Pengantar Dynamic Analysis pada CAESAR II

Dalam perhitungan Stress Analysis of piping system, dikenal dua metode perhitungan:

  1. Static Stress Analysis
  2. Dynamic Analysis

Yang pertama, Static Analysis adalah perhitungan yang harus dilakukan jika “line” tersebut termasuk kategory yang “critical” sehingga wajib dihitung dengan menggunakan Software yang ada, seperti CAESAR II atau AUTOPIPE.

Static Analysis adalah memperhitungankan static load, yang akan menimpa pipa secara perlahan sehingga dengan demikian piping system punya cukup waktu untuk menerima, bereaksi dan mendistribusikan load tadi keseluruh “tubuh” pipa, sampai tercapainya keseimbangan. Keseimbangan disini adalah tercapai pada saat jumlah Forces and Moments adalah zero, dan pipa tidak bergerak.

Pada Dynamic Loads, yaitu beban yang terjadi berubah cepat seiring waktu, piping tidak punya cukup waktu untuk mengunyah sang beban, mendistribusikan keseluruh tubuhnya, sehingga tidak tercapai keseimbangan. Akibatnya jumlah Forces and Moments tidak nol, pipa bergerak, dan “Internal Induced Loads” bisa lebih tinggi atau lebih rendah dari beban yang diterima.

Disinilah perlunya dianalisa yang berbeda untuk menentukan dan mengetahui bagaimana respon dari piping system ketika menerima beban dinamis.

CAESAR II sendiri mempunyai beberapa metode yang bisa digunakan untuk hal tersebut:

  1. Natural Frequency Calculation: Kita mengetahui bahwa semua benda jika dipukul akan bergetar. Bergetarnya benda tersebut selalu mempunyai frequency tertentu. Besarnya frequency yang terjadi itulah yang disebut Natural frequency. Setiap benda mempunyai Natural Frequency tertentu. Pada benda, jika besarnya amplitudo dari getaran tadi dan frequency yang dihasilkan masih dalam range yang bisa diterima manusia, maka suara yang ditimbulkan masih bisa diterima oleh kuping kita.

    Dalam hal piping system, ketika mengalami getaran (Vibrasi), tentu saja piping system akan menghasilkan natural Frequency tertentu. Besarnya Natural Frequency piping system tidaklah boleh sama dengan atau mendekati Operating Frequency dari Equipment, yang mana piping system tersebut sedang tersambung. General Rule mengatakan bahwa: Natural Frequency piping system yang lebih tinggi dari Operating Frequency dari Equipment adalah lebih baik dan tidak akan menimbulkan masalah dibanding dengan Natural Frequency Piping System yang rendah

    CAESAR II mampu menghitung natural Frequency dari suatu piping system, untuk kemudian di check dengan Frequency Operating suatu Equipment. Jika ternyata lebih rendah, maka harus diupayakan mengurangi terjadinya Vibrasi pada piping system.

    Di CAESAR II, pilihannya adalah melakukan perhitungan Modal Natural Frequencies atau juga Modal Analysis, yaitu suatu analisa yang dilakukan untuk mengetahui sifat suatu material ketika mengalami getaran (Vibration)

  2. Harmonic Analysis: Untuk menganalisa beban yang bersifat “cyclic” yaitu suatu beban yang datang berulang secara berkala. Metode ini di pakai untuk menganalisa “fluid pulsation” pada Reciprocating Pump line, atau juga menganalisa Vibrasi akibat Rotating Equipment. Beban yang terjadi dimasukkan sebagai “concentrated forces or dicplacements” pada satu atau dua titik pada piping system. Stress yang terjadi dicheck terhadap Full cyclic stress range.
  3. Respon Spectrum Analysis: beban nya adalah “impulse type transient loads”.

