..sedikit berbagi ilmu..

ketika ilmu begitu bermanfaat

Analisa Dinamis Vibrasi Pipa

Analisa Dinamis Vibrasi pada Pipa dengan Bantuan ANSYS 11.0

Fluida yang mengalir di dalam pipa bisa menyebabkan pipa mengalami kegagalan. Hal ini terjadi jika tegangan yang dihasilkan oleh fluida yang diterima dinding pipa melebihi tegangan ijin dari material pipa tersebut. Apalagi jika pipa tersebut mempunyai sambungan SBC (small bore connection) maka yang menjadi batasan maksimal adalah berapa tegangan yang diijinkan terjadi pada daerah sambungan SBC. Dimana nilainya tergantung pada jenis dan tipe sambungan SBC yang mana mempunyai grafik S-N (fatigue/kelelahan) yang berbeda-beda.

Menganalisa fenomena ini bisa digunakan bantuan Finite Elemen Method (FEM) dengan bantuan piranti komputer. Ada beberapa software yang bisa digunakan untuk menyelesaikan masalah ini dan yang saya rekomendasikan adalah software ANSYS. ANSYS adalah software multi guna yang bisa digunakan untuk memodelkan dan menyelesaikan berbagai macam masalah dalam dunia industri. Untuk masalah pipa sebenarnya ada beberapa software yang bisa membantu seperti CAESAR dan AutoPipe. Namun untuk analisa dinamis akibat vibrasi karena fluida yang mengalir di dalam pipa sejauh yang saya pahami kedua software tersebut tidak mampu untuk melakukannya. CAESAR dan AutoPipa lebih pada analisa statis biasa dan analisa dinamis lebih pada analisa untuk masalah water hammer dan fluid transient.

Untuk analisa dengan bantuan ANSYS yang perlu dipersiapkan adalah 3 jenis software ANSYS yaitu ANSYS ICEM, ANSYS CFX dan ANSYS Multiphysic, semuanya tersedia dalam package ANSYS version 11.0

ANSYS ICEM

Digunakan untuk memodelkan fluida dimana model fluida sama dengan model pipa itu sendiri karena seperti yang kita ketahui bentuk fluida tergantung pada wadahnya. Jadi intinya di ANSYS ini semua geometri yang digunakan adalah geometri pipa, yaitu diameter dalam dan panjang pipa. Kita tidak memasukkan ketebalan pipa. Setelah model jadi, kemudian kita lakukan meshing. Meshing adalah bagian terpenting dalam ANSYS. Usahakan membuat ukuran meshing sekecil mungkin sehingga output hasil analisa akan semakin valid.

Untuk memudahkan pemodelan dalam ANSYS ICEM, bagi yang terbiasa menggunakan software AutoCAD kita bisa menggukannya. Modelkan di AutoCAD lalu filenya dipanggil di ANSYS ICEM. Jadi setelah memanggil file kita tinggal melakukan meshing.

ANSYS CFX

Digunakan untuk menganalisa fluida yang sudah dimodelkan dalam ANSYS ICEM. Di sini kita memanggil file model yang sudah dimeshing oleh ANSYS ICEM. ANSYS CFX bisa mengeluarkan output mulai dari pressure fluida ke segalah arah maupun resultannya, force, temperatur, sebaran kecepatan fluida, dan lain-lain. Seperti ANSYS pada umumnya ANSYS CFX terdiri dari 3 bagian pengerjaan yaitu Pre, Solver dan Post. CFX-Pre mendefinisikan fluida yang akan dianalisa, mulai dari menentukan kecepatan fluida di inlet dan outlet, tekanan dan temperature fluida dan boundary condition yang diperlukan. Kemudian CFX-Solver akan menganalisa (running) semua yang telah ditetapkan di CFX-Pre dan hasilnya dapat dilihat pada CFX-Post berupa tabel, grafik maupun kontur berupa gambar lengkap dengan sebaran warnanya.

