Monday, July 12, 2010

Support on Pressure Vessel

Type of support used depends on the orientation and pressure of the pressure vessel. Support from the pressure vessel must be capable of withstanding heavy loads from the pressure vessel, wind loads and seismic loads. Pressure on pressure vessel design is not a consideration in designing support. Temperature can be a consideration in designing the support from the standpoint of material selection for the different thermal expansion.
Various types of support that is used to support the pressure vessel are as follows:
 Saddle support
 Support Leg
 Lug support for
 Support Skirt

a. Saddle Support
Horizontal pressure vessel is generally supported by two advocates of saddle support. Wide saddle support the weight of the ultimate burden on a large area on the shell to prevent excessive local stresses on the shell above the supporting point. The width of the saddle between the detail design is determined based on the specific size and condition of the pressure vessel design.




Pic 2. 7 Pressure Vessel Horisontal with Saddle Support

One of the saddle support of a normal fixed or anchored at the foundation. Meanwhile, other supporters are free to permit normal thermal expansion longitudinal uncontrolled on a vessel.

(1) Saddle Design
Methode designs from a proponent of the horizontal vessel based on an analysis of Zick LP issued in 1951. )
The weakest part in the saddle should be able to withstand a force hosizontal (F). An effective part in the saddle to hold the load is one third of the radius of the vessel.



Pic 2. 8 Gaya Horisontal on Saddle Support



Table 2.3 Value Constant K11 )



Minimum contact angle suggested by the ASME Code is 120o, except for a very small vessel.

(2) Stress on the vessel at the second saddle
Stresses that occurred on the vessel which is supported by two saddle disubyekkan at:
• Longitudinal bending stress
• Tangential shear stress
• Circumferential stress



Pic 2. 9 Pressure Vessel Horisontal support by 2 Saddle


Table 2. 4 Value Constant K )
K1 = 3.14 if the shell is stiffened by ring or head (A< R/2)



Value Constant K6 Can see on attachment


A) Longitudinal Bending Stress
The maximum bending stress (S1) can occur in one of two voltage occurred, ie tensile stress or the press.
To calculate the tensile stress S1 in the formula, use the K1 factor to the value K. To calculate the compressive stress at the formula S1, K8 to use the factor value K.

 Stress in Saddle



 Stress at Midspan



In tension, the sum of S1 with internal voltage pressure (PR/2ts) must not be greater than the voltage of the material permits the shell multiplied by the efficiency of the connection.



(B) Tangential Shear Stress
If the wear plate is used, the formula for the thickness ts S2 can be taken the sum of the thick shell and thick wear plate, wear plate given extended R/10 inches above the tip of the saddle near the head and extend between the saddle and the adjacent ring stiffened.

 tangential shear stress on the shell
If A> R / 2





Jika A ≤ R/2




Use the formula with a factor of K2 when not using the ring or ring adjacent to the saddle.
Use the formula with the K3 factor when using the ring on the saddle.

 tangential shear stress on the head



S2 should be no greater than the voltage value of materials allowed on the vessel multiplied by 0.8.
(C) Circumferential Stress
If the wear plate is used, the formula for the thickness ts S4 can be taken the sum of the thick shell and thick wear plate. given extended wear plate R/10 inches above the tip of the saddle and A ≤ R / 2.
If the wear plate is used, the formula for the thickness ts S5 can take the sum of the thick shell and thick wear plate. The width of the wear plate which is given less or equal to.
 Bending Stress around the edge of the Saddle:
If R then L ≥ 8;



If L < 8 R so;





S4 should be no greater than 1:50 is multiplied by the value of the allowed stress of the vessel material.

 Circumferential Bending Stress at the bottom of the Saddle:





S5 should be no greater than 0:50 is multiplied by the value of yield stress of the material vessel.

b. Leg Support
Small vertical pressure vessel (see figure 2.10) are generally supported by the dilaskan leg at the bottom of the shell. Comparison between the maximum length of the support leg with a diameter of vessel is usually 2:1. Ring reinforcement pad or pad dilaskan first shell to provide additional reinforcement of local and load distribution, where the local stresses that occur shell can be overdone. The sum of the leg is needed depends on size and weight received vessel. Support leg is also commonly used in pressurized spherical storage vessels.




