Jumat, 11 Maret 2016

TIPE ULIR BAUT

Tipe ulir / drat NPT, BSPP, dan BSPT

Drat atau biasa juga kita sebut ulir (thread) pada baut, dengan struktur spiral nya, berfungsi untuk mengencangkan benda dengan mengubah gerakan  rotary  menjadi  linear. Jika dilihat dari bentuknya drat dapat dibedakan dengan sebutan Male Thread (Ulir/drat luar) dan Female Thread (ulir/drat dalam).


Drat yang berbentuk spiral tersebut dapat diputar ke kanan searah jarum jam maupun ke kiri berlawanan arah jarum jam. Arah pergerakan baut sendiri ada dua yaitu ke dalam (menjauhi orang), atau keluar (mendekati orang). Berdasarkan kesepakatan umum, arah tersebut dapat ditentukan dengan aturan tangan kanan seperti pada gambar.



 

Baut pada Sistem Pressure juga berfungsi sebagai sealing (segel). Sistem Pressure menggunakan tipe sealing
 yang berbeda tergantung wilayah geografis, ukuran pressure system dan lingkungan. 

Ada banyak standar yang digunakan seperti ISO Metric Screw Thread, BSP Thread (R,G), National Pipe Thread (NPT), BSP (British Standard Pipe) dan NPT (National Pipe Thread), dll. Bagaimana membedakannya ? 

Biasanya ISO Metric screw thread digunakan untuk banyak tujuan (multi purposes), NPT digunakan untuk pekerjaan pipa air dan gas, dan BSP untuk berbagai perpipaan.

           

Berikut adalah beberapa tipe baut tersebut:

1. NPT Connections

NPT (National Pipe Thread) Seal populer digunakan di U.S dan Canada. NPTmale adapter mempunyai ulir meruncing (taper) yang sesuai dengan NPT female adapter. Keduanya akan mengunci, karena male adapter mempertegang female fitting sampai didapat sekian tenaga untuk menahan pressure.

Salah satu tantangan desain ini adalah jika kita menghubungkan stainless steel ke stainless steel maka jika terlalu kencang atau karena lubrikasi yang buruk akan dapat merusak ulirnya. Thread Sealant diperlukan untuk meng-seal tapi cukup hanya 2 garis ulir yang dibutuhkan. Lebih dari itu maka sealant akan lari kemana-mana.


Selain itu ada varian lain yaitu NPTF (National Pipe Taper Fuel), yang didesain bebas bocor tanpa harus menggunakan sealant maupun teflon tape.

2. BSP Connections

Ada 2 tipe ulir BSP yaitu tipe Paralel dan tipe Taper(meruncing):

.

BSPT Connections

Ulir Taper, atau BSPT (British Standard Pipe Thread) memiliki diameter yang tidak konstan (melebar/mengecil) sepanjang batang ulirnya. Dinotasikan dengan huruf R.

Seklias BSPT sama dengan NPT kecuali sudut ulirnya (antara crest dan root) adalah 55(sementara sudut NPT adalah 600). Dengan demikian, NPT male dapat masuk keBSPT fitting tapi tidak akan mengunci (longgar). BSPT fitting ini populer di China dan Jepang tapi jarang digunakan di Amerika. Seperti NPT, Thread Sealant diperlukan untuk mengunci male dan female bersamaan.

 BSPP Connections

Tipe ulir Paralel adalah BSPP (British Standard Pipe Parallel Thread), dan disebut juga BSPF / BSPM (British Standard Pipe Fitting / British Standard Pipe Mechanical Thread). Dinotasikan dengan huruf G.

BSPP adalah tipe ulir yang paling sering digunakan. Tipe ini adalah fitting ulir paralel, yang mempunyai diameter konstan, dan menggunakan seal ring untuk menguncinya (Sealing). Bonded ring seal dipasang antara punggung male fitting dan muka female fitting dan menjepit. BSPP pressure gauge mempunyai longer male thread dan menggunkan ring untuk menekan dasar male fitting dan dasar lubang female BSPP sehingga membuat pressure tight seal. Tidak perlu Thread Sealant untuk membuat seal pada BSPP.

Bahan Bakar Air

AIR digunakan untuk bahan bakar

Air memiliki sifat cair, terasa sejuk dingin & tidak dapat terbakar

Lalu bagaimana air dapat digunakan untuk bahan bakar ??

Rumus kimia Air adalah H2O yaitu bahwa air terdiri atas :

- HIDROGEN &

- OKSIGEN

Hirogen sangat  mudah terbakar & oksigen diperlukan dalam proses pembakaran.

unsur dasar air inilah yang nantinya dijadikan campuran bahan bakar bensin/solar,

untuk menggerakkan motor/mesin, sehingga pemakaian BBM menjadi lebih hemat.

Permasalahan timbul. Bagaimana mengambil Hidrogen & oksigen dari dalam air ??

Pembentukan hidrogen & oksigen yang berasal dari air diperlukan proses elektolisis air,

yang dapat dilakukan dengan cara sederhana sbb :

Dibutuhkan 2 lempengan logam yang dicelupkan ke dalam air murni.

Logam pertama dialiri  listrik + (Positif) &  logam kedua dialiri  listrik - (Negatif)

Untuk mempercepat proses ditambahkan SODA API

( KOH / Kalium Hydoksida) ke dalam air.

Air akan berbuih, sebagai tanda proses penguraian tengah berlangsung.

Lempeng logam positif menghasilkan gas Oksigen & lempeng logam negatif

menghasilkan gas Hidrogen.

Gas Hidrogen & oksigen inilah yang digunakan sebagai campuran

bensin/solar untuk bahan bakar, sehingga pemakaian BBM menjadi hemat.

Pada saat ini telah di uji coba kan pada sepeda motor & mobil.

Caranya cukup sederhana :

1. Membuat tabung hidrogen, yaitu tabung yang memiliki 2 keping logam didalam nya,

kemudian tabung diisi air murni & sedikit soda api.

2. Logam dialiri listrik yang dapat diambilkan dari spool sepeda moto/ mobil

3. Proses penguraian air menjadi hidrogen & oksigen pun terjadi dalam tabung ini

4. Oksigen & hidrogen dialirkan ke karburator & bercampur dengan bensin/solar,

selanjutnya bersama sama dengan bensin / solar menjadi bahan bakar motor/mobil.

Dengan demikian akan membersihkan kerak pada mesin, menghemat BBM & menurunkan polusi udara.

Pembuatan tabung hidrogen perlu disiapkan bahan-bahannya antara lain :

1. Pipa stainless stell diameter 5/8 inch

Pipa stainless steel ini dapat dibeli di toko bahan bangunan

Ukurannya  5/8 inch, pihak toko bangunan akan tahu hal itu, tetapi harus beli  1 batang (4 meter).

Padahal yang dibutuhkan pipa stainless steel itu cukup 5 cm saja.

Buat 2 sebagai elemen positif dan negatif. 



2. Mor, Baut & Ring diameter 13 mm

Baut tersebut gunanya untuk disambungkan dengan pipa stainless stell,

tidak perlu dilas, cukup diketok dengan palu.






3. Tabung/botol plastik yang tahan panas

Pipa dg baut di pasang pada bagian bawah tabung plastik, yang terlebih dahulu telah dilubangi.

Selanjutnya dipasang ring & mor. Agar air tidak bocor, perlu dipasang karet & di lem.

Jarak pipa sekitar 2 cm, jangan terlalu dekat & jangan terlalu jauh.


4. Diode 25 Amper beserta kabel

Untuk sepeda motor cewe cukup memakai diode 25 Ampere, sedangkan untuk sepeda motor cowo

gunakan diode 35 Ampere.

Diode memiliki 4 kaki, 1 kaki bertanda + (Positif) dan 1 kaki bertanda - (Negatif)

sedangkan 2 kaki lainnya tidak ada tanda.

Maka kaki sebelah KIRI di samungkan ke badan motor sebagai GROUND &

kaki sebelah KANAN di sambung kan ke sumber listrik sepeda motor yiaitu di SPOOL

Kabel tidak perlu di solder, cukup dijepitkan pada diode & diberikan jepitan kabel agar

tampak rapi. Juga dipasang selang polos untuk menutup jepitan kabel.


5. Selang L dan selang POLOS

Selang polos selain untuk membungkus jepitan kabel, juga di gunakan untuk :

- Selang pernafasan/peng-udara-an untuk membuang tekanan balik

- Mengalirkan gas hidrogen & oksigen ke sepeda motor yg terlebih dahulu disambung dengan selang tahan panas.

- Selang L dipasang pada tutup tabung plastik/tabung hidrogen & pada filter atau karburator atauselang vacum 

pada sepeda motor. Selang L dapat dibeli di penjual ikan hias & Aquarium krn merupakan accessories dari aquarium.



6. Air murni

Selanjutnya tabung plastik diisi dengan air murni (Kandungan mineralnya 0%)

salah satunya adl air kemasan merk Cleo, bukan  Aqua, krn Aqua mengandung banyak mineral,

yang mengakibatkan air cepat menjadi keruh.


7. Soda api (KOH)

Untuk membantu elektrolisis air, maka perlu ditambahkan soda api (KOH / Kalsium Hidroksida) buka kalsium bikarbonat.

Bisa pula digunakan soda kue, tetapi penggunaan soda kue, mengakibatkan air juga menjadi cepat keruh.

