Bab I Pendahuluan
I.1
Latar Belakang
Pada tanggal 27 Maret 1980 terjadi peristiwa runtuhnya anjungan lepas pantai Alexander Kielland yang beroperasi di perairan Laut Utara dan menelan korban jiwa. Peristiwa ini kemudian diinvestigasi oleh suatu badan resmi the Norwegian Commission. Hasil investigasi menyebutkan bahwa runtuhnya anjungan lepas pantai diawali adanya fracture/patah di daerah pengelasan salah satu main brace yang kemudian diikuti failure/kegagalan pada brace lain yang terhubung dengan main brace tersebut. Secara lebih spesifik, hasil investigasi menyebutkan bahwa timbulnya patah diawali dengan retak inisial (crack initiation) pada main brace yang telah ada sejak tahap manufaktur anjungan lepas pantai. Retak ini disebabkan proses pendinginan yang cepat setelah pengelasan atau dikenal dengan istilah cold crack. Retak yang timbul pada tahap ini diperparah dengan buruknya kualitas pengelasan. Setelah anjungan lepas pantai diinstalasi di laut dan beroperasi, retak semakin bertambah (crack propagation) dengan adanya beban fatigue pada platform meskipun masih dalam level beban yang diprediksi sebelumnya. Dan pada akhirnya dari retak yang terus bertambah ini berujung patah pada main brace dalam waktu yang singkat (1).
Belajar dari peristiwa di atas dan diperkuat dengan adanya suatu penelitian yang menyebutkan
bahwa
kenyataannya
komponen-komponen
struktur
yang
menggunakan sambungan las akan memiliki retak mikro inisial pada ujung sambungan las yang terbentuk selama proses pendinginan las. Oleh karena itu dalam analisis fatigue sambungan tersebut para ahli tidak lagi memperhitungkan tahap pembentukan retak inisial (2), maka adanya fenomena pertumbuhan retak dan beban fatigue menjadi hal penting yang mendasari perlunya metode fracture mechanics dalam menilai kelayakan suatu anjungan lepas pantai. Terlebih pada
1
anjungan lepas pantai tipe jacket, dimana komponen strukturnya dihubungkan dengan pengelasan pada joint/sambungannya.
Penilaian kelayakan terhadap anjungan lepas pantai tipe jacket perlu memperhatikan karakteristik kapasitas dan beban struktur yang memiliki faktor ketidakpastian. Seperti kurangnya data struktur anjungan lepas pantai di antaranya data gambar, tipe material, prosedur pengelasan, hasil inspeksi, dan data perbaikan, yang akan memberikan ketidakpastian pada penilaian kapasitas struktur. Demikian juga ketidakpastian pada beban anjungan lepas pantai diantaranya fenomena alam yang bersifat acak, seperti beban gelombang. Dengan pertimbangan faktor ketidakpastian tersebut diperkenalkan suatu metoda analisis kelayakan struktur dengan pendekatan probabilitas. Hasil analisis ini adalah suatu parameter yang kemudian dikenal dengan istilah ”indeks kehandalan” struktur.
Informasi-informasi di atas menjadi dasar yang melatarbelakangi penulis dalam menyusun tesis ini.
I.2
Tujuan
Tujuan dari penulisan tesis ini adalah 1. menentukan indeks kehandalan fatigue (fatigue reliability index) pada sambungan kritis anjungan lepas pantai tipe jacket akibat gaya gelombang berdasarkan metode fracture mechanics. 2. menentukan remaining life terhadap sambungan yang dijadikan pijakan dalam perhitungan poin 1 di atas.
2
I.3
Ruang Lingkup Pembahasan
1. Menentukan sambungan kritis anjungan lepas pantai tipe jacket studi kasus, berdasarkan metoda analisis fatigue spektral. 2. Menentukan indeks kehandalan fatigue pada sambungan kritis anjungan lepas pantai tipe jacket studi kasus dengan pendekatan fracture mechanics. 3. Menentukan remaining life sambungan kritis yang digunakan dalam analisis pada poin 2.
I.4
Batasan Masalah
Batasan masalah yang pada penyusunan tesis ini adalah sebagai berikut: 1. Gaya gelombang terhadap seluruh elemen struktur jacket memenuhi persyaratan persamaan morison. 2. Pemodelan struktur lepas pantai tipe jacket menggunakan program SACS berdasarkan standar API RP2A. 3. Penjalaran retak menggunakan model Paris-Ergodan. Sedangkan mode deformasi menggunakan deformasi tipe I. 4. Fenomena acak pada analisis kehandalan lebih didominasi oleh beban gelombang, sehingga dalam tesis ini kapasitas struktur, arus, parameter hidrodinamik dianggap deterministik. 5. Analisis kehandalan menggunakan metode kehandalan struktur Level 2.
3
I.5
Metodologi Analisis
Penulis menggunakan metodologi analisis yang berfungsi sebagai landasan berpikir sekaligus sebagai panduan praktis dalam menyusun tesis ini. Diagram alir berikut menunjukkan metodologi analisis yang digunakan penulis.
Model Struktur
Beban
Analisis Fatigue Spektal
Sambungan Kritis
Umur Fatigue
Parameter Statistik
Material Toughness Analisis Kehandalan Fatigue
Kurva Indeks Kehandalan Fatigue Target Indeks Kehandalan Remaining Life
Gambar I. 1 Metodologi analisis.
4
Geometri Retakan
I.6
Sistematika Pembahasan
Bab I Pendahuluan Bab ini menjelaskan latar belakang, tujuan penulisan, ruang lingkup pembahasan, batasan masalah, metodologi analisis, dan sistematika pembahasan yang digunakan dalam penyusunan tesis ini. Penjelasan dalam bab ini diharapkan dapat memberikan gambaran umum mengenai isi keseluruhan tesis.
Bab II Dasar Teori Bab ini menguraikan tentang dasar teori yang dijadikan pijakan dalam penyusunan tesis yaitu teori dasar terkait dengan probabilitas statistik, fatigue spektral dengan beban geombang, reliabilitas struktur, fracture mechanics, dan remaining life.
Bab III Kehandalan Fatigue dan Remaining Life Berdasarkan Metode Fracture Mechanics Dalam bab ini diuraikan mengenai implementasi teori reliabilitas struktur berdasarkan beban fatigue spektral dengan metode fracture mechanics. Juga diuraikan penentuan remaining life dengan metode yang sama.
Bab IV Studi Kasus dan Analisis Berdasarkan penjelasan dalam bab-bab sebelumnya, Bab IV menguraikan analisis kehandalan fatigue dan remaining life dengan metode fracture mechanics terhadap suatu kasus. Kasus yang digunakan adalah suatu anjungan lepas pantai tipe jacket yang terdapat di perairan Indonesia.
Bab V Kesimpulan dan Saran Bab ini menjelaskan kesimpulan hasil analisis studi kasus serta saran yang diharapkan bermanfaat dalam pengembangan lebih lanjut tesis ini.
5
Bab I Pendahuluan ................................................................................................ 1 I.1
Latar Belakang ........................................................................................ 1
I.2
Tujuan ..................................................................................................... 2
I.3
Ruang Lingkup Pembahasan................................................................... 3
I.4
Batasan Masalah ..................................................................................... 3
I.5
Metodologi Analisis ................................................................................ 4
I.6
Sistematika Pembahasan ......................................................................... 5
Gambar I. 1 Metodologi analisis............................................................................ 4
6
