BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Umum Minyak bumi, gas alam, logam merupakan beberapa contoh sumberdaya mineral yang sangat penting dan dibutuhkan bagi manusia. Dan seperti yang kita ketahui, negara Indonesia merupakan salah satu negara yang kaya akan sumber daya alam (SDA) khususnya sumber daya mineral. Sebagian besar dari wilayah kepulauan Indonesia memiliki banyak cadangan minyak bumi dan gas alam yang melimpah. Oleh karena itu, diperlukan adanya fasilitas-fasilitas pendukung yang dapat memanfaatkan sumber daya alam tersebut. Sebagian besar sumber daya mineral yang dibutuhkan tersebut berada pada daerah lepas pantai. Agar dapat memanfaatkan sumber daya tersebut maka diperlukan suatu infrastruktur yang dapat berfungsi untuk mentransmisikannya. Salah satu infrastruktur yang sudah banyak digunakan oleh beberapa pihak sebagai transmisi sumber mineral seperti gas adalah jaringan pipa bawah laut. Jaringan pipa bawah laut secara umum dapat diilustrasikan seperti pada Gambar 1.1. ANALISIS FREE SPAN PIPA BAWAH LAUT 1-1
TUGAS AKHIR Gambar 1.1 Jaringan pipa bawah laut [sumber: Bai, Y. 2001]. 2001 Jaringan pipa bawah laut semakin lama dapat menggeser peran kapal LNG transporter yang selama ini telah digunakan. Jaringan pipa bawah laut dianggap lebih praktis karena mempunyai biaya operasional asional dan perawatan yang rendah ditambah dengan usia operasional yang relatif panjang, namun mempunyai kekurangan yaitu biaya pembangunan awalnya yang sangat besar. Hingga H saat ini, terdapat ribuan mil jaringan pipa bawah laut yang telah dibangun di berbagai daerah atau negara antara lain, Teluk Meksiko AS, Laut Mediterrania, Laut Utara, dan di berbagai pelosok benua Eropa, Amerika, Afrika, Asia maupun Australia. Pipa bawah laut (offshore offshore pipline) p itu sendiri pertama kali dipasang pasang di Gulf Of Mexico dan semenjak itu ribuan kilometer pipa bawah laut digelar dengan kedalaman perairan hingga mencapai 600 m bahkan ada yang mencapai ribuan meter. Gambar 1.2 menunjukkan lokasi dari Gulf Of Mexico. ANALISIS ALISIS FREE SPAN PIPA BAWAH LAUT LAU 1-2
Gambar 1.2 Gulf of Mexico [sumber: www.gulfmex.org]. Penyempurnaan teknik dan desain konstruksi jaringan pipa bawah laut dewasa ini semakin diperlukan, mengingat semakin meningkatnya kebutuhan akan instalasi jaringan pipa di laut yang lebih dalam. Hal ini diperlukan karena terjadi perubahan pada profil jaringan pipa yang dibutuhkan untuk setiap perubahan kedalaman perairan. Desain dan konstruksi yang dilakukan pada suatu jaringan pipa, harus dapat menjamin terjaganya keutuhan jaringan pipa selama masa instalasi dan masa operasi. 1.2 Latar Belakang Dengan mempertimbangkan bahwa suatu jaringan pipa adalah konstruksi yang rumit dan mahal maka desain jaringan pipa haruslah dipersiapkan secara tepat dan akurat oleh para perancang konstruksi lepas pantai. Hal ini penting agar jaringan pipa dapat diinstalasikan dengan baik, dan kemudian dapat beroperasi dan memberikan keuntungan. Untuk mendesain jaringan pipa bawah laut diperlukan banyak data-data seperti evaluasi kondisi gelombang, arus, dan dasar laut sepanjang jalur pipa. Evaluasi ini diperlukan agar pipa mampu untuk menahan pembebanan gaya-gaya secara statik dan dinamik, dan dapat bertahan selama masa operasinya. Selain itu juga, selama masa instalasi dan masa operasi jaringan pipa harus aman dari semua gaya-gaya lingkungan ANALISIS FREE SPAN PIPA BAWAH LAUT 1-3
