analisis on-bottom stability
DESCRIPTION
oTRANSCRIPT
BAB 5 STUDI KASUS
Laporan Tugas Akhir V - 1 Analisis On-Bottom Stability dan Instalasi Pipa Bawah Laut di Daerah Shore Approach
BAB
5 STUDI KASUS
5.1 Pendahuluan
Studi kasus yang diambil pada Tugas Akhir ini adalah proyek pemasangan pipa bawah
laut, proyek ini merupakan proyek pemasangan pipa bawah laut untuk mengalirkan gas
dari Pulau Sumatera ke Pulau Jawa dengan panjang 160 km. Gambar jalur pipa proyek
tersebut dapat dilihat pada Gambar 5.1.
Gambar 5. 1 Peta jalur pipa proyek SSWJ2.
Berdasarkan kedalaman laut yang akan dipasangi pipa, proyek ini terbagi menjadi tiga
bagian yaitu :
a) Bagian offshore
Bagian pekerjaan pemasangan pipa ini adalah mencakup pekerjaan pemasangan
pipa pada laut dengan kedalaman lebih dari 13 m (deep water).
BAB 5 STUDI KASUS
Laporan Tugas Akhir V - 2 Analisis On-Bottom Stability dan Instalasi Pipa Bawah Laut di Daerah Shore Approach
b) Bagian shore approach
Bagian pekerjaan pemasangan pipa ini adalah mencakup pekerjaan pemasangan
pipa pada kedalaman laut 0 – 13 m.
c) Bagian onshore
Bagian pekerjaan pemasangan pipa ini adalah mencakup pekerjaan pemasangan
pipa pada daerah rawa dan daratan yang terendam pada saat air laut pasang.
Pembagian wilayah kerja ini dapat dilihat pada Gambar 3.2 berikut ini :
32"OD. OFFSHORE PIPELINE
PT DMB LIKPIN PT DMBSSWJ PHASE-II
SEA
KP 001 Land Fall
-13 m
-20 m
-20 m
-13 m
KP 160 Land Fall
Shore Approach
Shore Approach
Offshore
Subsea Valve
Gambar 5. 2 Gambar pembagian wilayah kerja proyek.
Dalam Tugas Akhir ini yang akan dijadikan sebagai studi kasus adalah hanya pada
daerah shore approach yaitu daerah dari kedalaman 0 s.d.13 meter.
5.2 Data Proyek
Data proyek yang didapatkan merupakan data yang akan dipergunakan untuk disain pipa
bawah laut pada daerah shore approach, data tersebut meliputi data material dan data
lingkungan.
BAB 5 STUDI KASUS
Laporan Tugas Akhir V - 3 Analisis On-Bottom Stability dan Instalasi Pipa Bawah Laut di Daerah Shore Approach
5.2.1 Data Pipa Dan Materialnya
Tabel 5. 1 Data Fisik dan Material pipa
Parameter Nilai Diameter Luar Pipa (mm) 812.8 (32 inch) Spesifikasi Material Carbon Steel Material Grade SAWL 450 II-F-D Jenis Corrosion Coating 3-Layer PE Tebal Corrosion Coating (mm) 2.5 Densitas Corrosion Coating (kg/m3) 1280 Water Absorption (%) <5 Densitas Beton (kg/m3) 3043 Young’s Modulus (N/mm2) 207000
Poisson’s Ratio 0.3
SMYS (N/mm2) 450
SMTS (N/mm2) 535
Corrosion Allowance (mm) 1.5 Berat Jenis Isi Pipa /Gas (kg/m3) 70.92
5.2.2 Data Batimetri
Berikut adalah penampang melintang batimetri jalur pipa (pipe route) untuk setiap
kilometer poin (KP) dari KP-1 sampai dengan KP-160.
Gambar 5. 3 Potongan melintang batimetri jalur pipa SSWJ 2.
BAB 5 STUDI KASUS
Laporan Tugas Akhir V - 4 Analisis On-Bottom Stability dan Instalasi Pipa Bawah Laut di Daerah Shore Approach
5.2.3 Data Lingkungan
Data lingkungan pada proyek ini dibagi berdasarkan zona (daerah), setiap zona umumnya
nempunyai karakteristik lingkungan yang sama, Gambar 5.4 merupakan pembagian
zona, dimana zona yang dibahas dalam Tugas Akhir ini terletak pada zona 1,2, 17 dan 18
.
Gambar 5. 4 Pembagian letak zona pada jalur pipa.
Tabel 5. 2 Data Kedalaman Zona
Zona Lokasi KP (Km)
Kedalaman Air Minimum (m)
Kedalaman Air Maksimum (m)
Kedalaman Air Referensi (m)
Zone 1 0 – 10 0 8.5 6.15 Zone 2 10 – 29 9 26.5 14.86 Zone 17 139 – 151 14.8 21.8 18 Zone 18 151 – 159 0 14.3 10
Masing–masing zona diatas memiliki karakteristik lingkungan yang berbeda dengan zona
yang lain, data karakteristik lingkungan pada tiap zona adalah data yang diambil pada
kedalaman referensi tertentu dan dianggap mewakili karakteristik tiap zona.
