maksimum yang terjadi pada struktur topside module maka dilakukan analisa keandalan struktur topside module FPSO dengan menggunakan simulasi Monte Carlo. 4. 4.1
ANALISIS DAN PEMBAHASAN Perhitungan Motion Analisa motion FPSO dilakukan untuk mendapatkan single amplitude accelerations dan Response Amplitude Operator (RAO) dari FPSO untuk lima arah heading gelombang, yaitu arah 0o, 45o, 90o, 135o dan 180o dalam gerak surge, heave, sway, roll, pitch dan yaw. Perhitungan dilakukan pada berbagai kondisi yaitu load line draft dengan draft 18.0m, vessel draft full dengan draft 16.2m, vessel draft medium dengan draft 14.6m, vessel draft light dengan draft 13.9m dengan software MOSES 6.0. Kondisi gelombang yang digunakan adalah gelombang 100 tahunan.
Gambar 6 model FPSO menggunakan MOSES dengan Mooring line.
Validasi parameter hidrostatis pada MOSES dan Maxsurf dengan data hidrostatis Conoco Phillips. Setelah itu melakukan running hidrodinamis pada MOSES untuk mendapatkan RAO dan acceleration pada FPSO. Selanjutnya memodelkan secara local struktur topside module dengan SACS untuk mendapatkan kekuatan struktur topside module dengan meninjau unity chek (UC) maksimum yang terjadi.
Gambar 8 Grafik RAO motion surge FPSO dengan berbagai sarat. Tabel 3 Tabulasi nilai karakteristik gelombang kondisi Surge Arah Datang Gelombang (degree) 0' 45' 90' 135' 180'
Frekwensi (ω) Amplitudo terbesar (A) Frekwensi (ω) Amplitudo terbesar (A) Frekwensi (ω)
Gambar 7 Pemodelan struktur topside module dengan SACS 5.2
Amplitudo terbesar (A) Frekwensi (ω)
Pemodelan struktur topside module akan dijadikan tiga struktur basis sederhana, yaitu : • Model A Model Statis dengan beban gravitasi struktur itu sendiri. • Model B Model Dinamis dengan memasukkan percepatan FPSO (didapat setelah FPSO dimodelkan pada MOSES) sebagai beban inertia load. • Model C Model Statis dengan beban gravitasi struktur tersebut, beban lingkungan dan beban dinamik (beban inertia).
Amplitudo terbesar (A)
Sarat 13.9m Sarat 14.6m Sarat 16.2m Sarat 18.0m
Statistik
0.2513 0.2513 0.2513 0.2513 0.2513 0.957
0.721
0.003
0.718
0.957
0.2513 0.2513 0.2513 0.2513 0.2513 0.994
0.749
0.003
0.746
0.994
0.2513 0.2513 0.2513 0.2513 0.2513 1.035
0.782
0.005
0.777
1.035
0.2513 0.2513 0.2513 0.2513 0.2513 1.057
0.8
0.006
0.794
1.057
Tabel 3 dan Gambar 8 adalah contoh Response Amplitude Operator (RAO) hasil perhitungan MOSES 6.0 untuk gerakan surge pada berbagai kondisi draft. Tabel 4 Acceleration FPSO dengan variasi sarat Motion Max. Surge ACC (g) Max. Sway ACC (g) Max. Heave ACC (g) Roll ACC (deg/sec²) Pitch ACC (deg/sec²) Yaw ACC (deg/sec²)
Setelah mengetahui kekuatan struktur topside module FPSO yang ditinjau dari besarnya unity chek (UC)
6
Acceleration Draft 18.0m Draft 16.2m Draft 14.6m Draft 13.9m 0.0275 0.0284 0.0293 0.0297 0.0808 0.0829 0.0851 0.0861 0.119 0.12 0.125 0.121 1.146 1.318 1.432 1.604 0.344 0.235 0.515 0.286 0.229 0.115 0.286 0.1718
Dimana : X = Surge , Roll Y = Sway , Pitch Z = Heave , Yaw
Hasil dari perhitungan pembebanan model A dengan SACS 5.2. ditunjukkan pada Tabel 7 dan hasil dari unity chek (UC) maksimum model A dapat dilihat pada Tabel 8 di bawah.
