas di pertimbagan dalam mendesain pipa. Tujuannya disamping agar fungsi dari sistem pemipaan itu dapat bekerja, faktor keaman menjadi pertimbangan utama. Dan itu pula yang nantinya akan di wanti wanti oleh si client selaku pemilik plant dari perencanaan pemipaan yang kita buat di PDMS.

Kurang lebih, itulah sedikit penjelasan mengenai pekerjaan dari seorang piping engineer yang pada dasarnya terdiri dari berbagai macam bagian. Semoga ini dapat menjelaskan dan memberikan gambaran mengenai pekerjaan piping engineer.

Pengertian Steam Tracing dan Penjelasannya

Steam tracing adalah suatu kondisi yang dibuat agar fluida di dalam pipa tidak mengalami pembekuan dengan menjaga tempratur pada pipa cukup tinggi dan akhirnya si fluida dapat di pompa atau di alirkan. Kondisi ini biasanya memanfaatkan sebuah tube yang di kenal dengan tracer, di
dalamnya di isi oleh steam yang berasal dari steam-header (atau subheader), kemudian di tempelkan pada pipa utama secara pararel dan di bungkus bareng dalam satu insulasi pipa.

Pipa horizontal biasanya di trace di bagian bawah dengan satu tracer, tracer tersebut biasanya terbuat dari tube (copper atau stainless) tracer ini kemudian di gabung pararel dengan pipa yang akan di atur suhunya, kemudian baru di buatkan insulasi pipanya.

skema Steam tracing
Pertanyaanya kenapa digunakan steam? kenapa tidak di panaskan mengunakan pemanas electric atau sejenisnya. Dengan mengunkan steam, ongkos instalasi dan perawatanya memang lebih mahal, tapi satu steam tracer menghasilkan 2-10 lebih panas dibandingkan aplikasi lainnya. Disamping itu tracer mengunakan steam ini lebih sedikit resikonya, pertimbangan lain adalah fluida dalam pipa tidak akan melebihi maximum saturation dari tempratur steam.


Tekanan dan temperature steam untuk tracing

Steam yang digunakan memiliki tekanan Antara 10-200 PSIG. Beberapa steam biasanya disediakan tekanan yang cocok untuk tracernya, tetap apabila steam pressurenyanya terlalu tinggi ia akan diatur melalui control valve. Untuk steam yang memiliki tekanan rendah bisa juga digunakan asal di ujung dischargenya langsung mengarah ke atmosfer, jadi langsung di buang.

bagian bagian Steam tracing
Tekanan yang digunakan dalam steam tracing dapat dibedakan menjadi tiga bagian, Low pressure (LP) steam, medium pressure (MP) steam atau High pressure (HP) steam. Temprature steamnya berkisar 150-180 C untuk LP steam, atau 200-270 C untuk MP steam dan sisanya 350-400 C untuk HP steam.

Dimana steam tracing di pasang?

Steam tracing biasanya di pasang dalam keadaan berikut ini :

1. Pada jalur pipa yang kemungkinan terjadi genangan, contohnya pada cabang (branch) dari pararel heat exchanger atau pompa, bypass sekitar ekuipment. Pada beberapa bagian pipa ini, kondensat atau pembekuan bisa saja terjadi.

2. Ekuipment atau pipa yang tidak boleh berada dibawah ambient temperature, misalnya ketika terjadi pada musim gugur (di luar negeri misalnya).

3. Pada suction pipe gas kompresor yang berasal dari keluaran KO drum, kondensat bisa saja terjadi yang nantinya dapat merusak kompresor.

4. Inlet piping dari relief valves, untuk meyakinkan bagian dalam pipa bebas dari solidifikasi material atau cristalisasi hydrate

Tujuan dari steam tracing

Steam tracing pada pipa
1. Menjaga fluida di dalam untuk mencegah menjadi solid (solidifikasi) karena kristalisasi atau air yang membeku.
2. Menjaga fluida agar tetap memiliki kekentalan (viscous) yang tinggi
3. Untuk menjaga fluid dari rendahnya temperature
4. Mencegah pembekuan dari fluida yang mengandung air
5. Mencegah senyawa korosif yang terbentuk ketika terjadi kondensasi
6. Mencegah kondensasi dari gas yang mengalir pada pipa
7. Mencegah cold brittleness (pipa menjadi getas) karena tempratur yang dingin
8. Mencegah hidrate formation di pipeline

Steam tracer ini bisa di bagi lagi menjadi dua bagian utama, yaitu system tertutup dimanan keluaran dari steam ini di kumpulkan dan kemudian digunakan kembali (recover). Atau open system, dimana steam dari discharge dilepas ke atmosfir, namun ini jarang sekali terjadi.

Cara Menentukan Critical Line Pipe

Pipa yang kritis (critical pipe) perlu di tentukan terlebih dahulu sebelum memasuki perhitungan oleh departemen stress analysis. Jadi tidak semua pipa dalam system (line pipe atau jalur pemipaan) itu di hitung satu persatu, kita perlu mencari mana pipa yang kritis dan mana pipa yang tidak. Setelah semua pipa di tentukan, maka critical pipe itu akan menjadi critical line.

Apa yang dimaksud dengan critical line? 

Jalur pipa yang kritis (critical line) disini maksudnya pipa tersebut berpengaruh terhadap system, entah itu temperature dan ukuran pipanya, atau bisa jadi pipa tersebut konek ke ekuipment sehingga kita perlu mempertimbangkan keamanan si ekuipment. Yang intinya menjamin semua system itu aman dan plant tidak shut down.

Lalu apakah peting menentukan critical line?

Cara Menentukan Critical Line Pipe
Sebenarnya si bisa saja semua line pipe (jalur pipa) kita hitung, tapi itu akan memakan banyak waktu dan ujung ujungnya ke masalah biaya, seperti kita tau stress analys engineer pelu di gaji dan licenci Caesar pun tidak gratis.

Critical line biasanya di tentukan oleh senior pipe stress engineer dengan mengunakan document seperti PID, line list dan equipment key plan. Kemudian ia akan mempertimbangkan beberapa aspek berikut ini sebelum menentukan line tersebut masuk critical line. Aspek teresbut adalah :

• Line design/operating/upset temperature
• Equipment connection
• Pipe and Equipment material
• Pipe condition
• Pipe thickness
• Design/Upset pressure

Setiap organisansi memiliki panduan untuk menentukan critical line, terlebih setiap project pun tidak sama permintaannya. Namun sebagai perbandingan, berikut adalah beberapa kriterian yang di perlukan untuk menentukan critical line. Diantaranya pipa atau koneksi pipa yang ke:

1. 3 in dan atau lebih besar yang :
a. Koneksi ke rotating ekuipment
b. Ekupiment atau support yang mengalami perbedaan settlement (misalnya tank)
c. Tempraturenya -5 C
2. Reciprocating equipment
3. 4in dan atau lebih dan konek ke air coolers, steam genenrators,atau fired heater tube sections
4. Termprature 300 dan atau lebih besar
5. 5 inc dan atau lebih besar yang memiliki desain tempratur 175C
6. Pressure tinggi (14.000Kpa)
7. Terkena external pressure
8. Konkesi ke expansion devices
9. Underground pipe (pipa bawah tanah)
10. Steam tracer dan jacket pipe
11. Pipa yang memiliki proses krusial (critical service)
12. Pressure relief system (yang inlet pressurenya 1.100 kpa atau lebih)

Pertimbagaan penentuan critical line di atas saya dapatkan di salah satu sumber, anda bisa mendownload tipe pdfnya di sini (klik). Sebagai pertimbangan lagi, saya akan berikan salah satu pertimbangan penentuan critical line berdasarkan project yang pernah saya kerjakan. Line yang masuk dalam critical adalah :

Critical Line Pipe pada salah satu project
penentuan critical line, klik untuk perbesar
Dalam project tersebut, critical line di bedakan menjadi 3 level. Dimana level pertama (level 1) tidak perlu untuk di kalkulasi mengunakan Caesar, level 2 bisa mengunakan software dan level 3 itu mutlak di kalkulasi mengunakan software (yang dalam hal ini perusahaan saya mengunakan Caesar II).

Intinya, critical line itu adalah pipa yang memiliki kriteria :
1. Konek ke rotating ekuipment, atau sensistive ekuipment
2. Pipa yang atau lebih dari 4 inc ukurannya
3. Konek ke ekuipment (vessel, HE, Air coolers) lebih dari 4 inc
4. Semua line pipa underground (buried pipe)
5. Pipa tekanan tinggi ( #600, ukuran 2 in atau lebih)
6. Cryogenic (ukuran 2 inc atau lebih)

Kurang lebih itulah beberapa pertimbangan dalam menentukan critical line, sekali lagi tergantung dari kriteria project yang digunakan. Pada intinya, urusan critical pipe adalah ditentukan oleh lead stress engineer, jadi walaupun tidak masuk dalam kriteria tapi sang lead bilang perlu ya mau ga mau line tersebut akan di hitung dan dimasukan dalam critical line list.