    Ada dua type, yaitu Uniform Inertial Loading: contohnya adalah seismic event yang menimbulkan “ground movement”, kemudian diterjemahkan ke CAESAR sebagai Displacement, acceleration, dan velocity, dimana pergerakan ini diteruskan ke piping system melalui pipe support, dalam bentuk inertia loads (mass of the system times accelerations). Stress yang ditimbulkan digabung dengan Sustained Stress untuk dibandingkan dengan Occasonal Allowable Stress per ASME B31.3 Code.

    Dan Single Point Loading: Yaitu pada Relieve Valve Loads, Water Hammer Loads, Slug Flow Loads, Rapid Valve Closure type loads, yang menimbulkan single impulse dynamic loads pada sejumlah point pada piping system.

  4. Time History Analysis: Ini adalah metode yang paling akurat, yang menggunakan numeric integration dari suatu persamaan dinamis untuk mensimulasikan respond pada system piping sepanjang masa beban berlangsung.

    Metode ini membutuhkan banyak data, kecepatan perhitungan, memory dan waktu yang dibutuhkan dibandingkan dengan metode lain. Sehingga, jika nggak diminta khusus oleh client alias nggak dibayar, dan metode lain, seperti Spectrum methode Analysis sudah cukup akurat, ngapain juga kita menggunakan metode susah ini.

Proses perhitungan dynamic analysis mengharuskan sistem terlebih dahulu dianalisa secara statis (static analysis). Setelah itu, baru dilakukan analisa dynamis dengan membuat file baru dan modifikasi seperlunya agar tujuan analisa bisa mendapatkan hasil yang akurat.

sumber: COADE dan lain-lain

32 responses to “Pengantar Dynamic Analysis pada CAESAR II

  1. Dear Pak Donny,

    Terima kasih atas launching dynamics analysis nya. Saya “stress boy” menunggu edisi selanjutnya pak donny…….

    Thanks,
    Yg lagi blajar stress….

  2. pak donny, terimakasih banyak atas artikelnya…….
    sangat membantu sekali..

    FRL

  3. Terimakasih pengantarnya..sangat ditunggu artikel-artikel lainnya mengenai stress analysis.Sekedar usul, jika ada link2 di internet untuk memperdalam bahasan ilmu ini juga mohon di share yah Pak.

    Salam,
    Stress Engineer PT.Singgar Doris Engineering

  4. meski saya masih dalam taraf belajar , tapi terima kasih postingannya pak
    sudah lama soalnya nda mampir ke blog ini
    ditunggu sambungannya ya pak

  5. Dear P’Donny
    biarpun bidang pekerjaan sy bukan di stress pipe tp sy pernah ikut kursus caesar II, dgn adanya tulisan dari P’Donny ilmu sy tdk menguap begitu saja, terima kasih atas pelajarannya Pak Donny…..

    Salam
    yg pengen nyemplung ke area ‘Stress’

  6. PIPE STRESS ANALYSIS TRAINING

    [Ap-Greid] Oil & Gas Design Coures secara regules mengadakan training Pipe Stress Analysis kelas weeked setiap Sabtu jam 8.00 – 12.00 dan 13.00 – 17.00 selama 6 x pertemuan.

    Saat training siswa akan di bimbing oleh seorang Pipe Stress Analysis Engineer yang saat ini bekerja di sebuah konsultan Oil & Gas milik asing dan telah memiliki pengalaman di proyek2 Oil & Gas .

    Dalam training, kami menggunakan program CAESAR II
    yang sering digunakan di konsultan2 Oil & gas.

    Sifat dari training pipe stress ini tidak hanya sekedar mengoperasikan software tersebut, namun lebih besifat simulasi dari sebuah real project dimana kami akan menggunakan spesifikasi dan data yang diadopsi dari proyek milik Oil Company asing.

    Pada akhir training, peserta diwajibkan untuk menyelesaikan sebuah
    calculation report dari sebuah case yang diberikan oleh trainer. Melalui metode ini para siswa diharapkan akan mengetahui apa yang harus dilakukannya sebagai seorang pipe stress analysis engineer saat
    telah bekerja di konsultan pengeboran minyak.

    Demikian informasi dari kami, atas segala perhatiannya
    kami ucapkan terima kasih.

