Bab I Pendahuluan 1.1 Latar Belakang Pipa penyalur (pipeline) merupakan sarana yang banyak digunakan untuk mentransmisikan fluida pada industri minyak dan gas (migas). Penggunaannya cukup beragam, antara lain digunakan untuk menyalurkan fluida dari sumur menuju tempat pengolahan atau antar bangunan anjungan lepas pantai (offshore facility) ataupun dari bangunan anjungan lepas pantai langsung ke darat (onshore facility). Pada industri migas, pipa logam merupakan jenis pipa yang paling banyak digunakan, terutama yang terbuat dari baja. Hal ini disebabkan karena pipa baja sudah tersedia data-data yang lengkap tentang kehandalannya dan aturan perancangan berupa code dan standard. Namun begitu masalah utama yang sering dihadapi pada penggunaan pipa baja adalah masalah rendahnya ketahanan pipa baja terhadap korosi, baik itu korosi internal maupun eksternal. Korosi internal disebabkan oleh pengaruh sifat korosif fluida yang ditransmisikan oleh pipa, sedangkan korosi eksternal terjadi karena kondisi lingkungan yang dilalui oleh perpipaan, seperti pipa yang ditanam di dalam tanah (buried pipe), pipa yang melewati daerah rawa-rawa dan lain sebagainya. Untuk mengatasi permasalahan korosi tersebut salah satu alternatif yang muncul adalah mengganti penggunaan pipa baja tersebut dengan pipa yang terbuat dari material lain yang kuat namun tahan terhadap korosi. Berdasarkan kajian yang dilakukan oleh para ahli, salah satu jenis pipa yang sesuai dengan kriteria tersebut adalah pipa yang terbuat dari material komposit. Jenis pipa komposit yang pada saat ini paling banyak digunakan dalam sistem perpipaan adalah Glass Reinforced Plastics (GRP) atau disebut juga Fiberglass Reinforced Plastics (FRP). Hal ini disebabkan karena sudah ada sedikit data tentang ketahanan jangka panjang terhadap tekanan, fire performance 1
dan impak jika dibandingkan dengan jenis pipa komposit lainnya. Dalam penggunaannya pipa komposit GRP memiliki beberapa kelebihan bila dibandingkan dengan pipa baja, antara lain: mengurangi biaya perawatan terhadap korosi, mempunyai surface finish yang baik sehingga dapat mengurangi pressure loss, relatif lebih ringan sehingga mengurangi berat yang signifikan jika digunakan di atas platform dan juga mempermudah proses pengangkutannya, tahan terhadap zat yang bersifat reaktif [1]. Gambar 1.1 Pipa komposit GRP [2] Namun begitu penggunaan pipa komposit pada saat ini masih sangat sedikit, hal ini terjadi karena ada kendala yang dihadapi dalam perancangan dan penggunaannya, salah satunya adalah keterbatasan code dan standard yang berisi aturan perancangan pipa komposit. Pada tugas sarjana ini akan dilakukan studi perancangan suatu sistem perpipaan menggunakan pipa komposit GRP yang juga disertai studi kasus perancangan pipa penyalur yang ada di lapangan migas Pondok Tengah Bekasi yang digunakan untuk mentransmisikan fluida cair yaitu campuran minyak mentah (crude oil), well fluid dan fluida gas. Perancangan ini akan mengacu pada code dan standard yang mengatur sistem perpipaan komposit GRP untuk dunia migas, yaitu ISO a 14692:2002. Selain itu, perancangan ini juga menggunakan code dan standard serta spesifikasi lainnya yang sesuai untuk sistem perpipaan komposit GRP, seperti UKOOA b 1994, API c 15HR, API RP d 1102 dan lain sebagainya. a International Standard Organization b United Kingdom Offshore Operators Association c American Petroleum Institute d American Petroleum Institute Recommended Practice 2
