Latar Belakang: MT MARLINA XV (IMO Number ),tahun 1983, DWT,

Transkripsi

1 1

2 Latar Belakang: PLTU 2 Papua Jayapura (2x10MW) (PLN), ton batubara kalori rendah / tahun. Provinsi Sumatera Selatan, nilai cadangan batubara kalori rendah mencapai 2.426,00 juta ton, massa jenis (1.346 ton/m 3 ) (sumber:pusat sumber daya geologi & wikipedia) Min kapasitas muat ton MARPOL 73/78, kapal-kapal tanker berkapasitas lebih dari DWT harus menggunakan double hull dan double bottom. Peraturan ini berlaku sejak 5 April MT MARLINA XV (IMO Number ),tahun 1983, DWT, Single Bottom, Single Hull 2

3 Perumusan Masalah Bagaimanakah desain ruang muat bulk carrier yang sesuai untuk memodifikasi ruang muat Kapal Tanker Marlina XV? Bagaimanakah Capacity Plan dari ruang muat kapal Marlina XV yang telah dikonversi? Apakahp modifikasi desain ruang muat tersebut memenuhi kriteria stabilitas, batasan freeboard dan kekuatan konstruksi? Berapakah biaya konversi Kapal Tanker Marlina XV menjadi bulk carrier? 3

4 Tujuan: Melakukan modifikasi ruang muat Kapal Tanker Marlina XV menjadi kapal bulk carrier. Menghitung pemenuhan kriteria secara teknis: 1.Kekuatan konstruksi setelah konversi 2.Kriteria stabilitas 3.Kriteria Lambung Timbul Menghitung biaya konversi Kapal Tanker Marlina XV menjadi kapal bulk carrier. 4

5 Manfaat: Sebagai referensi untuk pemilik kapal mengenai aspek teknis dan ekonomis konversi Kapal Tanker Marlina XV menjadi kapal bulk carrier. Model perencanaan konversi dapat dipelajari mahasiswa dengan harapan dapat dikembangkan. 5

6 Batasan Masalah Pemeriksaan Aspek Teknis meliputi modifikasi ruang muat, kekuatan memanjang kapal secara vertikal, Design Verification menggunakan FEM Analysis dan stabilitas kapal. Hanya memodelkan tiga ruang muat saja dalam analisa kekuatan memanjang pada tangki ruang muat seperti yang disyaratkan pada International Association of Classification Soceties (IACS), Common Structural Rules for Bulk Carrier ( 2007 ). Pemeriksaan Aspek Ekonomis hanya mencakup besarnya biaya kapal untuk melakukan konversi Umur pelat baja kapal dianggap dalam kondisi baik. 6

7 Metodologi: Tidak Ya 7

8 Metodologi: 8

9 Studi Literatur 1. Bulk Carrier Sebuah bulker adalah kapal dagang yang dirancang khusus untuk mengangkut muatan curah, seperti biji-bijian, batu bara, bijih, semen dll. Karakteristik ruang muat bulk carrier pada umumnya terdapat hopperside tank dan topside tank Mayor operator kategori ukuran massal Nama Ukuran Lalu Baru Digunakan Kapal DWT [18] [17] Lintas [19] Harga [20] Harga [21] Handysize sampai % Handymax % sampai % $ 28m $ 28m Panamax sampai % 20% $ 35m $ 34m Capesize dan lebih 10% 62% $ 59m $ 68.4m (sumber :wikipedia) 9

10 2. Double Hull Bulk Carrier Studi Literatur Lebih aman untuk pemilik kapal dan kru Efisiensi waktu proses bongkar muat dan pembersihan Membuat kapasitas ruang muat menjadi penuh. Meningkatkan stabilitas tas (free surface moment effect) 10

11 Technical Spesification MT MARLINA XV DWT Loa= Lpp= Lwl= B= H= T= Cb= Displ= V= Main Engine= Type= RPM= BHP= Flag= IMO Number= LWT= Price= m 162 m m 26 m m m m 3 16 knot Man B&W 6L67GFCA Indonesia 7460 ton 450 US$/ton 11