BAB 5 STUDI KASUS
Laporan Tugas Akhir V - 5 Analisis On-Bottom Stability dan Instalasi Pipa Bawah Laut di Daerah Shore Approach
Tabel 5. 3 Data Gelombang dan Arus Laut
Periode Ulang 1 Tahun Periode Ulang 100 Tahun Zona Z1 Z2 Z17 Z18 Z1 Z2 Z17 Z18
GELOMBANG Significant Wave
Height (Hs) (m)
1.77 1.90 1.73 1.66 4.10 4.13 3.80 3.46
Spectral Peak Period (Ts) (sec)
5.41 5.60 5.35 5.25 8.18 8.21 7.88 7.52
KECEPATAN ARUS At 0% of depth 1.19 0.83 0.77 0.91 1.72 1.36 1.28 1.42 10% of depth 1.18 0.81 0.75 0.89 1.18 0.81 0.75 0.89 20% of depth 1.17 0.80 0.74 0.88 1.17 0.80 0.74 0.88 30% of depth 1.16 0.79 0.73 0.87 1.16 0.79 0.73 0.87 40% of depth 1.15 0.78 0.71 0.85 1.15 0.78 0.71 0.85 50% of depth 1.13 0.76 0.69 0.83 1.13 0.76 0.69 0.83 60% of depth 1.10 0.74 0.66 0.80 1.10 0.74 0.66 0.80 70% of depth 1.07 0.70 0.62 0.76 1.07 0.70 0.62 0.76 80% of depth 1.02 0.65 0.56 0.70 1.02 0.65 0.56 0.70 90% of depth 0.96 0.59 0.49 0.63 0.96 0.59 0.49 0.63
100% of depth 0.87 0.50 0.38 0.52 0.87 0.50 0.38 0.52
Tabel 5. 4 Data Pasang Surut dan Storm
Periode Ulang 1 Tahun Periode Ulang 100 Tahun Zona
Z1 Z2 Z17 Z18 Z1 Z2 Z17 Z18 Storm Surge (m) 0.17 0.11 0.12 0.12 0.78 0.52 0.69 0.82
Astronomical Tide HWS(m)-above
MSL 0.69 0.62 0.52 0.53 0.69 0.62 0.52 0.53
LWS(m)- below MSL
0.74 0.73 0.49 0.49 0.74 0.73 0.49 0.49
BAB 5 STUDI KASUS
Laporan Tugas Akhir V - 6 Analisis On-Bottom Stability dan Instalasi Pipa Bawah Laut di Daerah Shore Approach
Tabel 5. 5 Data Tanah Untuk Zona 1 dan 2
Kedalaman Air (m) Jenis Tanah Shear Strenght
[kN/m2] Wet Soil
Unit (Kg/m3)
1 Clayey sand, brown, compact,medium grain size 35.18 1910
2 Clay, gray, soft, plastic 10.42 1280
3 Sandy silt, gray, solid, medium grain
size, sediment rock andigneous rock as fragment
8.47 1320
8.4 Sand, gray, coarse grain size,angular sediment rock andigneous rock. 56.42 1610
10 Clay, light gray, solid, hard 64.87 1550
Tabel 5. 6 Data Tanah Untuk Zona 17 dan 18
Kedalaman Air (m) Jenis Tanah
Shear Strength[kN/m2]
Wet Soil Unit
[Kg/m3]
3.5 Dark gray, very fine grain sand, loose 14.1 1448
6.5 Greenish gray clay, very
soft 8.3 1376
9.04 Greenish gray clay, very
soft 8.9 1292
10 Dark gray, clay, very
soft 9.2 1365
12.4 Greenish gray, silty clay,
very soft - 1295
16 Greenish gray, silty clay,
very soft - 1278
BAB 5 STUDI KASUS
Laporan Tugas Akhir V - 7 Analisis On-Bottom Stability dan Instalasi Pipa Bawah Laut di Daerah Shore Approach
5.3 Hasil dan Analisa Perhitungan
Dalam Tugas Akhir ini perhitungan dan analisa dilakukan untuk perhitungan tebal dinding
pipa nominal (wall thickness), perhitungan proses trasformasi gelombang di daerah dekat
pantai, perhitungan arus, perhitungan stabilitas pipa di dasar perairan serta analisa
instalasi pipa.
5.3.1 Perhitungan Wall Thickness
Data-data diatas terutama data properties pipa digunakan untuk menentukan tebal dari
dinding (wall thickness) pipa. Perhitungan wall thickness yang dilakukan didasarkan pada
DNV 2000 OSF 101 yang telah dijelaskan pada bab sebelumnya.
• Metode Perhitungan
Pada DNV 2000 tebal pipa didisain untuk memenuhi beberapa kriteria yang ditentukan
yaitu: kriteria pressure containment, kriteria system collapse, kriteria combined loading,
dan kriteria propagating buckling.
Perhitungan dalam Tugas Akhir ini menggunakan bantuan program excel macro visual
basic, yang memungkinkan melakukan iterasi perhitungan untuk mendapatkan nilai dari
tebal dinding pipa yang memenuhi kriteria diatas. Secara umum perhitungannya dapat
dijelaskan melalui diagram pada Gambar 5.5 .
BAB 5 STUDI KASUS
Laporan Tugas Akhir V - 8 Analisis On-Bottom Stability dan Instalasi Pipa Bawah Laut di Daerah Shore Approach
Input Data: • Dimensi dan material pipa • Data lingkungan • Tekanan disain
Hitung tekanan hidrostatis Hitung tekanan lokal Tebal Element (dt)
Pilih Tebal Pipa Berdasarkan Spesifikasi
Yang Tersedia (API 5L)
STOPt-nom DNV 2000
Hitung tebal pipa nominal berdasarkan DNV 1981
Iterasi terhadap DNV 2000 untuk mendapatkan tebal pipa yang optimum. Utility maksimum =1
Start
Run Program Off Pipe (hasil tebal nominal DNV 1981 maksimum
digunakan untuk input off pipe)
Hasil: Bending momen dan axial tension
t=t+dt
Nilai tebal Pipa yang digunakan (ts)
Excel macro visual basic
Excel macro visual basic
Gambar 5. 5 Flow chart langkah perhitungan wall thickness pipa.
BAB 5 STUDI KASUS
Laporan Tugas Akhir V - 9 Analisis On-Bottom Stability dan Instalasi Pipa Bawah Laut di Daerah Shore Approach
• Hasil Perhitungan
Dengan menggunakan DNV 1981 didapatkan dilai maksimum tebal pipa nominal sebesar
16.851 mm (0.663 in), tebal nominal pipa ini digunakan sebagai input off pipe untuk
instalasi pada kedalaman maksimum hasilnya mendapatkan nilai bending moment
2952.7 kN.m dan gaya aksial 462.7 kN.
Perhitungan dengan menggunakan DNV 2000 untuk kedalaman perairan maksimum 85
meter dapat dirangkum pada Tabel 5.7 sedangkan hasilnya secara lengkap dapat dilihat
pada Lampiran II.
Tabel 5. 7 Hasil perhitungan wall thickness pipa pada kedalaman 85 m
Parameter Nilai Keterangan Tebal dinding pipa/ts (mm) 15.5 - Utility pressure containment criteria-hidrotest 0.620 OK Utility pressure containment criteria-oprasional 0.538 OK Utility Collapse criteria 0.412 OK Utility Propagating Buckling Criteria * 1.619 Not OK Utility Cobained loading-Load Control Condition a: 0.996 OK Utility Cobained loading-Load Control Condition b: 0.913 OK Ovalization Criteria 0.013 OK
*. Pada analisa pipa di laut dalam (85-55 m), pipa didisain dengan tambahan buckle aresstor untuk
menanggulangi terjadinya propagtion buckling.
