sidang tugas akhir (mo 091336) oleh muhammad catur nugraha · jurusan teknik kelautan. fakultas...

JURUSAN TEKNIK KELAUTAN

FAKULTAS TEKNOLOGI KELAUTAN

INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER SURABAYA

Sidang Tugas Akhir (MO 091336)

Oleh Muhammad Catur Nugraha4308 100 065

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

Menghitung lebar

lubang Scour

Menghitung nilai Ca

A

Menghitung panjang

freespan allowable

dan panjang

freespan efektif

Menghitung

massa pipa

efektif

Menghitung defleksi

yang terjadi pada

pipa

A

Analisa frekuensi

natural dan frekuensi

crossflow/inflow

Analisa terjadinya

Vortex Shedding

Kesimpulan

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

(

Lebar Scouring Akibat Gelombang

Sumer and Fredsoe

Dimana KC adalah

Perhitungan Kedalaman Scouring

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%.

Me = Mstr + Mc + Ma

Analisa dan Pembahasan

Untuk > 2,7

Untuk <2,7

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 scouring2. Melakukan perhitungan dengan code lain seperti ASME B31.8

TERIMA KASIH