PENDAHULUAN Korosi yang menyerang sebuah pipa akan berbeda kedalaman dan ukurannya Jarak antara korosi satu dengan yang lain juga akan mempengaruhi kondisi pipa. Dibutuhkan analisa lebih lanjut mengenai interaksi antar korosi dan pengaruhnya terhadap tegangan pada pipa.
PENDAHULUAN PERUMUSAN MASALAH Bagaimana pengaruh interaksi antar korosi terhadap tegangan pada pipa? Berapa jarak agar tidak terjadi interaksi tegangan antar korosi yang berbentuk limas persegi pada arah longitudinal dan circumfarential pipa? Berapa jarak agar tidak terjadi interaksi tegangan antar korosi yang berbentuk limas persegi pada arah longitudinal dan circumfarential pipa?
PENDAHULUAN TUJUAN Mengetahui pengaruh interaksi antar korosi terhadap tegangan pada pipa. Mengetahui jarak agar tidak terjadi interaksi tegangan antar korosi yang berbentuk limas persegi pada arah longitudinal dan circumfarential pipa. Mengetahui jarak agar tidak terjadi interaksi tegangan antar korosi yang berbentuk limas persegi pada arah longitudinal dan circumfarential pipa.
PENDAHULUAN MANFAAT Dapat mengetahui pengaruh interaksi antar korosi terhadap tegangan pada pipa. Dapat mengetahui jarak agar tidak terjadi interaksi tegangan antar korosi yang berbentuk limas persegi pada arah longitudinal dan circumfarential pipa. Dapat mengetahui jarak agar tidak terjadi interaksi tegangan antar korosi yang berbentuk limas persegi pada arah longitudinal dan circumfarential pipa.
PENDAHULUAN BATASAN MASALAH Korosi diasumsikan berbentuk limas dengan permukaan berbentuk persegi dan persegi panjang. Variasi yang digunakan dalam Tugas Akhir ini adalah variasi jarak antar korosi, dimensi (ukuran) korosi dan kedalaman korosi Variasi jarak antar korosi dimulai dari jarak terdekat sampai tidak terjadi interaksi antar korosi. Variasi kedalaman korosi adalah 20%, 50%, dan 80% dari tebal dinding pipa. Variasi ukuran permukaan korosi adalah perbandingan antara panjang dan lebar permukaan korosi, yaitu 1:1, dan 1:0.5. Sehingga bentuk korosi adalah limas persegi dan limas persegi panjang.
BATASAN MASALAH Lanjutan.. Analisa interaksi antar korosi dilakukan terhadap korosi dengan bentuk, ukuran dan kedalaman yang sama. Jarak antar korosi adalah kearah panjang pipa (longitudinal) dan ke arah lingkaran pipa (circumferential). Korosi diasumsikan sebagai pitting corrosion. Korosi yang ditinjau hanya dari internal corrosion Beban yang bekerja pada pipa adalah beban internal (internal pressure). Beban eksternal tidak diperhitungkan.
METODOLOGI PENELITIAN Mulai Studi literatur dan pengumpulan data Pemodelan tegangan pada pipa Perhitungan manual tegangan von mises Sesuai atau tidak Pemodelan korosi tunggal dan jamak pada pipa
METODOLOGI PENELITIAN A Bentuk limas persegi dengan variasi kedalaman: 20% dari tebal pipa 50%dari tebal pipa 80% dari tebal pipa Bentuk limas persegi panjang dengan variasi kedalaman: 20% dari tebal pipa 50% dari tebal pipa 80% dari tebal pipa Distribusi tegangan von mises: Arah longitudinal Arah circumfarential Analisa dan pemabahasan Selesai
ANALISA DATA & PERHITUNGAN TEGANGAN DATA PIPA Parameter Nilai Satuan Nilai Satua Diameter 12 Inchi 0.305 m Length 12 m 12 m Wall thickness 0.373 Inchi 0.0095 m Corrosion allowance 0.125 inchi 0.003175 m n PERHITUNGAN TEGANGAN Parameter Nilai Satuan Hoop stress 72.10 MPa Longitudinal stress 70.84 MPa Von mises stress 71.45 MPa Material API 5L Grade X52 - API 5L Grade X52 - Pipe type Seamless - Seamless - Product Gas - Gas - SMYS 52000 Psi 3.59E+08 Pa SMTS 66000 Psi 4.55E+08 Pa Modulus young 30000000 psi 2.07E+011 Pa Poisson's ratio 0.3-0.3 - Design pressure 1442 Psi 9.94E+06 Pa MAOP 651 Psi 4.49 Pa Density 61.01 pcf 977.03 Kg/m 3
