Piping Component

“Kemarin2 kan kita udah ngobrolin piping komponen, lanjutin dong kang…. Apa aja sih piping komponen itu?”

Udah ngobrolin, emang kapan?

“Halah, kang Sarmin ini pura2 lupa. Tak sumpahin kayak N*n*n baru tahu rasa loh….”

Hihihihi… Enak banget ya bisa pura2 lupa. Kayak simbah buyut aja. Dulu simbah buyut klo abis makan suka marah2. Kenapa sih blm dikasih makan juga? Hehehe beliau lupa klo b raja selesai makan….

“Klo itu sih namanya pikun…. Masak sih seumuran N*n*n udah pikun. Orang kaya kan nggak mungkin kebanyakan makan brutu…. Kan katanya mengoleksi tas Hermes, mestinya pembantunya klo beli ayam yg boneless lah?”

Hehehe… Klo masih belum tua-tua amat tp ngakunya sakit lupa kayaknya lebih baik dipasung aja di kandang ayam. Tunggu sampai rambutnya gimbal. Kasihan kan, klo dibiarin berkeliaran bisa membahayakan diri sendiri dan orang lain.

“Udah ah kang, nggak enak kan ngomongin orang. Lanjutin aja yg kemarin ya kang ya….”

Klo ngomongin orang yg ngaku sakit lupa (amnesia), aku jadi teringat simbokku je… (hik…hik…). Simbokku itu sampai sekarang masih belum ingat namaku. Simbok pernah amnesia gara2 koma di RS Sardjito sekitar 27 hari tanpa sadar disekitar th 2003. Beliau jatuh dr motor, saat nebeng tetangga yg baik hati sewaktu pulang dari pasar mBalangan. Bangun-bangun udah lupa segalanya, kecuali nyebut asma Allah. Subhanallah, untung Allah nggak menghapus daftar nama-Mu dr ingatan simbokku. Seiring waktu berjalan, ingatan simbok sudah membaik cuman untuk nyebut namaku masih blm inget.

Eits, Kok malah jadi mellow gini. Kita lanjutkan aja yuk….

“Yook, mareeee…..”

Piping komponen itu setidaknya ada pipa, fitting, branch connection, flange, gasket dan bolting. Oke lah, kita obrolin satu demi satu….

Pipe

Sebuah silinder berlubang ( hollow cylinder) atau tubing yang digunakan untuk mengalirkan fluida (liquid, gas, atau slurry).

Seamless : produk pipa yg dibuat tanpa welded seam

Welded : produk pipa yang mempunya longitudinal seam.

Perbandingan welding joint factor beberapa jenis pipa :

Seamless => welding joint : 1

ERW => 0.85

Furnace Butt weld => 0.6

Single Fusion Weld =>0.8 - 1 (tergantung NDE requirement)

Double Fusion Weld => 0.85 - 1 (tergantung NDE requirement)

SAW => 0.95

Fluida-fluida tertentu ternyata mempunyai restriksi dalam menggunakan pipa jenis tertentu juga. Misalnya:

-          Furnace butt welded pipe hanya dibolehkan untuk fluida berkategori D

-          Specifikasi tertentu membolehkan digunakan untuk D fluid dg safe gurding

-          Hanya pipa yg masul list table 305.2.3 yg boleh digunakan untuk severe cyclic condition.

Fitting

Fitting biasanya dipilih melalui bagaimana cara dia disambungkan terhadap pipanya.