12 Technical Spesification General Arrangement Lines Plan Midship section Construction Profile 12

13 Pembuatan Model Pada Maxsurf 1. Model Kapal MARLINA XV pada Maxsurf 13

14 Pemeriksaan Model Pada Maxsurf Dengan Data Kapal 1. Equilibrium Result Window Model Maxsurf 2. Pemeriksaan Hydrostatic Properties NO ITEM DATA KAPAL HASIL PADA MODEL SELISIH PERSENTASE (%) 1 Volume Draft to Baseline Lwl Beam wl Cb Cm LCB from zero pt Import Linesplan ke Autocad 14

15 Redrawing dan Modifikasi Ruang Muat 1. Redrawing Image Background pada Proses Redrawing Autocad : 1. Midship Section 2. Frame 93 dan Frame General Arrangement 15

16 2. Modifikasi Ruang Muat A. Bagian yang dipertahankan: Redrawing dan Modifikasi Ruang Muat Pelat kulit kapal (pelat alas, pelat sisi, pelat geladak) Konstruksi yang mendukung (center girder, pembujur alas, pembujur sisi, ii pembujur geladak) B. Bagian Yang Ditambahkan: PenambahanP b h Konstruksi Hopper Side Tank dan Top Side Tank Penambahan Konstruksi Double Hull dan Double Bottom Penambahan Side Girder Penambahan pembujur pada seluruh bagian konstruksi Inner Hull Pembuatan Lubang Palkah sebagai akases bongkar muat batu bara Pemberian penutup palkah (hatch cover) 16

17 C. Penggunaan Rules BKI untuk Modifikasi Redrawing dan Modifikasi Ruang Muat Lwl= m H= m Rekapitulasi Ukuran Scantling Lpp= 162 m T(awal)= m yang di Tambahkan B= 26 m Cb= 0.78 NO ITEM DIMENSION PLATE (mm) PROFIL 1 Inne Bottom Long x 13 HP 2 Inner Hopper Side Long - 300x 15 HP 3 Inner Side Long - 300x11 HP 4 Inner Top Side Long - 300x11 HP Pembujur Deck Tambahan Wrang Plate in Double Bottom Wrang Plate in Hopper Side Tank Wrang Plate in Wing Tank Wrang Plate in Top Side Tank Wrang Plate Stiffner in Double Bottom - 400x19 HP x14 FB Wrang Plate Stiffner in Hopper Side Tank Wrang Plate Stiffner in Wing Tank - 180x14 FB - 160x15 FB 13 Wrang Plate Stiffner in Top Side Tank - 160X14 FB 14 Side Girder Plate Bracket In Double Bottom Structure Bracket In Hopper Side Tank Structure Bracket In Wing Tank Structure Bracket In Top Side Tank Structure Hatchway Coaming - L1250x500x14 20 Crossties Crossties

18 Redrawing dan Modifikasi Ruang Muat MARLINA XV Midship Section Sebelum Konversi 18

19 Redrawing dan Modifikasi Ruang Muat MARLINA XV Midship Section Setelah Konversi 19

20 Redrawing dan Modifikasi Ruang Muat MARLINA XV General Arrangement Setelah Konversi 20

21 Redrawing dan Modifikasi Ruang Muat Centroid about base line (z1) = 2 1 Centroid about deck line (z2) = H - z1 = = 7.11 m = = 7.34 m I xx = = = m 4 I NA = I XX - ( z 1 ) 2. = * = m Modulus penampang thd bottom ( Wbot ) = I NA / z 1 = 7.11 = m 3 Modulus Penampang Sebelum Konversi Modulus penampang thd deck ( Wdeck ) = I NA / z 2 = 7.34 = m 3 Centroid about base line (z1) = 2 1 = = 6.55 m cm Centroid about deck line (z2) = H - z1 = = 7.90 m I xx = = = m 4 I NA = I XX - ( z 1 ) 2. = * = m Modulus penampang thd bottom ( Wbot ) = I NA / z 1 = 6.55 = m Modulus penampang thd deck ( Wdeck ) = I NA / z 2 = 7.90 = m 3 Modulus Penampang Setelah Konversi Dengan Penambahan Pembujur pada Geladak 21

22 Redrawing dan Modifikasi Ruang Muat E. Pemeriksaan Modulus dan Momen Inersia Minimum Rules BKI Dari BKI 2006 Vol.II, Section 5.C.2 Wmin = k.co.l 2.B.(Cb + 0.7).10-6 m 3 dimana; k = 1.00 L = Co = [(300-L)/100] 1.5 ; untuk L < 300 m = [( )/100]^1.5 =9.122 B = m Cb = sehingga; Wmin = 1 x x ^2 x 26 x ( ) x 10^-6 = m 3 = 9,166, cm 3 dari perhitungan Konstruksi design kapal diperoleh: Wbottom = 14,982, cm 3 Wdeck = 12,436, cm 3 momen Inersia Minimum pada Daerah midship (BKI 2006, Volume II, section 5.C.3): J = 3x10-2 x W x L/k m 4 dimana; W = m 3 L = k = 1.00 sehingga; J = 3x10^-2 x x /160/1 = m 4 = 4,443,872, cm 4 dimana, Momen Inersia hasil dari Perhitungan adalah: Ina = 9,819,557, cm 4 OK OK 22

23 G. Perhitungan Berat Baja Kapal Pembagian Station Redrawing dan Modifikasi Ruang Muat Station Berat (ton) Titik berat (mm) Momen LCG VCG M AFG M VCG Aft Fore Rekapitulasi Perhitungan Berat 1 = BERAT TOTAL = 1 = Ton TITIK BERAT LCG TOTAL = 2/ 1 VCG TOTAL = 3/ 1 = mm = = m =

24 Pemodelan Tangki Kapal Dengan Hydromax Penambahan Surface Pada Maxsurf Pro Pemodelan Tangki Kapal Dengan Hydromax 24

25 Perhitungan Kapasitas Ruang Muat Total Payload dengan Batasan Displacement kapal LWT ton Consumable 2,434 ton + Total Weight 11,187 ton Displacement Payload= Displacement Total Weight ton 26,798 ton Tank Callibration (Hydromax) Capacity Plan Optimum CHT 7 CHT Density CHT ton/m^3 CHT CHT CHT CHT CHT CHT CHT CHT CHT CHT CHT TOTAL m^3 TOTAL ton 25

26 Pemeriksaan Lambung Timbul Kapal Berubah Muatan Kapal Tangki (Type A) Kapal Bukan Tangki (Type B) Freeboard minimum = cm m Equilibrium Result Window Full Load Condition 26

27 Perencanaan Load Case A. Kondisi (A1): kapal dalam keadaan kosong B. Kondisi Stabilitas IMO 1. Kondisi (B1): pada saat kapal keadaan full load, tanpa pengisian tangki ballas, dan kondisi tangki consumable dalam keadaan penuh. 2. Kondisi (B2): pada saat kapal keadaan full load,tanpa pengisian tangki ballas, dan kondisi tangki consumable dalam keadaan 10 %. 3. Kondisi (B3): pada saat kapal dengan keadaan muatan kapal kosong, namun tangki consumable penuh dan tangki ballas dalam keadaan penuh. 4. Kondisi (B4): pada saat kapal dengan keadaan muatan kosong, namun tangki consumable 10 % dan tangki balllas penuh. C. Kondisi Bongkar Muat 1. Kondisi (C1): Tangki Ruang Muat 4 Penuh (98%), tangki consumable dalam keadaan penuh (98%) dan kondisi tangki ballas menyesuaikan. 2. Kondisi (C2): Tangki Ruang Muat 4 & 2 Penuh (98%), tangki consumable dalam keadaan penuh (98%) dan kondisi tangki ballas menyesuaikan. 3. Kondisi (C3): Tangki Ruang Muat 4, 2, 5 Penuh (98%), tangki consumable dalam keadaan penuh (98%) dan kondisi tangki ballas menyesuaikan. 4. Kondisi (C4): Tangki Ruang Muat 4, 2, 5 & 1 Penuh (98%), tangki consumable dalam keadaan penuh (98%) dan kondisi tangki ballas menyesuaikan. 27

28 Kekuatan Memanjang kapal (Longitudinal Strength) 1. Ilustrasi Kondisi Muatan Penuh (full load ) B1 28

29 Kekuatan Memanjang kapal (Longitudinal Strength) 2. Longitudinal Strength th Result Window Hydromax Moment tonne.mx10^ Shea ar tx10^ Lo oad t/m Weight Net Load Buoyancy Shear Moment Long. Pos. m 29

30 Kekuatan Memanjang kapal (Longitudinal Strength) 4. Pemeriksaan Kekuatan Memanjang Pada Air Tenang Longitudinal Stress ( p) yang diijinkan p = 175/k [N/mm 2 ] untuk L >90 m = 175 N/mm 2 = N/cm 2 = kg/cm 2 Wbottom = 14,982, cm 3 Wdeck = 12,436, cm 3 1 kg = 9.81 N Pada Kondisi Air Tenang M'(x)swmax = ton.m = kg.cm (Geladak mengalami beban tarik, bottom mengalami beban tekan) deck = M'max/W Deck = kg/cm 2 yang diijinkan MEMENUHI = / Longitudinal strees bottom = M'max/W bottom = / = kg/cm 2 30

31 Kekuatan Memanjang kapal (Longitudinal Strength) 5. Rekapitulasi Perhitungan Kekuatan Memanjang Pada Air Tenang CONDITION MAX SWBM (Tonne.m *10 3) MAX SWBM (kg cm) Max Stress SWBM (kg/cm 2 ) Max Stress SWBM Deck (kg/cm 2 ) permisible (Kg/cm2 RESULT A OK B OK B OK B OK B OK C OK C OK C OK C OK 31

32 Kekuatan Memanjang kapal (Longitudinal Strength) 6. Pemeriksaan Kekuatan Memanjang Sagging dan Hogging MT = Msw + Mwv (knm) Mwv = L 2. B. Co.c 1. c L.C M (knm) Msw = Momen bending pada kondisi air tenang (knm) Komponen Perhitungan nilai Mwv : Co for 90 L 300 m Co = [(300 L)/100] 1.5 C L = 1, for L 90 m C 1S = - 011(Cb ) 0.7 C 1H = 0.19 Cb C M = Distribution factor Cv =3 (Vo/1 3 (Vo/1.4 L) ; Cv hogging condition C MH = x/l untuk x/l <0.4 C MH = 1 untuk 0.4 x/l 0.65 C MH = [1-x/L]/0.35 untuk x/l > 0.65 sagging condition C MS = cv.2.5. x/l untuk x/l <0.4 C MS = cv untuk 0.4 x/l 0.65 C MS = cv.[(x/l-0.65cv )/ cvuntuk x/l >

33 Kekuatan Memanjang kapal (Longitudinal Strength) St. x/l c MS M WV M SW M T M T (knm) (knm) (knm) (tonm) AE ST ST ST ST ST ST ST ST ST ST ST ST ST ST ST ST ST ST ST ST ST ST ST ST ST ST ST ST ST ST ST ST ST ST ST ST ST ST ST ST FORE knm Kondisi Sagging AE ST1 ST3 ST5 ST7 ST9 ST11ST13ST15ST17ST19ST21ST23ST25ST27ST29ST31ST33ST35ST37ST39FORE MWv MSw MT CONDITION MT Max Sagging (Kg.cm) Max Stress Sagging Bottom (Kg/cm2) Max Stress Sagging Deck (Kg/cm2) permisible (Kg/cm2) RESULT A1 3,284,001, OK B1 7,296,728, OK B2 10,261,984, OK B3 4,483,869, OK B4 7,377,045, OK C1 11,923,400, OK C2 13,956,807, OK C3 19,286,377, OK C4 12,133,360, OK 33 M( T ) max = 72,967.29kNm

34 Kekuatan Memanjang kapal (Longitudinal Strength) St. x/l c MH MW V M SW M T M T (knm) (knm) (knm) (tonm) AE Kondisi Hogging ST ST ST ST ST ST ST ST ST knm MWv MSw MT ST ST ST ST ST ST ST ST ST ST ST ST ST ST ST ST ST ST ST ST ST ST ST ST ST ST ST ST ST ST ST FORE M( T ) max = 139,539.87kNm AE ST1 ST3 ST5 ST7 ST9 ST11ST13ST15ST17ST19ST21ST23ST25ST27ST29ST31ST33ST35ST37ST39FORE CONDITION MT Max Hogging (Kg.cm) Max Stress Hogging Bottom (Kg/cm2) Max Stress Hogging Deck (Kg/cm2) permisible (Kg/cm2) RESULT A1 11,351,870, OK B1 13,953,987, OK B2 11,088,927, OK B3 16,637,412, OK B4 13,318,044, OK C1 12,268,817, OK C2 11,435,231, OK C3 7,692,032, OK C4 10,360,458, OK 34

35 1. Create a new Ship Design. 2. Ship Modeller Design Verification menggunakan Finite Element Analysis Shipright Transverse Structure and Longitudinal Structure Wizard 4. Stiffener and Plating Tools Wizard 35

36 Validasi Kekuatan Memanjang Dengan Shipright Tank Definition STANDARD LOADING CONDITION FOR DIRECT STRENGTH ANALYSIS CSR for Bulk Carrier Model Definition 36

37 Validasi Kekuatan Memanjang Dengan Shipright Load Case Manager: 1. MSW (Still Water Bending Moment) 2. MWV (Vertical Wave Moment) 3. MT Sagging (Moment Total) 4. MT Hogging (Moment Total) FEM Anlysis (Von Misses Stress) 37

38 Validasi Kekuatan Memanjang Dengan Shipright FEM Anlysis (Von Misses Stress) 38

39 Validasi Kekuatan Memanjang Dengan Shipright Maksimum Permisible Stress No Structures Properties λ y perm Yield Full Load BC A Mid Loaded Stress σ vm status 1Deck Plating OK 2Side Plating OK 3Bottom Plating OK 4 Bilge Kell Plating OK 5 Inner Bottom Plating OK 6 Bottom Center Girder OK 7Bottom Side Girder OK 8Hopper Side Tank Plating OK 9 Inner Hull Tank Plating OK 10 Top Side Tank Plating OK 11 Hopper Transverse Plating OK 12 Topside Transverse Plating OK 13 Cargo Tank Bulkhead OK 14 Hopper Side Transverse Tank Bulkhead OK 15 Top Side Transverse Tank Bulkhead OK 39

40 Pemeriksaan Stabilitas IMO (International Maritime Organization), INTACT STABILITY for all types of ship covered by IMO instrument resolution A.749 (18), Chapter General intact stability criteria for all ships. yaitu : Luas di bawah kurva lengan pengembali (kurva GZ) sampai sudut 30 tidak kurang dari m.rad atau m.degree. Luas di bawah kurva lengan pengembali (kurva GZ) sampai sudut 40 atau sudut downflooding (θf) jika sudut tersebut kurang dari 40, tidak kurang dari m.rad atau m.degree. Sudut downflooding (θf) adalah sudut oleng dimana bukaan pada lambung, bangunan atas atau rumah geladak yang tidak dapat ditutup kedap air tercelup. Dalam aplikasi, bukaan kecil yang dapat dilewati kebocoran tidak dipertimbangkan sebagai terbuka. Luas di bawah kurva lengan pengembali (kurva GZ) antara sudut 30 dan sudut 40 atau antara sudut 30 dan sudut downflooding (θf) jika sudut tersebut kurang dari 40, tidak kurang dari m.rad atau m.degree. Lengan pengembali GZ pada sudut oleng sama atau lebih dari 30 minimal mal 0.20 m Lengan pengembali maksimum terjadi pada oleng lebih dari 30 tetapi tidak kurang dari 25 Tinggi metacenter awal GMo tidak kurang dari 0.15 m 40

