Analisa Umur Kelelahan Sambungan Kaki Jack-Up Dengan Mudmat Pada Maleo MOPU Dengan Pendekatan Fracture Mechanics

Transkripsi

1 Tugas Akhir (MO ) Analisa Umur Kelelahan Sambungan Kaki Jack-Up Dengan Mudmat Pada Maleo MOPU Dengan Pendekatan Fracture Mechanics Abi Latiful Hakim Dosen Pembimbing: 1. Prof. Dr. Ir. Eko B. Djatmiko, MSc. 2. Murdjito, MSc.Eng. Jurusan Teknik Kelautan Fakultas Teknologi Kelautan Institut Teknologi Sepuluh Nopember 2012

2 Daftar Isi Latar Belakang Rumusan Masalah Tujuan Manfaat Batasan Masalah Dasar Teori Metodologi Penelitian Analisis dan Pembahasan Daftar Pustaka

3 Latar Belakang Maleo MOPU, Maleo field dibangun 1978 dengan nama Cliff s10 Jack Up, Beaumont Texas Yard 2006 berubah fungsi pengeboran produksi Agustus 2010, ditemukan retakan pada sambungan antara mudmat dengan kaki jack-up, terutama pada gusset plate di kaki jack-up 1.

4 Latar Belakang (cont ) Posisi Gusset plate Leg 1 Leg 2 Leg 3

5 Latar Belakang (cont ) Posisi Gusset plate pada Leg 1

6 Latar Belakang (cont )

7 Rumusan Masalah Berapa nilai stress intensity factor pada sambungan kaki Jack- Up dengan mudmat? Kriteria apakah yang menentukan kegagalan retak fatigue, retak menembus ketebalan atau retak kritis? Berapa sisa umur sambungan tersebut?

8 Tujuan Untuk mengetahui nilai stress intensity factor pada sambungan kaki Jack-Up dengan mudmat. Untuk mengetahui kriteria kegagalan retak fatigue yang terjadi, akibat retak menembus kegagalan atau retak kritis. Mengetahui sisa umur sambungan tersebut.

9 Manfaat Dari hasil analisa studi kasus ini diharapkan dapat diketahui stress intensity factor, arah perambatan retak yang terjadi, dan sisa umur pada sambungan kaki Jack-Up dengan mudmat. Data yang didapatkan dapat digunakan sebagai bahan pertimbangan langkah selanjutnya untuk perbaikan.

10 Batasan Masalah Jenis struktur yang dianalisa adalah kaki Jack-Up dengan jumlah kaki 3. Footing kaki pada Jack-Up berupa mudmat berbentuk huruf A. Analisa mengacu pada standar yang berlaku yaitu API RP2A WSD, AISC 9 th Ed., DNV-RP-C203, dan DNV-RP-C206. Beban yang bekerja pada struktur adalah beban vertikal (beban struktur sendiri dan peralatan) dan beban lateral (beban gelombang). Jenis retak yang dianalisa adalah through thickness crack. Studi kasus ini menggunakan pendekatan Linear Elastic Fracture Mechanics (LEFM).

11 Metodologi Penelitian MULAI (1) Studi Literatur (2) Pengumpulan Data (3) Pembuatan model global Leg member forces (4) Pembuatan model lokal (joint leg dengan mudmat) Inspection report Agustus 2010 Validasi dengan hasil inspeksi letak crack tidak ya (5) Pembuatan model sub-lokal (joint leg dengan mudmat) Tegangan di ujung retakan A

12 Metodologi Penelitian A (6.1) Perhitungan Stress Intensity Factor (SIF) Kecepatan Rambat Retak (6.2) Parameter Retak (7) Perhitungan Umur Struktur Pembahasan Selesai

13 Pengumpulan Data Data Geometri Struktur i. Mudmat Mudmat Jack-Up ini seperti barge berbentuk huruf A dengan ukuran 64 m m 3 m. Ketebalan pelat pada mudmat mulai dari 9.53 mm hingga mm. ii. Kaki Jack-Up Berbentuk kolom silinder dengan OD 3.6 m. Panjang kaki dari dasar mudmat 95.1 m (sebelum dikonversi) dan 86 m (setelah dikonversi) Ketebalan bervarisai antara mm hingga 76.2 mm. Sambungan antara kaki dengan mudmat berupa gusset plate. iii. Deck Jack-Up Deck berbentuk menyerupai barge dengan ukuran panjang 53.6 m, lebar dan tinggi 6.1 m. Konstruksi sama dengan mudmat.