Tabel 4 adalah Hasil dari perhitungan maximum single amplitude accelerations pada berbagai kondisi sarat dengan MOSES 6.0. 4.2
Validasi Model Untuk menyakinkan bahwa pemodelan yang kita lakukan sudah benar maka dilakukan validasi beberapa parameter seperti pada Tabel 5.
Tabel 7 Seastate basic load case summary model A Load. Description Cond 111 Dead Load (Self weight) 112 Unmodeled Load 131 Equipment Load 132 Piping Load 133 Electrical Load 134 Instrument Load 151 Blanked Load 161 Live Load 171 Wind Load ‐ X 172 Wind Load ‐ Y
Tabel 5 Validasi beberapa parameter FPSO pada kondisi sarat 16.2m Parameter T KG Displacement VCB LCB LCF KMT KML
4.3
unit m m ton m m m m m
Validasi % error Conoco Phillips Maxsurf MOSES max-dat mos-dat 16.2 16.2 16.2 0.000 0.000 12.96 12.96 12.96 0.000 0.000 247000 246970.64 246247.39 0.012 0.305 8.185 8.193 8.22 0.098 0.428 142.499 142.585 142.57 0.060 0.050 142.53 142.542 142.52 0.008 0.007 25.581 25.543 25.63 0.149 0.192 386.395 385.211 387.89 0.306 0.387
Load Statis FX (KN) FY (KN) FZ (KN) MX (KN‐M) MY (KN‐M) MZ (KN‐M) 0 0 8812.643 ‐88029.625 ‐99140.445 0 0 0 1354.316 ‐13410.49 ‐14879.113 0 0 0 16359.32 ‐157505.438 ‐200940.797 0 0 0 9914.434 ‐101127.133 ‐111537.328 0 0 0 1721.255 ‐17556.799 ‐19364.133 0 0 0 1721.255 ‐17556.799 ‐19364.133 0 0 0 1836.001 ‐18727.229 ‐20655.047 0 0 0 3511.792 ‐39799.09 ‐40512.199 0 54.064 0 0 0 5938.664 ‐538.825 0 59.63 0 ‐6550.087 0 ‐670.842
Tabel 8 Maximum member stress summary (UC) model statis
Analisa Kekuatan struktur Topside Module FPSO dengan SACS Setelah mendapatkan perhitungan besarnya nilai percepatan dari hasil pemodelan FPSO dengan MOSES 6, maka percepatan tersebut akan dijadikan input di program SACS sebagai inertia load. Terdapat tiga tahapan dalam pemodelan struktur topside module tersebut, yaitu : • Model A, model Statis dengan beban gravitasi struktur itu sendiri. • Model B, model Dinamis dengan memasukkan percepatan FPSO (didapat setelah FPSO dimodelkan pada MOSES) sebagai beban inertia load. • Model C, model Statis dengan beban gravitasi struktur tersebut, beban lingkungan dan beban dinamik (beban inertia).
LOCATION UPPER LEVEL
MID LEVEL
LOWER LEVEL
BRACING LEG
MAXIMUM MEMBER STRESS UNITY CHECK MEMBER (GROUP) UC LOAD. COMB 1129‐746(SG3) 0.22 1000 116‐6079 (SH3) 0.22 854‐858 (SG2) 0.25 1000 855‐859 (SG2) 0.26 856‐860 (SG2) 0.27 890‐918 (SG2) 0.25 891‐919 (SG2) 0.25 1000 892‐920 (SG2) 0.35 894‐914 (SG2) 0.49 895‐915 (SG2) 0.52 1029‐1224 (SG1) 0.64 1030‐1223 (SG1) 0.54 1031‐1222 (SG1) 0.5 1000 1044‐1048 (SG1) 0.42 1045‐1049 (SG1) 0.39 1046‐1050 (SG1) 0.33 1000 47‐68 (BR) 0.25 48‐68 (LG2) 0.54 1000 45‐40 (LGA) 0.43
Input data untuk model dinamis (model B) yaitu percepatan FPSO dari berbagai variasi sarat yang dihasilkan dari perhitungan motion dan acceleration dengan menggunakan perangkat lunak (software) MOSES dapat dilihat pada Tabel 4, dan basic load case dynamic model pada Tabel 9 dibawah ini.
Tabel 6 dibawah ini merupakan pembebanan pada struktur topside module model A dengan menggunakan program SACS 5.2. Tabel 6 Basic load case model A Type of Load SDL (Structural Dead Load)
EL ( Equipment Load)
Tabel 9 Basic Load case dynamic model (model B)
Basic Load Case No. 111
Description
112
Unmodelled Structure Steel
131
Equipment Load
132
Piping Load
133
Electrical Load
134
Instrument Load
BL (Blanket Load)
151
Blanket load
LL (Live Load)
161
Open Area Live Load
171
Wind‐X Load
172
Wind‐Y Load
WL (Wind Load)
Dynamic Model
Computer General Structural Selfweight
Head Sea
Beam Sea
Quartering sea
7
Load Case Description No. 201 + Surge + Pitch + Heave 202 + Surge ‐ Pitch + Heave 203 ‐ Surge + Pitch + Heave 204 ‐ Surge + Pitch + Heave 301 + Sway + Roll + Heave 302 + Sway ‐ Roll + Heave 303 ‐ Sway + Roll + Heave 304 ‐ Sway ‐ Roll + Heave 401 0.5 Surge + 0.5 Pitch + 0.5 Sway + 0.5 Roll + Heave + Yaw 402 0.5 Surge + 0.5 Pitch ‐ 0.5 Sway ‐ 0.5 Roll + Heave + Yaw 403 ‐ 0.5 Surge ‐ 0.5 Pitch + 0.5 Sway + 0.5 Roll + Heave + Yaw
Contoh hasil dari perhitungan pembebanan model dinamis (model B) pada berbagai kondisi sarat dengan SACS 5.2. ditunjukkan pada Tabel 10 di bawah ini.
Contoh hasil dari perhitungan kombinasi pembebanan model statis - dinamis (model C) pada berbagai kondisi sarat dengan SACS 5.2. ditunjukkan pada Tabel 11 di bawah ini.
Tabel 10 Dynamic loading summation draft 13.9m
Load. Cond 201 202 203 204 301 302 303 304 401 402 403
Description
Head Sea
Beam Sea
Quartering Sea
Tabel 11 Seastate basic load case summary model C draft 13.9m Load. Cond 111 112 131 132 133 134 151 161 171 172 201 202 203 204 301 302 303 304 401 402 403
Force Summation (KN) Moment Summation (KN‐M) Surge (X) Sway (Y) Heave (Z) Roll (X) Pitch (Y) Yaw (Z) ‐3023.5 0 ‐4579.6 ‐45994.6 ‐385962.3 30324.2 ‐536.1 0 ‐4579.6 ‐45994.6 ‐115085.9 5355 536.1 0 ‐6032.2 ‐60529.5 ‐11872.9 ‐5355 3023.5 0 ‐6032.2 ‐60529.5 259001.3 ‐30324.2 0 2759.3 ‐7192.4 ‐378666.6 ‐86133.7 ‐32952.2 0 9983.8 ‐7192.4 ‐1165400.1 ‐86133.7 ‐119385.9 0 ‐9983.8 ‐3419.4 1058885.6 ‐40825.3 119385.9 0 ‐2759.3 ‐3419.4 272143.3 ‐40825.3 32952.2 ‐1137.1 858.2 ‐5886 ‐155536.2 ‐195267 ‐814.8 32086.6 ‐1137.1 ‐1896.8 ‐3999.5 169408.3 ‐172612.7 1890.6 858.2 ‐6612.3 ‐162803.6 127674.3 ‐31181.6
Dari perhitungan yang dihasilkan dynamic load dari pemodelan dynamic (model B) dapat dilihat bahwa dari keempat sarat gaya yang paling besar terjadi pada sarat 13.9m. Pada kondisi head sea gaya terbesar terjadi pada load case 204 dengan gaya translasi sebesar 3023.5(sumbu X/ surge) sedangkan untuk gaya rotasional sebesar 259001.3KN-M (sumbu Y/pitch). Untuk kondisi beam sea gaya terbesar terjadi pada load case 302 dengan gaya translasi sebesar 9983.8KN (sumbu Y/sway) sedangkan gaya rotasional sebesar 1058885.6KN-M (sumbu X/roll). Pada kondisi quartering sea gaya terbesar terjadi pada load case 403 dengan gaya translasi sebesar 1890.6KN (sumbu X/ surge) sedangkan untuk gaya rotasional sebesar 169408.3KN-M (sumbu X/roll).