Takaran : 1/2 liter air murni ditambah 1 sendok teh soda api. Bila proses elektolisis air tidak mengeluarkan BUIH,

maka soda api dapat di tambah.


CARA KERJA

 

Sepeda motor distater, maka akan keluar sedikit air dari selang pernafasan karena ada tekanan dari mesin motor saat distater.

Listrik + (Positif) pada  pipa stainless stell, menguraikan air menghasilkan Oksigen.

Listrik - (Negatif) pada pipa stainless stell, menguraikan air menghasilkan Hidrogen.

Oksigen & Hidrogen terhisap & masuk ke karburator bercampur dengan bensin,

bersama sama menjadi bahan bakar pada piston & menggerakkan motor.

Kondisi motor dengan menggunakan bensin sekitar 1:30

dengan menggunakan tabung hidrogen menjadi sekitar 1:40

Untuk perjalanan pendek tidak terasa perbedaannya, tetapi sangat cocok untukperjalanan jauh,

karena dapat menghemat pemakaian bensin. Jarak sekitar 122 km menghabiskan bensin 3 liter.



CATATAN

Jangan mengambil listrik + (Positif) dari AKI

Karena tabung hidrogen memerlukan 5 Ampere, sedangkan AKI hanya memiliki 10 Ampere

sehingga jadi cepat soak.

Selang pernafasan / peng-udaraa-an jangan kemasukan ASAP

karena asap tsb akan mengganggu proses pembakaran

yang akan berakibat BOROS bensin.

Dengan bercampurnya bensin dengan Hidrogen & oksigen, maka akan meningkatkan pembakaran,

sehingga mesin bekerja lebih keras, perilaku mesin menjadi sedikit berubah (Timbul fh

yang lebih keras dibanding kondisi tanpa menggunakan hidrogen.

 

Takaran KOH untuk setengah liter air cukup sesendok makan saja, kalo diproses elektrolisis belum keluar buih ya tambah lagi soda apinya.



Cara pemasangan tabung hidrogen pada sepeda motor :

1. Melubangi  karet vacum  atau  filter motor

Untuk motor Suzuki dilubangi pada filter nya 

Untuk motor honda lebih baik dilubangi pada karet vacum nya, 

Tampak dalam foto, filter dilubangi & dipasang selang L.

Selang L dapat pula dipasang pada karet vacum,  karet vacum letaknya berada di sebelah

filter dg bentuk melengkung (di pojok kanan bawah dalam foto diatas) 

Catatan :

Untuk motor 2 tak pembakarannnya menggunakan oli samping,

bila hidrogen dimasukkan lewat filter/manipol akan berakibat mesin mogok,

sementara ini  pemakaian hidrogen cocok untuk  motor 4 tak & mobil.

2. mengambil listrik dari spool

Dibutuhkan diode 25 ampere untuk motor cewe

Dibutuhkan diode 35 ampere untuk motor cowo

Diode dapat dibeli di toko elektronika & untuk mobil tidak menggunakan diode, tetapi

diganti dengan Relay yang dapat dibeli di toko variasi mobil.


3. Memasang grounding

Ground atau elemen negatif bisa ke body motor,

sedang elemen positif ngambil dari spool lampu.

Kedua kabel tersebut di sambung kan dengan tabung hidrogen

4. Mengisi air

air murni atau pure water air kandungan mineralnya 0 % (Cleo)

Air mineral (Aqua) mengandung banyak mineral seperti Magnesium, Kalium, Natrium, dan lain lain

yang mengakibatkan air dalam tabung cepat kotor

5.Masukkan soda api (KOH)

proses elektrolisis air, dibutuhkan katalisator yaitu soda api, atau istilah kimia Kalium Hidroksida, bukan Kalium Bikarbonat, bisa juga pake soda kue tetapi mengakibatkan air akan cepat keruh & air harus diganti.


Takaran KOH untuk setengah liter air cukup sesendok makan saja,

bila proses elektrolisis belum keluar buih, maka tambah lagi soda apinya.


tahap awal biasanya gas hidrogen akan membersihkan mesin dari kerak-kerak pembakaran terdahulu,

juga untuk menenangkan mesin agar tidak berisik, juga membersihkan busi, gas emisi buang nantinya juga akan kecil.

Berikut skema pemasangan tabung hidrogen pada motor & mobil. Perbedaannya adalah :

- Motor mengambil listrik dari spool  sedangkan mobil menggunakan aki.

- Motor menggunakan diode sedangkan mobil menggunakan relay.

sumber : pemanfaatan air sebagai bahan bakar

Jumat, 04 Maret 2016

BASIC MECHANICAL ENGINEERING

BASIC MECHANICAL ENGINEER (STATIC/ROTATING)

Mechanical Engineering Design Crateria yang disajikan di bawah ini merupakan dasar-dasar dari seorang mechanical engineering baik static maupun rotating ataupun HVAC.
Karena Mechanical Engineer itu dibedakan menjadi 3 bagian :
1. Mechanical Engineer Static 
Dimana : Piping, Tangki, Vessel, Column, Platform. 
2. Mechanical Engineer Rotating
Dimana : Pompa dan Kompressor 
3. Mechanical Engineer HVAC 
Dimana : AC Gedung , AC Rumah, Dan hubungannya dengan AC bak central maupun split.

Dimana ini dijelasan mengenai bagian-bagian dari yang tersebut diatas dan merupaan dasar-dasar dari Mechanical Engineer. Tapi karena dalam bahasa Inggris ada baiknya gunakan google terjemahan bilamana kurang mengerti bahasa Inggris.

MECHANICAL ENGINEERING DESIGN CRITERIA

1.0 INTRODUCTION
Control of the design, engineering, procurement, and construction activities on the project will be completed in accordance with various pre determined standard practices and project specific programs/practices. An orderly sequence of events for the implementation of the project is planned consisting of the following major activities:
• Conceptual design;
• Licensing and permitting;
• Detailed design;
• Procurement;
• Construction and construction management;
• Start-up, testing, and checkout; and
• Project completion.

The purpose of this appendix is to summarize the codes and standards and standard design criteria and practices that will be used during the project. The general mechanical design criteria defined herein form the basis of the design for the mechanical components and systems of the project. More specific design
information is developed during detailed design to support equipment and erection specifications. It is not the intent of this appendix to present the detailed design information for each component and system, but rather to summarize the codes, standards, and general criteria that will be used.

Section 2 summarizes the applicable codes and standards and Section 3 includes the general design criteria for piping, valves, insulation, lagging, and freeze protection.

2.0 DESIGN CODES, STANDARDS, LAWS AND ORDINANCES
The design and specification of all work shall be in accordance with all applicable laws and regulations of the federal government, the State of California, and the applicable local codes and ordinances. A summary of the codes and industry standards to be used in design and construction is listed below.

• AFBMA – Antifriction Bearing Manufacturers Association
• AGMA – American Gear Manufacturers Association Specification 390 – Gear
Classification
• AMCA – Air Movers Control Association
• ASCE – American Society of Civil Engineers
• ASME – American Society of Mechanical Engineers Boiler and Pressure Vessel Code:
– Section II – Materials Specification
– Section V – Nondestructive Examination
– PTC 22 – Performance Test Code
• ASNT – American Society for Nondestructive Testing
• AWS – American Welding Society
• AWA-D-100 Welded Steel Tanks for Water Storage
• EJMA – Expansion Joint Manufacturing Association
• EPA – Environmental Protection Agency
• HI – Hydraulic Institute
• HEI – Heat Exchange Institute
• IEEE – Institute of Electrical and Electronics Engineers
• ISA – Instrument Society of America
• NBS – National Bureau of Standards
• NEMA – National Electrical Manufacturers Association
• OSHA – Occupational Safety and Health Administration, Department of Labor
• CALOSHA – California Occupational Safety and Health Administration
• PFI – Pipe Fabrication Institute
• TEMA – Tubular Exchanger Manufacturers Association
• TIMA – Thermal Insulation Manufacturers Association
• BOCA – Building Officials and Code Administrators
• API – American Petroleum Institute
– SL Specification for Line Pipe
• ASTM – American Society for Testing and Materials
• ASTM Standard Material Specifications
– ASTM A36-Standard Specification for Structural Steel
– ASTM A53-Standard Specification for Pipe, Steel Black and Hot-Dipped
Zinc-Coated Welded and Seamless
– ASTM A105-Standard Specification for Forgings, Carbon Steel for Piping
Components
– ASTM A106 Standard Specification for Seamless Carbon Steel Pipe for High
Temperature Service
– ASTM A159 Standard Specification for EFW Steel Pipe (size 4’ and over)
– ASTM A126 Standard Specification for Gray Iron Castings for Valves, Flanges,
and Pipe Fittings
– ASTM A182-Standard Specification for Forged or Rolled Alloy Steel Pipe
Flanges/Forged Fitting and Valves and Parts for High-Temperature Service
– ASTM A193-Standard Specification for Alloy-Steel and Stainless Steel Bolting