14 Pengumpulan Data (cont ) Konfigurasi Hull dan Mudmat

15 Pengumpulan Data (cont ) Upper main deck

16 Pengumpulan Data (cont ) Kondisi Geografis

17 Pengumpulan Data (cont ) Data Lingkungan 1 year - Operating Condition 100 year - Extreme Condition (m) (m) LAT (MSL) HAT (MSL) MHWS (MSL) Storm surge

18 Pengumpulan Data (cont ) Data Lingkungan Wave Height Number of Occurance of Individual Waves (m) N NE E SE S SW W NW Total

19 Total Pengumpulan Data (cont ) Data Lingkungan

20 Pengumpulan Data (cont ) Arah pembebanan Lingkungan LEG 1 TO WEST N

21 Pengumpulan Data (cont ) Data Retakan

22 Pemodelan Global

23 Pemodelan Global El (+) El (+) El (+) El (+) El (-) El (-)

24 Pemodelan Global Basic Load LOAD CASE NO. JENIS BEBAN 100 SELFWEIGHT 310 UPPERDECK 320 TOPSIDE JACK HOUSE 330 MISCELLANEOUS TOPSIDE STEEL 340 EQUIPMENT 350 HELIDECK 400 PERPIPAAN 500 HIDUP 600 RISERS AND J-TUBE 700 CRANE 710 AKOMODASI

25 Pemodelan Global Basic Load 902 WAVE H = 0.25 m AT 270 DEG (TO WEST) 903 WAVE H = 0.5 m AT 270 DEG (TO WEST) 904 WAVE H = 0.75 m AT 270 DEG (TO WEST) 905 WAVE H = 1 m AT 270 DEG (TO WEST) 906 WAVE H = 1.25 m AT 270 DEG (TO WEST) 907 WAVE H = 1.5 AT 270 DEG (TO WEST) 908 WAVE H = 1.75 AT 270 DEG (TO WEST) 909 WAVE H = 2 m AT 270 DEG (TO WEST) 910 WAVE H = 2.25 m AT 270 DEG (TO WEST) 911 WAVE H = 2.5 m AT 270 DEG (TO WEST) 912 WAVE H = 2.75 m AT 270 DEG (TO WEST) 913 WAVE H = 3 m AT 270 DEG (TO WEST) 914 WAVE H = 3.25 m AT 270 DEG (TO WEST) 915 WAVE H = 3.5 m AT 270 DEG (TO WEST) 916 WAVE H = 3.75 m AT 270 DEG (TO WEST) 917 WAVE H = 4 m AT 270 DEG (TO WEST) 918 WAVE H = 4.25 m AT 270 DEG (TO WEST)