Nama dan Arah Tegangan Dalam Pipa

Arah tegangan merupakan konsep dasar yang harus di pahami oleh seorang piping stress engineer, begitu pula dengan penamaannya. Nama disini adalah nama tegangan, karena di dalam stress sering sekali di sebutkan istilah istilah seperti axial load, longitudinal load, lateral load dan lain sebagainya. Kalau kita tidak paham nama nama tegangan tersebut, bagaimana kita akan mengerjakannya? Bagaimana mengetahui kalau kerjaan kita bener?

Mungkin sebagian orang sudah familiar dengan istilah tersebut, karena masih kuliah misalnya atau baru saja lulus. Tapi sebagian lagi mungkin agak sedikit lupa dengan istilah istilah pada tegangan, oleh karenanya saya akan sedikit berbagi. Namun sebelum itu, ada baiknya adan membaca stress pada vessel karena beberapa penjelasan saya sertakan di sana.

arah tegangan pipa
Terminology tegangan dengan beban kadang sering di campur adukan, padahal keduanya memiliki makna yang berlainan. Mungkin karena sama sama hasil penerjemahan, jadi sering di campur. Yang namanya tegangan adalah definisi dari stress, sedangkan pengertian beban (gaya) itu diambil dari force atau load. Jadi beban adalah bagian dari tegangan, seperti kita tau kalau stress (tegangan ) adalah gaya (load) per satuan luas.
Stress (σ) = Force / Cross Sectional Area 

1. Tegangan Longitudinal / longitudinal stress

longitudinal stress pipe
Tegangan longitudinal adalah tegangan yang arahnya sejajar dengan pipa, ia pararel dengan arah pipa. dapat di samakan pula dengan arah aksialnya, tapi perlu di bedakan Antara beban dengan tegangan seperti yang saya sebutkan di atas.


2. Circumferintal stress atau hoop stress

Circumferintal stress or hoop stress pipe
Tegangan circumferintal atau sebagian menyebutnya juga dengan hoop, yaitu tegangan yang arahnya tangensial terhadap area potong pipa. maksudnya seperti ini, kalau keadaan yang lebih buruk maka circumferintal ini akan membelah pipa menjadi dua bagian. Gaya yang membelah pipa itulah gaya cerkumferintal, kalau kita lihat las lasan pipa, disitulah kira kira gaya hoop stress yang akan terjadi.

Circumferintal stress kadang dikenal dengan tangensial stress, jadi gaya dengan arah ini memiliki tiga nama yaitu circumferintal stress, hoop stress dan tangensial stress.


3. Radial stress

Radial stress adalah tegangan yang arahnya menyebar ke semua penjuru pipa (melingkari dinding pipa). jadi tegangan ini melingkar, mengenai seluruh dinding si pipa. kadang memang membingungkan kalau di bandingkan dengan hoop stress pada awalnya, tapi jelas berbeda ko dua istilah ini.

Radial stress pipe
Jadi ketika pipa itu di aliri fluida di dalamnya, ia menjadi bertekanan. Tekanan itu akan menyebar ke segala arah. Ke arah lurusnya pipa, ia akan menghasilkan tegangan longitudinal nantinya. Ke arah menyebar ke dinding pipa, ia akan menghasilkan radial stress. Dari tekanan menyebar ini, karena pipa hanya sebuah plat yang dibuat melingkar dan di las (kadang ada yang tidak mengunakan pengelasan) maka akan timbul gaya hoop stress, yang bisa membelah pipa menjadi dua bagian (secara extream nya).

Besarnya tegangan radial ini, sama dengan pressure yang bekerja didalam fluidanya Cuma arahnya saja negative karena sifatnya menahan.


4. Beban axial / axial load

Beban aksial adalah gaya yang searah dengan pipa, yang arahnya juga longitudinal. Kadang pula sering menyebutnya dengan axial stress, tidak masalah asal kita tau arahnya.


5. Beban lateral /lateral load

lateral load pipe
Beban lateral adalah beban horizontal, maksudnya beban yang searah permukaan bumi. Jadi sifatnya mendatar, segala beban yang arahnya mendatar itulah yang dinamakan beban lateral. Sebenarnya definisi beban lateral ini saya temukan di sipil, mungkin mengalami perluasan makana sehingga digunakan juga oleh mechanical dalam hal ini piping.

