Bab 4 Pemodelan Sistem Perpipaan dan Analisis Tegangan

Bab 4 Pemodelan Sistem Perpipaan dan Analisis Tegangan

Pada bab ini akan dilakukan pemodelan dan analisis tegangan sistem perpipaan pada topside platform. Pemodelan dilakukan berdasarkan gambar isometrik perpipaan seperti telah dijelaskan sebelumnya pada Bab 3. Sedangkan analisis tegangan pipa (pipe stress analysis) dilakukan terhadap beban operational yaitu beban sustain, beban ekspansi termal dan beban kombinasi yang terdiri atas semua beban operasi dan beban akibat subsidence. Stress report AutoPIPE 2004 memperlihatkan nilai tegangan yang terjadi pada seluruh bagian struktur pipa bahkan untuk jalur pipa yang sangat panjang dan rumit sekalipun. Hal yang menguntungkan dari penggunaan program AutoPIPE 2004 adalah proses running (analisis) yang singkat, dan output report berupa kontur tegangan dan list report berupa angka harga tegangan di tiap nodal ditunjukan dengan sangat baik dan detail. 4.1 Pemodelan Sistem Perpipaan pada Topside Platform Pemodelan piping pada topside platform merupakan pemodelan sistem perpipaan yang terdiri dari pipa dan segala elemen yang terpasang seperti katup, flange, gasket, elbow, branch, reducer, tumpuan-tumpuan pipa dan lain-lain. Antara platform satu dan platform lain yang berdekatan dihubungkan oleh piping yang di sebut bridge (jembatan) pipa. Sistem perpipaan pada pangkal bridge merupakan zona kritis terjadinya displacement akibat pembebanan subsidence. Data nilai displacement dari pengukuran langsung maupun dari GPS digunakan untuk melakukan pembebanan pada sepanjang area bridge ini. Hasil pemodelan diharapkan mampu mereprentasikan kondisi aktual beberapa sistem perpipaan di topside platform yang telah dipilih untuk dianalisis. Gambar 4.1 menunjukan gambaran umum kondisi piping pada area bridge yang telah mengalami penurunan akibat subsidence. Melalui gambar tersebut dapat diketahui gambaran umum kondisi pipa pada area bridge.

60

Gambar 4.1 Foto piping pada area bridge(1)

61

4.2 Pembebanan Sistem Perpipaan pada AutoPIPE 2004 Analisis tegangan sistem perpipaan pada topside platform dengan menggunakan software AutoPIPE 2004 mengacu pada Code ASME B31.3. Pada analisis tegangan ini akan didapat harga tegangan aktual dan rasio tegangan yang terjadi pada sistem perpipaan. Rasio tegangan merupakan pembagian antara harga tegangan aktual yang terjadi pada suatu titik di pipa dengan tegangan ijin material pipa sesuai dengan Code ASME B31.3 dan API 5L. Pada AutoPIPE 2004, pembebanan sistem perpipaan akibat beban pada kondisi operasi dan subsidence berdasar pada ASME B31.3 yaitu: •

Expansion Load Case (EXP + Sub) Pembebanan

akibat

fenomena

subsidence

dapat

dilakukan

dengan

mengkombinasikan antara beban akibat ekspansi dan beban displacement aktual yang terjadi pada masing-masing line akibat subsidence di seabed. Beban ekspansi mereprentasikan beban akibat perbedaan temperatur operasi sistem perpipaan dengan temperatur lingkungan sekitar. Tegangan aktual hasil analisis ini akan dibandingkan dengan tegangan ijin ekspansi berdasar Code ASME B31.3 Petroleum and Refinery Piping Process dan API 5L untuk mendapatkan nilai rasio tegangan aktual yang terjadi. •

Combination Load Case (GR + Max P + EXP + Sub) Kasus pembebanan ini adalah pembebanan kombinasi antara beban sustain, beban ekspansi dan beban akibat subsidence. Beban sustain merupakan pembebanan pada pipa akibat beratnya pipa dan elemen yang dipasang pada pipa. Tegangan aktual yang terjadi akan dibandingkan dengan tegangan ijin dari material yang digunakan sesuai Code ASME B31.3 dan API 5L untuk mendapatkan nilai rasio tegangan akibat beban kombinasi yang terjadi pada sistem perpipaan.