• Materials for High-Temperature Service
– ASTM A194-Standard Specifications for Carbon and Alloy Steel Nuts for Bolts
for High-Pressure and High-Temperature Service
– ASTM A213-Standard Specification for Seamless Ferritic and Austenitic Alloy
Steel Boiler, Superheater, and Heat-Exchanger Tubes
– ASTM A216-Standard Specifications for Steel Castings, Carbon, Suitable for
Fusion Welding, for High-Temperature Service
– ASTM A217-Standard Specification for Steel Castings, Martenistic Stainless 
and Alloy for Pressure Containing Parts, Suitable for High-Temperature 
Service
– ASTM A234-Standard Specification for Piping Fittings of Wrought Carbon Steel
and Alloy Steel for Moderate and Elevated Temperatures
– ASTM A307-Standard Specifications for Carbon Steel Bolts and Studs, 60,000 psi, Tensile Strength
– ASTM A312-Standard Specification for Seamless and Welded Austenitic Stainless
Steel Pipes
– ASTM A335-Standard Specification for Seamless Ferritic Alloy-Steel Pipe for
High-Temperature Service
– ASTM A351-Standard Specification for Steel Castings, Austenitic, for High
Temperature Service
– ASTM A387-Standard Specification for Pressure Vessel Plates, Alloy Steel
Chromium-Molybdenum
– ASTM A403-Standard Specification for Wrought Austenitic Stainless Steel 
Piping Fittings
– ASTM A490-Specification for Heat-Treated, Steel Structural Bolts, 150 ksi 
Tensile Strength
– ASTM B61-Standard Specification for Steam or Valve Bronze Castings
– ASTM B62-Composition Bronze or ounce Metal Castings
– ASTM B75-Standard Specification for Seamless Copper Tube
– ASTM B88-Standard Specification for Seamless Copper Water Tube
– ASTM B111-Specification for Copper and Copper-Alloy Seamless Condenser
Tubes and Ferrule Stock
– ASTM B209-Standard Specification for Aluminum and Aluminum-Alloy Sheet
and Plate
– ASTM C195 (83)-Specification for Mineral Fiber Thermal Insulating Cement
– ASTM L411 (87)-Test Method for Hot-Surface Performance of High-Temperature
Thermal Insulation
– ASTM C533-Specification for Calcium Silicate Block and Pipe Thermal 
Insulation
– ASTM C612-Specification for Mineral Fiber Block and Board Thermal Insulation
– ASTM D1248-Specification for Polyethylene Plastics Molding and Extrusion
Materials
– ASTM D1785-Standard Specification for Poly(Vinyl Chloride) (PVC) Plastic 
Pipe, Schedules 40, 80 and 120
– ASTM D2241-Standard Specification for Poly(Vinyl Chloride) (PVC) Pressure-
Rated Pipe (SDR Series)
– ASTM D3350-Standard Specification for Polyethylene Plastic Pipe and Fittings
Materials
– ASTM F441-Specification for Chlorinated Poly (vinyl chloride) (CPVC) Plastic
Pipe, Schedules 40 and 80

• ANSI – American National Standards Institute.
– ANSI/NFPA 70 – National Electrical Code (NEC)
– ANSI C50.10 – Synchronous Machines
– ANSI C50.14 – Combustion-Gas Turbine Driven Cylindrical Rotor Synchronous
Generators
– ANSI C50.22 – Guide for Testing Insulation Resistance of Rotating Machinery
– ANSI B1.1 – Unified Inch Screw Threads (UN and UNR thread form)
– ANSI B18.2.1 – Square and Hex Bolts and Screws, Inch Series
– ANSI B133.1 – Procurement Standards for Gas Turbines
– ANSI B133.8 – Gas Turbine Installation Sound Emission

ASME – American Society of Mechanical Engineers
– ASME Section I – Rules for Construction of Power Boilers
– ASME Section VIII – Rules for Construction of Pressure Vessels
– ASME Section IX – Qualification Standard for Welding and Brazing Procedures,
Welders, Brazers, and Welding and Brazing Operators
– ASME PTC-22 – Power Test Code for Gas Turbine Power Plants
– ASME 1.20.1-Pipe Threads, General Purpose (inch)
– ASME B16.1 – Cast Iron Pipe Flanges and Flanged Fittings, Class 25, 125, 250,
and 800 lb.
– ASME B16.3 – Malleable Iron Threaded Fitting, Class 150 and 300
– ASME B16.5 – Pipe Flanges and Flanged Fittings, Steel Nickel Alloy and Other
Special Alloys
– ASME B16.9 – Factory-Made Wrought Steel Buttwelding Fittings
– ASME B16.10 – Face-to-Face and End-to-End Ferrous Valves
– ASME B16.11 – Forged Steel Fittings Socket-Welding and Threaded
– ASME B16.20 – Metallic Gaskets for Pipe Flanges – ring Joint, Spiral Wound &
Jacketed
– ASME B16.21 – Nonmetallic Flat Gaskets for Pipe Flanges
– ASME B16.24 – Bronze Pipe Flanges and Flanged Fittings, Class 150 and 300 lb.
– ASME B16.25 – Buttwelding Ends
– ASME B16.28 – Wrought Steel Buttwelding Short Radius Elbows and Returns
– ASME B16.34 – Valves – Flanged, Threaded and Welding End
– ASME B16.36 – Orifice Flanges
– ASME B16.47 – Large Diameter Steel Flanges NPS26 through NPS60
– ASME B31.1. – Power Piping
– ASME B36.10M – Welded and Seamless Wrought Steel Pipe
– ASME B36.19M – Stainless Steel Pipe
– ASME B46.1 – Surface Texture
– ANSI B73.1 – Specifications for Horizontal End Suction Centrifugal Pumps for
Chemical Process

• MSS – Manufacturers Standardization Society of the Valve and Fittings Industry
– MSS-SP 55 – Quality Standard for Steel Castings for Valves, Flanges, Fittings and
Other Piping Components -Visual Method
– MSS-SP 67 – Butterfly Valves
– MSS-SP 80 – Bronze Gate-Globe-Angle and Check Valves
– MSS-SP 84 – Steel Valves-Socket Welding and Threaded Ends

• AWS – American Welding Society
– AWS – D1.1 – Structural Welding Code-Steel

• AWWA – American Water Works Association.
– AWWA-C504 – Rubber Seated Butterfly Valves
– AWWA-D100 – Standards for Welding Steel Tanks

• SSPC – Steel Structures Painting Council, Volume 2
– SSPC-PA1 – Shop, Field, and Maintenance Painting
– SSPC-PA2 – Measurement of Dry Paint Thickness with Magnetic Gages
– SSPC-SPl – Solvent Cleaning
– SSPC-SP2 – Hand Tool Cleaning
– SSPC-SP3 – Power Tool Cleaning
– SSPC-SP6 – Commercial Blast Cleaning
– SSPC-SP8 – Pickling
– SSPC-SP10 – Near-White Blast Cleaning

• California Administrative Code, Title 8
– Chapters 4 through 7, Groups 20 Flammable Liquids, Gases, and Vapors
– Group 27, Fire Protection

• National Fire Protection Association (NFPA) codes
– NFPA 10, Portable Fire Extinguishers
– NFPA 12, Carbon Dioxide Extinguishing Systems
– NFPA 13, Installation of Sprinkler Systems
– NFPA 14, Installation of Standpipe and Hose Systems
– NFPA 15, Water Spray Fixed Systems
– NFPA 20, Centrifugal Fire Pumps
– NFPA 22, Fire Water Storage Tank
– NFPA 24, Private Fire Service Mains and Their Appurtenances
– NFPA 26, Supervision of Valves Controlling Water Supplies for Fire Protection 
– NFPA 30, Flammable and Combustible Liquids Code
– NFPA 37, Stationary Combustion Engines and Gas Turbines.
– NFPA 70, National Electrical Code
– NFPA 72E, Automatic Fire Detectors
– NFPA 214, Water cooling Towers

• California Building Code (CBC)
• International Building Code (IBC)
• UL – Underwriter Laboratory
• UFC – Uniform Fire Code
• NEC – National Electrical Code

Other recognized standards will be used as required to serve as design, fabrication, and construction guidelines when not in conflict with the above listed standards.
The codes and industry standards used for design, fabrication, and construction will be the codes and industry standards, including all addenda, in effect as stated in equipment and construction purchase or contract documents.

3.0 MECHANICAL ENGINEERING GENERAL DESIGN CRITERIA

3.1 PIPING
Piping will be designed, selected, and fabricated in accordance with the following criteria:

3.1.1 Design Temperature and Pressure
The design pressure and temperature for piping shall be consistent with conditions established for the design of the associated system.

The design pressure of a piping system shall be the maximum of:
• The set pressure of a relief valve mounted in the line
• The set pressure of a relief valve installed on equipment that is connected to the 
line, adjusted accordingly to account for static head and friction loss
• If the system has no PSV or can be isolated from a PSV, the maximum pressure 
upstream equipment can generate (i.e., pump shutoff pressure).
• The maximum sustained pressure that may act on the system plus 25 psi.

The main and process steam piping design pressures shall be in accordance with applicable codes. All design pressure values shall be rounded up to the next 5-psig increment. The design temperature of a piping system shall be based on:

• The maximum sustained temperature which may act on the system plus 25°F
If a heat exchanger of piece of equipment in which heat is being removed can be 
taken out of service or bypassed, then the line downstream of that equipment 
should be designed for the resulting higher temperature.