Static ‐ Load
SDL (Structural Dead Load)
Computer General Structural Selfweight Unmodelled Structure Steel Equipment Load Piping Load Electrical Load Instrument Load
BL (Blanket Load)
151
Blanket load
LL (Live Load)
161
Open Area Live Load
171 172 201 202 203 204 301 302 303 304 401 402 403
Wind‐X Load Wind‐Y Load + Surge + Pitch + Heave + Surge ‐ Pitch + Heave ‐ Surge + Pitch + Heave ‐ Surge + Pitch + Heave + Sway + Roll + Heave + Sway ‐ Roll + Heave ‐ Sway + Roll + Heave ‐ Sway ‐ Roll + Heave 0.5 Surge + 0.5 Pitch + 0.5 Sway + 0.5 Roll + Heave + Yaw 0.5 Surge + 0.5 Pitch ‐ 0.5 Sway ‐ 0.5 Roll + Heave + Yaw ‐ 0.5 Surge ‐ 0.5 Pitch + 0.5 Sway + 0.5 Roll + Heave + Yaw
EL ( Equipment Load)
WL (Wind Load)
Dynamic ‐ Load
Head Sea
Beam Sea
Quartering sea
Beam Sea
Quartering Sea
Load Combination Load Combination 1 (Equipment load Condition)
Load Combination No.
Static Load
Dynamic Load
2001 ‐ 2004
SDL + EL + LL + WL
Head Sea
3001 ‐ 3004
SDL + EL + LL + WL
Beam Sea
4001 ‐ 4003
SDL + EL + LL + WL
Quartering Sea
Tabel 13 di bawah ini adalah hasil perhitungan dari mengkombinasikan beban keseluruhan struktur topside module pada berbagai kondisi sarat dengan SACS 5.2. Tabel 13 Seastate combinate load case summary draft 13.9m
Load. Comb 2001 2002 2003 2004 Load 3001 Combination I 3002 (Equipment Load 3003 Condition) 3004 4001 4002 4003 Description
Description
111 112 131 132 133 134
Head Sea
Load Statis ‐ Dynamis FZ (KN) MX (KN‐M) MY (KN‐M) MZ (KN‐M) 8812.643 ‐88029.625 ‐99140.445 0 1354.316 ‐13410.49 ‐14879.113 0 16359.32 ‐157505.438 ‐200940.8 0 9914.434 ‐101127.133 ‐111537.33 0 1721.255 ‐17556.799 ‐19364.133 0 1721.255 ‐17556.799 ‐19364.133 0 1836.001 ‐18727.229 ‐20655.047 0 3511.792 ‐39799.09 ‐40512.199 0 0 0 5938.664 ‐538.825 0 ‐6550.087 0 ‐670.842 ‐4579.6 ‐45994.6 ‐385962.3 30324.2 ‐4579.6 ‐45994.6 ‐115085.9 5355 ‐6032.2 ‐60529.5 ‐11872.9 ‐5355 ‐6032.2 ‐60529.5 259001.3 ‐30324.2 ‐7192.4 ‐378666.6 ‐86133.7 ‐32952.2 ‐7192.4 ‐1165400.1 ‐86133.7 ‐119385.9 ‐3419.4 1058885.6 ‐40825.3 119385.9 ‐3419.4 272143.3 ‐40825.3 32952.2 ‐5886 ‐155536.2 ‐195267 ‐814.8 ‐3999.5 169408.3 ‐172612.7 32086.6 ‐6612.3 ‐162803.6 127674.3 ‐31181.6
Tabel 12 Load Combinations for model C
Tabel 11 Basic load case Static – Dynamic (Model C) Basic Load
Dead Load (Self weight) Unmodeled Load Equipment Load Piping Load Electrical Load Instrument Load Blanked Load Live Load Wind Load ‐ X Wind Load ‐ Y
FY (KN) FX (KN) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 54.064 0 0 59.63 ‐3023.5 0 ‐536.1 0 536.1 0 3023.5 0 0 2759.3 0 9983.8 0 ‐9983.8 0 ‐2759.3 ‐1137.1 858.2 ‐1137.1 ‐1896.8 1890.6 858.2
Setelah mendapatkan pembebanan model statis dinamis (model C) pada berbagai kondisi sarat dengan SACS 5.2 maka dilanjutkan dengan mengkombinasikan beban keseluruhan struktur topside module untuk mengetahui unity check (UC) member pada struktur topside module.
Setelah mendapatkan beban inertia dari hasil perhitungan model dinamis, maka dilanjutkan dengan menghitung dan mengkombinasikan beban keseluruhan struktur topside module, yakni kombinasi antara beban statis dengan beban dinamis yang dapat dilihat pada Tabel 11 dibawah.
Type of Load
Description
8
FX (KN) ‐3481.1 ‐993.672 1101.802 3589.229 0 0 0 0 ‐1348.24 ‐1348.24 2178.225
Combined Load Case FY (KN) FZ (KN) MX (KN‐M) MY (KN‐M) MZ (KN‐M) 0 ‐49601.8 ‐497617.78 ‐960188.812 34914.371 0 ‐49601.8 ‐497617.78 ‐689315.438 9945.111 0 ‐51472.1 ‐516331.75 ‐478552.531 ‐11022.77 0 ‐51472.1 ‐516331.75 ‐207679.781 ‐35991.988 2818.9 ‐52423.4 ‐838932.13 ‐612526.875 ‐33623.102 10043.46 ‐52423.4 ‐1625664.8 ‐612526.875 ‐120056.63 ‐9924.2 ‐48650.5 598616.188 ‐567218.562 118715.37 ‐2699.64 ‐48650.5 ‐188117.38 ‐567218.562 32281.408 904.588 ‐51013.5 ‐613306.38 ‐743653.188 778.781 ‐1858.92 ‐49127 ‐287436.78 ‐720998.875 33781.758 904.588 ‐51946.9 ‐622645.06 ‐368328.25 ‐34587.273
Dari perhitungan yang dihasilkan combinate load pemodelan static-dynamic (model C) dapat dilihat bahwa dari keempat sarat gaya yang paling besar terjadi pada sarat 13.9m. Pada kondisi head sea gaya terbesar terjadi pada load case 2004 dengan gaya translasi sebesar 3589.229(sumbu X/ surge) sedangkan untuk gaya rotasional sebesar 34914.371KN-M (sumbu Z/yaw). Untuk kondisi beam sea gaya terbesar terjadi pada load case 3002 dengan gaya translasi sebesar 10043.46KN (sumbu Y/sway) sedangkan gaya rotasional sebesar 598616.188KN-M (sumbu X/roll). Pada kondisi quartering sea gaya terbesar terjadi pada load case 4003 dengan gaya translasi sebesar 2178.225KN (sumbu X/ surge) sedangkan untuk gaya rotasional sebesar 33781.758KN-M (sumbu Z/yaw).
Tabel 16 Maximum member stress summary (UC) draft 14.6m LOCATION UPPER LEVEL
MID LEVEL
LOWER LEVEL
BRACING LEG
Tabel 14 s/d 17 di bawah ini adalah maximum member stress unity check (UC) pada berbagai kondisi sarat dengan SACS 5.2.
