NAJA HIMAWAN

Transkripsi

1 NAJA HIMAWAN

2 Ir. Imam Rochani, M.Sc. Ir. Hasan Ikhwani, M.Sc.

3 ANALISIS PERBANDINGAN PERANCANGAN PADA ONSHORE PIPELINE MENGGUNAKAN MATERIAL GLASS-REINFORCED POLYMER (GRP) DAN CARBON STEEL BERBASIS TEKNO EKONOMIK

4 Pipa Carbon Steel Rendah Ketahanannya Terhadap Korosi Mengganti Dengan Material Lain Yang Tahan Korosi GRP

5 Bagaimanakah perbandingan nilai tegangan pada pipa menggunakan material carbon steel dan pipa komposit GRP? Apakah keuntungan dan kekurangan penggunaan pipa GRP dibandingkan dengan pipa carbon steel dari segi tekno ekonominya? Bagaimanakah pengaruh penggunaan network planning pada instalasi pipa carbon steel dan pipa komposit GRP?

6 Untuk menghitung perbandingan nilai tegangan yang terjadi dengan menggunakan material carbon steel dan pipa komposit GRP. Untuk mengetahui kelebihan dan kekurangan penggunaan pipa GRP dibandingkan dengan pipa carbon steel dari segi tekno ekonominya. Untuk menghitung efisiensi biaya dan waktu penggunaan network planning pada instalasi pipa carbon steel dan pipa komposit GRP

7 Karakteristik pipa carbon steel pipa komposit GRP keuntungan dan kekurangan Tekno Ekonomi

8 Code dan standard yang digunakan: untuk pipa GRP Code : ISO Petroleum and natural gas industries Glass-reinforced plastics (GRP) piping standard : API Spec 15HR Specification for high pressure fiberglass line pipe and fittings.

9 untuk pipa carbon steel Code : ASME B31.8 Gas transmission and distribution piping system standard : API spec 5L Specification for line pipe. Jenis material pipa yang dianalisis yaitu pipa komposit GRP series STAR FRP SERIES 1500 API-5L HR dan pipa seamless carbon steel series API 5L Grade B SCH 40.

10 Pemodelan menggunakan software Caesar 5.1 Pipa yang dianalisa diasumsikan kondisinya terkubur (buried), tidak dilakukan analisis stabilitas, crossing, dan kondisi tanah stabil. Karena terkendala pengumpulan data harga material pipa, tidak dilakukan analisis investasi pipa.

11 Analisis Burial Dead Load Lateral Soil Spring Vertical Uplift Soil Spring Vertical Bearing Soil Spring

12 Analisis Tegangan Tegangan Gabungan Pipa e 2 h 2 L. 3 h L 2 Cek Tegangan Ijin Analisis Pressure Loss Persamaan hazen-wiliams P 4,53xL 4,87 d 1,85 Network Planning Menambah Jam Lembur Menambah Titik Awal Kerja Q C

13

14 Tabel 1 Material Properties Pipa GRP GRP CARBON STEEL Series Star FRP Series 1000 API 15 HR ACT Series Seamless API 5L Grade B SCH 40 OD 8.40 inch OD inch Wall Thickness 0.33 inch Wall Thickness inch Specific Gravity 1.99 SG Specific Gravity 7.8 SG Density lb/ft 3 Density 490 lb/ft 3 Modulus Elastisitas Hoop x 10 6 psi Poisson Ratio 0.30 Modulus Elastisitas Aksial 2 x 10 6 psi Specified Minimum Yield Strength (SMYS) psi Poisson Ratio 0.39 Modulus Young (E) 30.0 x 10 6 psi

15 OPERASI TANAH Jenis fluida Density Laju aliran crude oil kg/m BOPD Soil Description Density of soil(asumsi ratarata) Sand 1500 Kg/m3 Design pressure 4.14 MPa Friction coefficient of soil ( µ ) 0,4 Operating temperature 70 0 F Koefisien kohesif pasir 191 kpa Max allowable operating pressure Max allowable operating temperature 1.79 MPa F Sudut gesekan dalam 37 0 Length 4.1 km Average burial 1.3 m

16 Software Caesar 5.1 Tegangan Manual Software Error Allowable Stress Pipa Carbon Steel Psi Psi 0.01 % VALID

17 Syarat Dimensi t/d 0,1 (Valid) t D t D (VALID) Temperature Jenis Pipa Temperature maks ( 0 F) Carbon Steel 700 GRP 250 Temperature Operasi Sebesar F (MEMENUHI)