ANSYS Multiphysics

ANSYS jenis ini adalah ANSYS yang biasa digunakan untuk mengalisa model teknik. Di ANSYS ini yang dimodelkan bukan lagi fluidanya melainkan struktur pipanya. Ada 2 macam pekerjaan yang dilakukan, yaitu global analysis untuk mencari frekuensi natural pipa dan local analysis untuk menganalisa kekuatan pipa akibat beban dinamis vibrasi pipa.

Untuk mencari frekuensi natural (natural frequency), pipa dimodelkan sempurna sesuai dengan geometrinya di lapangan. Setelah model selesai, tentukanlan peletakan support dengan mendefinisikan displacement arah Y sama dengan 0 (nol), dan pada bagian kedua ujung pipa diasumsikan dijepit sehingga gaya ke segala arah adalah 0 (nol), lalu dilakukan modal analysis sehingga diperoleh output berupa mode shape dan frekuensinya.

Setalah itu dilakukan analisa dinamis vibrasi pipa. Pada dasarnya ANSYS melakukan local analysis bukan global analysis sehingga untuk analisa ini kita tidak memodelkan pipa keseluruhan tetapi hanya pada bagian kritis saja. Bagaimana pemilihan bagian yang akan dimodelkan adalah tergantung hasil output dari ANSYS CFX. Pada ANSYS CFX kita bisa melihat pada bagian mana terdapat sebaran tegangan terbesar. Bagian itulah yang kemudian kita modelkan dalam ANSYS Multiphysiscs. Setelah model selesai, seperti biasa kita lakukan meshing. Meshing sempurna dan tidak ada error, dilanjutkan dengan melakukan harmonic analysis. Pada analisa ini kita memasukkan inputan berupa nilai sebaran gaya (force) yang dihasilkan dari ANSYS CFX pada model di ANSYS Multiphysiscs. Penempatan tegangan harus sesuai lokasinya seperti output dari ANSYS CFX. Kemudian kita masukkan nilai frekuensi yang telah diperoleh sebelumnya, time step serta nilai koefisien damping. Setelah itu running!

Hasil output berupa sebaran tegangan yang biasa disebut sebagai tegangan Von Misses. Hasil tegangan ini sangat tergantung nilai frekuensi yang dimasukkan dan nilainya bisa jauh sekali jika dibandingkan dengan hasil dari ANSYS CFX. Sebagai contoh, untuk input force dari ANSYS CFX sebesar 25N (F=P*A, dari tegangan P = 15.625 Pa dengan luas sebaran A = 0,0016m2) dengan frekuensi 10Hz diperoleh hasil tegangan Von Misses pada ANSYS Multiphysics sebesar 12,5.106Pa atau 12,5 MPa.

-www.vladvamphire.wordpress.com-

January 19, 2009 - Posted by | Piping/Pipeline | , , , , ,

23 Comments »

  1. hey fren….

    emmm menarik jg isi blog mu…
    btw sy gatot, klo km sndri punya nama sapa yah??
    emm kya ngk menarik yah klo bkn cwek yg tanya….hehe
    so…km kul dmna?? or dah gawe kli….?
    emm sy tertarik analisa mu nih pake ansys….
    bisa share ngk langkah2 prosesnya.
    tks

    Comment by gatot | January 30, 2009 | Reply

    • Kalo pgn tau ttg sy kan tinggal klik menu ‘about me’🙂
      Ok, silahkan jika ada yang bisa kita diskusikan dan sharing. Tp maaf jika nanti sy kurang atau ada yang salah jawab bro..

      Comment by vladvamphire | January 30, 2009 | Reply

  2. wah keren banget sob…blog u.
    sangat bantu gue, soalnya gue juga rencananya mau kp di eksplorasi oil n’ gas.
    ngomong2 bisa bagi info untuk masalah instrumentasi vibrasi di offshore apa aja ya sob…
    gue anak its tekfis’06
    u angkatan berapa sob..

