Forming Strain Calculation -

This how to calculated Forming Strain in Manufacturing for Plate, pipe or tube based on ASME code Standard :

after this factor found in ( %), its multiplied to nominal thickness of material used.

for example :

ef = 2.5%
thickness of material = 14 mm
then, the forming strain must be = 2.5% x 14 mm = 0.35 mm.

in workshop, the finishing for material always performed, for polishing finishing process in my company depend on workshop capability.

for example :

thickness of material = 14 mm
spare for polishing process 10% from 14 mm = 1,4 mm.

so, if the thickness calculation result for minimum thickness required based on design parameters about 10 mm ( for example ). if the part had forming process and finishing by polishing process, the
requaired thiclkness are =

thickness from calculation + (ef * thickness from calculation), and must be more or at least same with thickness of material used - (10% * thickness of material used).

PED dan EN 13445

Di awal karir bergabung dengan produsen Pressure Vessel, sering kali saya sulit untuk mendefenisikan perbedaan antara PED ( Pressure Equipment Derictive)  dan EN 13445, yang biasa nya merupakan bagian dari" Design Data" atau masuk kepada " Product Spesifikasi". Setelah sedikit bertanya kebagian QC, berikut pemahaman yang saya dapatkan, sedikit sharing untuk mendefenisikan PED dan EN,

• PED atau yang sering disebut sebagai "Design Code" adalah  undang - undang atau regulasi yang mengatur  untuk setiap produk " Pressure Equipment" yang akan di Install di negara Eropa, PED di Eropa, sama hal nya dengan Indonesia yang memiliki KEPNAKER. contoh hal yang diatur oleh PED dalam pressure Vessel design adalah : Design Code Category dan penggolongan Fluida berdasarkan level bahaya.

• EN merupakan standar yang mengatur Pressure Vessel Design. EN 13445 terdiri dari 6 bagian utama, yaitu : 
• Bagian 1 : General
• Bagian 2 : Materials
• Bagian 3 : Designs
• Bagian 4 : Fabrications
• Bgaina 5 : Insepections and Testing
• Bagian 6 : Requirements for the design and fabrication of pressure vessels and pressure parts constructedfrom spheroidal graphite cast iron.

EN di negara Eropa, sama hal nya dengan ANSI milik Amerika, ataupun SNI milik Indonesia. Sedangkan di Indonesia biasanya selain SNI, EN dan ANSI diterima sebagai standar.

Calculated MAP, MAWP and Test Pressures

Defenition :

1. Maximum Allowable Working Pressure ( MAWP) ( units : Psi).

The MAWP for a vessel is the maximum permissible pressure at the top of the vessel in its normal operating position at the specific temperature, usually the design temperature.

The MAWP is the maximum pressure allowable in the "hot and corroded" condition. It is the least of the values calculated for the MAWP of any of the essential parts of the vessel and adjusted for any difference in static head that may exist between the part considered an the top of the vessel.

This pressure is based on calculation for every element of the vessel using the nominal thickness exclusive of corrossion allowance. it is the basis for establishing the set pressure of any pressure-relieving devices protecting the vessel. The design pressure may be substitude if the MAWP is not calculated.

The MAWP for any vessel parts is the maximum internal or external pressure, including any static head, together with the effect of any combination of loading listed in UG-22 which are likely to occur, exclesive of corrosion allowance at the designated coincident operating temperature. The MAWP for the vessel will be governed by the MAWP of the weakes parts.

2. Maximum Allowable Pressure ( MAP) ( units Psi).

The term MAP is often used. it refers to the maximum permissible pressure based on the weakest part in the new ( uncorroded) and cold condition, and all other loadings are not taken into consideration.

3. Design Pressure ( DP) (units Psi)

The pressure used in the design of a vessel component for the most severe condition of coincident pressure and temperature expected in normal operation. there is a maximum design temperature and minimum design temperature for any given vessel.

The minimum design temperature would be the MDMT, as the lowest allowable temperature for vessel under external pressure shall not exeeds the maximum temperatures given on external pressure charts.