18 Perhitungan Beban dan Spring Tanah Beban tanah ( external pressure / dead load ) diatas pipa adalah sebesar = psi Daya dukung / spring tanah disamping pipa ( Lateral Soil Spring ) adalah sebesar = 3.58 x 10 8 lb Daya dukung / spring tanah diatas pipa ( Vertical Uplift Soil Spring) adalah sebesar = 1.43 x 10 8 lb Daya dukung / spring tanah dibawah pipa ( Vertical Bearing Soil Spring ) adalah sebesar = 1.52 x 10 9 lb

19 PEMODELAN NILAI TEGANGAN Jenis Pipa Tegangan Combined (Pa) Pipa GRP 5.435x10 7 Pipa Carbon steel 5.684x10 7 Jenis Pipa Allowable Stress (Pa) Check Pipa GRP 6.635x10 7 Ok Pipa Carbon steel 2.172x10 8 Ok

20 P Pressure P = Psi Loss Perbandingan Nilai Pressure Loss Pipa GRP P = Psi mempercepat laju pemompaan fluida Pipa Carbon Steel P = Psi

21 Perbandingan Diameter Pipa Dengan Kapasitas yang Sama

22 Biaya Maintenance Pipa Maintenance (20 tahun) Carbon Steel (US$) GRP (US$) -Pigging Selisih (US$) -Scale Inhibittor Corrosion Inhibitor Total Maintenance selama 20 tahun Total Maintenance per tahun

23 GRP Network Planning Carbon Steel No Jenis Kegiatan Hari No Jenis Kegiatan Hari 1 Pembersihan lahan 2 2 Pengukuran 2 3 Galian tanah 10 4 Penimbunan pasir 5 5 Pemasangan dan penyambungan pipa dengan 10 ulir (thread) 6 Penimbunan pasir kembali 5 7 Urugan tanah kembali 4 8 Perataan tanah dan pemadatan tanah 3 1 Pembersihan lahan 2 2 Pengukuran 2 3 Galian tanah 10 4 Penimbunan pasir 5 5 Pemasangan dan penyambungan pipa dengan 15 Pengelasan 6 Penimbunan pasir kembali 5 7 Urugan tanah kembali 4 8 Perataan tanah dan pemadatan tanah 3

24 Grafik Perbandingan Biaya Instalasi 9.9% GRP 1.13 % CS 1.5 % GRP 4.07 % CS 3.83 %

25 Grafik Perbandingan Waktu 11.36% GRP % CS 9.09 % GRP % CS %

26 P P Tinjauan dari Segi Teknis Temperature maksimum Panjang Span GRP Memiliki temperature maksimum yang terbatas yaitu sebesar F Pada pipa dengan diameter 8 inch memiliki panjang span 24.4 ft Carbon Steel Memiliki temperature maksimum yang lebih besar yaitu sebesar F Pada pipa dengan diameter 8 inch memiliki panjang span 19 ft Penyambungan Pipa Pressure loss Diameter Pipa Penyambungan pada pipa GRP menggunakan metode Threaded Joint Memiliki nilai pressure loss yang lebih kecil yaitu sebesar Psi Dengan Kapasitas yang sama dibutuhkan diameter pipa yang lebih kecil yaiti sebesar 8 inch Seperti pada umumnya pipa baja, penyambungannya dilakukan dengan pengelasan Memiliki nilai pressure loss yang lebih besar yaitu sebesar Psi Dengan kapasitas yang sama dibutuhkan diameter yang lebih besar yakni sebesar 8.7 inch

27 Tinjauan dari Segi Ekonomis GRP Carbon Steel Biaya Maintenance Memiliki biaya maintenance yang lebih kecil sebesar US$ per tahun Memiliki biaya maintenance yang lebih besar sebesar US$ per tahun Biaya Instalasi Memerlukan biaya instalasi yang lebih kecil sebesar Rp Memerlukan biaya instalasi yang lebih kecil sebesar Rp

28 Tegangan gabungan pipa dengan menggunakan material GRP lebih kecil dibanding dengan pipa carbon steel, meskipun penggunaan pipa dengan material GRP maupun carbon steel masih memenuhi tegangan ijin berdasarkan code masingmasing.

29 Keuntungan pipa GRP dibandingkan dengan pipa carbon steel yaitu pipa GRP memiliki jarak span yang lebih panjang, pressure loss yang lebih kecil, biaya maintenance yang lebih rendah, dan biaya instalasi yang lebih rendah. Sedangkan kelemahan pipa GRP yaitu design temperature yang terbatas dibandingkan dengan pipa carbon steel

30 Sedangkan berdasarkan analisis network planning dapat disimpulkan bahwa penggunaan network planning dengan menambah jam lembur dapat meningkatkan efisiensi waktu tetapi menambah biaya pekerjaan. Sedangkan dengan menambah titik awal, dapat meningkatkan efisiensi biaya dan waktu pada pekerjaan tersebut dibandingkan dengan sebelum menggunakan network planning