26 Pemodelan Global Basic Load 919 WAVE H = 4.5 m AT 270 DEG (TO WEST) 920 WAVE H = 4.75 m AT 270 DEG (TO WEST) 921 WAVE H = 5 m AT 270 DEG (TO WEST) 922 WAVE H = 5.25 m AT 270 DEG (TO WEST) 923 WAVE H = 5.5 m AT 270 DEG (TO WEST) 924 WAVE H = 5.75 m AT 270 DEG (TO WEST) 925 WAVE H = 6 m AT 270 DEG (TO WEST) 926 WAVE H = 6.25 m AT 270 DEG (TO WEST) 927 WAVE H = 6.5 m AT 270 DEG (TO WEST) 928 WAVE H = 6.75 m AT 270 DEG (TO WEST) 929 WAVE H = 7 m AT 270 DEG (TO WEST) 930 WAVE H = 7.25 m AT 270 DEG (TO WEST) 931 WAVE H = 7.5 m AT 270 DEG (TO WEST) 932 WAVE H = 7.75 m AT 270 DEG (TO WEST) 933 WAVE H = 8 m AT 270 DEG (TO WEST) 934 WAVE H = 8.25 m AT 270 DEG (TO WEST) 935 WAVE H = 8.5 m AT 270 DEG (TO WEST) 936 WAVE H = 8.75 m AT 270 DEG (TO WEST) 937 WAVE H = 9 m AT 270 DEG (TO WEST) 938 WAVE H = 9.25 m AT 270 DEG (TO WEST) 939 WAVE H = 9.5 m AT 270 DEG (TO WEST)

27 Pemodelan Global Combine Load LOAD LABEL KETERANGAN 1001 Gabungan dari semua beban yang berada dideck struktur 1002 Gabungan dari semua beban yang berada dideck struktur + beban gelombang arah barat dengan H = 0.25 m 1003 Gabungan dari semua beban yang berada dideck struktur + beban gelombang arah barat dengan H = 0.5 m 1004 Gabungan dari semua beban yang berada dideck struktur + beban gelombang arah barat dengan H = 0.75 m 1005 Gabungan dari semua beban yang berada dideck struktur + beban gelombang arah barat dengan H = 1 m 1006 Gabungan dari semua beban yang berada dideck struktur + beban gelombang arah barat dengan H = 1.25 m 1007 Gabungan dari semua beban yang berada dideck struktur + beban gelombang arah barat dengan H = 1.5 m 1008 Gabungan dari semua beban yang berada dideck struktur + beban gelombang arah barat dengan H = 1.75 m 1009 Gabungan dari semua beban yang berada dideck struktur + beban gelombang arah barat dengan H = 2 m 1010 Gabungan dari semua beban yang berada dideck struktur + beban gelombang arah barat dengan H = 2.25 m 1011 Gabungan dari semua beban yang berada dideck struktur + beban gelombang arah barat dengan H = 2.5 m 1012 Gabungan dari semua beban yang berada dideck struktur + beban gelombang arah barat dengan H = 2.75 m 1013 Gabungan dari semua beban yang berada dideck struktur + beban gelombang arah barat dengan H = 3 m 1014 Gabungan dari semua beban yang berada dideck struktur + beban gelombang arah barat dengan H = 3.25 m 1015 Gabungan dari semua beban yang berada dideck struktur + beban gelombang arah barat dengan H = 3.5 m 1016 Gabungan dari semua beban yang berada dideck struktur + beban gelombang arah barat dengan H = 3.75 m 1017 Gabungan dari semua beban yang berada dideck struktur + beban gelombang arah barat dengan H = 4 m 1018 Gabungan dari semua beban yang berada dideck struktur + beban gelombang arah barat dengan H = 4.25 m