• Analisis Perhitungan Wal Thickness
i) Parameter untuk mengetahui apakah suatu tebal dinding pipa memenuhi kriteria
atau tidak adalah dengan mengetahui nilai code ceck/ utility, yang nilainya tidak
boleh melebihi 1 (satu).
ii) Dari tabel hasil perhitungan diatas dapat dilihat bahwa nilai dari tebal dinding pipa
hasil perhitungan adalah 15.5 mm, nilai tebal dinding pipa tersebut tidak
memenuhi keriteria propagating buckling untuk laut dengan kedalaman diatas 55
m. Sehingga harus dilakukan analisa khusus biasanya digunakan buckle arrestor
untuk menanganinya.
iii) Berdasarkan American Petroleum Institute (API) 5L Spesification for Line Pipe
2000 tabel E-6C diberikan nilai tebal dinding pipa untuk pipa diameter 813 mm (32
in) dengan tebal dinding pipa mendekati 15.5 mm adalah 15.9 mm. Nilai tebal
dinding pipa ini yang dipakai pada keseluruhan disain proyek ini.
BAB 5 STUDI KASUS
Laporan Tugas Akhir V - 10 Analisis On-Bottom Stability dan Instalasi Pipa Bawah Laut di Daerah Shore Approach
iv) Utuk kriteria oval (ovalization) dari pipa didapatkan nilai 0.013, dimana maksimum
ovalisasi yang diizinkan tidak lebih dari 0.03 sehingga nilai ini memenuhi kriteria.
5.3.2 Perhitungan Gelombang
Perhitungan parameter gelombang dilakukan berdasarkan analisis transformasi
gelombang yang telah dijelaskan pada bab 3, sedangkan arus gelombang dihitung
berdasarkan teori gelombang acak spectrum JONSWAP dari DNV RPE 305.
a) Transformasi Gelombang
• Metode Perhitungan
Perhitungan transformasi gelombang dilakukan untuk menghitung perubahan karakteristik
gelombang akibat konversi energi yang terjadi di sepanjang perambatannya menuju
pantai dari laut lepas. Hasil analisanya adalah variasi tinggi gelombang di sepanjang jalur
pipa dari laut lepas hingga ke pantai.
Penghitungan dimulai dengan mengambil sebuah titik kordinat dari laut dalam yang
karakteristik gelombangnya (h, H, T, dan α) diketahui untuk memulai analisa transformasi
gelombang. Sebelumnya perlu diingatkan disini bahwa untuk pembahasan yang berkaitan
dengan gelombang dan garis pantai dalam laporan ini, sumbu x terletak pada arah
menuju garis pantai sedangkan sumbu y terletak pada arah sejajar dengan garis pantai.
Gambar 5.6 dan 5.7 adalah suatu skema tahapan transformasi gelombang dari laut
dalam .
Gambar 5. 6 Kontur dasar laut dengan kemiringan yang bervariasi.
BAB 5 STUDI KASUS
Laporan Tugas Akhir V - 11 Analisis On-Bottom Stability dan Instalasi Pipa Bawah Laut di Daerah Shore Approach
Gambar 5. 7 Sketsa tahapan transformasi gelombang dari laut dalam.
Untuk pantai dengan kontur kedalaman yang lurus dan paralel dengan beberapa variasi
kemiringan, seperti diperlihatkan pada Gambar 5.6, jarak dari kordinat asal ke garis
pantai (x) dapat dihitung sebagai :
( ) ( ) ( ) ( )n
n
n
mrd
mrdrd
mrdrd
mrdrd
LxLxLxLxx0...
...
3
43
2
32
1
21
321
−++
−+
−+
−=
++++=
dimana, rd1, rd2, rd3,..rdn adalah kedalaman laut pada batas-batas tiap kemiringan m.
Untuk penyederhanaan penghitungan, nilai y1 dari kordinat asal dianggap sebagai titik
asal (0) dari sumbu kordinat y. Karenanya titik kordinat asal dapat diltulis sebagai (x1, 0).
Untuk pergerakan gelombang sebagaimana diperlihatkan pada Gambar 5.7, saat
gelombang mulai bergerak sejauh dL (dimana dL = 0.1L) dari titik asalnya dalam arah α
relatif terhadap normal kontur, kordinat gelombang yang baru pada titik berkutnya akan
menjadi (x2, y2) dimana x2 = x1 - ∆x1 dan y2 = y1 + ∆y1. serta ∆x1 = dL cos α dan ∆y1 = dL
sin α.
BAB 5 STUDI KASUS
Laporan Tugas Akhir V - 12 Analisis On-Bottom Stability dan Instalasi Pipa Bawah Laut di Daerah Shore Approach
Dengan menerapkan persamaan-persamaan pada teori gelombang pada bab 3 ke dalam
penghitungan, koefisien shoaling Ks dan koefisien refraksi Kr gelombang diperhitungkan.
Koefisien-koefisien ini akan digunakan setelah gelombang terlebih dahulu dicek terhadap
kemungkinan breaking di kedalaman yang pertama.
Cek terhadap breaking akan dilakukan dengan menerapkan persamaan (3.41) sampai
(3.46) ke dalam urutan penghitungan. Jika gelombang ternyata belum pecah pada titik ini,
maka penghitungan tinggi gelombang pada titik berikutnya dilakukan dengan hanya
mempertimbangkan pengaruh dari bottom friction, refraksi, dan shoaling. Namun jika
ternyata gelombang pecah berdasarkan kriteria yang disyaratkan pada titik ini, maka
penghitungan tinggi gelombang pada titik berikutnya dilakuan dengan mempertimbangkan
pengaruh dari bottom friction, refraksi, shoaling, dan disipasi energi akibat breaking.
Penghitungan tinggi gelombang dengan mempertimbangkan efek dari bottom friction dan
disipasi energi akibat shoaling telah diturunkan oleh Dally (1980) yang telah dijelaskan
pada sub bab 3.4. Kondisi-kondisi ini kemudian diintegrasikan dalam suatu urutan
penghitungan yang merupakan kombinasi dari metode penghitungan Dally dengan
analisa refraksi dan shoaling. Urutan lengkap metode penghitungan analisa transformasi
gelombang diperlihatkan pada Gambar 5.8.
BAB 5 STUDI KASUS
Laporan Tugas Akhir V - 13 Analisis On-Bottom Stability dan Instalasi Pipa Bawah Laut di Daerah Shore Approach
Gambar 5. 8 Flow chart perhitungan transformasi gelombang.
• Input Perhitungan
Yang ingin didapatkan dari perhitungan transfromasi gelombang metode sederhana ini
adalah parameter-parameter gelombang di sepanjang jalur pipa yang meliputi tinggi
gelombang (H), panjang gelombang (L), dan arah gelombang relatif terhadap pipa (β) .
Input yang digunakan adalah tinggi gelombang signifikan (Hs) dan arah datang
gelombang ralatif terhadap normal kontur, dan sudut kemiringan pipa relatif terhadap
normal kontur (β) .
BAB 5 STUDI KASUS
Laporan Tugas Akhir V - 14 Analisis On-Bottom Stability dan Instalasi Pipa Bawah Laut di Daerah Shore Approach
Gambar 5. 9 Sketsa input arah dating gelombang dan sudut pipa terhadap normal kontur.
Pada Tugas Akhir ini perhitungan transformasi gelombang dilakukan dari kedalaman 24
meter dan kedalaman 35 meter masing-masing terletak pada zona 3 dan 14 pada
Gambar 5.4, Tabel 5.8 berikut adalah data input parameter gelombang :
Tabel 5. 8 Input Parameter Besaran Gelombang Laut Dalam Data Periode Ulang 1 Dan 100 Tahun
Lokasi
Tinggi Gelombang Signifikan /Hs
Periode Gelombang Signifikan/Ts
Sudut Datang Gelombang
Sudut Pipa TerhadapNormal Kontur
(m) (s) (α) (θ) Periode Ulang 1 Tahun
Zona 3 2.02 5.78 0 42 Zona 14 2.04 5.81 0 64
Periode Ulang 100 Tahun* Zona 3 4.49 8.55 0 42 Zona 14 4.73 8.77 0 64
BAB 5 STUDI KASUS
Laporan Tugas Akhir V - 15 Analisis On-Bottom Stability dan Instalasi Pipa Bawah Laut di Daerah Shore Approach
• Hasil Perhitungan
Pada Tabel 5.9 - 5.10 berikut adalah data rangkuman hasil perhitungan gelombang dan
dibandingkan dengan data proyek untuk pada kedalaman yang sama.
Tabel 5. 9 Rangkuman Output Parameter Gelombang Zona 1 dan 2
Periode Ulang 1 Tahun
Hasil Perhitungan
Data
Proyek Selisih (%) d (m) L (m) β (deg.) H (m) H (m) Kedalaman 14.86 m 14.86 49.7 42 1.796 1.9 5.47 Kedalaman 6.15 m 6.15 39 42 1.578 1.77 10.85 Kedalaman Breaking 1.34 20.4 42 1.053 -
Periode Ulang 100 Tahun Kedalaman 14.86 m 13.002 89 42 3.816 4.13 7.60 Kedalaman 6.15 m 6.15 62 42 3.349 4.1 18.32 Kedalaman Breaking 3.40 47.9 42 2.679 -
Tabel 5. 10 Rangkuman Output Parameter Gelombang Zona 17 dan 18
Periode Ulang 1 Tahun
Hasil Perhitungan Data
Proyek Selisih (%) d (m) L (m) β (deg.) H (m) H (m) Kedalaman 18 m 18 51.4 64 1.8 1.73 4.05 Kedalaman 10m 10 46 64 1.6 1.66 3.61 Kedalaman Breaking 1.46 21.3 64 1.147 -
Periode Ulang 100 Tahun Kedalaman 18 m 18 98.2 64 3.775 3.8 0.66 Kedalaman 10 m 10 79.2 64 3.401 3.46 1.71 Kedalaman Breaking 3.42 49.3 62 2.696 3.46
Hasil perhitungan transformasi gelombang dapat dilihat pada Lampiran I, dan pada
Gambar 5.10-5.13 diperlihatkan plot ketinggian gelombang hasil perhitungan transformasi
gelombang yang dilakukan.
BAB 5 STUDI KASUS
Laporan Tugas Akhir V - 16 Analisis On-Bottom Stability dan Instalasi Pipa Bawah Laut di Daerah Shore Approach
Grafik H Vs Kedalaman
-30.000
-25.000
-20.000
-15.000
-10.000
-5.000
0.000
5.000
0 5000 10000 15000 20000 25000
Jarak dari pantai (m)
Ked
alam
an (m
)
Depth=13 m
Depth=1.339m
H=1.764 m H=1.053 m
Jalur pipa
Gambar 5. 10 Plot kedalaman dan tinggi gelombang hasil transformasi (Zona 1,2,3) untuk data
periode ulang 1 tahun. G rafik H Vs Kedalam an
-30.000
-25.000
-20.000
-15.000
-10.000
-5.000
0.000
5.000
0 5000 10000 15000 20000 25000
Jarak dari pantai (m )
Ked
alam
an (m
)
Depth=13 m
Depth=3.048m
H=3.8 m H=2.679 m
Jalur pipa
Gambar 5. 11 Plot kedalaman dan tinggi gelombang hasil transformasi (Zona 1,2,3) untuk data
periode ulang 100 tahun.
BAB 5 STUDI KASUS
Laporan Tugas Akhir V - 17 Analisis On-Bottom Stability dan Instalasi Pipa Bawah Laut di Daerah Shore Approach
Grafik H Vs Kedalaman
-35.000
-30.000
-25.000
-20.000
-15.000
-10.000
-5.000
0.000
5.000
0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 40000
Jarak dari pantai (m )
Ked
alam
an (m
)
Depth=13 m
Depth=1.456 m
H=1.672 m H=1.147 m
Jalur pipa
Gambar 5. 12 Plot kedalaman dan tinggi gelombang hasil transformasi (Zona 14,17,18) untuk data
periode ulang 1 tahun.
G rafik H Vs K edalam an
-35.000
-30.000
-25.000
-20.000
-15.000
-10.000
-5.000
0.000
5.000
0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 40000
Jarak dari pantai (m )
Ked
alam
an (m
)
Depth=3.423 m
H=3.509 m H=2.696 m
Depth=13 m
Gambar 5. 13 Plot kedalaman dan tinggi gelombang hasil transformasi (Zona 14,17,18) untuk data
periode ulang 100 tahun.
BAB 5 STUDI KASUS
Laporan Tugas Akhir V - 18 Analisis On-Bottom Stability dan Instalasi Pipa Bawah Laut di Daerah Shore Approach
b) Perhitungan Arus
Seperti yang telah dibahas pada bab 2, bahwa stabilitas pipa dipengaruhi oleh beberapa
faktor yang terjadi di lokasi pemasangan pipa atau bisa kita sebut sebagai faktor
lingkungan, salah satu dari faktor lingkungan tersebut yang penting adalah kecepatan dan
percepatan arus akibat gelombang laut (wave curent).
• Metode Perhitungan
Perhitungan arus laut pada Tugas Akhir ini dikerjakan berdasarkan perinsip teori
spektrum gelombang JONSWAP yang dihitung berdasarkan grafik pada gambar 2.1-2.3
pada DNV RPE 305, yang didekati grafiknya dengan persamaan polinomial seperti pada
Gambar 5.14-5.16.
PP=1, y = 275.9x6 - 375.84x5 + 142.11x4 + 10.31x3 - 13.037x2 + 0.0383x + 0.5
PP=3.3, y = 505.86x6 - 773.64x5 + 406.84x4 - 72.689x3 - 1.3395x2 - 0.4997x + 0.5
PP=5, y = 423.66x6 - 683.31x5 + 382.04x4 - 75.409x3 + 0.173x2 - 0.5413x + 0.5
0.0
0.1
0.1
0.2
0.2
0.3
0.3
0.4
0.4
0.5
0.5
0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
Tn/Tp
Us*
Tn/H
s
PP=1 PP=3.3 PP=5 Poly. (PP=1) Poly. (PP=3.3) Poly. (PP=5)
Gambar 5. 14 Kecepatan air signifikan (Us*).
BAB 5 STUDI KASUS
Laporan Tugas Akhir V - 19 Analisis On-Bottom Stability dan Instalasi Pipa Bawah Laut di Daerah Shore Approach
PP=1, y = -173.28x6 + 263.38x5 - 136.06x4 + 24.107x3 - 0.3651x2 + 1.4982x + 0.7083
PP=3.3, y = 296.24x6 - 465.74x5 + 269.02x4 - 67.606x3 + 6.4506x2 + 1.163x + 0.7703
PP=5. y = 314.15x6 - 527.66x5 + 323.97x4 - 85.571x3 + 8.7613x2 + 0.8692x + 0.8059
0.7
0.8
0.9
1
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
(Tn/Tp)
Tu/T
p
PP=1 PP=3.3 PP=5 Poly. (PP=1) Poly. (PP=3.3) Poly. (PP=5)
Gambar 5. 15 Periode zero up cossing (Tu).
y = -1E-08x4 + 2E-06x3 - 0.0002x2 + 0.0209x + 0.005
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Sudut gelombang terhadap pipa (B)
Red
uctio
an fs
ctor
(R)
Series1 Poly. (Series1)
Gambar 5. 16 Faktor reduksi gelombang untuk N=∞ (R ).
BAB 5 STUDI KASUS
Laporan Tugas Akhir V - 20 Analisis On-Bottom Stability dan Instalasi Pipa Bawah Laut di Daerah Shore Approach
Gambar 5. 17 Flow chart langkah perhitungan arus gelombang.
Tabel hasil perhitungan yang dilakukan dengan excel macro visual basic dapat dilihat
pada Lampiran I dan plot profil kecepatan arus pada tiap kedalaman pada pada daerah
tinjauan untuk kondisi instalasi dan oprasi dapat dilihat pada Gambar 5.17 – 5.18.
Start
Input data pada kedalaman h+dh: Tinggi gelombang Kedalaman Panjang Gelombang Sudut Gelombang terhadap Pipa
• Hitung Tn, Tp, Peakedness Parameter Hitung dari persamaan grafik (JONSWAP):
1. Hitung Kecepatan arus 2. Reduksi akibat arah gelombang terhadap pipa 3. Hitung Percepatan Arus
Kedalaman <=0.05 m Stop
Ya Tidak
h+dh
BAB 5 STUDI KASUS
Laporan Tugas Akhir V - 21 Analisis On-Bottom Stability dan Instalasi Pipa Bawah Laut di Daerah Shore Approach
Profil Arus vs Kedalaman Lokasi Zona 1 dan 2
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
Kedalaman Air (m)
Wav
e C
uren
t (m
/s)
1 yr RP 100 th RP
Gambar 5. 18 Profil kecepatan arus laut lokasi zona 1 dan 2 periode ulang 1 dan 100 tahun.
Profil Arus vs Kedalaman Lokasi Zona 17 dan 18
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
1.6
1.8
2
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
Kedalaman Air m)
Wav
e C
uren
t (m
/s)
1 th RP 100 th RP
Gambar 5. 19 Profil kecepatan arus laut lokasi zona 17 dan 18 periode ulang 1 tahun.
BAB 5 STUDI KASUS
Laporan Tugas Akhir V - 22 Analisis On-Bottom Stability dan Instalasi Pipa Bawah Laut di Daerah Shore Approach
Tabel 5. 11 Arus Maksimum Akibat Gelombang
Kecepatan Arus Maksimum Periode Ulang 1 tahun Periode Ulang 100 tahun
Kedalaman Kecepatan Kedalaman Kecepatan Lokasi (m) Arus (m/s) (m) Arus (m/s) Zona 1 1.339 0.845 3.408 1.316 Zona 18 1.192 1.456 3.423 1.779
• Analisa Hasil Perhitungan Gelombang
Beberapa hal yang dapat dianalisa dari hasil perhitungan tersebut yaitu:
i) Pada setiap titik di dekat pantai yang ditinjau dalam Tugas Akhir ini, gelombang
bergerak dengan sudut datang (α) = 00, hal ini berarti gelombang datang sejajar
dengan garis normal kontur pantai, sedangkan sudut kemiringan pipa terhadap
normal kontur bervariasi.
ii) Dari hasil perhitungan didapatkan bahwa nilai dari koefisien refraksi dari kedua
kasus lokasi diatas dengan sudut datang gelombang 00 adalah 1, hal ini berarti
dalam transformasi gelombang ini perubahan karakteristik gelombang yang terjadi
dominan karena faktor gesekan dengan dasar perairan yang menyebabkan
gelombang dibandingkan akibat refraksi . Perubahan parameter gelombang akibat
shoaling tidak begitu terlihat untuk perairan yang dalam namun begitu
berpengaruh pada perairan yang lebih dangkal.
iii) Kalau kita lihat tabel hasil perhitungan dan plot tinggi gelombang vs kedalaman
pada Gambar 5.10-5.13 kita dapat melihat perubahan tinggi gelombang secara
drastis tidak terjadi pada perairan sebelum gelombang mengalami pecah untuk
pertama kali, namun setelah gelombang pecah tinggi gelombang turun secara
signifikan sebagai akibat terjadinya konversi energi pada saat gelombang
mengalami pecah.
iv) Dari Tabel 5.9 - 5.10 dapat dilihat bahwa perbedaan tinggi gelombang pada
kedalaman yang dijadikan referensi antara hasil perhitungan dengan data
didapatkan nilai yang tidak jauh dengan rata-rata selisih dibawah 11%.
v) Arus yang terjadi pada daerah shore approach seperti yang diperlihatkan dari hasil
perhitungan didapat nilai yang semakin membesar seiring dengan perairan yang
mendangkal dan mencapai nilai maksimum pada lokasi tempat gelombang pecah
BAB 5 STUDI KASUS
Laporan Tugas Akhir V - 23 Analisis On-Bottom Stability dan Instalasi Pipa Bawah Laut di Daerah Shore Approach
(breaker line) untuk pertama kali, setelah melewati daerah gelombang pecah nilai
arus akan mengecil.
5.3.3 Perhitungan On botttom Stability
Tujuan dari Tugas Akhir ini salah satunya adalah untuk menghitung tebal beton pelapis
pada pipa agar pipa yang terpasang dibawah laut stabil baik selama masa instalasi
maupun selama masa oprasi.
a) Metode Perhitungan
Perhitungan yang dilakukan meliputi perhitungan stabilitas arah vertikal dan stabilitas arah
horizontal, dimana perhitungan stabilitas arah horizontal dibagi menjadi 3 (tiga) keadaan
yang berbeda yaitu perhitungan stabilitas untuk pipa yang berada tepat diatas dasar laut
(seabed), pipa yang terpendam akibat terjadinya penetrasi pipa ke tanah dan pipa yang
diletakan pada parit terbuka (open trench).
Perhitungan yang dilakukan beradasarkan analisa stabilitas statis RPE 305 dimana
teorinya telah diberikan pada bab 2. Berikut merupakan diagram alir metode proses
perhitungan yang dilakukan.
BAB 5 STUDI KASUS
Laporan Tugas Akhir V - 24 Analisis On-Bottom Stability dan Instalasi Pipa Bawah Laut di Daerah Shore Approach
Start
Input data pada kedalaman h: Tebal dan karakteristik pipa serta
lapisan pelindung korosi. Data gelombang, tanah, dan arus. Tebal beton awal (tcc= 0).
Tentukan nilai dtcc.
Hitung: • Berat pipa di udara (Wt) • Bouyancy pipa (B) • Berat pipa di air (Ws=Wt-B)
1,1≥+B
BWs
• Hitung Gaya hidrodinamika FD, FI, FL
• Hitung settlement pada pipa • Reduksi akibat settlement • Hitung Gaya hidrodinamika
FD, FI, FL tereduksi
• Tinggi parit/Diameter • Reduksi akibat parit • Hitung Gaya hidrodinamika
FD, FI, FL tereduksi
Chek: ( )( ) 11,
FFFW
ID
Ls ≥+−µ
Case 1 Case 2 Case 3
tcc=tcc+dtcc
Stop
Tidak
Ya
Print tcc, Kedalaman, dll.
Kedalaman <=Dtot
h+dh
Ya Tidak
tcc=tcc+dtcc
Stabilitas Arah Horizontal
Stabilitas Arah Vertikal
Gambar 5. 20 Flowchart perhitungan onbottom stability pipa.
b) Stabilitas Arah Horizontal Pipa
Perhitungan stabilitas arah horizontal pipa dimaksudkan untuk mengetahui tebal lapisan
beton yang dibutuhkan agar pipa dapat stabil terhadap gaya-gaya hidrodinamika. Untuk
mencari tebal lapisan beton optimum digunakan menggunakan safety factor arah
horizontal 1.1, hasil perhitungan secara lengkap dapat dilihat pada Lampiran III.
BAB 5 STUDI KASUS
Laporan Tugas Akhir V - 25 Analisis On-Bottom Stability dan Instalasi Pipa Bawah Laut di Daerah Shore Approach
Tabel 5. 12 Rangkuman Output Perhitungan Stabilitas Pipa Zona 1 dan 2
Tebal Lapisan beton yang Dibutuhkan
No.
Jarak Dari
Pantai (Km)
Panjang Bagian (Km)
Range Kedalaman
(m)
Diatas seabed (mm)
Dalam Trench Instalas (mm)
Dalam Trench Oprasional
(mm)
Minimum Kebutuhan
Lapisan Beton (mm)
F.O.S.
S.G.
Tebal Lapisan Beton
Yang digunakan (mm)
Kebutuhan Trenching dan Back
Filling
1 0 3.2 3.2 0 4 172 114 113 114 1.1 1.52 114
Pre-trenching Natural Back Fill
2 3.2 6.8 3.6 4 8 150 87 110 87 1.1 1.36 100
Pre-trenching Mechanical Back Fill
3 6.8 8.9 2.1 8.5 13 99 59 71 59 1.1 1.16 100 Post-trenching Natural Back Fill
Tabel 5. 13 Rangkuman Output Perhitungan Stabilitas Pipa Zona 17 dan 18
Tebal Lapisan beton yang Dibutuhkan
No. Jarak Dari
Pantai (Km)
Panjang Bagian(Km)
Range Kedalaman
(m)
Diatas seabed (mm)
Dalam Trench Instalas (mm)
Dalam Trench Oprasional
(mm)
Minimum Kebutuhan
Lapisan Beton (mm)
F.O.S.
S.G.
Tebal Lapisan Beton Yang digunakan
(mm)
Kebutuhan Trenching dan Back
Filling
1 0 2.17 2.17 0 3.65 204 126 130 126 1.1 1.69 126 Pre-trenching Mechanical Back Fill
2 2.44 7.23 4.79 3.65 11.26 123 75 94 75 1.1 1.41 100 Pre-trenching Natural Back Fill
3 7.5 8.7 1.2 11.26 13 97 46 60 46 1.13 1.2 100 Post-trenching Natural Back Fill
BAB 5 STUDI KASUS
Laporan Tugas Akhir V - 26 Analisis On-Bottom Stability dan Instalasi Pipa Bawah Laut di Daerah Shore Approach
Profil Kedalaman 13 Meter Zona 1 dan 2
-14
-12
-10
-8
-6
-4
-2
00 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8 8.5 9 9.5
Jarak Dari Pantai (Km)
Ked
alam
an (m
)
Gambar 5. 21 Pemilihan metode trenching dan back filling zona 1 dan 2.
Profil Kedalaman 13 Meter Zona 17 dan 18
-14
-12
-10
-8
-6
-4
-2
00 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8 8.5 9 9.5
Jarak Dari Pantai (Km)
Ked
alam
an (m
)
Gambar 5. 22 Pemilihan metode trenching dan back filling zona 1 dan 2.
