01
Modul ke:
Fakultas
TEKNIK
Program Studi
Teknik Mesin
Teknik Pemipaan
Dasar-Dasar Teknik Pemipaan, Prinsip
Perancangan System Pemipaan
• Macam – Macam Pipa
• Standar Diameter
Fajar Anggara ST.,M.Eng
Pembuka
Daftar Pustaka
Akhiri Presentasi
Pendahuluan
• Sistem Pemipaan
Sistem pemipaan seperti pembuluh arteri dan
vena yang ada di dalam tubuh manusia.
Mereka membawa darah kehidupan modern
sebuah peradaban manusia.
Sistem Pemipaan adalah sistem dimana pipa
di gunakan untuk mengalirkan fluida (cair atau
gas) dari satu tempat ke tempat yg lain, atau
dari peralatan (equipment) satu ke peralatan
(equipment) yang lain.
←
<
MENU
AKHIRI
→
>
Karena itu, bagian pipa saat disambung
dengan fittings, valve, dan peralatan
mekanikal lainnya dan didukung dengan baik
oleh hanger dan support, disebut Pemipaan.
Di dunia industri MIGAS, sistem perpipan
banyak dipakai dalam mengalirkan fluida cair
dan gas dari peralatan satu ke peralatan yang
lainnya, misalnya fluida dari pompa dialirkan
melalui pipa menuju separator dan masuk
kedalam tanki penyimpanan.
←
<
MENU
AKHIRI
→
>
Pembahasan
• Macam-Macam Pipa.
➢ Penjelasan Tentang Pipa.
Pipa adalah tabung dengan penampang melintang
sesuai dengan persyaratan dimensi. Pipa merupakan
salah satu elemen atau bagian pemipaan. Fungsi pipa
sebagai sarana pengaliran atau transportasi fluida
berbentuk cair, gas maupun udara.
Fluida yang mengalir ini memiliki temperature dan
tekanan yang berbeda-beda.
←
<
MENU
AKHIRI
→
>
Pipa biasanya ditentukan berdasarkan
nominalnya, yaitu ukuran pipa (size), ketebalan
pipa (schedule/wall thickness).
Berdasarkan zat (service) yang dialirkan, jenis
pipa dapat diklasifikasikan, yaitu:
1. Pipa Air
4. Pipa Uap
2. Pipa Minyak 5. Pipa Udara
3. Pipa Gas
6. Pipa Drainase dll.
←
<
MENU
AKHIRI
→
>
➢Jenis Material Pipa Menurut Penggunaannya.
a) Pipa Non-Metallic:
‒ PVC (Polyvinyl Chloride)
Pipa PVC ini banyak kita temukan
terpasang didalam sebuah rumah atau
gedung, diantaranya digunakan untuk
mengalirkan air bersih dan air buangan
(plumbing).
←
<
MENU
AKHIRI
→
>
Gambar 1. Saluran Air Besih & Air Kotor
←
<
MENU
AKHIRI
→
>
‒ FRP (Fiber Reinforce Plastic)
Pipa FRP adalah sebuah pipa yang
terbuat
dari
bahan
komposit
(epoxy/polyester dan resin).
Gambar 2. Pipa FRP
←
<
MENU
AKHIRI
→
>
Kelebihan Pipa FRP:
- Tahan terhadap korosi, tidak korosif,
tidak memerlukan lapisan cat (coating),
dan mudah dalam perawatan.
- Secara elektrik inert, tidak memerlukan
proteksi catodic, dan corrosion inhibitor.
- Instalasi lebih cepat, lebih ringan dari
pipa baja.
- Biaya opersional lebih rendah.
←
<
MENU
AKHIRI
→
>
Kekurangan Pipa FRP:
- Kurang tahan terhadap ultra violet
(UV).
- Kurang tahan terhadap benturan dan
fibrasi.
- Tekanan dan temperature ratingnya
terbatas.
←
<
MENU
AKHIRI
→
>
Aplikasi pipa FRP di dalam dunia MIGAS:
- Berdasarkan Fluidnya: Brine Line,
Disposal line, Fluida korosif.
- Pemasangan pipa di kondisi lingkungan
yang korosif (misalkan diatas brine pit,
di laut, road crossing, dll).
←
<
MENU
AKHIRI
→
>
b) Pipa Metallic:
‒ Pipa CS (Carbon Steel)
Untuk pipa CS, bahan yang digunakan
dalam aplikasi dunia MIGAS umumnya
ASTM A53-B, A106-B, API
5L-B dan
API 5L-X52 pipa. Pipa yang tersedia
komersial memiliki mill tolerance sebesar
12,5%.
