P R O S I D I N G HASIL PENELITIAN FAKULTAS TEKNIK

PROSIDING HASIL PENELITIAN FAKULTAS TEKNIK ISBN 978-979-127255-0-6

PENANGGUNG JAWAB Muh. Saleh Pallu

KETUA EDITOR Wahyu H. Piarah

DEWAN EDITOR M.Ramli Rahim (T.Arsitektur), Muh.Tola (T.Elektro), A. M. Imran (T.Geologi), Syukri Himran (T.Mesin), Ganding Sitepu (T.Perkapalan), Herman Parung (T.Sipil)

EDITOR PELAKSANA Asri Jaya, Baharuddin, Erwin Eka Putra, M. Rusydi Alwi, Zuryati Djafar

PEMBANTU UMUM Hasriyuti, Rosmayati Y

PENERBIT Fakultas Teknik Universitas Hasanuddin

ALAMAT EDITOR Fakultas Teknik Universitas Hasanuddin Jl. Perintis Kemerdekaan Km. 10 Tamalanrea – Makassar 90245 Telp: (0411) 584639, Fax: (0411) 586015 e-mail : [email protected] Prosiding Hasil Penelitian Fakultas Teknik (PHPFT) terbit berkala setiap akhir tahun yang memuat hasil penelitian atau pemikiran konseptual dalam bidang; Teknik Arsitektur, Teknik Elektro, Teknik Geologi, Teknik Mesin, Teknik Perkapalan dan Teknik Sipil yang didanai dari angaran DIPA Fakultas Teknik Unhas

PENGANTAR EDITOR Yang terhormat, Para pembaca dan pemerhati Prosiding PHPFT, Prosiding Hasil Penelitian Fakultas Teknik (PHPFT) yang Anda baca saat ini merupakan edisi perdana sekaligus menjadi penutup akhir tahun 2007.

Semua artikel yang dimuat dalam

prosiding ini merupakan hasil penelitian yang didanai dari anggaran rutin Fakultas Teknik Fakultas Teknik pada tahun 2007 (DIPA). Dalam edisi perdana ini jumlah keseluruhan artikel yang dimuat sebanyak 36 buah terdiri dari; 6 artikel dari Teknik Arsitektur, 7 artikel dari Teknik Elektro, 6 artikel dari Teknik Geologi, 7 artikel dari Teknik Mesin, dan 7 artikel dari Teknik Perkapalan, serta 4 artikel dari Teknik Sipil. Komitmen dari tim editor untuk terus melakukan perbaikan-perbaikan dalam penyuntingan artikel pada edisi-edisi berikutnya, dengan harapan dapat menghasilkan informasi yang menarik dan bermanfaat bagi pembaca sekalian.

Ketua Tim Editor Dr-Ing. Wahyu H. Piarah, MEng

Volume 1 : Desember 2007

P H P F T - 2007 - ii -

ISBN : 978-979-127255-0-6

SAMBUTAN DEKAN FAKULTAS TEKNIK UNHAS Puji syukur kami panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Kuasa atas limpahan Rahmat dan Hidayah-Nya sehingga penerbitan perdana Prosiding Hasil Penelitian Fakultas Teknik (PHPFT) Unhas ini dapat terealisasi. Penelitian merupakan salah satu tonggak dari Tri Dharma Perguruan Tinggi yang harus dilaksanakan secara penuh dan konsisten karena merupakan jembatan yang dapat menghubungkan dunia kampus dengan dunia luar kampus termasuk dunia industri. Untuk menjamin adanya konsistensi tersebut maka seyogyanya hasil penelitian tidak hanya tersimpan sebagai laporan akhir tetapi dilanjutkan dengan publikasi ilmiah sehingga terbuka peluang untuk disempurnakan atau diaplikasikan kepada masyarakat. Berdasarkan keinginan tersebut maka pihak fakultas memandang perlu untuk menerbitkan prosiding yang memuat hasil-hasil penelitian dosen Fakultas Teknik. Kami menyadari bahwa penerbitan kali ini masih mempunyai beberapa kelemahan dan kekurangan, namun dengan kerja keras, kerja sama dan semangat pengabdian yang tinggi dari pengelola, dosen dan karyawan Fakultas Teknik, Prosiding dapat berjalan sebagaimana visi, misi dan tujuan yang hendak dicapai. Dengan segala kelebihan dan kekurangan yang ada dalam edisi ini, kami mengharapkan kritik dan saran dari semua pihak, demi tercapainya tujuan yang kita inginkan bersama. Dekan Fakultas Teknik Universitas Hasanuddin Makassar

Prof. Dr. H. Muh. Saleh Pallu, MEng.


P H P F T - 2007 - iii -

ISBN : 978-979-127255-0-6

DAFTAR ISI Pengantar Editor Sambutan Dekan Fakultas Teknik Daftar Isi

ii iii iv

GROUP TOPIK TEKNIK ARSITEKTUR M. Fathien Azmy Mimi Arifin Imriyanti Syahriana Syam Arifuddin Isfa Sastrawati Dahri Kuddu Moh. Yoenus Osman

Mahasiswa Mundur dari Kegiatan Pembelajaran yang Sudah Diprogramkannya Prestasi Akademik Mahasiswa Angkatan 2006 yang Diterima pada Program Studi Arsitektur Efektifitas Pemanfaatan Ruang Rumah pada Permukiman Padat di Pusat Kota Makassar Perubahan Koefisien Dasar Bangunan (KDB) Rumah pada Perumahan yang Dibangun Pengembang di Kota Makassar Kajian Aspek Lokasi Pembangunan Rumah Susun Sewa di Kota Makassar Studi Tingkat Keandalan Bangunan Pusat Perbelanjaan Makassar Mall terhadap Bahaya Kebakaran

TA1–1/4 TA2-1/6 TA3-1/6 TA4-1/6 TA5-1/6 TA6-1/8

GROUP TOPIK TEKNIK ELEKTRO Dewiani, Indrabayu Indrabayu, Intan Sari Areni Fitriyanti Mayasari Indar Chaerah Gunadin Zaenab Muslimin Ansar Suyuti Indar Chaerah Gunadin Fitriyanti Mayasari Yusran

Manual Routing dan Dynamic Routing pada Jaringan MPLS (Multiprotocol Label Switching) Evaluasi Kinerja Transport Control Protocol dan User Datagram Protocol dengan Network Simulator Analisis Transient Stability pada Sistem Interkoneksi Sulawesi Selatan dengan Menggunakan SIMULINK Penentuan Stabilitas Tegangan Menggunakan Metode Analisis Modal (Studi Kasus Sistem Kelistrikan Sulawesi Selatan) Rekonfigurasi Jaringan Distribusi Tegangan Menengah untuk Menekan Rugi-rugi Energi Listrik pada Saluran Analisis Pemasangan Thyristor Controlled Series Capacitor (TCSC) pada Sistem Interkoneksi SULSELTRABAR Analisis Potensi Dampak Fase Pengoperasian Saluran Udara Tegangan Ekstra Tinggi (SUTET) 275 kV Poso II-Palopo-Pomalaa terhadap Masyarakat yang Bermukim di Bawahnya

TE1/1-6 TE2/1-6 TE3/1-6 TE4/1-6 TE5/1-6 TE6/1-8

TE7/1-6

GROUP TOPIK TEKNIK GEOLOGI M. Fauzi Arifin Adi Tonggiroh Muhammad Ramli Sufriadin, Asra n Ilyas Haerany Sirajuddin Kaharuddin


Analisis Lingkungan Pengedapan Batuan Sedimen Daerah Dutungan Kabupaten Barru Propinsi Sulawesi Selatan TG1/1-6 Kajian Elemen Major dan Struktur Permukaan Batuan Peridotit Daerah Bahodopi Kabupaten Luwu Timur Sulawesi Selatan TG2/1-6 Pengaruh Ukuran Butir Material Sedimen dan Landaian Hidrolika terhadap Pergerakan Limbah BBM dalam Akifer TG3/1-6 Prediksi Lingkungan Pengendapan Berdasarkan Analisis Petrografi dan Kualitas Batubara Daerah Tutar Kab. Polman, Prov. Sulawesi Barat TG4/1-6 Prospek Pemanfaatan Breksigamping dalam Industri Rumah Tangga di Daerah Watu Kecamatan Tanete Riaja Kab. Barru Sulsel TG5/1-6 Dampak Tektonik Kuarter terhadap Sea-Level Changes dan Perubahan Iklim Global di Indonesia, Studi Kasus Pulau Dutungan Kab. Barru Sulsel TG6/1-8

P H P F T - 2007 - iv -

ISBN : 978-979-127255-0-6

DAFTAR ISI (Lanjutan) GROUP TOPIK TEKNIK MESIN Jalaluddin Zulkifli Djafar Zuryati Djafar H. Ahmad Yusran Amin Baharuddin Mire Hairul Arsyad Lukmanul Hakim Arma Ilyas Renreng

Analisis Perbandingan Prestasi Kolektor Surya Pemanas Air dengan 1(satu), 2(dua), dan 3(tiga) Penutup di Kota Makassar, Sulawesi Selatan Analisis Defleksi pada Batang Prismatik dengan Variasi Bentuk Penampang dan Tumpuan Analisis Waktu dan Biaya Pemakaian Briket Blotong sebagai Bahan Bakar Rumah Tangga Keefektifan Pembubutan Kuningan dan Baja Karbon Menengah Pengaruh Panjang Pipa Buang terhadap Kinerja Motor Diesel Kekerasan Baja Lembaran Tahan Karat Tipe Austenitik 304 Akibat Deformasi pada Proses Pembentukan Penarikan Rentang Analisis Kesilindrisan Produk Pembubutan yang Dicekam Tiga tanpa Penumpu Kepala Lepas

TM1/1-8 TM2/1-6 TM3/1-4 TM4-1/4 TM5-1/4 TM6-1/6 TM7-1/6

GROUP TOPIK TEKNIK PERKAPALAN Lukman Bochary, Andi Sitti Chairunnisa M Sunarto Suandar Baso Misliah Idrus Muh. Alham Djabbar Baharuddin, Hasnawiyah Taufiqur Rachman, Azhury Surya Hariyanto, Haryanti Rivai

Analisis Kelayakan Pengoperasian Graving Dock PT. Pertamina (Persero) Unit Usaha Dok Sorong Pengaruh Besar Arus Listrik Las SMAW terhadap Masukan Panas dan Kekerasan pada Pelat Baja Kapal Study of Dimensions of Wooden Dowel as Fastening System in Constructions of Wooden Boat Pengaruh Hidrofoil Dalam Sirip Nosel terhadap Tahanan Model Kapal Analisis Bentukan Fouling pada Sistem Pendingin Mesin Kapal

TP1/1-6 TP2/1-6 TP3/1-6 TP4/1-4 TP5/1-6

Kaji Bahan Steel Grade X65 dengan X70 Pada Kondisi Instalasi Pipa Gas Lepas Pantai Implementasi Perawatan Berbasis Keandalan pada Sistem Pelumas Mesin Utama

TP6/1-6 TP7/1-6

GROUP TOPIK TEKNIK SIPIL Asiyanthi T, Lando Iskandar Renta Suharman Hamzah M. Asad Abdurahman Mukhsan Putra Hatta


Analisis Tingkat Ketelitian Solusi GPS Precise Point Positioning (PPP) dari Situs Pengolah Data GPS Kebutuhan Ruang Parkir pada Rumah Sakit Umum DR. Wahidin Sudiro Husodo di Makassar Analisis Penyebab Kecelakaan Kerja pada Proyek Jalan (Studi Kasus: Proyek Jalan di Sulawesi Selatan) Penelitian Model One-Way Pipe dengan Memanfaatkan WaveInduced Residual Current pada Enclosed Costal Area

P H P F T - 2007 -v-

TS1/1-6 TS2/1-6 TS3/1-4 TS4/1-3

ISBN : 978-979-127255-0-6

PROSIDING 2007© Arsitektur

Elektro

Geologi

Mesin

HASIL PENELITIAN FAKULTAS TEKNIK Perkapalan Sipil

Kaji Bahan Steel Grade X65 Dengan X70 pada Kondisi Instalasi Pipa Gas Lepas Pantai Taufiqur Rachman, Azhury Prog. Studi Teknik Kelautan Jurusan Perkapalan Fakultas Teknik Universitas Hasanuddin Jl. Perintis Kemerdekaan Km. 10 Tamalanrea Makassar 90245, Telp/Fax: 0411-585637 e-mail: [email protected] The purpose of research is comparative stress analysis pipelay offshore between both material steel grade X65 and X70. The result of research is firstly to get different total volume due to different of wall thickness both. Second, to get pipeline stress analysis due to operational and hidrotest condition and finally, to obtain pipeline stress analysis due installation for sagbend and overband. Keywords: pipeline stress analysis, sagbend, overbend

PENDAHULUAN

Penelitian ini dilakukan berkaitan dengan suplai energi dari sumber energi di pulau Kangean menuju Porong, dengan kajian permasalahan adalah komparatif bahan steel grade X65 dengan X70 pada kondisi instalasi pipa gas lepas pantai. Kedua bahan pipa ini memiliki beberapa keunggulan dan kekurangan. Salah satu keunggulan bahan X65 adalah harga bahan lebih murah per kilo gramnya jika dibandingkan dengan bahan X70. Dalam kasus pipa gas dari pulau Kangean ke daratan Porong, diameter pipa gas -berdasarkan perhitungan kebutuhan kondisi gas- telah ditentukan pada output disain yaitu sebesar 28 inch dengan tekanan internal saat operasi sebesar 2000 psig. Dengan diameter ini diperoleh perencanaan tebal pipa sebesar 0,598 inch untuk bahan X65 dan bila menggunakan bahan X70 diharapkan tebal pipa akan lebih kecil. Kecilnya tebal pipa tersebut akan mempengaruhi volume bahan pipa, sehingga dengan penggunaan bahan X65 akan memiliki volume jauh lebih besar dibanding dengan bahan X70 bila panjang pipa cukup jauh. Dalam kasus ini panjang pipa adalah 424 km dengan saluran pipa di bawah laut sekitar 364 km dan di daratan 60 km. Untuk penggunaan bahan X70 akan lebih menguntungkan penggunaannya dari segi biaya, walaupun biaya perkilogram lebih mahal tetapi volume bahan X70 lebih kecil dari pada bahan X65. Dengan pertimbangan ini, bahan steel grade X70 layak untuk diteliti, karena keunggulannya dari tinjauan ekonomis, tetapi sejauh manakah tinjauan teknik khususnya pada kondisi operasional dan instalasi. Dari aspek teknik, permasalahan yang mendasar adalah membandingkan distribusi tegangan yang terjadi sepanjang pipa pada daerah overbend dan sagbend pada saat kondisi instalasi yang diberlakukan untuk dua bahan pipa yang berbeda yaitu bahan steel grade X65 dengan X70. Kaji bahan steel grade X65 dengan X70 ini meneliti batasan-batasan yang diijinkan untuk diberlakukan pada kedua bahan tersebut pada saat beban statis terjadi pada saat kondisi instalasi. Faktor yang mempengaruhi distribusi tegangan yang terjadi saat kondisi instalasi adalah akibat beban dinamis dan statis. Dimana beban dinamis yang terjadi antara lain akibat adanya faktor gelombang dari arus sedangkan untuk beban statisnya adalah pengaruh radius stinger, down point (DP), berat pipa dari kedalaman laut. Oleh karena antara Pulau Kangean sampai Porong memiliki kedalaman laut yang bervariasi maka kajian ini dibatasi pada tiga titik kedalaman laut yaitu di 42.7 ft (13 meter), 85.3 ft (25,4 meter), dan 98.4 ft (29,9 meter). Dengan material pipa yang telah dipakai saat ini –stell grade X65-, selama instalasi dan operasional, pipa gas tidak mengalami gejala yang membahayakan [1]. Namun perkembangan selanjutnya setelah ada penelitian terutama dalam ilmu bahan, pemilihan material X65 dirasa kurang optimal dalam kondisi tertentu. Sedangkan untuk X70 menawarkan solusi terbaik untuk kondisi tertentu seperti diuraikan di atas yaitu dengan rute yang jauh maka lebih ekonomis menggunakan X70. Dilihat dari komposisi kandungan bahan kedua jenis material tersebut memiliki perbedaan yang sangat berarti. Disebutkan bahwa bahan X70 memiliki kandungan unsur carbon (C) sebesar 0,23 % lebih sedikit di banding X65 sebesar 0,26%, sedangkan unsur mangan (Mn) untuk X70 sebesar 1,6 % lebih besar dari pada X65 sebesar 1,4 % [2]. Kedua kandungan C dan Mn ini akan berpengaruh pada nilai tegangan luluh bahan (yield strength). Untuk tinjauan dari aspek teknik khususnya analisa tegangan saat operasional, hidrotest dan instalasi untuk bahan steel grade X70 diperlakukan sama dengan analisa tegangan untuk steel grade X65 yang tujuannya untuk membandingkan, menganalisa dan melihat gejala yang terjadi serta menyimpulkan dari perbandingan ini. Hasil perhitungan tebal pipa dengan steel grade X65 adalah 0,598 inch [3]. Namun pertimbangan dengan


