DESAIN BASIS DAN ANALISIS STABILITAS PIPA GAS BAWAH LAUT

dokumen-dokumen yang mirip
UJIAN P3 TUGAS AKHIR 20 JULI 2010

Desain Basis dan Analisis Stabilitas Pipa Gas Bawah Laut

DESAIN DAN ANALISIS FREE SPAN PIPELINE

NAJA HIMAWAN

BAB I PENDAHULUAN. kini, misalnya industri gas dan pengilangan minyak. Salah satu cara untuk

BAB IV ANALISA DAN PERHITUNGAN

BAB. 1.1 Umum ANALISIS FREE SPAN PIPA BAWAH LAUT 1-1 BAB 1 PENDAHULUAN

PIPELINE STRESS ANALYSIS PADA ONSHORE DESIGN JALUR PIPA BARU DARI CENTRAL PROCESSING AREA(CPA) JOB -PPEJ KE PALANG STATION DENGAN PENDEKATAN CAESAR

Dosen Pembimbing: 1. Ir. Imam Rochani, M.Sc. 2. Ir. Handayanu, M.Sc., Ph.D.

Tugas Akhir (MO )

Analisa Tegangan pada Pipa yang Memiliki Korosi Sumuran Berbentuk Limas dengan Variasi Kedalaman Korosi

ANALISA KONFIGURASI PIPA BAWAH LAUT PADA ANOA EKSPANSION TEE

BAB IV DATA SISTEM PERPIPAAN HANGTUAH

PENDAHULUAN PERUMUSAN MASALAH. Bagaimana pengaruh interaksi antar korosi terhadap tegangan pada pipa?

ANALISA STABILITAS SUBSEA CROSSING GAS PIPELINE DENGAN SUPPORT PIPA BERUPA CONCRETE MATTRESS DAN SLEEPER

BAB IV ANALISA DAN PEMBAHASAN. Ketebalan pipa dapat berbeda-beda sesuai keadaan suatu sistem perpipaan.

Analisa Pemasangan Ekspansi Loop Akibat Terjadinya Upheaval Buckling pada Onshore Pipeline

ANDHIKA HARIS NUGROHO NRP

BAB III ANALISA DAN PEMBAHASAN

BAB III METODE PENELITIAN. Diagram alir studi perencanaan jalur perpipaan dari free water knock out. Mulai

DESAIN DAN ANALISIS TEGANGAN PIPELINE CROSSING

SIDANG P3 TUGAS AKHIR JURUSAN TEKNIK KELAUTAN 28 JANUARI 2010

PANDUAN PERHITUNGAN TEBAL PIPA

BAB IV PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA

Ir. Imam Rochani, M,Sc. Prof. Ir. Soegiono

BAB IV ANALISA DAN PEMBAHASAN. dalam tugas akhir ini adalah sebagai berikut : Document/Drawing Number. 2. TEP-TMP-SPE-001 Piping Desain Spec

TUGAS AKHIR PIPELINE STRESS ANALYSIS TERHADAP TEGANGAN IJIN PADA PIPA GAS ONSHORE DARI TIE-IN SUBAN#13 KE SUBAN#2 DENGAN PENDEKATAN CAESAR II

JURNAL TEKNIK ITS Vol. 5, No. 2, (2016) ISSN: ( Print) G-249

Optimasi Konfigurasi Sudut Stinger dan Kedalaman Laut dengan Local Buckling Check

Analisa Resiko Penggelaran Pipa Penyalur Bawah Laut Ø 6 inch

BAB V ANALISA HASIL. 1. Tegangan-tegangan utama maksimum pada pipa. Dari hasil perhitungan awal dapat diketahui data-data sebagai berikut :

Perancangan Riser dan Expansion Spool Pipa Bawah Laut: Studi Kasus Kilo Field Pertamina Hulu Energi Offshore North West Java

Bab 3 Data Operasi Sistem Perpipaan pada Topside Platform

Tabel 4. Kondisi Kerja Pipa Pipe Line System Sumber. Dokumen PT. XXX Parameter Besaran Satuan Operating Temperature 150 Pressure 3300 Psi Fluid Densit