4. Operating Pressure

The pressure at the top of the vessel at which it normally operates. it shall be lower than the MAWP, design pressure, or the set pressure of any pressure relieving device.

5. Operating Temperature

The temperature that will be maintained in the metal of the part of the vessel being considered for the specified operation of the vessel.

Calculations :



 MAWP, corroded at Design Temperature Pw :

Notes :

1. also check pressure - temperature rating of the flanges for MAWP and MAP.
2. All nozzles should be reinforced for MAWP.
3. The MAP and MAWP for other components , i.e. cones, flat heads, hemi-heads, torispherical heads, ect, may be checked in the same manner by using the formla for pressure found in procedure.


Source :

Pressure Vessel Design Manual 3E - Dennis R Moss 

Ferritic, Austenitic,Martensitic, Duplex dan Precipitation Hardening # Jenis Stainless Steel

Stainless Steel, jenis baja yang tidak perlu dilapisi atau dicat, adalah material yang memiliki kualitas tinggi, sehingga cocok untuk diguanakn dalam aplikasi higienis, seperti industri farma dan makanan. Stailess steel memiliki beberapa tingkatan, dengan beberapa perbedaan campuran, sehingga dapat digunakan untuk beberapa aplikasi seperti heat treatmen dan dapat untuk diproses.

Stainless steel yang popular digunakan adalah jenis 304 dan 316. Namun secara dasar ada 5 tipe dari stainless steel :

1.     Ferritic

Baja jenis ini memiliki kandungan carbon dan magnetic kurang dari 0.10%, sehingga baja jenis ini tidak bisa mengalami proses hardening, dengan cara heat treatment, dan tidak dapat mengalami proses pengelasan dengan stadar tinggi, namun masih dapat digunakan untuk banyak aplikasi.

2.     Austenitic

Jenis baja ini merupakan jenis yang paling popular ( banyak digunakan). Baja ini dapat dibentuk dan mampu memenuhi standard pengelasan yang baik.

3.     Martensitic

Martensitic memeiliki banyak kesamaan dengan jenis baja ferritic, namu memeliki lebih banyak kandungan carbon, yaitu mencapai 1%, sehingga baja ini dapat di tampered, hardened dan cocok digunakan untuk aplikasi dimana kekuatan lebih menjadi prioritas dari pada tahan korosi.

4.     Duplex

Baja jenis ini merupakan perpaduan antara fertic dan austenitic steel. Perpaduan ini membuat jenis baja ini lebih kuat dari pada kedua jenis baja tersebut.

5.     Precipitation Hardening

Dengan tambahan elemen seperti Alumunium, cooper, niobium, baja jenis ini menjadi sangat kuat. Untuk ketahanan terhadap korosi, baja ini memiliki level yang sama dengan Austenitic.

COMPRESS MANUAL ( Dalam Bahasa )

COMPRESS MANUAL
Dengan compress kita dapat dengan mudah mendapatkan desain pressure vessel atau heat exchanger dengan mudah.

Pendekatan Pemodelan dengan Compress

Ada dua cara memodelkan vessel dengan Compress :
1.      Wizards
2.      Free from design
Wizard dapat digunakan untuk membangun vessel dengan informasi dasar saja.
Namun, dengan compress juga dapat dibangun vessel dengan cara membangun component demi component menggunakan “ free From design”. Hal ini cocok digunakan ketika mendisain vessel yang tidak bisa dibangun dengan wizards.
Baik membuat design untuk vessel baru, ataupun menilai atau meninjau dari vessel yang sudah ada dapat digunakan “ tailored input mode”.
-        Dalam “ design mode” COMPRESS akan memilih ukuran, ketebalan dan ratings untuk memenuhi criteria.
-        Dalam “ rating mode “ COMPRESS akan menghitung MAWP dan ketebalan minimum ketika anda memasukan disain anda.
-        Dalam kedua mode diatas, input akan di evaluasi selama prose pemodelan terjadi, dan akan di update bila diperlukan dan mereferensikan Code manasaja yang mempengaruhi. Selama proses itu berlangsung peringatan dan pengingat secara teknikal akan dilakukan oleh COMPRESS.

