DESAIN DAN ANALISIS TEGANGAN PADA SISTEM PERPIPAAN LEPAS PANTAI UNTUK SPM 250,000 DWT

dokumen-dokumen yang mirip
DESAIN DAN ANALISIS TEGANGAN PADA SISTEM OFFSHORE PIPELINE

DESAIN DAN ANALISIS TEGANGAN SISTEM PERPIPAAN MAIN STEAM (LOW PRESSURE) PADA COMBINED CYCLE POWER PLANT

PERANCANGAN DAN ANALISA SISTEM PERPIPAAN PROCESS PLANT DENGAN METODE ELEMEN HINGGA

DESAIN DAN ANALISIS TEGANGAN SISTEM PERPIPAAN MAIN STEAM (HIGH PRESSURE) PADA COMBINED CYCLE POWER PLANT

PERANCANGAN DAN ANALISIS TEGANGAN SISTEM PERPIPAAN AUXILIARY STEAM PADA COMBINED CYCLE POWER PLANT

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

DESAIN DAN ANALISIS FREE SPAN PIPELINE

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

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

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

ANALISIS STATIK TEGANGAN PIPA PADA SISTEM PENDINGIN SEKUNDER REAKTOR KARTINI YOGYAKARTA

BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang

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

BAB I PENDAHULUAN. Plant, Nuclear Plant, Geothermal Plant, Gas Plant, baik di On-Shore maupun di. Offshore, semuanya mempunyai dan membutuhkan Piping.

ANALISA TEGANGAN PIPA PADA SISTEM PERPIPAAN HEAVY FUEL OIL DARI DAILY TANK UNIT 1 DAN UNIT 2 MENUJU HEAT EXCHANGERDI PLTU BELAWAN

Bab 4 Pemodelan Sistem Perpipaan dan Analisis Tegangan

PROPYLENE PROJECT (ROPP)

I. PENDAHULUAN. yang memproduksi bahan kimia serta obat-obatan, dan juga digunakan dalam

Bab 1 Pendahuluan 1.1 Latar Belakang

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

BAB VII PENUTUP Perancangan sistem perpipaan

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

BAB IV PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA

EVALUASI DISAIN INSTALASI PIPA FRESH FIRE WATER STORAGE TANK

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

4. HASIL DAN PEMBAHASAN

BAB IV PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA

1. Project Management Awareness

LAMPIRAN A GRAFIK DAN TABEL. 1. Grafik untuk menentukan dimensi optimal bejana tekan. [Ref.5 hal 273]

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

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

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

UNIVERSITAS DIPONEGORO PERANCANGAN DAN ANALISA TEGANGAN SISTEM PERPIPAAN DENGAN METODE ELEMEN HINGGA TUGAS AKHIR GAHARA KRISTIANTO L2E

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

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

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

DESAIN TEGANGAN PADA JALUR PEMIPAAN GAS DENGAN PENDEKATAN PERANGKAT LUNAK

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

Analisa Pemasangan Ekspansi Loop Akibat Terjadinya Upheaval Buckling pada Onshore Pipeline

1.1 LATAR BELAKANG BAB

ANALISA PRESSURE DROP DALAM INSTALASI PIPA PT.PERTAMINA DRILLING SERVICES INDONESIA DENGAN PENDEKATAN BINGHAM PLASTIC

Dosen Pembimbing: Dr.Ir. Wisnu Wardhana, SE, M.Sc. Prof.Ir.Soegiono

BAB III ANALISA DAN PEMBAHASAN

BAB I PENDAHULUAN. dihidupkan kembali dengan menggunakan pompa atau gas. Gas lift merupakan

UNIVERSITAS DIPONEGORO PERANCANGAN DAN ANALISA TEGANGAN SISTEM PERPIPAAN DENGAN METODE ELEMEN HINGGA TUGAS AKHIR FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK MESIN