Tabel 4.1 Data Umum Desain Pipa (Chevron Indonesia Company, 2013) PEMODELAN PIPA DAN KOROSI 1 AREAS TYPE NUM Y Z X JUL 19 2014 03:46:26 Pipa yang dianalisa adalah pipa gas sepanjang 12 m
Tabel 4.1 Data Umum Desain Pipa (Chevron Indonesia Company, 2013) PEMODELAN KOROSI BERBENTUK LIMAS PERSEGI Korosi dimodelkan berbentuk limas pesegi dengan variasi kedalaman 20%, 50%, dan 80% dari tebal pipa
Pemodelan Korosi Berbentuk Limas Persegi Kedalaman 20 % Single Corrosion Grafik meshing sensitivity Distribusi tegangan pada arah longitudinal Kondisi tegangan pada pipa Distribusi tegangan pada arah circumfarential
Pemodelan Korosi Berbentuk Limas Persegi Kedalaman 20 % Double Corrosion (arah longitudinal) dengan Jarak 46.5 mm dengan Jarak 65.50mm dengan Jarak 56.50mm dengan Jarak 77.78mm
Pemodelan Korosi Berbentuk Limas Persegi Kedalaman 20 % Double Corrosion (arah circumfarential) dengan Jarak 37.07 mm dengan Jarak 45.72mm dengan Jarak 45.72mm dengan Jarak 61.87mm
Tabel 4.1 Data Umum Desain Pipa (Chevron Indonesia Company, 2013) Pemodelan Korosi Berbentuk Limas Persegi Kedalaman 20 % Double Corrosion dengan Jarak 77.78 mm (arah longitudinal) dengan Jarak 61.87mm (arah circumfarential)
Pemodelan Korosi Berbentuk Limas Persegi Kedalaman 50 % Single Corrosion Grafik meshing sensitivity Distribusi tegangan pada arah longitudinal Kondisi tegangan pada pipa Distribusi tegangan pada arah circumfarential
Pemodelan Korosi Berbentuk Limas Persegi Kedalaman 50 % Double Corrosion (Arah Longitudinal) dengan Jarak 48.5mm dengan Jarak 88.50 mm dengan Jarak 68.5mm dengan Jarak 110.99 mm
Pemodelan Korosi Berbentuk Limas Persegi Kedalaman 50 % Double Corrosion (Arah Circumfarential) dengan Jarak 37.8 mm dengan Jarak 102.15 mm dengan Jarak 77.8 mm dengan Jarak 113.08 mm
Tabel 4.1 Data Umum Desain Pipa (Chevron Indonesia Company, 2013) Pemodelan Korosi Berbentuk Limas Persegi Kedalaman 50 % Double Corrosion dengan Jarak 110.99 mm (arah longitudinal) dengan Jarak 113.08 mm (arah circumfarential)
Pemodelan Korosi Berbentuk Limas Persegi Kedalaman 80 % Single Corrosion Grafik meshing sensitivity Distribusi tegangan pada arah longitudinal Kondisi tegangan pada pipa Distribusi tegangan pada arah circumfarential
Pemodelan Korosi Berbentuk Limas Persegi Kedalaman 80 % Double Corrosion (Arah Longitudinal) dengan Jarak 58.5 mm dengan Jarak 119.20 mm dengan Jarak 98.5 mm dengan Jarak 129.20 mm
Pemodelan Korosi Berbentuk Limas Persegi Kedalaman 80 % Double Corrosion (Arah Circumfarential) dengan Jarak 47.33 mm dengan Jarak 110.38 mm dengan Jarak 85.5 mm dengan Jarak 114.84 mm
Tabel 4.1 Data Umum Desain Pipa (Chevron Indonesia Company, 2013) Pemodelan Korosi Berbentuk Limas Persegi Kedalaman 80 % Double Corrosion Distribusi tegangan pada arah longitudinal Distribusi tegangan pada arah circumfarential
Pemodelan Korosi Berbentuk Limas Persegi Panjang Kedalaman 20 % Single Corrosion Grafik meshing sensitivity Distribusi tegangan pada arah longitudinal Kondisi tegangan pada pipa Distribusi tegangan pada arah circumfarential
Pemodelan Korosi Berbentuk Limas Persegi Panjang Kedalaman 20 % Double Corrosion (arah longitudinal) dengan Jarak 49.10mm dengan Jarak 68.23mm dengan Jarak 58.62mm dengan Jarak 80 mm