    Untuk detail informasi, dapat dilihat di :
    http://www.oilgas-training.com/Pipe%20Stress.html

  7. pak up greid………

    saya kok agak terganggu dengan postingan anda yg berbau iklan itu, kalo ga salah dulu di blog nya pak donny jg pernah muncul up greid ini untuk beriklan…
    KECUALI…..kalo pak up greid ini membayar space iklan kepada pak donny, kalo saran saya, semakin anda profesional dalam beriklan, semakin tinggi pula respek ke perusahaan bapak… jujur saya sedang mencari kursus yg mengajarkan dynamic analysis, tp melihat anda beriklan kok saya jadi ilfil yah……
    kenapa saya posting sprt ini?? karena sy pengunjung setia blog ini…..

    FRL

  8. Good article Pak Donny.
    Saya selalu setia menuggu artikel2 selanjutnya, khususnya tentang pipe stress analysis ini. Thx Pak.

    NNG

  9. salam kenal untuk smua pembaca ,special for teacher Mr.Donny, thank for artikelnya,gimana pa kira-kira bisa ngadain training CAESAR II di Batam?,kalau bisa saya siap menjadi panitianya.karena disini potensi peminatnya banyak .

  10. Salam kenal pak donii
    Saya sangat tertarik dengan dunia perpipaan sejak semester awal perkuliahan. Saya juga sedang belajar mengenai penggunaan Caesar II Bisakah pak doni buatkan sebuah tutoria untuk pemula?
    Terima kasih

  11. Pak Donny,
    Saya ingin sedikit menambahkan pak:

    [1] Natural Frequency
    – natural frequency adalah sifat khas yg dimiliki oleh suatu struktur (misal: piping system). Jika struktur diubah konfigurasinya, natural frequency bisa bergeser. Satu struktur bisa memiliki lebih dari satu natural frequency.

    – Frekuensi pribadi getaran struktur akan muncul hanya jika dua syarat ini dipebuhi:
    (1) ada eksitasi dari luar (misal: efek kavitasi, unbalance di rotor, misalignement, pulsasi dll) DAN
    (2) frekuensi eksitasi mendekati frekuensi pribadi struktur.

    [3] & [4] Spectrum analysis dan time analysis
    Dalam prakteknya di lapangan, spectrum analysis dan time history analysis bisa diukur dengan instrumen yg sama: sensor + analyzer. Data mentah analog / digital biasanya berbentuk time history [amplitudo vs. time]~ sayangnya data ini susah dianalisis secara visual.
    Untuk itu data tersebut dikonversi ke domain frekuensi dengan menggunakan perhitungan matematika Fast Fourrier Transform (dilakukan oleh analyzer). Analisis dalam domain frekuensi ini yg biasa disebut spectrum analysis.

    wassalam
    b oe d

  12. Pak Don …

    Apakah bisa chaesar 2 diapplikasikan untuk pipeline system. Merujuk kemana rancangan designnya …B31.8, apa B31.3, or B31.1. Mohon dijelaskan ….ya Pak…thanks berat nih…

  13. Pingback: Piping Stress Analysis (pengantar) « PDMS ASSOCIATION BATAM

  14. @Rois, thanks

    @FRL, sama-sama terima kasih kembali

    @Abah Hamzy, thanks juga..nanti kalau ada link saya akan ikutkan..

    @dyandra..thanks kembali

    @Henky, termakasih kembali

    @NNG, nanti kalau ada waktu akan saya teruskan tulisannya, insya allah

    @Mas Asep, mau training di Batam? Siapa takut..he..he

    @Mas Eko, tutorial CAESAR II inimemang jarang yang tersedia di pasaran, saya juga belajar sendiri, mungkin saya jika ada waktu coba luangkan untuk bikin nya…insya allah

    @DR. Budi Hartono, terimakasih Pak atas sharing nya…

    @Mas Novembri, saya ragu CAESAR II bisa digunakan untuk pipeline system, walaupun ada fasilitas untuk perhitungan underground. Kalau pipeline, code nya kan B31.4 dan B31.8.

