Dari sekian banyak disiplin yang terlibat, disiplin piping merupakan salah satu bagian yang penting dalam perancangan satu plant project. Boleh dikatakan, prosentase piping scope antara 30 - 40 % dari total pengerjaan. Volume pekerjaan dapat dilihat dari main deliverable nya, dan dapat berkurang (dirampingkan) atau bahkan bertambah seiring dengan requirement baru saat project sedang berjalan.
Piping engineering memiliki scope yang cukup luas, dari mengenerate plot plan, piping layout/arrangement, menganalisa stress dan flexibility pipa,dan menentukan material.
Umumnya, piping engineering terbagi menjadi empat bagian,
1. Desain layout
2. Piping stress analysis
3. Material
4. 3D Modeling
Desain Layout
Berawal dari P&ID (Process& Instrument Diagram) dan PFD (Process Flow Diagram),maka Plot Plan dan Piping layout dapat didevelop.
Plot Plan merupakan bagian penting dalam proses desain plant. Dari plot plan,dapat ditentukan posisi peletakan equipment, infrastruktur pendukung, dan sequence (urutan) kemudahan saat konstruksi dan maintenance. Pembuatan plot plan tergantung kepada availability space, kondisi tanah dan iklim, maintenace,safety, dan client philosophy dalam operasi plantnya. Dengan requirement ini, walaupun dua plant secara similar dibuat namun berbeda clientnya,maka hasil akan berbeda.
Informasi yang harus dituangkan dalam sebuah plot plan:
1. Lokasi berbagai equipment proses dan beberapa fasilitas pendukung.
2. Operator dan maintenance akses
3. Constructibility (kemudahan saat konstruksi)
4. Proses operasi (requirement dari proses operasi filosofi)
5. Safety
6. Cost-effective design
Siapa saja yang membutuhkan informasi dari Plot Plan?
Piping engineering : Plot Plan digunakan untuk bahan study merouting pipa dari equipment ke equipment, baik untuk main proses maupun sistem utility, dan bahan untuk meng-estimasi jumlah material pipa yang dibutuhkan.
Civil Engineering : Plot Plan digunakan untuk mendevelop grading,drainase, struktur dan pondasi, dan semua estimasi penggunaan material.
Electrical Engineering : Plot Plan digunakan untuk mengklasifikasikan area, bahan study untuk merouting kabel, dan estimasi material consumption.
Instrument Engineering : Plot Plan digunakan untuk bahan study mebuat kabel tray, menentukan lokasi main control, dan estimasi material consumption.
Scheduling : Plot Plan digunakan untuk membuat schedule penyelesaian selama engineering activities.
Estimating : Plot Plan digunakan untuk meng-estimasi secara keseluruhan harga pembuatan suatu project plant.
Dari uraian di atas, dapat disimpulkan bahwa langkah pertama dalam mendesain suatu plant bagi seorang piping engineer adalah mendevelop Plot Plan. Dan ini merupakan salah satu responsibility bagi seorang piping designer.
Piping Layout merupakan product yang berisi detail desain piping dalam sebuah plant. Dari sanalah diperoleh informasi tentang dimensi pipa, routing dan support arrangement. Tidak mudah mendevelop piping layout. Requirement yang dibutuhkan lebih kompleks dibandingkan dengan plot plan. Dari Internal sendiri, piping layout haruslah sesuai dengan project specification, standard dan code yang ada, safe berdasarkan stress dan fleksibility analisis, space availability dalam pemasangan support, serta memberikan informasi dalam gambar tentang material yang digunakan sesuai dengan spesifikasi materialnya.
Dari intra discipline, piping layout haruslah terintegrasi dengan proses engineering requirement, civil, electrical,instrument,construction,mechanical,safety dan poject. Bertemu dengan process, maka akan diperoleh data line sizing, insulasi pipa, posisi valve, dan sebagainya. Civil, akan diperoleh informasi tentang availability structure untuk support pipa. Instrument, maka desain pipa haruslah memperhatikan posisi instrument yang dipersyaratkan berdasarkan operability dan maintainable-nya. Construction, desain pipa harus memenuhi persyaratan kemudahan dalam mengkostruksi, akses alat-alat berat, dan kemudahan saat merelokasi material saat plant selesai dibangun. Safety, desain pipa juga harus memenuhi persyaratan safety, kemudahan akses fire system, quick exit access bagi operator, dan sebagainya.
