Presentasi sedang didownload. Silahkan tunggu

Presentasi sedang didownload. Silahkan tunggu

Bab 8 Pipe Stress Requirements 1 BAB VI PIPE STRESS REQUIREMENTS  Failures Theories  Stress Catagories  Stress limits  Fatigue  Failures Theories.

Presentasi serupa


Presentasi berjudul: "Bab 8 Pipe Stress Requirements 1 BAB VI PIPE STRESS REQUIREMENTS  Failures Theories  Stress Catagories  Stress limits  Fatigue  Failures Theories."— Transcript presentasi:

1 Bab 8 Pipe Stress Requirements 1 BAB VI PIPE STRESS REQUIREMENTS  Failures Theories  Stress Catagories  Stress limits  Fatigue  Failures Theories  Stress Catagories  Stress limits  Fatigue  B31.1 Power Piping Code  B31.3 Chemical Plant and Petroleum Refinery Piping Code  B31.7 Nuclear Power Piping Code  B31.8 Gas Transmission and Distribution Piping Code  ASME Boiler and Pressure Vessel Code, Section III  B31.1 Power Piping Code  B31.3 Chemical Plant and Petroleum Refinery Piping Code  B31.7 Nuclear Power Piping Code  B31.8 Gas Transmission and Distribution Piping Code  ASME Boiler and Pressure Vessel Code, Section III

2 Bab 8 Pipe Stress Requirements Introduction  Untuk menumpu/restrain sistem perpipaan code telah menstandardkan persyaratan-persyaratan yang harus dipenuhi  design criteria  ANSI Piping Code dan ASME Boiler and Pressure Vessel Code  informasi yang diperlukan dlm design  Allowable material stress value  Design equation governing stress  Temperature effect  Other design environtments  Untuk menumpu/restrain sistem perpipaan code telah menstandardkan persyaratan-persyaratan yang harus dipenuhi  design criteria  ANSI Piping Code dan ASME Boiler and Pressure Vessel Code  informasi yang diperlukan dlm design  Allowable material stress value  Design equation governing stress  Temperature effect  Other design environtments

3 Bab 8 Pipe Stress Requirements Failures Theories   Teori Tegangan Normal Maksimum (TTNM)   Teori Tegangan Geser Maksimum (TTGM)   Teori Regangan Normal Maksimal (TRNM)   Teori Energi Regangan Total (TERT)   Teori Energi Distorsi (TED)   Teori Tegangan Normal Maksimum (TTNM)   Teori Tegangan Geser Maksimum (TTGM)   Teori Regangan Normal Maksimal (TRNM)   Teori Energi Regangan Total (TERT)   Teori Energi Distorsi (TED)

4 Bab 8 Pipe Stress Requirements 4   Teori kegagalan ini diperkenalkan oleh Rankine : Kegagalan akan terjadi jika tegangan utama maksimum sama atau lebih besar dibandingkan tegangan normal maksimum pada saat terjadinya kegagalan dalam pengujian tegangan uniaksial.   Atau dalam bentuk matematik dapat dituliskan sbb. : 1. TEORI TEGANGAN NORMAL MAKSIMUM (TEORI RAKINE) Catatan : Perlu dicatat bahwa kegagalan yang diprediksi dengan TTNM akan terjadi jika salah satu dari hubungan terpenuhi.

5 Bab 8 Pipe Stress Requirements 5 Lingkaran Mohr menunjukkan tegangan maksimum

6 Bab 8 Pipe Stress Requirements 6 Hasil pengujian uniaksial baja

7 Bab 8 Pipe Stress Requirements 7 Representasi grafis TTNM

8 Bab 8 Pipe Stress Requirements 8   Teori kegagalan ini diperkenalkan oleh Tresca (1865), eksperimental oleh Guest (1900) : Kegagalan diprediksi terjadi tegangan geser maksimum sama atau lebih besar dibandingkan tegangan geser maksimum pada saat terjadinya kegagalan dalam pengujian tegangan uniaksial.   Atau dalam bentuk matematik dapat dituliskan sbb. : 2. TEORI TEGANGAN GESER MAKSIMUM (TEORI TRESCA-GUEST) Catatan : Perlu dicatat bahwa kegagalan yang diprediksi dengan TTGM akan terjadi jika salah satu dari persamaan terpenuhi.