28 Pemodelan Global Combine Load 1019 Gabungan dari semua beban yang berada dideck struktur + beban gelombang arah barat dengan H = 4.5 m 1020 Gabungan dari semua beban yang berada dideck struktur + beban gelombang arah barat dengan H = 4.75 m 1021 Gabungan dari semua beban yang berada dideck struktur + beban gelombang arah barat dengan H = 5 m 1022 Gabungan dari semua beban yang berada dideck struktur + beban gelombang arah barat dengan H = 5.25 m 1023 Gabungan dari semua beban yang berada dideck struktur + beban gelombang arah barat dengan H = 5.5 m 1024 Gabungan dari semua beban yang berada dideck struktur + beban gelombang arah barat dengan H = 5.75 m 1025 Gabungan dari semua beban yang berada dideck struktur + beban gelombang arah barat dengan H = 6 m 1026 Gabungan dari semua beban yang berada dideck struktur + beban gelombang arah barat dengan H = 6.25 m 1027 Gabungan dari semua beban yang berada dideck struktur + beban gelombang arah barat dengan H = 6.5 m 1028 Gabungan dari semua beban yang berada dideck struktur + beban gelombang arah barat dengan H = 6.75 m 1029 Gabungan dari semua beban yang berada dideck struktur + beban gelombang arah barat dengan H = 7 m 1030 Gabungan dari semua beban yang berada dideck struktur + beban gelombang arah barat dengan H = 7.25 m 1031 Gabungan dari semua beban yang berada dideck struktur + beban gelombang arah barat dengan H = 7.5 m 1032 Gabungan dari semua beban yang berada dideck struktur + beban gelombang arah barat dengan H = 7.75 m 1033 Gabungan dari semua beban yang berada dideck struktur + beban gelombang arah barat dengan H = 8 m 1034 Gabungan dari semua beban yang berada dideck struktur + beban gelombang arah barat dengan H = 8.25 m 1035 Gabungan dari semua beban yang berada dideck struktur + beban gelombang arah barat dengan H = 8.5 m 1036 Gabungan dari semua beban yang berada dideck struktur + beban gelombang arah barat dengan H = 8.75 m 1037 Gabungan dari semua beban yang berada dideck struktur + beban gelombang arah barat dengan H = 9 m 1038 Gabungan dari semua beban yang berada dideck struktur + beban gelombang arah barat dengan H = 9.25 m 1039 Gabungan dari semua beban yang berada dideck struktur + beban gelombang arah barat dengan H = 9.5 m

29 Output Running Global End Member Force Leg 1 MEMBER NUMBER Member end GROUP ID LOAD CASE FORCE (X) FORCE (Y) KN FORCE (Z) MOMENT (X) MOMENT MOMENT (Y) (Z) 10P3-10P1 10P1 LG ,06 402,84-993,48-10, , ,68 KN-M ,02 406, , ,6 3417, ,98 411,1-970,49-9, , , ,94 415,24-958,96-9, , , ,87 419,41-947,35-9, ,6 3854, ,84 423,54-935,84-8, , , ,79 427,7-924,24-8, , , ,74 431,85-912,66-8, , , ,64 436,06-900,89-8, , , ,6 440,21-889,31-8, , , ,57 444,36-877,71-7, , , ,53 448,51-866,11-7, , , ,5 452,66-854,49-7, , , ,46 456,81-842,87-7, , , ,91 461,43-828,84-6, , , ,92 465,54-817,25-6, , , ,83 469,75-805,36-6, , , ,75 473,96-793,47-6, , ,11

30 Output Running Global End Member Force Leg 1 MEMBER NUMBER Member end GROUP ID LOAD CASE FORCE (X) FORCE (Y) KN FORCE (Z) MOMENT (X) MOMENT (Y) KN-M MOMENT (Z) 10P3-10P1 10P1 LG ,77 478,06-781,88-6, , , ,69 482, , , , ,72 486,36-758,42-5, , , ,66 490,56-746,54-5, , ,7 494,65-734,98-5, , , ,65 498,83-723,12-5, , , ,7 502,9-711,58-4,8-9862, , ,77 506,97-700,05-4, , , ,84 511,03-688,53-4, , , ,98 515,93-672,62-4, , , ,01 520,04-660,9-3,9-9406,8 7384, ,05 524,13-649,21-3, , , ,2 528,11-637,84-3, , , ,26 532,18-626,19-3, , , ,43 536,14-614,88-3, , , ,52 540,18-603,29-2, , , ,71 544,12-592,04-2, , , ,92 548,04-580,82-2, , , ,95 553,02-563,99-2, , , ,12 556,97-552,61-1, , ,31 560,91-541,27-1, , ,17

31 Pemodelan Lokal 1 ELEMENTS REAL NUM JUL :07:17 Y Z X MODEL JOINT LEG MUDMAT

32 Pemodelan Sub-Lokal 1 ELEMENTS JUL :14:06 1 ELEMENTS JUL :14:26

33 Perhitungan Parameter keretakan Gambar di atas adalah gambar 3 mode keretakan. Dalam Studi kasus kali ini menggunakan batasan bahwa mode retakan yang terjadi adalah moda 1

34 Perhitungan Parameter keretakan Menurut Almar-Naess (1985), tegangan dan displasemen pada setiap titik dekat dengan retakan dapat diturunkan berdasar teori elastisitas dan fungsi kompleks tegangan. Tegangan elastis dekat titik retakan (r/a<<1) untuk moda I adalah: y KI 3 cos [1 sin sin ] 2 r x KI 2 r cos [1 sin sin ] 2 xy KI 2 r sin cos cos ] 2

35 Perhitungan Kecepatan perambatan keretakan Masing-masing kombinasi pembebanan akan menghasilkan nilai K. Dari selisih nilai K akan didapatkan nilai ΔK Dari nilai ΔK inilah didapatkan nilai dari da/dn da/dn = C (ΔK)m C dan m didapatkan dari jenis material Material yang digunakan dalam Tugas Akhir ini yaitu ASTM A514

36 Perhitungan Parameter keretakan

37 Perhitungan Umur Kelelahan Struktur Hasil perhitungan perambatan retak ini umumnya ditunjukkan sebagai umur kelelahan dari struktur yang ditinjau. Dengan memberikan masukan berupa besar retak awal dan retak akhir akan diketahui jumlah batas siklus yang masih aman dengan mengintegralkan persamaan laju keretakan berikut (Almar-Naess,1985): dimana : da : pertambahan panjang retak dn : pertambahan jumlah cycle dari beban af : panjang retak setelah pembebanan ao : panjang retak pada waktu permulaan

38 Analisis dan Pembahasan Analisis Pemodelan Global Beban-beban yang diinputkan dalam pemodelan global ini yaitu beban-beban yang bekerja pada struktur jack-up baik itu beban mati, beban hidup, maupun beban lingkungan. Analisa pada setiap element menggunakan standard WSD AISC 9 th dan API 21 st. Dalam pembebanan model global ini digunakan 39 beban kombinasi disesuaikan dengan tinggi gelombang yang terjadi

39 Analisis dan Pembahasan Analisis Pemodelan Global Dari masing-masing beban kombinasi akan didapatkan gaya dan momen di setiap kaki jack-up. Berdasarkan hasil laporan inspeksi diketahui bahwa keretakan terbesar terjadi pada leg 1, oleh karena itu untuk analisa selanjutnya yang ditinjau hanyalah leg 1. Hasil running pemodelan global yang akan digunakan sebagai data input dalam analisa selanjutnya (analisa lokal) yaitu member forces.

40 Analisis dan Pembahasan Analisis Pemodelan Global MEMBER NUMBER Member end GROUP ID LOAD CASE FORCE (X) FORCE (Y) KN FORCE (Z) MOMENT (X) MOMENT (Y) KN-M MOMENT (Z) 10P3-10P1 10P1 LG ,06 402,84-993,48-10, , , ,02 406, , ,6 3417, ,98 411,1-970,49-9, , , ,94 415,24-958,96-9, , , ,87 419,41-947,35-9, ,6 3854, ,84 423,54-935,84-8, , , ,79 427,7-924,24-8, , , ,74 431,85-912,66-8, , , ,64 436,06-900,89-8, , , ,6 440,21-889,31-8, , , ,57 444,36-877,71-7, , , ,53 448,51-866,11-7, , , ,5 452,66-854,49-7, , , ,46 456,81-842,87-7, , , ,91 461,43-828,84-6, , ,4

41 Analisis dan Pembahasan Analisis Pemodelan Global ,92 465,54-817,25-6, , , ,83 469,75-805,36-6, , , ,75 473,96-793,47-6, , , ,77 478,06-781,88-6, , , ,69 482, , , , ,72 486,36-758,42-5, , , ,66 490,56-746,54-5, , ,7 494,65-734,98-5, , , ,65 498,83-723,12-5, , , ,7 502,9-711,58-4,8-9862, , ,77 506,97-700,05-4, , , ,84 511,03-688,53-4, , , ,98 515,93-672,62-4, , , ,01 520,04-660,9-3,9-9406,8 7384, ,05 524,13-649,21-3, , ,47

