MAWP of Vessel Contained Pressure

I am not confident to discuss about this things actually, eventhough I have a certificate to do internal self-inspection of pressure vessel from Ministry of Man Power. The case comes when our small pressure vessel (hydrostatic test manifold) which is previously rated at MAWP 6000 Psi to 10.000 Psi, has been suddenly rated at 2000 Psi to 3000 Psi by external Third Party. What’s wrong? No otherways rather than re-study the pressure vessel concept and write it up.

Di mana kita banyak menemukan istilah MAWP? Di ASME VIII yang membahas tentang konstruksi pressure vessel. Apakah ASME B31.3 yang membahas tentang Process Piping banyak menyebut istilah MAWP? ternyata tidak banyak, hanya satu kali disebut, itu pun hanya membahas replacement kata “MAWP” dengan “Design Pressure” pada aplikasi safety relief valve. Jadi ketika kita di lapangan dan membahas tentang piping sebaiknya tidak perlu menggunakan istilah MAWP, gunakan istilah lain menurut ASME B31.3. Tetapi baru ketika membahas pressure vessel sebaiknya baru digunakan istilah MAWP.

Bagaimana jika pipa yang panjang itu di end-cap ke dua sisinya dan diperlakukan sebagai Vessel kemudian di hydrotest? Jika hitungannya menggunakan ASME VIII maka istilah MAWP dapat dimengerti bisa muncul.  

MAWP (Maximum Allowable Working Pressure) adalah “the most severe condition” atau kondisi pressure paling ekstrim “during service” atau selama berjalan “in normal operation” dalam operasi normal pada Pressure Vessel. Pada design Piping kondisi “the most severe condition” kondisi pressure paling ekstrim “during service” selama operasi menghasilkan nilai Design Pressure. Jadi MAWP apanya Operating Pressure? Bukan apa-apanya ^_^, ketika tidak terjadi kondisi “severe”. Tetapi ketika terjadi kondisi “severe” jadi kakaknya, karena operating pressurenya naik mencapai nilai maksimum dan disebut sebagai MAWP. Kemudian MAWP apanya Design Pressure? Sodara kembarnya tapi rumahnya masing-masing; satu rumahnya di vessel, satu lagi rumahnya di pipa.

Bagaimana cara menentukan dan menghitung nilai MAWP? Menentukan berbeda dengan menghitung ya. Menentukan MAWP artinya barangnya belom ada atau barangnya baru mau dibikin alias konstruksi sehingga yang dihitung adalah tebalnya tabung (shell) dan kedua tutupnya (elips, cones, atau setengah bola). Menghitung MAWP artinya vesselnya sudah ada, tinggal diukur tebal-tebalnya dicari tau tensile strenghtnya dan dihitung nilai MAWPnya.

Menentukan MAWP untuk vessel yang baru mau dikonstruksi menurut buku Gas Handling Surface Facility karya Ken Arnold dan Maurice Stewart dapat dilakukan menurut rule of thumb sebagai berikut: Operating pressurenya harus diketahui terlebih dahulu. Dari mana tau operating pressure? Yaa..itu kan sudah ada yang ngitung, yang ngesimulasi, yang nge-fluid mechanic, yang nge-bikin PFD, atau yang nge-sediain pompa supplynya ke vessel, beroperasi pada operating pressure berapa. Ketika kita tau operating pressurenya, maka bisa dilakukan penentuan preliminary nilai MAWP. Setidaknya preliminary kondisi “severe” itu adalah minimal 10% di atas operating pressure. Setelah minimimum preliminary MAWP ditentukan maka ditentukan jenis materialnya yang hendak digunakan (dicari tau dari data tensile strenghtnya, dan maksimum allowable stressnya sesuai ASME VIII), kemudian dihitung dimensi vesselnya, tebalnya shell dan sphere yang dibutuhkan.  Jika tebalnya dari hasil perhitungan ketemu misalnya katakanlah 43mm, sedangkan dipasaran material yang ada adalah 50mm, maka gunakanlah tebal yang dibulatkan ke atas sesuai yang ada di pasar. Ketika tebal silinder (shell) dan sphere (kedua tutupnya) sudah disediakan sesuai yang ada dipasar, maksimum allowable stressnya sudah diketahui pula, maka dihitung balik untuk menentukan final MAWP. Faktor untuk welding sphere dan silinder juga harus diperhatikan, tetapi ketika welding dan NDT-nya perfect maka E faktornya adalah 1. Rumus-rumus tidak perlu di bahas ya, hanya konsepnya saja, karena blog ini berusaha menghindari rumus. Kalau pengen dapat rumusnya bisa dicari sendiri di internat. Setelah itu pressure vessel diuji tekanan dengan test pressure yang digunakan untuk hydrotest adalah 1.5 x MAWP final. Setelah lolos uji hydro maka vesel dapat digunakan untuk beroperasi pada operating pressurenya.

Menghitung MAWP artinya dilakukan untuk vessel yang sudah jadi bahkan sudah tua dan tidak ada sertifikat materialnya. Problemnya adalah bagaimana menentukan tebal silindernya, tebal spherenya, dan bagaimana menentukan tensile strenghtnya?. Kita harus percaya pada alat untuk mendeteksi ketebalan dan mendeteksi kekuatan material. Saya teringat temen-temen saya yang dulu yang suka main-main ultrosonic probe sewaktu kuliah untuk mendeteksi besi cor di dalam concrete tiang beton penyangga Labtek VI ITB.

Apakah ada alat ultrasonicyang ketika ditembakkan bisa menentukan tebal shell dan sphere nya? Ada tentunya. Berapa titik yang harus diambil tembakan? karena bisa saja yang ditembak masih tebal sedangkan ada beberapa bagian yang sudah menipis karena korosi? banyaknya harus ada metode statistik untuk uji kevalidan samplenya. Sayanya saya tidak pernah operasikan alatnya hanya pernah melihat ketika training sang trainer menggunakannnya sehingga tidak bisa terlalu banyak cerita tentang alat ini. Yang jelas alat ini menyajikan hasil ketebalan shell dan sphere vessel. Berapa titik yang diambil? tampaknya harus mengambil training lagi tentang RBI (Risk Base Inspection) sehingga secara statistik dan metode inspeksi didapatkan hasil yang sudah menjadi kesepatan umum dan dapat dipertanggungjawabkan untuk mengambil nilai sampel ketebalan vessel. Nilai ketebalan yang paling tipis atau paling tidak tebal akan digunakan sebagai nilai yang digunakan untuk menghitung MAWP. Karena di titik paling tipis itulah resiko failure tertinggi.

Apakah ada alat yang bisa ditembakkan untuk menentukan tensile strenght? Ada  tentunya. Karena saya hanya pernah melihat alat itu dan setelah benturan dengan material mendapatkan nilai tensile. Hmmm…apakah bisa dipercaya? I can not verify it yet, I don’t know how it works but when somebody have calibrate it and have treacebility to government body of certification then it’s our obligation to trust this device which come out with tensile strenght value.

Shell thickness you got, sphere thickness you got, tensile strenght you got, and do NDT to the all welding to ensure that they are pass NDT requirements then we can count the MAWP of the vessel or manifold.

Nova Kurniawan

2 Responses

  1. wah topiknya mendekati yang sedang saya pelajari nov .. VPSV … ayo lanjutkan tulisannya ..

  2. Menulis itu sambil baca juga Jun….hehehe jadi tak bisa cepat-cepat kalo bikin tulisan.

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: