PRESENTASI TUGAS AKHIR (MN 091382)
1. Bagaimana membuat konsep desain semi submersible bucket wheel dredger yang beroperasi di Laut Kundur kepulauan Riau sesuai dengan Owner Requirement? 2. Bagaimana mendesain semi submersible bucket wheel dredger yang mempunyai stabilitas yang baik? 3. Bagaimana memprediksi motion pada struktur semi submersible bucket wheel dredger ? 4. Bagaimana desain ukuran pontoon dan kolom pada semi submersible bucket wheel dredger yang memiliki motion yang paling minimum?
Maksud • Membuat Concept design yang paling optimal dari semi submersible bucket wheel dredger yang dapat beroperasi di laut Kundur Kepulauan Riau pada kondisi gelombang tinggi sesuai dengan owner requirement
Tujuan • Melakukan kajian pustaka untuk menentukan pemilihan semi submersible sebagai pengganti pontoon. • Membuat concept design semi submersible bucket wheel dredger dengan memperhatikan motion dan kriteria stabilitas. • Menentukan dimensi semi submersible bucket wheel dredger.
1.
Perancangan semi submersible bucket wheel dredger ini hanya sebatas concept design.
2.
Optimasi dilakukan pada panjang dan tinggi pontoon semi submersible bucket wheel dredger .
3.
Desain pontoon dan kolom semi submersible pada bucket wheel dredger sesuai dengan owner requirement.
4.
Model semi submersible bucket wheel dredger dianggap beroperasi di perairan Laut Kundur Kepulauan Riau.
5.
Model dalam keadaan diam atau tanpa kecepatan ,dan titik berat model berada di tengah-tengah dalam arah melintang model.
6.
Perhitungan stabilitas semi submersible hanya pada kondisi intact.
7.
Analisa dinamis hanya dilakukan pada saat semi submersible kondisi full load
8.
Pengaruh mooring lines diabaikan
9.
Bangunan dan peralatan di geladak tetap
Dapat diketahui ukuran semi submersible bucket wheel dredger yang optimum, sehingga dapat dijadikan bahan pertimbangan dan rujukan PT. Timah dalam proses awal perancangan struktur semi submersible bucket wheel dredger khususnya di perairan laut Kundur Kepulauan Riau.
Mulai
Pengolahan data • Owner requirement • Desain kapal lama • Data lingkungan
Study literature • Jenis kapal keruk • Pemilihan semi submersible
Desain ukuran utama kapal • Variasi panjang pontoon • Variasi tinggi pontoon Permodelan kapal menggunakan software Maxsurf ke Hydromax
Tidak Apakah memenuhi kriteria : Displacement, stabilitas, dan Trim?
Ya Permodelan kapal menggunakan software dari maxsurf ke ansys aqwa Perhitungan RAO (Response Amplitudo Operator)
Tidak Ya
Apakah memenuhi kriteria acceleration?
Ukuran utama yang memiliki motion paling minimum Perhitungan periode oleng kapal Kesimpulan
Selesai
Ukuran Utama Semi submersible Length Over Pontoon Breadth Over Pontoon Length Coulumn Height Draught Displacement
= 117.6 m = 39.2 m = 10 m = 24 m = 15.5 m = 28665 ton
Pontoon Length Pontoon Breadth Height Draught Displacement
= 117.6 m = 39.2 m = 12.6 m = 7.4 m = 28609.48 ton
Surge Motion RAO form 0 degree Direction
Sway Motion RAO form 90 degree Direction
1.80
1.80
1.60
1.60 1.40
1.20
Pontoon
1.00
Semisub
0.80
Distance
Distance
1.40
1.20
Pontoon
1.00
Semisub
0.80
0.60
0.60
0.40
0.40
0.20
0.20
0.00
0.00 0.00
0.10
0.20
0.00
0.30
0.10
1.40
9.00000
1.20
8.00000 7.00000
1.00
Pontoon
0.80
Semisub
0.60
Degree
Distance
0.30
Roll Motion RAO form 90 degree Direction