42 Analisis dan Pembahasan Analisis Pemodelan Global ,2 528,11-637,84-3, , , ,26 532,18-626,19-3, , , ,43 536,14-614,88-3, , , ,52 540,18-603,29-2, , , ,71 544,12-592,04-2, , , ,92 548,04-580,82-2, , , ,95 553,02-563,99-2, , , ,12 556,97-552,61-1, , ,31 560,91-541,27-1, , ,17

43 Analisis dan Pembahasan Analisis Pemodelan Lokal Leg 1 Pada pemodelan lokal ini dibatasi hanya bagian sambungan antara kaki jack-up dengan mudmat, dan juga gusest plate yang menghubungkan keduanya. Pemodelan ini menggunakan meshing sensivity 0.07 m. 1 NODAL SOLUTION STEP=1 SUB =1 TIME=1 SEQV (AVG) DMX =.757E-06 SMN = SMX =48979 MN JUL :31:08 MX Y Z X MODEL JOINT LEG MUDMAT Dengan memasukkan hasil output pemodelan global yang didapatkan dari SACS 5.2 sebagai input pemodelan lokal ini, didapatkan besarnya tegangan yang terjadi dan konsentrasi tegangan tersebut pada model.

44 Analisis dan Pembahasan Analisis Pemodelan Lokal Leg 1 1 NODAL SOLUTION STEP=1 SUB =1 TIME=1 SEQV (AVG) DMX =.757E-06 SMN = SMX =48979 MX JUL :33:04 Berdasarkan hasil pemodelan lokal, diketahui bahwa tegangan maksimum yang terjadi terdapat di sambungan antara gusset dengan kaki. Hal ini sesuai dengan laporan inspeksi yang menyebutkan bahwa retakan terjadi pada gusset 1H seperti yang tampak pada gambar MODEL JOINT LEG MUDMAT

45 Analisis dan Pembahasan Analisis Pemodelan Sub-Lokal Leg 1 1 ELEMENTS JUL :14:26 Pemodelan sub-lokal ini menggunakan ANSYS 12.0 seperti Gambar 4.4 yang tampak di bawah ini. Pemodelan sub-lokal ini memodelkan retakan dengan meshing sensivity m dan m pada daerah sekitar retakan

46 Analisis dan Pembahasan Analisis Pemodelan Sub-Lokal Leg 1 Geometri retak pada pemodelan lokal ini sesuai dengan laporan inspeksi seperti yang ditunjukkan pada Tabel 3.6 (Laporan TA) yakni: Panjang retak (L) = 267 mm Kedalaman retak (D) = 28.3 mm Lebar retak (W) = 2 mm

47 Analisis dan Pembahasan Analisis Pemodelan Sub-Lokal Leg 1 1 ELEMENTS 6887 JUL :58:

48 Analisis dan Pembahasan Analisis Pemodelan Sub-Lokal Leg 1 Untuk menghitung nilai Stress Intensity Factor (SIF) diperlukan data geometri setiap node di sekitar ujung retakan (crack tip). Dengan memperhatikan sistem koordinat di sekitar ujung retakan seperti yang ditunjukkan pada gambar sebelumnya, didapatkan data geometri dari node-node tersebut (Tabel di bawah ini). crack tip node node around crack tip DIST DX (ND2-ND1) DY (ND2-ND1) DZ (ND2-ND1) r tan θ θ' θ (m) (m) (m) (m) (m) ( ) ( ) E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E

49 Analisis dan Pembahasan Analisis Pemodelan Sub-Lokal Leg 1 Dengan memasukkan hasil output pemodelan global yang didapatkan dari SACS 5.2 sebagai input pemodelan retak ini, didapatkan besarnya tegangan yang terjadi di setiap node di sekitar ujung retakan. Tegangan yang terdapat di setiap node pada tiap load case dapat ditampilkan dalam bentuk grafik sebagai berikut