Pemodelan Korosi Berbentuk Limas Persegi Panjang Kedalaman 20 % Double Corrosion (arah circumfarential) dengan Jarak 23.52 mm dengan Jarak 46.72mm dengan Jarak 36.72mm
Tabel 4.1 Data Umum Desain Pipa (Chevron Indonesia Company, 2013) Pemodelan Korosi Berbentuk Limas Persegi Panjang Kedalaman 20 % Double Corrosion dengan Jarak 80 mm (arah longitudinal) dengan Jarak 46.72 mm (arah circumfarential)
Pemodelan Korosi Berbentuk Limas Persegi Panjang Kedalaman 50 % Single Corrosion Grafik meshing sensitivity Distribusi tegangan pada arah longitudinal Kondisi tegangan pada pipa Distribusi tegangan pada arah circumfarential
Pemodelan Korosi Berbentuk Limas Persegi Panjang Kedalaman 50 % Double Corrosion (Arah Longitudinal) dengan Jarak 48.5mm dengan Jarak 106 mm dengan Jarak 68.5mm dengan Jarak 129.98 mm
Pemodelan Korosi Berbentuk Limas Persegi Panjang Kedalaman 50 % Double Corrosion (Arah Circumfarential) dengan Jarak 33.26 mm dengan Jarak 54 mm dengan Jarak 46.62 mm dengan Jarak 61.87 mm
Tabel 4.1 Data Umum Desain Pipa (Chevron Indonesia Company, 2013) Pemodelan Korosi Berbentuk Limas Persegi Panjang Kedalaman 50 % Double Corrosion dengan Jarak 129.98 mm (arah longitudinal) dengan Jarak 61.87 mm (arah circumfarential)
Pemodelan Korosi Berbentuk Limas Persegi Panjang Kedalaman 80 % Single Corrosion Grafik meshing sensitivity Distribusi tegangan pada arah longitudinal Kondisi tegangan pada pipa Distribusi tegangan pada arah circumfarential
Pemodelan Korosi Berbentuk Limas Persegi Panjang Kedalaman 80 % Double Corrosion (Arah Longitudinal) dengan Jarak 40 mm dengan Jarak 130 mm dengan Jarak 100 mm dengan Jarak 137.50 mm
Pemodelan Korosi Berbentuk Limas Persegi Panjang Kedalaman 80 % Double Corrosion (Arah Circumfarential) dengan Jarak 35.26 mm dengan Jarak 55.47 mm dengan Jarak 45.72 mm dengan Jarak 66.43 mm
Tabel 4.1 Data Umum Desain Pipa (Chevron Indonesia Company, 2013) Pemodelan Korosi Berbentuk Limas Persegi Panjang Kedalaman 80 % Double Corrosion Distribusi tegangan pada arah longitudinal Distribusi tegangan pada arah circumfarential
VERIFIKASI DENGAN PERHITUNGAN MANUAL Tegangan (MPa) Bentuk korosi Kedalaman (mm) Perhitungan software Arah longitudinal Arah circumfarential Perhitungan manual Limas persegi Limas persegi panjang 1.9 72.28 72.38 4.75 72.90 72.35 7.6 73.42 72.26 1.9 73.33 73.54 4.75 73.11 73.38 7.6 73.46 73.38 71.45 71.45
KESIMPULAN DAN SARAN KESIMPULAN Dari analisa yang telah dilakukan, dapat disimpulkan: Interaksi antar korosi mengakibatkan tegangan yang terjadi pada pipa menjadi semakin meningkat jika dibandingkan dengan single corrosion. Jarak maksimum antar korosi agar tidak terjadi interaksi berbeda pada setiap ukuran dan kedalaman korosi. Untuk korosi berbentuk limas persegi dengan kedalaman 1.9 mm pada arah longitudinal adalah sejauh 77.78 mm sedangkan pada arah circumferential sejauh 61.87 mm. Untuk kedalaman 4.75 mm pada arah longitudinal sejauh 110.99 mm sedangkan arah circumferential sejauh 113.08 mm. Sedangkan untuk kedalaman 7.6 mm, pada arah longitudinal sejauh 129.20 mm, dan pada arah circumferential sejauh 114.84 mm. Kemudian untuk korosi yang berbentuk limas persegi panjang dengan kedalaman 1.9 mm pada arah longitudinal adalah 80 mm, sedangkan pada arah circumferential adalah 46.52 mm. Untuk kedalaman 4.75 mm pada arah longitudinal adalah sejauh 129.98 mm sedangkan pada arah circumferential adalah sejauh 61.87 mm. Dan untuk kedalaman 7.6 mm pada arah longitudinal adalah sejauh 137.5 mm sedangkan arah circumferential adalah sejauh 72.62 mm.
