P3 PIPELINE STRESS ANALYSIS PADA ONSHORE DESIGN JALUR PIPA BARU DARI CENTRAL PROCESSING AREA(CPA) JOB -PPEJ KE PALANG STATION DENGAN PENDEKATAN CAESAR II
P3 PIPELINE STRESS ANALYSIS ON THE ONSHORE DESIGN OF NEW ROUTE PIPE FROM CENTRAL PROCESSING AREA(CPA) JOB-PPEJ TUBAN TO PALANG STATION BY USING CAESAR II
Drawing 37 KM CPA-Palang Pipeline 10 JOB Pertamina-Petrochina East Java
OUTLINE PENDAHULUAN Latar belakang Perumusan masalah Batasan Masalah Tujuan Manfaat Penulisan METODE PENELITIAN ANALISA DATA Data Pipeline Pemodelan system Perhitungan stress KESIMPULAN Daftar Pustaka
Latar belakang Adanya peningkatan produksi minyak oleh JOB PERTAMINA-PETROCHINA EAST JAVA mencapai 42.000 barrel per hari Pipeline merupakan alat transportasi minyak dan gas yang aman dan ekonomis Pipeline merupakan salah satu cara mentransportasikan fluida karena pengoperasiannya mudah dan lebih optimal Pengoperasian pipeline mengakibatkan timbul tegangan (stress)
PERUMUSAN MASALAH Beberapa permasalahan tersebut adalah sebagai berikut : Bagaimana pengaruh gaya-gaya yang ditimbulkan terhadap kondisi pipeline system Bagaimana tegangan pada pipa 10 inch pada jalur CPA ke Palang Bagaimana penentuan support system sesuai untuk design pipeline system.
BATASAN MASALAH Objek yang dikaji terbatas pada analisa tegangan pada jalur pipa minyak bumi CPA-palang Tidak membahas korosi pipa dan sistem proteksi terhadap korosi Tidak membahas proses instalasi pipeline. Tidak membahas analisa keandalan pipa.
Tujuan Menganalisa stress pada pipeline system Mendapatkan nilai maximum allowable stress pada underground pipeline CPA ke palang Menjaminkeselamatan sistemperpipaan termasuk semua komponennya Menjamin keselamatan sistem peralatan yang berhubungan lansungdengansistem perpipaandan struktur pendukung sistem tersebut.
Manfaat Penulisan Optimalisasi dari design onshore pipeline system Untuk mengetahui kesesuaian stress analysis dengan Code ASME B31.4 yang digunakan. Menjamin keselamatan jalur pipa termasuk semua komponennya.
Metodologi
Pipeline Overall Route
Data material pipa Design Standard Code ASME B31.4 Outside Diameter Pressure Rating / Class Fluid Service specific gravity Corrosion Allowance Design Temperature Design Pressure Joint Efficiency 10 inch 600 # ANSI One Phase 38 api 0.125 inch 250 0 Fs 665 psi 1 (Seamless) Temperature derating factor 1 (for Temperature < 250 F) Design Safety Factor 0.3 Pipeline Material & Specified Minimum Yield Strength (SMYS) API 5L Gr.B Modulus elastisitas pipa 35,000 psi 29.5 x 10 6 psi 12
Analisa Data dan Pembahasan Data Lingkungan Data yang digunakan dalam Tugas Akhir ini adalah data pipeline milik JOB-PPEJ Tuban, Jawa Timur
input data sebagai variable acak Pressure psi 300 Temperature F 230 Tebal pipa 0.625 665 250 0.656 1300 375 0.688
Penentuan Panjang Virtual anchor/ point of no movement Berat total W total = Wc + W fluida + W Pipa = 2221.628 lb/ft Gaya tahanan tanah F tahanan = μw total = 0.4 x 2221.628 = 666.488 Tegangan longitudinal akibat tempratur : S L = Eα (T 2 T 1 ) - ύ S H S L = 24414.85 psi Gaya ekspansi akibat tempratur : F termal = S L x A pipa, A pipa = 410169.51 lb Jadi Panjang virtual Angkor untuk pipa 10 in adalah : L = F Thermal/ F Tahanan ( 210 meter )
Pemodelan pipa dibawah tanah (Burried pipe))
Hasil Running model
Tegangan gabungan yang terjadi akibat internal pressure, temperature pada pig launcher
Grafik pengaruh pressure dan temperature terhadap tegangan gabungan pada pig launcher
