Presentasi Ujian Tugas Akhir
“Optimasi Konfigurasi Sudut Stinger dan Jarak antara Lay Barge dan Exit Point pada Instalasi Horizontal Directional Drilling” Oleh : Triestya Febri Andini
Dosen Pembimbing :
4306100061
1. Prof. Ir. Daniel M.Rosyid, Ph.D 2. Ir.Joswan J.Soedjono, M.Sc
Latar Belakang 1. Horizontal directional
drilling muncul sebagai
pilihan metode crossing trenchless method
2. Metode
ini
dipilih
terpasang pipeline
karena
pada
lokasi
telah
X1
DATA PIPA
DATA BARGE
DATA LINGKUNGAN
Berdasarkan data pipa, gambar,dan data berikut : 1.Parameter yang digunakan, yaitu: - Gelombang - Kedalaman laut 2. Variabel perancangan yang digunakan adalah : X1 = Jarak antara laybarge dengan exit point X2 = Sudut stinger 3.Kendala – kendala, sebagai berikut : Minimum panjang stinger = 25 meter Von misses ≤ 432 Mpa Tension ≤ 2041 Ton 4. Dan objective functionnya adalah : meminimumkan bending stress.
Perumusan Masalah 1. Berapakah jarak optimal antara lay barge dengan exit point? 2. Bagaimanakah pengaruh konfigurasi stinger terhadap tegangan bending pada pipa saat proses instalasi? 3. Berapakah besar gaya pullback (pullback force) yang dibutuhkan pipa saat proses pullback?
Tujuan 1. Menganalisa jarak antara lay barge dengan exit point sehingga dapat meminimalisasi tegangan yang terjadi serta mengurangi efek bending pada pipa. 2. Menganalisa
adanya
pengaruh
konfigurasi
stinger
pada
tegangan bending pipa saat proses instalasi. 3. Mengetahui besar gaya pull back (pull back force) yang dibutuhkan pipa di darat untuk menarik pipa pada yang berasal dari lay barge.
Manfaat
Mengetahui optimasi jarak dan pengaruh sudut stinger sehingga saat instalasi berlangsung tidak terjadi kegagalan ekstrim pada pipa. Juga untuk mengetahui besar pullback force yang dibutuhkan pipa.
Batasan Masalah 1. Instalasi pipa Horizontal Directional Drilling ini merupakan instalasi pipa shore crossing. 2. Instalasi pipa dilakukan pada keadaan shallow water. 3. Analisa tidak termasuk biaya (cost) optimum saat instalasi. 4. Pipa yang digunakan dalam instalasi ini adalah pipa baja.
Metodologi Penelitian Secara umum sistematika pengerjaan tugas akhir :
A
Output variasi jarak antara Lay barge dan exit point
Output pull back force
Permodelan instalasi pipeline dengan menggunakan software Offpipe
Running permodelan menggunakan software Offpipe
Output variasi sudut stinger
Menentukan persamaan optimasi
Constrain
Verifikasi (Cek Constrain)
Kesimpulan
Pembahasan : .1. Following seas (μ= 0°) dan head seas (μ=180°) RAO heading 0°
1,2
0,8 surge
0,6
heave
(m/m)
Amplitudo
1
sway
0,4 0,2 0 0,5
1
1,5
Frequency (rad/sec)
2
2,5
RAO heading 0°
3 2,5
Amplitudo (deg/m)
0
2 roll
1,5
pitch yaw
1 0,5 0 -0,5
0
0,5
1
1,5
Frequency (rad/sec)
2
2,5
RAO heading 180°
1,2
0,8 surge
0,6
sway heave
0,4 0,2 0 0
0,5
1
1,5
Frequency (rad/sec)
2
2,5
RAO heading 180°
3 2,5
Amplitudo (deg/m)
Amplitudo (m/m)
1
2 roll
1,5
pitch yaw
1 0,5 0 0
-0,5
0,5
1
1,5
Frequency (rad/sec)
2
2,5
2. Beam seas (μ= 90° ) RAO heading 90°
1,4 1,2 1 0,8
Amplitudo (m/m)
surge sway
0,6
heave
0,4 0,2
0 0,5
1
1,5
Frequency (rad/sec)
2
2,5
RAO heading 90°
12 10 8
Amplitudo (deg/m)
0
roll pitch
6
yaw 4 2 0 0
0,5
Frequency (rad/sec) 1 1,5
2
2,5
3. Quartering seas (μ= 45° dan 135° ) RAO heading 45°
1,2 1 0,8
Amplitudo (m/m)
surge
0,6
sway heave
0,4 0,2
0 0,5
1
Frequency (rad/sec)
1,5
2
2,5
RAO heading 45°
3,5 3
Amplitudo (deg/m)
0
2,5 2
roll pitch
1,5
yaw
1 0,5 0 0
0,5
1
1,5
Frequency (rad/sec)
2
2,5
RAO heading 135°
1,2
Amplitudo (m/m)
1 0,8 surge
0,6
sway heave
0,4 0,2 0 0,5
1
1,5
Frequency (rad/sec)
2
2,5
RAO heading 135°
3,5 3 2,5
Amplitudo (deg/m)
0
2
roll pitch
1,5
yaw
1 0,5 0 0
0,5
1
1,5
Frequency (rad/sec)
2
2,5
Analisa menggunakan software orcaflex Von misses dengan variasi jarak antara laybarge dan exit point, dan variasi sudut stinger Sudut Jarak
4 derajat 6 derajat 8 derajat
10 derajat
12 derajat
80 meter 438 MPa 427 Mpa 424 Mpa 420 Mpa
418 Mpa
100 meter 392 Mpa 383 Mpa 380 Mpa 377 Mpa
372 Mpa
120 meter 351 Mpa 347 Mpa 341 Mpa 338 Mpa
330 Mpa
140 meter 309 Mpa 303 Mpa 297 Mpa 295 Mpa
290 Mpa
160 meter 264 Mpa 259 Mpa 253 Mpa 252 Mpa
249 Mpa
Grafik Von Misses dengan variasi jarak antara laybarge dan exit point, dan variasi sudut stinger. Grafik Von Misses dengan variasi jarak antara laybarge dan exit point, dan variasi sudut stinger.