9 Bab 8 Pipe Stress Requirements 9 Representasi grafis TTGM

10 Bab 8 Pipe Stress Requirements 10   Teori kegagalan ini diperkenalkan oleh Beltrami (1885) : Kegagalan diprediksi terjadi pada keadaan tegangan multiaksial jika energi regangan total per satuan volume menjadi sama atau lebih besar dibandingkan energi regangan total per satuan volume pada saat terjadinya kegagalan dalam pengujian tegangan uniaksial sederhana yang menggunakan spesimen dengan material yang sama.   Atau dalam bentuk matematik dapat dituliskan sbb. : 3. TEORI REGANGAN NORMAL MAKSIMUM (TEORI ST. VENANT’S) Catatan : Perlu dicatat bahwa kegagalan yang diprediksi dengan TRNM akan terjadi jika salah satu dari hubungan pada rumus (8.3) terpenuhi.

11 Bab 8 Pipe Stress Requirements 11 Representasi grafis TRNM

12 Bab 8 Pipe Stress Requirements 12   Teori kegagalan ini diperkenalkan oleh St. Venant : Kegagalan diprediksi terjadi pada keadaan tegangan multiaksial jika regangan normal utama maksimum sama atau lebih besar dibandingkan regangan normal maksimum pada saat terjadinya kegagalan dalam pengujian tegangan uniaksial sederhana yang menggunakan spesimen dengan material yang sama.   Atau dalam bentuk matematik dapat dituliskan sbb. : 4. TEORI ENERGI REGANGAN TOTAL (TEORI BELTRAMI) Catatan :   Penurunan rumus seperti persamaan (8.4) dapat diperoleh pada buku referensi [Ref 1] atau buku teori kegagalan atau elemen mesin lainnya.

13 Bab 8 Pipe Stress Requirements 13 Representasi grafis TERT

14 Bab 8 Pipe Stress Requirements 14   Teori kegagalan ini diperkenalkan Huber (1904) dan kemudian oleh adanya kontribusi Von Mises dan Hengky : Kegagalan diprediksi terjadi pada keadaan tegangan multiaksial jika energi distorsi per satuan volume sama atau lebih besar dibandingkan energi distorsi per satuan volume pada saat terjadinya kegagalan dalam pengujian tegangan uniaksial sederhana yang menggunakan spesimen dengan material yang sama.   Atau dalam bentuk matematik dapat dituliskan sbb. : 5. TEORI ENERGI DISTORSI (TEORI HUBER-VON MISES-HENGKY) Catatan :   Penurunan rumus seperti persamaan (8.5) dapat diperoleh pada buku referensi [Ref 1] atau buku teori kegagalan atau elemen mesin lainnya.   Teori ini juga dinamakan teori tegangan geser oktahedral (octahedral shearing stress) karena sama-sama menghasilkan hubungan seperti pada persamaan (8.5).

15 Bab 8 Pipe Stress Requirements 15 Representasi grafis TED

16 Bab 8 Pipe Stress Requirements PERBANDINGAN TEORI KEGAGALAN DALAM KASUS KEADAAN TEGANGAN BIDANG

17 Bab 8 Pipe Stress Requirements 17 Perbandingan data kekuatan biaksial dengan TED dan TTGM untuk berbagai jenis material ulet/liat

18 Bab 8 Pipe Stress Requirements 18 Perbandingan data kekuatan biaksial dengan TTNM untuk berbagai jenis material getas

19 Bab 8 Pipe Stress Requirements 19 Failures Theory yang diadopsi Code  ANSI B31 dan ASME section III sub NC dan ND (classes 2 and 3) menggunakan Teori Tegangan Normal Maksimum  Alasan  mudah diaplikasikan  acceptable safe results (suitable SF)  ANSI B31 dan ASME section III sub NC dan ND (classes 2 and 3) menggunakan Teori Tegangan Normal Maksimum  Alasan  mudah diaplikasikan  acceptable safe results (suitable SF)  ASME section VIII sub NB (class 1) menggunakan Teori Tegangan Geser Maksimum  Alasan  Alasan  lebih akurat  lebih konservatif  jika semua principal stress sama ??  ASME section VIII sub NB (class 1) menggunakan Teori Tegangan Geser Maksimum  Alasan  Alasan  lebih akurat  lebih konservatif  jika semua principal stress sama ??