Group Teknik Perkapalan TP6 - 1

ISBN : 978-979-127255-0-6

Kajian Bahan Steel… Arsitektur

Elektro

Geologi

Mesin

Taufiqur Rahman, Azhury Perkapalan Sipil

standart API 5L tebal dinding yang dipilih adalah 0,625 inch sesuai dengan ANSI/ASME pada topik Gas Tranmission and Distribution Piping System [4]. Dengan material steel grade X65, pengaruh beban operasional dan hidrotest terbukti aman karena masih di bawah 85 % SMYS (Specified Minimum Yield Strength) yaitu 54,9 % SMYS akibat beban operasional dengan tegangan kombinasi (hoop stress dan longitudinal stress) sebesar 35.713,5 psi dan 71,7 % akibat beban hidrotest dengan tegangan kombinasi (hoop stress dan longitudinal stress) sebesar 46.574,9 psi [2]. Pada kondisi tertentu total tegangan akibat instalasi di daerah overbend dan sagbend untuk steel grade X70 diharapkan masih di bawah 85% tegangan luluh material (85% SMYS) sesuai yang dianjurkan dalam referensi Rules For Submarine Pipeline System [5].

METODE PENELITIAN

Analisa tegangan pipa lepas pantai dapat diselesaikan dengan berbagai teori. Pemilihan teori disesuaikan dengan kondisi lingkungan dimana pipa akan diletakkan di dasar laut dan mengikuti peraturan yang berlaku. Di dalam instalasi pipa bawah laut banyak faktor yang harus dipertimbangkan misalnya pemilihan bahan, metode analisa yang digunakan, faktor-faktor yang mempengaruhi instalasi, dan pemilihan parameter yang tepat. Metodologi kajian dilakukan sesuai tahapan berikut: 1. Pengumpulan data dan pengolahan bahan steel grade X65 dan X70 sebagai berikut: Outside dimeter pipa SMYS Modulus elastisitas Koefisien muai pipa dan poisson ratio 2. Pengumpulan data operasional, data lingkungan dan data instalasi yang mencakup: Kedalaman maksimum dasar laut Kedalaman dasar laut minimum Radius horisontal dan radius vertikal akibat pemilihan route Radius Stinger Momen Inersia Panjang bentangan daerah sagbend Down Point (DP) Berat persatuan panjang pipa di air laut Berat persatuan panjang pipa di udara Tension di daerah overbend dan sagbend Luas Penampang pipa 3. Perhitungan pada kondisi operasional dan hidrotest Ketebalan pipa; Berdasarkan referensi [4], ketebalan pipa diperoleh dengan persamaaan: P1D (1) t = 2 ⋅ σ y ⋅ F ⋅ E ⋅T Hoop stress; tegangan yang bekerja pada sekeliling dinding pipa berupa tekan atau tarik, bergantng dari besarnya tekanan luar dan tekanan dalam. Persamaan hoop stress diturunkan dengan mempertimbangkan kesetimbangan statis sebuah pipa yang dikenai dua tekanan (tekanan luar dan dalam), pipa sebagai sebuah membran elemen, dan harga tegangan tangensial dianggap konstan.

Gambar 1. Hoop Stres.

ISBN : 978-979-127255-0-6




Elektro

Geologi

Mesin


Dari Gambar 1, elemen gaya (Fl) dapat diekspresikan sebagai (Pi - Po) l r ∂θ sin θ , sehingga hoop stress dari total gaya normal ditulis dengan persamaan: Fl (P − Po ) Do (2) σ = = i H

2⋅t ⋅ l

2⋅t

Tegangan Aksial (Longitudinal Stress); tegangan aksial pada pipa lepas pantai disebabkan oleh pengaruh: thermal, tekanan, dan pengaruh bentuk kurva pipa saat instalasi (bending) yang menyebabkan terjadinya tegangan longitudinal pengaruh thermal ( σ LT ), tegangan pengaruh tekanan ( σ LP ), dan tekanan longitudinal pengaruh bending ( σ LB ). Sehingga total longitudinal stress dinyatakan: (3) σ L = σ LT + σ LP + σ LB Tegangan Hidrotest; Tegangan ini terjadi akibat adanya beban hidrotest yang diberikan pada pipa. Sebelum pipa dialiri oleh gas, terlebih dahulu pipa diuji dengan mengalirkan air ke dalam pipa dengan tekanan sebesar 1,25 kali tekanan operasional [4]. Jadi nilai hoop stress pada kondisi hidrotest: (4) σ H Hidrotest = 1,25 σ H Operasional Dan longitudinal stress pada kondisi hidrotest: (5) σ L Hidrotest = 1,25 σ TL Operasional Tegangan Kombinasi; Tegangan ini didasarkan pada teori Maximum Distorsional Energy yaitu: σE