Komposisi kimia pada pipa CS tersebut
ditentukan di bawah ini:
←
<
MENU
AKHIRI
→
>
Material
ASTM A106-B
YS, min. 35,000 psi
API 5L-B
YS, min. 35,000 psi
API 5L-X52
YS, min. 52,000 psi
0.30
0.24
0.24
0.29 – 1.06
1.20
1.40
Phosporus (P), max.
0.035
0.025
0.025
Sulphur (S), max.
0.035
0.015
0.015
Silicon (Si)
0.10
-
-
Chemical
Carbon (C), max.
Manganese (Mn), max.
Tabel 1. Komposisi Kimia Pipa CS
←
<
MENU
AKHIRI
→
>
‒ Pipa SS (Stainless Steel)
Untuk pipa SS, bahan yang digunakan
dalam aplikasi dunia MIGAS umumnya
ASTM A312 Grade 304/304L dan ASTM
A358 Grade 316/316L, dengan toleransi
pabrik (mill tolerance) sebesar 12,5%.
Komposisi kimia pada pipa SS tersebut
ditentukan di bawah ini:
←
<
MENU
AKHIRI
→
>
ASTM A312
Material
ASTM A358
TP 304
YS min. 30,000 psi
TP 304L
YS min. 25,000 psi
TP 316
YS min. 30,000 psi
TP 316L
YS min. 25,000 psi
Carbon (C), max.
0.08
0.035
0.08
0.03
Manganese (Mn)
2.0
2.0
2.0
2.0
Phosporus (P), max.
0.045
0.045
0.045
0.045
Sulphur (S)
0.03
0.03
0.03
0.03
Silicon (Si)
1.0
1.0
0.75
0.75
Chromium (Cr)
18.0 – 20.0
18.0 – 20.0
16.0 – 18.0
16.0 – 18.0
Nickel (Ni)
8.0 – 11.0
8.0 – 13.0
10.0 – 14.0
10.0 – 14.0
Molybdenum (Mo)
-
-
2.0 – 3.0
2.0 – 3.0
Nitrogen (N)
-
-
0.10
0.10
Chemical
Tabel 2. Komposisi Kimia Pipa SS
←
<
MENU
AKHIRI
→
>
‒ Pipa DSS (Duplex Stainless Steel)
Untuk pipa DSS, bahan yang digunakan
dalam aplikasi dunia MIGAS umumnya
ASTM A790-S31803 dan ASTM A928S31803, dengan toleransi pabrik (mill
tolerance) sebesar 12,5%.
Komposisi kimia pada pipa DSS tersebut
ditentukan di bawah ini:
←
<
MENU
AKHIRI
→
>
Material
ASTM A790-S31803
ASTM A928-S31803
Seamless Pipe
YS min. 65,000 psi
Welded Pipe
YS min. 65,000 psi
Carbon (C), max.
0.03
0.03
Manganese (Mn)
2.0
2.0
Phosporus (P), max.
0.03
0.03
Sulphur (S)
0.02
0.02
Silicon (Si)
1.0
1.0
21.0 – 23.0
21.0 – 23.0
Nickel (Ni)
4.5 – 6.5
4.5 – 6.5
Molybdenum (Mo)
2.5 – 3.5
2.5 – 3.5
0.14 (min)
0.14 (min)
Chemical
Chromium (Cr)
Nitrogen (N)
Tabel 3. Komposisi Kimia Pipa DSS
←
<
MENU
AKHIRI
→
>
• Standar Diameter
➢Ukuran dan Ketebalan Pipa.
Secara spesifikasi umum dapat dilihat pada
American Society of Testing Materials (ASTM).
Disana diterangkan mengenai diameter,
ketebalan (wall thickness) dan schedule pipa.
Outside Diameter (OD), diameter luar bagian
dari pipa, ditetapkan sama meskipun
ketebalan berbeda untuk setiap schedule.
←
<
MENU
AKHIRI
→
>
Inside Diameter (ID), diameter bagian dalam
pipa ditetapkan berbeda untuk setiap
schedule.
Nominal Bore (NB), NB mewakili nomor
penunjukan ukuran pipa standar baik dalam
mm atau inci misalnya 100mm NB atau 4“ NB.
Ketebalan
dan
schedule
sangatlah
berhubungan, hal ini karena ketebalan pipa
tergantung pada schedule pipa itu sendiri.
←
<
MENU
AKHIRI
→
>
ID
NB
OD
WT
Gambar 3. Pipa
←
<
MENU
AKHIRI
→
>
Bagaimana Mendefinisikan DN dan NPS
Nominal Diameter (DN), diameter pipa untuk
pemasangan ataupun perdagangan (commodity). DN
merupakan sistem metrik penanda ukuran pipa tanpa
dimensi (mm), misalnya DN 50, DN 80 DN 100.
Nominal Pipe Size (NPS), NPS mewakili United State
Customary System (USCS) yang merupakan penanda
ukuran pipa tanpa dimensi. Ini adalah nomor
penunjukan ukuran pipa standar tanpa simbol inci
misalnya NPS2, NPS3, dan seterusnya.
←
<
MENU
AKHIRI
→
>
NPS
DN
OD (inci)
OD (mm)
1/2
15
0.840
21.3
1
25
1.315
33.4
2
50
2.375
60.3
3
80
3.500
88.9
4
100
4.500
114.3
Tabel 4. Dimensi Pipa
←
<
MENU
AKHIRI
→
>
Schedule Pipa.
Schedule pipa dapat dikelompokkan sebagai
berikut:
‒ Schedule: Sch10, Sch20, Sch40, dst.
‒ Schedule standard: Sch10S, Sch40S, Sch80S
‒ Schedule extra strong: XS
‒ Schedule double extra strength: XXS
←
<
MENU
AKHIRI
→
>
Perbedaan-perbedaan schedule ini dibuat
sebagai:
‒ Menahan internal pressure dari aliran
‒ Kekuatan dari material itu sendiri
‒ Mengatasi karat
‒ Mengatasi kegetasan pipa
Untuk melihat ukuran diameter, ketebalan
dan schedule dapat dilihat pada Tabel 5.
berikut ini:
←
<
MENU
AKHIRI
→
>
NPS
1/8
1/4
3/8
1/2
3/4
1
1¼
1½
2
2½
3
3½
4
5
6
8
10
12
14
16
18
20
30
OD
(inch)
0.405
0.54
0.675
0.84
1.05
1.315
1.66
1.9
2.375
2.875
3.5
4
4.5
5.563
6.625
8.625
10.75
12.75
14
16
18
20
30
OD
(mm)
10.3
13.7
17.1
21.3
26.7
33.4
42.2
48.3
60.3
73
88.9
101.6
114.3
141.3
168.3
219.1
273
323.8
355.6
406.4
457
508
762
10
1.24
1.65
1.65
2.11
2.11
2.77
2.77
2.77
2.77
3.05
3.05
3.05
3.05
3.4
3.4
3.76
4.19
4.57
6.35
6.35
6.35
6.35
7.92
10S
1.24
1.65
1.65
2.11
2.11
2.77
2.77
2.77
2.77
3.05
3.05
3.05
3.05
3.4
3.4
3.76
4.19
4.57
4.78
4.78
4.78
5.54
7.92
STD
1.73
2.24
2.31
2.77
2.87
3.38
3.56
3.68
3.91
5.16
5.49
5.74
6.02
6.55
7.11
8.18
9.27
9.53
9.53
9.53
9.53
9.53
9.53
WALL THICKNESS (mm)
40
40S
XS
80
1.73
1.73
2.41
2.41
2.24
2.24
3.02
3.02
2.31
2.31
3.2
3.2
2.77
2.77
3.73
3.73
2.87
2.87
3.91
3.91
3.38
3.38
4.55
4.55
3.56
3.56
4.85
4.85
3.68
3.68
5.08
5.08
3.91
3.91
5.54
5.54
5.16
5.16
7.01
7.01
5.49
5.49
7.62
7.62
5.74
5.74
8.08
8.08
6.02
6.02
8.56
8.56
6.55
6.55
9.53
9.53
7.11
7.11
11
11
8.18
8.18
12.7
12.7
9.27
9.27
12.7
15.1
10.3
9.53
12.7
17.5
11.1
9.53
12.7
19.1
12.7
9.53
12.7
21.4
14.3
9.53
12.7
23.8
15.1
9.53
12.7
26.2
…
…
12.7
…
80S
2.41
3.02
3.2
3.73
3.91
4.55
4.85
5.08
5.54
7.01
7.62
8.08
8.56
9.53
11
12.7
12.7
12.7
12.7
12.7
12.7
12.7
…
160
…
…
…
4.78
5.56
6.35
6.35
7.14
8.74
9.53
11.1
…
13.5
15.9
18.3
23
28.6
33.3
35.7
40.5
45.2
50
…
XXS
…
…
…
7.47
7.82
9.09
9.7
10.2
11.1
14
15.2
…
17.1
19.1
22
22.2
25.4
25.4
…
…
…
…
…
Tabel 5. Dimensions of Pipes ASME B36.10
←
<
MENU
AKHIRI
→
>
Dari Tabel 2. diatas dapat kita lihat,
disimpulkan sebagai berikut:
‒ Ketebalan pipa NPS 12 dan keatas
pipa untuk Sch40 dan STD berbeda,
‒ Dari NPS 10 dan keatas ketebalan
untuk Sch 80 dan Sch XS berbeda.