  15. Pak Don..
    Saya baca di ASME b31.3 ada criteria tentang pressure. Apakah low pressure atau high pressure. Dari kriteria pressure berlaku hukum hukum yang berbeda untuk design. Yang mau saya tanyakan batasan setiap pressurenya itu berapa Psi. Low peressure dan high pressure beapa sih tekanannya…?

    Thanks

  16. Pak Novembri,

    Di ASME B31.3 Chapter IX adalah untuk High Pressure Piping yaitu untuk pressure yang diijinkan oleh ANSI B 16.5 flange class 2500 rating. Owner bertanggung jawab untuk menetukan apakah Systemnya tergolong High Pressure Piping.

    Seperti kita tahu bahwa ASME B31.3 meng-categori kan fluida atas:

    1. Normal Fluida Service: tidak diatur oleh category D, M, atau High Pressure

    2. Category D: Design Pressure tidak lebih dari 150 psig

    3. Category M: lebih kearah toxic dan flammable suatu fluida, yang ditentukann oleh owner.

    4. High Pressure

    5. Severe Cyclic conditions.

    (sudah ada kan dalam tulisan lain di blog ini..)

  17. Muhammad Maulana

    Pak saya sudah mencoba analisa secara statis dan berhasil, bisa tlg diperjelas pak Donny langkah2 yg harus dilakukan supaya dapat melakukan analisa dinamis dalam Caesar, mgkn dgn contoh saja (langkah2 dalam Caesar)..Mohon jg artikel2 ya pak Donny kalau ada yg berhubungan dengan stress analysis ke celticlantern88@gmail.com Mohon maaf sebelumnya dan Terima kasih

  18. Mas Maulana,

    Jika secara Statis Analysis sudah memenuhi CODE, saya melihatnya nggak ada urgency nya untuk melakukan Dynamic Analysis, kecuali ada potensi seperti itu.

    Step-by-Step nya? Wah..panjang juga sih …nanti kali ya..

  19. Muhammad Maulana

    Terima kasih sebelumnya pak Donny, iya saya sebenarnya ingin sekedar tahu (krn rasa penasaran saya sgt besar ttg bgmn aplikasi Caesar dlm melakukan analisa dinamis), oleh karena saya mohon bantuannya pak Donny, karena saat mencoba analisa dinamis (setelah berhasil analisa statis) koq error terus ya pak?..oiya pak donny mohon pemahaman rigid weight, hydropressure, dan fluid density (pada caesar). Untuk nilai fluid density kita mengacu kemana ya pak?apa dari p&id sudah tertera?dan apakah ada kriteria pemilihan support berdasarkan load atau space?Mohon bantuannya ya pak, karena saya otodidak ..Terima kasih

  20. Muhammad Maulana

    Mungkin pak Donny bisa memberi pencerahan input/parameter apa yg perlu di input ke Caesar ya pak , untuk dapat melakukan analisa dinamis?setelah analisa statis tentunya. Terima kasih

  21. Gini pak Don, coba aja sejak sekarang mulai nulis2 tentang Piping, entah tentang Caesar-nya or apalah. Kalo perlu, semua yang ada di Blog ini bisa dibukukan, dengan penambahan2. Yakin deh, paling enggak pengunjung blog ini pada mau beli. Sangat positif kalo penulisnya itu org yang full pengalaman+literaturnya banyak. Nampaknya memang mesti segera di mulai deh, mengingat penulis lokal Indonesia udah mulai susah di cari…
    Salam kenal utk semuanya.^_^
    (oktafardiansyah@yahoo.com)

  22. menunggu postingan terbaru

  23. Pak Doni,
    Saya tertarik untuk mempelajari pipe stress analysis. Selama ini say hanya tahu permukaan ttg piping, karena basic saya adalah project engineer, sehingga menjadi generalis saja selama ini.

    Bisakah saya belajar secara manual untuk pipe stress analysis ini (tanpa software) ? Karena saat ini saya sedang menganggur, menemani istri yang sedang ambil program masternya di NZ.

    Bila bisa, bisakah dikirim modul tsb, biayanya akan saya ganti via transfer. Atau jika berkenan bisa diinformasikan buku2 yang bisa saya elajari untuk itu. Saya akan cari di Universitas di NZ ini.

    Terima kasih atas sharingnya.

  24. Dear Pak Donny,

    Apa perbedaan secara prinsip antara CAESAR II dengan AUTOPIPE walaupun sama2 software untuk menganalisa stress pada pipa.
    Apakah ada informasi dimana ada provider training pipe stress yang memberikan pelajaran stress pipa (baik pakai CAESAR or AUTOPIPE) untuk pemula, karena basic saya adalah Civil Engineer tapi sekarang nyemplung jadi Pipeline Engineer. terima kasih infonya…wassalam

  25. Pak Donny,

    Terima kasih kepada bapak yang telah membukakan pencerahan tentang piping dengan menggunakan CAESAR. Apalagi saya ternasuk awam sekali dengan penggunaan peranti lunak ini. Saya mengetahui software tersebut termasuk baru, yang pertamanya diawali dari ngobrol2 di kantin kampus. Dan akhirnya penasaran dengan CAESAR saya mencoba Googling, dan menemukan posting yang bagus dari tulisan Bapak tulis. Basic saya sendiri adalah Mechanical Engineer dan saat ini saya sedang kerja praktek di BATAN (Badan Tenaga Nuklir), kerja praktek saya sendiri tentang Perancangan Teras Reaktor dengan menggunakan CFD. Oleh karena itu saya membutuhkan bimbingan Bapak untuk menambah pengetahuan dasar dari caesar tersebut dan ditambah contoh persoalan2 yang sudah Bapak kerjakan. Sebelumnya terima kasih atas bantuan Bapak Donny dalam penulisan posting2 yang berguna bagi teman2 yang sama ingin mengenal jauh penggunaan CAESAR ini.

    heryadi.hendry@yahoo.com

  26. Asep, salam kenal. Apakah saya boleh minta email address anda?.

    Salam,

    Harahap

  27. Assamualaikum WR WB
    Saya Yudi , yang dari Aceh. Bisakah saya memperloeh emailnya?
    Terimakasih Pak
    Wassalam

  28. Maaf pak Dony kala saya boleh tau kenapa anda mengaakan CAESAR II tidak bisa untuk menganalisa Stress pada Pipeline, bukannya CAESAR juga ada ANalysis untuk Code ASME B31.4 di inputnya (u/ Liquid Pipeline) dan B31.8 (Gas Pipeline) dan kan juga ada untuk analysis Undergroundlinenya. Hanya saja kalau saya boleh berpendapat untuk Underground saya lebih suka pakai AUTOPIPE, kalau untuk yang lainnya CAESAR II memenag lebih nyaman. Terima kasih atas artikel2 pak Donny yang membantu.

    Regards

    T.Syahdilan

  29. Maaf pak, numpang tanya…

    t4 utk download software caesar 2 dimana ya…?

    dit4 q ga ad yg jual program ntu…

    dan aq sangat butuh sekali…

    terima kasih…

  30. Pa’ Donny,

    Mohon informasinya, kalau mau kursus caesar II yang bagus dimana?

    bgm step dan sejarahnya P’ Donny sebelum jadi pipe engineer, kursus dulu caesar II/autopipe, atau emang sudah pernah belajar caesar II lalu kerja sebagai pipe engineer?

    Mohon informasinya, terima kasih

    TB.

  31. Pa’ Donny,

    Mohon informasinya, kalau mau kursus caesar II yang bagus dimana?

    bgm step dan sejarahnya P’ Donny sebelum jadi pipe engineer, kursus dulu caesar II/autopipe, atau emang sudah pernah belajar caesar II lalu kerja sebagai pipe engineer?

    Mohon informasinya, terima kasih

    .

  32. Thanks Mas Donny untuk share ilmunya.

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