Analisis Tegangan Pada U-Pipe SA213 GR. T22 Menggunakan Metode Elemen Hingga

Abstract

Penggunaan energi di Indonesia terus mengalami peningkatan tiap tahunnya, dan energi yang paling berperan penting dalam kebutuhan manusia adalah energi listrik. Misalnya untuk kebutuhan penerangan di malam hari. Pengggunaan tenaga listrik pada tahun 2019 1.084 kWh/kapita dan mengalami peningkatan hingga pada tahun 2021 pada kuartal III sebesar 1.109 kWh/kapita. Pembangkit listrik tenaga panas bumi membutuhkan heat exchanger sebagai media yang dapat menukar panas antara 2 jenis temperatur fluida sehingga fluida bertekanan tersebut dapat memutar generator. Master dkk (2006) menjelaskan bahwa shell and tube heat exchanger adalah tipe penukar kalor yang paling banyak digunakan pada industri yaitu sekitar 35-40% namun ada penyebab utama kerusakan heat exchanger adalah kebocoran tube dengan jumlah 155 kasus dalam kurun waktu 2008 – 2013 (Stewart, 2013). Menurut Tae-Wan Ku dkk (2012). Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui nilai tegangan U-pipe radius 40 mm tersebut terhadap batas ijin tegangan dan pengaruh terhadap ketebalan pipa dengan material SA 213 Gr.T22 di Shell and Tube Heat Exchanger. Metode penelitian dilakukan pada software Ansys. Penelitian ini ialah U-pipe radius 40 mm dengan beban tekanan internal 20,4 MPa dan eksternal sebesar 2,04 MPa. Tegangan yang dihasilkan pada penelitian ini adalah von-Mises pada setiap surface. Hasil penelitian menunjukkan nilai tegangan equivalent stress terbesar terjadi pada surface 3 dengan radius pipa 40 mm sebesar 77,65 MPa, tegangan tersebut dapat dikatakan aman karena nilai tegangan tersebut masih dibawah batas tegangan ijin 103 MPa dan semakin bertambahnya ketebalan pipa maka tegangan yang terjadi semakin menurun.