Pre Trenching 3 m di bawah seabed Dengan Natural back fill
Post-Trenching 3 m di bawah seabed Dengan Natural back fill
Pre-Trenching 3 m di bawah seabed Dengan Mechanical back fill
Post-Trenching 3 m di bawah seabed Dengan natural back fill
Tcc=114 mm Tcc=100 mm
Pre-Trenching 3 m di bawah seabed Dengan Mechanical back fill
3.2 km 6.8 km
Tcc=126 mm Tcc=100 mm
Pre-Trenching 3 m di bawah seabed Dengan natural back fill
2.17 km 7.5 km
BAB 5 STUDI KASUS
Laporan Tugas Akhir V - 27 Analisis On-Bottom Stability dan Instalasi Pipa Bawah Laut di Daerah Shore Approach
c) Stabilitas Arah Vetikal Pipa Analisis stabilitas pipa arah vertikal meliputi perhitungan spesifis grafity dan perhitungan penurunan pipa (settlement tanah) untuk kondisi hydrotest . Tabel 5. 14 Rangkuman Hasil Perhitungan Stabilitas Vertical Pipa
Zona 1 dan 2
Kodisi Tebal Concreet Coating
(mm) Jenis Tanah
Settlement Maksimum (mm)
S.G.
Hidrotest 100 Clay 28.6 2.01 114 Clay 34.4 2.06
Zona 17 dan 18
Tebal Concreet Coating
(mm) Jenis Tanah
Settlement Maksimum (mm)
S.G.
Hidrotest 100 Clay 35.06 2.12 126 Clay 46.44 2.2
d) Analisis Perhitungan Stabilitas Pipa
Dari hasil perhitungan didapatkan nilai tebal lapisan beton pipa yang dibutuhkan agar pipa
dapat stabil.
i) Dari Tabel 5.12-5.13 diatas dapat dilihat kebutuhan tebal lapisan beton untuk
kedaan pipa yang terletak di atas seabed dan di dalam parit untuk masing-masing
daerah, nilai tersebut diambil dari nilai maksimum kebutuhan lapisan beton untuk
panjang bagian pipa (Km) tertentu. Dari data tersebut dapat dipilih/ditentukan tebal
lapisan beton yang digunakan, pemilihan tebal lapisan beton ini akan berpengaruh
terhadap penetuan metode trenching dan back filling yang akan pilih nantinya,
dimana ketentuanya:
- Apabila tebal lapisan beton yang digunakan lebih besar dari yang dibutuhkan
pada keadaan diatas seabed maka metode yang digunakan adalah post-
trenching.
- Apabila tebal lapisan beton yang digunakan lebih kecil dari yang dibutuhkan
pada keadaan diatas seabed maka metode yang digunakan adalah pre-
trenching.
ii) Sedangkan untuk pemilihan metode back fill atau penimbunan kembali
parit/trench, ketentuan pemilihanya adalah:
BAB 5 STUDI KASUS
Laporan Tugas Akhir V - 28 Analisis On-Bottom Stability dan Instalasi Pipa Bawah Laut di Daerah Shore Approach
- Apabila tebal lapisan beton yang digunakan lebih besar dari kebutuhan tebal
lapisan beton ketika pipa dalam parit pada kondisi oprasional maka digunakan
natural back fill.
- Apabila tebal lapisan beton yang digunakan lebih kecil dari kebutuhan tebal
lapisan beton ketika pipa dalam parit pada kondisi oprasional maka digunakan
mechanical back fill.
iii) Hasil rangkuman perhitungan dan pemilihan metode trenching dan back fill dapat
dilihat pada Tabel 5.12 - 5.13.
iv) Dari perhitungan stabilitas arah vertikal dapat dilihat bahwa nilai spesific grafity
pada saat hydrotest lebih dari 1.1 artinya pipa stabil.
5.3.4 Instalasi Pipa Bawah Laut
Metode intalasi yang digunakan adalah gabungan antara S-lay untuk kedalaman 13 s.d. 3
meter dan metode shore pull untuk kedalaman 3 s.d. 0 meter. Proses instalasinya
secara umum adalah:
- Penggelaran pipa pertama dilakukan untuk bagian perairan dari 13 s.d. 3 meter
dimana digunakan metode S-lay .
- Setelah pipa selesai digelar untuk bagian 13 s.d. 3 meter kemudian barge berubah
arah sehingga bagian belakang (stern) menghadap ke darat.
- Proses shore pull dimulai pada lokasi yang ditentukan, lokasi dimana barge
ditambatkan (anchoring) agar diam atau tidak mengalami pergerakan berarti yang
mengganggu proses instalasi.
- Pipa disambung di barge kemudian diturunkan ke air dan ditarik dari darat dengan
winch. Proses ini berlangsung sampai pipa semua terpasang sesuai rencana.
BAB 5 STUDI KASUS
Laporan Tugas Akhir V - 29 Analisis On-Bottom Stability dan Instalasi Pipa Bawah Laut di Daerah Shore Approach
a) Metode Analisis S-lay.
• Metode Pehitungan
Metode analisis yang digunakan pada anaslisis instalasi pipa pada Tugas Akhir ini adalah
:
- Program yang digunakan untuk menganalisis instalasi adalah OFFPIPE versi 2.05
yang merupakan finite elemen computer program yang digunakan untuk
menganalisan dan mendisain pipa di laut.
- Analisis perhitungan berdasarkan pada standar DNV OSF 101, Submarine
Pipelines system.
- Besarnya tekanan izin (allowable stress) nilainya tidak boleh lebih besar dari 72 %
baik itu untuk over bend maupun sag bend.
- Analisis local buckling criteria terhadap kombinasi beban fungsional maksimum
yaitu untuk combained loading-load control condition dimana nilainya utility-nya
tidak boleh lebih dari 1.0.
Spesifikasi barge dan stinger dipilih agar tekanan overbend yang terjadi tidak melebihi
batas yang diizinkan. Spesifikasi barge dan stinger yang digunakan diperlihatkan pada
Tabel 5.15-5.17.
Tabel 5. 15 Spesifikasi Barge Yang Digunakan.
Parameter Nilai
Panjang 60 m
Draft 1.9 m
Jari –jari Barge Rollers 320 m
Ramp Angle 0.5 deg
Jumlah Barge Roller 7
Jumlah Tensioner 1
Stinger Radius 320 m
Jumlah Stinger Support 5
Barge Tension (base case) Variatif terhadap kedalaman
BAB 5 STUDI KASUS
Laporan Tugas Akhir V - 30 Analisis On-Bottom Stability dan Instalasi Pipa Bawah Laut di Daerah Shore Approach
Tabel 5. 16 Profill Roller (R) Dan Tensioner (T/U).
R1 R2 T/U R3 R4 R5 R6 R7 Jarak dari buritan (m) 38.445 32.545 26.5 23.0 16.5 12.0 5.5 0.0
Tinggi dari deck (m) 1.786 1.759 1.600 1.566 1.412 1.312 1.216 0.017
Tabel 5. 17 Profill Stinger (S).
S1 S2 S3 S4 S5 Jarak dari Hitch (m) 6.95 14.15 20.20 24.95 30.00
Tinggi relatif terhadap Hitch (m) 0.180 -0.412 -0.918 -1.383 -1.732
• Hasil Perhitungan.