3.1.2 General Design and Selection Criteria

Piping will be designed in accordance with the requirements of the Code for Pressure Piping, ASME B31.1-Power Piping, and other codes and standards referenced in Section 2, Codes and Standards. Pipe stress analysis will be performed in accordance with ASME B31.1. All pipe supports will be suitable to restrain the piping where subjected to external loads as stipulated by the California Building Code –
Seismic and Wind Load Criteria. Vents and drains will be provided, as service requires. Material selection will generally be based on the design temperature and service conditions in accordance with the following:
• Carbon steel piping materials will be specified for design temperatures up to and 
including 800°F.
• One and one-quarter percent chromium alloy steel piping materials will be 
specified for design temperatures ranging from 805°F to 950°F. 2¼ percent chromium
alloy steel piping may be specified for design temperatures ranging from 955°F to 
1100°F, however, 9 percent chromium alloy steel piping will be specified for high 
pressure steam and hot reheat steam systems which have a design temperature of
approximately 1065°F.
• Scale free piping materials such as cleaned carbon steel, stainless steel or non-
metallic will be used as follows:
– Piping applications requiring a high degree of cleanliness generally including
injection water supply piping after strainers, air compressor inlet piping,
miscellaneous lubricating oil system piping, and sampling piping after process
isolation valves.
– Lubricating oil piping; carbon steel piping shall be pickled and stainless steel
piping shall be swabbed.
– Fiberglass reinforced plastic piping materials will be used only in applications
requiring corrosion-resistant materials.

The above listed materials, or other suitable piping materials listed in Section 
3.1, Piping, will be used where required for special service to meet specific 
requirements.

3.1.3 Piping Materials
Piping materials will be in accordance with applicable ASTM, and ASME standards. Materials to be incorporated in permanent systems will be new, unused, and undamaged. Piping materials will be in accordance with the following criteria:
• Steel and Iron Pipe. Carbon steel piping 2-inch nominal size and smaller will be 
ASTM A53 or A106, Grade B, SCH 80 minimum.
• Carbon steel piping 3 inch through 24-inch nominal size will be ASTM A53 Grade B
seamless (welded seam pipe shall be used for low pressure air and water) or A106
Grade B, with the indicated grades as a minimum. Carbon steel piping larger than
24-inch nominal size will be ASTM A672 or API 5L Grade B or ASTM A139 Grade B.
• Low chrome alloy pipe shall be in accordance with ASTM A335 Grades P5, P11, P22 or
P91 seamless or welded.
• Stainless steel pipe will be ASTM A312 Grades TP304, TP304L, TP316, or TP 316L
seamless or welded. All stainless steel piping materials will be fully solution 
annealed prior to fabrication. The Type 316 materials will be utilized for high 
resistance to corrosion. The Type 30 and 316L materials will be utilized for 
applications requiring hot working (welding, etc.) and for additional corrosion 
resistance at welds.
• Schedule numbers, sizes, and dimensions of all carbon steel and alloy steel pipe 
will conform to ASME B36.10M. Sizes and dimensions of stainless steel pipe 
designated as Schedule 5S, 10S, 40S, or 80S will conform to ASME B36.19M. 
Schedule numbers, sizes,and dimensions of stainless steel pipe not covered by 
ASME B36.19M will conform to ASME B36.10.
• Alloy Steel Pipe. Steel piping for acid service shall be Alloy 20.
• Galvanized Steel Pipe. Galvanized carbon steel piping will be ASTM A53 Grade B. The
piping will be hot-dip galvanized.
• The use of galvanized steel pipe will be limited to systems where a degree of 
corrosion resistance is required or where codes require the use of galvanized 
steel pipe rather than black steel pipe.
• Underground piping materials will be non-metallic, ductile iron or cathodically 
protected carbon steel (see 3.1.7). The material selection will be in accordance 
with service requirements. Metallic underground piping will be wrapped in 
accordance with American Water Works Association (AWWA) standards.
• Polypropylene Lined Pipe. Polypropylene lined pipe will be ASTM A53 steel pipe 
with an applied liner of polypropylene.
• Fiberglass Reinforced Plastic Pipe. Fiberglass reinforced plastic pipe will be 
selected accordance with the specific service requirements.
• Polyvinyl Chloride Pipe. Polyvinyl chloride (PVC) pipe will conform to ASTM D1785 
or ASTM D2241.
• Chlorinated Polyvinyl Chloride Pipe. Chlorinated polyvinyl chloride (CPVC) pipe 
willconform to ASTM F441. High Density Polyethylene Pipe. High-density 
polyethylene pipe will conform to ASTM D3350 with a Plastic Pipe Institute rating 
of PE 3406 or 3408.

3.1.4 Tubing Materials
Tubing materials will generally be in accordance with the following criteria:
• Copper Tubing. Copper tubing ⅜ inch and smaller will be light drawn temper tubing
conforming to ASTM B75. Copper tubing, ½ inch and larger, will be ASTM B88 Type K
drawn temper.
• Stainless steel tubing will conform to ASTM A213, Type 316. All stainless steel 
tubing will be of the fully annealed type, with a carbon content greater than 0.04 
percent.
• Tubing Wall Thickness. Wall thickness for tubing will be as required for specific 
design pressure and temperature conditions.

3.1.5 Fitting Materials
Fittings will be constructed of materials equivalent to the pipe with which they are used, except for special cases such as lined steel pipe.
• Steel Fittings. Steel fittings 2½ inches and larger will be of the butt welding 
type and steel fittings 2 inches and smaller will be of the socket welding type, 
except galvanized steel fittings will be threaded.
• Butt Welding Fittings. The wall thickness of butt welding fittings will be equal 
to the pipe wall thickness with which they are used. The fittings will be 
manufactured in accordance with ASME B16.9. ASME B16.28, and ASTM A234 or ASTM A403
• Forged Steel Fittings. Forged steel fittings will be used for socket weld and steel
threaded connections and will conform to ASME B16.11.
• Cast Steel Flanged Fittings. Cast carbon steel flanged fittings will conform to 
ASME B16.5 and will be of materials conforming to ASTM A216 WCB.

3.1.6 Flanges, Gaskets, Bolting, and Unions
Flanged joints will be in accordance with the following requirements:
• Flange Selection:
– Flanges mating with flanges on piping, valves, and equipment will be of sizes,
drilling, and facings which match the connecting flanges of the piping, valves,
and equipment.
– Flange class ratings will be adequate to meet the design pressure and temperature
values specified for the piping with which they are used.
– Flanges will be constructed of materials equivalent to the pipe with which they
are used.
– Mating flanges will be of compatible material

• Steel Flanges:
– Steel flanges will conform to ASME B16.5;
– Carbon steel flanges will be forged in accordance with ASTM A105;
– Chromium alloy steel and stainless steel flanges will be forged in accordance
with ASTM A182.

• Brass and Bronze Flanges. Brass and bronze screwed companion flanges will be plain
faced and will conform to Class 150 or Class 300 classifications of ASME B16.24.
Drilling will be in accordance with ANSI Class 125 or Class 250 standards. 
Gaskets will be suitable for the design pressures and temperatures.
• Compressed Fiber Gaskets. Compressed fiber gaskets will be in accordance with ANSI
B16.21, and materials will be suitable for a maximum working pressure of 600
psig and a maximum working temperature of 750°F. Compressed fiber gaskets will be 
used with flat face flanges and raised face slip-on flanges.
• Spiral Wound Gaskets. Spiral wound gaskets will be constructed of a continuous
stainless steel ribbon wound into a spiral with non-asbestos filler between 
adjacent coils.
Spiral wound gaskets shall be in accordance with ASME B16.20. Spiral wound gaskets
will be used with raised face flanges, except for raised face slip-on flanges.
• Gaskets containing asbestos are not acceptable.
• Gaskets will be suitable for the design pressures and temperatures.

3.1.7 Cathodic Protection
Where required, underground piping steel will be cathodically protected, and electrically isolated from above-ground piping and other steel components.
Under ground firewater piping and components, made of steel, will be protected by a cathodic protection system. All cast iron and HDPE piping and components do not require cathodic protection.

3.1.8 Piping Fabrication
Piping fabrication will generally be in accordance with the requirements of the Piping Fabrication Institute (PFI).

3.1.8.1 Welder Qualification and Welding Procedures
Welding procedures, welders, and welding operators will be qualified in accordance with ASME Section IX code requirements.
Backing rings will not be allowed for shop or field welds except where specifically permitted.

3.1.8.2 Nondestructive Examination and Inspection
Inspection and testing of piping will be performed in accordance with the requirements of ASME B31.1. Nondestructive examination will generally include visual, radiographic, magnetic particle and liquid
penetrant, and ultrasonic examinations.
• Visual examination of welds will be performed by personnel qualified and 
certified in accordance with AWS QCI, Standard for Qualification and Certification 
of Welding Inspectors.
• Nondestructive examination shall be performed by personnel certified in 
accordance with ASNT Recommended Practice SNT-TC-IA.
• Radiographic examination will be performed on welds or welds to pressure retaining
components as required by ASME B31.1 LODE.
• Magnetic particle, ultrasonic and liquid penetrant examination will be performed as
required by ASME B31.1 Code.

3.1.9 Pipe Supports and Hangers
The term “pipe supports” includes all assemblies such as hangers, floorstands, anchors, guides, brackets, sway braces, vibration dampeners, positioners, and any supplementary steel required for pipe supports.

3.1.9.1 Design and Selection Criteria
All support materials, design, and construction will be in accordance with the latest applicable provisions of the Power Piping Code, ASME B31.1. Seismic design of piping systems will be in accordance with criteria as stipulated by the California Building Code.

3.2 VALVES
Valve pressure classes, sizes, types, body materials, and end preparations will generally be as described herein. Special features and special application valves will be utilized where required. Steel body gate, globe, angle, and check valves will be designed and constructed in accordance with ASME B16.34 as applicable.