Tabel 17 Maximum member stress summary (UC) draft 13.9m LOCATION
Tabel 14 Maximum member stress summary (UC) draft 18.0m
UPPER LEVEL LOCATION UPPER LEVEL
MID LEVEL
LOWER LEVEL
BRACING LEG
MAXIMUM MEMBER STRESS UNITY CHECK MEMBER (GROUP) UC LOAD. COMB 1129‐746(SG3) 0.89 3003 116‐6079 (SH3) 0.81 0.911 854‐858 (SG2) 0.892 3003 855‐859 (SG2) 0.887 856‐860 (SG2) 0.853 890‐918 (SG2) 0.871 891‐919 (SG2) 0.877 3002 892‐920 (SG2) 0.882 894‐914 (SG2) 0.89 895‐915 (SG2) 0.923 1029‐1224 (SG1) 0.912 1030‐1223 (SG1) 0.879 1031‐1222 (SG1) 3002 0.889 1044‐1048 (SG1) 0.876 1045‐1049 (SG1) 0.868 1046‐1050 (SG1) 0.37 3002 47‐68 (BR) 0.73 48‐68 (LG2) 3002 0.64 45‐40 (LGA)
MID LEVEL
LOWER LEVEL
BRACING LEG
UPPER LEVEL
MID LEVEL
LOWER LEVEL
BRACING LEG
MAXIMUM MEMBER STRESS UNITY CHECK MEMBER (GROUP) UC LOAD. COMB 1129‐746 (SG3) 1.035 3003 116‐6079 (SH3) 0.841 1.261 854‐858 (SG2) 1.199 3003 855‐859 (SG2) 1.126 856‐860 (SG2) 1.0854 890‐918 (SG2) 1.079 891‐919 (SG2) 1.132 3002 892‐920 (SG2) 1.124 894‐914 (SG2) 1.236 895‐915 (SG2) 1.348 1029‐1224 (SG1) 1.158 1030‐1223 (SG1) 1.097 1031‐1222 (SG1) 3002 1.231 1044‐1048 (SG1) 1.266 1045‐1049 (SG1) 1.29 1046‐1050 (SG1) 0.61 3002 47‐68 (BR) 0.96 48‐68 (LG2) 3002 0.86 45‐40 (LGA)
Dari hasil unity chek (UC) maksimum yang diperoleh dapat diketahui, pada sarat 18.0m kekuatan struktur topside module FPSO tersebut aman karena UC < 1dengan (UC) maksimum sebesar 0.923. kemudian pada sarat 16.2m kekuatan struktur topside module FPSO tersebut tidak aman dengan (UC) maksimum sebesar 1.251, demikian pula sampai sarat terendah 13.9m kekuatan struktur topside module FPSO tersebut tidak aman dengan (UC) maksimum sebesar 1.348.
Tabel 15 Maximum member stress summary (UC) draft 16.2m LOCATION
MAXIMUM MEMBER STRESS UNITY CHECK MEMBER (GROUP) UC LOAD. COMB 1129‐746 (SG3) 0.886 3003 116‐6079 (SH3) 0.831 1.211 854‐858 (SG2) 1.147 3003 855‐859 (SG2) 1.076 856‐860 (SG2) 1.035 890‐918 (SG2) 1.046 891‐919 (SG2) 1.098 3002 892‐920 (SG2) 1.154 894‐914 (SG2) 1.202 895‐915 (SG2) 1.311 1029‐1224 (SG1) 1.113 1030‐1223 (SG1) 1.048 1031‐1222 (SG1) 3002 1.171 1044‐1048 (SG1) 1.237 1045‐1049 (SG1) 1.212 1046‐1050 (SG1) 0.51 3002 47‐68 (BR) 0.92 48‐68 (LG2) 3002 0.83 45‐40 (LGA)
MAXIMUM MEMBER STRESS UNITY CHECK MEMBER (GROUP) UC LOAD. COMB 1129‐746 (SG3) 0.852 3003 116‐6079 (SH3) 0.823 1.171 854‐858 (SG2) 1.104 3003 855‐859 (SG2) 1.035 856‐860 (SG2) 1.016 890‐918 (SG2) 1.067 891‐919 (SG2) 1.059 3002 892‐920 (SG2) 1.122 894‐914 (SG2) 1.164 895‐915 (SG2) 1.251 1029‐1224 (SG1) 1.075 1030‐1223 (SG1) 1.008 1031‐1222 (SG1) 3002 1.131 1044‐1048 (SG1) 1.193 1045‐1049 (SG1) 1.168 1046‐1050 (SG1) 0.42 3002 47‐68 (BR) 0.82 48‐68 (LG2) 3002 0.72 45‐40 (LGA)
4.4
9
Analisa Keandalan Penentuan moda kegagalan merupakan unsur penting dalam melakukan analisis keandalan suatu struktur. Pada analisis keandalan pada topside module, moda kegagalan pada kombinasi Tekan Aksial dan Bending Member yang direpresentasikan dalam unity check member (UC) yang berfungsi sebagai variabel acak dan angka 1 sebagai faktor kekuatan atau ketahanan, Jadi topside module dikatakan gagal apabila tegangan yang berlaku pada member melebihi kekuatan nominalnya. Persamaan yang digunakan yaitu:
keandalan pada variasi sarat air seperti pada Tabel 19 pada sarat 18.0m keandalannya adalah 0.903 , kemudian pada sarat 16.2m keandalannya turun menjadi 0.687, demikian pula sampai sarat terendah 13.9m keandalannya semakin menurun yaitu 0.560.
