Membongkar Standar Tangki Penyimpanan API650

Cakupan Utama (Scope) API 650

Cakupan API 650 sangat spesifik dan memiliki batasan yang jelas, yang wajib dipahami oleh Purchaser (Pembeli/Pemilik) dan Manufacturer (Pabrikan/Kontraktor). Dokumen ini menetapkan persyaratan minimum untuk:

1. Material: Menentukan persyaratan untuk pemilihan material baja karbon atau baja tahan karat (khususnya melalui Appendix K untuk Stainless Steel Tanks) yang cocok untuk menahan kondisi operasional dan lingkungan. Standar ini mencakup spesifikasi material, persyaratan ketangguhan, dan batasan Suhu Desain Logam Minimum (Minimum Design Metal Temperature – MDMT).
2. Desain: Mencakup perhitungan detail untuk ketebalan komponen utama tangki:
   • Dinding Cangkang (Shell): Menggunakan metode seperti “One-Foot Method” atau “Variable Design-Point Method” (untuk diameter besar ≥60m) untuk menentukan ketebalan pelat berdasarkan tegangan hidrostatis, tekanan internal, dan faktor angin/seismik.
   • Pelat Dasar (Bottom Plates): Menetapkan ketebalan pelat dasar, termasuk persyaratan untuk Pelat Annular (Annular Plate) jika diameter tangki atau persyaratan seismic design membutuhkannya.
   • Pelat Atap (Roof Plates): Meliputi desain atap tetap (kerucut atau kubah) dan atap terapung (internal atau eksternal), termasuk perhitungan untuk beban mati, beban hidup (salju), dan beban vakum/tekanan.
   • Bukaan dan Sambungan (Nozzles and Attachments): Menetapkan desain penguatan (reinforcement) untuk bukaan pada shell dan roof, serta detail sambungan pipa dan struktur lainnya ke tangki.
3. Fabrikasi: Memuat panduan mendetail mengenai proses pengelasan (welding), toleransi fabrikasi, dan persiapan permukaan. Ini memastikan kualitas konstruksi yang memenuhi persyaratan desain.
4. Ereksi (Erection): Menyediakan prosedur untuk pemasangan tangki di lapangan, termasuk urutan pengelasan, pengendalian distorsi, dan pemeriksaan dimensi.
5. Pengujian (Testing): Mewajibkan pengujian hidrostatik (hydrostatic test) untuk seluruh tangki sebelum digunakan, serta pengujian Non-Destructive Examination (NDE) seperti Radiographic Testing (RT), Magnetic Particle Testing (MT), Liquid Penetrant Testing (PT), dan Ultrasonic Testing (UT) pada sambungan las.

Batasan Penting dalam API 650

jenis tangki:

• Tekanan Internal: Hanya berlaku untuk tangki dengan tekanan internal yang mendekati atmosfer (maksimum ≤17.2 kPa atau ≤2.5 psi g). Untuk tangki bertekanan rendah hingga sedang, rujukan beralih ke API Standard 620.
• Suhu Desain: Umumnya untuk layanan non-refrigerasi dengan suhu desain maksimum ≤93∘C (200∘F). Tangki bersuhu sangat rendah (refrigerated tanks) memiliki standar khusus.
• Dukungan Dasar: Standar ini berlaku untuk tangki yang seluruh bagian dasarnya ditopang secara seragam (uniformly supported).
• Sambungan Berbaut (Bolted Connections): Tidak mencakup desain sambungan flange berbaut kecuali jika cover atau blind disediakan.

Cakupan Utama (Scope) API 650

Cakupan API 650 sangat spesifik dan memiliki batasan yang jelas, yang wajib dipahami oleh Purchaser (Pembeli/Pemilik) dan Manufacturer (Pabrikan/Kontraktor). Dokumen ini menetapkan persyaratan minimum untuk:

1. Material: Menentukan persyaratan untuk pemilihan material baja karbon atau baja tahan karat (khususnya melalui Appendix K untuk Stainless Steel Tanks) yang cocok untuk menahan kondisi operasional dan lingkungan. Standar ini mencakup spesifikasi material, persyaratan ketangguhan, dan batasan Suhu Desain Logam Minimum (Minimum Design Metal Temperature – MDMT).
2. Desain: Mencakup perhitungan detail untuk ketebalan komponen utama tangki:
   • Dinding Cangkang (Shell): Menggunakan metode seperti “One-Foot Method” atau “Variable Design-Point Method” (untuk diameter besar ≥60m) untuk menentukan ketebalan pelat berdasarkan tegangan hidrostatis, tekanan internal, dan faktor angin/seismik.
   • Pelat Dasar (Bottom Plates): Menetapkan ketebalan pelat dasar, termasuk persyaratan untuk Pelat Annular (Annular Plate) jika diameter tangki atau persyaratan seismic design membutuhkannya.
   • Pelat Atap (Roof Plates): Meliputi desain atap tetap (kerucut atau kubah) dan atap terapung (internal atau eksternal), termasuk perhitungan untuk beban mati, beban hidup (salju), dan beban vakum/tekanan.
   • Bukaan dan Sambungan (Nozzles and Attachments): Menetapkan desain penguatan (reinforcement) untuk bukaan pada shell dan roof, serta detail sambungan pipa dan struktur lainnya ke tangki.
3. Fabrikasi: Memuat panduan mendetail mengenai proses pengelasan (welding), toleransi fabrikasi, dan persiapan permukaan. Ini memastikan kualitas konstruksi yang memenuhi persyaratan desain.
4. Ereksi (Erection): Menyediakan prosedur untuk pemasangan tangki di lapangan, termasuk urutan pengelasan, pengendalian distorsi, dan pemeriksaan dimensi.
5. Pengujian (Testing): Mewajibkan pengujian hidrostatik (hydrostatic test) untuk seluruh tangki sebelum digunakan, serta pengujian Non-Destructive Examination (NDE) seperti Radiographic Testing (RT), Magnetic Particle Testing (MT), Liquid Penetrant Testing (PT), dan Ultrasonic Testing (UT) pada sambungan las.

Batasan Penting dalam API 650

Penting untuk dicatat bahwa API 650 memiliki batasan yang tidak dapat diterapkan pada semua jenis tangki:

• Tekanan Internal: Hanya berlaku untuk tangki dengan tekanan internal yang mendekati atmosfer (maksimum ≤17.2 kPa atau ≤2.5 psi g). Untuk tangki bertekanan rendah hingga sedang, rujukan beralih ke API Standard 620.
• Suhu Desain: Umumnya untuk layanan non-refrigerasi dengan suhu desain maksimum ≤93∘C (200∘F). Tangki bersuhu sangat rendah (refrigerated tanks) memiliki standar khusus.
• Dukungan Dasar: Standar ini berlaku untuk tangki yang seluruh bagian dasarnya ditopang secara seragam (uniformly supported).
• Sambungan Berbaut (Bolted Connections): Tidak mencakup desain sambungan flange berbaut kecuali jika cover atau blind disediakan.

Standard Rujukan dan Apendiks API 650

Untuk melengkapi dan mengoperasionalkan persyaratan minimum, API 650 secara eksplisit merujuk pada standar dan kode lain, serta menyertakan sejumlah Appendix (Lampiran) yang memperluas cakupannya untuk kondisi desain khusus.

Referensi Kode dan Standar Utama

API 650 adalah dokumen purchase specification, namun sangat bergantung pada standar teknik lainnya, di antaranya:

Standar Rujukan	Deskripsi dan Relevansi dalam API 650
ASME Boiler and Pressure Vessel Code (BPVC) – Section II (Material Specifications)	Menetapkan spesifikasi untuk material baja yang digunakan (Part A untuk Ferrous Materials, Part C untuk Welding Rods, Electrodes, and Filler Metals).
ASME BPVC – Section V (Non-Destructive Examination)	Menyediakan prosedur pengujian NDE (RT, UT, MT, PT) yang diwajibkan untuk memeriksa kualitas sambungan las.
ASME BPVC – Section IX (Welding and Brazing Qualifications)	Mengatur kualifikasi Prosedur Pengelasan (Welding Procedure Specifications – WPS), Kinerja Pengelas (Welder Performance Qualification – WPQ), dan Kualifikasi Prosedur (Procedure Qualification Record – PQR).
AISC (American Institute of Steel Construction)	Untuk desain struktural tambahan, seperti tangga dan platform, serta perhitungan beban angin pada struktur penopang.
ASCE/SEI 7 (Minimum Design Loads for Buildings and Other Structures)	Sebagai rujukan utama untuk penentuan Beban Angin (Wind Load) dan Beban Seismik (Seismic Load) yang harus ditahan oleh tangki.

Apendiks Wajib dan Pilihan (Mandatory and Non-Mandatory Appendices)

API 650 dirancang untuk mengakomodasi berbagai kebutuhan melalui sistem Apendiks. Beberapa Apendiks bersifat wajib jika ditentukan oleh Purchaser, sementara yang lain bersifat informatif:

Apendiks yang Sering Digunakan dan Krusial:

