analisis fatigue konfigurasi pipa penyalur berbagai ... · presentasi tugas akhir. latar belakang....
TRANSCRIPT
![Page 1: Analisis Fatigue Konfigurasi Pipa Penyalur Berbagai ... · Presentasi Tugas Akhir. LATAR BELAKANG. PERUMUSAN MASALAH • Bagaimana pengaruh vortex induced vibration (VIV) ... sudut](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062505/5d1c7a0288c99382368c46c3/html5/thumbnails/1.jpg)
Dosen Pembimbing:
Dr.Ir. Wisnu Wardhana, SE, M.Sc.Prof.Ir.Soegiono
Analisis Fatigue pada Konfigurasi Pipa Penyalur denganBerbagai Variasi Sudut Kemiringan Akibat Pengaruh Vortex
Induced Vibration
Moh.Hafid4305100080
Presentasi Tugas Akhir
![Page 2: Analisis Fatigue Konfigurasi Pipa Penyalur Berbagai ... · Presentasi Tugas Akhir. LATAR BELAKANG. PERUMUSAN MASALAH • Bagaimana pengaruh vortex induced vibration (VIV) ... sudut](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062505/5d1c7a0288c99382368c46c3/html5/thumbnails/2.jpg)
LATAR BELAKANG
![Page 3: Analisis Fatigue Konfigurasi Pipa Penyalur Berbagai ... · Presentasi Tugas Akhir. LATAR BELAKANG. PERUMUSAN MASALAH • Bagaimana pengaruh vortex induced vibration (VIV) ... sudut](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062505/5d1c7a0288c99382368c46c3/html5/thumbnails/3.jpg)
PERUMUSAN MASALAH
• Bagaimana pengaruh vortex induced vibration (VIV) pada freespan pipa bawah laut berdasarkan kondisi pipa miring dengan variasi sudut kemiringan?
• Bagaimana pengaruh vortex induced vibration (VIV) pada freespan pipa bawah laut berdasarkan kondisi pipa miring dengan variasi kedalamannya?
• Bagaimana pengaruh vortex induced vibration (VIV)terhadap besarnya fatigue life pada kondisi pipa miring dengan variasi sudut kemiringan serta kedalamannya?
![Page 4: Analisis Fatigue Konfigurasi Pipa Penyalur Berbagai ... · Presentasi Tugas Akhir. LATAR BELAKANG. PERUMUSAN MASALAH • Bagaimana pengaruh vortex induced vibration (VIV) ... sudut](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062505/5d1c7a0288c99382368c46c3/html5/thumbnails/4.jpg)
TUJUAN
1• Mengetahui pengaruh vortex induced vibration (VIV) pada
freespan pipa bawah laut berdasarkan kondisi pipa miring dengan variasi sudut kemiringan.
2• Mengetahui pengaruh vortex induced vibration (VIV) pada
freespan pipa bawah laut berdasarkan kondisi pipa miring dengan variasi kedalamannya .
3• Mengetahui fatigue life pada freespan pipa bawah laut pada
kondisi pipa miring dengan variasi sudut kemiringan serta kedalamannya akibat adanya Vortex induced vibration.
![Page 5: Analisis Fatigue Konfigurasi Pipa Penyalur Berbagai ... · Presentasi Tugas Akhir. LATAR BELAKANG. PERUMUSAN MASALAH • Bagaimana pengaruh vortex induced vibration (VIV) ... sudut](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062505/5d1c7a0288c99382368c46c3/html5/thumbnails/5.jpg)
Hingga saat ini vortex induced vibration (VIV) masih
mendasarkan pada kondisi pipa datar, sedangkan pada kondisi pipa miring perlu di
analisis karena posisi kemiringan pada pipa dapatberpengaruh terhadap aliranvortex yang mengenai pipa.
M A N F A A T
![Page 6: Analisis Fatigue Konfigurasi Pipa Penyalur Berbagai ... · Presentasi Tugas Akhir. LATAR BELAKANG. PERUMUSAN MASALAH • Bagaimana pengaruh vortex induced vibration (VIV) ... sudut](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062505/5d1c7a0288c99382368c46c3/html5/thumbnails/6.jpg)
Batasan masalah
• Pipa yang dimodelkan sepanjang 20 m. • Perairan di sekitar pipa di asumsikan sebagai
zat cair yang incompressible.• Posisi miring pada pipa yang dianalisa yaitu
posisi dengan sudut 5˚,10˚,15˚,20˚ serta 25˚.• Kedalaman pada pipa yang dianalisa yaitu
pada kedalaman -15 m, -20 m serta -25 m
![Page 7: Analisis Fatigue Konfigurasi Pipa Penyalur Berbagai ... · Presentasi Tugas Akhir. LATAR BELAKANG. PERUMUSAN MASALAH • Bagaimana pengaruh vortex induced vibration (VIV) ... sudut](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062505/5d1c7a0288c99382368c46c3/html5/thumbnails/7.jpg)
Lanjutan……
• Mengabaikan muatan lokal pada pipa.• Vortex induced vibration yang terjadi akibat
gaya gelombang diabaikan.• Pengaruh marine growth terhadap pipa di
abaikan.• Aliran arus yang mengenai pipa merupakan
aliran dominan
![Page 8: Analisis Fatigue Konfigurasi Pipa Penyalur Berbagai ... · Presentasi Tugas Akhir. LATAR BELAKANG. PERUMUSAN MASALAH • Bagaimana pengaruh vortex induced vibration (VIV) ... sudut](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062505/5d1c7a0288c99382368c46c3/html5/thumbnails/8.jpg)
![Page 9: Analisis Fatigue Konfigurasi Pipa Penyalur Berbagai ... · Presentasi Tugas Akhir. LATAR BELAKANG. PERUMUSAN MASALAH • Bagaimana pengaruh vortex induced vibration (VIV) ... sudut](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062505/5d1c7a0288c99382368c46c3/html5/thumbnails/9.jpg)
segmen yang dianalisis
![Page 10: Analisis Fatigue Konfigurasi Pipa Penyalur Berbagai ... · Presentasi Tugas Akhir. LATAR BELAKANG. PERUMUSAN MASALAH • Bagaimana pengaruh vortex induced vibration (VIV) ... sudut](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062505/5d1c7a0288c99382368c46c3/html5/thumbnails/10.jpg)
Meshing and geometry Pipa lurus
Pipa 10°
![Page 11: Analisis Fatigue Konfigurasi Pipa Penyalur Berbagai ... · Presentasi Tugas Akhir. LATAR BELAKANG. PERUMUSAN MASALAH • Bagaimana pengaruh vortex induced vibration (VIV) ... sudut](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062505/5d1c7a0288c99382368c46c3/html5/thumbnails/11.jpg)
Lanjutan…..
Solver
boundaries
![Page 12: Analisis Fatigue Konfigurasi Pipa Penyalur Berbagai ... · Presentasi Tugas Akhir. LATAR BELAKANG. PERUMUSAN MASALAH • Bagaimana pengaruh vortex induced vibration (VIV) ... sudut](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062505/5d1c7a0288c99382368c46c3/html5/thumbnails/12.jpg)
Pola aliranfluida pipasegmen 1
![Page 13: Analisis Fatigue Konfigurasi Pipa Penyalur Berbagai ... · Presentasi Tugas Akhir. LATAR BELAKANG. PERUMUSAN MASALAH • Bagaimana pengaruh vortex induced vibration (VIV) ... sudut](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062505/5d1c7a0288c99382368c46c3/html5/thumbnails/13.jpg)
Pola aliranfluida pipaSegmen 2
![Page 14: Analisis Fatigue Konfigurasi Pipa Penyalur Berbagai ... · Presentasi Tugas Akhir. LATAR BELAKANG. PERUMUSAN MASALAH • Bagaimana pengaruh vortex induced vibration (VIV) ... sudut](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062505/5d1c7a0288c99382368c46c3/html5/thumbnails/14.jpg)
Pola aliranfluida pipaSegmen 3
Pola aliranfluida pipaSegmen 4
![Page 15: Analisis Fatigue Konfigurasi Pipa Penyalur Berbagai ... · Presentasi Tugas Akhir. LATAR BELAKANG. PERUMUSAN MASALAH • Bagaimana pengaruh vortex induced vibration (VIV) ... sudut](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062505/5d1c7a0288c99382368c46c3/html5/thumbnails/15.jpg)
Pola aliranfluida pipaSegmen 5
![Page 16: Analisis Fatigue Konfigurasi Pipa Penyalur Berbagai ... · Presentasi Tugas Akhir. LATAR BELAKANG. PERUMUSAN MASALAH • Bagaimana pengaruh vortex induced vibration (VIV) ... sudut](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062505/5d1c7a0288c99382368c46c3/html5/thumbnails/16.jpg)
Force arahsumbu X
Force arahsumbu Y
![Page 17: Analisis Fatigue Konfigurasi Pipa Penyalur Berbagai ... · Presentasi Tugas Akhir. LATAR BELAKANG. PERUMUSAN MASALAH • Bagaimana pengaruh vortex induced vibration (VIV) ... sudut](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062505/5d1c7a0288c99382368c46c3/html5/thumbnails/17.jpg)
Force arahsumbu z
ResultanForce
![Page 18: Analisis Fatigue Konfigurasi Pipa Penyalur Berbagai ... · Presentasi Tugas Akhir. LATAR BELAKANG. PERUMUSAN MASALAH • Bagaimana pengaruh vortex induced vibration (VIV) ... sudut](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062505/5d1c7a0288c99382368c46c3/html5/thumbnails/18.jpg)
![Page 19: Analisis Fatigue Konfigurasi Pipa Penyalur Berbagai ... · Presentasi Tugas Akhir. LATAR BELAKANG. PERUMUSAN MASALAH • Bagaimana pengaruh vortex induced vibration (VIV) ... sudut](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062505/5d1c7a0288c99382368c46c3/html5/thumbnails/19.jpg)
![Page 20: Analisis Fatigue Konfigurasi Pipa Penyalur Berbagai ... · Presentasi Tugas Akhir. LATAR BELAKANG. PERUMUSAN MASALAH • Bagaimana pengaruh vortex induced vibration (VIV) ... sudut](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062505/5d1c7a0288c99382368c46c3/html5/thumbnails/20.jpg)
![Page 21: Analisis Fatigue Konfigurasi Pipa Penyalur Berbagai ... · Presentasi Tugas Akhir. LATAR BELAKANG. PERUMUSAN MASALAH • Bagaimana pengaruh vortex induced vibration (VIV) ... sudut](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062505/5d1c7a0288c99382368c46c3/html5/thumbnails/21.jpg)