SARAN Untuk mendapatkan hasil yang lebih sempurna, ada beberapa masukan dan saran yang dapat digunakan dalam penelitian-penelitian selanjutnya, antara lain: Beban yang bekerja pada Tugas Akhir ini berupa internal pressure saja. Untuk penelitian selanjutnya dapat memperhitungkan beban-beban eksternal. Korosi dapat dimodelkan dalam bentuk yang lain. Pada Tugas Akhir ini, analisa interaksi antar korosi dilakukan terhadap korosi dengan ukuran dan kedalaman yang sama. Untuk penelitian selanjutnya dapat memvariasikan ukuran dan kedalaman korosi untuk mendapatkan jarak maksimum antar korosi.
DAFTAR PUSTAKA ASTM section III.2002. Metal Test Methods and Analytical Procedures. New York: ASTM International. ASTM A36.1999. Standart Specification for Carbon Structural Steel. Washington DC : ASTM International. ASTM A709. 2000. Standard Spesification for Carbon and High-Strength Low-Alloy Structural Steel Shapes, Plates, and Bars and Quenched-and-Tempered Alloy Structural Plates for Bridges 1. New York: ASTM International. ASME B31.3 th.1999. Process Piping, American Society for Mechanical Engineering; New York. Azhar, A. F. R,. 2007. Analisa Resiko Offshore Pipeline dengan Menggunakan Metode RBI (Risk Based Inspection). Surabaya: FTK-ITS. Callister, W. D. 2007. Material Science and Engineering An Introduction 7ed, Wiley. Chakrabarti, S. K., 2005, Handbook of Offshore Engineering, Elsevier, Oxford. Chamsudi, Achmad. 2005. Piping Stress Analysis. Badan Tenaga Nuklir Nasional PUSPITEK, Serpong. Christian B, Stahle B, 1998, Simulation of Corrosion Fatigue Crack Growth Under Mixed-mode Loading Diantoro, Lukman Wahyu. 2013. Analisa Pengaruh Korosi Terhadap Kelayakan Pipa Proses pada Well Testing Barge. Surabaya: PPNS-ITS. DnV RP F-101 th 2010, Recommended Practice Corroded pipelines. Det Norske Veritas, Norway Guo, B. 2005. Offshore Pipeline. Elsevier, United States J.P. Kenny & Partner Ltd,. 1993. Structural Analysis of Pipeline Span. HSE Books. USA
DAFTAR PUSTAKA Jones, R.H, 1992, Stress Corrosion Cracking, USA: ASM International. Kannappan Sam, P.E. 1986. Introduction to Pipe Stress Analysis. John Wiley & Sons.Inc., U.S.A. Soegiono, 2007, Pipa Laut. Airlangga University Press, Surabaya. Subiyanto, Nani. 2013. Analisis Kekuatan Sisa Pada Subsea Pipeline Sepinggan Lawe-Lawe Akibat Korosi Pitting Internal dengan Metode Numerik. Surabaya: FTK-ITS. Sukmawan, Ryan H., 2010. Analisa Kekuatan Sisa Pipeline Akibat Internal Corrosion Berbasis Keandalan. Surabaya: FTK-ITS. Supomo, Heri, 2003. Buku Ajar Korosi. Jurusan Teknik Perkapalan FTK ITS Surabaya http://www.chem-is-try.org/materi_kimia/kimia-kesehatan/reaksi-kimia-kimia-kesehatanmateri_kimia/korosi-2/. Diakses pada tanggal 20 Oktober 2013, jam 8.00 WIB.