• Appendix B: Rekomendasi untuk Fondasi Tangki (Recommendations for Design and Construction of Tank Foundations)
  • Meskipun tanggung jawab fondasi berada pada Purchaser, Apendiks ini memberikan pedoman praktik terbaik mengenai jenis fondasi (misalnya, ringwall, soil-supported) dan toleransi kerataan (levelness).
• Appendix C: Desain Atap Terapung Eksternal (External Floating Roofs)
  • Menetapkan kriteria desain untuk external floating roofs, termasuk persyaratan untuk sistem pelampung (flotation systems) dan penyegelan (seal systems).
• Appendix D: Pipa dan Nozzle (Piping and Nozzles)
  • Menyediakan pedoman untuk desain bukaan, termasuk nozzle loads dan perhitungan shell plate reinforcement di sekitar bukaan.
• Appendix E: Beban Seismik (Seismic Design of Storage Tanks)
  • Sangat Krusial. Berisi metode perhitungan untuk menahan beban gempa, mencakup gaya sloshing (cairan yang bergerak) dan impulsive (cairan yang ikut bergerak dengan dinding tangki). Ini menentukan apakah Pelat Annular (Annular Plate) dan penahan (anchorage) diperlukan.
• Appendix F: Desain Tekanan Internal Lebih Tinggi (Design of Tanks for Small Internal Pressures)
  • Memungkinkan desain tangki untuk tekanan internal yang sedikit lebih tinggi daripada batas standar, namun tetap dalam kategori tekanan rendah (sekitar 17.2 kPa – 69 kPa, tergantung edisi).
• Appendix J: Tangki dengan Sambungan Butt-Welded di Lapangan (Shop-Assembled Storage Tanks)
  • Mengatur persyaratan untuk tangki yang difabrikasi sepenuhnya di bengkel dan kemudian diangkut dan dipasang di lapangan.
• Appendix S: Desain Beban Angin Lebih Tinggi (Structural Design for Wind Loads)
  • Menyediakan panduan detail untuk perhitungan stabilitas terhadap beban angin, terutama untuk tangki berdiameter besar dan tinggi.
• Appendix W: Perhitungan Ketebalan Dinding Tangki dengan Metode Alternatif (Alternative Method for Calculating Shell Plate Thickness)
  • Menyediakan metode alternatif selain “One-Foot Method” untuk perhitungan ketebalan dinding.

Proses Desain Kritis Berdasarkan API 650

Sebagai engineer API 650, proses desain mengikuti hierarki persyaratan yang ketat:

1. Penentuan Kondisi Desain (API 650, Bagian 5)

Langkah awal adalah mengidentifikasi parameter operasional dan lingkungan:

• Spesifikasi Fluida: Kepadatan (Specific Gravity) cairan yang disimpan (G), yang merupakan faktor penentu utama dalam perhitungan tekanan hidrostatis.
• Dimensi Tangki: Diameter Nominal (D) dan Ketinggian Cairan Desain (H).
• Korosi (Corrosion Allowance – CA): Ketebalan material tambahan yang harus disediakan (Purchaser) untuk mengkompensasi korosi selama masa pakai tangki.
• Suhu Desain: Menentukan MDMT dan Suhu Operasi Maksimum.

2. Perhitungan Ketebalan Dinding Cangkang (Shell Thickness Calculation)

Perhitungan ketebalan (t) didasarkan pada dua kondisi utama, yang hasilnya harus dipilih yang terbesar (tertebal):

Keterangan: Sd​ (Design Stress, Hidrostatik) dan St​ (Design Stress, Produk) diambil dari Tabel 5-2 API 650, yang nilainya bergantung pada material, ketebalan, dan sambungan las.

3. Perhitungan Stabilitas (Angin dan Vakum)

API 650 mewajibkan pemeriksaan kestabilan dinding cangkang terhadap tekanan eksternal (angin dan/atau vakum). Ini menentukan persyaratan untuk Wind Girders (Girdel Angin) pada shell dan penahan (anchor bolt) untuk mencegah guling (overturning).

4. Desain Seismik (Appendix E)

Jika tangki berada di zona seismik, Apendiks E menjadi wajib. Perhitungan gempa terbagi menjadi dua komponen beban:

• Impulsive Load (Wi​): Gaya lateral akibat sebagian besar cairan yang bergerak bersama dinding tangki.
• Convective Load (Wc​): Gaya lateral akibat sloshing permukaan cairan.

Total momen (overturning moment) dari gempa (Mot​) digunakan untuk menentukan apakah perlu ada Pelat Annular, anchor bolt, atau penguatan struktural lainnya untuk menahan gaya angkat (uplift) pada pelat dasar.

Peran dan Tanggung Jawab

API 650 secara eksplisit membagi tanggung jawab:

Pihak	Tanggung Jawab Utama
Purchaser	Menentukan: Kondisi Operasi, Spesifikasi Fluida (G), Tekanan Internal/Vakum, CA, Lokasi Erection (untuk Beban Angin/Seismik), Persyaratan Nomenclature Tangki, dan Kecukupan Pondasi.
Manufacturer	Memastikan: Kepatuhan pada semua persyaratan API 650 yang relevan, Kualitas Fabrikasi dan Pengelasan (WPS, WPQ, PQR), Desain Struktural (kecuali Pondasi), dan Pelaksanaan Pengujian (Hidrostatik dan NDE).