3.2.1 Iron Body Valves
Iron body gate, globe and check valves will have iron bodies and will be bronze mounted. The face-to-face dimensions will be in accordance with ASME B16.10.

3.2.2 Butterfly Valves
Rubber-seated butterfly valves will be generally constructed in accordance with AWWA C504 Standard for Rubber-Seated Butterfly Valves. The valves will also generally conform to the requirements of MSS Standard Practice SP-67, Butterfly Valves.

3.2.3 Branch Line Isolation Valves
Isolation valves will be provided in 2-inch and smaller branch lines from main piping headers and equipment.

3.3 INSULATION AND LAGGING
The insulation and lagging to be applied to piping, equipment, and ductwork for the purposes of reducing heat loss, and personnel protection will be in accordance with the following criteria:

3.3.1 Insulation Materials and Installation
Insulation materials will be inhibited and of a low halogen content so that the insulation meets the requirements of ASTM C795 and ASTM C929 regarding stress-corrosion cracking of austenitic stainless steel. Insulation materials will contain no asbestos. All piping operating above 140°F will be insulated in areas required for personal protection. All piping will be insulated as required for energy conservation, prevention of condensation and noise attenuation.
Equipment and ductwork operating at elevated temperatures will be insulated with calcium silicate or mineral fiber insulation.

3.3.2 Lagging Materials and Installation
All insulated surfaces of equipment, ductwork, piping, and valves will be lagged, except where removable covers are used.

3.3.3 Freeze Protection
All above ground piping smaller than 2-inch nominal diameter and subject to freezing will be insulated and provided with electric heat tracing. In addition, all piping will be evaluated for freeze protection by the following methods: Insulation, electric heat tracing, low point drains, high point vents and schedule 80 piping.

3.4 PUMPS
Vertical shaft pumps will generally be arranged to work with the pump casing submerged in a sump or tank. The suction branch will be arranged vertically downward and, if required for the service conditions, will be fitted with a strainer. The discharged piping and nonreturn valve will be arranged to facilitate withdrawing the complete shaft and pump casing as a unit by splitting a pipe joint above floor level.
Strainers (startup or permanent) will be installed in the suction piping of horizontal pumps or sets of pumps. Horizontal-shaft centrifugal pumps will have radially fully balanced impellers. The driver will be mounted on an extension of the pump bedplate and will drive the pump through a flexible coupling with OSHA coupling guard. Where necessary, pumping systems with variable flow requirement will have a recirculation line for pump protection. The recirculation lie will normally be routed to the source from which the system takes suction. Modulating or two-position automatic recirculation valves or restriction orifices will be used as applicable. For boiler feedwater pump and condensate pump, modulating automatic recirculation control valves or combined recirculation/check valves will be used.
For each application, pumps will be sized to accept an impeller at least ⅛ inch larger in diameter than the impeller specified without having to change the casing.
Where necessary, vent and drain valves will be fitted at suitable points on the pump casing. Horizontal split case pumps will allow the removable half-casing and impeller to be withdrawn without disturbing any of the process piping or valves. Horizontal end-suction pumps will allow the impeller to be withdrawn from the motor end without disturbing the motor or discharge piping. Pumps may have either packing or mechanical seals, as determined by the application. Pumps that have mechanical seals will be arranged to facilitate seal removal. Shaft slingers will be specified to prevent packing gland leakage water from entering the bearing housings.
Bearings requiring cooling water will include the appropriate pipework, valves, and strainers. For vertical shaft fresh water or condensate pups, bearings below water level will be water lubricated. The weight of the impeller and shafting for vertically suspended pumps will be supported by the motor
thrust bearing. 
Couplings and intermediate shafting will be guarded. Bedplates will be of ample proportions and stiffness to withstand the loads likely to be experienced in shipment and service. General service pumps will be purchased to ANSI B73.1.
Firewater Pump, Driver and accessories will be purchased to NFPA 20.

3.5 STORAGE TANKS
Water tanks, if required, shall be designed and erected in accordance with AWWA D-100, latest edition. Seismic design will be in accordance with AWWA D-100 requirements. Wind and seismic loadings shall be per CBC. The existing make-up water storage tank provides firewater storage..The ammonia storage tanks shall be designed and erected in accordance with API.

3.6 HEAT EXCHANGERS
The air cooled condenser will be designed in accordance with HEI standards. Other heat exchangers will be provided as components of mechanical equipment packages and may be shell-and-tube, plate type, or fin-fan coolers. Shell-and-tube heat exchangers will be designed in accordance with TEMA standards.
Fouling factors for shell-and-tube exchangers will be in accordance with TEMA practices. The heat exchangers shall be designed and constructed in accordance with ASME Boiler and Pressure Vessel Code, Section VIII, latest edition and addenda.

3.7 HEATING, VENTILATING AND AIR-CONDITIONING
Heating, ventilating and air-conditioning (HVAC) systems will be designed and installed in accordance with the California Building Code, Uniform Building Code; Uniform Mechanical Code; American Society of Heating Refrigeration, and Air Conditioning engineers (ASHRAE) Standards; Sheet Metal and
Air-Conditioning Contractors National Association (SMACNA) Standards; NFPA 90A and NFPA 101; CCR Title 8 Chapter 4; CCR Title 24; ANSI B31.5, Refrigeration Piping code; and the latest edition of the American Conference of Government Industrial Hygienists, Committee on Industrial Ventilation. Because HVAC systems bring filtered outside air into control rooms and offices, the interior pressure is greater than atmospheric pressure. Air moves through the openings around doors or windows, or elsewhere, from the higher pressure (inside) to the lower pressure (outside). HVAC system filter efficiency is expected to be approximately 80 percent.
Air conditioning will include both heating and cooling of the filtered inlet air. Air velocities in ducts and from louvers and grills will be low enough not to cause unacceptable noise levels in areas where personnel are normally located.
Fans and motors will be mounted on anti-vibration bases to isolate them from the building structure. Exposed fan outlets and inlets will be fitted with guards. Wire guards will be specified for belt-driven fans and arranged to enclose the pulleys and belts. Air filters will be housed in a way that facilitates removal. Filter frames will be designed to minimize air by-pass and leakage. Ductwork, filter frames, and fan casings will be constructed of mild steel sheets stiffened with mild steel flanges and galvanized. Ductwork will be of the sectional bolted design and adequately supported. Duct joints will be leak proof. Grills and louvers will be of metal construction and adjustable.

3.8 HEAT RECOVERY STEAM GENERATORS (HRSGS)
The HRSGs shall be designed and constructed in accordance with ASME Boiler and Pressure Vessel Code, Section I, latest edition and addenda. The wind and seismic design criteria shall be in accordance with California Building Code

Sumber : Colusa Generating Station Application for Certification

Didalam sebuah Pabrik apa saja deh, baik Pabrik buat bikin Pupuk Urea, atau pabrik yang bikin Tabung Gas buat masak, atau yang lebih keren lagi bikin LNG untuk bahan bakar Power Plant, atau juga di Pabrik yang mengolah sumber panas bumi menjadi pembangkit listrik, selalu ada sistem perpipaan yang menghubungkan atau membawa gas, minyak, pupuk, atau air panas, dari satu tempat ke tempat lain.

Gas, Minyak atau air panas tadi dibawa dari, misalnya Tanki Minyak, ke sebuah Pressure Vessel (Bejana Tekan) melalui proses pemompaan atau menggunakan pompa atau mengalir karena adanya perbedaan tekanan.

Media yang digunakan untuk mengalirkan gas atau minyak tadi, agar bisa sampai ke tempat tujuan untuk seterusnya diolah, adalah menggunakan PIPA. Seperti bisa dilihat digambar diatas.

Pipa tadi tersambung secara erat dengan pompa, dengan Tanki tadi, dan juga dengan Pressure Vessel tadi.

Secara alamiah, jika sebuah besi sepanjang 1 meter, kita pegang pada satu ujung nya, sedangkan ujung yang lain diberi api atau dipanaskan, maka lama-kelamaan kita akan merasakan panasnya.

Ada perpindahan panas dari titik yang kena api tadi ke tempat yang kita pegang.

Perambatan panas itu mempunyai laju yang mengakibatkan besi tadi memanjang. Lajunya memang nggak besar dan susah kelihatan sama mata, misalnya hanya 5 milimiter untuk setiap 1 meter.

Pipa, yang didalamnya mengalir uap panas, atau minyak yang kental dan panas, atau gas yang dingin, akan bereaksi serupa itu.

Jika pada contoh besi tadi kita pegang, maka akan terasa panasnya, palign reaksi kita adalah melepas kan besi tadi.

Tapi, Pipa, karena sudah diikat erat pada tanki di satu ujungnya, dan diikat atau disambung ke Pompa di ujung yang lainnya, maka sang pipa tidak bisa lepas.

Alhasil, sang Pipa akan meneruskan pemuaian atau pertambahan panjang tadi ke pompa dan ke pressure vessel tadi.
Pada saat itu, ada dua kejadian:

Pipa akan memberikan gaya atau force terhadap pompa dan terhadap tanki tadi.Tanki dan Pompa pasti juga akan memberikan perlawanan karena dia tidak mempunyai lagi tempat untuk berlari alias sudah dipaku mati pada posisinya di pondasi

Kita tahu bahwa setiap benda mempunyai batas kemampuan menerima gaya atau menerima beban atau menerima panas.
Jika melebihi batas kemapuan dia, patah lah dia.