    Comment by septian | February 5, 2009 | Reply

    • Thanks ya udah mampir..
      Utk masalah vibrasi, gw lebih tau ke malasah pipa aja. Kalo instrumentasi gak sampe ksana ilmunya jeh hehe.. Utk pipa aja bisa dsebabkan banyak hal, bisa karena fluida yang mengalir di dalam pipa (flowrate), bisa karena pipa denat dengan mesin diesel, pompa, rotary machine, bisa karena angin (soale kan di tengah laut anginnya kencang), dll deh.. Mau spesifik ke mana dulu?

      Comment by vladvamphire | February 6, 2009 | Reply

  3. kalo misalkan pada rignya apakag juga ada efek2getaran yang bisa dianalisis

    Comment by septian | February 9, 2009 | Reply

  4. o ya sob, u punya gak program ansys tuh
    soalnya gua tny temen2 gua pada gak punya
    klo ada bisa gak u kirim ke emailq + klo ada buku2 tentang eksplorasi..
    he2x….sory kebanyakan mintanya sob.
    thax

    Comment by septian | February 9, 2009 | Reply

    • Buat septian.. soft asnys ttuh gede bgt smpe 3GB jd gak mungkin dkirim via email.. coba tanya2 tetangga sebelah, nak mesin pasti punya tuh..

      Comment by vladvamphire | February 13, 2009 | Reply

  5. ok thax ya!!!!!!!!!!

    Comment by septian | February 13, 2009 | Reply

  6. hi freind,
    salam kenal Vladimir!
    nama saya martion,
    saya anak mesin Universitas lampung.
    saya sangat tertarik dengan blok mu.
    maaf sebelumnya neh.
    saya sangat tertarik dengan pipa, tapi sampai sekarang saya belum punya tuh software sperti Caesar II dan Autopipe.
    kirimin dong software Caesarnya ke E-mail Ini : martionchaniago@gmail.com , mudah-mudahan kamu bisa bantu saya !saya sudah coba cari tapi gak dapat.

    terima kasih

    Comment by martion | February 25, 2009 | Reply

  7. Maaf untuk software tidak bisa sy bagi2 hehe..
    Takut🙂
    Denger2 ada versi cracknya di Jkt utk Caesar tp harganya Rp.500rban gt deh..
    Tapi kalo ke sby ambil sendiri ya gpp hehe..
    Sori bro..
    Thx.

    Comment by vladvamphire | February 26, 2009 | Reply

  8. Salam kenal kawan……!
    Nama saya Asuh Rifqi P
    saya tahu Vlad dari pemesan buku Pak Donny,saya juga salah satu pemesan bukunya pak Donny!
    BTW……..
    Salut……..!
    isi….blognya dah kayak profesional lead offshore engineer…….!artikel ANSYSnya jg mantab bgt lo….
    ngomong2…saya dulu pernah pakai ANSYS6.0(versi crack)
    cuman sekarang dah gak bisa dipakai lg….!
    kira2 bisa ngasih advise gak tempat/harga kira2 saya bisa dapat ansys11.0(versi crack jg) or versi dibawahnya…..
    tahu lah kalau buat belajar versi crack jg boleh kan…he..he..!
    Oh ya Mohon berkenan mailing saya di…!Ibu_Am1983@Yahoo.com

    sukses selalu…
    Best regard to Vlad!
    Asuh R P

    Comment by Asuh Rifqi Prihandana | March 8, 2009 | Reply

  9. Thx mas Rifqi..
    Oia sy sdh reply via japri tuh hehe..

    Comment by vladvamphire | March 9, 2009 | Reply

  10. bisa dibuat share ini……………
    sampeyan temanya wildan,bau2 n rahmat ya………………
    woke langsung aja tanya pernah buat modeling creep life prediction gak dengan Ansys klo pernah aku mau tanya masukin C(konstata larson millernya) di Material properties dimna ya.kebetulan baca2 dari elsevier creep life prediction mrpkan analisa bilinier(klo yg ini saya sdh tau),mgkin bisa bantu…oh ya kujungi jg blog saya ya labirinku.wordpress.com saya jg share beberapa modeling dgn ansys

    Comment by labirinku | April 6, 2009 | Reply

  11. bisa dijelaskan lebih contoh langkah2 project mulai dari awal?
    hehe..makasih..