PENDEKATAN NUMERIK KAJIAN RESIKO KEGAGALAN STRUKTUR SUBSEA PIPELINES PADA DAERAH FREE-SPAN

BAB IV PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA

4 BAB IV PERHITUNGAN DAN ANALISA

STUDI PARAMETER PENGARUH TEMPERATUR, KEDALAMAN TANAH, DAN TIPE TANAH TERHADAP TERJADINYA UPHEAVAL BUCKLING PADA BURRIED OFFSHORE PIPELINE

1.1 LATAR BELAKANG BAB

Sumber :

BAB IV PELAKSANAAN DAN PEMBAHASAN

BAB IV PEMBAHASAN Analisis Tekanan Isi Pipa

BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang

ANALISA FATIGUE AKIBAT TEKANAN INTERNAL SIKLIS PADA DENTED PIPE

ANALISA KEANDALAN DENTED PIPE DI SISI NUBI FIELD TOTAL E&P INDONESIE. Abstrak

ANALISA BUCKLING PADA SAAT INSTALASI PIPA BAWAH LAUT: STUDI KASUS SALURAN PIPA BARU KARMILA - TITI MILIK CNOOC DI OFFSHORE SOUTH EAST SUMATERA

Sidang Tugas Akhir (MO ) Oleh Muhammad Catur Nugraha

SIDANG P3 JULI 2010 ANALISA RESIKO PADA ELBOW PIPE AKIBAT INTERNAL CORROSION DENGAN METODE RBI. Arif Rahman H ( )

SKRIPSI PURBADI PUTRANTO DEPARTEMEN METALURGI DAN MATERIAL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS INDONESIA GENAP 2007/2008 OLEH

JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 2, No. 1, (2013) ISSN: ( Print) 1

LAPORAN TUGAS AKHIR ANALISA TEGANGAN SISTEM PIPA PROCESS LIQUID DARI VESSEL FLASH SEPARATOR KE CRUDE OIL PUMP MENGGUNAKAN PROGRAM CAESAR II

Existing : 790 psig Future : 1720 psig. Gambar 1 : Layout sistem perpipaan yang akan dinaikkan tekanannya

PENENTUAN WELDING SEQUENCE TERBAIK PADA PENGELASAN SAMBUNGAN-T PADA SISTEM PERPIPAAN KAPAL DENGAN MENGGUNAKAN METODE ELEMEN HINGGA

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

ANALISIS TEGANGAN TERHADAP RISIKO TERJADINYA BUCKLING PADA PROSES PENGGELARAN PIPA BAWAH LAUT

BAB IV ANALISA DAN PEMBAHASAN. melakukan perancangan sistem perpipaan dengan menggunakan program Caesar

Prasetyo Muhardadi

Bab IV Analisis Perancangan Struktur GRP Pipeline Berdasarkan ISO 14692

Bab V Analisis Tegangan, Fleksibilitas, Global Buckling dan Elekstrostatik GRP Pipeline

BAB V ANALISA HASIL. Dari hasil perhitungan awal dapat diketahui data-data sebagai berikut :

STUDI OPTIMASI OFFSHORE PIPELINE REPLACEMENT DI AREA BEKAPAI TOTAL E&P INDONESIE, BALIKPAPAN

LOGO PERBANDINGAN ANALISA FREE SPAN MENGGUNAKAN DNV RP F-105 FREESPANING PIPELINE DENGAN DNV 1981 RULE FOR SUBMARINE PIPELINE

Analisa Integritas Pipa Milik Joint Operation Body Saat Instalasi

Bab 4 Pemodelan Sistem Perpipaan dan Analisis Tegangan

BAB III OPTIMASI KETEBALAN TABUNG COPV

Analisis Pengaruh Scouring Pada Pipa Bawah Laut (Studi Kasus Pipa Gas Transmisi SSWJ Jalur Pipa Gas Labuhan Maringgai Muara Bekasi)