Threaded Fitting

-          Material bisa dr grey iron (B16.4), malleable iron (B16.3) atau steel (B16.11)

-          Size biasanya terbatas sampai 2”

-          Umumnya tidak digunakan jika potensi leak tidak bisa ditolerir

-          Straight thread ketemu taper thread hanya diperbolehkan untuk D fluid

-          Size 1 1/2 “ kebawah taper thread minimal sch 80 untuk aplikasi normal fluid

-          Boleh digunakan pada service cyclic condition jika hanya untuk non moment bearing seperti koneksi untuk thermowell

Socket weld

-          Umumnya steel material (B16.11)

-          Umumnya terbatas untuk size sampai 1-1/2”

-          Tidak digunakan dimana korosi crevice bis dipercepat oleh fluidanya atau korosi erosi mungkin terjadi

Butt Welding

-          Sangat common, B16.9 (bisa CS, SS, Nickel base alloy)

-          Umum digunakan untuk size 2” ke atas

-          Umumnya tidak ada restriksi

-          Susah pengelasannya untuk size kecil dan tipis

OD Tubing

-          Material bisa copper, steel atau nickel base alloy

-          Bisa compression fitting atau flared fitting (B16.26)

-          Biasanya tidak untuk severe service, untuk aplikasi severe cyclic harus di-safe guarding

Water Tube

-          Common material : copper

-          Bisa soldir joint (B16.18, B16.22) atau brazing joint (B16.50)

-          Tidak fire resistant

-          Solder hanya diperbolehkan untuk D fluid

-          Braze joint boleh untuk normal fluid, boleh untuk m fluid dg safe guarding, namun tidak diperkenankan untuk severe cyclic condition

Fitting Groove

Fitting dimana pipanya harus dibuat groove dlm aplikasinya, elastomeric seal juga diperlukan.

Miter Bend

Dua atau lebih bagian lurus dari pipa yg dipasangkan dan disambungkan dalam bidang sudut sehingga menghasilkan perubahan arah (menyerupai elbow). Hehehe gimana ya kalimat yg enaknya?

-          Sudut alfa lebih dari 45 deg, hanya boleh digunakan untuk D fluid

-          Untuk severe cyclic condition, sudut alfa tidak boleh lebih dari 22.5 deg

Percabangan (Branch)

Pilihannya adalah tee, unreinforced fabricated tee, reinforced fabricated tee atau pakai branch fitting (olet).

Dasar pemilihannya:

-          Cost,tergantung material, ukuran dan fabricator

-          Resistance to external moment

-          Kemampuan untuk dilakukan pengujian (NDE)

Tee

Unreinforcing Fabricated Tee

Reinforced Fabricated Tee

Branch Fitting (olet)

Flange

Biasanya dibedakan berdasarkan metode penyambungannya, seperte threaded, socket weld dan weld neck. Kelebihan dan restriksinya sama dengan fitting, sehingga weld neck paling baik, sehingga mandatory untuk aplikasi severe cyclic condition.

Ada juga type lain, yaitu slip on dan lap joint.

Slip on :

-           tidak terjadi crevice jika dipasang dengan dua welding

-          mudah alignment

-          Mempunyai dudukan gasket yg bagus juga

-          Dihindari jika ada temperature cycle yg besar

Lap joint :

-          Bisa lebih murah (contoh flange SS, lap joint CS)

-          Lebih mudah fabrikasi dan instalasi

Flange facing

-          Umumnya raise face

-          Flat face lazim untuk iron flange, harus pakai soft gasket

Gasket

-          Tahan terhadap degradasi akibat normal servicenya (chemical, temperature)

-          Mempunyai leak rate yg cukup rendah

-          Blow out resistance

-          Fire resistance

Macam-macam gasket

-          Non metallic : rubber, reinforced rubber, fluoropolimer

-          Metallic gasket : flexible graphite, spiral wound, ring joint oval, octagonal)

Bolting

-          Harus mempunyai kekuatan yg cukup

-          Harus mempertimbangkan factor korosi terhadap fluidanya

-          Piping umumnya menggunakan stud bolt (tidak pakai kepala) daripada machine bolt (yg pakai kepala)

"Hadewww..... Pecas Ndahe......"

Listed vs Unlisted Piping Componet

"Kang, sampeyan wis selo durung? Mbok yg obrolan yg dulu diteruskan"

Yo wis, nggo tombo ngantuk. Dilanjut ya ki dalang....

Standard Piping Component

Memberikan dimensi dan rating yg konsisten sehingga memungkinkan komponen dapat dipasangkan dan bisa ditukar-tukar (interchangeable). Standard Piping Component terbagi menjadi :

a. Listed component

Silakan dilihat di table 326.1 dan appendix A dari ASME B31.3. Misalkan saja :

ASME B16.5, flange (size sampai 24” kecuali size 22”)

ASME B16.47, flange (size 26” s/d 60”)

ASME B16.9, wrought butt welding fitting

ASME B16.10,  Face-to-Face and End-to-End Dimensions of Valves

ASME B16.11, Forged Steel Fittings, Socket-Welding and Threaded

ASME B16.20, Metallic Gaskets for Pipe Flanges-Ring-Joint, Spiral-Would, and Jacketed

ASME B16.21, Nonmetallic Flat Gaskets for Pipe Flanges

ASME B16.34, Valves - Flanged, Threaded, and Welding End

ASME B16.48, Steel Line Blanks

Dan lain-lain, buanyak banget soalnya. Lihat sendiri ya? Yg listed ini dapat digunakan sesuai dengan pressure temperature ratingnya dan limitasi tambahan sesuai yg dinyatakan oleh code atau Client’s spec.

b. Unlisted Component

Misalkan ASME B16.33, B16.50, MSS SP-68, MSS SP-108, API-6D, AWW C153 dll.

“ Sik-sik, yg listed component kan udah pasti boleh dipake. Trus kalo yg unlisted ini boleh dipake nggak?”.

Wee, ya boleh aja to ya? Siapa bilang gak boleh…. Cuman, B31.3 punya guidance. Aku punya cerita agak menggelikan untuk masalah ini. Sebenernya aku agak malu untuk bercerita, soalnya ini akan membuka aib. Perusahaan kelas apakah yg sebenernya dimana aku saat ini berlabuh. Tapi ya sudahlah, buat pembelajaran ya ndak apa-apa.

Suatu ketika datanglah sebundel PAN (Project Advice Note), mungkin tempat lain bilangnya concession request ataupun TQ (Technical Query). Pendek kata (wuih pendek kata, kayak SBY aja...), PAN itu isinya bahwa dia mo pakai concentric reducer 18 x 14 dengan memotong reducer 18 x 12 yg dia sudah punyai. Maksudnya itu aku mo nggaya nggak bolehin aplikasi ini. Aku rejectlah PAN dari Kontraktor yg klo di kampong dia dugaan saya punya becakan sebagai pawing ular. Hehehe  aku lihat ntah yes atau no, orang ini selalu melengkapi jawabanyya dg geleng-geleng kepala. Persis kayak ular sendok (kobra) menari-nari mendengar tiupan seruling sang pawang.

“Ojo ngece kang, ntar kualat loh… hehehe”

Hehehe aku reject lah Pan orang tersebut dengan aku tulis, Manakala reducer 18 x 12 dipotong menjadi 18 x 14 maka reducer tersebut tidak lagi conform dg requirement dari ASME B16.9. Manakala itu nggak sesuai dengan B16.9, maka fitting tersebut sudah sudah termasuk sebagai unlisted piping komponen dari B31.3. Dalam penggunaannya, serangkaian analysis musti dilalui untuk qualifikasi.

“Trus gimana itu kelanjutannya kang?”

Dasar namanya pawang ular, kata orang-orang yang pernah banyak berinteraksi dg mereka punya ilmu kodok. Itu yg membuat mereka survive dimana-mana.

“Ilmu kodok gimana kang?”

Ya itu, lihat gimana kodok berenang…! Dengan kakinya dia akan injek bawahan, dengan tanggannya dia akan sikut kiri kanan. Trus dingan lidahnya dia akan menjilat atasan.

“wakakkk, kang Sarmin ini bisa aja…. Trus apa hubungannya dg cerita fitting td?”

