Oleh: Sulung Fajar Samudra Dosen Pembimbing: Ir. Murdjito, M.Sc. Eng Prof. Ir. Daniel M. Rosyid, Ph.D MRINA

Transkripsi

1 Oleh: Sulung Fajar Samudra Dosen Pembimbing: Ir. Murdjito, M.Sc. Eng Prof. Ir. Daniel M. Rosyid, Ph.D MRINA Jurusan Teknik Kelautan Fakultas Teknologi Kelautan Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2013

2 dangkal Sumber: subsidence Peninggian platform Fatigue Life dan Keandalan?? Sumber: Analisis Pengaruh Peninggian Platform Akibat Subsidence dengan Pendekatan Dinamis Berbasis Keandalan

3 1. Bagaimana pengaruh peninggian platform terhadap periode natural struktur? 2. Berapa umur kelelahan struktur sebelum dan sesudah subsidence? 3. Bagaimana pengaruh peninggian platform terhadap umur kelelahan struktur? 4. Bagaimana pengaruh peninggian platform terhadap keandalan struktur?

4 1. Mengetahui pengaruh peninggian terhadap periode natural struktur 2. Mengetahui umur kelelahan struktur sebelum dan sesudah subsidence 3. Mengetahui pengaruh peninggian platform terhadap umur kelelahan struktur 4. Mengetahui pengaruh peninggian platform terhadap keandalan struktur

5 1. Dapat mengetahui pengaruh peninggian platform terhadap periode natural struktur, umur kelelahan struktur, dan keandalan struktur. 2. Dapat mengetahui cara menganalisis pengaruh peninggian platform akibat subsidence terhadap periode natural struktur, umur kelelahan, dan keandalan struktur.

6 1. Struktur yang digunakan dalam studi kasus ini adalah struktur L-PRO platform milik Pertamina Hulu Energy ONWJ. 2. Analisis struktur jacket ditinjau berdasarkan API RP 2A WSD 3. Jacket dan tanah diasumsikan mengalami penurunan secara bersamaan 4. Tidak dihitung proses terjadinya subsidence 5. Tangga, perpipaan, dan peralatan kecil lainnya tidak dimodelkan dan dijadikan beban pada struktur. 6. Tanah tidak dimodelkan dan tumpuan pondasi dianggap fixed. 7. Pendekatan analisis kelelahan menggunakan metode analisis deterministik. 8. Metode perhitungan keandalan menggunakan metode AFOSM 9. Respon dinamis struktur (tegangan) ditinjau secara global berdasarkan standar API RP 2A WSD. 10. Pemodelan struktur dan analisis kelelahan dilakukan dengan menggunakan software GT Strudl 2.7

7 Operator : PHE ONWJ Tipe Platform : Process Lokasi Platform : Utara Laut Jawa Koordinat : 05 o LS 107 o BT Jumlah Kaki Jacket : 4 Tinggi jacket : ft Main deck T.OS elevation : (MSL)(ft) Cellar Deck T.O.S elevation : (MSL)(ft) L-PRO platform

8 Subsidence (Whittaker and Reddish, 1989) 1. proses-proses geologi vulkanik 2. Pengambilan bahan cair dalam tanah yang berlebihan 3. Adanya beban-beban berat diatasnya sehingga lapisan tanah mengalami konsolidasi 4. Aktifitas penambangan

9 Periode natural Periode getar T adalah merupakan properti alami dari struktur yang bergantung pada massa dan kekakuan yang bergetar secara bebas tanpa adanya gaya luar.

10 Analisis Kelelahan -> untuk memprediksi nilai dari fatigue life pada sambungan kritis Hot spot adalah lokasi pada suatu sambungan tubular dimana terjadi tegangan tarik/tekan maksimum. SCF (Stress Concentration Factor) merupakan perbandingan antara tegangan hot spot stress dan tegangan nominal pada brace dipengaruhi oleh parameter geometris suatu sambungan tubular joint BEBAN AKSIAL BEBAN AKSIAL IN PLANE BENDING OUT OF PLANE BENDING BRACE BRACE t IN PLANE BENDING D Tubular Joint T

