Fire Tube Boiler memiliki beberapa bagian, berupa tabung (drums), pipa api (fire tube), lembaran tabung (tubesheets), ligamen (ligament), dan lainnya. Pada artikel ini akan dibahas mengenai bagaimana cara merancang tabung ketel uap tersebut.

Pembuatan tabung mengacu pada standar perancangan ASME (American Society of Mechanical Engineering) melalui buku ASME Boiler and Pressure Vessel Code An International Code Section IV berjudul "Rules for Construction of Heating Boilers"

Pembuatan tabung ketel uap perlu memperhatikan material, komposisi kimia, dan tegangan maksimum.

Pemilihan material sangat berpengaruh pada nilai tegangan maksimum. Tegangan maksimum merupakan kekuatan material dalam menahan tekanan yang terjadi di dalam ketel uap.

Komposisi kimia pada material akan meningkatkan efektivitas dan efisiensi terhadap usia pemakaian. Material yang menggunakan campuran Krom dan Nikel biasanya lebih tahan terhadap korosi.

Persamaan tabung ketel uap

Untuk formula yang digunakan mengacu pada ASME BPVC sec. IV 2015:4 untuk tabung ketel uap adalah :

t=PR/SE-0,6P 

atau

P=SEt/R+0,6t

Dengan keterangan :

P = maximum allowable working pressure / tekanan kerja yang diasumsikan akan terjadi pada tabung (MPa). Pada beberapa alat biasanya menggunakan satuan Bar.

R = radius / jari - jari dalam tabung ketel uap (mm)

S = maximum allowable stress value / nilai tegangan maksimum material (MPa)

E = joint coefficient / efisiensi sambungan pada tabung boiler. Untuk welded pipe maupun plate nilainya adalah 85% atau 0,85, sedangkan untuk seamless pipe adalah 1

t = requred wall thickness / ketebalan dinding tabung yang dibutuhkan

Contoh

Andi ingin merancang tabung ketel uap yang tahan terhadap tekanan sebesar 5 MPa dengan material yang memiliki nilai tegangan maksimum sebesar 75 MPa, dan diameter tabung sebesar 20 inch, dengan produk welded pipe berapa ketebalan yang dibutuhkan?

• 20 inch = 508 mm/2= 254mm
• t=5x254/(75x0,85) - (0,6x5)= 20,9 mm, dibulatkan menjadi 21 mm

Jadi ketebalan tabung ketel uap yang dibutuhkan Andi adalah sebesar 21 mm. Berarti diameter luarnya adalah 508 mm + (21 mm x 2)= 550 mm

Ketel uap merupakan bejana bertekanan tinggi oleh sebab itu ketebalan tabung perlu diperhatikan dengan seksama dan teliti.

Bacalah buku standar AMSE BPVC sec. IV untuk mendapatkan ketentuan perancangan tabung ketel uap yang tepat sesuai standar. Kelalaian dalam perancangan tabung mengakibatkan resiko kebocoran yang dapat melukai penggunanya.