yang dapat mengakibatkan kegagalan struktur, terutama akibat tekanan, buckling dan fatigue. Fatigue disebakan oleh adanya free span. Bentang bebas (free span), yaitu suatu area pipa dimana jaringan pipa tidak terjadi kontak dengan dasar laut (seabed), yang disebabkan oleh ketidakteraturan dasar laut, yang biasanya terjadi pada kasus pipa melewati lubang (low depression) dan pipa melewati gundukan (elevated obstruction). Analisis ini penting, karena secara statis pipa dapat mengalami defleksi yang dapat menyebabkan keruntuhan leleh, dan secara dinamis pipa akan mengalami osilasi/bergetar, yang dapat menghasilkan keruntuhan fatigue. Bergetarnya bentang bebas pada pipa ini terjadi karena disebabkan oleh terbentuknya vorteks yang menyelimuti pipa akibat kombinasi pengaruh dari aliran gelombang dan arus yang terjadi di sekitar pipa. Fenomena free span inilah yang akan dianalisis dalam tugas akhir ini, yaitu analisis secara dinamis, serta kriteria-kriteria fatigue dan tekuk yang umum digunakan, serta studi kasus yang dapat memberikan gambaran akan fenomena free span. 1.3 Maksud dan Tujuan Tugas akhir ini secara umum disusun dengan maksud untuk memenuhi syarat dalam rangka menyelesaikan jenjang strata satu di Program Studi Teknik Kelautan, Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan, Institut Teknologi Bandung. Dalam tugas akhir ini akan diberikan sebuah gambaran mengenai perhitungan dan analisis desain pipa bawah laut khususnya desain tebal dinding pipa serta stabilitas pipa bawah laut untuk daerah laut dekat pantai, dalam hal ini akan dianalisa kebutuhan tebal lapisan beton (concrete coating) agar pipa stabil. Tujuan utama dari penyusunan tulisan ini adalah untuk menganalisis fenomena bergetarnya free span yang terjadi pada masa beroperasi suatu jaringan pipa. Seluruh perhitungan teknis untuk pipa bawah laut yang dilakukan dalam Tugas Akhir ini berdasar pada kode standar DNV 2007 Rules for Submarine Pipelines, DNV OS- F101 Submarine Pipelines System, DNV RP-E305 On-bottom Stability Design of Submarine Pipelines dan DNV RP F-105 Free Spanning Pipelines. ANALISIS FREE SPAN PIPA BAWAH LAUT 1-4
1.4 Ruang Lingkup Lingkup pembahasan Tugas Akhir ini berupa review desain ketebalan pipa (wall thickness), kestabilan pipa bawah laut (on-bottom stability), bentangan pipa yang aman (free spans analysis), dan kelelahan pada struktur (fatigue). Hasil dari review desain ini kemudian dicocokkan dengan data proyek yang menjadi studi kasus dalam tugas akhir ini. 1.5 Sistematika Penulisan Sistematika penulisan dalam tugas akhir ini akan meliputi bab-bab sebagai berikut. Berisi uraian mengenai garis besar penyusunan tugas akhir ini, yang terdiri dari penjelasan umum, latar belakang masalah, tujuan penulisan, ruang lingkup pembahasan, serta sistematika laporan. BAB 2 DESAIN JARINGAN PIPA BAWAH LAUT Bab ini menjelaskan tentang teori dasar mengenai desain analisis pipa bawah laut, meliputi perhitungan desain tebal dinding pipa dan on-bottom stability akibat bebanbeban berkerja pada pipa yang didasarkan pada standar DNV OS-F101 Submarine Pipeline Systems 2007 dan DNV RP-E305 On-bottom Stability Design of Submarine Pipelines. BAB 3 ANALISIS FREESPAN Pada bab ini akan dijelaskan mengenai deskripsi umum fenomena free span, faktorfaktor penyebab terjadinya free span, langkah-langkah untuk melakukan perhitungan free span, kriteria-kriteria yang harus dipenuhi untuk mengetahui batasan span maksimum, serta perhitugan fatigue. Analisis ini didasarkan pada standar DNV RP F- 105 Free Spanning Pipelines. ANALISIS FREE SPAN PIPA BAWAH LAUT 1-5
BAB 4 STUDI KASUS Bab ini berisi penjelasan mengenai deskipsi dari data desain proyek. Selain itu, pada bab ini dijelaskan juga perhitungan review desain terhadap pipa yang ditinjau serta pembahasannya. BAB 5 PENUTUP Bab ini berisi kesimpulan dan saran dari pembahasan yang telah disampaikan pada babbab sebelumnya. ANALISIS FREE SPAN PIPA BAWAH LAUT 1-6