Arah beban lateral adalah tegak lurus dengan arah aksial, kalau aksial itu sifatnya lurus dengan pipa kalau lateral itu tegak lurusnya. Sehingga dalam piping stress, beban lateral ini biasanya akan di tahan oleh guide support yang sifatnya menahan kearah samping (supaya pipa tidak bergeser). Kalau beban aksial di tahan oleh anchor, sedangkan beban lateral di tahan oleh guide.


6. Tegangan geser/ shear stress

shear stress pipe
Tegangan geser itu arahnya memotong dari pipa, jadi tegah lurus dengan axial stress. sifatnya membelah si pipa. Kembali mengenai tegangan geser, karena sifatnya menggeser jadi seolah pipa itu di belah dari atas langsung.


7. Torsi / Moment stress


Moment stress pipe
Kalau torsi atau moment arah tegangannya memuntir. Jadi kalau ada pipa salah satu sisinya di tahan dan sisi lain di puntir, itulah torsi.

Itulah beberapa beban yang perlu untuk di ketahui, dan kita juga perlu tau dimana arahnya. Mengenai rumus atau cara perhitungan tegangan, memanang segaja tidak saya bahas disini mungkin lain waktu, karena saya fokos ke arah tegangan pipa.

Memahami Separator Vessel type Vertical

Separator vertical memiliki kelebihan terutama ia mampu menghandle padatan yang dihasilkan, seperti pasir atau lumpur. Ia digunakan pula jika ruang terbatas, untuk GOR yang rendah dan level control yang mudah. Keuntungan lainya dari vertical separator vessel adalah ia memiliki drainage (saluran pembuangan) yang bagus berada di bawah, liquid-level control yang tidak terlalu critical, dapat di tempatkan pada posisi yang sempit. Penempatan yang tidak makan ruang ini juga menjadi boomerang, karena sifatnya yang tinggi, maka untuk penempatan dan pengoprasian instrument yang tinggi memerlukan platform atau ladder.

Sekedar mengingatkan, Separator vessel vertical yang kali ini akan kita bahas lebih dalam, sebelumnya kita telah membahas sekilas mengenai separator terutama separator vessel horizontal dalam artikel sebelumnya. 

Separator Vessel Vertical type centrifugal
Separator vertical terkadang mengunakan prinsip centrifugal dalam pemisahannya, gaya centrifugal inilah yang nantinya mendorong si fludia ke dinding (shell), sehingga liquid nantinya tertumbuk dan jatuh ke bawah sementara si gas akan terlewatkan ke bagian ouletnya, sehingga terpisah Antara udara dan gasnya. Mengenai apa itu gaya sentrifugal, saya pernah membahasnya di prinsip kerja pompa centrifugal.

Lewat peran Mist Extractor, maka gas yang keluar dari separator ini lebih terjamin bebas dari liquid Karena fungsi dari Mist Extractor adalah untuk menyaring liquid. Ada kalanya separator tidak mengunakan prinsip centrifugal, namun mirip cara kerjanya dengan horizontal vessel hanya letaknya saja menjadi vertical. Disinilah peran dari internal vessel, disamping peran Mist Extractor, yang akan menjamin gas terpisah dari liquid.

bagian bagian Separator Vessel Vertical
Prinsip kerja separator vertical adalah mirip dengan horizontal separator vessel, flow dari inlet akan menabrak diverter yang memisahkan sebagian besar gas dari fluida. Fluida tersebut nantinya akan mengalir mengalui downcomer, dan ia nanti akan keluar melalui bagian paling bawah yaitu di spreader, sehingga instrument pembaca oil nantinya tidak terpengaruh terhadap aliran ini. chemnery akan berfungsi sebagai penyeimbang tekanan gas Antara pengumpul liquid bagian bawah, dengan bagian atasnya.

Spreader berlokasi di bagian paling bawah berfungsi untuk menyebarkan fluida seperti yang telah di jelaskan sebelumnya. Minyak dan air yang keluar dari saluran ini akan terpisah, Ketika oil mengalir dari saluran ini, ia akan naik ke ataas karena mas ajenisnya lebih rendah daripada air dimana tempat spreader ini keluar.

cone pada Separator Vessel Vertical
Kadang kala, ketika fluida hasil dari sumur mengandur pasir. Separator vertical dilengkapi cone pada posisi bagian bawahnya, sehingga pasir dapat terkumpul. cone dibuat dengan sudut 45-60 derajat, karena di sudut kruangdari 45 derajat pasir akan cenderung terkumpul pada dinding dan tidak mau turun.


