BAB IV Pengaruh Parameter Desain, Kondisi Operasi dan Pihak Ketiga
Pada bab ini dianalisis pengaruh dari variasi parameter kondisi pipeline terhadap kategori resiko pipeline. Dengan berbagai macam parameter yang dipilih diharapkan penulis dapat memberikan sebuah rekomendasi untuk menentukan kategori resiko. Dengan mengetahui pengaruh beberapa parameter tehadap kategori resiko maka diharapkan pada saat desain, kategori resiko tersebut dapat diminimalkan dengan menentukan parameter – parameter dalam desain. Dengan demikian diharapkan kehandalan dari pipeline akan dapat dimaksimalkan. Untuk mengetahui kategori resiko dari pipeline ada beberapa parameter yang mempengaruhinya. Beberapa parameter tersebut antara lain adalah sebagai berikut: 1. Parameter desain Diameter pipa Panjang pipa Jumlah sambungan 2. Parameter operasi Tekanan operasi Temperatur operasi Debit fluida Waktu (umur) operasi 3. Parameter pihak ketiga Kedalam penguburan pipa Kepadatan penduduk
4.1
Parameter Desain Seperti yang dijelaskan diatas, ada beberapa parameter yang mempengaruhi
kategori resiko sebuah pipeline. Salah satu parameternya adalah parameter desian
116
yang dari pipeline tersebut. Dimana parameter tersebut ditentukan ketika mendesain pipeline. Untuk meminimalkan besarnya resiko yang dapat ditimbulkan, dapat dilakukan dengan memodifikasi parameter desain dari pipeline tersebut. Dalam kesempata ini penulis akan membahas tentang pengaruh dari diameter pipa, panjang pipa dan jumlah sambungan dalam pipeline. 1. Diameter Pipa Dalam sebuah pipeline besarnya debit fluida yang dialirkan dipengaruhi oleh besarnya diameter dari pipa. Diameter merupakan salah satu parameter desain yang sangat penting dalam mendesain sebuah pipeline. Dengan diameter yang berbeda dalam sebuah pipeline akan menimbulkan besarnya aliran fluida yang berbeda. Dengan kondisi operasi yang sama, bagaimana pengaruh diameter pipa terhadap kategori resiko dapat dilihat pada grafik dibawah ini. Primary Diameter VS Consequence Area
Consequence Area (sq ft)
7000 6000
Pipeline Damage Consequence Consequence of Fatality
5000 4000 3000
Toxic Consequence
2000 1000 0 -1000 0
5
10
15
20
25
30
35
40
Primary Diameter (in)
Gambar 4. 1 Pengaruh Diameter Pipa Terhadap Consequence area
Gambar diatas menunjukkan pengaruh diameter pipa terhadap kategori resiko dari pipeline. Semakin besar diameter pipa tersebut semakin besar luas area yang terkena dampak akibat kerusakan pipa. Luas area tersebut akan tetap ketika diameter dari pipeline tersebut lebih besar dari 32 in.
117
Primary Diameter VS Economic Consequence
Economic Consequence ($)
7000000 Bussiness Interuption
6000000 5000000
Injury Consequence
4000000
Asset Damage Consequence
3000000 2000000
Financial
1000000 0 0
5
10 15 20 25 30 Primary Diameter (in)
35
40
Gambar 4. 2 Pengaruh Diameter Pipa Terhadap Economic consequence
Dampak ekonomi yang dapat diakibatkan akan semakin membesar dengan membesarnya diameter pipa. Hal ini dapat terjadi karena semakin bear diameter pipa, semakin besar volume fluida yang ada didalamnya. Demikian juga dampak ekonomi yang ditimbulkannya.