1.2 Tujuan Studi Tujuan yang ingin diperoleh dari penulisan tugas sarjana ini adalah: Memahami proses perancangan sistem perpipaan komposit beserta code dan standard-nya Mendapatkan rancangan sistem perpipaan GRP onshore untuk transmisi minyak dan gas yang optimum dan mengacu pada kriteria code dan standard. Mendapatkan verifikasi hasil rancangan yang diperoleh dengan kriteria yang terdapat dalam code dan standard. 1.3 Ruang Lingkup Pembahasan Dalam tugas sarjana ini, penulis akan melakukan perancangan sistem perpipaan onshore yang meliputi verifikasi syarat dimensi, material dan tekanan internal, perancangan struktur yaitu analisis crossing, analisis statik span, burial analysis, analisis global buckling dan analisis tegangan pipeline. Data-data perancangan diambil dari data perancangan onshore pipeline lapangan migas Pondok Tengah, Bekasi. Pipeline yang akan dirancang adalah liquid dan gas pipeline dengan ukuran 4, 6 dan 8 untuk mentransmisikan fluida cair dan gas. Secara umum perancangan ini mengacu pada desain yang digariskan dalam ISO 14692, Petroleum and Natural Gas Industries Glass-reinforced Plastics (GRP) Piping, 2002. Pada perancangan ini juga digunakan Code tambahan lain sebagai acuan untuk aspek-aspek yang tidak dibahas secara detil dalam ISO 14692. Perangkat lunak MathCAD 2000 Professional dan CAESAR II v 4.5 akan digunakan dalam perancangan ini sebagai alat bantu perhitungan dan analisis. 1.4 Metodologi Perancangan Tahapan-tahapan yang dilakukan dalam perancangan sistem perpipaan komposit ini adalah sebagai berikut: 1. Studi Literatur 3
a) Mengenal dan mempelajari sistem perpipaan onshore beserta aspek-aspek yang dianalisis dalam perancangan pipeline. b) Melakukan pengenalan terhadap material komposit, khususnya Glass Reinforced Plastics (GRP) yang meliputi pengklasifikasian, sifat-sifat yang khas dan proses manufakturnya. c) Mempelajari literatur-literatur yang berhubungan dengan perancangan sistem GRP pipeline. d) Mengenal standard ISO 14692 serta mempelajari penerapan aturan-aturan dalam standard tersebut pada proses perancangan onshore pipeline. e) Pengumpulan data dan informasi tambahan mengenai material komposit GRP dan pipa komposit GRP melalui situs-situs di internet. f) Pengumpulan data survey lapangan migas Pondok Tengah bagian well fluids dan gas pipeline ukuran 4, 6, 8 serta crude pipeline ukuran 8. g) Mempelajari software MathCAD 2000 Professional dan CAESAR II V 4.5 serta penerapan software ini sebagai alat bantu perhitungan dan analisis dalam perancangan sistem perpipaan. 2. Membuat flowchart perancangan onshore pipeline menggunakan pipa komposit GRP berdasarkan code dan standard yang sudah dipelajari. 3. Melakukan penghitungan dan analisis perancangan berdasarkan code dan standard yang ada. 4. Melakukan diskusi-diskusi rutin dengan dosen pembimbing dan konsultan ahli untuk meminta saran dan bimbingan yang bisa menyempurnakan hasil analisis. 1.5 Sistematika Penulisan Pembahasan dalam tugas sarjana ini dibagi dalam enam bab dengan sistematika penulisan yang akan dijelaskan sebagai berikut. 4
Bab I Pendahuluan, membahas mengenai latar belakang perancangan, tujuan penulisan, ruang lingkup pembahasan, metodologi perancangan dan sistematika penulisan. Bab II Tinjauan Pustaka, berisi rangkuman tentang pengenalan material komposit secara umum, pipa komposit GRP, code dan standard yang digunakan dalam perancangan onshore pipeline menggunakan pipa berbahan komposit GRP, metodologi perancangannya serta teori dan konsep dasar yang mendukung analisis pada tugas sarjana ini. Bab III Data Perancangan GRP Pipeline, berisi data perancangan yang diambil dari data Fasilitas Produksi Proyek Pengembangan Lapangan Pondok Tengah dan data-data yang diperlukan untuk analisis perancangan, seperti data operasional, lingkungan dan data dari produsen pipa tentang performa pipa yang akan digunakan. Bab IV dan Bab V Analisis dan Perhitungan, berisi tentang proses perhitungan perancangan dan hasil analisis perancangan sistem pipa berdasarkan code dan standard yang dipakai, meliputi verifikasi tekanan internal dan syarat dimensi, analisis statik span, burial analysis, perancangan crossing, analisis tegangan, fleksibilitas, buckling dan elektrostatik. Bab VI Kesimpulan dan Saran, yang akan merangkum semua hasil perancangan beserta saran-saran yang dapat digunakan untuk pengembangan lebih lanjut. 5