Keterangan: GR

: Load due to weight of pipe and its components.

Max P : Load from maximum operating pressure T

: Load from design temperature (= EXP)

Sub

: Load from displacement due to platform subsidence

62

Metode pelaksanaan analisis tegangan dengan menggunakan AutoPIPE 2004 ini menggunakan aliran tahap-tahap seperti ditunjukan pada gambar 4.2.

Gambar 4. 2 Flowchart analisis tegangan pada AutoPIPE 2004

Pada analisis dengan menggunakan software AutoPIPE 2004 didapat hasil analisis berupa data tegangan aktual pada tiap titik pipa, gaya dalam, momen dalam dan displacement yang terjadi pada sistem perpipaan. Data keluaran tersebut mampu disajikan dalam bentuk kontur distribusi tegangan pada pipa dan juga melalui laporan numerik dalam bentuk tabel. Sistem perpipaan disebut aman apabila memiliki rasio tegangan kurang dari satu, dan disebut gagal (failed) jika memiliki rasio tegangan di atas satu. Pada kontur tegangan yang terjadi, warna merah menunjukan bahwa sistem perpipaan telah gagal pada titik tersebut, sedang warna yang lebih muda (biru dan hijau) menunjukan pipa masih pada kondisi aman. Secara teori engineering, biasanya pipa yang terdefleksi akan mengalami kegagalan pada bagian belokan (elbow), percabangan (branch) dan pada bagian pipa yang tidak tertumpu oleh tumpuan pipa pada jarak yang panjang (free span). Pada daerah tersebut menjadi kritis

63

karena di perkirakan telah terjadi konsentrasi tegangan yang berlebih dan tidak dapat ditahan oleh kekuatan material pipa.

4.3 Pemodelan dan Analisis Tegangan Masing-Masing Sistem Perpipaan pada Topside Platform dengan Menggunakan AutoPIPE 2004 Pada software perpipaan AutoPIPE 2004 setiap line pada sistem perpipaan yang dianalisis akan dimodelkan sesuai dengan data gambar isometrik yang ada, kemudian diberikan pemodelan subsidence dengan memberikan displacement pada setiap titik tumpuan yang menempel pada platform. Analisis tegangan dilakukan berdasar pada aturan yang tercantum pada Code ASME B31.3. Adapun penyajian pemodelan dan analisis tegangan sistem perpipaan ini dimulai dari penyajian gambar isometrik, kemudian diikuti oleh pemodelan line sistem perpipaan dan pemodelan profil displacement menggunakan software perpipaan AutoPIPE 2004 dan diakhiri oleh analisis tegangan untuk mendapatkan kontur tegangan dan rasio tegangan yang terjadi.

4.3.1

3" Liquid Out of Test Separator from LA-Well to L. Process Berdasar pada data hasil pengukuran, subsidence telah mempengaruhi sistem

perpipaan pada 3 inch liquid out of test separator. Pada sepanjang area bridge telah terjadi translation displacement yang akan menimbulkan resiko kegagalan sistem perpipaan. Oleh karena itu, pemodelan piping ini diharapkan mampu digunakan untuk melakukan analisis tegangan yang terjadi sesuai dengan kondisi aktual. Line 3 inch liquid out adalah piping yang terinstal dari test separator pada LA-Well ke L. Process, memiliki diameter nominal sebesar 3 inch dan schedule pipa 80 dengan ketebalan dinding pipa sebesar 0.3 inch, berisikan fluida minyak bumi mentah dan masih aktif beroperasi. Gambar isometrik dari line ini seperti ditunjukan pada gambar 4.3 secara bersambungan sebagai berikut:

64

Gambar 4.3 Gambar isometrik 3” Liquid out at LA-Well to LPRO (1)

Gambar 4.3 (Lanjutan)

65


Berdasar pada gambar isometrik diatas, pemodelan sistem perpipaan 3” Liquid out at LA-Well to LPRO dapat dilakukan dengan menggunakan software perpipaan AutoPIPE seperti ditunjukan pada gambar 4.4 sebagai berikut: LA-Well P/F

Bridge Area

L. Process

Gambar 4.4 Pemodelan 3" Liquid Out of Test Separator from LA-Well to L. Process(1)

66

Kem mudian padda pemodellan sistem perpipaann 3" Liquiid Out off Test Separatorr from LA-Well to L. Process diberikan d beban displaacement seebagai bentuk peemodelan adanya subbsidence. Gambar G 4.5 menunjuukan pemo odelan subsidencee yang terjjadi berdassarkan dataa hasil penngukuran. D Dari penguk kuran diketahui bahwa flow wline 3" Liiquid Out of o Test Sepparator from m LA-Well to L. Process teelah mengallami subsideence dengan n sudut inkllinasi sebesaar 0.5 derajad .

Deegres of Incllination : 00.50

Gam mbar 4.5 Pem modelan subsiddence 3" Liquiid Out of Testt Separator froom LA-Well to o L. Pro ocess(1)

Berddasar pada pengukurran subsideence langsung di lookasi perpiipaan, diketahui bahwa b padaa flowline 3" Liquid Ou ut of Test Seeparator froom LA-Welll to L. Process telah terjaddi defleksi yang bersiifat khusus yang kem mungkinan besar diakibatkaan oleh adaanya subsiddence dan adanya a gayya ekternal pada perpiipaan. Gambar 4.6 4 menunjuukan pemoddelan deflek ksi yang beersifat khusus tersebut pada sistem perrpipaan 3" Liquid L Out of o Test Sepa arator from LA-Well too L. Processs.

67

Gambar 4.6 Pemodelan subsidence 3" Liquid Out of Test Separator from LA-Well to L. Process (kondisi khusus) (1)

Dengan memasukan beban-beban dari data pada kondisi operasi, seperti tekanan dan temperatur operasi dan beban displacement akibat subsidence, maka analisis tegangan dilakukan berdasar kriteria pembebanan ekspansi dan pembebanan kombinasi. Gambar 4.7 dan 4.8 berikut menunjukan kontur tegangan dan rasio tegangan tertinggi yang terjadi akibat pembebanan kombinasi yang terjadi pada sistem perpipaan 3" Liquid Out from LA-Well to L. Process.

Gambar 4.7 Kontur tegangan pada 3" Liquid Test Separator Out from LA-Well to L. Process. (1)

68

0.90

Gambar 4.8 Detail kontur tegangan pada 3" Liquid Test Separator Out from LA-Well to L. Process. (1)

Analisis tegangan untuk kondisi pembebanan ekspansi dilakukan dengan perhitungan tegangan berdasarkan temperatur desain, temperatur operasi dan temperatur lingkungan. Pada tabel 4.1 ditampilkan beberapa harga tegangan ekspansi pada lokasi di pipa yang berharga maksimum. Tabel 4.1 Tegangan ekspansi pada 3" Liquid Test Separator Out from LA-Well to L. Process(1) Actual Stress

Allowable Stress

(psi)

(psi)

Expansion

5231

15000

0.35

elbow

Expansion

3235

15000

0.22

pipe

Expansion

3078

15000

0.21

Point

Category

pipe

Ratio

Pada tabel 4.2 ditampilkan harga tegangan akibat pembebanan kombinasi antara pembebanan sustain, ekspansi, dan subsidence yang berharga maksimum di lokasi tertentu pada sistem perpipaan diatas platform. Tabel 4.2 Tegangan kombinasi pada 3" Liquid Test Separator Out from LA-Well to L. Process(1) Actual Stress

Allowable Stress

(psi)

(psi)

Combined

13508

15000

0.90

elbow

Combined

9082

15000

0.61

pipe

Combined

9115

15000

0.61

Point

Category

pipe

69

Ratio

Selaiin analisis tegangan pada p pembebanan konddisi operasii dan subsid dence diatas, daapat dihasilkan pula harga disp placement yang terjaadi pada sistem s perpipaan. Gambar 4.9 4 mereprrentesikan profil p displaacement yaang terjadi pada sistem perrpipaan akiibat beban subsidence. Profil dispplacement yang ditunjjukan merupakann gambarann secara ekkstrim tentaang arah daan besar dissplacement yang terjadi padda sistem peerpipaan. Hal tersebut bertujuan b unntuk memberikan gamb baran umum tenntang arah displacemen d nt yang terj rjadi, sehinggga dapat m membantu untuk u melakukann tindakan mitigasi, misalnya dengan d pennambahan aatau pencop potan tumpuan pipa p untuk menurunkan m n nilai tegan ngan yang teerjadi.

