1. Hal – Hal Yang Diperhatikan Dalam Merancang Alat Di Pabrik
Hal – hal yang diamati dalam mendesain sebuah alat di pabrik ialah selaku berikut:
a. Bahan Baku
Pemilihan materi yang sempurna yakni bagian yang sangat penting dalam desain teknik (engineering design). Ada banyak aspek yang harus diamati sebelum melakukan aktivitas perancangan, di antaranya: kekuatan (strength), kekakuan (stiffness), ketahanan (durability), ketahanan kepada korosi (corrosion resistance), harga (cost), kesanggupan bentuk (formability), dan lain-lain. Adapun bimbingan dalam pemilihan materi, ialah: Sesuai dengan sifat mekanik, fisik, dan kimia yang dibutuhkan, ketersediaan suplai bahan, ketersediaan suplai materi dasar, tidak memilih bahan yang konsentrasi toxic-nya tinggi. (pilih yang non-toxic), dan memilih material yang bersahabat dengan alam, dengan tanpa menurunkan kualitas produk.
b. Tipe Perancangan
Dalam mendesain pabrik ada tiga tipe perancangan alat, yakni Original design (New) (desain asli). Yang diperhitungkan adalah metodenya yang baru, caranya yang gres, kelebihan produk dibanding dengan yang sudah ada sebelumnya, aplikasinya yang luas, materialnya yang gres, atau komponennya yang juga gres. Contoh I: turbin gas dengan high temperatur steel (super alloy). Contoh II: Peralatan komunikasi yang memakai fiber optik. Adaptive design (perancangan yang disesuaikan): pengembangan desain yang sudah ada sebelumnya. Contoh: pengerjaan mesin setrika otomatis yang prosedur kerjanya seperti suatu mesin fotokopi, ini merupakan sesuatu yang gres alasannya sebelumnya tidak ada mesin setrika yang mempunyai prosedur kerja seperti itu. Varian design (perancangan adonan/acak): pergeseran bentuk, ukuran, warna, tanpa pergeseran fungsi utama. Contoh: desain mouse yang beragam bentuk dan warnanya, padahal fungsinya tetap sama yaitu sabagai penggerak pointer di worksheet.
c. Sistem Penukar Panas dan Sistem Utilitas
Kedua metode proses utama di atas, baik tata cara pereaksian maupun metode proses pemisahan & pemurnian membutuhkan kondisi operasi pada suhu dan tekanan tertentu. Menaikkan atau menurunkan tekanan umumnya dilakukan dengan cara memaksimalkan suhu pada suatu ruang yang volum dan isinya dijaga tetap. Suatu tata cara penukar panas dibutuhkan agar tata cara proses utama bisa berjalan.
d. Menghitung Kapasitas Produksi serta Memilih Sistem Proses
Tujuan utama usaha merancang dan membangun pabrik kimia adalah menerima nilai tambah dari sisi ekonomi dari suatu materi baku. Peningkatan nilai ekonomi dilakukan dengan cara mengolah bahan baku menjadi sebuah produk yang memiliki nilai jual yang lebih tinggi sehingga perusahaan pengolah memperoleh keuntungan (profit). Pada pabrik yang memproduksi barang kimia dasar seperti pupuk urea, asam sulfat, etanol dan sejenisnya, persyaratan mutunya semata-mata hanyalah komposisi dan kemurnian. Harga jual produk dan bahan baku untuk masing-masing kemurnian tertentu dan tetap. Bagi pabrik-pabrik mirip ini, opsi untuk mendapatkan keuntungan lebih banyak bukan dengan mengembangkan mutu melainkan dengan cara meminimalisir biaya bikinan dan memperbanyak jumlah produk yang dihasilkan per tahunnya. Jumlah produk yang dihasilkan per satuan waktu tertentu inilah yang dinamakan kapasitas produksi.
e. Pemilihan Lokasi Pabrik
Pemilihan lokasi pabrik secara biasa mampu dikelompokkan menurut dua alasan pemilihan, mendekati daerah materi baku berada atau mendekati daerah pasar berada. Alasan pemilihan tersebut perlu mempertimbangkan biaya pengiriman dan transportasi, fasilitas dan prasarana di daerah sekitar serta kebijakan pemerintah tempat lokal. Pemilihan lokasi mendekati bahan baku atau mendekati pasar juga berdasarkan laba ekonomi (profit) dan laba sosial kemasyarakatan (benefit) dari balasan pemilihan lokasi. Dalam rangkaian tulisan ini cuma dibahas analisis laba ekonomi (profit). Untuk kebutuhan tersebut perlu perkiraan yang cermat dalam neraca massa dan energi pabrik bikinan serta pemilihan tata cara proses dan sistem pemroses yang paling efisien.