=

[σ

2 H

− σ H σ L + σ L + 3σ S

]

1/ 2

(6)

Maximum tangensial stress ( σ S ) relatif keci dibandingkan dengan tegangan lainnya sehingga diabaikan, dan persamaan tegangan kombinasi menjadi:

[

]

1/ 2

(7) σ E = σ H 2 − σ Hσ L + σ L Analisa Collapse; Pipa yang diinstal di bawah dasar laut akan mengalami collapse yang disebut critical collapse pressure. Tekanan collapse dinyatakan dengan persamaan: σ y (2t )  3 D U   σ y PCR (2t ) 2 (8) P + P −P + 1 + = 0 Col 

Col

 

D



200 t 

CR 

D



dengan out of roundness (U) dinyatakan: =

U

(9)

ODMax − ODMin x 100% ODRata − rata

Nilai terendah dari collapse pressure persamaan (8) akan digunakan untuk mencari besarnya critical collapse depth. Analisa Buckling yang mencakup local buckling, buckling initiation, buckling propagation, dan buckling detection. 4. Perhitungan pada kondisi instalasi meliputi: Daerah overbend yaitu daerah dimana pipa bertumpu pada stringer, yakni alat yang fleksibel untuk menyanggah pipa. Analisa yang digunakan adalah persamaan tiga momen. Kedua daerah sagbend yaitu daerah dimana pipa tergantung bebas antara dasar laut sampai ujung stinger. Analisa yang digunakan adalah Linier Beam Method, pemilihan metode ini karena (dy/dx) « 1. Analisa tegangan overbend menggunakan persamaan tiga momen [6], yang diperkuat dengan laporan PT.East Java Gas Pipeline [1] bahwa analisa tegangan pada daerah overbend cukup menggunakan metode konvensional. 6A a 6A a 6 EIhA 6 EIhC (10) M + 2 M (L + L ) + M L = − 1 1 − 2 2 + + A

B

1

2

C

2

L1

L2

L1

L2

Dari persamaan tiga momen diharapkan tegangan dan momen maksimum yang terjadi tdak melebihi 85% SMYS material. Radius stringer minimum/radius overbend minimum yang diizinkan dinyatakan dengan: E⋅D (11) R = 2 ⋅ σ y ⋅ DF Analisa tegangan sagbend Untuk analisa tegangan pada daerah sagbend dapat menggunakan Linier Beam Method, Non Linier Beam Method, Natural Catenary Method, Stiffened Catenary Method, dan Finite Element Method [7]. Dalam penelitian ini persamaan yang digunakan adalah Linier Beam Method, dimana pipa dibentangkan dari down point hingga meluncur ke dasar laut seperti tampak pada Gambar 2 dengan asumsi lenturan yang terjadi sangat kecil sekali atau (dy/dx)«1.



ISBN : 978-979-127255-0-6

Kajian Bahan Steel… Arsitektur

Elektro

Geologi

Mesin


Gambar 2. Free Body Diagram Pipe Stringer. −q

=

EI

d4y d2y −T 2 4 dx dx

(11)

Dengan mengintegralkan persamaan di atas dan memasukkan beberapa asumsi serta syarat batas maka diperoleh sebagai berikut: [8] Asumsi: - Analisa statik dan berat pipa dalam laut merupakan distribusi gaya. - Kekakuan concrete yang melapisi pipa untuk stabilitas bawah laut diabaikan. - Defleksi yang terjadi kecil. Syarat Batas: (12) y (0) = 0 dy (0) = 0 dx 2 d y (0) = 0 dx 2 y (L ) = H

(13) (14) (15)

4

EI

(16)

d y (L ) = M dx 4

Hasil akhir penyelesaian matematis persamaan diperoleh: y

=

 qEI T cosh  x 2 T  EI

 +  

 EI  q 2 DP qL  qEI  EI EI  qL DP EI  + + − − − x + 2 x +    sinh  x L 2T  T T  2T L RTl  T  2T  RTL 

(17)