![Page 22: Analisis Fatigue Konfigurasi Pipa Penyalur Berbagai ... · Presentasi Tugas Akhir. LATAR BELAKANG. PERUMUSAN MASALAH • Bagaimana pengaruh vortex induced vibration (VIV) ... sudut](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062505/5d1c7a0288c99382368c46c3/html5/thumbnails/22.jpg)
![Page 23: Analisis Fatigue Konfigurasi Pipa Penyalur Berbagai ... · Presentasi Tugas Akhir. LATAR BELAKANG. PERUMUSAN MASALAH • Bagaimana pengaruh vortex induced vibration (VIV) ... sudut](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062505/5d1c7a0288c99382368c46c3/html5/thumbnails/23.jpg)
![Page 24: Analisis Fatigue Konfigurasi Pipa Penyalur Berbagai ... · Presentasi Tugas Akhir. LATAR BELAKANG. PERUMUSAN MASALAH • Bagaimana pengaruh vortex induced vibration (VIV) ... sudut](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062505/5d1c7a0288c99382368c46c3/html5/thumbnails/24.jpg)
Pemodelan menggunakan ANSYS
![Page 25: Analisis Fatigue Konfigurasi Pipa Penyalur Berbagai ... · Presentasi Tugas Akhir. LATAR BELAKANG. PERUMUSAN MASALAH • Bagaimana pengaruh vortex induced vibration (VIV) ... sudut](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062505/5d1c7a0288c99382368c46c3/html5/thumbnails/25.jpg)
Meshing pada pipa
![Page 26: Analisis Fatigue Konfigurasi Pipa Penyalur Berbagai ... · Presentasi Tugas Akhir. LATAR BELAKANG. PERUMUSAN MASALAH • Bagaimana pengaruh vortex induced vibration (VIV) ... sudut](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062505/5d1c7a0288c99382368c46c3/html5/thumbnails/26.jpg)
DistribusiteganganVon mises
![Page 27: Analisis Fatigue Konfigurasi Pipa Penyalur Berbagai ... · Presentasi Tugas Akhir. LATAR BELAKANG. PERUMUSAN MASALAH • Bagaimana pengaruh vortex induced vibration (VIV) ... sudut](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062505/5d1c7a0288c99382368c46c3/html5/thumbnails/27.jpg)
![Page 28: Analisis Fatigue Konfigurasi Pipa Penyalur Berbagai ... · Presentasi Tugas Akhir. LATAR BELAKANG. PERUMUSAN MASALAH • Bagaimana pengaruh vortex induced vibration (VIV) ... sudut](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062505/5d1c7a0288c99382368c46c3/html5/thumbnails/28.jpg)
![Page 29: Analisis Fatigue Konfigurasi Pipa Penyalur Berbagai ... · Presentasi Tugas Akhir. LATAR BELAKANG. PERUMUSAN MASALAH • Bagaimana pengaruh vortex induced vibration (VIV) ... sudut](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062505/5d1c7a0288c99382368c46c3/html5/thumbnails/29.jpg)
![Page 30: Analisis Fatigue Konfigurasi Pipa Penyalur Berbagai ... · Presentasi Tugas Akhir. LATAR BELAKANG. PERUMUSAN MASALAH • Bagaimana pengaruh vortex induced vibration (VIV) ... sudut](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062505/5d1c7a0288c99382368c46c3/html5/thumbnails/30.jpg)
![Page 31: Analisis Fatigue Konfigurasi Pipa Penyalur Berbagai ... · Presentasi Tugas Akhir. LATAR BELAKANG. PERUMUSAN MASALAH • Bagaimana pengaruh vortex induced vibration (VIV) ... sudut](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062505/5d1c7a0288c99382368c46c3/html5/thumbnails/31.jpg)
Service life < design life < Fatigue life20 tahun < 10 x umur service ( 200 tahun) < 5353 tahun.