ANALISA TEGANGAN PIPA STEAM LOW CONDENSATE DIAMETER 6 PADA PT IKPT

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

INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG

ANALISA TEGANGAN PIPA STEAM LOW CONDENSATE DIAMETER 6 PADA PT IKPT

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

ANALISA TEGANGAN PIPA PADA TURBIN RCC OFF GAS TO PROPYLENE PROJECT

ANALISA KONFIGURASI PIPA BAWAH LAUT PADA ANOA EKSPANSION TEE

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

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

BAB V METODOLOGI. Mulai

BAB I PENDAHULUAN. Minyak dan gas bumi merupakan suatu fluida yang komposisinya

BAB III DATA PEMODELAN SISTEM PERPIPAAN

JURNAL TEKNIK ITS Vol. 1, No. 1(Sept. 2012) ISSN: G-340

Bab I Pendahuluan 1.1 Latar Belakang

Analisis Thermal Fatigue pada Nozzle Bejana Tekan Tipe Crack Gas Drier

NAJA HIMAWAN

Analisis Thermal Fatigue pada Nosel Bejana Tekan Tipe Crack Gas Drier

ANALISA OVER STRESS PADA PIPA COOLING WATER SYSTEM MILIK PT. XXX DENGAN BANTUAN SOFTWARE CAESAR II

PENGARUH GEMPA PATAHAN LEMBANG TERHADAP FLEKSIBILITAS PIPA DAN KEGAGALAN NOZEL PERALATAN SISTEM PENDINGIN PRIMER REAKTOR TRIGA 2000 BANDUNG

BAB IV PERANGKAT LUNAK (SOFTWARE) CAESAR II VERSI 2014

Bab 5 Analisis Tegangan Ultimate dan Analisis Penambahan Tumpuan Pipa

BAB III METODOLOGI PERANCANGAN

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

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

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

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

ANALISIS KEKUATAN COMPRESIVE NATURAL GAS (CNG) CYLINDERS MENGGUNAKAN METODE ELEMEN HINGGA

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

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

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

Analisa Penyebab Terjadinya Upheaval buckling pada Pipeline 16" dan Corrective action

BAB IV ANALISA DAN PERHITUNGAN

Anjungan lepas pantai ini dibangun oleh investor asal Dubai, Uni Emirat Arab dan investor dari Australia bekerja sama dengan Badan Pelaksana Hulu Miny

ANALISIS MID-POINT TIE-IN PADA PIPA BAWAH LAUT

I. PENDAHULUAN I.1. LATAR BELAKANG

BAB I PENDAHULUAN. I.1 Latar Belakang

ANALISA FATIGUE AKIBAT TEKANAN INTERNAL SIKLIS PADA DENTED PIPE

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

Gambar 1.1 Sistem perpipaan steam 17 bar

BAB IV PEMBAHASAN Analisis Tekanan Isi Pipa

ANALISA TEGANGAN SISTEM PERPIPAAN BONGKAR MUAT KAPAL TANKER MT. AVILA 6300 DWT. DENGAN MENGGUNAKAN PERANGKAT LUNAK CAESAR II v5.10.

Analisa Tegangan pada Vertical Subsea Gas Pipeline Akibat Pengaruh Arus dan Gelombang Laut dengan Metode Elemen Hingga

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

Sidang Tugas Akhir (MO ) Oleh Muhammad Catur Nugraha

4 BAB IV PERHITUNGAN DAN ANALISA

2.10 Caesar II. 5.10Pipe Strees Analysis

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

DISTRIBUSI TEGANGAN PADA PERCABANGAN PIPA 90 O AKIBAT TEKANAN INTERNAL MENGGUNAKAN MEH. Agus Suprihanto, Djoeli Satrijo, Dwi Basuki Wibowo *)

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 FEMA, Volume 1, Nomor 4, Oktober 2013

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

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

BAB 8. BEJANA TEKAN (Pressure Vessel)

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

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

Transkripsi:

