MODUL MATA KULIAH
SISTEM PEMIPAAN
( 3 SKS )
By
Ir. Teguh Pudji Hertanto, M.Sc, IPM
MODUL-10 "PIPE SUPPORT"
Pemilihan yang tepat, benar dan ekonomis pipe support pada suatu sistem
pemipaan biasanya tidaklah begitu mudah untuk berbagai tingkatan variasi,
beberapa relatif minor tetapi yang lainnya lebih alamiah.
Seorang piping designer harus lah familiar dengan permasalahan pipe
support.
Pipe support adalah salah satu bagian yang penting dalam sistem perpipaan
di suatu plant (pabrik). Pipe support berfungsi untuk menahan dan
mengkondisikan suatu sistem perpipaan sehingga aman sampai waktu yang telah
ditentukan, bahkan diharapkan berfungsi selama pabrik beroperasi.
Untuk mengantisipasi hal tersebut, dan untuk lebih meningkatkan dan
mengoptimalkan kemampuan dan pengetahuan, personel Piping perlu diberikan
pemahaman dan pengertian tentang philosophy dan design pipe support.
Sebuah pipa yang menumpu pada suatu support akan memberikan gaya berupa
berat pipa beserta isinya ataupun gaya-gaya lain yang terjadi kepada
support tersebut. Kemudian gaya tersebut akan di distribusikan pada seluruh
sistem support, sebelum kemudian diteruskan ke pondasi.
Tapi sampai saat ini masih belum banyak perhatian yang diberikan terhadap
pemahaman dan pengertian
01. REFFERENCE DAN STANDARD
Di Amerika Serikat, pipe support standard dipublikasikan sbb :
MSS SP-58, Materials and Design of Pipe Supports
MSS SP-69, Selection and Application of Pipe Supports
MSS SP-89, Fabrication and Installation of Pipe Supports
PFI ES-26, Welded Load Bearing Attachments to Pressure Retaining
Boundaries
WRC Bulletin 198
National Fire Protection Association (NFPA)
American Welding Society (AWS)
American Institute of Steel Construction (AISC)
Selain di Amerika Serikat juga ada publikasi untuk pipe support ini,
yaitu :
BS 3974, Specification for Pipe Supports, Parts 1, 2, and 3
BS 5135, Process of Arc Welding of Carbon and Carbon Manganese
Steels
VGB-R510L
DIN EN 288, Specification and Approval of Procedures for Welding
Metallic Materials
02. FILOSOPHY PIPE SUUPPORT
Karena tujuan pipe support adalah mampu menahan beban dalam jangka
waktu yang lama, maka masing-masing bagian yang saling bersentuhan
haruslah kuat dan mampu menerima beban tersebut.
Dengan demikian dalam merencana ataupun menentukan sebuah pipe support
haruslah diperhatikan hal-hal berikut:
Material pipa harus mampu menahan beban dirinya sendiri, beban
isinya, dan gaya-gaya lain yang terjadi di pipa tersebut.
Support berupa Steel (Structure), Foundation, Concrete dan
Sleeper haruslah kuat menahan gaya-gaya tersebut diatas.
Disamping itu seorang Piping Designer, harus mempertimbangkan bahwa
Pipe Support yang nanti terpasang tidak mengganggu access,
pengoperasian, dan maintenance.
03. PERTIMBANGA DISAIN SECARA UMUM
secara menyeluruh mengenai philosophy pipe support. Sehingga tak jarang
sebuah keteledoran dan kurangnya pemahaman terhadap suatu sistem pipe
support dapat menyebabkan keterlambatan penyelesaian suatu proyek,
bahkan lebih jauh lagi dapat menyebabkan kehancuran suatu bagian
pabrik.
Hanger dan support harus di disain untuk sesuai secara statik dan se
baik kondisi operasional dinamiknya sebagai tumpuan pada piping dan
equipment.
Sistem tumpuan (support) harus mampu mengendalikan kebutuhan akan
pergerakan dari suatu sistem pemipaan baik akibat ekspansi panas maupun
kontraksi koneksi nya ke equipment.