MK : UC-1 < 0 aman UC-1 > 0 gagal Dengan : MK = Moda kegagalan
Tabel 19 Nilai Keandalan struktur topside module FPSO
Jadi struktur akan dikatakan gagal apabila UC > 1, dan sebaliknya struktur dikatakan sukses apabila UC < 1. Dalam konsep ini perancang dapat menggambarkan suatu sistem dengan segala hal yang mempengaruhi atau mengakibatkan kerusakan pada sistem tersebut misalnya kondisi pembebanan, ketahanan struktur, kondisi lingkungan yang lebih mendekati keadaan yang sebenarnya karena melibatkan aspek ketidakpastian dalam analisanya. Dalam analisa keandalan sistem struktural maka perlu untuk mendefinisikan ketidakpastian yang diterima oleh struktur.
Draft
Pof
K
18.0m 16.2m 14.6m 13.9m
0.097 0.313 0.383 0.44
0.903 0.687 0.617 0.56
Simulasi Monte Carlo dilakukan dengan tabulasi agar lebih mudah seperti terdapat pada Tabel 18 dan Gambar 9. Untuk memperoleh hasil yang akurat, maka simulasi dilakukan sebanyak 10,000 kali. Untuk menentukan akurasi dari jumlah simulasi,maka dilakukan pencatatan nilai Pof pada setiap jumlah tertentu sehingga didapatkan nilai keandalan yang cenderung konstan. Gambar 10 Grafik keandalan struktur topside module FPSO
Tabel 18 Keandalan struktur topside module FPSO pada draft 13.9m Σdata 10 100 500 1000 2000 3000 4000 5000 10000
Σsucces 7 54 281 563 1143 1685 2239 2792 5598
Σfail 3 46 219 437 857 1315 1761 2208 4402
Pof 0.300 0.460 0.438 0.437 0.429 0.438 0.440 0.442 0.440
Jadi dapat disimpulkan bahwa semakin kecil sarat air FPSO maka keandalan dari struktur topside module FPSO akan semakin menurun. Kekuatan dan keandalan struktur topside module FPSO yang tinggi dan aman terjadi pada sarat 18.0m, sedangkan pada saat sarat 16.2m,14.6m dan 13.9m kekuatan dan keandalan struktur sangat kritis. Untuk mendapatkan kekuatan serta keandalan yang tinggi dan aman pada sarat-sarat tersebut, harus mengganti struktur baja bermutu tinggi dengan kekuatan hasil nominal atau nominal yield strength (Fv) dan kuat tarik atau ultimate tensile strength yang lebih tinggi dari sebelumnya atau dengan memperbesar profile struktur topside module FPSO tersebut.
K 0.700 0.540 0.562 0.563 0.572 0.562 0.560 0.558 0.560
5. 5.1
Gambar 9 Grafik keandalan struktur topside module FPSO pada draft 13.9m
Pada Tabel 18 dan Gambar 4.20 diatas, keandalan struktur topside module pada sarat 13.9m tidak konstan dari iterasi pertama hingga iterasi terakhir. Hingga iterasi terakhir dengan jumlah iterasi sebanyak 10000 kali, keandalan dari struktur topside module FPSO tersebut menurun yaitu sebesar 0.560. Setelah dilakukan simulasi monte carlo didapatkan
KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Dari analisis yang telah dilakukan pada Bab IV, maka dapat diambil beberapa kesimpulan sebagai berikut: 1. Perilaku gerak FPSO saat beroperasi dalam berbagai kondisi lingkungan ialah sebagai berikut: Following seas (μ= 0o) dan Head seas (μ= 180o) Pada arah gelombang 0o dan 180o, gerakan FPSO yang mengalami perubahan paling signifikan adalah RAO surge (1.057), RAO heave (0.867), dan RAO pitch (0.609). Gerakan sway, roll, dan yaw hampir tidak mengalami perubahan.