Minggu depannya, kontraktor ini dating dengan PMku, client asli peci miring. Dengan ilmunya tadi, justru aku yg dimarahi. Intinya, gimana caranya agar aku bisa accept yg mereka propose kan. Yow is karepmu, plant punyakmu, baik buruknya ya terserah dirimu.Wong duwite duwekmu, yo sak karepmu. Aku ra melu-melu. Masak sy cuman jd tukang stamp kok mau macem2. Cuman biar secara teknis bisa aman, ya tak jawab aja The proposed application is technically acceptable. However, requirement of para 304.7.2 of ASME B31.3 shall be followed. Ra urus, sak karepmu. Iso po ora follow requirement, dudu urusanku. Golek amane dewe-dewe. Hahaha.

“Emang sebenernya apa sih ketentuannya untuk yg unlisting piping component itu?”

Jadi, sebenernya yg unlisting component itu sebenarnya bisa digunakan, dengan limitasi sebagai berikut:

-          Mempunya dimensi  yang sesuai dengan apa yg sudah praktis digunakan sesuai dengan yg sudah listed component

-          Memberikan kekuatan dan performa yg sama dengan komponen standar

-          Memenuhi salah satu dr kriteria berikut :

o   Komposisi, fifat mekanis, manufaktur, quality control sebanding dengan listed komponen dan temperature ratingnya sesuai dengan para 304 dr B31.3

o   Diqualifikasi untuk pressure design sesuai yang dinyatakan oleh para 304.7.2 dr B31.3.

Para 304.7.2 dari B31.3 :

Calculations and documentation showing compliance with paras. 304.7.2(a), (b), (c), or (d), and (e) shall be available for the owner’s approval

(a) extensive, successful service experience under comparable conditions with similarly proportioned components of the same or like material.

(b) experimental stress analysis, such as described in the BPV Code, Section VIII, Division 2, Annex 5.F.

(c) proof test in accordance with either ASME B16.9, MSS SP-97, or Section VIII, Division 1, UG-101.

(d) detailed stress analysis (e.g., finite element method) with results evaluated as described in Section VIII, Division 2, Part 5. The basic allowable stress from Table A-1 shall be used in place of the allowable stress, S, in Division 2 where applicable. At design temperatures in the creep range, additional considerations beyond the scope of Division 2 may be necessary.

(e) For any of the above, the designer may interpolate between sizes, wall thicknesses, and pressure classes, and may determine analogies among related materials.

“ wah, klo gak listed, agak rumit juga ya”

Hehehe rasah dipikir….

Seleksi Piping Komponen (Logam)

“Kang, mbok sing wingi iku dilanjut…!”

Meh takon opo cah bagus? Tanya apa?

“Kang, tandanya bahwa sebuah system perpipaan itu gagal apaan sih”.

Menurutmu kira2 apa? Cara gampang yak klo sebuah system perpipaan itu bocor, itu sudah bisa dikatakan gagal. Apalagi crack, penyok, njebluk opo maneh? Cuman musti diingat, seandainya harus gagal, klo bisa kegagalan itu jangan sampai catasthropic. Jangan sampai tiba2 saja system udah hancur. Ojo nganti, mak jegagik njebluk. Klo bisa, kayak wong Londho bilang, leak befor break. Biar kalau gagal ya mbok iyao leak dulu aja, jangan njeblok biar bisa ditambal dulu kasih penguat atau biar ada waktu untuk shutdown biar bisa diperbaiki.

“Ooo gitu ya? Terus biar bisa gitu, cara milih Piping Komponen itu gimana?

Setidaknya, kita musti ngerti dikit2 lah apa basisnya dlm pemilihannya. Seperti  misalnya:

-          Pressure class/rating

-          Reliability: menyangkut robustness, fire resistant, blow out resistance, tendency to leak

-          Material of Construction : menyangkut corrosion resistant, material thoghness

-          Harga

“Panganan opo kui kang? Hehehe”

Husss…. Sik rungokke yo, ojo turu….

