Presentasi Ujian Tugas Akhir Optimasi Konfigurasi Sudut Stinger dan Jarak antara Lay Barge dan Exit Point pada Instalasi Horizontal Directional Drilling Oleh : Triestya Febri Andini 4306100061 Dosen Pembimbing : 1. Prof. Ir. Daniel M.Rosyid, Ph.D 2. Ir.Joswan J.Soedjono, M.Sc
Latar Belakang 1. Horizontal directional drilling muncul sebagai pilihan metode crossing trenchless method 2. Metode ini dipilih karena pada lokasi telah terpasang pipeline
X1
DATA PIPA
DATA BARGE DATA LINGKUNGAN
Berdasarkan data pipa, gambar,dan data berikut : 1.Parameter yang digunakan, yaitu: - Gelombang - Kedalaman laut 2. Variabel perancangan yang digunakan adalah : X 1 = Jarak antara laybarge dengan exit point X 2 = Sudut stinger 3.Kendala kendala, sebagai berikut : Minimum panjang stinger = 25 meter Von misses 432 Mpa Tension 2041 Ton 4. Dan objective functionnya adalah : meminimumkan bending stress.
Perumusan Masalah 1. Berapakah jarak optimal antara lay barge dengan exit point? 2. Bagaimanakah pengaruh konfigurasi stinger terhadap tegangan bending pada pipa saat proses instalasi? 3. Berapakah besar gaya pullback (pullback force) yang dibutuhkan pipa saat proses pullback?
Tujuan 1. Menganalisa jarak antara lay barge dengan exit point sehingga dapat meminimalisasi tegangan yang terjadi serta mengurangi efek bending pada pipa. 2. Menganalisa adanya pengaruh konfigurasi stinger pada tegangan bending pipa saat proses instalasi. 3. Mengetahui besar gaya pull back (pull back force) yang dibutuhkan pipa di darat untuk menarik pipa pada yang berasal dari lay barge.
Manfaat Mengetahui optimasi jarak dan pengaruh sudut stinger sehingga saat instalasi berlangsung tidak terjadi kegagalan ekstrim pada pipa. Juga untuk mengetahui besar pullback force yang dibutuhkan pipa.
Batasan Masalah 1. Instalasi pipa Horizontal Directional Drilling ini merupakan instalasi pipa shore crossing. 2. Instalasi pipa dilakukan pada keadaan shallow water. 3. Analisa tidak termasuk biaya (cost) optimum saat instalasi. 4. Pipa yang digunakan dalam instalasi ini adalah pipa baja.
Metodologi Penelitian Secara umum sistematika pengerjaan tugas akhir :
A Output variasi jarak antara Lay barge dan exit point Output pull back force Permodelan instalasi pipeline dengan menggunakan software Offpipe Running permodelan menggunakan software Offpipe Output variasi sudut stinger Menentukan persamaan optimasi Constrain Verifikasi (Cek Constrain) Kesimpulan
Pembahasan :.1. Following seas (μ= 0 ) dan head seas (μ=180 ) RAO heading 0 1,2 1 Amplitudo (m/m) 0,8 0,6 0,4 0,2 surge heave sway 0 0 0,5 1 1,5 2 2,5 Frequency (rad/sec) 3 2,5 RAO heading 0 Amplitudo (deg/m) 2 1,5 1 0,5 roll pitch yaw 0-0,5 0 0,5 1 1,5 2 2,5 Frequency (rad/sec)
1,2 RAO heading 180 1 Amplitudo (m/m) 0,8 0,6 0,4 surge sway heave 0,2 0 0 0,5 1 1,5 2 2,5 Frequency (rad/sec) 3 RAO heading 180 2,5 Amplitudo (deg/m) 2 1,5 1 0,5 roll pitch yaw 0-0,5 0 0,5 1 1,5 2 2,5 Frequency (rad/sec)
2. Beam seas (μ= 90 ) 1,4 1,2 1 RAO heading 90 0,8 Amplitudo (m/m) 0,6 0,4 surge sway heave 0,2 0 0 0,5 1 1,5 2 2,5 Frequency (rad/sec) 12 RAO heading 90 10 8 Amplitudo (deg/m) 6 4 2 roll pitch yaw 0 Frequency (rad/sec) 0 0,5 1 1,5 2 2,5
3. Quartering seas (μ= 45 dan 135 ) 1,2 RAO heading 45 1 0,8 Amplitudo (m/m) 0,6 0,4 surge sway heave 0,2 0 0 0,5 1 1,5 2 2,5 Frequency (rad/sec) 3,5 3 RAO heading 45 Amplitudo (deg/m) 2,5 2 1,5 1 0,5 roll pitch yaw 0 0 0,5 1 1,5 2 2,5 Frequency (rad/sec)
1,2 RAO heading 135 1 Amplitudo (m/m) 0,8 0,6 0,4 surge sway heave 0,2 0 0 0,5 1 1,5 2 2,5 Frequency (rad/sec) 3,5 RAO heading 135 3 2,5 Amplitudo (deg/m) 2 1,5 1 0,5 roll pitch yaw 0 0 0,5 1 1,5 2 2,5 Frequency (rad/sec)
Analisa menggunakan software orcaflex Von misses dengan variasi jarak antara laybarge dan exit point, dan variasi sudut stinger Sudut Jarak 4 derajat 6 derajat 8 derajat 10 derajat 12 derajat 80 meter 438 MPa 427 Mpa 424 Mpa 420 Mpa 418 Mpa 100 meter 392 Mpa 383 Mpa 380 Mpa 377 Mpa 372 Mpa 120 meter 351 Mpa 347 Mpa 341 Mpa 338 Mpa 330 Mpa 140 meter 309 Mpa 303 Mpa 297 Mpa 295 Mpa 290 Mpa 160 meter 264 Mpa 259 Mpa 253 Mpa 252 Mpa 249 Mpa
Grafik Von Misses dengan variasi jarak antara laybarge dan exit point, dan variasi sudut stinger. Grafik Von Misses dengan variasi jarak antara laybarge dan exit point, dan variasi sudut stinger.