TUGAS AKHIR ANALISA TEGANGAN SISTEM PIPA GAS DARI VESSEL SUCTION SCRUBBER KE BOOSTER COMPRESSOR DENGAN MENGGUNAKAN PROGRAM CAESAR II

Analisa Rancangan Pipe Support Sistem Perpipaan dari Pressure Vessel ke Air Condenser Berdasarkan Stress Analysis dengan Pendekatan CAESAR II

Rancang Bangun Sistem Chassis Kendaraan Pengais Garam

BAB III DATA DESAIN DAN HASIL INSPEKSI

ANALISA PELETAKAN BOOSTER PUMP PADA ONSHORE PIPELINE JOB PPEJ (JOINT OPERATING BODY PERTAMINA PETROCHINA EAST JAVA)

DASAR TEORI PERENCANAAN PIPA DAN EXPANSION SPOOL PADA PIPA PENYALUR SPM

DESAIN DAN ANALISIS TEGANGAN PADA SISTEM OFFSHORE PIPELINE

Optimasi konfigurasi sudut elbow dengan metode field cold bend untuk pipa darat pada kondisi operasi

Perancangan Konstruksi Turbin Angin di Atas Hybrid Energi Gelombang Laut

Analisa Laju Erosi dan Perhitungan Lifetime Terhadap Material Stainless Steel 304, 310, dan 321

INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG

PERANCANGAN DAN ANALISA SISTEM PERPIPAAN PROCESS PLANT DENGAN METODE ELEMEN HINGGA

Bab III Data Perancangan GRP Pipeline

ANALISIS MID-POINT TIE-IN PADA PIPA BAWAH LAUT

TUGAS AKHIR. Analisa Kekuatan Sambungan Pipa Yang Menggunakan Expansion Joint Pada Sambungan Tegak Lurus

Tugas Akhir ANALISA PENGARUH TEBAL DAN GEOMETRI SPOKE BERBENTUK SQUARE BAN TANPA ANGIN TERHADAP KEKAKUAN RADIAL DAN LATERAL

BAB V METODOLOGI. Mulai

Studi Optimasi Offshore Pipeline Replacement di Area Bekapai TOTAL E&P Indonesie, Balikpapan. (Ema Sapitri, Hasan Ikhwani, Daniel M.

Analisa Rancangan Pipe Support pada Sistem Perpipaan High Pressure Vent Berdasarkan Stress Analysis dengan Pendekatan Caesar II

OPTIMASI DESAIN ELBOW PIPE

JURNAL TEKNIK ITS Vol. 6, No. 2 (2017), ( X Print)

Gambar 3.1 Upheaval Buckling Pada Pipa Penyalur Minyak di Riau ± 21 km

PERANCANGAN TEKNIS BAUT BATUAN BERDIAMETER 39 mm DENGAN KEKUATAN PENOPANGAN kn LOGO

PENGARUH VARIASI JARAK DAN SUDUT KONTAK SADDLE TERHADAP DISTRIBUSI TEGANGAN PADA BEJANA TEKAN HORIZONTAL

BAB IV DESIGN DAN ANALISA

Bab 1 Pendahuluan 1.1 Latar Belakang

JURNAL TEKNIK ITS Vol. 6, No. 2, (2017) ISSN: ( Print) G-189

ANALISA RANCANGAN PIPE SUPPORT PADA SISTEM PERPIPAAN DARI POMPA MENUJU PRESSURE VESSE DAN HEAT EXCHANGER DENGAN PENDEKATAN CAESARR II

ANALISA KEKUATAN CRANKSHAFT DUA-SILINDER KAPASITAS 650 CC DENGAN MENGGUNAKAN METODE ELEMEN HINGGA

DESAIN TEGANGAN PADA JALUR PEMIPAAN GAS DENGAN PENDEKATAN PERANGKAT LUNAK

Review Desain Condensate Piping System pada North Geragai Processing Plant Facilities 2 di Jambi Merang

BAB VI PEMBAHASAN DAN HASIL

DAFTAR ISI. i ii iii iv vi v vii

PERANCANGAN DAN PENGEMBANGAN CONNECTING ROD DAN CRANKSHAFT MESIN OTTO SATU SILINDER EMPAT LANGKAH BERKAPASITAS 65 CC. Widiajaya