41 Pemeriksaan Stabilitas Kondisi B1 Pemeriksaan Stabilitas CODE A.749(18) Ch3 Design criteria applicable to all ships A.749(18) Ch3 Design criteria applicable to all ships A.749(18) Ch3 Design criteria applicable to all ships A.749(18) Ch3 Design criteria applicable to all ships CRITERIA VALUE UNITS ACTUAL STATUS : Area 0 to 30 Pass from the greater of spec. heel angle 0 deg 0 to the lesser of spec. heel angle 30 deg 30 angle of vanishing stability 84.3 deg shall not be less than (>=) m.deg Pass : Area 0 to 40 Pass from the greater of spec. heel angle 0 deg 0 to the lesser of spec. heel angle 40 deg 40 first downflooding angle n/a deg angle of vanishing stability 84.3 deg shall not be less than (>=) m.deg Pass : Area 30 to 40 Pass from the greater of spec. heel angle 30 deg 30 to the lesser of spec. heel angle 40 deg 40 first downflooding angle n/a deg angle of vanishing stability 84.3 deg shall not be less than (>=) m.deg Pass : Max GZ at 30 or greater Pass in the range from the greater of spec. heel angle 30 deg 30 to the lesser of spec. heel angle 90 deg angle of max. GZ 39 deg 39 shall not be less than (>=) 0.2 m Pass Intermediate values angle at which this GZ occurs deg 39 GZ m NO KRITERIA IMO UNIT : Initial GMt GM at 0.0 deg = m Max GZ = m at 39 deg Heel to Starboard deg. Rekapitulasi KONDISI A1 B1 B2 B3 B4 C1 C2 C3 C4 1 Area 0 to m.deg Area 0 to m.deg Area 30 to m.deg Max GZ at 30 0r Greater 0.2 m Angle of maximum GZ 25 deg Initial GM 0.15 m Status Pass Pass Pass Pass Pass Pass Pass Pass Pass Pass Pass A.749(18) Ch3 Design criteria applicable to all ships : Angle of maximum GZ Pass shall not be less than (>=) 25 deg 39 Pass A.749(18) Ch3 Design criteria applicable to all ships : Initial GMt Pass spec. heel angle 0 deg shall not be less than (>=) 0.15 m Pass 41

42 Perhitungan Biaya Konversi Situs di Internet Cleaves Shipbroking : week 36, 6 th -10 th September 2010, MT MARLINA XV dijual dengan harga 450US$ per Ton. Berat Kapal MT MARLINA XV adalah 7460 ton Maka dengan asumsi kurs 1US$= 9000 rupiah harga kapal menjadi ,00 rupiah. Proses Pengerjaan Diperkirakan 174 Hari Perhitungan biaya menggunakan Standar Repair 2008 PT Dok dan Perkapalan Surabaya (DPS) Biaya Yang dibutuhkan untuk konversi kapal MT MARLINA XV menjadi Bulk Carrier adalah ,00 Rupiah 42

43 Kesimpulan dan Saran Kesimpulan 1. Pada Tugas Akhir ini telah dilakukan proses desain dan analisa untuk modifikasi pada ruang muat dengan tujuan untuk melakukan konversi kapal tanker menjadi bulk carrier. Modifikasi ruang muat ini dikarenakan adanya perubahan dari segi muatan yang diangkut, yang semula minyak sekarang menjadi batubara. Modifikasi pada ruang muat berupa: : Penambahan Konstruksi Hopper Side Tank dan Top Side Tank Penambahan Konstruksi Double Hull dan Double Bottom Penambahan Side Girder Penambahan pembujur pada seluruh bagian konstruksi Inner Hull Penambahan pembujur geladak tambahan untuk memperbesar nilai modulus agar modulus penmpang pada deck setelah konversi lebih besar dari nilai modulus penampang sebelum konversi Pembuatan Lubang Palkah sebagai akses bongkar muat batu bara Pemberian penutup palkah (hatch cover) 2. Kapasitas ruang muat baru kapal setelah konversi sebesar ton batubara, memenuhi Owner Requirement sebesar ton batubara 3. Berdasarkan analisa teknis yang telah dilakukan. Kapal MT Marlina XV memenuhi aspek kelayakan teknis :Kekuatan Memanjang, Verifikasi Structural Design dengan FEM Analysis, Lambung Timbul Minimal dan Stabilitas 4. Berdasarkan analisa ekonomis (Preliminary Engineer Estimate) yang telah dilakukan didapatkan nilai biaya konversi sebesar ,00 Rupiah 43

44 Saran Kesimpulan dan Saran 1. Pada tugas akhir ini merupakan tahap pre-eliminary design dalam konversi kapal tanker menjadi bulk carrier. Maka dapat dilakukan pendetailan gambar untuk bagian ruang muat yang dimodifikasi agar memudahkan pada saat proses produksi. 2. Perhitungan dapat dilanjutkan untuk menghitung Horizontal bending moment dan Torsion pada kapal. 3. Perhitungan biaya ekonomis dapat dilakukan lebih detail lagi untuk proses produksi pada galangan kapal dan dapat dihitung untuk nilai Break Event Point dari investasi untuk melakukan konversi kapal tanker MARLINA XX menjadi bulk carrier. 44

45 Terimakasih 45