Tension dengan variasi jarak antara laybarge dan exit point, dan variasi sudut stinger Sudut Jarak 4 derajat 6 derajat 8 derajat 10 derajat 12 derajat 80 meter 713 KN 1216 KN 1490 KN 1621 KN 1746 KN 100 meter 725 KN 1361 KN 1672 KN 1877 KN 1945 KN 120 meter 830 KN 1437 KN 1886 KN 2123 KN 2234 KN 140 meter 935 KN 1556 KN 1961 KN 2238 KN 2315 KN 160 meter 1218 KN 1641 KN 2041 KN 2311 KN 2404 KN
Bending stress dengan variasi jarak antara laybarge dan exit point, dan variasi sudut stinger Sudut 4 deg 6 deg 8 deg 10 deg 12 deg Jarak 80 meter 345 MPa 339 MPa 329 MPa 306 MPa 282 MPa 100 meter 318 MPa 311 MPa 301 MPa 289 MPa 275 MPa 120 meter 294 MPa 289 MPa 283 MPa 276 MPa 263 MPa 140 meter 281 MPa 279 MPa 273 MPa 267 MPa 255 MPa 160 meter 272 MPa 266 MPa 263 MPa 257 MPa 248 MPa
Pulling force dengan variasi jarak antara laybarge dan exit point Jarak antara Laybarge dan Exit Point (meter) Pulling Force (kn) 80 495.48 100 619.35 120 743.22 140 867.09 160 990.96
Analisa menggunakan software offpipe Von misses dengan variasi jarak antara laybarge dan exit point, dan variasi sudut stinger Sudut 4 deg 6 deg 8 deg 10 deg 12 deg Jarak 80 meter 283 MPa 286 MPa 302 MPa 314 MPa 328 MPa 100 meter 275 MPa 263 MPa 288 MPa 311 MPa 324 MPa 120 meter 255 MPa 261 MPa 284 MPa 307 MPa 321 MPa 140 meter 253 MPa 258 MPa 276 MPa 298 MPa 315 MPa 160 meter 239 MPa 252 MPa 270 MPa 283 MPa 302 MPa
Tension dengan variasi jarak antara laybarge dan exit point, dan variasi sudut stinger Sudut 4 deg 6 deg 8 deg 10 deg 12 deg Jarak 80 meter 238 kn 254 kn 270 kn 291 kn 316 kn 100 meter 259 kn 276 kn 291 kn 308 kn 326 kn 120 meter 274 kn 290 kn 308 kn 320 kn 337 kn 140 meter 277 kn 304 kn 323 kn 336 kn 344 kn 160 meter 288 kn 345 kn 386 kn 423 kn 442 kn
Bending stress dengan variasi jarak antara laybarge dan exit point, dan variasi sudut stinger Sudut 4 deg 6 deg 8 deg 10 deg 12 deg Jarak 80 meter 284 MPa 281 MPa 276 MPa 266 MPa 246 MPa 100 meter 272 MPa 265 MPa 256 MPa 246 MPa 233 MPa 120 meter 259 MPa 248 MPa 242 MPa 235 MPa 228 MPa 140 meter 247 MPa 239 MPa 233 MPa 230 MPa 226 MPa 160 meter 240 MPa 232 MPa 225 MPa 221 MPa 219 MPa
Optimasi Design
Persamaan von misses adalah g 1 (x) = 0,001X 22-0,375X 1 + 23 432 Mpa. Persamaan tension adalah g 1 (x) = 0,001X 22-0,375X 1 + 36 2041 Ton. Pada kurva diatas terdapat constrain yaitu von misses dan tension dimana didapatkan titik optimumnya pada jarak 140 meter dan sudut 8,1 derajat.
Kesimpulan : Kesimpulan yang dapat diambil dari tugas akhir ini, antara lain : 1. Pada variasi jarak antara laybarge dan exit point didapatkan hasil bahwa pada titik optimum pada jarak 140 meter dan sudut 8,1 derajat. 2. Pada variasi sudut stinger didapatkan hasil bahwa semakin besar sudut stinger maka von misses semakin besar. Semakin besar sudut stinger juga mempengaruhi tension menjadi semakin besar. Namun, semakin besar sudut stinger bending stress yang terjadi semakin kecil. 3. Pull back force yang dibutuhkan sistem untuk menarik pipa adalah
Saran : 1. Perlu dilakukan penelitian adanya kecepatan (velocity) yang dibutuhkan winch untuk menarik pipa. 2. Perlu dilakukan analisa fatigue life sebagai pertimbangan beban gelombang yang mengenai pipeline tersebut. 3. Perlu dilakukan analisa lebih lanjut tentang adanya pengaruh akibat adanya variasi panjang stinger.
Sekian Terima Kasih
Panjang Stinger Von misses Tension Bending stress 25 meter 366 Mpa 213 kn 324 kn/m 2 30 meter 392 Mpa 231 kn 337 kn/m 2 35 meter 411 Mpa 253 kn 348 kn/m 2