Transkripsi:

LABORATORIUM KEANDALAN DAN KESELAMATAN JURUSAN TEKNIK SISTEM PERKAPALAN FAKULTAS TEKNOLOGI KELAUTAN INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SIDANG HASIL P3 DESAIN BASIS DAN ANALISIS STABILITAS PIPA GAS BAWAH LAUT HIMAWAN KHALID PRABOWO 4210 100 079

Latar Belakang Memaksimalkan jalur distribusi dengan Pipeline Panjang pipa : 72.5 km 2

Latar Belakang Agar tidak terjadi kegagalan pada pipa, pecah akibat tekanan dan operasi 3

Latar Belakang Mencegah kebocoran pipa, pencemaran lingkungan, pembengkakan biaya 4

Perumusan Masalah 1. Bagaimana desain basis pipa gas bawah laut yang sesuai? 2. Bagaimana perhitungan stabilitas pipa bawah laut berdasarkan pada analisis kestabilan pipa bawah laut (On bottom stability analysis)? 4. Bagaimana allowable free span pipa bawah laut berdasarkan analisis free span? 5. Bagaimana analisis pipa yang terjadi menggunakan pemodelan statis dan dinamis? 5

Tujuan Skripsi 1. Menganalisis penentuan dan pemilihan spesifikasi pipa bawah laut yang sesuai 2. Menganalisis stabilitas pipa bawah laut secara vertikal maupun horizontal 3. Menganalisis allowable free span pipa bawah laut berdasarkan analisis free span secara statis dan dinamis 4. Menganalisis dengan simulasi software Autodesk Inventor dan Ansys 13.0

Batasan Masalah 1. Objek Penelitian adalah jalur gas pipeline dari FPU sampai ke landfall SAPI sepanjang 72.5 km 2. Standar yang digunakan adalah American Protelium Institute (API) 2004, ASME B31.8-2003 Gas Transmission and distribution piping system (DNV) RP-E305 On-Bottom stability Design of Submarine Pipelines, (DNV) RP-F105 Free Spanning pipelines 3. Kondisi pipa yang dihitung adalah instalasi,operasi 7

Manfaat Skripsi Dapat menghindari bahaya yang terjadi akibat dari rusaknya pipa gas offshore diantaranya distribusi gas tidak akan terganggu, pencemaran lingkungan dan pembengkakak biaya dalam pemasangan pipa Penilaian stabilitas yang didapat bisa digunakan sebagai pertimbangan oleh Kontraktor Kontrak Kerja Sama (KKKS) untuk mengambil keputusan pemasangan pipa yang lebih efektif dan efisien dalam operasi produksi dan eksplorasi minyak dan gas di Indonesia.

Metodologi Mulai Identifikasi dan Perumusan Masalah - Data Lingkungan - Jalur pipa - Profil tanah - Temperatur dan tekanan - Seabed profil - Kapasitas produksi Studi Literatur Pengumpulan data - Standar Perhitungan - Jurnal - Paper - Tugas Akhir - Internet A. Material Grade : harga, kekuatan material, keteserdiaan barang B. Wall thickness Harga, kemampuan pengelasan, mobilitas Perancangan pipa dan pemilihan material Pemilihan ulang material pipa NO Kriteria material memenuhi YES Perhitungan stabilitas pipa ( On-bottom Stability Analysis) Vertical Stability Lateral stability Penambahan lapisan beton Berat pipa NO A YES 9

Metodologi A Perhitungan Panjang Allowable Free Span Static Analysis Dinamic Analysis Simulasi dengan Autodesk Inventor Simulasi dengan software Ansys 12.0 Kesimpulan dan Rekomendasi Selesai 10

