Kekuatan Geser Dan Integritas Struktur Sambungan Fillet Weld Pada Support Lug Bejana Tekan Silinder Vertikal

Destarius Mahardhika, Asnawi Lubis

Abstract


Bejana tekan merupakan wadah tertutup yang dirancang untuk menampung cairan atau gas dengan temperatur yang berbeda dari temperatur lingkungan dan digunakan untuk bermacam-macam  aplikasi di berbagai sector industri. Salah satu tipe bejana tekanyang banyak dipakai adalah bejana tekan silinder vertikal dengan lug supports. Support lug pada bejana tekan silinder biasanya diattach pada dinding luar silinder dengan pad menggunakan sambungan las sudut (fillet weld). Untuk sambungan seperti ini, bejana dan pad tidak terintegrasi secara sempurna, tetapi ada retak awal yang inherent pada interface bejana dan pad. Untuk beban yang berulang, retak ini dapat merambat ke welding yang pada akhirnya menyebabkan struktur sambungan mengalami kegagalan.Penelitian ini dilakukan dengan simulasi elemen hingga untuk mengkaji stress pada sambungan fillet weld vessel dan pad. Limit beban untuk welding arah vertical (aksial) dibandingkan dengan limit beban untuk welding pada arah vertical dan horizontal dan perubahan distribusi stress dan stress maksimum hasil dengan welding pada sisi vertikal dan horizontal dibandingkan dengan hasil welding arah vertikal saja. Pada simulasi ini beban yang ditinjau hanya berat bejana sendiri, tidak adab eban lain yang bekerja. Simulasi ini menggunakan software ANSYS 2019 R3 dengan element solid (SOLID187). Material yang digunakan pada support lug adalah SA 516 Gr 70 dan diasumsikan bersifat elastic perfectly plastic. Hasil simulasi menunjukkan bahwa untuk welding hanya pada sisi vertikal, limit load yang dihasilkan adalah 54889 kN. Regangan yang terjadi pada muka radial-aksial (SXY) lebih besar dari pada muka lainnya. Stress tertinggi yang dicapai adalah sebesar 1,325 kali tegangan luluh material las. Penambahan las pada sisi horizontal menyebabkan limit beban meningkat menjadi 55191 kN. Ada peningkatan limit beban sebesar 301.6 kN. Namun regangan menjadi lebih besar pada muka radial-aksial(XZ) dan hoop-aksial (YZ). Sementara stress yang terjadi pada lasan pad dan vessel justru meningkat menjadi 1,660 kali tegangan luluh material las. Tegangan yang terjadi pada arah circumferensial (SY) lebih besar daripada tegangan yang terjadi pada arah longitudinal (SZ). Pemberian lasan pada sisi horizontal mengurangi tegangan pada lasan ujung atas dibandingkan dengan hanya pemberian las hanya pada sisivertikal.


Keywords


Support lug; limit laod; shear stresses;welding

Full Text:

PDF

References


ANSYS 2019 R.3, Ansys Inc., N.J.

ASME Boiler and PV Code Section VIII Divisi 2, 2007, ASME

Boljanovic, S., and Maksimovic, S., 2013, Fatigue Crack Growth Modeling of ttachment Lugs. International Journal of Fatigue. Article in press.

Gray, T.G.F., Mackenzie, D., Heaton, A., and Lubis, A., 2000, Structural Integrity of a Welded Attachment Junction : Analysis and Collapse Test. Journal of Strain Analysis Vol. 35 No. 6.

Grimsmo, E.L., Clausen,A.H., Aalberg, A., and Langseth, M., 2017, Fillet Welds Subjected to Impact Loading An Experimental Study. International Journal of Impact Engineering, Vol. 000, pp. 1 – 13.

Megyesy, E.F., 1995, Pressure Vessel Handbook. Tenth Edition, Tulsa, Oklahoma.

Moss, R.D., 2004, Pressure Vessel Design Manual 3th edition. Gulf Profesional Publishing. USA.

Mikheevskiy, S., Glinka, G., and Algera, D., 2012, Analysis of Fatigue Crack Growth in An Attachment Lug Based on The Weight Function Technique and The UniGrow Fatigue Crack Growth Model. International Journal of Fatigue, Vol. 42, pp. 88 – 94.

Rusdi, N., dan Suyuti, M.A., 2017, Perancangan Mesin-Mesin Industri. Cetakan Ke I, Deepublish, Yogyakarta.

Werner, B., Heyer, H., and Sande, M., 2016, Experimental and Numerical Investigation of Fracture in Fillet Welds by Cross Joint Specimens. Procedia Structural Integrity, Vol. 2, pp. 2054 – 2067.

Xing, S., Dong, P., and Threstha, A., 2016, Analysis of Fatigue Failure Mode Transition in Load-carrying Fillet Welded Connections. Marine Struckture, Vol. 46, pp. 102 – 126.




DOI: http://dx.doi.org/10.23960/mech.v11.i1.202010

Refbacks

  • There are currently no refbacks.


Contact and E-Mail : (Phone) 0721-704947, (E-Mail) : Jurnal.Mechanical@eng.unila.ac.id


Statcounter Journal Mech
Flag Counter
Creative Commons License
MECH is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.