Available online at Website http://ejournal.undip.ac.id/index.php/rotasi DESAIN DAN ANALISIS TEGANGAN PADA SISTEM PERPIPAAN LEPAS PANTAI UNTUK SPM 250,000 DWT *Toni Prahasto a, Djoeli Satrijo a, I Nyoman Chandra Kusuma b a Dosen Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro b Mahasiswa Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro Jl. Prof. Sudharto, SH., Tembalang-Semarang 50275, Telp. +62247460059 *E-mail: inyomanck@yahoo.co.id ABSTRAK Perancangan sistem perpipaan bawah laut ini mengacu pada code ASME B31.4 chapter IX. Sistem perpipaan ini terdiri dari sistem perpipaan onshore dan offshore dan terdiri dari 2 buah pipa dengan jenis pipa twin pipe dengan dimensi yang sama. Jalur pipa ini offshore ini memiliki jalur dari SPM 250,000 DWT menuju tangki storage yang berada di daratan balongan. Jalur pipa ini memiliki tekanan operasi sebesar 1,070 KPa, temperatur operasi sebesar 70 o C dan laju aliran fluida sebesar 1.85 m 3 /s. Jalur perpipaan ini terletak di lepas pantai banyuwangi dengan karakteristik tanah yang didominasi oleh pasir dan diselingi lumpur. Kedua jalur perpipaan tersebut dimodelkan dengan gambar isometri menggunakan software PDMS dan dianalisa tegangannya menggunakan software Caesar II. Hasil analisa tegangan pada Caesar II menjukkan bahwa nilai tegangan tertinggi terdapat pada bagian tee di bagian pipa bawah laut dengan nilai sebesar 369,344.564 KPa dan intensitas tegangan tertingginya 379,615.68 KPa dengan tegangan ijinnya 403,343.3 KPa. Ini terjadi pada pembebanan operation akibat berat, tekanan, temperatur pipa dan gelombang/arus. Rasio perbandingan frekuensi vortex dan frekuensi natural pada sistem perpipaan pada masing-masing jalur memiliki perbedaan yang signifikan sehingga sistem perpipaan ini dapat terhindar dari resonansi. Tekanan kritis (Ppr) untuk kedua jalur tersebut adalah 11,318.521 KPa, sedangkan tekanan eksternalnya (Pe) sebesar 402.210 KPa. Nilai Pe < Ppr, sehingga sistem perpipaan ini terhindar dari fenomena buckling. Kata kunci: ASME B31.4 chapter IX; buckling; frekuensi vortex; sistem perpipaan; tegangan. 1. PENDAHULUAN Sistem perpipaan sangat diperlukan dalam industri minyak dan gas sebagai media untuk mendistribusikan fluida (zat cair dan gas) dari suatu tempat ke tempat lainnya. Untuk mengalirkan suatu fluida (cair atau gas) dari satu atau beberapa titik ke satu atau beberapa titik lainnya digunakan suatu media berupa pipa. Gabungan dari pipa-pipa yang memiliki panjang dan digunakan untuk mengalirkan fluida dari suatu peralatan ke peralatan lainnya yang beroperasi pada suatu plant disebut sistem perpipaan (piping system). Dalam sistem perpipaan terdapat komponen-komponen seperti katup, flange, elbow, percabangan, nozzle, reducer, support, isolasi, dan lain-lain [1]. Pada aplikasi di lapangan, umumnnya pipa seamless digunakan untuk kondisi tekanan dan temperatur tinggi. Proses produksi pada pipa seamless salah satunya melalui proses ekstrusi yang dilakukan dengan cara menekan billet panas pada dies (cetakan) yang membentuk pipa [2]. Berdasarkan kondisi desain tekanan dan temperature yang terjadi, banyak hal-hal yang perlu ditinjau dalam perencanaan dengan berbagai pertimbangan yang mengacu pada standar ASME dan API seperti pemilihan ketebalan pipa atau schedule, dan perhitungan jarak antara support [4]. Kemudian dalam perancangan juga melakukan analisis tegangan untuk mengevaluasi bagian-bagian pada sistem perpipaan tersebut apakah aman atau terjadi kegagalan. Apabila melebihi tegangan yang diijinkan maka perlu dilakukan revisi atau penyesuaian pada rancangan agar tidak terjadi kegagalan [5]. Dalam perancangan suatu sistem perpipaan diperlukan analisis yang disesuaikan dengan kebutuhan guna memprediksi kegagalan yang mungkin terjadi sehingga mampu dihindari dan diminimalkan. Perancangan sistem perpipaan bawah laut sangat tergantung pada kedalaman, kondisi gelombang dan arus air laut sendiri [6]. Pada saat kegiatan perancangan dan pemasangan pipa ini juga harus memperhatikan kondisi tegangan yang akan terjadi [3]. Jenis beban yang sering terjadi pada sistem perpipaan bawah laut adalah jenis beban dinamik akibat dari pengaruh arus dan gelombang laut yang bisa berubah-ubah setiap waktu. Setelah pipa ini dipasang dan diletakkan di dasar laut, akan mendapatkan risiko yang akan menimbulkan kerusakan akibat gelombang dan arus laut pada daerah tersebut. Perancangan pipa bawah laut juga harus memperhatikan faktor-faktor seperti beban yang harus ditanggung pipa, efek tekanan dan ekspansi panas di sekitar pipa, dan temperatur pipa. Maka, proses analisa tegangan juga akan melibatkan faktor-faktor di atas agar perancangan pipa sesuai standar yang telah ditetapkan dan mencegah terjadinya kegagalan [7]. Adapun tujuan yang ingin dicapai penulis dalam penelitian ini adalah untuk memodelkan sistem perpipaan bawah laut (offshore pipeline dengan menggunakan PDMS (Plant Design Management System) kemudian menganalisa nilai tegangan yang terjadi pada sistem perpipaan sesuai standar ASME B31.4 chapter IX akibat beban sustain, occasional (gelombang/arus), operation dan expansion. Menganalisa getaran yang terjadi pada sistem perpipaan denga ROTASI Vol. 18, No. 3, Juli 2016: 93 100 93