Tension dengan variasi jarak antara laybarge dan exit point, dan variasi sudut stinger
Sudut Jarak
4 derajat
6 derajat
8 derajat
10 derajat
12 derajat
80 meter 713 KN
1216 KN
1490 KN
1621 KN
1746 KN
100 meter 725 KN
1361 KN
1672 KN
1877 KN
1945 KN
120 meter 830 KN
1437 KN
1886 KN
2123 KN
2234 KN
140 meter 935 KN
1556 KN
1961 KN
2238 KN
2315 KN
160 meter 1218 KN
1641 KN
2041 KN
2311 KN
2404 KN
Bending stress dengan variasi jarak antara laybarge dan exit point, dan variasi sudut stinger Sudut
4 deg
6 deg
8 deg
10 deg
12 deg
Jarak 80 meter
345 MPa
339 MPa
329 MPa
306 MPa
282 MPa
100 meter
318 MPa
311 MPa
301 MPa
289 MPa
275 MPa
120 meter
294 MPa
289 MPa
283 MPa
276 MPa
263 MPa
140 meter
281 MPa
279 MPa
273 MPa
267 MPa
255 MPa
160 meter
272 MPa
266 MPa
263 MPa
257 MPa
248 MPa
Pulling force dengan variasi jarak antara laybarge dan exit point Jarak antara Laybarge dan Exit Point (meter)
Pulling Force (kN)
80
495.48
100
619.35
120 140
743.22 867.09
160
990.96
Analisa menggunakan software offpipe
Von misses dengan variasi jarak antara laybarge dan exit point, dan variasi sudut stinger Sudut
4 deg
6 deg
8 deg
10 deg
12 deg
Jarak 80 meter
283 MPa
286 MPa
302 MPa
314 MPa
328 MPa
100 meter
275 MPa
263 MPa
288 MPa
311 MPa
324 MPa
120 meter
255 MPa
261 MPa
284 MPa
307 MPa
321 MPa
140 meter
253 MPa
258 MPa
276 MPa
298 MPa
315 MPa
160 meter
239 MPa
252 MPa
270 MPa
283 MPa
302 MPa
Tension dengan variasi jarak antara laybarge dan exit point, dan variasi sudut stinger Sudut
4 deg
6 deg
8 deg
10 deg
12 deg
Jarak 80 meter
238 kN
254 kN
270 kN
291 kN
316 kN
100 meter
259 kN
276 kN
291 kN
308 kN
326 kN
120 meter
274 kN
290 kN
308 kN
320 kN
337 kN
140 meter
277 kN
304 kN
323 kN
336 kN
344 kN
160 meter
288 kN
345 kN
386 kN
423 kN
442 kN
Bending stress dengan variasi jarak antara laybarge dan exit point, dan variasi sudut stinger Sudut
4 deg
6 deg
8 deg
10 deg
12 deg
Jarak 80 meter
284 MPa
281 MPa
276 MPa
266 MPa
246 MPa
100 meter
272 MPa
265 MPa
256 MPa
246 MPa
233 MPa
120 meter
259 MPa
248 MPa
242 MPa
235 MPa
228 MPa
140 meter
247 MPa
239 MPa
233 MPa
230 MPa
226 MPa
160 meter
240 MPa
232 MPa
225 MPa
221 MPa
219 MPa
Optimasi Design
Persamaan von misses adalah g1 (x) = 0,001X22 - 0,375X1 + 23 ≤ 432 Mpa. Persamaan tension adalah g1 (x) = 0,001X22 - 0,375X1 + 36 ≤ 2041 Ton. Pada kurva diatas terdapat constrain yaitu von misses dan tension dimana didapatkan titik optimumnya pada jarak 140 meter dan sudut 8,1 derajat.
Kesimpulan : Kesimpulan yang dapat diambil dari tugas akhir ini, antara lain : 1. Pada variasi jarak antara laybarge dan exit point didapatkan hasil bahwa pada titik optimum pada jarak 140 meter dan sudut 8,1 derajat. 2. Pada variasi sudut stinger didapatkan hasil bahwa semakin besar sudut stinger maka von misses semakin besar. Semakin besar sudut stinger juga mempengaruhi tension menjadi semakin besar. Namun, semakin besar sudut stinger bending stress yang terjadi semakin kecil. 3. Pull back force yang dibutuhkan sistem untuk menarik pipa adalah
Saran : 1. Perlu dilakukan penelitian adanya kecepatan (velocity) yang dibutuhkan winch untuk menarik pipa. 2. Perlu dilakukan analisa fatigue life sebagai pertimbangan beban gelombang yang mengenai pipeline tersebut. 3. Perlu dilakukan analisa lebih lanjut tentang adanya pengaruh akibat adanya variasi panjang stinger.
Sekian
Terima Kasih
Panjang Stinger
Von misses
Tension
Bending stress
25 meter
366 Mpa
213 kN
324 kN/m2
30 meter
392 Mpa
231 kN
337 kN/m2
35 meter
411 Mpa
253 kN
348 kN/m2