HASIL DAN PEMBAHASAN

Hasil perhitungan ketebalan pipa steel grade X65 dan X70 dengan tetap mempertahankan kondisi yang aman akibat beban operasional dan hidrotest, ditunjukkan pada Tabel 1. Perbedaan volume material pipa antara steel grade X65 dan X70 cukup besar yaitu 992,08 m3. Keputusan pemilihan material terbaik dari aspek biaya ditentukan berdasarkan total harga kedua material X65 dan X70, serta berapa selisih volume material sebagai proyeksi total biaya kedua bahan tersebut. Tabel 1. Tebal dan Total Volume Pipa. Parameter Tebal Pipa Total volume material pipa

Steel Grade X65

Steel Grade X70

Keterangan

0,598 inch (0,0152 m) 14.082,07 m3

0,555 inch (0,0141 m) 13.089,99 m3

Selisih 0,048 inch Selisih 992 m3

Tegangan pipa yang terjadi akibat beban operasional dan hidrotest ditunjukkan sesuai Tabel 2. Berdasarkan kondisi beban operasional, material pipa steel grade X70 menghasilkan tegangan lebih besar dibandingkan dengan material steel grade X65. Namun, tegangan pipa yang terjadi akibat beban operasional pada kedua jenis material masih di bawah tegangan ijin.

ISBN : 978-979-127255-0-6




Elektro

Geologi

Mesin


Tabel 2. Hasil Analisis Tegangan Pipa. Steel Grade X65 X70

Kondisi

Hoop Stress

Operasional Hidrotest Operasional Hidrotest

2,96.108 N/m2 3,71.108 N/m2 3,19.108 N/m2 3,99.108 N/m2

Longitudinal Stress 1,58.108 N/m2 1,11.108 N/m2 1,72.108 N/m2 1,2.108 N/m2

Tegangan Kombinasi 2,57.108 N/m2 3,35.108 N/m2 2,77.108 N/m2 3,55.108 N/m2

57,4 % SMYS 74,9 % SMYS 57,4 % SMYS 73,6 % SMYS

Ditinjau dari pengaruh beban hidrotest, tegangan yang terjadi pada kedua bahan tersebut masih di bawah tegangan ijin, tetapi material pipa steel grade X70 menghasilkan tegangan lebih besar dibandingkan dengan steel grade X65. Tegangan kombinasi akibat beban operasional dan hidrotest dilihat prosentase dari SMYS masing-masing bahan memiliki perbandingan yang sama yaitu untuk tegangan kombinasi akibat beban operasional dari hoop stress dan longitudinal stress untuk X65 dan X70 adalah 57,4 % SMYS. Sedangkan tegangan kombinasi akibat beban hidrotest terdapat selisih perbedaan nilai yaitu untuk X65 sebesar 74,9 % SMYS dan X70 SMYS sebesar 73,6%. Tabel 3. Fenomena Buckling dan Collapse Dinyatakan dengan Kedalaman Maksimum Air Laut . Collapse Steel Grade Tekanan (N/m2) H (meter)

X65

Buckling Initiation X70

X65

X70

3.868.854

3.098.503

1.425.921

1.222.456

375,06

298,37

131,87

111,6

Buckling Propagation X65

X70

1.013.863,45 817.601,43 771.041,09 90,85 71,31 66,67

906.109,37 758.484,8 713.056,94 80,12 65,42 60,89

Sedangkan pada kondisi instalasi pada daerah sagbend dengan kedalaman 13 meter, nilai tegangan dengan kedua bahan masih aman, tetapi untuk bahan X70 memiliki tekanan lebih besar dari bahan X65. Pada daerah overbend yang menjadi peran terpenting adalah sudut alfa atau sudut tumpuan pipa, dan analisa tegangan pada bahan berbeda. Pada kedalaman 25,9 m, tegangan tensioner untuk bahan X65 berbeda dengan bahan X70, karena kondisi yang diberlakukan pada bahan X65 diberlakukan pada bahan X70 akan mengalami kegagalan instalasi. Jalan terbaik adalah memilih kondisi yang aman untuk kedua bahan pada kasus yang sama. Untuk kedalam 29,9 m, kasus yang diberlakukan untuk bahan X65 juga diberlakukan untuk bahan X70 dan hasilnya memiliki kesamaan karakteristik.