20 Bab 8 Pipe Stress Requirements Stress Catagories  Mode kegagalan yang di-cover code  Bursting atau excessive plastic deformation  Plastic instability  Incremental collaps due to cycling in platic range  High strain low cycle fatigue  Mode kegagalan yang di-cover code  Bursting atau excessive plastic deformation  Plastic instability  Incremental collaps due to cycling in platic range  High strain low cycle fatigue  Mode kegagalan yang tidak di-cover code  Buckling  Stress corrosion  Brittle fracture  Mode kegagalan yang tidak di-cover code  Buckling  Stress corrosion  Brittle fracture

21 Bab 8 Pipe Stress Requirements Primary Stress  Menimbulkan kegagalan deformasi plastis, bursting  Disebabkan oleh mechanical loadings  Kegagalan baru terjadi jika seluruh cross section mencapai yield strength  Not self limiting  Pencegahan failure : penghilangan beban strain hardening strain hardening 1. Primary Stress  Menimbulkan kegagalan deformasi plastis, bursting  Disebabkan oleh mechanical loadings  Kegagalan baru terjadi jika seluruh cross section mencapai yield strength  Not self limiting  Pencegahan failure : penghilangan beban strain hardening strain hardening Catagori Stress

22 Bab 8 Pipe Stress Requirements Secondary Stress  Menimbulkan kegagalan plastic instability dan incremental collapse  Disebabkan oleh thermal expansion, anchor dan restraint movement  self limiting 2. Secondary Stress  Menimbulkan kegagalan plastic instability dan incremental collapse  Disebabkan oleh thermal expansion, anchor dan restraint movement  self limiting 3. Peak Stress  Menimbulkan kegagalan fatigue  Tegangan lokal tertinggi yang menimbulkan kegagalan fatigue 3. Peak Stress  Menimbulkan kegagalan fatigue  Tegangan lokal tertinggi yang menimbulkan kegagalan fatigue

23 Bab 8 Pipe Stress Requirements 23  Tegangan bolak-balik dapat menimbulkan kegagalan fatigue  Mekanisme : localized discontinuities menjadi initial crack  merambat akibat beban bolak balik  Occur with litle or no warning  Tegangan bolak-balik dapat menimbulkan kegagalan fatigue  Mekanisme : localized discontinuities menjadi initial crack  merambat akibat beban bolak balik  Occur with litle or no warning 6.4 Fatigue Gambar beban bolak balik

24 Bab 8 Pipe Stress Requirements 24  Klasifikasi : 1. Low-cycle fatigue  Setiap siklus terjadi ‘significant plastic strain’  High loads and small number of cycle before failure  Kegagalan terjadi pada siklus < High cycle fatigue  strain cycle dalam elastic range  beban relatif rendah, high cycle  Kegagalan terjadi pada siklus > 10 6  Klasifikasi : 1. Low-cycle fatigue  Setiap siklus terjadi ‘significant plastic strain’  High loads and small number of cycle before failure  Kegagalan terjadi pada siklus < High cycle fatigue  strain cycle dalam elastic range  beban relatif rendah, high cycle  Kegagalan terjadi pada siklus > 10 6 Dalam struktur perpipaan, kegagalan fatigue umumnya low-cycle fatigue

25 Bab 8 Pipe Stress Requirements 25  S-N CURVE beberapa jenis material FerroalloysFerroalloys AlalloysAlalloys Non Metal

26 Bab 8 Pipe Stress Requirements 26 APLIKASI PADA SISTEM PERPIPAAN :  Beban alternating pada sistem perpipaan umumnya besarnya bervariasi selama service life  Formula sederhana [verified by eksperimental] APLIKASI PADA SISTEM PERPIPAAN :  Beban alternating pada sistem perpipaan umumnya besarnya bervariasi selama service life  Formula sederhana [verified by eksperimental] U = usage factor n i = jumlah siklus operasi pada level stress i N i = Jumlah siklus sampai failure pada level stress i di S-N curve U = usage factor n i = jumlah siklus operasi pada level stress i N i = Jumlah siklus sampai failure pada level stress i di S-N curve

