ANDHIKA HARIS NUGROHO NRP

Transkripsi

1 LABORATORIUM KEANDALAN DAN KESELAMATAN JURUSAN TEKNIK SISTEM PERKAPALAN FAKULTAS TEKNOLOGI KELAUTAN INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER ANALISIS TEGANGAN TERHADAP RISIKO TERJADINYA BUCKLING PADA PROSES PENGGELARAN PIPA BAWAH LAUT ANDHIKA HARIS NUGROHO NRP

2 Pokok Bahasan Pendahuluan Outline Skripsi Target Hasil Akhir Metodologi Penelitian Proses Pengerjaan Analisa dan Pembahasan Analisis Penggelaran Pipa dengan OFFPIPE Cek Buckling dengan DNV 1981 Cek Buckling dengan DNV OS-F101 Vaidasi dengan Pemodelan Solidworks Kesimpulan dan Saran 2

3 Latar Belakang Source : (PC Ketapang II LTD., 2008) Gambar Denah Lokasi Blok Bukit Tua, Ketapang 3

4 Perumusan Masalah 1 Bagaimana cara menghitung local buckling dan propagation buckling yang terjadi pada daerah sagbend dan overbend pada pipeline saat proses laying. 2 Bagaimana mengetahui lokasi lokasi yang memiliki resiko terjadinya buckling dengan nilai yang melebihi standart. 3 Bagaimana pengaruh kedalaman pipa terhadap kemungkinan terjadinya buckling pada proses penggelaran pipa. 4 Bagaimana mengetahui distribusi tegangan pada pipa dengan menggunakan metode finite element. 4

5 Tujuan Skripsi Menghitung local buckling dan propagation buckling yang terjadi pada daerah sagbend dan overbend pada pipeline saat proses laying. Menentukan lokasi dengan tingkat stress yang mendekati standart maksimum. Mengetahui pengaruh kedalaman pipa terhadap resiko buckling pipa pada saat penggelaran. Mengetahui distribusi tegangan pada pipa dengan menggunakan metode finite element. 5

6 Batasan Masalah 1 Objek yang dianalisa ialah jalur pipa gas 12 dari FPSO menuju ORF. 2 Analisa tegangan saat lying pipa menggunakan software Solidworks 3 Standart yang digunakan untuk menghitung allowable stress yang terjadi menggunakan standart DnV 1981 dan juga DnV OS F101 Submarine Pipeline System 6

7 Target Tugas Akhir Penilaian Risiko Buckling Penentuan Lokasi Kritis Pemodelan dan Validasi GOAL 7

8 Metodologi Analisis Tegangan dengan Offpipe START Studi Litelatur Pengumpulan data dan Perencanaan Jurnal Ilmiah Paper Standart Buku Litelatur Website Penilaian dengan DNV 1981 Penilaian dengan DNV OS F 101 Cek Buckling dengan DNV 1981 Perhitungan Stress untuk kondisi statis Analisa hasil pemodelan menggunakan FEM Cek Buckling dengan DNV OS-F101 (2000) Pemodelan dan Validasi dengan Solidworks Simulasi dengan Solidworks Validasi Perhitungan dan Pemodelan YES NO Kesimpulan dan Saran FINISH 8

9 Penentuan Risiko Buckling Cek Buckling dengan DNV 1981 Segmen 3 Pipe Outside Diameter (mm) Pipe Wall Thickness Pipe Grade External Corrosion Coating Thickness Concrete Thickness (mm) Concrete Density (kg/m 3 ) (Dry) Submerge Weight (kg/m) (Pipe Empty) Specific Grafity (Installation) Maximum Allowable Operation Span, Installation (m Maximum Allowable Operation Span, Hydrotest (m Maximum Allowable Operation Span, Operation (m Depth of Pipe Pipeline Burial Depth (m) From KP 22.5 To KP API 5L X65 5.5mm Thk AE Type 2B Input data Symbol Unit Operation Hydrotest Pipe Outside Diameter D mm Selected Wall Thickness t n mm Specific Minimum Yield Strength SMYS Mpa Steel Young`s Modulus E Mpa Design Pressure P i Mpa Content Density r con kg/m Corrosion Allowance CA mm 3 0 Trench Dept t d m 2 2 Dencity of Sea Water r w kg/m Hoop Stress Design Factor F i Longitudinal Joint Factor f e Temperature Derating Factor T Pioisson`s Ratio v Gravitational Acceleration g m/s Soil Specific Gravity g Output Data Symbol Unit Operation Hydrotest Inner Diameter ID mm Minimum External Pressure P ex min MPa 0 0 Net. Max. Internal Pressure P d MPa Minimum Wall Thickness for Internal Pressure t min i mm Summary Outer Diameter D mm Recommended Wall Thickness t n mm

10 Pembahasan Pengumpulan Data Parameter Originating Facility Receiving Facility Gas Export Unit Pipeline - BTJT-A - ORF Product - Dry Gas Nominal Bore Pipeline Wall Thickness Inch 12 mm Zone 1 mm 9.5 Zone 2 mm 10.3 Barge Parameters Name of Barge Timas DLB 01 Length Overall Beam 32.3 Depth 8.7 Draft 5.5 Freeboard 3.2 Material Type Material Grade Internal Corrosion Allowance Design Pressure Max. Operating Presssure Field Hydrostatic Pressure Maximum Design Pressure Minimum Design Pressure Maximum Product Density Minimum Product Density Nominal Length - CS Rigid - API 5L X65 mm 3 MPag 10 Psig MPag 7 Psig MPag 15 Psig o C 94 o C 0 kg/m kg/m km