f. Uji Kelayakan Ekonomi
Suatu pabrik layak didirikan bila sudah memenuhi beberapa syarat antara lain safety-nya terjamin dan tentu saja dapat mendatangkan profit. Dalam hal ini kita akan memfokuskan pada kelayakan secara ekonomi saja. Untuk mendirikan suatu pabrik diharapkan modal yang cukup besar. Modal ini mampu berasal dari penanam modal maupun dari pemberian bank. Modal yang digunakan ada 2 macam ialah modal tetap dan modal kerja. Modal tetap mencakup pembelian alat-alat, instalasi, pemipaan, instrumentasi, isolasi (kalau perlu), listrik, utilitas, bangunan, tanah, engineering and construction, contractor’s fee dan contingency. Modal kerja besarnya tergantung pada jenis pabrik dan kapasitasnya. Modal kerja ini meliputi raw material inventory, in process inventory, product inventory, extended credit dan available cash.
2. Vessel
Pressure vessel adalah daerah yang digunakan untuk menyimpan fluida, baik itu dalam kondisi yang bertekanan ataupun tidak bertekanan. Di dalam vessel memiliki bab alat, yaitu:
a. Anchor bolts adalah baut yang di pasangkan pada concentrate pondasi guna mengokohkan kedudukan vessel biar tidak bergerak. Lebih lengkap perihal bolt.
b. Access opening ialah bentuk bulat (mirip lubang) pada skirt vessel, yang memungkinkan si operator untuk masuk dan melakukan maintenance. Beberapa istilah lain menyebutkan nya dengan access hole.
c. Base plate adalah plat datar bagian dari vessel yang letaknya plaing bawah, ia bersinggungan langsung dengan pondasi.
d. Baffle yaitu plat penahan aliran yang terdapat didalam equipment vessel. Biasanya baffle terdapat sehabis nozzel dengan tujuan supaya pedoman nozzel tidak pribadi muncrat, tetapi tertahan dan jatuh ke bawah.
e. Davit adalah alat yang fungsi khususnya untuk pengangkut di vessel, lazimnya di letakan dengan sambungan soket yang nantinya mampu untuk mengangut blind flange. Kalau untuk column, lazimnya di sebut column davit, dia berfungsi untuk mengangkat relief valve, trays dan internal vessel lainya.
f. Hinges adalah prosedur untuk mengangkat atau memindahkan blind flange yang ialah epilog dari mainhole.
g. Downcomers yaitu plat kotak yang di baut pada shell dan trays, lazimnya berada di dalam cloumns. Ia bertugas untuk mengiring fluida dan untuk menangkal agar aliran uap tidak melewatinya. perumpamaan lain menyebutnya dengan downpour.
h. Flange yakni salah satu jenis dari sambungan yang menghubungkan vessel dengan pipa atau ekuipment lainya. Flange ini merupakan bab dari nozzle. lebih lengkap tetang flange.
i. Head yaitu ujung penutup dari vessel ataupun tank.
j. Hemispherical head yaitu tipe dari head yang berbentuk setengah bola.
k. Ladder dan cages adalah tangga serta kurungannya (cages), cages berfungsi untuk menangkal biar operator tidak jatuh dari tangga, selain itu memiliki efek psikologis berupa keamanan bagi si operator saat menaiki tangga.
l. Legs ialah pipa (atau materi plat lain) yang berfungsi untuk menyangga pada vertical vessel, mengantikan fungsi skirt. jikalau skirt di ibaratkan rok, maka leg ini ialah seperti halnya kaki.
m. Manhole yaitu nozzle, bedanya dia tidak di koneksikan dengan pipa cuma ditutup dengan blind flange. Yang nantinya manhole ini berfungsi untuk ruang terusan bagi operator yang akan masuk ke dalam vessel baik untuk maintenace atau pemasangan internal vessel.
n. Nozzle yakni ruang keluaran atau masukan dalam vessel, yang dibuat dengan atau tanpa penggalan pipa yang di las dengan flange.