27 Bab 8 Pipe Stress Requirements 27  Berdasarkan durasi aplikasi beban, primary load diklasifikasikan menjadi dua jenis :  Sustained load Beban ini selalu ada selama umur operasi plant Ex : berat struktur, berat fluida, tekanan fluida  Occasional load Beban yang terjadi hanya dalam waktu relatif singkat dibandingkan umur operasi plant Ex : high winds, fluid hammer, relief valve discharge, gempa,  Berdasarkan durasi aplikasi beban, primary load diklasifikasikan menjadi dua jenis :  Sustained load Beban ini selalu ada selama umur operasi plant Ex : berat struktur, berat fluida, tekanan fluida  Occasional load Beban yang terjadi hanya dalam waktu relatif singkat dibandingkan umur operasi plant Ex : high winds, fluid hammer, relief valve discharge, gempa, 6.5 Service Levels & Loads

28 Bab 8 Pipe Stress Requirements 28  Service level didasarkan pada safety perpipaan dalam menahan beban dibagai menjadi 4 level (ASME code Section VIII)  Level A (normal) Instalasi bekerja dibawah beban normal seperti yang didesign  Level B (Upset) Instalasi bekerja dibawah beban normal dan beban occasional  instalasi tidak boleh mengalami kerusakan  Level C (emergency) Pembebanan diasosiasikan dengan “design accident”. Instalasi harus mampu shotdown dengan aman. Tidak ada kerusakan, tetapi perlu inspeksi setelah shutdown. Ex : SSE –safe shutdown earthquake  Level D (faulted) Pembebanan diasosiasikan extreme accidents dan kemungkinan kecil diperihitungkan dlm design.  Service level didasarkan pada safety perpipaan dalam menahan beban dibagai menjadi 4 level (ASME code Section VIII)  Level A (normal) Instalasi bekerja dibawah beban normal seperti yang didesign  Level B (Upset) Instalasi bekerja dibawah beban normal dan beban occasional  instalasi tidak boleh mengalami kerusakan  Level C (emergency) Pembebanan diasosiasikan dengan “design accident”. Instalasi harus mampu shotdown dengan aman. Tidak ada kerusakan, tetapi perlu inspeksi setelah shutdown. Ex : SSE –safe shutdown earthquake  Level D (faulted) Pembebanan diasosiasikan extreme accidents dan kemungkinan kecil diperihitungkan dlm design.

29 Bab 8 Pipe Stress Requirements B31 Basic Reference Data & Formula  Material specifications and component standards yang dapat diterima sesuai code  Acceptable dimensional standards for elements comprising piping systems  Requirements for the pressure design component parts and assembly units  Requirements for the evaluation and limitation of stresses, reactions, and movements  Requirements for the fabrication, assembly, and erection of piping system  Requirements for examination, inspection, and testing of piping system  Material specifications and component standards yang dapat diterima sesuai code  Acceptable dimensional standards for elements comprising piping systems  Requirements for the pressure design component parts and assembly units  Requirements for the evaluation and limitation of stresses, reactions, and movements  Requirements for the fabrication, assembly, and erection of piping system  Requirements for examination, inspection, and testing of piping system

30 Bab 8 Pipe Stress Requirements B31.1 Power Piping Code  Stress due to Sustained loadings  Pressure, weight(live, dead, and under test loads), other mechanical load  Stress due to Sustained loadings  Pressure, weight(live, dead, and under test loads), other mechanical load P = internal design pressure (gauge), psi(kPa) D 0 = outside diameter of pipe, in (mm) t n = nominal wall thickness, in (mm) M A = resultan momen pada penampang, in.lb (mm.N) Z = section modulus, in 3 (mm 3 ) i = stress intensification factors S h = Basic material allowable stress pada temp. maksimum, psi (kPa) P = internal design pressure (gauge), psi(kPa) D 0 = outside diameter of pipe, in (mm) t n = nominal wall thickness, in (mm) M A = resultan momen pada penampang, in.lb (mm.N) Z = section modulus, in 3 (mm 3 ) i = stress intensification factors S h = Basic material allowable stress pada temp. maksimum, psi (kPa)

31 Bab 8 Pipe Stress Requirements 31 Tabel stress intensification factors

32 Bab 8 Pipe Stress Requirements 32 Tabel stress intensification factors

33 Bab 8 Pipe Stress Requirements 33  Stress due to Occasional Loadings  Sustained loading + cccasional loading (including earthquake)  Stress due to Occasional Loadings  Sustained loading + cccasional loading (including earthquake) k = 1.15 jika beban occasional < 10% perioda operasi = 1.2 jika beban occasional < 1% perioda operasi M B = resultan momen pada penampang akibat beban occasional (jika gempa diperhitungkan : gunakan 0.5 M gempa, in.lb (mm.N) (jika gempa diperhitungkan : gunakan 0.5 M gempa, in.lb (mm.N) k = 1.15 jika beban occasional < 10% perioda operasi = 1.2 jika beban occasional < 1% perioda operasi M B = resultan momen pada penampang akibat beban occasional (jika gempa diperhitungkan : gunakan 0.5 M gempa, in.lb (mm.N) (jika gempa diperhitungkan : gunakan 0.5 M gempa, in.lb (mm.N)

