Support Friction pada Pipa untuk Pipe Stress Analysis
Dalam pipe stress analysis, salah satu faktor yang sering diabaikan tapi punya dampak besar adalah support friction atau gesekan pada tumpuan pipa. Gesekan ini bisa menahan pergerakan pipa, memengaruhi distribusi beban, dan bahkan mengubah hasil analisis secara signifikan.
Seperti dijelaskan oleh Liang-Chuan Peng (Peng Engineering, Houston, Texas), analisis tanpa memperhitungkan gesekan bisa jadi tidak akurat. Misalnya, pada sistem pipa yang terhubung dengan rotating equipment (pompa, kompresor), pengaruh friction sangat menentukan karena equipment tersebut hanya bisa menahan beban terbatas.
1. Mengapa Support Friction Penting?
-
Menahan pergerakan pipa → Friksi bisa mencegah pergeseran pipa akibat ekspansi termal.
-
Meningkatkan beban support → Semakin besar friksi, semakin tinggi beban yang diterima support.
-
Mempengaruhi hasil analisis → Kadang friksi di satu titik bisa menentukan apakah sistem pipa masih aman atau tidak.
-
Rotating equipment sensitivity → Kompresor/pompa sensitif terhadap beban pipa; friksi bisa mengurangi atau menambah beban secara signifikan.
2. Nilai Koefisien Friksi Standar
Menurut guideline EPC dan praktik Caesar II :
-
Carbon Steel – Carbon Steel: 0.3
-
Polished Stainless Steel – Graphite: 0.15
-
Teflon – Teflon/Polished Stainless Steel: 0.10
-
Concrete – Carbon Steel: 0.4
-
Pipe to Roll Support: 0.01
-
Teflon – Carbon Steel: 0.2
-
Pipe/Shoe di welded rod: 0.25
Catatan:
-
Untuk rigid hanger → tidak ada friksi.
-
Jika menggunakan sliding plate:
-
PTFE (Teflon) sampai 204 °C (μ = 0.1).
-
Graphite sampai 540 °C (μ = 0.15).
-
3. Implementasi dalam Pipe Stress Analysis
-
Caesar II: friksi dimodelkan dengan memasukkan μ sesuai jenis support.
-
Support vertikal (+Y/Y support): wajib diberi faktor friksi.
-
Guide/directional support: tergantung filosofi EPC, kadang diabaikan.
-
Spring support: biasanya tanpa friksi, kecuali diminta oleh klien.
4. Tantangan & Praktik Lapangan
-
Tidak semua ITB (Invitation to Bid) dokumen mencantumkan friction factor → maka dipakai guideline EPC.
-
Friksi bersifat non-linear → dapat membuat analisis iteratif dalam software.
-
Dalam beban dinamis (seperti gempa), friksi sering dianggap konservatif.
Kesimpulan
Support friction punya peran vital dalam pipe stress analysis. Mengabaikannya bisa menyebabkan analisis salah arah, terutama pada sistem yang terhubung dengan rotating equipment. Oleh karena itu, engineer harus memilih koefisien friksi yang tepat, menyesuaikan dengan material interface dan kondisi operasi, serta mengikuti standar EPC atau ITB project.
Dengan pemodelan friksi yang benar di software seperti Caesar II, hasil analisis akan lebih akurat, sehingga desain pipa lebih aman dan sesuai standar.