Gambar 4.99 Profil displaacement padaa 3" Liquid Tesst Separator Out O from LA-W Well to L. Process (1)

Dari profil dispplacement seeperti yang ditunjukann diatas, harrga displaceement pada beberapa titik dii lokasi pipaa ditunjukan n seperti pada tabel 4.33 seperti dib bawah ini. Pada tabel t 4.3 dittampilkan displacemen d nt translasi dalam d arah sumbu X, Y dan Z, serta displacemen d nt rotasi terhhadap sumb bu X, Y, dan d Z yangg memiliki harga h maksimum m dan terjaadi pada tiitik-titik krritis tegangaan pada siistem perpiipaan. Harga dispplacement yang y terjadii merupakan n akibat pem mbebanan ssecara komb binasi yang mem mberikan peembebanan yang terbeesar karena merupakann gabungan n dari beberapa beban b pada kondisi opeerasi sistem m perpipaan.

70

Tabel 4.3 Diplacement pada 3" Liquid Test Separator Out from LA-Well to L. Process(1) Translation (inch)

Rotation (degree)

Point

Combination

DX

DY

DZ

RX

RY

RZ

Elbow

GT1P1

1.42

-12.78

0.44

-2.08

-0.77

0.77

Elbow

GT1P1

1.26

-12.77

0.09

-2.11

-0.83

0.83

Elbow

GT1P1

1.19

-12.7

-0.09

-2.15

-0.9

0.91

Elbow

GT1P1

1.42

-12.63

0.61

-2.03

-0.73

0.71

pipe

GT1P1

1.2

-12.51

0.09

-2.2

-0.95

0.98

4.3.2

10" & 12" Gas Line from Production & Test Header at LA-Well to L.Process Flowline pada area bridge pada 10 inch and 12 inch gas line dari production

& test header at LA Well Platform ke gas header at Lima Process Platform merupakan flowline yang dialiri fluida proses gas alam. Flowline ini terdiri atas dua line yang memiliki diameter nominal 10 dan 12 inch dengan schedule pipa 80. Gambar 4.10 merupakan gambar isometrik dari flowline 10 inch and 12 inch gas line dari production & test header at LA Well Platform ke gas header at Lima Process Platform yang digunakan sebagai data utama pemodelan flowline ini pada software perpipaan AutoPIPE 2004.

Gambar 4.10 Gambar isometrik 10”& 12” Gas line from production & test separator at LA-Well to L. Process (1)

71



72



73

Dari gambar isometrik di atas, kemudian dapat dimodelkan sistem perpipaan 10" & 12" Gas Line from Production & Test Header at LA-Well to L.Process pada software perpipaan AutoPIPE 2004 seperti yang ditunjukan pada gambar 4.11 seperti yang disajikan dibawah ini.

Gambar 4.11 Pemodelan 10" & 12" Gas Line from Production & Test Header at LAWell to L.Process(1)

Kemudian pada pemodelan sistem perpipaan 10" & 12" Gas Line from Production & Test Header at LA-Well to L.Process diberikan beban displacement sebagai bentuk pemodelan terhadap adanya subsidence. Gambar 4.12 menunjukan pemodelan subsidence yang terjadi berdasarkan data hasil pengukuran langsung di lapangan. Dari pengukuran diketahui bahwa flowline 10" & 12" Gas Line from Production & Test Header at LA-Well to L.Process telah mengalami subsidence dengan sudut inklinasi sebesar 0.58 derajad.

74

Degress of Inclinattion : 0.58

Gambar 4.12 Pemodelann subsidence 10" & 12" Ga as Line from Production P & Test Header at a LAWell to L.Pro ocess(1)

Denggan memassukan bebaan-beban daari data pada kondisi operasi, seeperti tekanan dan d temperaatur operassi, dan beb ban akibat subsidencee, maka an nalisis tegangan dilakukan berdasar kriteria k pem mbebanan ekspansi ddan pembeb banan kombinasii. Gambar 4.13 4 dan 4.114 berikut menunjukan m n kontur teggangan dan rasio tegangan maksimum m yang terjaddi akibat pem mbebanan kombinasi k yyang terjadii pada sistem perrpipaan 10"" & 12" Gass Line from Productionn & Test Heeader at LA-Well to L.Proceess.

Gambar 4.13 Konntur tegangan pada p 10" & 12 2" Gas Line from fr Productioon & Test Hea ader at L LA-Well to L.P Process(1)

75

1.03

1.13

Gambar 4.14 Detail kontur tegangan dan rasio tegangan maksimum pada 10" & 12" Gas Line from Production & Test Header at LA-Well to L.Process(1)

Analisis tegangan untuk kondisi pembebanan ekspansi dilakukan dengan perhitungan tegangan berdasarkan temperatur desain, temperatur operasi dan temperatur lingkungan. Pada tabel 4.4 ditampilkan beberapa harga tegangan ekspansi pada lokasi di pipa yang berharga maksimum. Tabel 4.4 Tegangan ekspansi pada 10" & 12" Gas Line from Production & Test Header at LAWell to L.Process(1) Actual Stress

Allowable Stress

(psi)

(psi)

Expansion

7289

15000

0.49

tee

Expansion

9943

15000

0.66

elbow

Expansion

3532

15000

0.23

tee

Expansion

3390

15000

0.23

pipe

Expansion

3410

15000

0.23

pipe

Expansion

4314

15000

0.29

Point

Category

tee

Ratio

Pada tabel 4.5 ditampilkan harga tegangan dan rasio tegangan yang berharga tinggi dan kritis akibat pembebanan kombinasi antara pembebanan

76

sustain, ekkspansi, dann subsidencee yang berh harga maksim mum di lokkasi tertentu u pada sistem perrpipaan di attas platform m. Tabel 4.5 Tegangan T kom mbinasi pada 10" 1 & 12" Ga as Line from Production P &T Test Header at a LAWell to L.Pro ocess(1) Ac ctual Stress

Allowab ble Stress

(psi)

(psi)

Com mbined

14757

15 5000

0.98

t tee

Com mbined

15510

15 5000

1.03

elbow

Com mbined

13230

15 5000

0.88

t tee

Com mbined

16887

15 5000

1.13

Po oint

Cate egory

t tee

Ratio

p pembebanan konddisi operasii dan subsid dence Selaiin analisis tegangan pada diatas, daapat dihasilkan pula harga disp placement yang terjaadi pada sistem s perpipaan. Gambar 4.15 4 mereprrentasikan profil displlacement yaang terjadi pada sistem perrpipaan akiibat beban subsidence. Profil dispplacement yang ditunjjukan merupakann gambarann secara ekkstrim tentaang arah daan besar dissplacement yang terjadi padda sistem peerpipaan. Hal tersebut bertujuan b unntuk memberikan gamb baran umum tenntang arah dari displaacement yan ng terjadi, sehingga ddapat memb bantu untuk meelakukan tindakan t m mitigasi, misalnya m d dengan penambahan atau pencopotaan tumpuan pada pipa untuk u menu urunkan nilaai tegangan yyang terjadii.

G Gambar 4.15 Profil P displaceement pada 10 0" & 12" Gas Line from Prroduction & Test Te Headeer at LA-Well to L.Process(11)

77

Dari analisis profil displacement seperti yang ditunjukan diatas, dapat dihasilkan pula harga displacement pada beberapa titik di lokasi pipa yang mengalami kondisi kritis seperti ditunjukan pada tabel 4.6 seperti dibawah ini. Pada tabel 4.6 ditampilkan harga displacement translasi dalam arah sumbu X, Y dan Z, serta displacement rotasi terhadap sumbu X, Y, dan Z. Tabel 4.6 Displacement pada 10" & 12" Gas Line from Production & Test Header at LA-Well to L.Process(1) Translation (inch)

Rotation (degree)

Point

Combination

DX

DY

DZ

RX

RY

RZ

elbow

GRTP1

-1.67

-14.18

-0.28

0.05

0.11

-0.09

elbow

GRTP1

-1.62

-14.21

-0.29

0.02

0.1

-0.05

pipe

GRTP1

-1.65

-14.32

-0.25

-0.05

0.19

0.07

pipe

GRTP1

-1.79

-14.21

-0.2

-0.01

0.28

-0.01

4.3.3

Kombinasi Antara 18" Gas Line from LP-V2 and LP-V3 at L. Process to V-1 at L.Comp., 8" Mol 3 Phase from LA-Well to L.Process, dan 6” Gas Out Test Separator from LA-Well To L.Process. Seperti pemodelan sistem perpipaan pada lokasi sebelumnya, sistem

perpipaan 18" Gas Line from LP-V2 and LP-V3 at L. Process to V-1 at L.Comp., 8" Mol 3 Phase from LA-Well to L.Process, dan 6” Gas Out Test Separator from LA-Well To L.Process merupakan gabungan antara tiga flowline yaitu: •