10
American Petroleum Institute, API RP 2A, Recommended Practise for Planning, Designing and Constructing Fixed Offshire Platform-Working Stress Design
Beam seas (μ= 90o) Pada arah gelombang 90o, gerakan FPSO yang mengalami perubahan paling signifikan adalah RAO sway (1.307), RAO heave (0.953), dan RAO roll (2.972). Gerakan yang lain tidak begitu mengalami perubahan.
Barltrop, N., dan Okan, B., 2000, “FPSO Bow Damage in steep waves”, Rogue waves 2000 workshop, Brest. Bhattacharyya, R. 1978. “Dynamic of Marine Vehicles”. John Wiley and Sons Inc., New York.
Quartering seas (μ= 45o dan μ= 135o) Pada arah gelombang 45o dan 135o, gerakan FPSO semuanya mengalami perubahan. 2.
3.
5.2
Chakrabarti, S.K., 1987, “Hydrodynamics of Offshore Structures”, Computational
Dari hasil unity chek (UC) maksimum yang diperoleh dapat diketahui, pada sarat 18.0m kekuatan struktur topside module FPSO tersebut aman karena UC < 1 dengan (UC) maksimum sebesar 0.923. kemudian pada sarat 16.2m kekuatan struktur topside module FPSO tersebut tidak aman dengan (UC) maksimum sebesar 1.251, kemudian pada sarat 14.6m kekuatan struktur topside module FPSO tersebut tidak aman dengan (UC) maksimum sebesar 1.311, demikian pula sampai sarat terendah 13.9m kekuatan struktur topside module FPSO tersebut tidak aman dengan (UC) maksimum sebesar 1.348. Semakin kecil sarat air FPSO maka kekuatan struktur dari struktur topside module FPSO akan semakin menurun.
Mechanics Publications Southampton, Boston, USA. Dawson, Thomas H., 1983, “Offshore Structural Engineering”, Prentice-Hall, Inc., Englewood Cliffs, New Jersey. Djatmiko, E. B., 2003, “Seakeeping: Perilaku Bangunan Apung di Atas Gelombang”, Jurusan Teknik Kelautan ITS, Surabaya. Hsu, Teng H., 1984, “Applied Offshore Structural Engineering”, Houston. Indiyono, P. 2004. Hidrodinamika Bangunan Lepas Pantai. Surabaya: SIC. Martins, Marcelo R., 2007, “Inertial and Hydrodynamic Inertia Loads on Floating Unit”, Sao Paulo.
Keandalan struktur topside module FPSO berdasarakan perhitungan menggunakan simulasi Monte Carlo didapatkan keandalan pada variasi sarat air seperti berikut, pada sarat 18.0m keandalannya adalah 0.903 , kemudian pada sarat 16.2m keandalannya turun menjadi 0.687, kemudian pada sarat 14.6m keandalannya turun menjadi 0.617 demikian pula sampai sarat terendah 13.9m keandalannya semakin menurun yaitu 0.560. Dari keandalan pada variasi sarat air tersebut memperlihatkan bahwa struktur topside module FPSO mempunyai keandalan yang tinggi dan aman pada sarat air 18.0m, sedangkan semakin kecil sarat air FPSO maka keandalan dari struktur topside module FPSO akan semakin menurun.
Murdjito, 2003. “Conceptual Design and Offshore Structure”. Kursus Singkat Offshore Struktur Design and Modelling. Ocean Engineering Training Center, Surabaya. Popov, E. P. 1993. Mechanical of Material. Prentice-Hall Inc. Engelwood Cliffts. New Jersey. USA. Rosyid, D.M., 2007, “Pengantar Rekayasa Keandalan”, Airlangga University Press, Surabaya UKOOA, 2002, “FPSO Design Guidance Notes for UKCS Service”. Glasgow.
Saran Saran yang dapat diberikan pada hasil analisis tugas akhir ini adalah : 1. Melakukan anlisa detail dengan menambah penegar pada struktur topside module FPSO untuk penelitian selanjutnya. 2. Melakukan analisis lebih detail dengan memodelkan struktur support agar mendapatkan hasil yang lebih akurat.
www.ict-silat.com/indonesia_map1.JPG, 18 Januari 2010
DAFTAR PUSTAKA ABS,
2004, “Floating Houston,USA.
Production
Installations”,
11
