Analisa Resiko pada Mooring Line Point Mooring) Akibat Beban Kelelahan

Transkripsi

1 Tugas Akhir Analisa Resiko pada Mooring Line SPM (Single( Point Mooring) Akibat Beban Kelelahan Oleh : Henny Triastuti Kusumawardhani ( ) Dosen Pembimbing : 1. Prof. Ir. Daniel M.Rosyid,Ph.D 2. Ir.Murdjito, M.Sc, Eng

2 Tugas Akhir Latar Belakang Masalah Data Perumusan Masalah Tujuan Manfaat Batasan Masalah Metodologi Penelitian Pemodelan Analisa dan Pembahasan Daftar Pustaka

3 LATAR BELAKANG MASALAH Kelelahan (fatigue) struktur masih menjadi penyebab mayoritas kerusakan pada bangunan laut termasuk struktur SPM. Komponen dari struktur SPM yang mendapat pengaruh besar dari beban siklis antara lain pada mooring line. Analisa resiko dilakukan untuk penilaian kemungkinan kerusakan akibat beban kelelahan (fatigue) serta mengetahui konsekuensi kegagalan pada mooring line.

4 DATA DATA Single Point Mooring... Description Unit Quantity Number of Compartment - 4 Shell Outer Diameter m 8 Shell Inner Diameter m 1.15 Skirt Outer Diameter m Buoy Height m 3.7 Buoy Weight Tones Buoy Installed Draft m 1.61 Elevation of COG/Base Line m 2.42 PT.PERTAMINA,2009

5 DATA DATA Lingkungan... Description Unit Quantity Mean Higher High Water (MHHW) m 1.0 Mean Lower High Water (MLHW) m 0.87 Mean Sea Level (MSL) m 0.6 Mean Lower Low Water (MLLW) m 0.22 Chard Dantum (CD) m 0.0 Data Lingkungan 1 tahun dan 100 tahunan Description Symbol Unit Operating Survival Maximum Wave Height H max m 4 6 Maximum Wave Periode T max s 7 9 Wind Velocity U W m/s Surface Current Velocity U CS m/s Near Bottom Current Velocity U CB m/s 1 1 PT.PERTAMINA,2009

6 DATA DATA Mooring Dimention... Description Unit Quantity Number of Legs - 4 Chain Diameter inches 2.5 Chain Length m 190 Chain Type - Studlink Unit Weigth in Air kg/m Unit Weigth in Water kg/m Limit breaking strength kn Pretension kn Pretension Angle (w/horizontal) PT.PERTAMINA,2009

7 DATA DATA Tanker Dimention... Description Symbol Unit Quantity Length LPP m 177 Breadth B m 28 Depth D m 15.4 Draught T m 11.7 Displacement Δ Tonne Ref to Kell Level KG m 7.6 PT.PERTAMINA,2009

8 SPM (Single Point Mooring) SPM Mooring hawser Tanker Mooring chain Mooring chain

9 PERUMUSAN MASALAH 1. Berapa peluang terjadinya kegagalan (Probability of Failure) pada mooring line struktur SPM akibat beban kelelahan? 2. Bagaimana tingkat resiko pada mooring line struktur SPM akibat beban kelelahan?

10 TUJUAN 1. Mengetahui peluang terjadinya kegagalan (Probability of Failure) pada mooring line struktur SPM akibat beban kelelahan. 2. Mengetahui tingkat resiko pada mooring line struktur SPM akibat beban kelelahan.

11 MANFAAT Mengetahui peluang mooring line pada struktur SPM mengalami kegagalan akibat beban kelelahan serta mengetahui tingkat resiko yang terjadi sehingga dapat menjadi masukan bagi perusahaan terkait mengurangi kerusakan yang terjadi.

12 BATASAN MASALAH Single Point Mooring (SPM) yang dianalisa adalah SPM DWT milik PT.PERTAMINA RU VI Balongan, Indramayu, Jawa Barat. Tanker ditambat dengan sistem Hawser. Analisa Kelelahan hanya pada Mooring Line. Mooring line diasumsikan rantai (chain) dan daya dukung jangkar diabaikan.

13 BATASAN MASALAH Konfigurasi jumlah mooring line yaitu 4. Arah gelombang adalah dari arah head seas. Beban lingkungan menggunakan metode colline dengan arah kapal terhadap mooring line yaitu inline dan between line. Gerakan hose dan subsea hose diabaikan.

14 BATASAN MASALAH Perhitungan kelelahan dengan metode Rainflow dengan bantuan software ORCAFLEX Moda Kegagalan berdasarkan moda kegagalan berbasis kelelahan Perhitungan keandalan menggunakan simulasi Monte Carlo

15 METODOLOGI PENELITIAN Metodologi Penelitian Secara umum sistematika pengerjaan Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut : MULAI A B Studi Literatur Pengumpulan Data Permodelan Tanker Dengan MAXSURF Permodelan SPM dan Tanker Dengan MOSES Running Analisa Kelelahan Validasi dengan DNV OS 301 YA Analisa Keandalan Analisa Resiko (peluang kegagalan & konsekuensi) T I D A K Permodelan SPM dan Tanker Dengan ORCAFLEX Selesai A B

16 Pemodelan Maxsurf... PEMODELAN Koefisien Hidrostatik Tanker dengan Pemodelan Maxsurf Unit Quantity Parameter Displacement Ton LOA m Draft to Baseline m 11.7 LWL m Beam m 28 Depth m 15.4