Nama lain separator vessel


Separator vessel ternyata tidak hanya memiliki satu nama, kita atau beberapa perusahaan justru terkadang memberikan nama yang berbeda tetapi memiliki fungsi yang sama dengan separator. Separator ini, memiliki nama lain sebagai berikut :

• Oil/gas separator
• Gas/liquid separator
• Degasser
• Deliqulizer
• Scrubber
• Trap

Menurut Process Engineering Equipment Handbook, karangan Claire soares, separator vessel disebut juga knockout drum dan saya pernah menyingungnya dalam pembagian vessel berdasarkan prosesnya. Jadi saya harap anda tidak bingung untuk membedakannya, karena dua duanya adalah sama.


Bagian bagian separator vessel


Dalam separator vessel baik itu vertikal separator atau horizontal separator, pada umumnya kita akan menemukan beberapa istilah berikut ini. Namun saya tidak akan menjelaskannya kembali karena saya pernah menyingungnya dalam istilah istilah dalam pressure vessel, jadi silahkan baca aritkel tersebut untuk mengetahui maksud dari terminology di bawah.

• Inlet
• Baffles
• Diverter / Deflector
• Separation enhancement device
• Mist extraction
• Various weirs to
• Vortex breaker
• Liquid level/interface detection and control, etc.;
• Gas, oil, water outlet;
• Pressure relief devices

Beberapa istilah di atas lebih di persempit dari istilah vessel karena ada beberapa terminology untuk internal vesselnya, yang nantinya bekerja untuk memaksimalkan pemisah (separator) ini. lalu kalau sama sama sebagai pemisah, lalu apa bedanya dengan column yang sama sama memisahkan fluida. Untuk mengetahui jawabannya, silahkan baca di cara kerja tower atau column

Mist extraction pada Separator Vessel
Mist extraction, mist extraction adalah alat yang digunakan untuk memisahkan kabut (mist) cairan dari gas, biasanya kabut tersebut akan mengandung butiran butiran cair (droplet) yang menyebabkan gas tidak benar benar kering. Mist extraction terbuat dari beberapa macam plat (vane/ plat tipis, bisa pula disebut sirip) yang dibentuk sedemikan rupa, sehingga butiran cairan nantinya akan menubruk vane dan akhirnya terkumpul dan jatuh ke bawah, sementara gas akan tetap dapat lewat.

diverter pada Separator Vessel
Diverter, diverter adalah plat setelah inlet nozzle pada separator yang memiliki fungsi untuk menahan laju aliran fluida. Fluida dari inlet yang menubruk diverter akan mengalami perubahan kecepatan dan arah, biasanya fluida cair akan jatuh dan terkumpul di bawah, sementara gas akan tetap di lalui karena sifatnya yang menyebar kesegala arah.

Di fabrikator lain, mungkin akan menyebutkan diverter ini sebagai deflector. deflector dan diverter adalah sama fungsinya, hanya mungkin berbeda penamannya saja. 

Kurang lebih itulah penjelasan mengenai separator vessel yang telah di bagi menjadi horizontal separator dan vertical separator. Semoga dapat sedikit membantu anda dalam memahami tetang separator vessel, untuk lebih jelasnya anda bisa mendownload presentasi separator vessel dan mempelajarinya sendiri, silahkan download di separator vessel powerpoint

Memahami Separator Vessel type Horizontal

Separator vessel adalah penampung yang bertugas untuk memisahkan fluida (dari well, sumur) menjadi beberapa fase. Biasanya fase yang telah di pisahkan seperti oil nya, tidak serta merta di pakai sebagai hasil produksi, tapi masih di murnikan oleh separator kedua sampai ketiga, tergantung kebutuhan permurniannya. Lihat ilustrasi di bawah yang membagi separator menjadi 3 tingkatan, High pressure, intermediate pressure dan low pressure.

Separator merupakan bagian yang penting dalam industri pengolahan (refinery), karena dalam suatu proses kimia dibutuhkan alat yang dapat memisahkan dan memurnikan fluida, dan separator inilah memegang peranan tersebut.

pengolahan dengan mengunakan separator bertingkat
Fungsi dari separator adalah untuk memisahkan fluida hasil dari pengeboran menjadi beberapa fase dengan memanfaatkan masa jenisnya. Proses pemisahannya pun ada yang sederhana, hanya mengunakan Baffles sampai ada juga yang kompleks. Saya pernah menyingungnya dalam artikel, pembagian vessel berdasarkan prosesnya

Separator vessel, dapat dibedakan berdasarkan geometrikalnya mejadi dua bagian, yaitu separator horizontal dan separator vertical. Separator vessel juga dapat di klasifikasikan menurut fungsinya, kita mendapatkan 3 jenis yaitu dua phase, vapor-liquid, dan yang terakhir adalah 3 phase.


