desain support (penyangga) pressure vessel

Pressure vessel memiliki struktur yang kokoh dan konfigurasi pemasangan yang berbeda-beda. Desain penyangga yang baik dapat diaplikasikan untuk menyokong pressure vessel dalam menahan beban operasi.

Jenis support yang terpasang ke bejana tergantung pada konfigurasinya, rasio tinggi terhadap diameter bejana, kenyamanan lokasi, suhu operasi, dan bahan. Ada empat jenis support yang umum digunakan:

Skirt support
Bracket or Lug support
Saddle support

Skirt Support

Kolom tinggi seperti kolom distilasi, kolom absorpsi dilengkapi dengan penyangga skirt. Dari sudut pandang perancang, penopang skirt menarik karena menghasilkan jumlah tegangan minimum lokal yang disebabkan oleh beban mekanis yang bekerja pada sambungannya dengan bejana.

Skirt adalah cangkang berbentuk silinder yang diameternya sama dengan diameter luar kapal atau lebih dari diameter luar kapal. Skirt dilas di bagian bawah kapal dan diletakkan di atas pelat bantalan yang diletakkan di atas fondasi beton. Umumnya skirt berbentuk melebar seperti skirt (rok).

Bracket Support

Lug support. Sumber: https://pressurevesselguide.wordpress.com/vessel-types/

Bracket sangat umum untuk peralatan proses. Bejana vertikal dengan rasio tinggi terhadap diameter 2-3 umumnya dilengkapi dengan penyangga bracket. Bracket dibuat dari pelat dan dipasang ke bejana dengan panjang pengelasan seminimal mungkin. Bracket bertumpu pada kolom atau balok struktural.

Ada banyak keuntungan dari dukungan braket:

Biaya lebih sedikit.
Dapat dengan mudah dipasang ke bejana dengan panjang las minimum.
Dapat dengan mudah diratakan.
Dapat menyerap ekspansi diametris jika pengaturan geser disediakan.
Paling cocok untuk bejana berdinding tebal karena kemampuannya menyerap tegangan lentur secara eksentrik dari beban.

Saddle Support

Bejana horizontal umumnya dilengkapi penyangga saddle. Jika bagian bawah bejana akan ditempatkan hanya pada jarak pendek di atas garis tanah, saddle baja yang diletakkan di atas tiang beton dapat digunakan.

Bejana horizontal bertumpu pada penyangga sadel ditunjukkan pada Gambar. Bejana berperilaku seperti balok. Jumlah sadel umumnya dua. Bisa lebih jika tidak bisa menyokong bejana seutuhnya. Support dalam bentuk cincin lebih disukai jika diperlukan di lebih dari dua posisi. Dalam memilih lokasi penyangga sadel, keuntungan dari efek kekakuan yang ditawarkan oleh kepala diperhitungkan.

Perancangan Beban Angin pada Pressure Vessel

Desain angin digunakan untuk menentukan gaya dan momen pada setiap elevasi untuk memeriksa kecukupan ketebalan cangkang. Momen guling pada dasar digunakan untuk menentukan semua jangkar dan rincian dukungan. Rincian ini termasuk jumlah dan ukuran dari baut jangkar, ketebalan skirt ukuran kaki, dan ketebalan pelat dasar. Tekanan angin bervariasi berdasarkan ketinggian bejana.

Contoh skema gaya angin pada bejana dan pemetaan kecepatan angin pada suatu daerah. Sumber: Buku Pressure Vessel Design Manual (2013)

Perancangan Beban Gempa pada Pressure Vessel

Sebuah peristiwa seismik menyebabkan bejana bergoyang sebagai akibat dari gerakan tanah. Kekuatan penahan beban bejana tergantung pada jenis pondasi dan penyangga, ukuran dan proporsi kapal, lokasi geografis, dan jenis tanah. Menara silinder yang tinggi, tipis, dan ramping dipasang di tanjakan, relatif fleksibel dan memiliki periode getaran lebuh lama dan frekuensi rendah. Bejana pendek dan gemuk akan memiliki periode dan frekuensi getaran yang lebih tinggi. Bejana yang dipasang di dalam atau di atas struktur akan dipengaruhi oleh kekakuan relatif dari struktur.

Seismik semuanya didasarkan pada kondisi geografis dan data statistik untuk wilayah tertentu. Beberapa wilayah memiliki kemungkinan yang tinggi untuk terjadinya gempa bumi yang sangat kuat. Daerah lain hampir dapat diabaikan dalam hal seismik.

Permodelan getaran seismik pada pressure vessel digambarkan dengan permodelan cantilever sederhana. Variabel terpenting dalam permodelan ini adalah perhitungan periode dan frekuensi alami dari support pressure vessel.

Permodelan seismik sederhana pada support pressure vessel.

Komponen pressure vessel memiliki struktur yang sangat kuat dan bekerja pada proses yang membutuhkan tekanan tinggi. Analisis struktur sangat diperlukan untuk merancang bejana yang andal. Metode analisis yang sering digunakan adalah metode Finite Element Analysis (FEA). Finite Element Analysis adalah metode memanfaatkan komputer untuk menyelesaikan persamaan struktur yang sudah didiskritisasi dari yang tadinya sebuah object kontinyu menjadi object dengan jumlah elemen dengan jumlah terhingga (finite element) sehingga persamaan tersebut dapat diselesaikan secara numerik. Hingga kini, FEA sudah digunakan untuk simulasi termal, mekanika fluida, hingga elektromagnetik. >>KLIK DI SINI UNTUK MEMPELAJARI LEBIH LENGKAP JASA SIMULASI FEA KAMI!

PT Tensor memberikan jasa konsultasi Finite Element Analysis (FEA) dan Computational Fluid Dynamics (CFD) untuk desain engineering. Kami juga memberikan tutorial-tutorial gratis penggunaan software nya di kanal youtube kami. Hubungi kami sekarang juga!

Sumber:

Moss, Dennis dan Michael Basic. 2013. Pressure Vessel Design Manual: Fourth Edition. Oxford: Butterworth-Heinemann.

https://www.ijert.org/research/effect-of-wind-load-on-pressure-vessel-design-by-using-non-linear-finite-element-analysis-fea-IJERTV2IS120917.pdf (diakses pada tanggal 11 Oktober 2021)

https://chemicalengineeringworld.com/types-of-supports-for-vessels/ (diakses pada tanggal 11 Oktober 2021)