Data Inputan Description Unit Value Unit Value Unit Value Gas velocity m/s 7 f/s 23.3 Gas max flowarate Mmcfd 440 Gas min flowrate Mmcfd 55.6 Delivery pressure gas Barg 71 psi 1029.5 Pa 7100000 Design pressure pipe Bara 128 psi 1856 Pa Hydrotest preesure pipe Bara 160 psi 2320 Pa 16000000 Design temperature C 60 Operating temperature C 44.9 Operating pressure Bara 94.8 psi 1374.6 Pa 9480000 MAOP Bara 128 psi 1856 Pa 12800000 Fluid Density kg/m3 75 Modulus of Elacticity MPa 207000 psi 3001500 psi Corrosion Allowance (mm) 3 in 43.5 in 11

Desain Basis Pipeline API RP 14E Formula aliran gas v g = 60 Z Q g T di 2 P d i = 60 Z Q gt VgP Dimana, Vg = gas velocity, feet/s Di = pipe inside diameter, inch Qg = gas flow rate, mmcfd T = operating temperature, R P = operating pressure, psia Z = compresibility faktor Diperoleh diameter minimal pipa yang dipakai 22.2 inch / 544mm 12

Allowable Check 1. Hoop stress S H F 1 ST S H = P I P e D 2t selisih tegangan yang dialami atau diterima oleh pipa karena tekanan internal dan eksternal pipa. Dimana material pipa yang dipilih nilai Hoop stress nya tidak boleh kurang dari nilai persamaan yang disyaratkan 2. Tegangan efektif akibat Longitudinal Load T eff 0.60T y tegangan efektif yang diakibatkan oleh beban longitudinal tidak boleh melebihi 13

3. Internal Pressure (Burst) P t f d f e f t P b besarnya tekanan hydrostatis tidak boleh melebihi tekanan maksimal pecah 4. Propagating Buckles P o P i f p P p Besarnya tekanan akibat propagating buckle tidak boleh melebihi selisih tekanan eksternal dan internal 14

Output Data Unit Material Grade Material Grade X60 X65 Outer Diameter inch 24 24 24 24 24 24 Required Inner inch 22.2 22.2 22.2 22.2 22.2 22.2 Diameter Inner Diameter inch 23.1 23.0 23.0 23.1 23.0 23.0 Minimum wall thickness inch 0.46 0.46 0.46 0.42 0.42 0.42 Selected wall thickness inch 0.438 0.469 0.5 0.438 0.47 0.5 SMYS 60000 65000 Design Psi Pressure 1856 1856 Content kg/m3 Density 95 95 Density Sea kg/m3 Water 1025 1025 Design factor 0.8 0.8 Joint factor 1 1 Temperature factor 1 1 Collapse factor 0.8 0.8 Trench depth inch 0 0 Gas velocity m/s 7 7 Check Allowable Hoop stress NO NO OK NO OK OK Longitudinal load OK OK OK OK OK OK 15 Internal

Seleksi dengan AHP GOAL PIPA B GRADE API 5L X65 MATERIAL GARDE WALL THICKNESS KEKUATAN MATERIAL KETERSEDIAAN BARANG HARGA / BIAYA MOBILITAS KEMAMPUAN PENGELASAN HARGA / BIAYA PIPA A X60 t= 0.5 PIPA B X65 t=0.469 PIPA C X65 t=0.5 16

Seleksi dengan expert choise 17

Stabilitas pipa kondisi instalasi Secara Vertikal F L W s SF v = W s+w buoy W buoy 1.1 Secara Lateral F D μ. W s SF L = W s F L.μ F D +F I 1.1 Kondisi Instalasi : berat fluida pipa 0, belum terisi, data lingkungan 1 tahun Kondisi operasi : berat fluida gas, data lingkungan 100 tahun 18

Stabilitas pipa kondisi instalasi sudut fase FL (N/m) FD (N/m) FI (N/m) Ws (N/m) 50 180.11 102.839 155.800 697.389 kondisi Instalasi Pipa Stabilitas kondisi Instalasi no Concrete coating(in) Vertical Stability lateral stability 2.5 2 1 2 1.77 0.7 2 4 2.05 1.21 3 6 2.24 1.6 4 8 2.38 1.9 Nilai stabilitas 1.5 1 0.5 Vertical Stability lateral stability 5 10 2.48 2.19 0 0 2 4 6 8 10 12 Tebal concrete coating (in) 19