Nah, tugasnya adalah, secara singkat, mengusahakan baik pipa, pompa, dan tanki akan dapat bekerja dengan tenang tanpa mengalami kepatahan atau mengalami kelebihan tegangan, selama operasinya.

Banyak cara bisa dilakukan.

Yang utama adalah membuat si pipa mampu menahan beban dan tegangan yang ditimbulkan, dengan cara mengalihkan perpanjangan akibat panas tadi ketempat lain yang bisa menerima tanpa masalah.

Kita tahu bahwa didalam alam ini tidak ada yang hilang. Yang ada hanyalah berpindah tempat. Ada hukum keseimbangan dan kekekalan energi.
Demikian juga sang pipa. Karena di aliri Uap Panas, maka dia akan merenggang, sedangkan pompa atau pressure vessel tempat dia ter-pantek, nggak mau menerima renggangan dia, ataupun jika si pompa terpaksa menerima dengan resiko pecah pompanya, maka renggangan tadi mesti dicari jalan tempat dia bisa memanjang tanpa merusak yang lain.

Sehingga dibuatlah dia seflexible mungkin sehingga bisa melepaskan perpanjangan akibat panas tadi.

Upaya-upaya itulah, ditambah dengan upaya untuk memastikan bahwa si pipa bisa menjalankan tugasnya mengalirkan upa panas, minyak atau gas dengan aman dan lancar, adalah tugasnya seorang Piping Stress Engineer.

Perhitungan yang dilakukan adalah umumnya dengan menggunakan bantuan Software CAESAR II atau bisa juga AUTOPIPE.

Dengan demikian, tugas atau pekerjaan sehari-hari Piping Stress Engineer itu adalah:

Membuat Stress Sketch dari Sistem Pipa yang akan dihitung, kemudian melengkapi dengan segala macam accessories yang diperlukan, seperti Berapa Tekanan dan Temperature dari fluida yang mengalir, berapa berat jenis nya, apa material pipa nya, apakah memakain pembungkus (insulation) atau tidak, apa jenis insulasi nay, tebal nya berapa, berapa juga tebal pipa nya, lihat di ASME B31.3 Basic Allowable Stress untuk kondisi tertentu, serta perhitungan nantinya menggunakan Case apa saja.Untuk membuat Stress Sketch itu, dia mesti melihat atau merujuk ke banyak dokument, seperti Gambar Utama Piping (General Arrangement Piping), Piping 3D Model, Piping Material Specificaition, Line List, P&ID, dan lain sebagainya.Meng-input ke CAESAR II atau AUTOPIPE hasil gambar yang dia buat di Stress Sketch tadi, kemudian menganalisa, dan memastikan bahwa sistem pipa tadi memenuhi persyaratan atau comply dengan ASME B31.3 atau B31.1.Kemudian mengecek besarnya gaya yang menimpa Nozzle Pompa, Tank, atau Equipment dengan Allowable dari Vendor atau dari Code tertentu. Jika belum memenuhi kriteria, lakukan modifikasi, robah konfigurasi, input lagi dan di process lagi.Begitu seterusnya, sampai memenuhi kriteria dari Code dan Manufacturer Allowable.Biasanya kalau hitungannya sulit, seperti Pipa disekitar Kompressor Udara, nah itu baru bisa bikin ngebul kepala alias puyeng.Jika sudah beres dan aman dan memenuhi Code, maka baru langkah selanjutnya menentukan jenis Pipe Support yang menumpu sang pipa tadi. Dihitung pula kekuatan pipa jika duduk di Besi baja, apa nggak mblesek dia, apa perlu di tambahi pelapis alias Wear pad.Selanjutnya, bikin report ke Civil Structural untuk ngasih tahu mereka berapa Load di titk tumpuan yang menggunakan Civil Structural, biar mereka bisa ngitung kekuatannya.Juga ngasih tahu ke Piping Design mengenai jenis pipe support yang kita maui dan dimana lokasinya, tentu saja dalam bentuk dokument resmi, yang perlu persiapan.

DASAR CENTRIFUGAL PUMP

Secara umum pompa sentrifugal tersusun atas beberapa bagian penting yaitu:

1. Casing

2. Impeller

3. Shaft/Poros

4. Bearing/Bantalan

5. Kopling

6. Packing & Seal

7. Sistem Lubrikasi

Bagian-bagian Pompa Sentrifugal

Casing

Komponen utama pertama dari pompa sentrifugal adalah casing pompa. Casing pompa sentrifugal didesain berbentuk sebuah diffuser yang mengelilingi impeller pompa. Diffuser ini lebih sering dikenal sebagai volute casing. Sesuai dengan fungsi diffuser, volute casing berfungsi untuk menurunkan kecepatan aliran (flow) fluida yang masuk ke dalam pompa. Menuju sisi outlet pompa, volute casing didesain membentuk corong yang berfungsi untuk mengkonversikan energi kinetik menjadi tekanan dengan jalan menurunkan kecepatan dan menaikkan tekanan, hali ini juga membantu menyeimbangkan tekanan hidrolik pada shaft pompa.

Volute Casing Pompa Sentrifugal

Impeller

Impeller adalah bagian yang berputar dari pompa sentrifugal, yang berfungsi untuk mentransfer energi dari putaran motor menuju fluida yang dipompa dengan jalan mengakselerasinya dari tengah impeller ke luar sisi impeller.

Beberapa contoh tipe impeller

Desain impeller bergantung atas kebutuhan tekanan, kecepatan aliran, serta kesesuaian dengan sistemnya. Impeller menjadi komponen yang paling utama berpengaruh terhadap performa pompa. Modifikasi desain impeller akan langsung berpengaruh terhadap bentuk kurva karakteristik pompa tersebut. Ada berbagai macam desain impeller pompa sentrifugal, antara lain tipe tertutup dan terbuka, tipe single flow, tipe mix flow, tipe radial, tipe non-clogging, tipe single stage, dan tipe multi stage.

Poros (Shaft)

Poros pompa adalah bagian yang mentransmisikan putaran dari sumber gerak, seperti motor listrik, ke pompa. Yang perlu kita perhatikan adalah, pada sebuah pompa sentrifugal yang bekerja di titik efisiensi terbaiknya, maka gaya bending porosnya akan secara sempurna terdistribusikan ke seluruh bagian impeller pompa.

Bearing

Bearing pada pompa berfungsi untuk menahan (constrain) posisi rotor relatif terhadap stator sesuai dengan jenis bearing yang digunakan. Bearing yang digunakan pada pompa yaitu berupa journal bearing yang berfungsi untuk menahan gaya berat dan gaya-gaya yang searah dengan gaya berat tersebut, serta thrust bearingyang berfungsi untuk menahan gaya aksial yang timbul pada poros pompa relatif terhadap stator pompa.

Skema Journal dan Thrust Bearing

Kopling

Pada dasarnya kopling berfungsi untuk menghubungkan dua shaft, dimana yang satu adalah poros penggerak dan yang lainnya adalah poros yang digerakkan. Kopling yang digunakan pada pompa, bergantung dari desain sistem dan pompa itu sendiri. Macam-macam kopling yang digunakan pada pompa dapat berupa kopling rigid, kopling fleksibel, grid couplinggear coupling,  elastrometic coupling, dan disc coupling.

Sistem Packing

Sistem packing pada pompa adalah untuk mengontrol kebocoran fluida yang mungkin terjadi pada sisi perbatasan antara bagian pompa yang berputar (poros) dengan stator. Sistemsealing yang banyak digunakan pada pompa sentrifugal adalah mechanical seal dan gland packing.

Sistem Mechanical Seal

Sistem Gland Packing

Sistem Lubrikasi

Sistem lubrikasi pada pompa berfungsi untuk mengurangi koefisien gesek antara dua permukaan yang bertemu sehingga mengurangi resiko keausan. Lubrikasi pada pompa terutama digunakan pada bearing. Sistemnya dapat berupa lube oil atau juga tipe grease tergantung dari desain pompa itu sendiri.

DASAR DAN TIPE POMPA

Pengertian Dasar Pompa

Pompa adalah suatu alat pengangkut untuk memindahkan zat cair dari suatu tempat ke tempat lain dengan memberikan gaya tekan terhadap zat yang akan dipindahkan. Pada dasarnya gaya tekan yang diberikan untuk mengatasi friksi yang timbul karena mengalirnya cairan di dalam pipa saluran karena beda elevasi (ketinggian) dan adanya tekanan yang harus dilawan.

Perpindahan zat cair dapat terjadi menurut arah horizontal maupun vertical, seperti zat cair yang berpindah secara mendatar akan mendapatkan hambatan berupa gesekan dan turbulensi, sedangkan zat. Pada zat cair dengan perpindahan ke arah vertical, hambatan yang timbul terdiri dari hambatan-hambatan yang diakibatkan dengan adanya perbedaan tinggi antara permukaan isap (suction) dan permukaan tekan (discharge).

Secara umum pompa dibagi menjadi dua kelompok besar, yaitu dynamic pump dan positive displacement pump. Dua kelompok besar ini masih terbagi kedalam beberapa macam lagi, dan mari kita bahas satu-persatu.

Jenis-jenis Pompa

Fluida cair yang dialirkan dalam pipa dengan menggunakan alat bantu berupa pompa seperti yang telah dijabarkan di atas misalnya minyak mentah. Pada bagian ini akan dijelaskan tentang jenis-jenis pompa, karena pompa hadir dengan berbagai jenis serta fungsinya masing-masing.