menggunakan CAESAR II kemudian menganalisa tegangan akibat beban fatique pada pipa yang terhubung dengan hose dan menganalisa umur pakai sistem perpipaan bawah laut. 2. PEMODELAN SISTEM PERPIPAAN 2.1 DIAGRAM ALIR Mulai Deskripsi sistem perpipaan bawah laut Deskripsi karakteristik gelombang dan arus laut Pembuatan layout jalur sistem perpipaan bawah laut Penentuan dimensi sistem perpipaan Pemodelan sistem perpipaan bawah laut dengan PDMS Pemodelan dan analisis sistem perpipaan dengan Caesar II Analisis beban fatigue sistem perpipaan Max Stress < Allowable Stress Tidak Ya Pengambilan data Selesai Gambar 1. Diagram Alir Penelitian Tahapan awal untuk melakukan penelitian ini adalah mencari data lapangan yang akan dijadikan parameter masukan pada software Caesar II. Setelah data terkumpul, kemudian peneliti membuat desain keseluruhan menggunakan software Plant Design Management System (PDMS). Hasil isometrik dari PDMS tersebut kemudian dimodelkan dalam software Caesar II untuk dianalisa tegangan output dari sistem perpipaan ini [7]. 2.2 Pemodelan Plant Design Management System (PDMS) Gambar 2. Jalur sistem perpipaan dari onshore menuju offshore 94 ROTASI Vol. 18, No. 3, Juli 2016: 93 100