Probability of Failure (/year)
Primary Diameter VS Probability of Failure 0.000012 0.00001 0.000008 0.000006 0.000004 0.000002 0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 Primary Diameter (in)
Gambar 4. 3 Pengaruh Diameter Pipa Terhadap Probability of failure
118
Pengaruh diameter pipa terhadap kemungkinan terjadinya kegagalan data kita lihat pada gambar diatas. Kemungkinan terjadinya kegagalan memiliki kecenderungan yang menurun. Namun hubungan antara probability dengan diameter pipa memiliki fungsi yang hiperbolik. Semakin besar diameter sebuah pipeline maka semakin kecil kemingkinan kegagalannya.
2. Panjang Pipa Dalam mendesain sebuah pipeline, panjang pipa dapat ditentukan berdasarkan rute yang akan ditempuh oleh pipeline. Misalkan bagian dari pipeline yang melewati jalan atau sungai dapat diatur panjang total pipa dengan menentukan jalur dari pipeline yang melewati jalan atau sungai tersebut. Total panjang pipa dari pipeline mempengaruhi kategori resiko dari pipeline tersebut. Dibawah ini ditunjukkan pengaruh panjang pipa terhadap kategori resiko dari pipeline.
Consequence Area (sq ft)
Pipe Length VS Consequence Area 3500 3000
Pipeline Damage Consequence Consequence of Fatality
2500 2000 1500 1000
Toxic Consequence
500 0 0
2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000
Pipe Length (ft)
Gambar 4. 4 Pengaruh Panjang Pipa Terhadap Consequence area
Dari gambar diatas dapat kita lihat pengaruh panjang pipa dalam sebuah pipeline. Dimana konsekuensi yang dapat ditimbulkan sebuah pipeline akan memiliki kecenderungan untuk meningkat berbanding lurus dengan pertambahan panjang pipa. Kecepatan kenaikan konsekuensi akan menurun setelah panjang pipa melebihi 4000 feet. Untuk pengaruh panjang pipa terhadap economic consequence dapat dilihat pada gambar dibawah ini.
119
Pipe Length VS Economic Consequence
Economic Consequence ($)
3500000 Bussiness Interuption
3000000 2500000 2000000
Injury Consequence
1500000
Asset Damage Consequence
1000000
Financial Consequence
500000 0 0
2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000
Pipe Length (ft)
Gambar 4. 5 Pengaruh Panjang Pipa Terhadap Economic consequence
Dari gambar 4.5 diatas dapat kita lihat pengaruh panjang pipa terhadap economic consequence. Untuk kedua economic consequence yaitu bussiness interuption dan injury consequence tidak dipengaruhi oleh panjang pipa. Hal ini dapat dilihat dengan tidak adanya kenaikan consequence akibat pertambahan panjang. Berbeda
dengan
Asset
damage
consequence
dan
financial
consequence. Kedua kategori consequence tersebut memiliki kecenderungan untuk meningkat bila panjang pipa dari pipeline tersebut meningkat. Hal ini dapat dilihat pada gambar 4.6 dibawah, dimana skala dari consequence diperkecil.
120
Asset DamageConsequence ($)
Pipe Length VS Asset DamageConsequence 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0 0
5000
10000
15000
20000
Pipe Length (ft)
Gambar 4. 6 Pengaruh Panjang Pipa Terhadap Asset Damage Consequence
Probability of Failure (/year)
Pipe Length VS Probability of Failure 0.00000085 0.0000008 0.00000075 0.0000007 0.00000065 0.0000006 0.00000055 0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
Pipe Length (ft)
Gambar 4. 7 Pengaruh Panjang Pipa Terhadap Probability of failure
Gambar 4.6 diatas menunjukkan pengaruh panjang pipa terhadap probability of failure. Dimana pada pipa dengan panjang dibawah 4000 ft (1,22 km) akan memiliki kecenderungan probability of failure yang tetap. Namun untuk pipeline dengan panjang lebih dari 4000 ft akan memiliki probability of failure yang cenderung untuk naik.
121
3. Jumlah Sambungan Sebuah pipeline terdiri dari beberapa segment pipa. Setiap pipa disambung satu dengan yang lainnya dengan menggunakan sambungan flange. Jumlah sambungan dalam sebuah pipeline ditentukan oleh panjang pipeline tersebut dan panjang setiap pipa yang dipilih pada saat desain. Jumlah sambungan dalam sebuah pipeline tersebut mempengaruhi besarnya kategori resiko dari pipeline. Dibawah ini ditunjukkan pengaruh jumlah sambungan terhadap katerori resiko dari pipeline. Number of Connections VS Probability of Failure
Probability of Failure (/year)
0.0000011 0.000001 0.0000009 0.0000008 0.0000007 0.0000006 0
50
100 150 200 250 300 350 400 450 500 Num ber of Connections (unit)
Gambar 4. 8 Pengaruh Jumlah Sambungan Terhadap Probability of failure
Gambar diatas menunjukkan pengaruh dari jumlah sambungan yang terdapat dalam sebuah pipeline terhadap probability of failure. Probability of failure sebuah pipeline akan meningkat sebanding dengan pertambahan jumlah sambungan didalamnya. 4.2
Parameter Operasi Kelompok parameter kedua yang mempengaruhi besarnya kategori resiko
sebuah pipeline adalah parameter operasi. Dalam sebuah pipeline ada beberapa parameter operasi, atara lain adalah tekanan operasi, temperature operasi, kecepatan aliran fluida dan waktu (umur) operasi. Dalam kesempatan ini penulis akan membahas tentang pengaruh dari tekanan operasi dan waktu (umur) operasi dalam pipeline.
122
1. Tekanan Operasi Tekanan adalah salah satu parameter terpenting dalam dunia perpipaan. Sebuah fluida tidak akan dapat dialirkan dan tidak dapat mengalami proses pengolahan lanjut apabila tekanan dari fluida tersebut tidak memenuhi nilai minimum. Kecepatan alir dari fluida dipengaruhi oleh tekanan operasi fluida dalam pipeline. Tekanan operasi dari fluida dapat diatur berdasarkan proses yang diinginkan dari fluida didalamnya. Pengaruh dari tekanan operasi terhadapa kategori resiko pipeline dapat dilihat dalam grafik dibawah ini.
Consequence Area (sq ft)
Operating Pressure VS Consequence Area 4500 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0
Pipeline Damage Consequence Consequence of Fatality Toxic Consequence
0
1000 2000 3000 Operating Pressure (psig)
4000
Gambar 4. 9 Pengaruh Tekanan Operasi Terhadap Consequence area
Dari gambar diatas menunjukkan pengaruh tekanan operasi dalam sebuah pipeline. Dimana konsekuensi yang dapat ditimbulkan sebuah pipeline akan memiliki kecenderungan untuk meningkat apabila tekanan fluida didalamnya meningkat. Pada tekanan operasi lebih dari 600 psig, terjadi perubahan kecepatan kenaikan consequence area. Hal ini terjadi karena adanya perubahan jenis aliran fluida yang keluar pipa ketika terjadi kebocoran. Perubahan terjadi dari aliran kontinu menjadi aliran yang tidak kontinu (ledakan). Kebetulan pada kondisi yang digunakan untuk mengetahui paramaeter ini, perubahan aliran terjadi pada tekanan lebih dari 600 psig. Untuk
123
pengaruh tekanan operasi terhadap economic consequence dapat dilihat pada gambar dibawah ini.