34 Bab 8 Pipe Stress Requirements 34  Stress due to expansion loadings  Thermal expansion  Stress due to expansion loadings  Thermal expansion M C = resultan momen pada penampang akibat ekspansi thermal, in.lb (mm.N) ekspansi thermal, in.lb (mm.N) S A = allowable stress for thermal ekspansion = f(1.25S c S h ), psi (kPa) S c = basic allowable stress (cold), psi (kPa) f= faktor reduksi akibat beban cyclic (tabel) S L = sustained stress M C = resultan momen pada penampang akibat ekspansi thermal, in.lb (mm.N) ekspansi thermal, in.lb (mm.N) S A = allowable stress for thermal ekspansion = f(1.25S c S h ), psi (kPa) S c = basic allowable stress (cold), psi (kPa) f= faktor reduksi akibat beban cyclic (tabel) S L = sustained stress Jml siklus temp f < > Faktor reduksi f

35 Bab 8 Pipe Stress Requirements 35  B Perhitungan Basic allowable stress S C dan S h ditentukan dari nilai minimum :  0.25  ultimate pada temperatur operasi yang didesign  0.25  ultimate pada temperatur instalasi   yield pada temperatur operasi yang didesign   yield pada temperatur instalasi  B Perhitungan Basic allowable stress S C dan S h ditentukan dari nilai minimum :  0.25  ultimate pada temperatur operasi yang didesign  0.25  ultimate pada temperatur instalasi   yield pada temperatur operasi yang didesign   yield pada temperatur instalasi

36 Bab 8 Pipe Stress Requirements B31.3 Chemical Plants & Petroleum Refinery B31.3 Chemical Plants & Petroleum Refinery  Stress due to Sustained loadings  The longitudinal stress S L akibat tekanan, berat, dll tidak boleh melebihi S h  Dalam perhitungan S L tebal pipa tidak termasuk corrosion allowance, erosion, threads, groove depth  Stress due to Sustained loadings  The longitudinal stress S L akibat tekanan, berat, dll tidak boleh melebihi S h  Dalam perhitungan S L tebal pipa tidak termasuk corrosion allowance, erosion, threads, groove depth  Stress due to Occasional loadings  The longitudinal stress S L akibat sustained loading + occasional loading tidak boleh melebihi 1.33S h  Beban angin dan gempa tidak terjadi bersamaan  Stress due to Occasional loadings  The longitudinal stress S L akibat sustained loading + occasional loading tidak boleh melebihi 1.33S h  Beban angin dan gempa tidak terjadi bersamaan

37 Bab 8 Pipe Stress Requirements 37  Stress due to thermal expansion loading Bending stress: i i = in-plane stress intensification factor i o = out-plane stress intensification factor M i = in-plane bending moment M o = outplane bending moment i i = in-plane stress intensification factor i o = out-plane stress intensification factor M i = in-plane bending moment M o = outplane bending moment Torsional stress: M t = torsional moment, in.lb (mm.N) Z= section modulus, in 3 (mm 3 ) M t = torsional moment, in.lb (mm.N) Z= section modulus, in 3 (mm 3 )

38 Bab 8 Pipe Stress Requirements 38  B Perhitungan Basic allowable stress S C dan S h ditentukan dari nilai minimum :  (1/3)  ultimate pada temperatur kamar  (1/3)  ultimate pada temperatur operasi yang di design  (2/3)  yield pada temperatur kamar  (2/3)  yield pada temperatur operasi yang di design (khusus austenitic SS & Nickel alloys  0.9  yield (khusus austenitic SS & Nickel alloys  0.9  yield  100% average stress for 0.01% creep rate per 1000 jam  67% average stress for rupture at the end of jam  80% minimum stress rupture at the end of jam  B Perhitungan Basic allowable stress S C dan S h ditentukan dari nilai minimum :  (1/3)  ultimate pada temperatur kamar  (1/3)  ultimate pada temperatur operasi yang di design  (2/3)  yield pada temperatur kamar  (2/3)  yield pada temperatur operasi yang di design (khusus austenitic SS & Nickel alloys  0.9  yield (khusus austenitic SS & Nickel alloys  0.9  yield  100% average stress for 0.01% creep rate per 1000 jam  67% average stress for rupture at the end of jam  80% minimum stress rupture at the end of jam

