Stress Analysis Pada Sistem Perpipaan

Bagi para engineer, hal tentang dunia piping tentunya bukan lah sesuatu yang asing. Namun untuk sebagian masyarakat - mungkin juga Anda, ilmu tentang perpipaan ini mungkin merupakan hal yang tabu dan masih perlu dipelajari. Nah sebelum kita mempelajari lebih dalam tentang ilmu pipa, yuk kenalan dulu apa itu pipa.

Pipa merupakan sebuah benda yang berbentuk silinder, memiliki ukuran panjang, dan juga kedap tekanan. Pipa biasanya berfungsi untuk mengalirkan sebuah fluida, contohnya seperti air, minyak dan jenis fluida lainnya. Ketahui lebih lanjut tentang Jenis-jenis pipa dan fungsinya.

Dalam dunia pipa, terdapat dua sistem yang sering digunakan. Yaitu sistem  piping dan juga sistem pipeline.

Sistem piping dalam dunia pipa, merupakan sebuah sistem untuk mengalirkan fluida dari sebuah sistem menuju sistem yang lainnya. Pada sistem piping ini jarak yang digunakan cukup dekat.

Sedangkan sistem pipeline pada dunia pipa, merupakan sistem untuk menghubungkan plant satu dengan yang lainnya. Pada sistem pipeline, jarak dan ukuran pipa yang digunakan sangat jauh jika dibandingkan dengan sistem piping. Bisa jadi, jalur pipa antar kota, antar provinsi bahkan antar pulau.

Piping Stress/image source:https://arvengtraining.com

Tegangan Pipa (pipe stress)

Dalam dunia perpipaan, biasanya wajib untuk kita mempelajari tentang piping stress analysis, atau stress analis pada sistem perpipaan. Hal ini berguna agar nantinya seorang engineer dalam dunia perpipaan bisa memastikan keselamatan dan juga kekuatan pipa yang akan digunakan kedepannya.

Stress analis pada sistem perpipaan merupakan suatu cara dalam memperhitungkan tegangan ataupun stress pada suatu pipa. Tegangan ini terjadi akibat adanya beban statis dan juga beban dinamis.

Nah untuk kalian yang ingin belajar lebih dalam, yuk simak penjabaran dibawah ini. Tapi sebelumnya, ada baiknya baca juga artikel terkait: Mengenal lebih jauh pipe support dan fungsinya.

Beban statis pada dunia perpipaan biasanya berhubungan dengan sustained loads, dan juga occasional loads, thermal loads. Sedangkan beban dinamis pada pipa berhubungan dengan pergeseran gedung, gempa bumi, pergeseran dinamik, thermal, pergeseran angkor, tumbukan, vibrasi, pressure relief, thrust force, dan juga angin badai.

Sustained loads merupakan beban yang muncul pada sistem perpipaan. Beban ini muncul secara terus menerus dan juga berkesinambungan saat masa operasi sistem perpipaan berjalan.Contoh dari sustained load adalah gaya berat dari struktur pipa yang digunakan atau bisa juga beban akibat pressure fluida yang mengalir pada pipa yang digunakan.

Berbeda dengan sustained loads, occasional loads justru merupakan beban yang terjadi secara tidak berkesinambungan. Beban jenis ini muncul secara tiba-tiba pada sistem perpipaan. Contoh beban pada gaya occasional loads adalah gaya angin dan juga gaya gempa bumi.

Dalam dunia perpipaan, untuk mengetahui stress analis pada sistem perpipaan bukan hanya perlu mempelajari beban saja, namun juga mempelajari macam-macam  tegangan yang terjadi. Hal ini agar seorang engineer dapat memperhitungkan limit yang tidak boleh dilampaui pada sistem pipa, ada baiknya Anda baca juga bagaimana prosedur desain sistem piping pada artikel sebelumnya. 

Macam-macam Tegangan Pada Piping System

Adapun macam-macam tegangan pada sistem pipa dibagi menjadi tiga kategori, yaitu :

1. Primary Stresses

Primary stress atau tegangan primer biasanya terjadi akibat respon dari pembebanan. Hal ini akibat memenuhi persamaan antara gaya keluar dan juga gaya ke dalam pada sistem pipa. Selain itu juga akibat momen gaya yang dihasilkan dari sebuah sistem perpipaan. Pembebanan ini bisa berupa beban statis dan juga dinamis. Adapun limit Primary stress dicari agar dapat mencegah terjadinya deformasi plastik.

2. Secondary Stresses

Secondary stress atau tegangan sekunder biasanya terjadi akibat perubahan displacement dari struktur pipa atau yang bisa kita kenal dengan adanya pergeseran struktur pipa. Hal ini terjadi karena  adanya thermal expansion atau bisa juga karena perpindahan posisi tumpuan atau pergeseran angkor. 

Limit pada secondary stress atau tegangan sekunder bertujuan untuk mencegah agar tidak terjadi kelebihan deformasi plastik pada sistem pipa yang sedang dibuat.

3. Peak Stresses

Tidak seperti tegangan yang lain yang dapat menyebabkan distorsi. Peak stress atau tegangan puncak merupakan tegangan tertinggi yang bisa terjadi pada sistem pipa. Tegangan puncak tidak menyebabkan distorsi yang signifikan jika dibandingkan dengan tegangan yang lain.

Namun Tegangan ini bisa menyebabkan terjadinya kegagalan kelelahan (fatigue failure) karena adanya beban siklik. Oleh karenanya limit peak stress berfungsi untuk mencegah terjadinya kegagalan kelelahan (fatigue failure) pada sistem pipa.

Nah itulah penjelasan mengenai stress analysis pada sistem perpipaan. Semoga bermanfaat menambah pengetahuan ilmu sistem piping.