Analisa Resiko Penggelaran Pipa Penyalur Bawah Laut Ø 6 inch Oleh : NOURMALITA AFIFAH 4306 100 068 Dosen Pembimbing : Ir. Jusuf Sutomo, M.Sc Prof. Ir. Daniel M. Rosyid, Ph.D
Agenda Presentasi : Latar Belakang Tujuan Penelitian Batasan Masalah Metodologi Penelitian Pembahasan & penarikan kesimpulan
Latar Belakang Dalam Instalasi pipa bawah laut memerlukan perhatian dan analisa agar nilai tegangan pada daerah over bend dan juga sag bend tidak terlalu besar untuk menghindari terjadinya buckle pada pipa.
Lanjutan latar belakang Pada PT. PERTAMINA EP Region Jawa yang melakukan penggelaran pipa dengan melaksanakan pekerjaan Pemasangan Pipa Minyak Bawah Laut (Subsea Pipeline) Ø 6, akan dilakukan analisa instalasi tegangan yang terjadi serta kemungkinan resiko yang menjadikan sistem gagal.
.. XB
Gambar pipa mengalami buckling Tipe buckling pada pipa
PIPELINE DATA PIPE PROPERTIES PIPE SPEC API 5L grade B, Sch 80 seamless STEEL MODULUS OF ELASTICITY = 207000 MPA STEEL OUTSIDE DIAMETER = 15.24 CM STEEL WALL THICKNESS = 1.09 CM YIELD STRESS = 241.32 MPA POISSON'S RATIO = 0.3 COEFFICIENT OF THERMAL EXPANSION = 1.17E-05 1/DEG C OPERATIONAL THERMAL = 150 F DESIGN PRESSURE = 1.206 MPA OPERATIONAL PRESSURE = 0.965 MPA PIPE COATING PROPERTIES CORROSION COATING THICKNESS = 0.635 CM CONCRETE COATING THICKNESS = 1.54 CM STEEL WEIGHT DENSITY = 76980 N/M**3 CORROSION COATING WEIGHT DENSITY = 12250 N/M**3 AVERAGE PIPE JOINT LENGTH = 12.19 M
Number Oof Roller on Stinger 3 Rollers Inputan data barge Deskripsi quantity Unit Barge Length (LOA) 62 m Breadth Overall 11 m Depth Overall 3 m Stinger Section 5 Operational Draft 1.99 m Number Of Tensioner 1 unit Maximum Tension Capacity 50 tons Number of Roller on The Barge 8 unit
Tujuan Penelitian mengetahui Tegangan yang terjadi pada pipa selama proses penggelaran. Peluang kegagalan pipa dengan variasi radius kurvatur pipa dan tebal concrete. Resiko proses penggelaran berdasarkan peluang kegagalan. Pengaruh lain dari resiko pada inspeksi hasil las pipa.
Batasan Masalah Lingkungan penelitian : Project PT PERTAMINA. vortex shedding diabaikan. Tidak ada perhitungan perbaikan. Code untuk analisa resiko: DNV RP F107 dan simulasi Monte Carlo. Barge = statis. Tegangan yang dianalisa secara global. Barge yang digunakan : ALPHA DMB 88 Metode S-Lay untuk instalasi
Tabel Variasi radius kurvatur dan tebal concrete. radius kurvatur pipa (m) tebal Concrete (cm) 1 a 1.5 b 100 2 c 2.5 2 a 1.5 b 170 2 c 2.5 case 3 a 1.5 b 250 2 c 2.5 4 a 1.5 b 330 2 c 2.5
Analisa data, hasil dan pembahasan radius kurvatur pipa (m) tebal Concrete (cm) % SMYS % SMYS YANG DIIJINKAN Keteranga 1 a 1.5 100.68 87 overstress b 100 2 94.87 87 overstress c 2.5 92.46 87 overstress 2 a 1.5 89.69 87 overstress b 170 2 88.76 87 overstress case c 2.5 87.96 87 overstress 3 a 1.5 62.66 87 Ok!! b 250 2 61.03 87 Ok!! c 2.5 65.96 87 Ok!! 4 a 1.5 45.65 87 Ok!! b 330 2 46.62 87 Ok!! c 2.5 47.43 87 Ok!! n Analisa statis teganga n pipa
Dari di atas dapat diketahui bahwa semakin tebal concrete yang diberikan maka memperkecil besar % SMYS yang terjadi pada tiap besar radius kurvatur yang ditentukan.