![Page 32: Analisis Fatigue Konfigurasi Pipa Penyalur Berbagai ... · Presentasi Tugas Akhir. LATAR BELAKANG. PERUMUSAN MASALAH • Bagaimana pengaruh vortex induced vibration (VIV) ... sudut](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062505/5d1c7a0288c99382368c46c3/html5/thumbnails/32.jpg)
Kesimpulan
Untuk harga Re nilainya sama yaitu 4,66E+04 karena Re dipengaruhi oleh kecepatan fluida. Begitu juga dengan harga St yang dipengaruhi oleh Re nilainya sama dari tiap sudut kemiringan yaitu 0,21. Untuk nilai Vr serta Fs yang terbesar yaitu pada sudut kemiringan 25° dengan Vr 0,476 serta Fs sebesar 2,234 Hz
![Page 33: Analisis Fatigue Konfigurasi Pipa Penyalur Berbagai ... · Presentasi Tugas Akhir. LATAR BELAKANG. PERUMUSAN MASALAH • Bagaimana pengaruh vortex induced vibration (VIV) ... sudut](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062505/5d1c7a0288c99382368c46c3/html5/thumbnails/33.jpg)
Lanjutan………
Untuk pengaruh VIV pada Freespan dengan Variasi sudut dan kedalaman untuk harga Re sama dari berbagai variasi sudut serta kedalaman yaitu 4,66E+04, begitu juga dengan harga St nilainya sama yaitu sebesar 2,1 dengan Vr 0,476 untuk Fs nilai yang terbesar yaitu pada kedalaman -25 m pada sudut 25°Fs 2,293. Untuk frekuensi vortex sheeding dari berbagai variasi sudut serta kemiringan masih memenuhi syarat keamanan pipa. Untuk nilai frekuensi natural 2,568 Hz. Jadi tidak terjadi lock in (resonansi).
![Page 34: Analisis Fatigue Konfigurasi Pipa Penyalur Berbagai ... · Presentasi Tugas Akhir. LATAR BELAKANG. PERUMUSAN MASALAH • Bagaimana pengaruh vortex induced vibration (VIV) ... sudut](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062505/5d1c7a0288c99382368c46c3/html5/thumbnails/34.jpg)
Lanjutan….
Nilai fatigue life akibat pengaruh dari berbagai variasi sudut kemiringan serta kedalaman yaitu semakin besar sudut kemiringan serta semakin dalam struktur maka umur kelalhan struktur tersebut semakin singkat. Umur fatigue life yang paling kecil adalah pada sudut kemiringan 25º pada kedalaman -25 m dengan terjadinya fatigue setelah struktur berusia 5353 tahun.
![Page 35: Analisis Fatigue Konfigurasi Pipa Penyalur Berbagai ... · Presentasi Tugas Akhir. LATAR BELAKANG. PERUMUSAN MASALAH • Bagaimana pengaruh vortex induced vibration (VIV) ... sudut](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062505/5d1c7a0288c99382368c46c3/html5/thumbnails/35.jpg)
Saran
Menghitung vibrasi akibat aliran internal pipadengan variasi sudut kemiringan.
Melakukan analisis detail dengan memodelkan dari seluruh struktur secara keseluruhan agar mendapatkan hasil yang lebih akurat.
![Page 36: Analisis Fatigue Konfigurasi Pipa Penyalur Berbagai ... · Presentasi Tugas Akhir. LATAR BELAKANG. PERUMUSAN MASALAH • Bagaimana pengaruh vortex induced vibration (VIV) ... sudut](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062505/5d1c7a0288c99382368c46c3/html5/thumbnails/36.jpg)
Terima
Kasih
![Page 37: Analisis Fatigue Konfigurasi Pipa Penyalur Berbagai ... · Presentasi Tugas Akhir. LATAR BELAKANG. PERUMUSAN MASALAH • Bagaimana pengaruh vortex induced vibration (VIV) ... sudut](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062505/5d1c7a0288c99382368c46c3/html5/thumbnails/37.jpg)
Perhitungan Fatigue