Tahapan Pembuatan Model Yang Disarankan

Vessel dengan jenis apapun dapat dimodelkan dengan tahapan dibawah ini, namun cara dibawah adalah salah satu diantara banyak cara untuk memodelkan di COMPRESS.
Komponen dan bebannya dapat mulai dibangun dari manapun ataupun hanya membuat komponen tanpa harus membangun vessel keseluruhan.
1.      Mulai design baru dengan memilih : File > New > Division 1 > ( Or division 2), semua data yang dibutuhkan untuk masing masing model dismipan dalam file yang berbeda.

2.      COMPRESS secara otomatis mengguanakn lampiran ASME code edisi terbaru ketika membuat file baru. Kita dapat mengganti dengan ASME versi tahun yang lebih lama, dengan memilih ASEM code 1995 addenda.

3.      Bila terdapat angina tau seismic, kita bisa mengaplikasikan dengan memilih : Codes > WIND OR Codes > Seismic.

4.      Tentukan lokasi datum line dan vessel orientasi dengan memilih > Set Datum.

5.      Setting desain option, seperti units, hydrotest dan nozzle design basis, dengan memilih :
Action > Set mode option (F7). Pilihan ini juga dapat di update belakangan bila dibutuhkan.

6.       Desain vessel
·        COMPRESS membangun model secara berurutan dati atas kebawah vessel. Dibulai dengan top head ( left head untuk horizontal vessel) dan terus kebawah ( atau dari kiri ke kananan). Komponen dapat diambil dari komponen toolbar, dengan menekan “ insert” key.
·        Pilih the pressure boundary components ( cylinders and form head) sebelum memilih nozzle. Bila eksternal pressure ditentukan dan vacuum ring dibutuhkan, ring spacing harus diselesaikan terlebih dahulu sebelum menambahkan nozzle.
·        Bila terdapat operating liquid, set level liquid yang diinginkan dengan memilih :
Loads > lateral forces atau Loads > Vertical Loads. Catatan, vertical loads adalah massa dan efek dari frekuensi natural dari vessel.
 ·        Tambahkan supports ( skirt, lugs, saddles, legs, ect). Berada dibawah support menu.
·        Tambahkan nozzle pada vessel. Pilih Nozzle > Quick design untuk COMPRESS pilih ketebalan dinding dan pads ( bantalan secara otomatis).
·        Tambahkan attachments yang tersisa.  Item ino secara umum tidak aka nada efeknya kepada nominal thickness dari shell dan mungkin akan dibiarkan sampai proses desain selesai.

7.      Laporan dapat dicetak selama proses disain berlangsung dengan memencet F3. Kita juga dapat melakukan pengontrolan seperti apa reports harus ditampilkan, dengan mengatur :
Action > Reports > Reports Default.

8.      Untuk membantu mengatur, melihat dan merekap file, COMPRESS memberikan fitur yang memungkinkan untuk menyimpan bermacamberbagai macam tipe data dalam satu project.
Contohnya, purchase order dan gambar dapat disimpan bersamaan. Project baru dapat dibuat dengan : File > New > New Project.

 Beberapa TIPS : 

1.Setiap project akan membuka dua atau lebih windows : 1. design (graphic) dan 2. The report ( perhitungan ). Untuk beralih dari file ke file lain, click the corresponding toolbar icon ( HTML report, pdf report, general arrangement drawing).
2.      COMPRESS short keys :
a.      Insert to insert
b.      Delete to deleted component
c.      F2 untuk nozzle design
d.      CLTR + F3 untuk run FEA on nozzle
e.      F3 untuk mencetak report
f.       F4 untuk edit komponen
g.      F7 to set mode option
h.      F8 to set the datum
3.      COMPRESS dapat mengkonfersikan hitungan secara otomatis dengan menekan “TAB”.