39 Bab 8 Pipe Stress Requirements B31.8 Gas Transmission and Distribution B31.8 Gas Transmission and Distribution  Stress due to Primary loadings  The total longitudinal stress S L akibat primary loading (tekanan, berat, wind dll) dibatasi sbb:  Stress due to Primary loadings  The total longitudinal stress S L akibat primary loading (tekanan, berat, wind dll) dibatasi sbb: S= specified minimum yield strength F = construction factorT = temperatur derating factor S= specified minimum yield strength F = construction factorT = temperatur derating factor Construction type Design factor F A : sparsely populated area - mountains, dessert, dll. dessert, dll.0.72 B : fringe area - pinggir kota, pedesaan dll C : dalam kota dengan bangunan < 3 lantai 0.50 D : dalam kota dengan bangunan tinggi 0.40

40 Bab 8 Pipe Stress Requirements 40 T= Temperatur derating factor TemperaturT F (121 0 C) atau kurang F (149 0 C) F (177 0 C) F (204 0 C) F (232 0 C) 0.867

41 Bab 8 Pipe Stress Requirements 41  Stress due to thermal expansion loading Bending stress: S= Minimum yield strength M B = resultant bending moment Z= section modulus i= stress intensification factor S= Minimum yield strength M B = resultant bending moment Z= section modulus i= stress intensification factor Torsional stress: M t = torsional moment  Stress due to primary + expansion loading < S

42 Bab 8 Pipe Stress Requirements ASME Boiler and Pressure Vessel Code Section VIII, subsection ND Section VIII, subsection ND ASME Boiler and Pressure Vessel Code Section VIII, subsection ND Section VIII, subsection ND  Primary Stress Intensity Check B 1, B 2 = primary stress index P = design gauge pressure, psi (kPa) D 0 = outside diameter, in (mm) t= nominal wall thickness, in (mm) I= momen inersia penampang, in 4 (mm 4 ) M i = resultan momen pada penampang, in.lb (mm.N) k = 1.5 untuk level A, 1.8 untuk level B, 2.25 for level C S m = allowable stress intensity value, psi (kPa) B 1, B 2 = primary stress index P = design gauge pressure, psi (kPa) D 0 = outside diameter, in (mm) t= nominal wall thickness, in (mm) I= momen inersia penampang, in 4 (mm 4 ) M i = resultan momen pada penampang, in.lb (mm.N) k = 1.5 untuk level A, 1.8 untuk level B, 2.25 for level C S m = allowable stress intensity value, psi (kPa)

43 Bab 8 Pipe Stress Requirements 43  Primary plus Secondary Stress Intensity Range  Mengevaluasi stress pada sistem dari satu load set ke load set yang lain  Primary plus Secondary Stress Intensity Range  Mengevaluasi stress pada sistem dari satu load set ke load set yang lain C 1, C 2, C 3 = secondary stress index for component under investigation M i = resultan momen yang terjadi akibat perubahan load set, in.lb (mm.N) P 0 = range of service pressure, psi (kPa) T a, T b = Range of average temperature on side a or b  a,b = coefficient of thermal expansion on side a or b, in/(in. 0 F);mm/(mm. 0 C) E ab = average modulus elasticity (pada temp kamar) C 1, C 2, C 3 = secondary stress index for component under investigation M i = resultan momen yang terjadi akibat perubahan load set, in.lb (mm.N) P 0 = range of service pressure, psi (kPa) T a, T b = Range of average temperature on side a or b  a,b = coefficient of thermal expansion on side a or b, in/(in. 0 F);mm/(mm. 0 C) E ab = average modulus elasticity (pada temp kamar)

44 Bab 8 Pipe Stress Requirements 44  Peak Stress Intensity range and fatigue analysis

45 Bab 8 Pipe Stress Requirements 45 Peak stress dihitung dengan persamaan K 1, K 2, K 3 = local stress index for component under investigation = Poisson’s ratio = Poisson’s ratio K 1, K 2, K 3 = local stress index for component under investigation = Poisson’s ratio = Poisson’s ratio