50 Analisis dan Pembahasan Analisis Pemodelan Sub-Lokal Leg 1 1 NODAL SOLUTION SUB =1 TIME=1 S1 (AVG) DMX =5514 SMN = SMX =.931E+08 MX JUL :12:23 Berdasarkan grafik sebelumnya terlihat bahwa node node yang semakin mendekati ujung retakan memiliki tegangan yang terjadi semakin besar. Secara visualisasi tampak seperti gambar di samping E E E E E E E E E+08

51 Analisis dan Pembahasan Analisis Pemodelan Sub-Lokal Leg 1 1 NODAL SOLUTION SUB =1 TIME=1 S1 (AVG) DMX =5514 SMN = SMX =.931E JUL :11: MX E E E E E E E E E+08

52 Analisis dan Pembahasan Perhitungan SIF

53 Analisis dan Pembahasan Kecepatan Perambatan Retak Perhitungan Range Stress Intensity Factor (ΔK) (ΔK) = K maks -K min Parameter Keretakan C = 0.66 x 10-8 m = 2.25 Kecepatan Rambat Retak da/dn = C (ΔK) m

54 Analisis dan Pembahasan LOAD CASE K ΔK da/dn MPa. m MPa. m ([C.ΔK]^m) E E E E E E E E E E E E E E-12

55 Analisis dan Pembahasan E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E-11

56 Analisis dan Pembahasan Berdasarkan tabel di atas dapat diketahui bahwa nilai ΔK maksimum terdapat pada selisih nilai K saat gelombang 9.5 m dengan gelombang 0.25 m. Nilai ΔK maksimum menghasilkan nilai kecepatan rambat retak (da/dn) maksimum pula. Dari tabel diketahui nilai perambatan retaknya yakni E-11 m/cycle.

57 Analisis dan Pembahasan

58 Analisis dan Pembahasan Perhitungan Umur Struktur Kedalaman Retak Kritis (a cr ) K IC σ max = 85 ksi inch (dari jenis material) = MPa. m = MPa Dari perhitungan yang dilakukan didapatkan nilai a cr sebesar m. Berdasarkan nilai a cr dapat diketahui bahwa material tidak akan runtuh walaupun retak telah menembus ketebalan dindingnya. Jika nilai a cr lebih kecil dari ketebalan kaki maka sebelum rambatan retak menembus ketebalan, struktur kaki tersebut sudah rutuh saat mencapai a cr. Karena nilai a cr lebih besar dari nilai ketebalan maka yang digunakan sebagai kriteria kegagalan retak fatigue adalah retak merambat hingga menembus ketebalan sesuai dengan DNV-OS-C101..

59 Analisis dan Pembahasan Perhitungan Umur Struktur ai thickness (t) af da/dn N (m) (m) n.t (m) (m/cycle ) cycle tahun t E E t E E t E E t E E t E E t E E

60 Analisis dan Pembahasan Perhitungan Umur Struktur 6.00 Grafik hubungan kedalaman retak dengan sisa umur struktur 5.00 Sisa umur struktur (tahun) Kedalaman retak,af (m)

61 Analisis dan Pembahasan Perhitungan Umur Struktur Material struktur ini cukup bagus karena memiliki a cr lebih dari ketebalannya sehingga walaupun keretakan melampui ketebalannya struktur tersebut tidak pecah secara menyeluruh. Dalam istilah teknik disebut leak before break, hal ini bisa terjadi jika a cr bernilai lebih besar dari ketebalan dari material tersebut. DNV-OS-C101 menyebutkan bahwa definisi kegagalan kelelahan terjadi ketika retak tumbuh hingga mencapai ketebalan. Berdasarkan aturan tersebut telah diketahui bahwa waktu yang diperlukan retak menjalar hingga menembus ketebalan kaki jack-up tersebut yakni 5.2 tahun. Jika terhitung mulai dari ditemukannya keretakan yakni inspeksi pada bulan Agustus 2010, maka secara teoritis pada bulan Oktober 2015 retak sudah menembus ketebalan kaki jack-up.