6” Gas Out Test Separator from LA-Well To L.Process

•

8" Mol 3 Phase from LA-Well to L.Process

•

18" Gas Line from LP-V2 and LP-V3 at L. Process to V-1 at L.Comp. Langkah-langkah pemodelan untuk sistem perpipaan gabungan pada

software perpipaan AutoPIPE 2004 adalah dengan memodelkan sistem perpipaan secara satu-persatu, kemudian dari masing-masing model tersebut dapat digabungkan menjadi gabungan sistem perpipaan yang sesuai dengan kondisi aktual pada topside platform. Pemodelan masing-masing sistem perpipaan didasarkan pada gambar isometrik yang ada.

78

Berikut ini akan diuraikan tentang pemodelan masing-masing line pada sistem perpipaan kombinasi 18" Gas Line from LP-V2 and LP-V3 at L. Process to V-1 at L.Comp., 8" Mol 3 Phase from LA-Well to L.Process, dan 6” Gas Out Test Separator from LA-Well To L.Process.

1. 6” Gas Out Test Separator from LA-Well To L.Process Gambar isometrik sistem perpipaan 6” Gas Out Test Separator from LAWell To L.Process yang digunakan sebagai acuan pemodelan dalam software perpipaan AutoPIPE 2004 ditunjukan secara berurutan pada gambar 4.16 berikut:

Gambar 4.16 Gambar isometrik 6” Gas Out Test Separator from LA-Well To L.Process(1)

79



80

Dari gambar isoometrik di atas, a kemudian dapat diimodelkan ssistem perp pipaan 6” Gas Out O Test Sepparator from m LA-Well To L.Proceess pada sofftware perp pipaan AutoPIPE E 2004 seperrti yang dituunjukan pad da gambar 4.17 4 dibawaah ini:

L. Bridge Connectt to

LA We ell P/F

18 “ gas line

L. Process

Tesst. Separatoor

Gam mbar 4.17 Pem modelan 6” Gas G Out Test Separator S from m LA-Well To L.Process(1)

81

2. 8" Mol 3 Phase from LA-Well to L.Process Gambar isometrik sistem perpipaan 8" Mol 3 Phase from LA-Well to L.Process yang digunakan sebagai acuan pemodelan dalam software perpipaan AutoPIPE 2004 ditunjukan secara berurutan pada gambar 4.16 berikut:

Gambar 4.18 Gambar isometrik 8" Mol 3 Phase from LA-Well to L.Process (1)


82



83

Dari gambar isoometrik di atas, a kemudian dapat diimodelkan ssistem perp pipaan 8" Mol 3 Phase from m LA-Well to L.Processs pada sofftware perppipaan Auto oPIPE 2004 seperti yang dituunjukan padda gambar 4.19 4 dibawaah ini:

Bridge Area LA Well W P/F LP-V2 Test. Heade Prod. Heade

L. Proce ess

Gambar 4.19 Pemodelann 8" Mol 3 Ph hase from LA-Well to L.Process(1)

3. 18" Gas G Line froom LP-V2 and a LP-V3 at a L. Processs to V-1 att L.Comp. Gam mbar isometrrik sistem perpipaan p 18 8" Gas Linee from LP-V V2 and LP-V3 at L. Processs to V-1 att L.Comp yang y digunaakan sebaggai acuan peemodelan dalam d software perpipaan p A AutoPIPE 20004 ditunjuk kan secara berurutan b pada gambarr 4.20 berikut dibbawah ini:

84

Gambar 4.20 Gambar isometrik 18" Gas Line from LP-V2 and LP-V3 at L. Process to V-1 at L.Comp (1)


85

Dari gambar isoometrik di atas, a kemudian dapat diimodelkan ssistem perp pipaan 18" Gas Line L from LP-V2 andd LP-V3 att L. Processs to V-1 aat L.Comp pada software perpipaan p A AutoPIPE 2 2004 sepertti yang dituunjukan paada gambarr 4.21 dibawah inni: L. Process

