Analisis Tegangan pada Desain Sistem Perpipaan Geothermal dari Sumur Baru Menuju Existing pipe dengan Software CAESAR II Berdasarkan Standar ASME B31.1 Power Piping

Abstract

Penelitian ini membahas analisis tegangan pada sistem perpipaan geothermal dari sumur baru menuju pipa eksisting, dengan tujuan untuk mengevaluasi distribusi tegangan akibat beban internal maupun eksternal serta memastikan kesesuaian desain terhadap standar ASME B31.1 Power Piping. Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah simulasi menggunakan perangkat lunak CAESAR II, dengan input berupa data operasi, material pipa, konfigurasi pipa, serta jenis dan lokasi penyangga. Analisis mencakup evaluasi beban berkelanjutan (sustained loads), beban ekspansi termal (thermal expansion loads), dan beban sesekali (occasional loads). Hasil simulasi menunjukkan bahwa pada kondisi occasional loads (case 13, 16, dan 17) terjadi overstress, dengan tegangan tertinggi terletak di area tie-in point antara pipa baru dan pipa eksisting. Hal ini disebabkan oleh pergerakan pipa eksisting yang tidak tertahan oleh pipa baru. Untuk mengatasi hal tersebut, dilakukan modifikasi desain berupa penambahan stopper pada node 220 dan gap pada guide di node 380. Setelah modifikasi, sistem tidak lagi mengalami tegangan berlebih. Validasi dilakukan dengan membandingkan hasil simulasi CAESAR II dengan perhitungan manual. Pada sustained load, nilai tegangan dari perangkat lunak sebesar 17.301,9 KPa, sementara hasil perhitungan manual sebesar 15.950,0 KPa dengan galat 8,5%. Sedangkan pada occasional load, diperoleh nilai dari perangkat lunak sebesar 27.563,1 KPa dan perhitungan manual 29.816,2 KPa dengan galat 7,6%. Nilai galat yang kecil menunjukkan bahwa analisis menggunakan CAESAR II dapat diandalkan dan aplikatif. Pergeseran akibat ketiga jenis beban digabungkan dalam operating load case (case 4), dengan nilai pergeseran maksimum sebesar 433,86 mm pada sumbu X di node 39, 157,28 mm pada sumbu Y di node 740, dan 273,99 mm pada sumbu Z di node 39. Nilai pergeseran tersebut perlu menjadi perhatian dalam evaluasi clearance di area instalasi, untuk memastikan tidak terjadi interferensi dengan struktur atau peralatan lain di sekitarnya.