Simulasi Computational Fluid Dynamics (CFD) Terkait Erosi Korosi Dalam Aliran Multi-Fasa Pada Elbow Pipa Dengan Material P5

Huudy, Muhamad Zaky (2024) Simulasi Computational Fluid Dynamics (CFD) Terkait Erosi Korosi Dalam Aliran Multi-Fasa Pada Elbow Pipa Dengan Material P5. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 5011201018-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 October 2026. Download (5MB) | Request a copy

Abstract

Erosi korosi merupakan salah satu kerusakan yang terjadi pada sistem perpipaan yang berisi berbagai macam fluida yang dapat berakibat korosif pada permukaan logam dalam apabila terdapat pergerakan fluida yang relatif tinggi. Pada pipa elbow tersebut sering terjadi penipisan dinding diakibatkan oleh terjadinya erosi karena terdapat proses pengangkutan fluida dan partikel disana. Hal tersebut mengakibatkan pada pipa elbow ini sering terjadi penggantian material pipa agar produksi yang sedang berjalan tersebut dapat berjalan dengan semestinya dan penggantian material ini memerlukan biaya yang tidak kecil. Kegagalan tersebut terjadi dikarenakan adanya potensi terjadinya aliran turbulensi pada fluidanya ditambah dengan aliran multi-fasa pada suasana vakum ditambah dengan konfigurasi pipa yang menyerupai efek ventury karena adanya enlarger pada elbownya yang menjadikan kecepatan fluidanya tinggi. Potensi tersebut dapat dibuktikan dengan menggunakan konputasi dinamika fluida (CFD) yang dapat menganalisis pola aliran dan pola erosi korosi yang terjadi pada pipa elbow tersebut. Komputasi dinamika fluida tersebut dapat dijalankan oleh perangkat lunak ANSYS yang dimana menjadi alat penelitian pada penelitian ini dengan versi ANSYS 24.0 R1. Luaran yang diharapkan adalah dapat memberikan gambaran keterkaitannya aliran fluida multifasa dengan erosi korosi yang terjadi pada elbow pipa pada kondisi vakum. Pada simulasi ini digunakan 3 variabel kecepatan (30, 60, dan 150 m/s) menggunakan 2 variabel geometri pipa dengan parameter pola aliran, kecepatan maksimum, energi kinetik turbulen, intensitas turbulen, dan DPM erosi. Pola aliran yang terjadi adalah pola aliran annular dikarenakan variabel kecepatan yang tinggi bersamaan dengan nilai bilangan Reynold yang tinggi melebihi 2300 dan fraksi volume campuran yang mendominasi pada bagian dinding pipa geometri terutama pada bagian awal enlarger pipa dan inner elbow. Geometri tersebut berpengaruh terhadap aspek intesitas turbulensi yang dimana nilai pada geometri pertama tersebut stabil dan berbeda dengan geometri kedua yang cenderung naik berdasarkan variabel kecepatan. Pola erosi yang dihasilkan pada kedua geometri pipa ini memuat kontur “titik-titik” pada inner radius di pipa enlarger geometri pertama dan di inner radius dinding pipa 8in-8in geometri kedua.

============================================================

Erosion is one of the failures that occur in piping systems that contain a variety of fluids that can be corrosive to internal metal surfaces when there is relatively high fluid movement. In the elbow pipe, wall thinning often occurs due to erosion because there is a process of transporting fluid and particles there. This results in this elbow pipe often replacing pipe material so that the ongoing production can run properly and this material replacement requires a small cost. The failure occurs due to the potential for turbulence flow in the fluid coupled with multi-phase flow in a vacuum atmosphere coupled with a pipe configuration that resembles the ventury effect due to the enlarger at the elbow which makes the fluid velocity high. This potential can be proven by using computation fluid dynamics (CFD) that can analyze the flow pattern and corrosion erosion pattern that occurs in the elbow pipe. The fluid dynamics computation can be run by ANSYS software which is the research tool in this research with ANSYS 24.0 R1 version. The expected output is to provide an overview of the relationship between multiphase fluid flow and corrosion erosion that occurs in elbow pipes under vacuum conditions. In this simulation, 3 velocity variables (30 m⁄s, 60 m⁄s, and 150 m⁄s) and 2 pipe geometry variables were used with the parameters of flow pattern, maximum velocity, turbulent kinetic energy, turbulent intensity, and erosion DPM. The flow pattern that occurs is an annular flow pattern due to high velocity variables along with high Reynold's number values exceeding 2300 and mixed volume fractions that dominate the pipe wall geometry, especially at the beginning of the pipe enlarger and inner elbow. The geometry affects the turbulence intensity aspect where the value in the first geometry is stable and different from the second geometry which tends to increase based on the variable speed. The resulting erosion pattern in both pipe geometries contains contour "dots line" at the inner radius in the first pipe enlarger geometry and at the inner radius of the 8in-8in pipe wall of the second geometry

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	Aliran Multifasa, Erosi korosi, Komputasi Dinamika Fluida Computation Fluid Dynamics, Erosion Corrosion, Multiphase Flow
Subjects:	T Technology > T Technology (General) > T57.62 Simulation T Technology > TA Engineering (General). Civil engineering (General) > TA357 Computational fluid dynamics. Fluid Mechanics
Divisions:	Faculty of Industrial Technology and Systems Engineering (INDSYS) > Material & Metallurgical Engineering > 28201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Muhamad Zaky Huudy
Date Deposited:	02 Aug 2024 04:21
Last Modified:	02 Aug 2024 04:21
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/111939

Actions (login required)

View Item