Horizontal Separator Vessel

Separator Horizontal memiliki beberapa keuntungan diantaranya adalah ia dapat memuat volume gas atau liquid lebih banyak, dapat memisahkan menjadi 3 phase, cocok untuk fluida yang memiliki GOR (gas oil ratio) medium sampai dengan tinggi.

Karena permukaan nya yang lebar dan panjang, hal tersebut menjadi keunggulan sekaligus kelemahan bagi horizontal separator vessel ini. Kelebihannya seperti disebutkan sebelumnya, memiliki kapasitas yang besar sekaligus waktu tunggu (residence time, untuk fluida) yang relative lebih lama. Disamping itu, kelemahannya justru ia jadi makan tempat.

pemisahan fluida dari separator berdasarkan densitynya
Pertanyaannya, kenapa butuh waktu tunggu (residence time atau retention time)? Pada dasarnya, semua fluida kalau di diamkan akan terpisah sendirinya melalui density nya, density paling berat berada di bawah sedangkan paling ringan akan berada di atas. Coba lihat minyak dan air, minyak akan terpisah di atas.

Tapi ketika fluida itu mengalir dari well atau sumur, fluida itu berbentuk campuran dan kita tidak bisa serta merta memisahkannya, bisa saja dengan di tuang dan kemudian di tunggu, tapi kan jadi prosesnya terputus. Supaya bisa tetap dipisahkan dan tetap mengalir, digunakan lah separator yang tentunya perlu juga waktu tunggu (residence time).

Kelebihan yang lain adalah type horizontal separator ini lebih murah di banding vertical, membutuhkan diameter yang lebih kecil dengan kapasitas gas yang sama, lebih mudah ketika di transportasikan karena bentuknya yang memang sudah tidur.

separator horizontal vessel double-barrel
Horizontal separator vessel di bedakan menjadi dua bagian, satu tipe adalah horizontal separator konvensional seperti yang kita bahas di atas. Type yang lain, adalah horizontal separator double-barrel. Adapun separator horizontal double-barrel bentuknya adalah sebagaimana gambar disamping.

Perbedaan dua phase dan tiga phase dari separator adalah terletak dari phase yang dibentuknya sebagai keluaran. Dua pase biasanya hanya memisahkan liquid (cairan) dengan gas saja. Sedangkan untuk tiga phase separator vessel, liquid tersebut dipisahkan lagi menjadi oil and water, jadi phase yang di pisahkan keseluruhannya adalah liquid (carian) oil, liquid water, dan gas.


fungsi diverter dalam separator vessel horizontal

Prinsip Kerja Separator Vessel Horizontal


Prinsip kerja separator horizontal yaitu ketika terjadi aliran, maka flow dari inlet akan menabrak diverter yang memisahkan sebagian besar gas dari fluida. Fluida tersebut nantinya akan menetes ke bawah sedangkan gas yang sifatnya memenuhi ruang, cenderung untuk di teruskan. Karean gas masih mengandung sedikit dari uap air, atau istilahnya droplet, maka fungsi dari mist eliminator akan mengambil peranan untuk memurnikan gas dan memisahkan liquid yang masih terkandung di dalam gas.

Vertical separator vessel


Lalu apa hubungannya dengan vertical separator vessel? apa pula kelemahan dan kekuranganya di banding dengan separator vertical? apa pula bedanya separator vessel dengan knock-drum?