Lokasi dari Support.
Pertimbangan utama pada design adalah penentuan dari dimana support itu
akan diletakkan.
Meskipun support diletakkan pada tempat yang ideal / pas sesuai
kebutuhan pada suatu konfigurasi pemipaan, beberapa tingkat kompromi
mungkin dibutuhkan untuk mendapatkan keuntungan terbaik. Keberadaan
struktur sistem pemipaan.
Pertimbangn beban
Salah satu pertimbangan lainnya selain lokasi dari tumpuan adalah
penentuan beban dan movement condition existing pada setiap titik
tumpuan. Disinilah cakupan akan batasan pada pertimbangan umum
tergantung hanya kepada beban (load) dan pergerakan (movement).
Seismic, Dynamic dal beban-beban lainnya.
Desain dari komponen pipe support dan structural stel harus telah
mempertimbangkan berbagai hal seperti gempa bumi, beban dinamis dan
juga beban-beban lainnya di mana dibutuhkan.
Code yang aplicable pada umumnya mengijinkan beberapa penambahan akan
allowable stress untuk seismic dasn kondisi dinamik.
04. PENENTUAN DARI PENAMPATAN TUMPUAN
Penempatan tumpuan suatu sistem pemipaan tergantung kepada banyak
prtimbangan, seperti ukuran pipa, konfigurasi pipa, lokasi dari valve
dan vitting juga struktur dimana support itu akan diletakkan.
Pipe Support Spacing
Pada gambar tabel dibawah diberikan jarak maksimum antara support
(span) sebagai pertimbangan praktis untuk pipa lurus untuk pipa
standard wall thickness.
Figure 23. Suggested Piping Support Spacing
Span diatas didasari pada kombinasi bending dan shear stress sebesar
1500 psi (10.35 Mpa) saat pipa diisi air dan 1/10 in (2.54 mm) maksimum
lendutan diijinkan. Tabel span diatas sebiknya tidak untuk di
aplikasikan dimana terdapat konsentrasi beban seperti valve berada di
dalamnya atau dimana perubahan arah dari piping sistem diantara titik
tumpuan.
Bila terpaksa, maka support seharusnya diletakkan lebih dekat dimana
mungkin adanya beban terkonsentrasi untuk mengatasi se minim mungkin
pipe stress. Bila terdapat perubahan arah pada suatu sistem
pemipaan dintara tumpuan, dengan good practice dipakai span dalah 0.75
kali dari total panjang pipa span di tabel atas.
Untuk fluida selain air (water), maka span di berikan sebagaimana
gambar tabel di bawah.
Figure 24. Gravity Steel Pipe Support Spacing (Pipe empty, Air, Steam)
Span support adalah jarak minimal antara support pertama dengan support
kedua (jarak antara dua support), dimana system Pipa masih dalam
kondisi aman (stress & defleksi). Span support didapat dari perhitungan
dengan menggunakan formula khusus dan kemudian disajikan dalam bentuk
tabel, disebut pipe span support table.
Span support table berisi span support untuk tiap NPS pipa yang
ditumpu, baik single line maupun continuous line. Untuk kondisi
lapangan (site) yang tidak memungkinkan menerapkan jarak yang tersedia
di tabel span, maka seorang engineer mempunyai authorization untuk
melakukan perhitungan yang nantinya dapat dipertanggung jawabkan. Hal
ini disebut Engineer Responsible
Figure 25. Gravity Steel Pipe Support Spacing (Content = water)
05. JENIS-JENIS PIPE SUPPORT
Berdasarkan penggunaanya di bidang engineering, pipe support dapat
dibedakan atas:
1. STANDARD PIPE SUPPORT
Adalah pipe support yang telah dibakukan dalam bentuk dan
penggunaan tertentu. Dapat langsung digunakan tanpa harus melakukan
perhitungan kekuatan, selama masih dalam batas yang tercantum dalam
standard support tersebut.