Gambar 3. Jalur sistem perpipaan, pompa dan valve Keterangan: 1. Tangki Storage 7. Pompa 2. Tangki Loading 8. Check Valve 3. Jalur Perbatasan Onshore-Offshore 9. Gate Valve 4. Buried Pipeline 10. Jalur Pipa Onshore To Offshore 5. UnBuried Pipeline 11. Jalur Pipa Offshore To Onshore 6. Flexible Hose Dalam proses simulasi di software Caesar II, sistem perpipaan akan diberikan berbagai variasi pembebanan yang meliputi: a. Pembebanan sustain dimana memperhitungkan beban yang dihasilkan dari berat pipa dam tekanan internal dari pipa. Gambar 4. Skematik pembebanan sustain b. Pembebanan operation perlu diperhatikan karena pembebanan ini merupakan pembebanan sesungguhnya saat sistem perpipaan tersebut beroperasi. Kombinasi dari pembebanan ini karena berat, temperatur, tekanan internal, dan gelombang serta arus laut. Gambar 5. Skematik pembebanan Operation c. Pembebanan expansion dimana analisisnya memperhitungkan beban yang dihasilkan dari temperatur sehingga menimbulkan tegangan karena perpindahan dari bagian pipa. Gambar 6. Skematik pembebanan expansion ROTASI Vol. 18, No. 3, Juli 2016: 93 100 95

d. Pembebanan occasional dimana analisisnya memperhitungkan beban yang dihasilkan dari berat pipa, tekanan internal dan gelombang serta arus laut [8]. Gambar 7. Skematik pembebanan occasional 2.3 FATIGUE LIFETIME SISTEM PERPIPAAN Software Caesar menampilkan tegangan tertinggi dan terendah yang terjadi pada sistem perpipaan ini. Hasilnya tegangan tertinggi berada pada pembebanan operasi karena adanya gelombang dan arus laut. Tegangan akibat gelombang ini akan menyebabkan fenomena fatigue pada sistem perpipaan. Oleh karena itu, dari tegangan tertinggi yang muncul dapat dihitung siklus kegagalan akibat fatigue pada sistem perpipaan ini. Perhitungan didasarkan pada kurva S-N menggunakan persamaan Goodman sebagai berikut [9]: (1) (2) Endurance limit (3) Alternating Stress (4) Mean stress (5) Perhitungan tegangan siklik (S N ) persamaan Goodman: (6) 3. HASIL DAN PEMBAHASAN Analisa sistem perpipaan dianalisa menggunakan standar ASME B31.4 chapter IX yang berfokus pada sistem perpipaan bawah laut. Sistem perpipaan bawah laut ini akan diberikan beban sustain, occasional, expansion dan operation. Hasil dari keempat pembebanan tersebut dijelaskan pada subbab di bawah ini: 3.1 Pembebanan Sustain Pembebanan sustain pada jalur perpipaan bawah laut ini didapatkan nilai tegangan tertinggi sebesar 36,870.10 lb/sq.in (254,210.4 KPa). Nilai tegangan ini masih dalam kondisi aman karena tidak melebihi tegangan yang diijinkan sebesar 58500 lb./sq.in (403,343.3 KPa). Hasil perbandingan antara tegangan tertinggi dan tegangan yang diijinkan didapatkan rasio sebesar 63.02%. Hasil intensitas tegangannya sebesar 37,114.80 lb./sq.in (255,897.53 KPa). 96 ROTASI Vol. 18, No. 3, Juli 2016: 93 100