    Comment by sigitpras | August 10, 2009 | Reply

  12. butuh ansys 11_kirim aj ke emailku: erenroses81@gmail.com
    tp diriku masih awam dg ansys, konsentrasiny di CATIA V5R14 krn lebih kenal duluan, mgkin p.vlad bisa membantu tutorial ansys (bhs.indonesia…he3x) sama kayak comment sigitpras,…

    Comment by eren | October 12, 2009 | Reply

  13. wah mas background pendidikan nya dulu apa mas?
    aq lagi KP di oil n gas company nie mas
    bahas noise di pipa gas
    dapat crak CFD tapi blom familiar
    klo boleh saya copy software ansys nya bwt nyelesain TA boleh ga mas?
    saya butuh banget nie
    klo ga bisa publish ke sini
    saya ambil ke rumah mas jg gpp wis
    ya mas
    please

    Comment by Aris | February 9, 2010 | Reply

    • wah, klo perlu ansys bisa di download tuh di rapidshare..

      Comment by andri | March 24, 2010 | Reply

  14. bro, mau nanya nih. apakah bisa fluida yang ada di dalam pipa khususnya piping menyebabkan kebisingan (noise). klo bisa, biasanya terjadi karna apa ya bro??trs ada saran ga harus pake software apa buat ngemodelin noise akibat fluida..kebetulan noisenya ini kayaknya bersumber dari PCV.

    bantu ane yah..please..

    Comment by andri | March 24, 2010 | Reply

    • Bisa lah bro…
      sama halnya kayak kita merebus air di teko, klo dah mendidih kan bunyi ngiiiiiing..ngiiiiiiiiing..tuh
      dan juga karena penyempitan yang tiba2 contohnya di pluit yang biasa ditiup ma wasit.

      itu bisa terjadi karena adanya turbulensi yang tinggi pada aliran dan turbulensi itu menimbulkan frekuensi yang bisa kita dengar. gitu bro..

      oh ya ada linknya buat ansys gak bro..

      Comment by Aris | April 5, 2010 | Reply

  15. cuk, ada refrensi buku buat analisis strutural pipa untuk chassis kendaraan roda 2 g,?. rada ribet neh perhitungan statikanya,. sama klo ada link tutorial welding design untuk pipa di Catia dunk…

    Comment by tulang | April 21, 2010 | Reply

  16. Hi..
    senang bisa tahu ada yang sudah paham tentang ansys ..begini to the point…saya baru saja mempelajari program ansys beberapa minggu ini…karena punya kasus kalkulasi perhitungan stress analyse untuk blind flange pada pipa diameter 1 m dengan perkuatan rib, ada beban pressure dan steam dengan temperatur tinggi terjadi dalam aliran pipa…saya belum menguasai benar cara memasukkan data pembeban untuk mengoperasikan software ini..kecuali membikin modelnya…bisa memberikan sedikit tips untuk menyelesaikan masalah ini.
    Jika bisa saya bisa mengirimkan gambar desainnya ke email anda untuk studi kasus…

    Comment by salamengineer | June 27, 2010 | Reply

    • Hi juga…
      Mohon maf, saya sudah lama ga pegang ansys jadi feel nya agak berkurang dan tidak bisa bantu.. Kalo OFFPIPE mungkin lebih pas hehehe.. Tetap semangat!

      Comment by vladvamphire | August 5, 2010 | Reply

  17. masalah Vibrasi,Gue ada sedikit pertanyaan nih bro.

    tuk menghitung movement (Axial,lateral) dari suatu pipa,variable yang berpengaruh apa aja bro??trus kalo bisa ma rumusnnya skalian bro.soalnya ni pipa pabrik gw,boccor terus bro,padahal vibrasinya kecil bro.tq ya broo

    Comment by ramadhan | July 21, 2011 | Reply


Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

%d bloggers like this: