Sidang Tugas Akhir (MO 091336)
Oleh Muhammad Catur Nugraha 4308 100 065
JURUSAN TEKNIK KELAUTAN FAKULTAS TEKNOLOGI KELAUTAN INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA
Judul Tugas Akhir Analisa Pengaruh Scouring Pada Pipa Bawah Laut (Studi kasus pipa gas transmisi SSWJ Jalur pipa gas Labuhan Maringgai – Muara Bekasi)
Dosen Pembimbing
Dr. Suntoyo ST. M.Eng NIP. 197107231995121001 Yoyok Setyo H. ST. MT NIP. 197111051995121001
Ikhtisar Penelitian
•Pipeline (atau flowline) adalah cara yang efektif untuk mengangkut minyak mentah dan gas alam di lingkungan lepas pantai, di kedalaman air kurang lebih 2000 m (Palmer dan King, 2008). •Scouring •Freespan, fatigue, buckling •Dapat diketahui kedalaman, lebar dan korelasinya dengan waktu terjadinya scouring
Latar Belakang
1. Perlunya pengkajian penggerusan di dasar laut pada bagian bawah pipa penyalur gas 2. Scouring ini akan menyebabkan freespan sehingga dapat mengalami defleksi yang dapat menyebabkan kegagalan pada struktur pipa
Perumusan Masalah
1. Bagaimana hubungan antara lebar, kedalaman dan waktu terjadinya scouring pada jaringan pipa gas bawah laut Labuhan Maringgai – Muara Bekasi ? 2. Berapa panjang span yang terjadi akibat scouring pada jaringan pipa gas bawah laut Labuhan Maringgai – Muara Bekasi? 3. Berapa defleksi yang ditimbulkan akibat freepan yang disebakan oleh scouring ?
Tujuan Penelitian
1. Mengetahui hubungan antara lebar dan kedalaman scouring pada jaringan pipa gas bawah laut Labuhan Maringgai – Muara Bekasi. 2. Mengetahui panjang freespan yang diijinkan. 3. Mengetahui besarnya defleksi yang terjadi akibat bentangan bebas yang ditimbulkan oleh scouring. 4. Mengetahui apakah terjadi osilasi pada pipa akibat adanya lubang yang timbul akibat scouring.
Manfaat
1. Dapat digunakan oleh pihak pengguna pipa bawah laut untuk mengetahui lebar, kedalaman dan bentangan bebas yang diakibatkan oleh fenomena scouring. 2. Dapat digunakan oleh pihak pengguna pipa bawah laut untuk mengetahui besarnya defleksi yang terjadi akibat bentang bebas yang ditimbulkan oleh scouring sehingga terjadi buckling atau kepecahan pada pipa bisa dihindarkan. 3. Dapat digunakan sebagai bahan pertimbangan dalam perancangan instalasi pipa bawah laut.
Batasan Masalah
•Data yang digunakan diperoleh dari data PGN offshore pipeline SSWJ Phase II, Labuhan Maringgai – Muara Bekasi •Analisa Scouring yang dilakukan merupakan analisa 2 dimensi. •Tumpuan pada pipa diasumsikan tumpuan sederhana dan simply support – fix end. • Kedalaman pipa berdasarkan gambar Kilometer Point •Profil arus dari permukaan sampai dasar laut mempunyai arah yang sama •Gaya penggerak sedimen ditentukan dari gaya arus dan gelombang
Metodologi Mulai
Studi literatur dan pengumpulan data, baik data struktur pipa maupun data lingkungan
Menghitung Kedalaman Scouring akibat pengaruh arus dan gelombang
A
Menghitung massa pipa efektif
Menghitung panjang freespan allowable dan panjang freespan efektif
Menghitung defleksi yang terjadi pada pipa
Menghitung lebar lubang Scour
Analisa frekuensi natural dan frekuensi crossflow/inflow
Menghitung nilai Ca
Analisa terjadinya Vortex Shedding
Kesimpulan
A Selesai
Analisa Dan pembahasan •Perhitungan Gelombang Pecah Wilayah Labuhan Maringgai m = 0,05 m Ho = 4,1 m Ts = 8,18 m Ho/gT2 = 0,006 Table Ho/gT2 = 1,25 (lihat gambar 4.1) Tinggi gelombang pecah Hb = Ho x hasil dari tabel Ho/gT2 = 4,1 x 1,25 = 5,125 m Hb/gT2 = 0,08 Tabel Hb/gT2 = 1,09 m (lihat gambar 4.2) hb = Hb x hasil dari tabel Hb/gT2 = 5,125 x 1,09 = 5,58 m
Analisa dan Pembahasan
Analisa dan Pembahasan
Scouring karena Arus Kjeldsen (1973)
Batasan Reynold Number
Leeuwenstein (1984)
Analisa Dan pembahasan
KP (km)
S(m)
KP (km)
S (m)
0 - 1.0
0,657 156.0-155.9
0,566
2.0 - 2.2
0,657 155.5 - 155.4
0,556
2.8 - 3.0
0,654 155.1 - 155.0
0,539
6.8 - 7.0
0,593 154.5-154.4
0,525
10.8 - 11.0
0,532 154.0-153.9
0,503
153.0-152.9
0,431
Analisa Dan pembahasan
(
Analisa dan Pembahasan Perhitungan Kedalaman Scouring Sumer and Fredsoe
Dimana KC adalah
Lebar Scouring Akibat Gelombang Sumer and Fredsoe (1990)
(
Analisa dan Pembahasan
Start Of Span
End Of Span
Depth (m)
S (m)
W (m)
KP
KP
74,053
74,061
60,6
0,14
0,139
77,588
77,593
53,5
0,17
0,165
80,064
80,139
47,2
0,19
0,193
81,353
81,376
47,8
0,19
0,19
82,731
82,761
45,8
0,2
0,199
83,385
83,399
45,1
0,2
0,203
85,838
85,864
48,6
0,19
0,186
Analisa dan Pembahasan
Analisa dan Pembahasan Dari hasil regresi yang telah dilakukan didapat persamaan Y= -0,0034X + 0,3391, margin eror dengan hasil kedalaman scouring inspeksi 0,08 atau 8%.
Analisa dan Pembahasan Untuk > 2,7
Untuk <2,7 Me = Mstr + Mc + Ma
Analisa dan Pembahasan
Zone
e
e/D
L
Leff
1
0,65
0,639 29,134 36,693
3
0,26
0,255 36,933 44,389
10
0,2
0,197 44,532 51,860
12
0,15
0,147 47,436 54,710
17
0,2
0,197 34,178 41,674
18
0,48
0,472 30,619 38,161
Analisa dan Pembahasan
Analisa dan Pembahasan
Zone
L (m)
Leff (m)
δin (m)
δSF (m)
1
29,134
36,693
0,001873
0,003152
3
36,933
44,389
0,004013
0,008142
10
44,532
51,860
0,007476
0,017209
12
47,436
54,710
0,009259
0,022155
17
34,178
41,674
0,003117
0,005971
18
30,619
38,161
0,002192
0,003846
Analisa dan Pembahasan
Analisa dan Pembahasan
Fs = S.Uc/D Dimana S (Strouhal Number ) = 0,27 – 0,03 (e/D)
Vitali et. al
Analisa dan Pembahasan
Zone
e/D
fs (Hz)
fn, inline flow(hz)
fs <0,7fn
Ket
1
0,639
0,237
1,81
1,2669 OK
3
0,255
0,247
1,185
0,8295 OK
10
0,197
0,249
0,869
0,6083 OK
12
0,147
0,25
0,772
0,5407 OK
17
0,197
0,249
1,312
0,9186 OK
18
0,472
0,241
1,648
1,1534 OK
Kesimpulan dan Saran 1. Untuk zona 1 dan 18 scouring yang terjadi dipengaruhi oleh arus, hal ini berdasarkan dari perhitungan kedalaman gelombang pecah. Pada perhitungan kedalaman gelombang pecah di zona 1 ialah 5,58 m sedangkan untuk zona 18 ialah 4,71 m. Hal ini artinya adalah gelombang pecah yang terjadi masuk dalam zona 1 dan 18 sehingga scouring yang terjadi disebabkan oleh arus. 2. Untuk zona 3,10,12 dan 17 scouring yang terjadi dipengaruhi oleh gelombang disebabkan oleh kecepatan arus pada zona offshore sudah tidak signifikan lagi sehingga yang mempengaruhi proses scouring pada pipa bawah laut di zona ini adalah kecepatan maksimum orbital gelombang di sea bed. 3. Dari hasil perhitungan kedalaman scouring maksimum tiap zona adalah 0,65 m, 0,26 m, 0,20 m, 0,12 m , 0,20 m, 0,48 m. Hasil ini mengindikasikan bahwa scouring yang dipengaruhi oleh arus akan menghasilkan kedalaman scouring yang lebih besar daripada yang dipengaruhi oleh gelombang. Untuk zona 12 dengan kedalaman air maksimum, kedalaman scouring yang terjadi paling kecil dibandingkan dengan zona yang lain.
Kesimpulan dan saran 5. Lebar scouring yang terjadi diakibatkan hanya oleh gelombang, dari hasil perhitungan zona yang dipengaruhi gelombang lebar scouring yang terjadi adalah 1,23 m, 0,87 m, 0,61 m, dan 1,18 m 6. Panjang freespan yang diijinkan dipengaruhi oleh kedalaman scouring yang terjadi. Apabila kedalaman scouring besar maka panjang freespan yang diijinkan kecil sebaliknya jika kedalaman scouring kecil maka panjang freespan yang dijinkan besar. Maka pada zona 1 yang memiliki kedalaman scouring paling besar panjang freespan yang dijinkan pada zona tersebut hanya 29,13 m. Sedangkan pada zona 12 dengan kedalaman scouring paling kecil terjadi panjang freespan yang dijinkan sebesar 47,43 m.
Kesimpulan dan saran 7. Panjang freespan yang diijinkan akan mempengaruhi nilai panjang span efektif (Leff), nilai dari Leff akan mempengaruhi hasil defleksi yang terjadi. Sehingga pada freespan yang dijinkan paling besar akan mengalami defleksi paling besar dalam hal ini zona 12. 8. Kedalaman scouring mempengaruhi nilai strouhal number (St), nilai St ini akan memberikan frekuensi vortex shedding (fs), agar pipa terhindar dari osilasi maka nilai dari fs harus memenuhi fs < 0,7fn. Dari hasil perhitungan tiap zona memenuhi kriteria tersebut sehingga pipa aman dari osilasi dan dapat dioperasikan dengan baik.
Kesimpulan dan saran Saran: 1. Untuk penelitian selanjutnya hendaknya dapat menghitung laju propagasi scouring 2. Melakukan perhitungan dengan code lain seperti ASME B31.8
TERIMA KASIH