Untuk membahas itu semua, saya akan pisahkan materi separator vessel vertical dari separator horizontal. Disamping itu, beberapa perbandingan serta bagian bagian dari separator akan saya tuliskan disitu, so silahkan baca artikel kelanjutan dari materi ini di memahami separator vessel type vertical

Tabel Nominal Pipe Size dan Pipe Schedule

Nominal pipe size adalah metode untuk memberi nama suatu pipa berdasarkan ukuran diameternya, lebih tepatnya diameter nominal pipanya dan bukan diameter sebenarnya. Seperti pernah di singung dalam sejarah dan teori dasar pemipaan, bahwa ukuran pipa di nilai dari ODnya yang terkadang nilainya tidak sama dengan OD actual pada pipa. OD pipa bisa mencapai ukuran 78 inc, yaitu kira kira setinggi 1.8 meter jadi orang dewasa bisa masuk dengan mudah ke dalam pipa tersebut.

sistem pemipaan
NPS merupakan istilah yang banyak digunakan di Amerika utara dengan satuan inci. Ada satu terminology yang juga menunjukan diameter suatu pipa selain NPS, yaitu DN. DN yang memiliki kepanjangan Diameter Nominal adalah sama sama menunjukan diameter suatu pipa, bedanya dengan NPS, Diameter Nominal mengunakan satuan millimeter dan banyak digunakan oleh Negara Negara di eropa.


Pengertian Pipe Schedule


Kalau diameter luarnya (OD) telah di ketahui, apa yang kurang untuk menujukan ukuran pipa? yaitu thickness atau ketebalan pipa. Dalam sebuah pipa, ketebalan pipa (wall-thickness) di kenal dengan sebutan schedule, yang biasanya di singkat dengan sch.

outside diameteri and pipe schedule
Semakin pipa digunakan dalam pressure dan temperature tinggi, maka akan semakin tebal dinding pipanya, semakin besar schedule nya. Yang artinya, semakin kecil pula diameter internal dari pipanya, karena sebagian telah digunakan untuk ketebalan dinding dari pipanya. Biasanya dikenal dengan 3 jenis schedule, yaitu standard, extra strong (xs) dan dobel extra strong (xxs).

Nilai schedule pada pipa telah di tentukan oleh ASME, namun yang paling terlihat bedanya yaitu ketika digunakan material stainless steel degan yang tidak. Untuk material stainless steel, biasanya mendapatkan akhiran huruf "S" pada schedulenya. Pipa stainless steel tersedia dalam schedule 5S, 10S, 40S dan 80S. Sedangkan untuk pipa carbonsteel tersedia dalam schedule 10, 20, 30, 40, 60, 80, 100, 120, 140, 160, STD, XS dan XXS.

Pada umumnya ketebalan pipa mempunyai schedule 40, yaitu sama nilainya dengan schedule STD untuk pipa 1/8 sampai dengan pipa ukuran 10 inc. Sedangkan Nilai Schedule Extra strong (XS) dengan schedule 80 memiliki ukuran tebal yang sama sampai dengan pipa ukuran 8 in, pipa yang lebih besar dari itu ukuran tebalnya akan sama sebesar 12.7 mm. Sedangkan schedule XXS ukurannya lebih besar daripada schedule 160.


tabel daftar pipe schedule
Tabel Pipe Schedule, klik disini untuk memperbesar


Spool atau satuan panjang untuk pipa


Kalau OD sudah, tebal sudah, kira kira apa lagi yang kurang untuk menunjukan dimensi suatu pipa? yaitu panjangnya. Untuk menyebut satuan panjang pipa, biasanya kita mengenal dengan istilah spool. Satu spool pipa umumnya memiliki panjang 20ft atau sekitar 6 m untuk pipa carbon steel. Di samping itu, ada pula pipa yang ukuranya lebih panjang lagi, duakali panjang pertama, yaitu 12 meter. Kita mengenalnya dengan sebutan dobel random length, umumnya banyak digunakan pada piperack.

Karena pipa panjangnya terbatas, maka untuk membentuk suatu rootingan tertentu di perlukan metode penyambungan antar pipa. saya sudah membahasnya di jenis sambungan antar pipa.


Tabel untuk schedule pipa


Untuk mempermudah dalam memahami dan menghapalkan schedule pipa, silahkan klik gambar tabel schedule pipa di atas untuk mendapatkan kualitas gambar yang bagus. Tapi kalau kurang, saya sediakan versi pdfnya untuk di download, silahkan download dibawah.

Download tabel pipe schedule 1 | tabel pipe schedule 2

Perbedaan Pipa (pipe) dengan Tube

Istilah atau terminology pipe dan tube sering sekali tertukar, walaupun sama sama memiliki fungsi untuk mengalirkan fluida, pipe dan tube memiliki karakteristik yang amat berbeda. Pipe di identifikasi dengan NB, nominal bore, yaitu sebuah ukuran yang digunakan untuk menyebutkan diameter dari pipa. Yang biasanya ukuran NB (sebagian menyebutnya dengan ND, nominal diameter atau NPS, nominal pipe size) belum tentu sama dengan OD dari ukuran actual pipa. Sedangkan tube, di identifikasikan dengan OD yang biasanya ukurannya sama untuk semua ukuran.