Gambar 8. Hasil Analisis Tegangan Sustain pada Jalur Perpipaan Bawah Laut dengan Caesar II 3.2 Pembebanan Operation Pembebanan operation pada jalur perpipaan bawah laut ini didapatkan nilai tegangan tertinggi sebesar 53,568.90 lb/sq.in (369,344.56 KPa) dan pembebenan operasi akibat pengaruh dari gelombang dan arus didapatkan nilai tegangan tertinggi sebesar 55,058.60 lb/sq.in (379,615.68 KPa). Nilai tegangan ini masih dalam kondisi aman karena tidak melebihi tegangan yang diijinkan sebesar 58,500 lb./sq.in (403,343,3 KPa). Hasil perbandingan antara tegangan tertinggi dan tegangan yang diijinkan didapatkan rasio sebesar 94.10%. Hasil intensitas tegangannya sebesar 55,058.60 lb./sq.in (379,615.68 KPa). Gambar 9. Hasil Analisis Tegangan Operation Jalur Perpiaan dengan Caesar II 3.3 Pembebanan expansion Pembebanan expansion pada jalur perpipaan bawah laut ini didapatkan nilai tegangan tertinggi sebesar 30,001.80 lb/sq.in (206,855.12 KPa). Nilai tegangan ini masih dalam kondisi aman karena tidak melebihi tegangan yang diijinkan sebesar 58,500 lb./sq.in (403,343,30 KPa). Hasil perbandingan antara tegangan tertinggi dan tegangan yang diijinkan didapatkan rasio sebesar 51.28 %. Hasil intensitas tegangannya sebesar 30,008.20 lb/sq.in (206,899.25 KPa). Gambar 10. Hasil Analisis Tegangan Expansion jalur Perpipaan dengan Caesar II 3.4 Pembebanan Occasional Pembebanan occasional pada jalur perpipaan bawah laut ini didapatkan nilai tegangan tertinggi sebesar 45,139.80 lb/sq.in (311,227.96 KPa). Nilai tegangan ini masih dalam kondisi aman karena tidak melebihi tegangan yang diijinkan sebesar 58,500 lb./sq.in (403,343,30 KPa). Hasil perbandingan antara tegangan tertinggi dan tegangan yang diijinkan didapatkan rasio sebesar 77.16 %. Hasil intensitas tegangannya sebesar 45,365.10 lb./sq.in (312,781.35 KPa). ROTASI Vol. 18, No. 3, Juli 2016: 93 100 97

Gambar 11. Hasil Analisis Tegangan Occasional Jalur Perpipaan pada Caesar II 3.5 Tegangan pada Sambungan Hose Dan Pipa Pada sistem perpipaan bawah laut ini terdapat Hose (selang) yang menghubungkan masing-masing jalur perpipaan menuju SPM. Hose ini mengalami eksitasi gaya akibat gelombang laut dan mengakibatkan beban fatique pada pipa yang terhubung langsung dengan hose. Beban fatique ini bisa perlu dipertimbangkan karena memungkinkan terjadinya kegagalan pada pipa. Berikut ini adalah tegangan yang muncul pada titik dimana pipa terhubung langsung dengan Hose tersebut. Gambar 12. Sambungan Hose Dan Pipa pada Jalur Perpipaan Bawah Laut Tabel 1. Tegangan Akibat Beban Fatigue pada Jalur Perpipaan Bawah Laut Jalur Node Tegangan Tegangan Rasio (%) (KPa) ijin (KPa) Onshore to offshore 1460 40,186.80 12.50 1470 56,497.02 17.50 Offshore to onshore 1490 40,186.80 322,674,64 12.50 1500 56,497.02 17.50 3.6 Penentuan Lifetime Sistem Perpipaan Software Caesar menampilkan tegangan tertinggi dan terendah yang terjadi pada sistem perpipaan ini. Hasilnya tegangan tertinggi berada pada pembebanan operasi karena adanya gelombang dan arus laut [10]. Tegangan akibat gelombang ini akan menyebabkan fenomena fatigue pada sistem perpipaan. Tegangan ini perlu diperhatikan untuk mencegah terjadinya kegagalan yang dapat mempengaruhi struktur sistem perpipaan bawah laut ini akibat beban dari arus dan gelombang yang mengenai struktur perpipaan. Oleh karena itu, dari tegangan tertinggi yang muncul dapat dihitung siklus kegagalan akibat fatigue pada sistem perpipaan ini. Perhitungan didasarkan pada kurva S-N yang terlah dijelaskan pada bab sebelumnya. Dengan menggunakan persamaan Goodman maka akan didapatkan hasil perhitungan sebagai berikut: Tabel 2. Perhitungan Endurance limit, Alternating Stress, dan Mean stress. σ No. max S1000 Endurance limit Alternating Stress Mean stress σ (MPa) min (MPa) (MPa) (MPa) (MPa) (MPa) 1 569 0 581 323 284.5 284.5 98 ROTASI Vol. 18, No. 3, Juli 2016: 93 100