2. SPECIAL PIPE SUPPORT
Adalah pipe support yang dibuat khusus karena tidak bisa
menggunakan standard support yang ada, dengan alasan tertentu spt:
load terlalu besar, ketinggian pipa yang di support melewati batas
yang ada dalam standard support, dan moment yang ditimbulkan
dikhawatir- kan terlalu besar. Untuk itu di-design sebuah pipe
support dengan memperhatikan kekuatan material dan nilai ekonomis.
Special Pipe Support ada yang by Piping dan ada yang oleh Civil
departemen.
Perbedaan dari kedua support ini karena perjanjian saja, sebagai
contoh untuk "Pipe Stanchion T-Post" merupakan Special Support by
Civil bila salah satu kriteria berikut terpenuhi:
* Tinggi lebih dari 2500 mm
* Lebar lebih dari 1000 mm
* Berat lebih dari 750 Kg
Tetapi bisa saja ada suatu case, walaupun kriteria tersebut diatas
terpenuhi, tetapi sepanjang tidak di-infokan oleh Piping ke Civil,
maka yang tidak di-infokan itu menjadi scope Piping.
Berdasarkan pemakaiannya pipe support dapat dibagi sbb:
1). Y-Stop : Support yang berfungsi untuk menahan gerakan pipa
kearah bawah. (weight support)
2). Guide : Support yang berfungsi untuk menahan gerakan pipa
pada arah lateral.
3). Line Stop : Support yang berfungsi untuk menahan gerakan
pipa
searah longitudinal (axial) dari
pipa.
4). Anchor : Support yang berfungsi untuk menahan pipa agar
tidak
bergerak kemana-mana. Anchor ada
2(dua) macam:
Fixed Anchor, dimana ada transfer moment ke sistem
support
(contoh: di Las)
Guide–Line Stop, tidak ada transfer moment ke
sistem support
5). Spring : Support khusus yang penggunaanya berdasarkan
hasil stress
analysis group.
Penunjukan pipe support biasanya dilakukan di GA Drawing dan
Isometric Drawing, dengan menggunakan penomoran yang tercantum
dalam standard support, atau/dan nomor khusus untuk special
support.
Pipe support, sebagaimana telah didefinisikan dimuka, adalah suatu
tumpuan yang akan menahan beban pipa beserta isinya serta beban
lainnya agar dapat beroperasi dengan aman.
Untuk itu haruslah diketahui kemampuan dari pipe support tersebut
untuk menahan beban yang akan diterimanya dengan melakukan perhitungan
kekuatan. (Feeling akan terasah jika menguasai Mekanika Teknik dan
pernah ke Site).
Standard pipe support dibuat untuk memberikan kemudahan dengan
mengelompokkan bentuk pipe support berdasarkan kemampuan dan
kekuatannya, sehingga dalam penggunaanya lebih memudahkan pekerjaan
Piping Engineer.
06. PEMAKAIAN DAN PENGGUNAAN STANDARD SUPPORT
Secara umum pemakaian support pada pipa tergantung pada kondisi pipa
tersebut, yaitu:
1. BARE PIPE
( Y-Stop / Down-stop (Pipe support untuk menahan gaya ke bawah)
Pipa jenis ini langsung menumpu pada support tanpa adanya
penghalang diantaranya (pipe to steel) dengan koefisien gesek ( =
0.3, kecuali: (note: untuk mencegah local buckling)
Pipa dengan diameter > 16" (SS), dan > 26" (CS or LTCS) ,
diperlukan Reinforcing Pad (Lihat PAD).
Pipa dengan diameter > 36", diperlukan Spc. Shoe Sup't (Lihat SD).
Untuk mengetahui apakah sebuah pipa memerlukan reinforcing pad atau
tidak, khususnya pipa besar, dan untuk perencanaan special shoe
support akan dijelaskan lebih terinci pada pembahasan mengenai
special pipe support.
Figure 26. Reinforcing Pad
Figure 27. Reinforcing Pad with SADDLE
( Guide Support
Guide support berfungsi untuk menjaga pipa agar tetap pada jalur
yang telah ditentukan, tidak menyentuh pipa sebelahnya dan tidak
melewati batas support.