L. Service e

To HP To Riser Pip peline

Gambar 4.21 Pemodelann 18" Gas Line from LP-V2 2 and LP-V3 at a L.Process too V-1 at L.CO OMP (1)

Sisteem perpipaaan 18" Gas Line from LP-V2 L and LP-V3 at L L. Process to V-1 at L.Compp., 8" Mol 3 Phase frrom LA-Well to L.Proccess, dan 66” Gas Outt Test Separatorr from LA-Well To L.Process L merupakan m gabungan dari ketigaa line diatas. Unntuk memoodelkan pennggabungan n ketiga linne tersebut diperlukan n line acuan, yanng dalam pemodelan p dibuat perttama kali, kemudian k bbaru diikutii oleh pemodelann line-line berikutnya. Hal ini dilakukan d suupaya lebihh memperm mudah sistem peemodelan dan mengghindari adanya a pem modelan gganda, sehingga diharapkann model yang y telah dibuat sessuai dengann kenyataan aktual sistem s perpipaan pada toppside platfoorm. Pengg gabungan ketiga linee tersebut akan menghasillkan sistem perpipaan seperti s yang g ditunjukann pada gambbar 4.22 berrikut:

86

LA-WELL

L. COMP

L. COMP

Gambar 4.22 Pemodelan Combination 18" Gas Line from LP-V2 and LP-V3 at L.Process to V-1 at L.COMP (1)

Pemodelan subsidence dilakukan dengan memberikan Imposed displacement pada tiap tumpuan pipa berdasar pada sudut inklinasi dari platform satu terhadap platform yang lain. Sudut kemiringan untuk pemodelan subsidence tersebut berasal dari pengukuran langsung di lapangan sebesar 0.5 derajad dan dapat ditunjukan melalui gambar 4.23 di bawah ini:

87

Gambar 4.23 Pemodelan subsidence pada Combination 18" Gas Line from LP-V2 and LP-V3 at L.Process to V-1 at L.COMP(1)

Dengan memasukan beban-beban dari data pada kondisi operasi dan beban akibat

subsidence,

maka

analisis

tegangan

dilakukan

berdasar

kriteria

pembebanan ekspansi dan pembebanan kombinasi. Gambar 4.24 berikut menunjukan kontur tegangan yang terjadi akibat pembebanan kombinasi yang terjadi pada sistem perpipaan Kombinasi antara 18" Gas Line from LP-V2 and LP-V3 at L. Process to V-1 at L.Comp., 8" Mol 3 Phase from LA-Well to L.Process, dan 6” Gas Out Test Separator from LA-Well To L.Process. Kemudian untuk memperjelas analisis tegangan yang terjadi, gambar 2.25 menunjukan kontur tegangan dan rasio tegangan maksimum secara detail pada titik-titik yang berada dalam kondisi kritis.

88

Gambar 4.24 Kontur tegangan pada 18" Gas Line from LP-V2 and LP-V3 at L. Process to V-1 at L.Comp., 8" Mol 3 Phase from LA-Well to L.Process, dan 6” Gas Out Test Separator from LA-Well To L.Process(1)

1.41

2.26 1.90

Gambar 4.25 Detail kontur tegangan pada 18" Gas Line from LP-V2 and LP-V3 at L. Process to V-1 at L.Comp., 8" Mol 3 Phase from LA-Well to L.Process, dan 6” Gas Out Test Separator from LA-Well To L.Process(1)

89

1.76

1.53

1.08

1.55


1.23

1.19


Analisis tegangan untuk kondisi pembebanan ekspansi dilakukan dengan perhitungan tegangan berdasarkan temperatur desain, temperatur operasi dan temperatur lingkungan. Pada tabel 4.7 ditampilkan beberapa harga tegangan ekspansi pada lokasi di pipa yang berharga maksimum.