Perhitungan tegangan siklik persamaan Goodman: Tabel 3. Perhitungan Tegangan Siklik No. Alternating Stress (MPa) Mean stress (MPa) S N (MPa) 1 284.5 284.5 475 Plot Menggunakan diagram Goodman: Gambar 13. Diagram Goodman Jika diplot pada diagram S-N : Gambar 14. Diagram S-N [5] Dari hasil plot diagram S-N di atas didapatkan bahwa tegangan siklik yang terjadi di atas endurance limit sistem perpipaan dan jumlah siklusnya berada di antara 10 3-10 6 siklus. Oleh karena itu untuk menentukan fatigue cycle secara spesifik digunakan persamaan S-N sebagai berikut: Tabel 4. Perhitungan Persanaan S-N No. S N (MPa) S u (MPa) N (Siklus) 1 475 645 10,667 Dari hasil perhitungan didapatkan jumlah siklus sebesar 10,667 siklus sebelum terjadinya fatigue. Dalam prosesnya, waktu bongkar muat kapal tanker dilakukan seminggu satu kali dan waktu total pompa melakukan on/off sebesar 1-2 detik dengan frekuensi node pertama, yaitu 4.7 Hz. Oleh karena itu, lifetime dari sistem perpipaan ini, yaitu dapat dioperasikan selama 22 tahun. 4. KESIMPULAN Hasil analisis menggunakan Caesar II didapat tegangan maksimum pada sistem perpipaan bawah laut pada ketiga jalur masih dalam kondisi aman karena besarnya tidak melebihi batas tegangan ijin. Hasil tegangan tertinggi terdapat pada Tee dengan besar 379,615.68 KPa dan intensitas tegangan tertingginya 379,615.68 KPa. Ini terjadi pada ROTASI Vol. 18, No. 3, Juli 2016: 93 100 99

pembebanan operation akibat berat, tekanan, temperatur pipa dan gelombang/arus. Tegangan tertinggi akibat beban fatique pada pipa yang tersambung langsung dengan Hose terletak pada jalur perpipaan sebesar 56,497.02 KPa. Tegangan ini masih dalam kondisi aman karena besarnya masih di bawah tegangan ijin dengan rasio 17.5%. Jumlah siklus yang mungkin terjadi sebelum terjadinya fatigue sebesar 10,667 siklus dan dengan waktu bongkar muat kapal tanker seminggu satu kali, maka didapatkan lifetime sistem perpipaan 22 tahun. DAFTAR PUSTAKA [1] Akbar, C.N., 2014, Analisa Sistem Perpipaan Dari Gas Scrubber Menuju Condensate Flash Drum Di Onshore Receiving Facility PT. Pertamina Hulu Energi west Madura Offshore, Analisa Sistem Perpipaan Dari Gas Scrubber, 1:2-4. [2] Armansyah, 2009, Analisis Tegangan Pada Jalur Pipa Propylene Akibat Pembebanan Ekspansi, Analisis Tegangan Pada Jalur Pipa Propylene, 1:1-5. [3] Guo, B. et al., 2005, Offshore Pipeline, Oxford - UK: Gulf Proffesional Publishing. [4] Hakim, A.L., 2011, Perancangan Pipa Bawah Laut. [5] Harsokoesoemo, H.D., 2004. Pengantar Perancangan Teknik, Bandung: ITB. [6] Kannappan, S., 1986. Introduction to Pipe Stress Analysis, John Wiley & Sons. [7] Peng, L.C., and Peng, T. L., 2009, Pipe Stress Engineering, American Society of Mechanical Engineers, New York. [8] Veritas, D.N., 2012, DNV-OS-F101: Submarine Pipeline Systems, Det Norske Veritas, Oslo. [9] Veritas, D.N., 1981, Rules For Submarine Pipeline Systems 1981, Det Norske Veritas, Oslo. [10] Onate, E., 2009, Structural Analysis with the Finite Element Method Linear Static, Structural Analysis with the Finite Element Springer, Barcelona. 100 ROTASI Vol. 18, No. 3, Juli 2016: 93 100