11 Kurva S-N Merupakan garis rata-rata sebaran data yang diturunkan berdasarkan regresi Persamaan Umum: NS m = A atau log N = log A m log S Sumber: API RP 2A WSD Metode Palmgren-Miner Hipotesis Palmgren-Miner mengenai total kerusakan per tahun: Fatigue life =

12 Analisis Keandalan Moda Kegagalan Metode AFOSM CLOSED-FORM FATIGUE LIFE EQUATION M F N L A (ln Se N L m ) m/ (1 m / ) Sumber: scivita.com

13 Mulai Studi Literatur : Jurnal, Penelitian Sebelumnya Data Struktur dan Data Lingkungan Pemodelan dengan Software Klasifikasi joint untuk analisis fatigue A Penentuan moda kegagalan Pemilihan metode SCF Analisis Keandalan (Metode AFOSM) Menghitung umur kelelahan pada tiap detail joint Selesai Umur kelelahan terkecil A

14 Penentuan Moda Kegagalan Penormalisasian Variabel Acak Substitusi Variabel Acak ke dalam Persamaan Moda Kegagalan Transformasi Persamaan Moda Kegagalan ke dalam Bentuk α danβ Iterasi α dan β hingga didapatkan β yang konvergen Perhitungan Keandalan Struktur Berdasarkan β yang telah Didapatkan

15

16 model struktur LPRO Tampak Atas model struktur LPRO Tampak Samping

17 Struktur sebelum subsidence Struktur setelah subsidence

18 Skenario Peninggian A B Struktur dengan Peninggian (A) 1 meter dan (B) 2 meter

19 Skenario Peninggian C D Struktur dengan Peninggian (C) 3 meter dan (D) 4 meter

20 Tabel Validasi software Berat Structural Berat Structural Struktur (topside+jacket) (topside+jacket) Selisih (%) report (Kips) pemodelan (Kips) LPRO Berdasarkan tabel diatas dapat dilihat bahwa terdapat perbedaan berat sebesar 4.45 %. Karena selisih berat kurang dari 5% maka pemodelan dianggap valid dan dapat Melanjutkan ke analisis selanjutnya.

21 Berikut tabel dan grafik periode natural struktur Peninggian (ft) Subsidence (ft) Natural Period (sec)

22 Natural Period vs Subsidence level Natural Period (sec) Peninggian 0 Feet Peninggian 3.28 Feet Peninggian 6.56 Feet Peninggian 9.84 Feet Peninggian Feet Subsidence level (ft) Periode natural -> dipengaruhi massa dan kekakuan Berdasarkan grafik di atas dapat disimpulkan bahwa penambahan tinggi struktur berbanding lurus dengan kenaikan periode natural struktur tersebut.

23 Berdasarkan hasil periode natural dihitung nilai DAF Peninggian (ft) Subsidence (ft) DAF prosentase kenaikan % % % % % % % % % % % % % % % DAF 1 T T 2 n 2 w T T n w Q 2

24 Prosentase Kenaikan DAF vs Subsidence level 3.5% 3.0% Prosentase Kenaikan DAF (%) 2.5% 2.0% 1.5% 1.0% Peninggian 0 ft Peningggian 3.28 ft Peninggian 6.56 ft Peninggian 9.84 ft Peninggian ft 0.5% 0.0% Subsidence level (ft) Berdasarkan tabel dan grafik di atas dapat disimpulkan bahwa level subsidence tidak memberikan dampak yang signifikan terhadap respon dinamis struktur.

25 Pengecekan punching shear ditinjau pada joint yang terkena beban siklis gelombang

26 Skenario struktur awal struktur peninggian 3.28 ft struktur peninggian 6.56 ft struktur peninggian 9.84 ft struktur peninggian ft Direction Joint (670), Chord (1287) Cumulative damagefatigue life (years) deg deg deg deg deg Pada tabel di atas dapat disimpulkan bahwa peninggian struktur menyebabkan umur kelelahan struktur tersebut berkurang

27 Hubungan antara tingkat subsidence dengan safety factor fatigue life

28 No Maksimum Skenario Struktur Penambahan Umur Operasi (tahun) 1 Struktur awal Struktur awal dengan Subsidence ft Struktur dengan Subsidence dan Peninggian 3.28 ft Struktur dengan Subsidence dan Peninggian 6.56 ft Struktur dengan Subsidence dan Peninggian 9.84 ft Struktur dengan Subsidence dan Peninggian ft 12.31

29 Variabel acak COV μ σ distribusi A E E+12 log-normal S e log-normal Hasil iterasi variabel acak

30 Keandalan struktur menurun seiring dengan peninggian yang dilakukan. Hal ini diakibatkan karena perubahan nilai indeks keandalan.