Contoh ketika dimasukan 1/16” akan otomatis berubah menjadi 0.0625 bila dipencat “TAB”.
 4.      COMPRESS juga menyediakan data base tentang list material yang terdapat pada Section II part D. Dan dapat dimasukan kedalam material list dalam component dialog.

5.      COMPRESS juga menyediakan database untuk semua struktur dari AISC manual of steel constructure seperti sudut, lebar flanges, WTs, channel, Flat bars dan pipa. Item ini biasanya muncul sebagai support pengaku dan upoort untuk kaki.

6.      Menambahkan exterbal load pada hasil flanges untuk mengurangi pressure capacity untuk flange tersebut. Dengan memilih : Component > Body Flange > ASME B16.5/16.47 dan Checking. Menyesuaikan beban luar pada flange MAWP rating. COMPRESS secara otomatis mereduced pressure rating dari ANSI/ASME flange berdasarkan pressure yang setara, yang berhubungan dengan external loads.
7.      Supports skirts terdiri dari beberapa segments, keduanya “ tapered and cylindrical. Hal ini membantu saat mendisain skirt dengan material yang berbeda.

8.      MAWP pada nozzle terbatas pada setiap criteria. COMPRESS  menetapakan MAWP bagi nozzle, dengan berdapatasi, pressure akan terus naik hingga code criteria terpenuhi.

9.      Report dapat dipilih disetting dengan cara : ACTION > Report > reports Defaults
10.   Undo ( cltr+Z) dan redo (Cltr+y)
 
  

Hydrotest Test Pressure

One and one-half times the maximum allowable working pressure or design pressure to be marked on the vessel when calculations are note made to determine the maximum allowable working pressure.

If the stress value of vessel material at the design temperature is less than at the test temperature, the hydrostatic test pressure should be increased proportionally.

Hydrostatic test shall be conducted after all facbrication has been completde. in this case, the test pressure shall be :

Vessel where the maximum allowable working pressure limited by the falngest, shall be tested at a pressure shown in the table above.

Hydrostatic test of Vessel of multi-chamber vessel : Code UG-99 (e).

Proof test to establish maximum allowable working pressure when the strength of any part of the vessel cannot be computed with satisfactory assurance of safety, predescribed in code UG-101.

Internal Pressure in Pressure Vessel ( Tekanan Internal yang terjadi pada Tanki bertekanan)

Internal Pressure pada Pressure Vessel

Operating Pressure (OP) :
Adalah Pressure ( Tekanan) yang harus dipenuhi oleh pressure vessel, pada kondisi beroperasi.

Design Pressure (DP):
Adalah nilai Pressure yang digunakan saat mendisain tanki, nilai nya harus diatas Operating pressure sekitar 10% atau 30 psi, ( dipilih nilai mana yang lebih besar ).

Maximum Allowable Working Pressure ( MAWP) :
Adalah Internal Pressure yang masih mampu diterima pressure vessel, dimana bagian terlemah dari sebuah tanki masih dapat menerima beban pressure tersebut, dengan kedaadn vessel diasumsikan sebagai berikut :

a. dalam kondisi terkorosi ( berkarat )
b. pada kondisi design temperature
c. didalam posisi operasi normal
d. terkena efek dari beban lain, seperti : angin, external pressure, hydrostatic pressure, exct.( mana saja yang menambah internal pressure)

hal umum yang dilakukan oleh Manufaktur pressure vessel adalah, mengambil MAWP dari bagian yang besar seperti Head ( bagian kepala ) atau Shell ( badan tanki), bukan dari bagian yg kecil seperti flanges atau openings.

Maximum Allowable Pressure ( MAP) :
Kemampuan Pressure Vessel menerima Tekanan pada suhu ruang.

perhitungan dengan MAP sering dipilih pada kondisi :

a. vessel tidak terkorosi
b. suhu tidak berpengaruh pada kekuatan material ( suhu ruang).