Apa itu pipa?


ilustrasi schedule pipa

Setiap pipa memiliki ukuran OD yang seragam, yang biasanya di identikan dengan NPS sedangkan thickness (schedule)nya saja yang berbeda. Untuk pipa di bawah 12 inc, ukuran NPSnya lebih besar daripada ODnya, sedangkan di atas nya (14 in ke atas) ukuran NPSnya persis sama dengan ODnya. Biasanya tinggal di kalikan Antara NPSnya dangan 25.4 mm sebagai pengkonversi ke in.

Adapun beberapa nominal yang berbeda adalah sebagai berikut :

NPS OD Pipe
1" : 33.4mm
2" : 60.3 mm
3" : 88.9 mm
4" : 114.3 mm
6" : 168.3 mm
8" : 219.1 mm
10" : 273.1 mm
12" : 323.9 mm
14" : (25.4x14 =) 355.6 mm

Sedangkan untuk setiap pipa memiliki schedule yang berbeda beda, sesuai kebutuhan. Saya pernah menyingungnya dalam Sejarah dan Teori Dasar Pemipaan, dan saya akan membahasnya lebih lengkap di materi tabel nominal pipe size dan pipe schedule.

tabel outside diameter pipa

Apa itu tube?


Sedangkan untuk tube, tube adalah sebuah benda silindris yang memiliki lubang pada tengahnya untuk mengalirkan fluida. Berbeda dengan pipe, tube ukurannya relative kecil dan tidak diabatasi oleh spool (ukuran panjang tertentu seperti pada pipa, umumnya 6 meteran). Disamping itu, tube lebih fleksibel dan mudah untuk di bentuk atau di bending di banding dengan pipa.

tube pada Heat Exchanger
Kalau sama sama digunakan untuk mengalirkan fluida, dimana kenguanaan tube? Tube biasanya digunakan untuk peralatan instrument. Lebih spesifik lagi, tube digunakan untuk mengalirkan fluida pada Heat exchanger. Fluida yang di alirkan di tube, biasanya nantinya akan di naikan atau di turunkan panasnya dengan fluida lain di dalam HE.

Dari sisi ukuran, tube diukur dengan OD. Berbeda dengan pipe yang memiliki OD tidak sama dengan NPSnya, pada tube pengukuranya digunakan OD dan tebalnya di ukur dengan satuan tebal yang dikenal dengan bwg. Berbeda dengan pipa yang di buat dengan ukuran besar, tube ukurannya di buat kecil namum banyak. Tujuannya untuk memperluas permukaan kontak dengan fluida lain, sehingga nantinya pertukaran panas lebih efektif.

pola tube pada heat exchanger
Ukuran tube yang besar memiliki keuntungan lebih mudah di bersihkan, disamping itu keras. Sedangkan untuk ukuran tube yang kecil, memiliki keuntungan lebih besar dalam transver panas karena tingginya niai keefisient heat-transfernya.

Tube pada heat exchanger memiliki ukuran Outside diameter ¼ in (6.35mm) sampai dengan 2 in (5.8 mm). Adapun OD tube yang tersedia adalah ¼, 3/8, ½, 5/8, 3/4 , 7/8, 1, 1 ¼, 1 ½ dan 2 in. Sedangkan untuk ukuran tebalnya tube, dikenal dengan istilah bwg. Bwg adalah ukuran untuk tebal tube yang digunakan oleh TEMA (tubular exchanger manufacturers association), bwg sendiri kepanjangan dari birmingharm wire gauge.

tabel birmingharm wire gauge tube

Karena di peruntukan untuk pemindahan panas, biasanya tube ini akan di susun sedemikian rupa mengikuti pola tertentu, agar proses pemindahan panasnya efektif. Seperti halnya pipa, tube juga terdiri dari tube yang memiliki sambungan, ada juga yang seamless tube. Untuk tube yang di las, biasanya dibuat dari material strip yang kemudian di roll menjadi sylindrical dan lalu di las.

Sedangkan untuk seamless tube dari hasil extrude atau drawn mengunakan hot working. Umumnya jenis tube yang ada di pasaran terdiri baik yang seamless (tanpa las lasan) atau dengan lasan, hanya untuk tube jenis Copper dan paduan copper yang hanya ada dalam jenis seamless. dengan ini, semoga lebih paham mengenai perbedaan pipe and tube.