Economic Consequence ($)
Operating Pressure VS Economic Consequence 4000000 3500000
Bussiness Interuption
3000000
Injury Consequence
2500000 2000000
Asset Damage Consequence
1500000
Financial Consequence
1000000 500000 0 0
1000 2000 3000 Operating Pressure (psig)
4000
Ga Gambar 4. 10 Pengaruh Panjang Pipa Terhadap Economic consequence
Gambar diatas menunjukkan pengaruh panjang pipa terhadap economic consequence. Untuk kedua economic consequence yaitu financial dan injury consequence memiliki kecepatan kenaikan akibat tekanan yang cukup tinggi dibandingkan dengan asset damage dan bussines interruption. Hal ini dapat dilihat pada asset damage dan bussines interuption seperti tidak ada kenaikan pada gambar diatas. Namun sebenarnya kedua jenis konsekuensi tersebut memiliki kecendernungan kenaikan meskipun kecil. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar dibawah ini.
Tekanan Operasi VS Bussiness Interuption Consequence 2210000
7000 Bussiness Interuption Consequence ($)
Asset DamageConsequence ($)
Tekanan Operasi VS Asset DamageConsequence 8000 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0
2200000 2190000 2180000 2170000 2160000 2150000 2140000
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
Tekanan Operasi (Psig)
Tekanan Operasi (Psig)
Gambar 4. 11 Pengaruh Tekanan Operasi Terhadap Asset Damage Consequence dan Business Interuption
124
3500
Probability of Failure (/year)
Tekanan Operasi VS Probability of Failure 0.000004 0.0000035 0.000003 0.0000025 0.000002 0.0000015 0.000001 0.0000005 0 0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
Tekanan Operasi (Psig)
Gambar 4. 12 Pengaruh Tekanan Operasi Terhadap Probability of failure
Gambar diatas menunjukkan pengaruh tekanan operasi terhadap probability of failure. Untuk beberapa titik terdekat tidak mengalami perubahan probability of failure. Namun dari gambar diatas dapat kita lihat adanya ketidak kontinuean dari grafik. Hal ini terjadi karena adanya banyak factor. Setelah melewati angka 600 psig, ketidak kontinuan terjadi karena adanya perubahan perubahan jenis aliran fluida yang kluar pipa ketika terjadi kebocoran seperti yang dijelaskan sebelumnya. Sedangkan setelah melewati angka 1100 psig terjadi karena pada angka tersebut merupakan 0,9 dari MAOP. Dimana hal 0,9 tersebut merupakan safety factor yang diperbolehkan berdasarkan code dan standar. Untuk selajutnya setelah melewati tekanan 1300 psig terjadi ketidak kontinuan dikarenakan MAOP dari sistem pipeline tersebut.
2. Temperature Operasi Temperatur merupakan salah satu faktor operasi yang bisa diatur besar kecilnya bergantung pada proses yang diinginkan terhadap fluida.
125
Berdasarkan hasil analisis yang telah dilakukan, dibawah ini ditunjukkan pengaruh dari temperature operasi terhadap kategori resiko sebuah pipeline.
Temperatur Operasi VS Consequence Area
Consequence Area (sq ft)
140000 120000 Pipeline Damage Consequence Consequence of Fatality
100000 80000 60000
Toxic Consequence
40000 20000 0 0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
Temperatur Operasi (F)
Gambar 4. 13 Pengaruh Temperatur Operasi Terhadap Consequence area
Berdasarkan gambar diatas, dapat kita lihat bagaimana pengaruh temperatur operasi dari pipeline terhadap consequence area. Pada temperatur operasi 50 F sampai sekitar 480 F, dapat kita lihat bahwa consequence area pipeline tidak berubah. Namun setelah melewati temperature 480 F, consequence area naik secara mendadak dengan perbandingan yang cukup besar. Hal ini terjadi karena pada temperature tersebut fluida berubah dari fluida yang tidak bias terbakar secara sendirinya menjadi auto ignition (dapat terbakar sendiri).
Dimana auto ignition terjadi ketika temperature operasi
berada 80 F diatas temperatur auto ignition dari fluida[1]. Setelah melewati angka 480 F, consequence area tidak mengalami perubahan.
126
Temperatur Operasi VS Economic Consequence
Consequence Area ($)
12000000 10000000 Bussiness Interuption Consequence Injury Consequence
8000000 6000000
Asset Damage Consequence
4000000 2000000 0 0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
Temperatur Operasi (F)
Gambar 4. 14 Pengaruh Temperatur Operasi Terhadap Economic consequence
Berdasarkan gambar diatas, dapat kita lihat bagaimana pengaruh temperatur operasi dari pipeline terhadap economic consequence. Seperti pada consequence area, demikian juga pengaruh dari temperature operasi terhadap economic consequence. Dimana terjadi perubahan secara mendadak ketika terjadi perubahan sifat fluida menjadi auto ignition.
Probability of Failure (/year)
Temperatur Operasi VS Probability of Failure 0.0000355 0.0000305 0.0000255 0.0000205 0.0000155 0.0000105 0.0000055 0.0000005 0
100
200
300
400
500
600
700
800
900 1000
Temperatur Operasi (F)
Gambar 4. 15 Pengaruh Temperatur Operasi Terhadap Probability of failure
127
Berdasarkan gambar diatas, dapat kita lihat bagaimana pengaruh temperatur operasi dari pipeline terhadap probability of failure.
Berbeda
dengan pengaruhnya terhadap consequence, temperature mempengaruhi PoF berdasarkan kekuatan dari material pipa. Pada tabel 8-21 API 581, ditunjukkan bahwa kehandalan pipa menurun pada temperatur tertentu. Untuk material yang dilakukan disini adalah baja dimana mengalami perubahan kehandalan pada temperatur 550 F. Pada gambar diatas, dapat kita lihat bahwa PoF akan berubah setelah melewati angka sekitar 450 F. Dimana nilai ini mendekati 0,82 dari temperatur 550 F. Kemudian akan naik lagi setelah melewati 0,9 dari 550 F.
3. Debit Aliran Fluida Debut aliran fluida merupakan salah satu faktor operasi terpenting dalam dunia perminyakan. Pengaruh dari debit aliran fluida terhadap kategori resiko sebuah pipeline dapat dilihat pada gambar dibawah ini. Debit Aliran VS Consequence Area Consequence Area (sq ft)
2000 1800 1600 Pipeline Damage Consequence Consequence of Fatality
1400 1200 1000 800
Toxic Consequence
600 400 200 0 0
50000
100000
150000
200000
250000
300000
350000
400000
3
Debit Aliran (ft /s)
Gambar 4. 16 Pengaruh Debit Aliran Fluida Terhadap Consequence area
128
Debit Aliran VS Economic Consequence
Consequence Area ($)
3000000 2500000 Bussiness Interuption Consequence Injury Consequence
2000000 1500000
Asset Damage Consequence
1000000 500000 0 0
50000
100000
150000
200000
250000
300000
350000
400000
Debit Aliran (ft3/s)
Gambar 4. 17 Pengaruh Debit Aliran Fluida Terhadap Economic consequence
Probability of Failure (/year)
Debit Aliran VS Probability of Failure 0.0000011 0.00000108 0.00000106 0.00000104 0.00000102 0.000001 0
50000
100000
150000
200000
250000
300000
350000
400000
Debit Aliran (ft3/s)
Gambar 4. 18 Pengaruh Debit Aliran Fluida Terhadap Probability of failure
Berdasarkan ketiga gambar diatas, dapat kita lihat bagaimana pengaruh debit aliran fluida terhadap kategori resiko sebuah pipeline. Dimana debit aliran cenderung tidak mempengaruhi besarnya kategori resik.
4. Waktu (umur) operasi
129
Waktu (umur) operasi dari pipeline dapat mempengaruhi besarnya kategori resiko pipeline. Dibawah ini ditunjukkan pengaruh waktu (umur) operasi terhadap besarnya kategori resiko pipeline. Waktu (umur) operasi hanya mempengaruhi probability of failure. Sedangkan kategori consequency tidak dipengaruhi oleh umur operasi.
Probability of Failure (/year)
Time in Current Service VS Probability of Failure 0.00004 0.000035 0.00003 0.000025 0.00002 0.000015 0.00001 0.000005 0 0
2
4
6
8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 Time in Current Service (years)
Gambar 4. 19 Pengaruh Waktu (Umur) Operasi Terhadap Probability of failure
Gambar diatas menunjukkan pengaruh waktu (umur) operasi dari pipeline. Dimana umur probability of failure akan meningkat dengan bertambahnya waktu (umur) operasi dari pipeline tersebut.
4.3
Pihak Ketiga Kelompok parameter ketiga yang dianalisis disini adalah parameter pihak
ketiga. Dimana parameter tersebut adalah parameter – parameter yang berada di luar dari pipeline tersebut. Seperti di dunia umum pihak ketiga merupakan pihak yang berada diluar dari system tersebut. Untuk perhitungan pengaruh parameter pihak ketiga dilakukan dengan menggunakan metodologi Muhlbaeur. Hal ini dilakukan karena pada API 581 tidak memperhitungkan pengaruh dari pihak ketiga. Beberapa
130
contoh yang tergolong dalam parameter pihak ketiga dalam sebuah pipeline adalah sebagai berikut:
1. Kedalaman penguburan pipa Sala satu parameter yang termasuk dalam parameter pihak ketiga adalah kedalaman penguburan pipa. Dimana kedalam penguburan pipa ini berhubungan dengan aktivitas orang – orang disekeliling pipeline tersebut. Misalkan untuk pipeline yang melewati sebuah jalan, kedalam penguburan akan mempengaruhi besarnya beban dinamik akibat kendaraan yang melewatinya. Dimana kebanyakan masyarakat umum tidak menghiraukan kalau dibawah jalan tersebut terdapat sebuah pipa. Untuk melihat pengaruh kedalam penguburan terhadap kategori resiko dapat dilihat dibawah ini.
Probability of Failure
Buried depth from aboveground vs Probability of Failure (Muhlbaeur) 182 180 178 176 174 172 170 168 166 164 162 160 0
20
40
60
80
100
Buried depth from aboveground (in)
Gambar 4. 20 Pengaruh Kedalam Penguburan Pipa Terhadap Probability of failure
Berdasarkan gambar diatas, dapat kita lihat bagaimana pengaruh dari parameter pihak ketiga terhadap kategori resiko pipeline.
Kategori resiko
sebuah pipeline akan menurun dengan meningkatnya kedalaman penguburan pipeline. Namun setelah melewati angkat tertentu, nilai kategori resiko dari pipeline akan cenderung untuk tetap.
131
2. Kepadatan penduduk Parameter kedua yang dianalisis dalam kategori pihak ketiga adalah kepadatan penduduk disekitar lokasi pipeline berada. Penduduk disekitar daerah pipeline memiliki kemungkinan untuk terkena dampak apabila terjadi kerusakan pada pipeline. Hal ini harus dianalisis untuk mengetahui bagaimana pengaruh dari kepadatan penduduk terhadap kategori resiko pipeline. Dibawah ini ditunjukkan pengaruh dari kepadatan penduduk terhadap kategori resiko sebuah pipeline. Population Density vs Consequence of Failure (Muhlbaeur)
Consequence of Failure
1600 > 400
1400 1200 150 - 400
1000 800
30 - 150
600 < 30
400 200 0 0
< 130
30 -2150
150 -3 400
4 > 400
5
Population Density (people/mil)
Gambar 4. 21 Pengaruh Kepadatan Penduduk Terhadap Consequence of Failure
Gambar diatas menunjukkan adanya pengaruh kepadatan penduduk terhadap kategori resiko sebuah pipeline. Dimana konsekuensi yang mungkin dapat ditimbulkan akan semakin besar dengan bertambahnya jumlah penduduk
132