Pressure Class :

Rating dr metallic system umumnya ditentukan oleh sambungannya, dan yang paling sering adalah sambungan Flange yang biasanya mengikuti ASME B16.5 (metallic flange) atau B16.1 (iron flange). Rating untuk flange(dan beberapa komponen lain seperti forged fitting)ditentukan oleh pressure class.

Robustness :

Dapat menahan paparan beban (load) seperti terinjak orang, kejatuhan peralatan, kejatuhan box peralatan, kesenggol forklift, truck atau boom crane. Ora gampang mleyok ngono loh….

“Ooo klo gitu, body mobil di Indonesia nggak bisa dipilih sebagai material piping dong? La dipegang aja udah mleyok je… hehehe”

Husss dengkulmu mlocot….

Fire resistance :

Komponen dapat menjaga integritas system perpipingan dikarenakan paparan suhu sekitar 650 degC selama sekitar 30 menit.

“Loh, fire resistance iku berarti bukan bermaksud bahwa material tersebut tidak rusak jika terjadi kebakaran, gitu ya…?

Hehehe setidaknya, bahwa dengan waktu segitu itu klo ada kebakaran orang msh bisa lari menyelamatkan diri. Gimana klo pas mo lari malah kejatuhan pipa panas? Ora mung benjut ning mesti langsung kuburan….

Komponen yang mempunyai fire resistance digunakan untuk :

-          Dimana ada kemungkinan terjadi kebakaran

-         Ada akibat yg bisa diakibatkan oleh adanya kegagalan system perpipingan, seperti  penambahan minyak ke kebakaran atau membahayakan pemadam kebakaran jika terjadi kebocoran.

Material agar masih tetap mampu beroperasi setelah terjadi kebakaran biasanya tidak jadi pertimbangan.

Blow Out Resistance :

Gasket dan seal harus mampu menahan tekanan tinggi tanpa mengalami kegagalan karena ekstrusi atau fracture.

Kalau seandanya Cuma bocor2 kecil, itu masih bisa dilakukan dengan pengencangan baut. Maksud dr Blow Out resistance terutama untuk menghindari terjadi kebocoran besar, misalkan karena :

-          Ketika sambungan flange tidak dikencangkan dengan baik

-          Sistem perpipingan mengalami tekanan tinggi lebih dari tekanan disainnya

-          Sambungan flange mengalami bending momen yg besar.

Tendency to Leak :

Sambungan tertentu cenderung mudah bocor dibanding tipe sambungan lain. Sambungan yg cenderung mudah bocor kurang cocok untuk high pressure ataupun fluida yg beracun. Misalnya, threaded joint, unions, elastomeric seal.

Corrosion Resistance :

Seandainya sifat korosinya adalah general/uniform corrosion, system perpipingan cukup diberikan Corrosion Allowance. Prediksi korosi yg terjadi selama design lifetime diberikan allowance ketebalannya untuk tetap mampu menahan internal pressure sampai dengan habis masa design lifetimenya. Namun kalau ternyata bahwa besarnya corrosion allowance yg harus diberikan itu lebih dr 6 mm, direkomendasikan untuk memilih CRA.

Namun jika korosinya bersifat localized seperti stress corrosion cracking, hydrogen embrittlement ataupun intergranular corrosion, corrosion allowance bukanlah solusi. Material selection adalah kuncinya.

Material Toughness :

Diukur sebagai energy yang diperlukan untuk secara tiba-tiba crack merambat hingga failure.Umumnya yg menjadi concern adalah material Carbon steel terutama jika terpapar kepada temperature rendah. Kegagalan kapal Titanic ataupun kapal Liberty menjadi contoh menarik bagaimana terjadinya brittle fracture oleh temperature rendah.

Faktor yang mempengaruhi fracture toughness sebagai berikut :

-          Komposisi kimia atau unsur paduan

-          Heat Treatment

-          Grain size