Pic 2. 10 Pressure Vessel Vertikal Supported by Leg

Support leg for a small vertical vessel or pressurized spherical structur storage vessels made from steel columns or pipes.

c. Lug Support
Lug a dilaskan the shell pressure vessel (see figure 2.11) can also be used to support the vertical pressure vessel. Use lug limited to a small vessel with a diameter of up to medium diameter (10-10 ft). with a ratio of height to vessel diameter is 2:1 to 5:1. Lug often used to support vessel located on top of steel structures. Lug usually bolted on the horizontal structure to provide stability against the loads, however, bolt holes are often given the gap to provide radial thermal expansion of freedom in the vessel.




Pic 2. 11 Pressure Vessel Supported by Lug

d. Skirt Support
Vertical cylindrical pressure vessel is high (see figure 2.12), generally supported by the skirt. Skirt support is part of a cylindrical shell dilaskan one of them at the bottom of the body vessel or the bottom head (for the cylindrical vessel). Skirt for dilaskan spherical vessel on the vessel closer to the center of the shell.



Figure 2. 12 Pressure Vessel vertikal Supported by Skirt

Support Pada Pressure Vessel ( Indonesia Version)

Jenis support yang digunakan tergantung pada orientasi dan tekanan dari pressure vessel. Support dari pressure vessel harus mampu menahan beban berat dari pressure vessel, beban angin dan beban gempa. Tekanan desain pada pressure vessel tidak menjadi pertimbangan dalam mendisain support. Temperatur dapat menjadi pertimbangan dalam mendesain support dari sudut pandang pemilihan bahan untuk ekpansi thermal yang berbeda.
Berbagai jenis support yang digunakan untuk menyokong pressure vessel adalah sebagai berikut:
 Saddle support
 Leg support
 Lug Suport
 Skirt Support
a. Saddle Support
Pressure vessel horisontal pada umumnya disokong oleh dua buah penyokong yaitu saddle support. Lebar saddle mendukung berat beban akhir pada suatu area yang luas pada shell untuk mencegah tegangan lokal yang berlebihan pada shell di atas titik pendukung. Lebar dari saddle diantara detail desain ditentukan berdasarkan ukuran spesifik dan kondisi desain pada pressure vessel.




Gambar 2. 7 Pressure Vessel Horisontal dengan Saddle Support

Salah satu support dari saddle normalnya dibuat tetap atau diankur pada pondasi. Sedangkan pendukung yang lain normalnya bebas untuk mengizinkan ekspansi termal longitudinal yang tak terkendalikan pada suatu vessel.

(1) Desain Saddle
Methode desain dari suatu penyokong pada vessel horisontal berdasarkan pada analisa L.P Zick yang dikeluarkan pada tahun 1951. )
Bagian terlemah pada saddle harus bisa menahan suatu gaya hosizontal (F). Bagian yang effective pada saddle untuk menahan beban ini adalah sepertiga dari radius vessel.



Gambar 2. 8 Gaya Horisontal pada Saddle Support



Tabel 2. 3 Nilai Konstanta K11 )



Sudut kontak minimum yang disarankan oleh ASME Code adalah 120o , kecuali untuk vessel yang sangat kecil.

(2) Tegangan di vessel pada kedua saddle
Tegangan yang terjadi pada vessel yang didukung oleh dua buah saddle disubyekkan pada :
• Longitudinal bending stress
• Tangential shear stress
• Circumferential stress



Gambar 2. 9 Pressure Vessel Horisontal disokong oleh dua buah Saddle


Tabel 2. 4 Nilai Konstanta K )
K1 = 3.14 if the shell is stiffened by ring or head (A< R/2)



Nilai konstanta K6 dapat dilihat pada lampiran.



(a) Tegangan Bending Longitudinal
Tegangan bending maksimum (S1) bisa terjadi salah satu dari dua tegangan yang terjadi yaitu tegangan tarik atau tekan.
Untuk menghitung tegangan tarik pada rumus S1, gunakan K1 untuk nilai factor K. Untuk menghitung tegangan tekan pada rumus S1, gunakan K8 untuk nilai factor K.
 Tegangan pada Saddle



 Tegangan pada Midspan



Pada tegangan tarik, penjumlahan S1 dengan tegangan internal pressure (PR/2ts) harus tidak lebih besar dari nilai tegangan izin dari material shell dikalikan dengan efisiensi sambungan.