Ini semua gambaran singkat tentang proses desain layout, requirement dan responsibilitasnya.
Piping Stress Analysis
Piping stress analysis merupakan bagian penting dalam pendesainan suatu plant. Tanpa ini, line - line yang critical akan sulit dipastikan safety desainnya.
Apa saja software yang mendukung untuk menganalisa stress dan flexibility pada pipa? Diantaranya ada CAEPIPE,AUTOPIPE dan CAESAR.
Dengan software tersebut, kita bisa menganalisa line-line yang critical terhadap stress, displacement,beban support dan evaluasi load pada nozzle equipment.
Apa saja yang diperhatikan dalam memodelkan routing pipa ke dalam piping stress analysis?
1. Properti : Desain/operating pressure/temperature,hydrotest pressure,density fluida,slug force,surge load,water hammer,PSV reaction force.
2. Material : Dimensi (pipa,fitting,flange,valve dan bulk item),material code,size,thickness,insulasi(density&thickness),elbow(short,long radius),support span,tipe support(resting,hold down,guide,stopper,dengan PTFE atau tidak),displacement,spring rate&load,dan spesial input yang tersedia seperti expansion joint,uniform load,wind dan sebagainya.
3. Code : B31.1, B31.3, B31.4, B31.8, dan sebagainya,tergantung scope dari pekerjaan
4. Load case : Sustained, Hot Sustained, Expansion, Operating, Occasional karena angin,gempa, dan sebagainya.
Dari sini kita dapat menganalisa stress pada pipa, fatigue, load support dan movement pipa karena thermal. Di samping itu kita juga dapat menganalisa nozzle load pada equipment yang dihasilkan oleh system pada pipa.
Dari result Stress analysis pipa juga dapat dijadikan bahan untuk mendesign support berdasarkan loadnya.
Material
Material engineer pun memiliki peranan penting dalam meng-eksekusi suatu project. Beberapa responsibilities dari seorang material engineer diantaranya:
1. Men-generate material class specification
Digunakan sebagai acuan pemilihan material pipa berdasarkan process requirement. Dalam material specification berisi semua material yang dibutuhkan dalam satu plant project. Material pipa, fitting, valve, instrument connection, dll. Material non standard akan dijadikan sebagai special item dan detailnya akan di generate tersendiri dalam data sheetnya.
2. MTO (Material Take Off)
Digunakan untuk meng-estimasi total material consumption.
3. Material Data Sheet
Membuat detail data bulk material dan spesial item sesuai dengan proses linenya untuk referensi vendor dan fabrikator.
3D Model Group
Sebagai kemajuan teknologi untuk desain software, kurun waktu terakhir telah beralih dari 2D drawing (AutoCAD) ke 3D Model. Sofware yang umum digunakan adalah PDS dan PDMS.
Kelebihannya sangat nyata sekali, disamping tampilan 3D nya yang bisa menampakkan desain seperti aktualnya, juga mampu menampilkan material description di setiap item nya.
3D Model sangat memudahkan bagi penggunanya untuk mereview, dan lebih memberikan imajinasi untuk merouting pipa.
Di area ini, para designer dituntut untuk memahami kaidah atau filosofi dalam mendesain pipa. Beberapa diantaranya:
1. filosofi merouting pipa yang terhubung kepada equipments
2. desain manifold dan branch connection
3. pemasangan fitting dan special items seperti reducer, 5D elbow, 45 degree elbow, strainer dll
4. Instrument device requirement
5. Process filosofi, seperti drain dan vent, blowdown, shutt down, slope, non pocket requirement, dll
6. pipe rack dan sleeper
7. underground pipe
8. hazardous criteria
9. lokasi tie-in , connectionnya dan proses installasinya, apakah di area fabrikasi atau di site area
Di samping itu semua, designer harus memperhatikan hal-hal yang disebutkan dalam design layout requirement.
Dan sebenarnya, 3D model group sudah menjadi satu kesatuan dengan design layout, sehingga seorang designer tidak hanya dituntut memiliki kemampuan mendesain, tapi juga mengoperate PDS atau PDMS.
InsyaAllah, kalau ada waktu, tulisan berikutnya akan membahas lebih detail tiap-tiap point di atas.
Sa'ban