17 PEMODELAN Pemodelan Tanker dengan Moses... Model geometri Tanker Tampak isometri Model Geometri Tanker Tampak Bow

18 PEMODELAN Validasi... Pemodelan Tanker dengan MAXSURF dan Pemodelan dengan Menggunakan MOSES : Parameter Unit Maxsurf Moses Selisih (%) Displacement Ton LOA m Draft to Baseline m LWL m Beam m Depth m

19 PEMODELAN Pemodelan Single Point Mooring (SPM) dengan Moses Model Geometri SPM Isometri

20 PEMODELAN Grafik RAO Tanker... Grafik RAO Motion Tanker RAO (m/m) Frequency (rad/sec) surge sway heave

21 Grafik RAO SPM... PEMODELAN R E S P O N A M P L I T U D E O P E R A T O R S RAO

22 PEMODELAN Pemodelan dengan ORCAFLEX... Model Struktur dengan Orcaflex Tampak samping Inline Model Struktur dengan Orcaflex Tampak Atas

23 PEMODELAN Pemodelan dengan ORCAFLEX... Between Line Model Struktur dengan Orcaflex Tampak samping Model Struktur dengan Orcaflex Tampak Atas Between Line

24 PEMODELAN Pembagian SEGMENT pada Mooring Chain...

25 PEMODELAN TENSION pada Mooring Chain... Inline Between line

26 Analisa dan Pembahasan Running fatigue sehingga menghasilkan damage (D) Damage dikonversi menjadi umur kelelahan pada mooring menggunakan persamaan T=1/D tahun Fatigue life kondisi inline

27 Analisa dan Pembahasan Fatigue life kondisi between line

28 Analisa dan Pembahasan Analisa Keandalan moda kegagalan berbasis kelelahan yaitu : f(x) = 1 1 K m m m wave n low iw 2 2 nil T T dengan : K = intersepsi kurva S-N Г = gamma function m = kemiringan kurva S-N σwave = wave frequency σlow = low frequency T = tension niw = jumlah siklus saat wave frequency nil = jumlah siklus saat low frequency

29 Analisa dan Pembahasan Parameter Statistik Mooring parameter statistik inline Kondisi Between Line Jenis Distribusi Chain 1 μ normal σ Chain 2 μ normal σ Chain 3 μ normal σ Chain 4 μ normal σ

30 Analisa dan Pembahasan Kriteria Rangking Peluang Kegagalan kategori deskripsi nilai 1 Frekuensi kejadian sangat rendah sehingga dapat diabaikan < Kejadian jarang terjadi 10-4 > Kejadian secara individu tidak diharapkan terjadi,namun bisa terjadi Kejadian secara individu mungkin jarang terjadi selama umur desain struktur ( biasanya selama 100 tahun/kondisi badai) 10-3 > > Kejadian jarang terjadi dalam satu kali umur desain 10-2

31 Analisa dan Pembahasan Peluang Kegagalan dan Rangking Kegagalan Mooring Peluang Kegagalan inline Between Line inline Rangking Peluang Kegagalan Between Line chain 1 7 x x chain x x chain 3 8 x x chain x x

32 Analisa dan Pembahasan Material Properti Offshore Chain Grade SMYS (MPa) SMTS (MPa) R R3S R Sumber : DNV OS 301,2004 Rangking Maximum Equivalent Stress Kriteria Rangking Konsekuensi Deskripsi 1 < 0.9 SMYS tidak bahaya SMYS - SMYS Bahaya rendah 3 SMYS - SMTS Bahaya rendah 4 SMTS 1.1 SMTS Bahaya besar 5 >1.1 SMTS putus

33 Analisa dan Pembahasan Konsekuensi Kegagalan (C) : Inline Between Line Mooring Chain 1 Chain 2 Maximum Equivalent Stress (MPa) kriteria Ranking Maximum Equivalent Stress (MPa) kriteria Ranking SMYS SMYS SMYS SMYS 2 Chain SMYS SMYS 2 Chain SMYS SMYS 1

34 Analisa dan Pembahasan Tabulasi Untuk Matriks Resiko Mooring inline Between line chain 1 chain 2 chain 3 chain 4 Pof C Pof C

35 Analisa dan Pembahasan MATRIKS RESIKO Untuk kondisi inline

36 Analisa dan Pembahasan MATRIKS RESIKO Untuk kondisi Between line

37 KESIMPULAN 1. Peluang kegagalan (PoF) dengan simulasi Monte Carlo pada masing-masing mooring line adalah sebagai berikut: kondisi inline peluang kegagalan untuk chain 1 adalah 0.007, chain 2 adalah 0.003, chain 3 adalah dan chain 4 adalah kondisi between line peluang kegagalan untuk chain 1 adalah , chain 2 adalah , chain 3 adalah dan chain 4 adalah Tingkat resiko pada mooring line adalah sebagai berikut : kondisi inline untuk chain 3 berada pada daerah ALARP sedangkan untuk chain lainnya berada pada daerah hijau atau daerah dimana resiko dapat diterima. kondisi between line untuk semua chain berada pada daerah hijau atau daerah dimana resiko dapat diterima.

38 SARAN 1. Metode yang digunakan dalam mencari keandalan sistem dapat divariasikan dengan menggunakan metode selain monte carlo seperti metode AFOSM. 2. Perlu dipertimbangkan juga apabila beban gelombang dan arus terjadi dari arah heading yang berbeda (Crossline). 3. Dipertimbangkan subsea hose untuk dimodelkan. 4. Untuk mengurangi resiko kegagalan perlu dipertimbangkan penggunaan tanker yang lebih kecil sehingga menambah umur kelelahan (fatigue life) dan menambah jumlah mooring line menjadi 5 atau 6.

39 SEKIAN TERIMA KASIH By Henny Triastuti 2011