Perbandingan Ketebalan Minimum dan Tegangan Von Mises Head Pressure Vessel Tipe Ellipsoidal 2:1 (Semi-ellipsoidal) dan Hemispherical berdasarkan ASME Section VIII

Abstract

Penelitian ini dilakukan untuk membandingkan ketebalan minimum dan tegangan Von Mises pada pressure vessel dengan head tipe semi-ellipsoidal dan hemispherical berdasarkan standar ASME Boiler and Pressure Vessel Code (BPVC) Section VIII Division 1. Material yang digunakan adalah SA-516 Grade 70 dengan parameter desain berupa diameter dalam 450 mm, tekanan desain 1,6 MPa, dan temperatur desain 100°C. Perhitungan ketebalan minimum dilakukan secara analitik menggunakan persamaan ASME untuk shell silindris berdasarkan UG-27, head semi-ellipsoidal berdasarkan UG-32(d), serta head hemispherical berdasarkan UG-32(f). Analisis tegangan dilakukan melalui perangkat lunak SolidWorks Simulation, kemudian divalidasi dengan membandingkan hasil simulasi dan perhitungan analitik tegangan lingkar menggunakan batas toleransi eror sebesar ≤ 10%, serta menampilkan nilai safety factor (SF) sebagai evaluasi hasil dari simulasi. Hasil penelitian dibandingkan berdasarkan ketebalan minimum analitik, distribusi dan nilai maksimum tegangan Von Mises, serta lokasi titik kritis pada masing-masing tipe head. Hasil simulasi menunjukkan bahwa tegangan Von Mises maksimum pada bejana tekan ellipsoidal 2:1 sebesar 164,752 MPa dengan ketebalan minimum 2,61 mm, sedangkan pada bejana tekan hemispherical sebesar 129,140 MPa dengan ketebalan 1,31 mm. Kedua nilai tegangan berada dibawah yield strength material membuktikan bahwa kedua desain secara struktural aman pada tekanan desain 1,6 MPa.