Heave Motion RAO form 90 degree Direction
6.00000
Pontoon
5.00000
Semisub
4.00000 3.00000
0.40
2.00000
0.20
1.00000
0.00
0.00000 0.00
0.10
0.20
0.30
0.00
Frequency (Hz)
0.20
0.30
Yaw Motion RAO form 45 degree Direction 0.90000 0.80000 0.70000
Pontoon Semisub
Degree
2.00000 1.80000 1.60000 1.40000 1.20000 1.00000 0.80000 0.60000 0.40000 0.20000 0.00000 -0.20000 0.00
0.10
Frequency (Hz)
Pitch Motion RAO form 0 degree Direction
Degree
0.20
Frequency (Hz)
Frequency (Hz)
0.60000
Pontoon
0.50000
Semisub
0.40000 0.30000 0.20000 0.10000
0.10
0.20
Frequency (Hz)
0.30
0.00000 0.00
0.10
0.20
Frequency (Hz)
0.30
Jenis kapal keruk bucket wheel dredger Dredging depth lebih dari 70 meter Peralatan dan bangunan atas Jumlah crew kapal Beroperasi di wilayah Laut Kundur Kepulauan Riau
Jenis kapal Length over all Length over pontoon Breadth over pontoon Depth pontoon Average draught Dredging depth Length Column Total weight
:Semi submersible Bucket Wheel Dredger : 133 m : 117.6 m : 39.2 m :7m : 4.5/15.5 m : 100 m : 10 m : 12000 ton
•
Data awal
•
Length pontoon
= 117.6 m
•
Depth Pontoon
=7m
•
Variasi 1
•
Length pontoon
= 115.6 m
•
Depth Pontoon
= 7.2 m
•
Variasi 2
•
Length pontoon
= 120.87 m
•
Depth Pontoon
= 6.7 m
•
Variasi 3
•
Length pontoon
= 122.17 m
•
Depth Pontoon
= 6.6 m
Analisa Statis • Perhitungan berat dan titik berat • Perhitungan wind lever • Perhitungan trim dan stabilitas
Analisa Dinamis • • • •
Perhitungan jari-jari girasi Perhitungan RAO Perhitungan acceleration kapal Perhitungan periode oleng kapal
Surge Motion RAO form 0 degree Direction 1.60
1.60
1.40
1.40
1.20
1.20
Data Awal
1.00
Variasi 1
0.80
Variasi 2
0.60
Variasi 3
0.40 0.20
Distance
Distance
Sway Motion RAO form 90 degree Direction
Data Awal
1.00
Variasi 1
0.80
Variasi 2
0.60
Variasi 3
0.40 0.20 0.00
0.00 0.00
0.20
0.10
0.30
0.10
0.00
Frequency (Hz)
0.30
Roll Motion RAO form 90 degree Direction
Heave Motion RAO form 90 degree Direction 1.40
1.40000
1.20
1.20000
1.00
Data Awal
1.00000
Data Awal
0.80
Variasi 1
0.80000
Variasi 1
0.60
Variasi 2
0.60000
Variasi 2
0.40
Variasi 3
0.40000
Variasi 3
Degree
Distance
0.20
Frequency (Hz)
0.20
0.20000
0.00
0.00000 0.00
0.10
0.20
0.30
0.00
Frequency (Hz)
0.20
0.30
Frequency (Hz)
Pitch Motion RAO form 0 degree Direction
Yaw Motion RAO form 135 degree Direction
4.50000
0.80000
4.00000
0.70000
3.50000 3.00000
Data Awal
2.50000
Variasi 1
2.00000
Variasi 2
1.50000
Variasi 3
0.60000
Degree
Degree
0.10
Variasi 1
0.40000
Variasi 2
0.30000
1.00000
0.20000
0.50000
0.10000
0.00000
Data Awal
0.50000
Variasi 3
0.00000 0.00
0.10
0.20
Frequency (Hz)
0.30
0.00
0.10
0.20
Frequency (Hz)
0.30
Surge Motion RAO form 0 degree Direction 1.60
1.80
1.40
1.60 1.40
1.20
Variasi 1
0.80
Variasi 2
0.60
Distance
Data Awal
1.00
Distance
Sway Motion RAO form 90 degree Direction
Data Awal
1.00
Variasi 1
0.80
Variasi 2
0.60
Variasi 3
0.40
1.20
Variasi 3
0.40
0.20
0.20
0.00
0.00 0.00
0.10
0.20
0.30
0.00
0.10
Frequency (Hz)
1.20000 1.00000
2.00 Data Awal
1.50
Variasi 1 Variasi 2
1.00
Data Awal
0.80000
Degree
Distance
0.30
Roll Motion RAO form 90 degree Direction
Heave Motion RAO form 90 degree Direction 2.50
Variasi 1
0.60000
Variasi 2
0.40000
Variasi 3 0.50
Variasi 3
0.20000
0.00
0.00000 0.00
0.10
0.20
0.30
0.00
Frequency (Hz)
0.10
0.20
0.30
Frequency (Hz)
Pitch Motion RAO form 0 degree Direction
Yaw Motion RAO form 45 degree Direction
1.80000
0.70000
1.60000
0.60000
1.40000 1.20000
Data Awal
0.50000
Data Awal
1.00000
Variasi 1
0.40000
Variasi 1
0.80000
Variasi 2
0.30000
Variasi 2
0.60000
Variasi 3
0.20000
Variasi 3
0.40000
Degree
Degree
0.20
Frequency (Hz)
0.10000
0.20000 0.00000
0.00000 0.00
0.10
0.20
Frequency (Hz)
0.30
0.00
0.10
0.20
Frequency (Hz)
0.30
Surge Motion RAO form 0 degree Direction
1.60
1.40
1.40
1.20
1.20
Data Awal
1.00
Variasi 1
0.80
Variasi 2
0.60
Variasi 3
0.40 0.20
Distance
Distance
Sway Motion RAO form 90 degree Direction
1.60
Data Awal
1.00
Variasi 1
0.80
Variasi 2
0.60
Variasi 3
0.40 0.20
0.00
0.00 0.00
0.10
0.20
0.30
0.00
0.10
Frequency (Hz)
0.30
Roll Motion RAO form 90 degree Direction
Heave Motion RAO form 90 degree Direction 70.00
0.35000
60.00
0.30000
40.00 30.00
Data Awal
0.25000
Data Awal
Variasi 1
0.20000
Variasi 1
0.15000
Variasi 2
0.10000
Variasi 3
Variasi 2
20.00
Degree
50.00
Distance
0.20
Frequency (Hz)
Variasi 3
10.00
0.05000
0.00 -10.00 0.00
0.10
0.20
0.30
0.00000 0.00
Frequency (Hz)
0.10
0.20
0.30
Frequency (Hz)
2.00000 1.80000 1.60000 1.40000 1.20000 1.00000 0.80000 0.60000 0.40000 0.20000 0.00000
Yaw Motion RAO form 45 degree Direction 0.70000 0.60000
Data Awal
0.50000
Data Awal
Variasi 1
0.40000
Variasi 1
0.30000
Variasi 2
0.20000
Variasi 3
Variasi 2 Variasi 3
Degree
Degree
Pitch Motion RAO form 45 degree Direction
0.10000 0.00000 0.00
0.10
0.20
Frequency (Hz)
0.30
0.00
0.10
0.20
Frequency (Hz)
0.30
Batasan kriteria acceleration untuk pekerja (NORDFORSK 1987)[Faltinsen, 2005]
Batasan kriteria acceleration untuk kapal (NORDFORSK 1987)[Faltinsen, 2005]
Model 3 sebagai variasi model yang paling optimum karena memiliki karakter motion untuk gerakan pitch dan heave yang paling minimum dari kondisi operasi (tin production) yaitu 1.273 dan 13.483. Surge Motion RAO (Response Amplitude Operators)
Sway Motion RAO (Response Amplitude Operators)
1.60
1.60
1.40
1.40
1.00
0 deg. Direction
0.80
45 deg. Direction
0.60
90 deg. Direction
0.40
135 deg. Direction
0.20
180 deg. Direction
1.20
Distance
Distance
1.20
0 deg. Direction
1.00
45 deg. Direction
0.80
90 deg. Direction
0.60
135 deg. Direction
0.40
180 deg. Direction
0.20
0.00 -0.20 0.00
0.10
0.20
0.30
0.00 0.00
Frequency (Hz)
0.10
0.20
0.30
Frequency (Hz)
Heave Motion RAO (Response Amplitude Operators)
Roll Motion RAO (Response Amplitude Operators)
16.00
0.30
14.00
0.25
10.00
0 deg. Direction
8.00
45 deg. Direction
6.00
90 deg. Direction
4.00
135 deg. Direction
2.00
180 deg. Direction 0.10
0.20
45 deg. Direction
0.15
90 deg. Direction 135 deg. Direction
0.10
180 deg. Direction
0.05
0.00 -2.00 0.00
0 deg. Direction
0.20
Degree
Distance
12.00
0.30
0.00 0.00
Frequency (Hz)
0.10
0.20
0.30
Frequency (Hz)
Pitch Motion RAO (Response Amplitude Operators)
Yaw Motion RAO (Response Amplitude Operators)
1.40
0.70
1.20
0.60
0.80
45 deg. Direction
0.60
90 deg. Direction
0.40
135 deg. Direction
0.20
180 deg. Direction
0 deg. Direction
0.40
45 deg. Direction
0.30
90 deg. Direction 135 deg. Direction
0.20
180 deg. Direction
0.10
0.00 -0.20 0.00
0.50
0 deg. Direction
Degree
Degree
1.00
0.10
0.20
Frequency (Hz)
0.30
0.00 0.00
0.10
0.20
Frequency (Hz)
0.30
Kesimpulan 1.