![Page 38: Analisis Fatigue Konfigurasi Pipa Penyalur Berbagai ... · Presentasi Tugas Akhir. LATAR BELAKANG. PERUMUSAN MASALAH • Bagaimana pengaruh vortex induced vibration (VIV) ... sudut](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062505/5d1c7a0288c99382368c46c3/html5/thumbnails/38.jpg)
DAFTAR PUSTAKAAnastasio, B., 2007, ”Desain Ketebalan Dan Analisa Freespan Pada Pipa BawahLaut”, Tugas Akhir, Jurusan Teknik Kelautan ITB, BandungANSYS, Inc. 2007. ”ANSYS CFX Manual, Release 11.0”. http://www.ansys.com. ANSYS Canada, Ltd., CanadaBai, Y. 2001. Pipeline and Riser. Elsevier Science Ltd, Oxford. UK.Blevins, R.D. 1990. “Flow-Induced Vibration”. Wokingham: Van Nostrand Reinhold.Braestrup, Mikael W. 2005. Design and Installation of Marine Pipelines. Blackwell Science Ltd, UK.Chen, C., C.R.Chen, R.S.Mercier, J.P.Pontaza. 2004. CFD Simultion of Riser VIV. Deepwater Riser VIV projectChoi, H.S.. 2001. “Free spanning analysis of offshore pipeline”. Ocean Engineering28, 1325-1338Djatmiko,E.B. 2003. Analisis Keandalan dan Kelelahan.Offshore Structure Design and Modelling Ocean Engineering Training Center, Jurusan Teknik Kelautan-ITS.Det Norske Veritas. 2000. DNV-OS-F101: Rules For Submarine Pipeline System.Det Norske Veritas, NorwayDet Norske Veritas. 2000. DNV-OS-F101: Free Spanning Pipelines. Det Norske Veritas, NorwayDet Norske Veritas. 2005. DNV-RP-C203: Fatigue Design of offshore steel structures. Det Norske Veritas, NorwayFlow Science Inc., 1997, FLOW-3D Excellence in Flow Modelling Software.FLOW3D version 9: User's Manual, Los Alamos, New Mexico
![Page 39: Analisis Fatigue Konfigurasi Pipa Penyalur Berbagai ... · Presentasi Tugas Akhir. LATAR BELAKANG. PERUMUSAN MASALAH • Bagaimana pengaruh vortex induced vibration (VIV) ... sudut](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062505/5d1c7a0288c99382368c46c3/html5/thumbnails/39.jpg)
LanjutanGuo, B. dan J. Chacko. 2005. Offshore pipelines. Elsevier Ocean Engineering Book Series. USAIndiyono. Paul. 2004. Hidrodinamika Bangunan Lepas Pantai. SIC, Surabaya.Kaye, David et al.(1994). Freespan Analysis, correction method saves time on North Sea project. Oil and Gas Journal. Tulsa. http://proquest.umi.com/pqdwebKenny J.P.. 1993. Structural Analysis of Pipeline spans. Health and Safety Executive. USAMikael et al., 2005, “Design And Installation of Marine Pipeline´, Blackwell
Science,Oxford, UK.Mathelin, E.L. 2005. “Vortex-Induced Vibration and Waves under Shear Flow with a Wake Oscilatior Model”. European Journal of Mechanics B/Fluids 24,478-490.Miner, Palmgren.1945. Rule states that fatigue failure occurs. http://www.am.chalmers.se
![Page 40: Analisis Fatigue Konfigurasi Pipa Penyalur Berbagai ... · Presentasi Tugas Akhir. LATAR BELAKANG. PERUMUSAN MASALAH • Bagaimana pengaruh vortex induced vibration (VIV) ... sudut](https://reader036.vdocuments.site/reader036/viewer/2022062505/5d1c7a0288c99382368c46c3/html5/thumbnails/40.jpg)
LANJUTANMousselli, A.H.1981.Offshore Pipeline Design,Analysis, and Methods, Pennwell Books, Tulsa, Oklahoma,Purwanti, Ilah. 2009. Analisa Pengaruh Vortex Induced Vibration (VIV) pada Freespan Pipa Bawah Laut Berbasis Keandalan. Tugas Akhir Jurusan Teknik Kelautan. ITS SurabayaSoegiono, 2004. Pipa Bawah Laut. Airlangga University Press, Surabaya. Soegiono, 2007. Pipa Laut. Airlangga University Press, Surabaya. Techet,A.H..2005. Vortex Induced Vibrations.
http://www.glasssteelandstone.comWohler,A.1958. First scientific investigation into fatigue failure. http://www.inside.mine.edu