Tegangan gabungan yang terjadi akibat internal pressure, temperature pada BV 1 Burried Depth to Top of pipe (d) meter Pressure (P 1) Desain psi Pressure (P 2) operasi psi Temperature (T 1) desain F Temperature (T 2) operasi F Combined Stress psi Maximum Allowable Stress psi Status 300 230 13483 31500 ok 2 665 665 250 250 17403.1 31500 ok 1300 375 31800.2 31500 overstress
Grafik pengaruh pressure dan temperature terhadap tegangan gabungan pada BV 1
Tegangan gabungan yang terjadi akibat internal pressure, temperature pada BV 2
Grafik pengaruh pressure dan temperature terhadap tegangan gabungan pada BV 2
Tegangan gabungan yang terjadi akibat internal pressure, temperature pada BV 3
Grafik pengaruh pressure dan temperature terhadap tegangan gabungan pada BV 3
Tegangan gabungan yang terjadi akibat internal pressure, temperature pada BV 4
Grafik pengaruh pressure dan temperature terhadap tegangan gabungan pada BV 4
Tegangan gabungan yang terjadi akibat internal pressure, temperature pada Pig Launcher
Grafik pengaruh pressure dan temperature terhadap tegangan gabungan pada Pig launcher
Kesimpulan 1. Tegangan pada pipa akan meningkat jika variabel input pressure dan temperature yang dimasukan semakin besar. 2. Pada saat dilakukan pemodelan dengan kondisi pressure operasi sebesar 665 psi, nilai tegangan pipa masih aman karena karena nilai tegangan 31.500 sehingga tidak ada yang mengalami overstress. 3. Hasil dari tegangan gabungan saat pressure 1300 psi, maka didapatkan nilai sebagai berikut : Pig Launncher : 32.115,1 psi (Stress check failed) BlockValve 1 : 31.800,2 psi (Stress check failed) BlockValve 2 : 30.365,3 psi (Stress check passed) BlockValve 3 : 29.432,2 psi (Stress check passed) BlockValve 4 : 30.411,5 psi (Stress check passed) Pig receiver : 21.424,5 psi (Stress check passed) Pada Pig launcher dan Block valve 1 mengalami overstress karena nilai tegangan 31.500 psi, sehingga desain pipa tidak aman digunakan, sehingga harus didesain ulang jenis support yang digunakan pada pipa. 4. Pipa yang mengalami failed/overstress terjadi pada pemodelan pipa ketika input pressure yang dimasukan sebesar 1300 psi.
DAFTAR PUSTAKA 1.. 1. American Petroleum Institute, (2000), API Spec 5L: Specification For Line Pipe 42 nd Edition. 2. ASCE 2001 Guidelines for Design of Buried Steel Pipe. 3. ASME B31.4 Code. 2000. Oil Transmission and Distribution piping System. USA: New York. 4. Bai, Y. 2001. Pipeline and Riser. Elsevier Ocean Engneering Book 5. Bani,Yoseph.2008. Analisis Tegangan Sistem Perpipaan Utama pada Stasiun Kompresor Gas. Tugas Akhir Jurusan Teknik Mesin 6. COADE Engineering Software, 2005, Caesar 5.1 Aplication Guide, Houston. 7. COADE Engineering Software, 2005, Caesar 5.1 Technical Reference Manual, Houston. 8. COADE Engineering Software, 2005, Caesar 5.1 Quick Reference Guide, Houston 9. DNV OS-F101 Submarine Pipeline System, 2007. Det Norske Veritas, Norway 10. E.W.McAllister, Pipeline Rules of Thumb HandBook, Gulf Professional Publishing, 1998. 11. JOB Pertamina-Petrochina East Java. 2004. Sukowati-Mudi Pipeline Project. Tuban 12. JOB Pertamina-Petrochina East Java. 2005. Soil Investigation for Thermal Expansion Stress Analysis of Pipeline at Sukowati-Mudi, Tuban. East Java 13. Kannappan,Sam.1985. Introduction to Pipe Stress Analysis Tennese : A Wiley-Interscience Publication 14. KepMentamben 1997 Keselamatan kerja pada pipa penyalur minyak dan gas bumi. 15. Liu, H. 2005. Pipeline Engineering. Boca Raton: Lewis Publishers CRC Press Company 16. Migas-Indonesia Online. http://www.migas-indonesia.com. 3 Februari 2010 17. Soegiono, (2007), Pipa Laut, Surabaya : Airlangga University Press.
SEKIAN dan Terima Kasih