11 Detail Data Kilometer Point From (SP) To (EP) Material Supply Linepipe Material Take-Off Pipe Outside Diameter (mm) Pipe Wall Thickness Pipe Grade External Corrosion Coating Thickness Concrete Thickness (mm) Concrete Density (kg/m 3 ) (Dry) Submerge Weight (kg/m) (Pipe Empty) Aluminium - Zinc - Indium Anode Thickness (mm) Anode Length (mm) Anode Nett Mass (kg) Anode Spacing (Joint) Anode Quantity (No.) (Note 8) Maximum Allowable Operation Span (m) Pipeline Burial Depth (m) Item No m Item No m Item No m Item No m Item No m Item No m Item No m Item No m API 5L X65 API 5L X65 API 5L X65 API 5L X65 API 5L X65 API 5L X65 API 5L X65 API 5L X65 5.5mm 5.5mm 5.5mm 5.5mm 5.5mm 5.5mm 2.5mm 5.5mm Thk Thk AE Thk AE Thk AE Thk AE Thk AE Thk AE Thk 3LPP AE Type 2B Type 2B Type 2B Type 2B Type 2B Type 2B Type 2B Note 13 2 m Top 2 m Top Bare Steel Linepipe Supplied By Company All Coatings and Anode Supplied By Offfshore Installation Contractor 11

12 Data Laybarge 12

13 Data Laybarge 13

14 Segmentasi Segmentation From To Water Depth Segmen 1 KP 0.0 KP Segmen 2 KP 0.5 KP Segmen 3 KP 22.5 KP Segmen 4 KP 47.5 KP Segmen 5 KP 70.5 KP Segmen 6 KP 74 KP Segmen 7 KP 77 KP Segmen 8 KP 78.5 KP Segmen 9 KP 79 KP Segmen 10 KP 79.5 KP

15 Penentuan Risiko Buckling Analisis tegangan kondisi Statis dengan Offpipe Profil barge rollers dan stinger rollers 2 Tensioner Kedalam Pipa Detail Pipa 15

16 Analisis tegangan kondisi Statis dengan Offpipe Penentuan Risiko Buckling 16

17 Cek Buckling DNV 1981 Local Buckling Permissible buckling factor ; hxp = 0.86 hyp = 0.75 Functional load usage factor ; hh = 0.72 Specific Minimum Yield Strenght (SMYS) = 448 MPa Coefficient of thermal α = expansion ; o C Modulus Young ; E = Mpa Poisson ratio ; v = 0.3 Linepipe Outer Diaameter ; D = mm Wall Thickness ; t = 9.5 mm D/t = OD / Thickness Ratio ; 4 Distance to normal axis (D/2) ; y = mm Installation pressure ; p i = 0 MPa Sea water density ; rsw = 1025 kg/m 3 Residual Force ; F res = kn Momment due to lay tension ; M z = 5341 N.m Water Depth ; WD = 20 m Gravity Force g = 9.81 m/s 2 Syarat agar pipa aman terhadap terjadinya local buckling, sesuai standart nilai UC tidak boleh melebihi 1 UC = + Local Buckling Segmen Overbend Sagbend b

18 Cek Buckling DNV 1981 Propagation Buckling Menurut standart DNV 1981, syarat untuk propagation buckling adalah P e < P pr P pr = 1 15 π SMYS t D t P e = r sw. g. W. D P pr = P e = p e < p pr ( No need buckling arrestor) 18

19 Cek Buckling DNV OS-F101 Local Buckling Pipe Outside Diameter OD = mm Pipe Inside Diameter ID = mm Selected Wall Thickness t = 9.5 mm Specific Minimum Yield Strength SMYS = 448 Mpa Specific Minimum Tensile Strength SMTS = 530 Mpa Steel Young`s Modulus E = Mpa Material Strenght Factor α u = 0.96 Fabrication Factor α fab = 0.93 Material Resistance Factor g m = 1.15 Safety Class Resistance Factor g SC = 1.5 Dencity of Sea Water r w = 1025 kg/m 3 Hoop Stress Design Factor F i = Longitudinal Joint Factor f e = 1 - fy,temp = 0 Temperature Derating Factor T = 1 - Pioisson`s Ratio v = Gravitational Acceleration g = 9.81 m/s 2 Soil Specific Gravity g = Momment Bending Md = Gaya Aksial Tension Sd = 5341 Water Depth WD = 20 Factor used in combined loading criteria b = Syarat agar tidak terjadi local buckling karena overpressure adalah, tekanan eksternal maksimum pipa tidak boleh melebihi tekanan internal pipa. γ SC γ m M d α M t 2 Segmen + γ SC γ m Sd α S t 2 Local Buckling Overbend γ SC γ m P e Pm in P t 2 Sagbend b

20 Cek Buckling DNV OS-F101 Propagation Buckling Syarat untuk tidak terjadinya propagation buckling adalah : P e P pr γ SC γ m P pr = 35.f y. = t 2 d P e = r sw. g. WD MPa 2 Pe ( No need buckling arrestor) 20

21 Simulasi Solidworks 21

22 Pemberian Beban pada Solidworks 22

23 Hasil Simulasi 23

24 Sekian dan terima kasih