(b) Tegangan Geser Tangensial
Jika wear plate digunakan, pada rumus S2 untuk tebal ts dapat diambil penjumlahan dari tebal shell dan tebal wear plate, wear plate yang diberikan diperpanjang R/10 inci diatas ujung dari saddle dekat dengan head dan perpanjang antara saddle dan stiffener ring yang berdekatan.
 Tegangan geser tangensial pada shell
Jika A > R/2





Jika A ≤ R/2




Gunakan rumus dengan factor K2 jika tidak menggunakan ring atau ring berdekatan pada saddle.
Gunakan rumus dengan factor K3 jika menggunakan ring pada saddle.

 Tegangan geser tangensial pada head



S2 harus tidak lebih besar dari nilai tegangan yang diizinkan pada material vessel dikalikan 0.8.
(c) Tegangan Keliling
Jika wear plate digunakan, pada rumus S4 untuk tebal ts dapat diambil penjumlahan dari tebal shell dan tebal wear plate. wear plate yang diberikan diperpanjang R/10 inci diatas ujung dari saddle dan A ≤ R/2.
Jika wear plate digunakan, pada rumus S5 untuk tebal ts dapat diambil penjumlahan dari tebal shell dan tebal wear plate. Lebar dari wear plate yang diberikan kurang atau sama dengan .
 Tegangan bemding keliling bagian ujung dari Saddle :
Jika L ≥ 8 R maka;



Jika L < 8 R maka;





S4 harus tidak lebih besar dari 1.50 dikalikan dengan nilai tegangan yang diizinkan dari material vessel.

 Circumferential Bending Stress pada bagian bawah dari Saddle:





S5 harus tidak lebih besar dari 0.50 dikalikan dengan nilai tegangan yield dari material vessel.

b. Leg Support
Pressure vessel vertikal yang kecil (lihat gambar 2.10) pada umumnya disokong oleh leg yang dilaskan pada bagian bawah shell. Perbandingan maksimum antara panjang dukungan leg dengan diameter vessel biasanya 2:1. Pad atau ring penguat pertama kali dilaskan pad shell untuk menyediakan penguat tambahan local dan distribusi beban, dimana tegangan local shell yang terjadi bisa berlebihan. Jumlah dari leg yang dibutuhkan tergantung dari ukuran dan beban yang diterima vessel. Dukungan leg juga biasanya digunakan pada spherical pressurized storage vessels.




Gambar 2. 10 Pressure Vessel Vertikal yang disokong oleh Leg

Support leg untuk vessel vertical yang kecil atau spherical pressurized storage vessels dibuat dari structur kolom baja atau pipa.

c. Lug Support
Lug yang dilaskan pada shell pressure vessel (lihat gambar 2.11) dapat juga digunakan untuk menyokong pressure vessel vertical. Penggunaan lug terbatas untuk vessel dengan diameter kecil sampai diameter menengah (1 – 10 ft). dengan rasio ketinggian terhadap diameter vessel adalah 2:1 sampai 5:1. Lug support sering digunakan untuk vessel yang berlokasi di atas struktur baja. Lug biasanya dibautkan pada bagian struktur Horisontal untuk memberikan kestabilan dalam melawan beban-beban; bagaimanapun juga, lubang baut sering diberi celah untuk memberikan kebebasan expansi panas radial pada vessel.




Gambar 2. 11 Pressure Vessel yang disokong oleh Lug

d. Skirt Support
Pressure vessel silindris vertical yang tinggi ( lihat gambar 2.12), pada umumnya disokong oleh skirt. Skirt support adalah bagian shell silinder yang dilaskan salah satunya pada bagian bawah dari badan vessel atau bagian bawah head (untuk vessel silindris). Skirt untuk vessel sferis dilaskan pada vessel dekat pada bagian tengah shell.




Gambar 2. 12 Pressure Vessel vertikal yang disokong oleh Skirt