Pada Prinsipnya, cairan apapun dapat ditangani oleh berbagai macam pompa, biasanya pompa jenis sentrifugal yang yang lebih ekonomis penggunaanya diikuti oleh pompa rotary dan reciprocating.

A. Pompa Dinamik

Pompa dinamik juga dikarakteristikan oleh cara pompa tersebut beroperasi yaitu, impeler yang berputar akan mengubah energi kinetik menjadi tekanan ataupun kecepatan yang diperlukan untuk memompa fluida. Terdapat dua jenis pompa dinamik, yaitu:

1. Pompa Sentrifugal

Pompa ini merupakan pompa yang sangat umum didalam suatu industri, biasanya sekitar 70% pompa yang digunakan dalam suatu industri ialah pompa sentrifugal. Pompa Sentrifugal adalah pompa dengan prinsip kerja merubah energi kinetis (kecepatan) cairan menjadi energi potensial (tekanan) melalui suatu impeler yang berputar dalam suatu casing. Pompa ini terdiri dari komponen utama berupa kipas (impeler) yang dapat berputar dalam sebuah casing (rumah pompa), casing tersebut dihubungkan dengan saluran isap dan saluran tekan. Untuk menjaga  agar didalam casing selalu terisi cairan, maka ada saluran isap yang harus dilengkapi dengan katup kaki (foot valve). Impeler yang berputar akan memberikan gaya sentrifugal sehingga cairan yang ada pada bagian pusat impeler akan terlempar keluar dari impeler yang kemudian ditahan casing sehingga menimbulkan tekanan alir.


2. Pompa Desain khusus

Pompa jenis ini dirancang untuk suatu kondisi khusus di dalam berbagai bidang sesuai dengan kebutuhannya, misalnya saja jet pump atau ejector, pompa jenis ini adalah pompa yang terdiri dari sebuah tabung pancar, nozel kovergen dan ventury yang berbentuk diffuser. Cara kerjanya ialah, pada bagian kovergen dihubungkan dengan pipa yang berfungsi sebagai pengisap cairan, fluida dapat terisap oleh pompa karena adanya daya penggerak dalam bentuk energi tekanan fluida yang selanjutnya dialirkan melalui nozel dan masuk kedalam tabung dengan kecepatan yang tinggi sehingga menyebabkan kevakuman di dalam tabung pompa. maka fluida akan terisap dan bercampur dengan fluida penggerak. Pompa jenis ini dapat digunakan untuk mencampur dua jenis zat cair, seperti misalnya pencampuran air dengan liquid foam pada pemadam kebakaran.

3. Pompa Aksial
Pompa aksial juga disebut dengan pompa propeler. Pompa ini menghasilkan sebagian besar tekanan dari propeler dan gaya lifting dari sudu terhadap fluida. Pompa ini banyak digunakan di sistem drainase dan irigasi. Pompa aksial vertikalsingle-stage lebih umum digunakan, akan tetapi kadang pompa aksial two-stage (dua stage) lebih ekonomis penerapannya. Pompa aksial horisontal digunakan untuk debit aliran fluida yang besar dengan tekanan yang kecil dan biasanya melibatkan efek sifon dalam alirannya.

Pompa Aksial

4. Special-Effect Pump
Pompa jenis ini digunakan pada industri dengan kondisi tertentu. Yang termasuk ke dalam pompa jenis ini yaitu jet (eductor)gas lift, hydraulic ram, dan electromagnetic. Pompa jet-eductor (injector) adalah sebuah alat yang menggunakan efek venturi dari nozzle konvergen-divergen untuk mengkonversi energi tekanan dari fluida bergerak menjadi energi gerak sehingga menciptakan area bertekanan rendah, dan dapat menghisap fluida di sisi suction.

Pompa Injektor

20110925-020627.jpg

Gas Lift Pump adalah sebuah cara untuk mengangkat fluida di dalam sebuah kolom dengan jalan menginjeksikan suatu gas tertentu yang menyebabkan turunnya berat hidrostatik dari fluida tersebut sehingga reservoir dapat mengangkatnya ke permukaan.

Pompa hydraulic ram adalah pompa air siklik dengan menggunakan tenaga hidro (hydropower).

Hydraulic Ram Pump

Dan pompa elektromagnetik adalah pompa yang menggerakkan fluida logam dengan jalan menggunakan gaya elektromagnetik.

Prinsip Pompa Elektromagnetik

20110925-022627.jpg

B. Pompa Positive Displacement

Macam - macam pompa positive displacement adalah pompa reciprocating dan rotary.

Pompa positive displacement bekerja dengan cara memberikan gaya tertentu pada volume fluida tetap dari sisi inlet menuju titik outlet pompa. Kelebihan dari penggunaan pompa jenis ini adalah dapat menghasilkan power density (gaya per satuan berat) yang lebih besar. Dan juga memberikan perpindahan fluida yang tetap/stabil di setiap putarannya.

1. Pompa Reciprocating
Pada pompa jenis ini, sejumlah volume fluida masuk ke dalam silinder melalui valve inlet pada saat langkah masuk dan selanjutnya dipompa keluar dibawah tekanan positif melalui valve outlet pada langkah maju. Fluida yang keluar dari pompa reciprocating, berdenyut dan hanya bisa berubah apabila kecepatan pompanya berubah. Ini karena volume sisi inlet yang konstan. Pompa jenis ini banyak digunakan untuk memompa endapan dan lumpur.

Pompa Reciprocating

20110925-032500.jpg

Metering Pump termasuk ke dalam jenis pompareciprocating, adalah pompa yang digunakan untuk memompa fluida dengan debit yang dapat diubah-ubah sesuai kebutuhan. Pompa ini biasanya digunakan untuk memompa bahan aditif yang dimasukkan ke dalam suatu aliran fluida tertentu.

Metering Pump

20110925-035913.jpg

2. Rotary Pump
Adalah pompa yang menggerakkan fluida dengan menggunakan prinsip rotasi. Vakum terbentuk oleh rotasi dari pompa dan selanjutnya menghisap fluida masuk. Keuntungan dari tipe ini adalah efisiensi yang tinggi karena secara natural ia mengeluarkan udara dari pipa alirannya, dan mengurangi kebutuhan pengguna untuk mengeluarkan udara tersebut secara manual.

Bukan berarti pompa jenis ini tanpa kelemahan, karena sifat alaminya maka clearence antara sudu putar dan sudu pengikutnya harus sekecil mungkin, dan mengharuskan pompa berputar pada kecepatan yang rendah dan stabil. Apabila pompa bekerja pada kecepatan yang terlalu tinggi, maka fluida kerjanya justru dapat menyebabkan erosi pada sudu-sudu pompa.

Pompa rotari dapat diklasifikasikan kembali menjadi beberapa tipe yaitu:

  • Gear pumps – sebuah pompa rotari yang simpel dimana fluida ditekan dengan menggunakan dua roda gigi.
  • Prinsip Gear Pump

    20111003-073104.jpg

  • Screw pumps – pompa ini menggunakan dua ulir yang bertemu dan berputar untuk menghasilkan aliran fluida sesuai dengan yang diinginkan.
  • Prinsip Screw Pump

    20111003-073221.jpg

  • Rotary Vane Pump – memiliki prinsip yang sama dengan kompresor scroll, yang menggunakan rotor silindrik yang berputar secara harmonis menghasilkan tekanan fluida tertentu.
  • Prinsip Rotary Vane Pump

    20111003-073412.jpg

    Pompa positive displacement memiliki tipe yang lebih bervariasi daripada pompa dinamik. Secara general pompa positive displacement dibagi kedalam dua kelompok besar, yakni pompa jenis rotari dan jenis reciprocating. Keduanya masih dibagi menjadi berbagai jenis pompa lagi. Dan berikut adalah pompa-pompa tersebut:

    Pompa Positive Displacement Tipe Rotari

    Pompa positive displacement tipe rotari ini memindahkan fluida kerja melalui mekanisme rotari dengan jalan menimbulkan efek vakum sehingga dapat menghisap fluida kerja dari sisi inlet, dan memindahkannya ke sisi outlet. Jika ada udara yang terperangkap di dalam pompa rotari, secara natural pompa ini akan mengeluarkan udara tersebut, sehingga mengurangi kebutuhan untuk mengeluarkan udara yang terperangkap di dalam pompa secara manual.

    Berikut adalah macam-macam pompa positive displacement tipe rotari :

    • Pompa Roda Gigi Internal (Internal Gear Pump). Pompa ini menggunakan dua roda gigi sebagai penggerak fluida kerja di dalamcasing pompa. Satu roda gigi menjadi penggerak dan yang lainnya menjadi yang digerakkan. Roda gigi penggerak berada di dalam roda gigi yang digerakkan. Untuk lebih jelasnya silahkan perhatikan gambar berikut.

      20121018-101837 PM.jpg

      Pompa Roda Gigi Internal

      Dan berikut adalah proses dimana fluida kerja dipompa oleh pompa roda gigi internal ini.

      20121018-102421 PM.jpg

      Prinsip Kerja Pompa Roda Gigi Internal

      Terlihat bahwa fluida kerja masuk melalui inlet pompa menuju sela-sela roda gigi luar yang diputar oleh roda gigi dalam. Fluida tersebut bergerak menuju sisi outlet akibat dorongan dari roda gigi luar. Selanjutnya roda gigi dalam masuk ke sela-sela roda gigi luar sehingga mendorong fluida kerja untuk keluar ke sisi outlet pompa.