SIMPULAN

Perbedaan volume material pipa antara bahan steel grade X65 dan X70 cukup besar yaitu 992,08 m3. Keputusan pemilihan material terbaik dari aspek biaya ditentukan berdasarkan total harga kedua material X65 dan X70, dimana tegangan pipa yang terjadi akibat beban operasional dan hidrotest pada kedua jenis material X65 dan X70 masih di bawah tegangan ijin. Nilai tegangan pipa yang terjadi pada kondisi beban operasional maupun beban hidrotest, material pipa steel grade X70 menghasilkan tegangan lebih besar dibandingkan dengan material steel grade X65.

NOTASI t Pi D F E T σH Pi Po d σL σ LT σ LP σ LB σE

= = = = = = = = = = = = = = =

Tebal nominal dinding pipa (m) Tekanan dalam (N/m2) Diameter luar pipa (m) Disain faktor konstruksi untuk saluran pipa lepas pantai = 0,72 Longitudinal joint factor untuk arc welding di laut = 1,0 Temperature derating factor untuk temperatur operasional di bawah 250 oF = 1,0 Hoop Strees (Mpa) Tekanan dalam (Mpa) Tekanan luar (Mpa) Diameter rata-rata pipa (m) Total Longitudinal Stress ((Mpa) Longitudinal stress pengaruh thermal (Mpa) Longitudinal stress pengaruh tekanan (Mpa) Longitudinal stress pengaruh bending (Mpa) Tegangan Kombinasi (Mpa)



ISBN : 978-979-127255-0-6

Kajian Bahan Steel… Arsitektur σS MA MB MC L1 L2 I A1 A2 a1 a2 hA hB R E σy DF x y q T L DP M r Mmax σ max

A

Elektro

Geologi

Mesin


= Maksimum tangensial shear stress (Mpa) = = = = = = = = = = = = = = =

Momen bending yang bekerja pada tumpuan A (Nm) Momen bending yang bekerja pada tumpuan B (Nm) Momen bending yang bekerja pada tumpuan C (Nm) Panjang pipa antara titik A dan B (m) Panjang pipa antara titik B dan C (m) I1 = I2 = Momen Inersia pipa (m4) Luas bidang momen antara tumpuan A dan B (m2) Luas bidang momen antara tumpuan B dan C (m2) Titik pusat luasan bidang momen A (m) Titik pusat luasan bidang momen B (m) Tinggi antara tumpuan A dan B (m) Tinggi antara tumpuan C dan B (m) Radius overbend (m) Modulus Young (Mpa) Tegangan luluh material (Mpa)

= = = = = = = = = =

Disign Factor, yang digunakan 0,85 Koordinat horisontal (m) Koordinat vertikal (m) Berat pipa persatuan panjang (N) Tegangan tarik pada pipa (Mpa) Panjang pipa yang menggantung (m) Jarak ujung stinger dengan dasar laut (m) Momen diujung stinger akibat curvature/radius stinger (Nm) Radius stinger (m) Momen maximum diaerah sagbend (Nm)

= Tegangan maximum di daerah sagbend (Mpa) = Luas penampang pipa (m2)

DAFTAR PUSTAKA [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8]

East Java Gas Pipeline, 1997, Design Basic for Onshore and Offshore Pipeline, Document No. 3626-410-001, Surabaya. Tronskar, J.P, 1997, Line Pipe Materials and Welding, Submarine Pipeline Technology Seminar, Det Norske Veritas Pte Ltd. Singapore. 1997. Yanto, R. dan Rachman, 2003, Analisa Tegangan Pipa Gas Lepas Pantai Pada Kondisi Instalasi Project Peciko Phase 3, Teknik Kelautan Fakultas Teknik Universitas Hasanuddin, Makassar. 2002. ASME, 1989, Gas Transmission and Distribution Piping System, B31.8-1989 Edition, The American Society of Mechanical Engineers. DNV, 1996, Rules For Submarine Pipeline, Division Technology and Products, Det Norske Veritas, Norway. Beer, F.P and Johnston, E.R, 1988, Mekanika untuk Insinyur Statika, Edisi ke Tiga, Penerbit Airlangga, Jakarta. Mousselli, A.H, 1981, Offshore Pipeline Design, Analysis, and Methods, ISBN 0-87814-156-1, PennWell Publishing Company, Tulsa, Oklahama. Stroud, K.A, 1987, Engineering Mathematics, The Macmillan Press. Ltd., New York.

ISBN : 978-979-127255-0-6



P R O S I D I N G HASIL PENELITIAN FAKULTAS TEKNIK

Recommend Documents