Penentuan posisi guide bergantung pada 2 hal, yaitu:
Untuk pipa yang tidak termasuk katagori dihitung stress
analysis dengan komputer, posisi guide dapat langsung
ditentukan dengan menggu-nakan guide span table, tetapi tetap
harus memperhatikan aspek stress analysis.
Untuk pipa yang termasuk kategori harus dihitung stress
analysis dengan komputer, posisi guide mengikuti hasil stress
analysis group.
Figure 28. Guide Support (G1)
Figure 29. Guide Support (G2)
( Line Stop
Jenis support ini berfungsi untuk menghalangi gerakan pipa searah
longitudinal (axial) pipa. Penggunaan line stop ini juga merupakan
hasil keputusan dan tanggung-jawab stress analysis group.
Figure 30. Line Stop (ST1)
Figure 31. Line Stop (ST2)
( Anchor Support
Jenis support ini berfungsi untuk mencegah pergerakan pipa kesemua
arah. Penentuan lokasi anchor support biasanya dilakukan dengan
koordinasi stress analysis group. Sedangkan untuk pipa yang
memerlukan perhitungan stress analysis dengan komputer, posisi
anchor point (anchor support) sepenuhnya merupakan hasil keputusan
dan tanggung-jawab stress analysis group.
Anchor support mempunyai 2(dua) jenis pemakaian:
Untuk pipa diameter < 2", menggunakan fix support.
Untuk pipa diameter > 2", menggunakan kombinasi antara Y-Stop,
Guide dan
Line Stop.
( Spring Support
Spring support adalah jenis khusus. Pemakaiannya adalah atas
rekomendasi dan keputusan stress analysis group. Biasanya digunakan
untuk mengurangi load terhadap nozzle equipment (misal: Pump,
Turbine, Compressor, Vessel, dan Heat Exchanger).
Prinsip penggunaan spring, apabila suatu pipa terangkat naik atau
turun, diinginkan system support masih menopang pipa sesuai dengan
konsep span supportnya (stress & defleksi aman).
Sedangkan cara kerja spring adalah seperti spring yang ada pada
mobil.
Figure 32. Spring Support
2. INSULATION PIPE
HOT INSULATION
Dengan temperatur fluida diatas 100oC, pipe support yang
digunakan dibagi atas:
( Y-Stop (SH1/ SH2)
Jenis ini menggunakan shoe yang dilas ke pipa dan akan
bersentuhan dengan steel, tinggi shoe tergantung pada tebal
insulation.
( Guide Support (Gabungan SH1/ SH2 dengan G1)
Jenis ini akan menjaga pipa tetap pada jalurnya, sama
halnya dengan guide support untuk bare pipe, namun bagian
guide support tidak menyentuh pipa, melainkan dengan shoe.
( Line Stop (Gabungan SH1/ SH2 dengan ST1)
Fungsi dan pemasangannya sama dengan line stop bare pipe,
namun line-stopnya tidak bersentuhan dengan pipa, melainkan
dengan shoe.
( Anchor Support (SGT1/ SGT2)
Fungsi dan pemasangannya sama dengan anchor untuk bare
pipe, tapi pada prinsipnya tidak bersentuhan dengan pipa.
( Spring Support
Fungsi dan pemasangannya sama dengan spring support untuk
bare pipe.
Figure 33. Anchor Support (SGT1)
Figure 34. Anchor Support (SGT2)
COLD INSULATION
Dengan temperatur fluida dibawah 4oC, atau tergantung dari Process
Group:
x Kelompok pipa dengan kategori cold insulation memerlukan
perhatian baik dalam penentuan lokasi dan posisi, juga dalam
instalasi (pemasangan) pipe support.
x Aplikasinya juga sama dengan bare pipe dan hot insulation pipe,
yaitu Y-Stop (SCO), Guide Support (SCO + G1), Line Stop (SCO +
ST3), dan Anchor (SCO + ST3 + G1).
Figure 35. Y-Stop (SCO)
-----------------------
