Perancangan Konstruksi Tabung Sistem Pressure Swing Adsorption (PSA) Oksigen Konsentrator
DOI:
https://doi.org/10.32832/almikanika.v5i1.8141Keywords:
analyze, material, PSA tube, pressure swing adsorption, pressure vessel, stressAbstract
Tabung Pressure Swing Adsorption (PSA) merupakan struktur utama yang mendukung kerja sistem PSA. Tabung ini berfungsi sebagai wadah zeolite untuk melakukan proses penyerapan udara bebas menjadi oksigen murni dengan diberi tekanan dari dalam. Agar tidak terjadi kebocoran, maka desain serta material yang dipilih harus tahan terhadap tekanan dan juga kebocoran. Penelitian ini dilakukan bertujuan untuk mengetahui detail desain dari sistem PSA. Kemudian dilakukan pengujian untuk mengetahui ketahanan produk terhadap pengaruh tekanan, serta mengetahui tingkat kebocoran akibat pengaruh tekanan pada tabung PSA. Perancangan konstruksi dari tabung PSA dilakukan dengan desain menggunakan prinsip bejana tekan serta material menggunakan stainless steel 304. Tabung PSA yang dirancang memiliki spesifikasi tegangan izin material 8,4 í— 107 N/m2, volume tabung 1,3 liter, tebal tabung 0,003 m, serta tekanan perencanaan 4í—105 N/m2. Hasil analisa menunjukkan bahwa tebal tabung shell 2,6í—10-4 m dan flat head 1,1í—10-3 m. Tekanan maksimum tabung hasil analisa sebesar 4,3í—106 N/m2. Tegangan longitudinal 2,7í—106 N/m2, tegangan tangensial 5,5í—106 N/m2, tegangan hidrostatik 5,2í—105 N/m2, tegangan longitudinal akibat tekanan hidrostatik 3,5í—106 N/m2, dan tegangan tangensial akibat tekanan hidrostatik 7,1í—106 N/m2. Hasil analisa sambungan las menunjukkan tegangan izin kawat las 9,8í—107 N/m2 dan tegangan sambungan las 7,1í—103 N/m2. Hasil analisa pada sambungan ulir mencatat tegangan izin material ulir 8,4í—107 N/m2, tegangan aksial pada badan ulir 6í—105 N/m2, tegangan bending pada akar ulir 3,3í—106 N/m2, dan tegangan geser melintang pada pusat akar ulir 1,6í—106 N/m2. Dari hasil analisa struktur desain tabung PSA menunjukkan bahwa sambungan las serta sambungan ulir telah memenuhi persyaratan. Hal ini dikarenakan tegangan hasil analisa tidak melebihi tegangan izin material.
Kata kunci : analisa; bejana tekan; material; pressure swing adsorption; tabung PSA; tegangan
References
Atacak, I., Korkusuz, M., & Bay, O. F. (2012). Design and Implementation of an Oxygen Concentrator with GPRS-Based Fault Transfer System. Journal of Mechanics in Medicine and Biology, 12(04), 1250060.
Boiler, A. S. M. E. (2017). Pressure Vessel Committee on Materials, 2017, "ASME Boiler and Pressure Vessel Code Section II, Materials, Part D Properties (Metric),”. American Society of Mechanical Engineers, New York, Standard No. BPVC-IID-2017.
Habsya, S. A., & Satrijo, D. (2012). Perancangan dan Analisa Tegangan Pada Bejana Tekan Horizontal Dengan Metode Elemen Hingga (Doctoral dissertation, Mechanical Engineering Department, Faculty Engineering of Diponegoro University).
Ismail, R., Permana, A., Zukhrufi, A. N., & Aji, A. D. (2022). Desain Pressure Swing Adsorption pada Oksigen Konsentrator Prosiding Seminar Nasional Teknik Elektro, Volume 7 Tahun 2022, 7, 2–5.
Nurrrahmawati, A., & Harmadi, H. (2017). Rancang Bangun Alat Ukur Konsentrasi Oksigen yang Dihasilkan oleh Fotobioreaktor Mikroalga Chlorella vulgaris Menggunakan Sensor SK-25F. Jurnal Fisika Unand, 6(3), 255-262.
Pitanova, T., Juarsa, M., & Yuliaji, D. (2022). Rancangan Dan Kontruksi Water-Jacket Cooler Pada Alat Eksperimen Ussa-Fts01. ALMIKANIKA, 4(2), 52-57.
Setiadi, S., Sanjaya, A. B., & Fitroh, A. J. (2019). Optimization of Threaded Joint Design on Motor Rocket Tube of Rx1220 Rocket and Its Correlation to Hydrostatic Test Result. 32–39.