o. Platforms yakni tempat dudukan atau pijakan yang berada di luar vessel.
p. Reinforcing pad ialah plat yang dibentuk seperti lekukan shell atau head yang hendak di las dengan nozzel, berfungsi untuk memperkuat nozzle.
q. Saddle adalah seperti halnya kaki pada manusia, beliau merupakan penyangga dari horizontal vessel yang yang dibuat dari susunan plat.
r. Shell ialah sisi melingkar dari vessel atau tank.
s. Sleve opening ialah lubang yang dibentuk pada skirt, yang memungkinkan supaya pipa yang melalui skirt dapat keluar. Mirip dengan access opening, bedanya ini untuk pipa bukan orang.
t. Skirt yaitu penyangga, sama dengan saddle hanya bedanya untuk skirt menyangga vertical vessel yang bentuknya seperti rok karena menyelubungi vessel.
u. Skirt vents yakni lobang kecil pada skirt untuk menyingkir dari terakumulasinya gas yang berbahaya di dalam skirt.
v. Tray yakni pemisah, ialah bab dalam pada vessel, fungsinya untuk menahan fluida yang masuk ke equipment, supaya fluida yang masuk dari nozzel tidak eksklusif jatuh kebawah. Tray ini memungkinkan untuk melewati gas supaya naik ke atas, sedangkan fluida cair akan tetap tertahan .
w. Vortex braker yaitu alat yang berada di dalam vessel pada ruang keluaran vessel, biasanya di bab (nozzel yang mengalir ke) bawah yang fungsinya memecah pusaran guna mengcegah cavitasi.
x. Weir plate yakni pemisah dalam horizontal vessel. Weir plate bertugas memisahkan oil dan water agar tidak tercampura seperti halnya pada jenis separator vessel. untuk memahami mirip prinsip kerja separator vessel.
Adapun analisa tegangan pada vessel perlu dimengerti untuk menentukan apakah vessel itu nanti kondusif atau tidak dikala di operasikan, yang pada risikonya akan menentukan pula berapa tebal plat yang digunakan dalam bab – bagian vessel.
3. Bejana
Bejana tekan (Pressure Vessel) ialah wadah tertutup yang digunakan untuk banyak sekali macam kebutuhan dalam dunia industri maupun dalam kehidupan sehari-hari. Bejana tekan dirancang untuk mampu memuat cairan atau gas yang memiliki temperatur atau tekanan yang berlainan dari kondisi lingkungannya.
Faktor-aspek dari desain bejana:
a. Bejana Tekan (Pressure Vessel)
Bejana tekan atau ungkapan dalam teknik ialah tabung tertutup berupa silinder, selaku penampung tekanan dalam maupun tekanan luar. Adapun unsur-unsur dari suatu bejana tekan, berisikan beberapa bab utama mirip; dinding (shell), kepala ember (head), lobang orang/lubang pembersih (manhole), nosel-nosel (nozzles), dudukan penyangga (support) dan aksesoris yang lain yang digunakan selaku alat penunjang, baik bagian yang berada di dalam maupun luar, selaku sebuah alat proses pemisahan dan penampungan, baik untuk pemisah minyak mentah, air dan gas atau fluida lainnya yang akan dipisahkan dalam bejana tekan ini juga akan mengendap secara gravitasi di dalam baskom tekan tersebut sehingga terpisah secara sendirinya.
b. Dimensi Bejana Tekan (Pressure Vessel)
Dalam menentukan dimensi atau ukuran dari suatu baskom tekan, maka akan dibahas tentang rumus-rumus yang berhubungan dalam memilih ukuran atau dimensi dalam merencanakan suatu ember tekan yaitu kapasitas, diameter, panjang, tebal dinding dan tebal dinding kepala baskom dari sebuah bejana tekan.