31 1. Peninggian platform berpengaruh terhadap periode natural struktur tetapi tidak signifikan. Berdasarkan analisis periode natural, menunjukkan bahwa semakin tinggi peninggian struktur akan menyebabkan periode natural struktur semakin tinggi. Begitu juga halnya dengan subsidence, semakin dalam subsidence akan semakin besar periode natural 2. Umur kelelahan yang didapatkan setelah struktur sebelum subsidence ialah tahun sedangkan umur kelelahan struktur sesudah subsidence ialah tahun.

32 3. Berdasarkan analisis umur kelelahan struktur, peninggian struktur menyebabkan umur kelelahan struktur berkurang. Hal ini dikarenakan adanya perubahan beban struktur sehingga mempengaruhi umur kelelahan 4. Hasil perhitungan keandalan struktur menunjukkan bahwa sebelum ditinggikan stuktur memiliki indeks keandalan dengan keandalan berbanding terbalik dengan peninggian struktur, indeks keandalan semakin turun hingga pada peninggian ft, indeks keandalan menjadi dan keandalan struktur menjadi Hal ini menunjukkan bahwa peninggian struktur berpengaruh terhadap keandalan struktur itu sendiri. Semakin tinggi peninggian yang dilakukan, maka akan semakin berkurang keandalan struktur tersebut.

33 Pada Tugas Akhir ini analisis kelelahan dilakukan dengan melakukan pendekatan deterministik. Untuk penyusunan Tugas Akhir berikutnya, dapat dilakukan dengan pendekatan full spectral analysis dan fracture mechanics. Perhitungan keandalan struktur pada Tugas Akhir ini menggunakan metode AFOSM, untuk perbandingan, pada tugas akhir berikutnya dapat menggunakan simulasi Monte Carlo dan lainnya.

34 API RP 2A-WSD 21 st Edition, 2007, Reccomended Practise for Planning, Designing, and constructing Fixed Offshore Platform. American Petroleum Institute, Washington DC, Juli 1 st. AISC 9 st Edition, 1989, Manual of Steel Construction, Allowable Stress Desing. American Institute of Steel Constrution, AISC, New york. Kumoro, B. Breh, 2005, Analisis Pengaruh Subsidence Terhadap Integritas Struktur Jacket Platform, Jurnal Tugas Akhir, Jurusan Teknik Kelautan-ITS. Surabaya. Doonhof, Dirk; Kristianse, Tron. Golder; Nagel, Neal B; Pattilo, Phillip D; Sayers, Colin, 2005, Compaction and Subsidence. Oilfield Review BP Norge and Coventurers Hess Norge, Enterprise Oil Norge and Total E&P Norge, AS. Farida, Leny.2005, Analisa Keandalan Terhadap kelelahan pada Struktur Kaki Jack Up Platform. Surabaya: Jurusan Teknik Kelautan FTK ITS. Firmansyah, Harry., dan Akhmad Rafiudin, 2008, Analisis Linier dan Non Linier Struktur Anjungan Lepas Pantai Akibat Subsidence.Laporan Tugas Akhir. Institut Teknonologi Bandung. Bandung. Murdjito, 2003, Pengantar Kuliah Perancangan Bangunan Laut III, Jurusan Teknik Kelautan-ITS. Surabaya. Purwanti, Nina dan Joni Wahyudi, 2008, Analisis subsidence anjungan lepas pantai tipe jacket. Laporan Tugas Akhir. Institut Teknonologi Bandung. Bandung. Soegiono, 2004, Teknologi Produksi dan Perawatan Bangunan Laut, Surabaya: Airlangga University Press

35 TERIMA KASIH