Stabilitas pipa kondisi operasi sudut fase FL (N/m) FD (N/m) FI (N/m) Ws (N/m) 25 485.26 334.541 92.546 1339.430 kondisi Operasi Pipa Stabilitas kondisi Operasi no Concrete coating(in) Vertical Stability lateral stability 3 2.5 1 2 2.41 0.48 2 4 2.54 0.71 3 6 2.63 0.9 Nilai stabilitas 2 1.5 1 0.5 lateral stability Vertical Stability 4 8 2.69 1.08 5 10 2.74 1.25 0 0 2 4 6 Tebal concrete coating (in) 20

Free span analisys 1. Perhitungan panjang free span statis a. Akibat adanya maximum bending moment L static = 12M W s b. Akibat adanya penurunan permukaan dasar laut (Low Depression) L = 0.112 + 10.98 σ m 16.71 σ 2 m + 10.11 σ m L cβ σ c σ c σ c 3 σ m σ c = dimentional bending stress c. Akibat adanya bagian pipa yang terangkat (elevated obstruction) 21

22

Free span analisys 2. Perhitungan panjang free span dinamis Besarnya frekuensi VIV tidak boleh melebihi dari besarnya frekuensi natural (fn) U Fs = S t < f D n= a 2πL 2 St= strouhal number 0.2 a. Akibat kondisi Cross flow EI me Lc = b. Akibat kondisi in line Lc = aurdtot 2πUr a fnx2π EI me EI me 23

Mitigasi dengan grout bag F = Tekanan karena arus laut F = P x A F = 1 2 ρv2. Area F = 1 2 ρv2. H 2 (A 2 + B 2) Gaya gesek dari groutbag dihitung menggunakan rumus : R = Volume. density. µ. 9,807 24

Mitigasi dengan grout bag 1. Syarat pertama adalah besarnya R > F F = 1 2 ρv2. Area > R = Volume. density. µ. 9,807 2. Syarat yang kedua adalah besarnya kecepatan arus yang diperboleh dari hasil hitungan harus lebih besar daripada kecepatran arus dari data lingkungan Vr > Vl Vr = Volume. density. µ. 9,807 1 2 ρv2. H 2 (A 2 + B 2) Vr > Vl 25

Simulasi statis Inventor Von Mises Stress σv = σh 2 + σl 2 σh.. σl σv = 310.84 2 +240.4 2-310.84 x 240.4 = 282.29 Mpa σv< SMYS 282.9 < 448 Mpa Displacement Pipa 53.47 mm 26

Simulasi dimanis 27

Simulasi dinamis Permukaan pipa yang langsung terkena arus mempunyai tekanan maksimal 263.2 Pa. 28

Kesimpulan 1. Berdasarkan pada (API) RP 1111 2003 dan ASME B.318 pemilihan seleksi menngunakan metode Analytical Hierarchy Process (AHP) diperoleh pipa dengan spesifikasi pipa 24 in Grade X65 wall thickness 0.469 in. 2. Pada kondisi instalasi dan operasi pipa akan memenuhi kestabilan secara Vertical dan Horizontal dengan concrete coating 10 in, dimana nilai kestabilan diatas safety faktor 1.1 3. Diantara banyaknya free span yang terjadi di dalam jalur pipa, terdapat beberapa free span yang mengalami kegagalan secara static dan secara dinamis. Dimana panjang free span terpanjang adalah terdapat pada KP 7-8 dengan panjang free span 35 meter dan kedalaman 3 meter. Free span tersebut mempunyai tingkat keamanan yang rendah, sehingga harus dilakukan mitigasi yaitu dengan pemasangan support Grout Bag untuk memperpendek bentang free span yang terjadi. 4. Setelah dilakukan simulasi dengan menggunakan software Autodesk Inventor maka diketahui besarnya Von Misses Stress sebesar 237.3 Mpa dengan displacement sebesar 53.47 mm. dan hasil tersebut masih dalam kondisi aman karena tidak melebihi nilai Yield Strength pipa grade X65 sebesar 448 Mpa. 29

30