      Animasi Pompa Roda Gigi Internal

    • Pompa Roda Gigi Eksternal (External Gear Pump). Sama dengan pompa roda gigi internal, pompa roda gigi eksternal ini juga menggunakan dua roda gigi sebagai komponen utamanya. Yang membedakan adalah kedua roda gigi berada pada posisi yang sejajar, dan roda gigi penggerak tidak berada di dalam roda gigi yang digerakkan.

      20121019-105346 AM.jpg

      Prinsip Pompa Roda Gigi Eksternal

    • Pompa Screw (Ulir). Pompa ulir pertama kali dikembangkan oleh Archimedes, ia menggunakan satu buah ulir untuk memindahkan air dari tempat yang rendah ke sawah-sawah untuk keperluan irigasi. Oleh karena hal inilah pompa ulir dengan satu ulir disebut juga Pompa Ulir Archimedes.

      20121019-025857 PM.jpg

      Pompa Ulir Archimedes

      Desain pompa ulir telah berkembang menjadi beberapa tipe seperti twin-rotor,triple-rotor, dan 5-rotor. Perbedaan ketiganya ada pada jumlah rotor ulirnya. Berikut adalah video pompa ulir dengan twin-rotor.


      Twin Rotor Screw Pump

      Prinsip kerja pompa ulir dengan multi-rotor adalah fluida kerja yang masuk melalui sisi inlet pompa dipindahkan oleh rotor ulir melalui sela-sela ulir sisi luar. Saat sampai di sisi outlet, fluida akan terdorong keluar dari pompa.

    • Progressive Cavity Pump. Pompa jenis ini adalah pengembangan dari pompa jenis ulir. Prinsip kerjanya pertama kali dikenalkan oleh Rene Moineau pada tahun 1930-an. Pompa ini terdiri atas sebuah rotor yang berbentuk spiral, serta stator yang juga berbentuk spiral namun didesain memiliki jarak pitch spiral yang 2 kali lebih besar dari pitch rotor. Rotor pompa progressive cavity terhubung dengan shaft yang digerakkan oleh motor listrik. Diantara shaft dengan rotor dihubungkan oleh flexible coupling yang apabila shaft berputar, kopling ini bergerak mengikuti gerakan rotor dan shaft. Untuk lebih jelasnya silahkan perhatikan animasi berikut ini.

      <em>Source: wikipedia.org</em>” class=”aligncenter size-full” /></a></p>
<p>Desain spiral dari rotor serta stator membentuk rongga (<em>cavity</em>) di dalamnya, yang apabila rotor berputar rongga tersebut seakan-akan bergerak maju ke arah outlet pompa. Rongga inilah yang menjadi ruang untuk memindahkan fluida kerja. </p>
<p><a href=20121019-071230 PM.jpg

      Bagian-bagian Pompa Progressive Cavity

      Pompa progressive cavity dapat digunakan pada berbagai macam jenis fluida kerja, dari fluida encer sampai dengan fluida berviskositas tinggi. Namun pompa ini tidak cocok dengan partikel-partikel solid. Untuk operasionalnya, pompa ini perlu dilakukan proses pengisian awal (priming) serta pembuangan udara yang terperangkap (venting) di dalamnya sebelum beroperasi. Hal ini bertujuan untuk memperpanjang umur pompa.

    • Rotary Lobe Pump dan Rotary Piston Pump. Pompa rotary lobe mirip dengan pompa roda gigi, hanya saja menggunakan semacam rotor berbentuk cuping (lobe). Terdapat dua rotor cuping di dalam casing pompa, yang keduanya digerakkan oleh sumber penggerak dan diatur sedemikian rupa oleh roda gigi yang berada di luar bodi pompa sehingga kedua rotor berputar seirama. Putaran dari rotor ini menimbulkan ruang kosong sehingga fluida dapat masuk ke dalamnya dan ikut berpindah ke sisi outlet. Pada sisi outlet kedua cuping rotor bertemu sehingga menutup rongga yang ada dan mendorong fluida kerja keluar melalui outlet pompa.

      20121019-073332 PM.jpg

      Prinsip Kerja Rotary Lobe Pump

      Pompa rotary piston adalah pengembangan dari pompa rotary lobe. Rotor pompa rotary piston didesain sedemikian rupa sehingga volume rongga pompa menjadi lebih luas. Selain itu pada sisi outlet pompa, rotor pompa tidak lagi “menghimpit” fluida kerja agar keluar seperti pada pompa rotary lobe, namun bentuk rotor pompa rotary pistonakan mendorong fluida agar keluar ke sisi outlet pompa.

      20121019-080851 PM.jpg

      Pompa Rotary Piston

    • Vane Pump. Dalam Bahasa Indonesia vane pump berarti pompa baling-baling. Pompa rotari ini menggunakan silinder di bagian rotor, pangkal silinder terpasang pegas yang terhubung dengan rotor pompa. Sumbu rotor tidak segaris dengan sumbu casing pompa, sehingga saat rotor berputar, silinder rotor akan mengikuti bentuk casing dan mendorong fluida kerja untuk menuju outlet pompa.

      20111003-073412.jpg

    • Pompa Peristaltik. Pompa tipe rotari yang terakhir adalah pompa peristaltik. Pompa jenis ini menggunakan prinsip kerja yang mirip dengan gerakan peristaltik pada kerongkongan. Pompa ini menggunakan semacam selang elastis sebagai saluran fluida kerja. Selang tersebut ditekan oleh rotor dengan ujung berupa roller sehingga membentuk gerakan dorongan.

      Sumber: wikipedia.org

      Animasi Pompa Peristaltik

      Pompa peristaltik awalnya banyak digunakan pada laboratorium-laboratorium saja, namun seiring dengan pengembangan teknologi karet, saat ini pompa peristaltik dapat digunakan untuk memompa bahan-bahan yang lebih “berat” termasuk bahan-bahan solid.

    Pompa Positive Displacement Tipe Reciprocating

    Pompa resiprocating menggunakan piston yang bergerak maju-mundur sebagai komponen kerjanya, serta mengarahkan aliran fluida kerja ke hanya satu arah dengan bantuan check valve. Pompa positive displacement ini memiliki rongga kerja yang meluas pada saat menghisap fluida, dan akan mendorongnya dengan mempersempit rongga kerja tersebut. Dengan bantuan check valve untuk mengatur arah aliran fluida, maka akan terjadi proses pemompaan yang harmonis.

    Pompa resiprocating terdiri atas beberapa macam, yaitu :

    • Pompa Piston. Pompa ini menggunakan piston untuk menghisap dan mendorong fluida kerja. Jumlah dari piston tergantung dari desain pabrikan yang menyesuaikan pula dengan kebutuhan sistem. Semakin sedikit jumlah piston pada pompa piston, maka akan semakin tidak stabil pula besar debit aliran air yang keluar dari pompa ini. Untuk mendapatkan aliran fluida yang stabil dapat dipergunakan pressure relief valve atau pompa dengan piston lebih banyak.

      20121019-090453 PM.jpg

      Pompa Piston

    • Plunger Pump. Pompa jenis ini mirip dengan pompa piston. Yang membedakan adalah pompa ini tidak menggunakan piston, bagian pompa yang mendorong fluida tidak secara penuh memenuhi ruangan silinder. Untuk lebih jelasnya perhatikan gambar perbedaan antara pompa piston dengan pompa plungerberikut ini.

      20121019-091044 PM.jpg

      Perbedaan Plunger Pump dengan Piston Pump

    • Pompa Diafragma. Pompa ini juga mirip dengan pompa piston namun komponen pompa yang melakukan gerakan maju-mundur adalah diafragma yang terhubung dengan engkol penggerak. Diafragma akan bergerak maju dan mundur untuk menciptakan perubahan rongga ruang di dalam pompa. Dengan bantuan check valvemaka aliran fluida kerja dapat terjadi.

      20121019-091936 PM.jpg

      Pompa Diafragma

      Pompa diafragma umumnya beroperasi pada tekanan yang lebih rendah daripada pompa piston maupun pompa plunger. Namun, karena desainnya yang unik, pompa diafragma dapat terus beroperasi sekalipun suatu saat tidak ada fluida yang mengalir di dalamnya. Dan secara otomatis apabila fluida kerja tersedia lagi, pompa ini dapat secara alami melakukan pengisian fluida (priming) dan pengeluaran udara (venting).

    • Swashplate Pump. Jenis pompa yang terakhir akan kita bahas adalah pompa swashplate. Pompa ini merupakan pengembangan dari pompa piston. Beberapa piston disusun secara sejajar dengan ujung yang satu terhubung dengan plate tegak, sedangkan ujung yang lain terhubung dengan platemiring. Saat poros pompa berputar piston-piston yang terusun sejajar tadi ikut berputar sehingga menghasilkan gerakan maju-mundur. Untuk lebih memahami pompa jenis ini, mari kita perhatikan video animasi berikut.


      Swashplate Pump

      Yang menarik dari pompa ini adalah dapat diubah-ubahnya besar debit fluida keluaran pompa tersebut. Hal ini dapat dilakukan dengan cara mengubah besar sudut kemiringan plate yang terhubung dengan piston-piston pompa tersebut.