‒ Dari NPS 14 dan diatas ukuran
nominal dan OD sama.
←
<
dan
dari
pipa
pipa
MENU
AKHIRI
→
>
Aktual Inside Diameter (ID) Pipa.
Cara menghitung inside diameter aktual pipa :
Contohnya :
NPS 4 Sch40 → OD = 114.3 mm, WT = 6.02 mm
❖ ID = OD – (2 x WT)
= 114.3 - (2 x 6.02) = 102.6 mm
NPS 4 Sch80 → OD = 114.3 mm, WT = 8.56 mm
❖ ID = OD – (2 x WT)
= 114.3 - (2 x 8.56) = 97.18 mm
←
<
MENU
AKHIRI
→
>
Wall Thickness (WT)
Ketebalan minimum yang dibutuhkan untuk
pipa ditentukan berdasarkan persyaratan
pressure containment sesuai dengan ASME
B31.3 untuk Pemipaan Proses (process piping),
ASME B31.8 untuk Pipa Gas dan B31.4 untuk
Pipa Minyak.
Berdasarkan ASME B31.3 ketebalan pipa
minimum yang dibutuhkan untuk Pipa Gas
ditentukan oleh persamaan di bawah ini:
←
<
MENU
AKHIRI
→
>
P D
t=
2( SEW + PY )
Dimana:
t
: Minimum required wall thickness (in)
D
: Outside diameter (in)
S
: Specified Minimum Yield Stress (psi)
E
: Longitudinal joint factor
P
: Design Pressure (psi)
W
: Weld joint strength reduction factor
Y
: Coeficient
←
<
MENU
AKHIRI
→
>
Berdasarkan ASME B31.8 ketebalan pipa
minimum yang dibutuhkan untuk Pipeline Gas
ditentukan oleh persamaan di bawah ini:
t=
P D
2 xSxFxExT
Dimana:
t
: Minimum required wall thickness (in)
D
: Outside diameter (in)
S
: Specified Minimum Yield Stress (psi)
E
: Longitudinal joint factor
P
: Design Pressure (psi)
F
: Design factor
T
: Temperature de-rating factor
←
<
MENU
AKHIRI
→
>
Berdasarkan ASME B31.4 ketebalan pipa
minimum yang dibutuhkan untuk Oil Pipeline
ditentukan oleh persamaan di bawah ini:
t=
P D
2 xSxFxE
Dimana:
t
: Minimum required wall thickness (in)
D
: Outside diameter (in)
S
: Specified Minimum Yield Stress (psi)
E
: Longitudinal joint factor
P
: Design Pressure (psi)
F
: Design factor
←
<
MENU
AKHIRI
→
>
• Ketebalan nominal adalah tebal pipa minimum
yang dibutuhkan ditambah dengan korosi yang
diijinkan (CA, corrosion allowance).
Dimana:
tnom
: Nominal wall thickness (in)
CA
: Corrossion allowance (mm)
←
<
MENU
AKHIRI
→
>
Daftar Pustaka
Peter Smith, 2007, Process Piping Design Handbook Volume One: The Fundamentals of Piping
Design, Gulf Publishing Company, Houston, Texas.
Raswari, 2007, Perencanaan dan Penggambaran Sistem Perpipaan, Penerbit Universitas Indonesia.
ASME B31, Code for Pressure Piping, Section B31.3, (2014), Chemical Plant and Petroleum Refinery
Piping, American Society of Mechanical Engineers, New York.
ASME B31, Code for Pressure Piping, Section B31.4, (2012), Liquid Transportation Systems for
Hydrocarbons, Liquid Petroleum Gas, Anhydrous Ammonia, and Alcohols, American Society of
Mechanical Engineers, New York.
ASME B31, Code for Pressure Piping, Section ASME B31.8, Gas Transmission and Distribution Piping
Systems, B31.8 – 2020, American Society of Mechanical Engineers, New York.
←
<
MENU
AKHIRI
Terima Kasih
Fajar Anggara ST.,M.Eng