62 Kesimpulan dan Saran Kesimpulan 1. Nilai Stress Intensity Factor (SIF) dari kaki Jack-Up dengan mudmat minimum (K I min ) sebesar MPa m dan nilai Stress Intensity Factor (SIF) dari kaki Jack-Up dengan mudmat maksimum (K I max ) sebesar MPa m. 2. Arah perambatan retak yang terjadi hingga melampui ketebalan dari leg karena nilai kedalaman retak kritis (a cr ) yang melebihi nilai ketebalan dari leg tersebut. 3. Sisa umur struktur ini dengan pendekatan Linear Elastic Fracture Mechanics didapatkan sebesar 5.2 tahun dengan asumsi retak menembus hingga ketebalan kaki jack-up. Jika terhitung mulai dari ditemukannya keretakan yakni inspeksi pada bulan Agustus 2010, maka secara teoritis pada bulan Oktober 2015 retak sudah menembus ketebalan kaki jack-up

63 Kesimpulan dan Saran Saran Saran untuk penelitian lebih lanjut yakni dengan memperkecil asumsi asumsi dan pendekatan yang digunakan dalam penelitian ini. Seperti contohnya moda retak yang digunakan dalam penelitian ini adalah moda retak I padahal dalam kenyataannya ada 3 moda retak.

64 Daftar Pustaka American Institute of Steel Construction (AISC), 1989, Manual of Steel Construction Allowable Stress design, 9 th Ed. American Petroleum Institut, 2005, API RP 2A Recommended Practice for Planning, Designing, and Constructing Fixed Offshore Platforms-Working Stress Design, API Publishing Services, Washington D.C.. Barnby, J.T., 1971, An Introduction to Fracture Mechanics, The University of Aston, Birmingham. Barsom, J. M. dan Rolfe, S. T., 1987, Fracture and Fatigue Control in Structures, Application of Fracture Mechanic, Prentice Hall, Inc, Englewood Cliffs, New Jersey. Bennet, 2005, Jack Up Units, A Technical Primer For The Ofshore Industry Professional, Keppel FELS. Bhuyan, G.S., 1988, Fatigue Life Prediction of Offshore Tubular Joints Using a Linear Elastics Fracture Mechanics Approach, Butterworth & Co (Publishers) Ltd. Broek, D., 1987, Elementary Engineering Fracture Mechanics, Kluwer Academic Publishers, USA. Det Norske Veritas, 2004, DNV-OS-C101 Design of Offshore Steel Structures, General (LRFD Method), DNV, Norway. Det Norske Veritas, 2011, DNV-RP-C203 Fatigue Design of Offshore Steel Structure, DNV, Norway. Det Norske Veritas, 2010, DNV-RP-C206 Fatigue Methodology of Offshore Ships, DNV, Norway. Kobus, L.C.S., Fogal, R.W., dan Sacchi, E., 1989, Jack-Up Conversion for Production, Marine Structures 2, Naess, A., 1985, Fatigue Handbook Offshore Steel Structure, Trondheim. PT. Reka Patria Ekaguna, 2004, Maleo Metocean Study Report, Doc.no. ASS001-S-REP-CS-001. PT. Singgar Mulia, 2011, Maleo MOPU Global In-Place Analysis, Doc.no RPT Salvadori, A., dan Carini, A., 2011 Minimum Theorems In Incremental Linear Elastic Fracture Mechanic, International Journal of Solids and Structures 48, Stoychev, S. dan Kujawski, D., 2008, Crack-tip stresses and their effect on stress intensity factor for crack propagation, Engineering Fracture Mechanics 75, Varga, T., 1993, Crack initiation, propagation and arrest criteria for steel structure safety assessment, Structural Safety 12,

65 Sekian dan Terimakasih