Analisa Keandalan terhadap kriteria kombinasi pembebanan g(x) = 1-2 2 2 2 2 1 P t P P t P M M S S b c d b c d p c d m SC p c d m SC Variable acak : axial tension (Sd), dan momen bending (Md).
Dari minitab tersebut, didapat dengan probability plot koefisien yang sejajar untuk semua variabel Sd terjadi distribusi loglogistik, sedangkan variabel Md terjadi distribusi Smallest Extreme Value.
grafik simulasi nilai peluang kegagalan
Analisa keandalan pipa terhadap overbend strain Persamaan moda kegagalan (MK) : g(x) dengan : = ε cc 1.05 ε mean ε cc = batas regangan yang diijinkan dalam kehancuran beton = 24% D Variable acak : ε axial ( regangan axial)
Variable acak yang digunakan dalam simulasi Monte Carlo adalah Outside Diameter (OD) berdasarkan hasil perhitungan yang dilakukan. Dengan menggunakan MINITAB 14 didapatkan bahwa semua variabel ε axial terjadi distribusi Weibull.
Analisa Resiko > peluang kegagalan overbend strain Kriteria kombinasi pembebanan
> Perkiraan Konsekuensi Konsekuensinya : >> konsekuensi : buckling yang dilihat dari besar % SMYS berdasarkan variasi radius kurvatur dan tebal concrete
Tabel Rangking konsekuensi radius kurvatur (meter) tebal Concrete (cm) σc (MPa) Batas Minimum Kriteria 0.9 SMYS Ranking 1 a 1.5 242.96 58479.22 1 b 100 2 234.94 58479.22 1 c 2.5 236.72 58479.22 1 2 a 1.5 286.37 58479.22 1 b 170 2 279.94 58479.22 1 c 2.5 276.72 58479.22 1 3 a 1.5 213.16 58479.22 1 b 250 2 219.16 58479.22 1 case c 2.5 230.66 58479.22 1 4 a 1.5 159.36 58479.22 1 b 330 2 163.3 58479.22 1 σc = tegangan maksimum c 2.5 166.02 58479.22 1
Matrik Resiko = resiko untuk moda kegagalan kriteria kombinasi pembebenan
Matrik Resiko = resiko untuk moda kegagalan kondisi overbend strain
Kegagalan akibat kelalaian inspeksi las Dalam tugas akhir ini, yang dibahas bentuk kerusakan (cacat) yaiu: crack (retak) dan porositas. Inspeksi hasil las proses penyambungan pipa menggunakan metode NDT Radigraphy test sesuai diameter pipa 6 ich.
Retak dianggap sebagai cacat bila berada salah satu kondisi berikut (API 1104) : a.crack, dari setiap ukuran atau lokasi di lasan bukan crack kawah dangkal atau crack bintang. b.crack yang sering terjadi adalah retak kawah dangkal dengan panjang yang melebihi 5 / 32 in.
cluster porositas (CP) yang umum terjadi dandianggap sebagai cacat harus memenuhi salah satu kondisi berikut: a. diameter cluster melebihi 1 / 2in b. panjang agregat CP dalam setiap cotinous : 1 / 2 in dari panjang lasan melebihi c. pori individual dalam cluster melebihi 1 / 16 in dalam lebar luasan las.
Kesimpulan 1. Persentase tegangan dari variasi radius kurvatur 100 m dan 170 m sebesar 223.14 MPa dan 212.27MPa ( 92.46 % dan 87.96%), dan pipa mengalami buckling. Sedangkan untuk variasi radius kurvatur 250 m dan 330 m adalah sebesar 159 MPa dan 114.46 MPa (65.96 % dan 47.43 %), dan pipa aman terhadap resiko buckling.
2.Peluang kegagalan untuk : Sebab terdapatnya kombinasi pembebanan sebesar 3.8 x 10-5 Sebab terjadinya overbend strains sebesar 6.62 x 10-4
3. Besar tingkat resiko proses penggelaran berdasarkan peluang kegagalan akibat : Terdapatnya kombinasi pembebanan dan Terjadinya overbend strain pada semua radius kurvatur dan tebal concrete dinyatakan dapat diterima pada daerah hijau dengan nilai ranking frekuensi 2 dikalikan nilai konsekuensi 1.
4.Dari analisa diatas, didapatkan bahwa kemungkinan kegagalan akibat kelalaian hasil inspeksi NDT sangat kecil, karena apabila terdapat retak melebihi 5/32 in atau 0.15 in dan banyaknya porositas yang terjadi melebihi 1 / 16 in dalam lebar luasan las oleh NDT maka status reject.
Terima kasih,, (.).