Jenis kapal keruk semi submersible bucket wheel dredger dipilih sebagai solusi yang paling sesuai untuk permasalahan yang dihadapi PT. Timah.
2.
Berdasarkan perbandingan struktur semi submersible dan struktur pontoon, dibuktikan bahwa struktur semi submersible memiliki karakter motion yang lebih baik daripada pontoon untuk gerakan roll yaitu pada struktur semi submersible sebesar 1.226 ,sedangkan untuk struktur pontoon sebesar 7.922.
3.
Untuk perhitungan stabilitas model awal, variasi model 1, variasi 2, dan variasi 3 telah memenuhi kriteria IMO Regulation A.749 (18) tentang MODU (Mobile Offshore Drilling Units) untuk 3 kondisi kedudukan yang berbeda yaitu, wheel ladder aboard, dredging overburden,, dan tin production.
4.
Telah dihitung acceleration semi submersible pada model awal, variasi 1, 2, dan 3 pada kondisi wheel ladder aboard, dredging overburden,, dan tin production. Berdasarkan perhitungan, ketiga posisi kedudukan wheel ladder ini telah memenuhi kriteria acceleration untuk kapal dan pekerja (NORDFORSK 1987)[Faltinsen, 2005].
5.
Perhitungan periode oleng untuk tiap variasi semi submersible tidak mengalami perubahan yang signifikan yaitu, berkisar antara 15-25 (s). Hal ini menunjukan bahwa semi submersible memiliki stabilitas diantara tidak kaku (tender) dan kaku (stiff). Sehingga periode oleng untuk struktuk semi submersible dapat dikatakan baik.
Kesimpulan 6. Dari hasil analisa RAO (Response Amplitudo Operator) tiap-tiap variasi model semi submersible disimpulkan bahwa untuk gerakan surge, sway, roll, yaw tidak mengalami perubahan signifikan sehingga penentuan model yang optimal berdasarkan pada gerakan pitch dan heave. Penentuan model yang optimal ini lebih ditekankan pada saat kapal beroperasi yaitu pada saat kondisi tin production. Sehingga dipilih model 3 sebagai variasi model yang paling optimum karena memiliki karakter motion untuk gerakan pitch dan heave yang paling minimum yaitu 1.273 dan 13.483 7. Berdasarkan pada data owner requirement dan perhitungan beban statis dan dinamis maka didapatkan design ukuran optimum yang memenuhi kriteria stabilitas, acceleration , dan motion yang paling minimum sebagai berikut: Tipe kapal Owner Length over all Length over pontoon Breadth over pontoon Depth pontoon Average draught Dredging depth Length Column Height Total weight
= Semi Submersible Bucket Wheel Dredger = PT. Timah = 133 m = 122.17 m = 39.2 m = 6.6 m = 4.5/15.5 m =100 m = 10 m = 24 m = 12000 ton
Terima Kasih Jurusan Teknik Perkapalan Fakultas Teknologi Kelautan Institut Teknologi Sepuluh Nopember