90

Tabel 4.7 Tegangan ekspansi pada 18" Gas Line from LP-V2 and LP-V3 at L. Process to V-1 at L.Comp., 8" Mol 3 Phase from LA-Well to L.Process, dan 6” Gas Out Test Separator from LAWell To L.Process(1)

Point

Category

Allowable

Actual Stress (psi)

Stress

Ratio

(psi)

pipe

Expansion

16548

15000

1.10

tee

Expansion

6476

15000

0.43

pipe

Expansion

4723

15000

0.31

pipe

Expansion

4506

15000

0.30

tee

Expansion

3991

15000

0.27

pipe

Expansion

5724

15000

0.38

elbow

Expansion

8797

15000

0.59

elbow

Expansion

6947

15000

0.46

elbow

Expansion

6603

15000

0.44

pipe

Expansion

4732

15000

0.32

Pada tabel 4.5 ditampilkan harga tegangan akibat pembebanan kombinasi antara pembebanan sustain, ekspansi, dan subsidence yang berharga maksimum di lokasi tertentu pada sistem perpipaan di atas platform. Tabel 4.8 Tegangan kombinasi pada 18" Gas Line from LP-V2 and LP-V3 at L. Process to V-1 at L.Comp., 8" Mol 3 Phase from LA-Well to L.Process, dan 6” Gas Out Test Separator from LAWell To L.Process(1)

Point

Category

Actual

Allowable

Stress

Stress

(psi)

(psi)

Ratio

elbow

Combined

33852

15000

2.26

elbow

Combined

28557

15000

1.90

elbow

Combined

22950

15000

1.53

tee

Combined

26336

15000

1.76

elbow

Combined

21099

15000

1.41

elbow

Combined

23240

15000

1.55

elbow

Combined

16250

15000

1.08

tee

Combined

18419

15000

1.23

elbow

Combined

17897

15000

1.19

91

Berddasar pada analisis teegangan paada pembebbanan konddisi operasii dan subsidencee diatas, daapat dihasilkan pula harga h displlacement yaang terjadi pada sistem perrpipaan. Gaambar 4.26 mereprenteesikan profiil displacem ment yang teerjadi pada sisteem perpipaaan akibatt beban su ubsidence. Profil dispplacement yang ditunjukann merupakkan gambaaran secaraa ekstrim tentang aarah dan besar displacement yang teerjadi padaa sistem perrpipaan. Haal tersebut bertujuan untuk u memberikkan gambarran umum tentang arah a dari displacemen d nt yang teerjadi, sehingga dapat d membbantu untukk melakukaan tindakann mitigasi, m misalnya deengan penambahhan atau pencopotan p tumpuan pada pipaa untuk menurunkan nilai tegangan yang y terjadii.

Gam mbar 4.23 Dispplacement paada 18" Gas Line from LP-V V2 and LP-V33 at L. Processs to V1 at L.Com mp., 8" Mol 3 Phase from LA-Well L to L.P Process, dan 6” 6 Gas Out Teest Separator from f LA LA-Well To L.P Process(1)

Disaamping proofil displaccement sep perti yang ditunjukann diatas, harga displacement pada beeberapa titikk di lokasi pipa p dapat ditunjukan d sseperti padaa tabel 4.9 seperti dibawah ini. i Pada taabel 4.9 ditaampilkan diisplacementt translasi dalam d Z arah sumbbu X, Y dann Z, serta dissplacement rotasi terhaadap sumbu X, Y, dan Z.

92

Tabel 4.9 Displacment pada 18" Gas Line from LP-V2 and LP-V3 at L. Process to V-1 at L.Comp., 8" Mol 3 Phase from LA-Well to L.Process, dan 6” Gas Out Test Separator from LAWell To L.Process(1) Translation (inch)

Rotation (degree)

Point

Combination

DX

DY

DZ

RX

RY

RZ

pipe

GT1P1

0

-33.4

0

0

0

0

pipe

GT1P1

0.05

-33.39

0.01

0.11

-0.06

-0.04

pipe

GT1P1

0.09

-33.31

-0.03

-0.06

0.07

0.17

elbow

GT1P1

-1.7

-33.26

0.1

0.2

0.03

0.39

pipe

GT1P1

-0.98

-55.6

-0.57

2.83

0.13

0.25

pipe

GT1P1

-0.87

-54.4

-0.77

2.69

0.05

0.74

pipe

GT1P1

-1.08

-55.3

-0.17

2.98

0.23

-0.58

pipe

GT1P1

-0.76

-52.41

-0.83

2.54

-0.02

0.99

93

Bab 4 Pemodelan Sistem Perpipaan dan Analisis Tegangan

Recommend Documents