Didalam standar perancanaan ember tekan ini diputuskan patokan sebagai berikut :
1. Jenis bejana tekan = separator 3 Fasa.
2. Kapasitas buatan (V) = m3
3. Diameter (Di) = mm
4. Panjang (L) = mm
5. Tekanan Perencanaan (Pd) = kafetaria = MPa
6. Tekanan operasi (Po) = kafe = MPa
7. Max. tekanan test (Pi) = kafe = MPa
8. Temperatur perencanaan (t) = 0C
9. Temperatur operasi (ti) = 0C
10. Corrosion Allowance (CA) = mm
c. Kapasitas Bejana
Kapasitas atau volume bikinan yang mampu ditampung secara terus menerus oleh bejana tekan dengan diasumsikan apalagi dahulu diameter dan panjang baskom dengan rumus selaku berikut:
Total Volume (V) = 0.7854 x D2 x L …….………..…. [1]
d. Panjang Bejana
Panjang baskom tekan mampu dihitung menurut perkiraan atau asumsi waktu pedoman gas yang masuk hingga gas keluar, dengan waktu yang sama untuk besarnya butiran dengan ukuran diameter (Dp), jatuh dari atas ember tekan ke permukaan cairan, sehingga untuk panjang separator bisa dicari dan diameter ini berfungsi untuk menghemat kecepatan. L = ………..………………………..…..[2]
e. Ketebalan Dinding (Shell)
Ketebalan badan dinding ember yang mengalami tekanan internal dilarang lebih tipis dari pada nilai yang dihitung dari rumus berikut, selain itu provisi harus dibuat untuk setiap beban lain, jika beban itu diperkirakan terjadi, untuk mengkalkulasikan ketebalan dinding tubuh baskom maka dapat digunakan rumus sebagai berikut:
1) Jika yang diameter dalam yang digunakan, maka; t = ………………….………………. [3]
2) Jika yang diameter luar yang dipakai, maka; t = ………………………..…………. [4]
f. Ketebalan Dinding kepala ember tekan
Ketebalan dinding kepala ember tekan terbentuk setengah bundar (Sphere dan Hemispherical Head) mampu kita cari dengan rumus selaku berikut:
1) Jika yang diameter dalam yang digunakan, maka; t = ………………………………………..…… [5]
2) Jika yang diameter luar yang digunakan, maka; t = ……………….………………… [6]
Dimana :
R = Radius luar (mm)
Untuk Ketebalan dinding kepala bejana tekan terbentuk setengah bulat (Ellipsoidal) dimana perbandingan diameter (D) dan tinggi (h) yakni 2:1 mampu kita cari dengan rumus sebagai berikut :
1) Jika yang diameter dalam yang dipakai, maka; t = ………………………………… [7]
2) Jika yang diameter luar yang dipakai, maka; t = ……………..………………… [8]
g. Letak Posisi Saddle
Untuk baskom tekan jenis separator semoga kedudukannya sebanding, berpengaruh, dan permanen, maka dipakai dua penyangga (saddle). Untuk merencanakan penyangga supaya lebih irit dari sisi material maka tidak usah memakai plat pengkaku (stiffener ring) jika tidak diperlukan. Bila separator cukup besar maka letak penyangga mesti bersahabat dengan kepala ember tekan. Penyangga bila memakai plat pengkaku, maka minimum dianjurkan menggunakan ASME yaitu 1200 terkecuali separator kecil memakai persyaratan G-6
A = minimum 0.2 x L
h. Bahan Baku (Material) Bejana Tekan
Secara biasa penyeleksian material mesti menurut keadaan layanan (service) dan MDMT/temperatur rancangan. Material ember tekan lazimnya berdasarkan spesifikasi dari data sheet dalam nama yang umum, dengan komposisi nominal atau dengan nama jualan . Dalam data sheet mekanik, bahan-materi generik ini harus dibentuk dengan material-material yang menurut ASME/ASTM. Spesifikasi ASME mempunyai penunjukan numerik sama dengan spesifikasi ASTM, tetapi didahului oleh SA bukan A untuk bahan besi (contohnya; SA516-70) dan SB bukannya B untuk bahan non ferrous (contohnya; B424). Spesifikasi ASME mesti sesuai dengan ASME Section II, bab A.
i. Klasifikasi Bejana Tekan
Klasifikasi baskom tekan di bagi menurut posisi atau tata letak bejana tekan yang terdiri dari dua macam posisi yaitu : posisi vertikal dan posisi horizontal.
1. Posisi tegak (vertical)
Posisi vertical ialah posisi tegak lurus kepada sumbu netral axis, dimana posisi ini banyak digunakan didalam instalasi anjungan minyak lepas pantai (offshore), yang memiliki tempat terbatas.
2. Posisi datar (horizontal)
Bejana tekan pada posisi horizontal banyak ditemukan dan dipakai pada ladang sumur minyak didaratan alasannya mempunyai kapasitas produksi yang lebih besar.