46 Bab 8 Pipe Stress Requirements 46 Untuk setiap S p alternating stress intensity dihitung dengan m, n – material parameters Materialmn Low alloy steel Martensitic stainless steel Carbon steel Austenitic stainless steel Nickel chrome iron1.70.3

47 Bab 8 Pipe Stress Requirements 47 Cummulative effect of stress cycles 1. Jumlah siklus pembebanan untuk setiap tipe diberi simbul n 1, n 2, …dst 2. Untuk setiap siklus tegangan hitung S alt 3. Aplikasikan S alt pada S-N curve untuk mendapatkan umur siklus dengan tegangan S alt (Code Appendix) 4. Hitung usage factor untuk setiap stress cycle 5. Cumulative usage factor : U = U 1 + U 2 + …… Cummulative effect of stress cycles 1. Jumlah siklus pembebanan untuk setiap tipe diberi simbul n 1, n 2, …dst 2. Untuk setiap siklus tegangan hitung S alt 3. Aplikasikan S alt pada S-N curve untuk mendapatkan umur siklus dengan tegangan S alt (Code Appendix) 4. Hitung usage factor untuk setiap stress cycle 5. Cumulative usage factor : U = U 1 + U 2 + ……

48 Bab 8 Pipe Stress Requirements ASME Boiler and Pressure Vessel Code Section III, subsection NC dan ND Section III, subsection NC dan ND ASME Boiler and Pressure Vessel Code Section III, subsection NC dan ND Section III, subsection NC dan ND  Stresses due Sustained Loading B 1, B 2 = primary stress index P = design gauge pressure, psi (kPa) D 0 = outside diameter, in (mm) t n = nominal wall thickness, in (mm) I= momen inersia penampang, in 4 (mm 4 ) M A = resultan momen pada penampang, in.lb (mm.N) Z = section modulus S h = basic material allowable stress, psi (kPa) B 1, B 2 = primary stress index P = design gauge pressure, psi (kPa) D 0 = outside diameter, in (mm) t n = nominal wall thickness, in (mm) I= momen inersia penampang, in 4 (mm 4 ) M A = resultan momen pada penampang, in.lb (mm.N) Z = section modulus S h = basic material allowable stress, psi (kPa) Longitudinal pressure

49 Bab 8 Pipe Stress Requirements 49  Stress due to Occasional Loadings  Sustained loading + occasional loading (including earthquake)  Stress due to Occasional Loadings  Sustained loading + occasional loading (including earthquake) P max = peak gauge pressure, psi (kPa) M B = resultan momen pada penampang akibat beban sustained M B = resultan momen pada penampang akibat beban occasional P max = peak gauge pressure, psi (kPa) M B = resultan momen pada penampang akibat beban sustained M B = resultan momen pada penampang akibat beban occasional

50 Bab 8 Pipe Stress Requirements 50  Stress due to thermal expansion M C = resultan momen akibat thermal expansion S A = Allowable stress for thermal expansion = f(1.25S C +0.25S h ) S C = basic alloable stress (temp kamar) f= stress reduction factor karena beban cyclic (tabel) M C = resultan momen akibat thermal expansion S A = Allowable stress for thermal expansion = f(1.25S C +0.25S h ) S C = basic alloable stress (temp kamar) f= stress reduction factor karena beban cyclic (tabel) atauatau

51 Bab 8 Pipe Stress Requirements 51  Stress due to unrepated anchor movement M D = resultan momen akibat anchor movement Catatan : Basic allowable stress adalah nilai terendah dari :  0.25  ultimate pada temperatur operasi  0.25  ultimate pada temperatur instalasi   yield pada temperatur operasi   yield pada temperatur instalasi Catatan : Basic allowable stress adalah nilai terendah dari :  0.25  ultimate pada temperatur operasi  0.25  ultimate pada temperatur instalasi   yield pada temperatur operasi   yield pada temperatur instalasi

52 Bab 8 Pipe Stress Requirements 52 Perbandingan allowable stress (ksi)

53 Bab 8 Pipe Stress Requirements 53 END OF CHAPTER VI


Download ppt "Bab 8 Pipe Stress Requirements 1 BAB VI PIPE STRESS REQUIREMENTS  Failures Theories  Stress Catagories  Stress limits  Fatigue  Failures Theories."

Presentasi serupa


Iklan oleh Google