Hasil perhitungan berikut merupakan rangkuman hasil output program OFF PIPE dan dicek
terhadap kriteria dari DNV 2000 yang diambil untuk beberapa kedalaman .
Tabel 5. 18 Kesimpulan Ouput Analisis Metode S-lay
Maksimum Stress (% SMYS) Kombinasi Maksimum Kedalaman (m)
Konfigurasi Barge
Barge Tension (KN)
Barge
Stinger
Sag bend
Bending Momen
(KN.m) Axial Stress
(KN) 13.00 Ada Stinger 78.40 51.60 47.30 57.55 2543.50 0.45
10.00 Ada Stinger 68.00 51.54 50.47 52.60 2324.50 0.29
7.00 Ada Stinger 58.00 51.60 44.99 46.47 2264.43 70.32
6.00 Tidak Ada Stinger 54.50 61.91 - 51.65 2730.50 26.12
5.00 Tidak Ada Stinger 51.00 51.43 - 42.30 2263.11 42.92
3.00 Tidak Ada Stinger 44.00 52.05 - 37.59 2295.16 23.48
Tabel 5. 19 Chek Terhadap Load Control Combination
Combained Loading-Load Control Comnination DNV 2000 Kedalaman (m) Combination Utility Keterangan
a 0.829 OK 13 b 0.76 OK
a 0.757 OK 10 b 0.694 OK
a 0.738 OK 7 b 0.676 OK
a 0.889 OK 6 b 0.815 OK
a 0.748 OK 3 b 0.685 OK
BAB 5 STUDI KASUS
Laporan Tugas Akhir V - 31 Analisis On-Bottom Stability dan Instalasi Pipa Bawah Laut di Daerah Shore Approach
b) Metode Instalasi Shore Pull
Metode instalasi pipa shore pull biasa digunakan untuk daerah perairan yang dangkal,
metode instalasi ini terbagi menjadi 2, yaitu:
Tabel 5. 20 Metode Instalasi Shore Pull
No. Cara Instalasi Posisi pipa
Terapung di atas seabed 1 Pipa ditarik oleh winch dari darat
Berada di seabed
Terapung di atas seabed 2 Pipa ditarik oleh winch yang berada di barge
Berada di seabed
Pemilihan metode di atas berdasarkan pada kapasitas winch penarik pipa dan kondisi
lingkungan di daerah instalasi (arus dan gelombang).
Pada Tugas Akhir ini metode yang digunakan adalah metode yang pertama dengan posisi
pipa yang terapung/berada diatas seabed pada saat instalasi. Skenario proses instalasi
yang dilakukan yaitu:
- Barge ditempatkan sedekat mungkin dengan pantai dengan mempertimbangkan
keadaan arus dan gelombang.
- Pipa disambung di barge dan akan ditarik dari darat dengan winch dengan posisi
pipa mengapung di air.
- Pipa dipasangi pelampung dengan kapasitas tertentu dan pelampungya akan
dilepas setelah proses instalasi sore pull selesai.
Penentuan posisi barge untuk instalasi ini dapat ditentukan berdasarkan pertimbangan :
- Tinggi draft kapal dimana kedalaman perairan harus lebih dari draft kapal dalam
kasus ini kedalaman perairan minimum adalah 3 m.
- Karena besarnya arus dan gelombang yang terjadi didekat pantai terutama di
daerah gelombang pecah (breaker zone) meyebabkan letak barge harus sedekat
mungkin dengan pantai .
BAB 5 STUDI KASUS
Laporan Tugas Akhir V - 32 Analisis On-Bottom Stability dan Instalasi Pipa Bawah Laut di Daerah Shore Approach
Gambar 5. 23 Tampak atas sketsa shore pull.
Gambar 5. 24 Tampak samping sketsa shore pull.
• Hasil Perhitungan
Perhitungan dalam analisa ini meliputi perhitungan jumlah pelampung yang digunakan
untuk dapat mengapungkan pipa dan tali penarik pipa.
Tabel 5. 21 Perhitungan Kebutuhan Pelampung Untuk Wire Rope
Parameter Nilai Jenis Wire Rope IWRCDiameter Wire Wope (m) 0.022 (7/8”)Berat Wire Rope (Kg/m) 2.11Volume Pelampung 1.5ltr (kg) 0.0015Efektif Bouyancy pelampung (kg) 2.00Jumlah pelampung yang digunakan (per meter ) 1.1
Winch
Trench/parit Pipe
Wire Rope
Shore Line
Lay Barge
Wire rope+buoy Pipe+buoy
Barge
BAB 5 STUDI KASUS
Laporan Tugas Akhir V - 33 Analisis On-Bottom Stability dan Instalasi Pipa Bawah Laut di Daerah Shore Approach
Tabel 5. 22 Perhitungan Kebutuhan Pelampung Untuk Pipa
Tebal Lapisan Beton 114 mm Parameter Nilai
Berat pipa di air (N/m) 4469.16Panjang bagian pipa (m) 12.20Berat pipa per join di air(N) 54523.72Volume Pelampung-200 ltr (m3) 0.20Efektif Bouyance pelampung (N) 2011.05Jumlah pelampung yang dibutuhkan (per join) 27.11
Tebal Lapisan Beton 126 mm Parameter Nilai
Berat pipa di air (N/m) 5258.37Panjang bagian pipa (m) 12.20Berat pipa per join di air (N) 64152.07Volume Pelampung-200 ltr (m3) 0.20Efektif Bouyance pelampung (N) 2011.05Jumlah pelampung yang dibutuhkan (per join) 31.90
• Analisis Perhitungan Instalasi
Metode instalasi yang digunakan untuk pipa bawah laut di daerah shore approach ini
adalah kombinasi antara metode S-lay dan shore pull dengan surface tow. Beberapa hal
yang dapat dianalisa dari hasil perhitungan diatas adalah:
i) Pada proses instalasi pipa dengan metode S-lay dari kedalaman 13 s.d. 3 m
meter dilakukan dengan dan tanpa stinger, untuk kedalaman kurang dari 6 m tidak
bisa digunakan stinger karena akan mengakibatkan stress yang berlebih pada
over bend.
ii) Barge yang digunakan pada proses instalasi ini letak stasiun dan stinger-nya
tetap, sehingga parameter yang dirubah untuk mendapatkan stress dibawah 72%
SMYS adalah besarnya tension pada tensioner dimana nilainya akan bervariasi
terhadap kedalaman.
iii) Nilai maksimum bending momen dan axial stress diambil dari bagian pipa yang
mengalami stress yang paling maksimum dimana dapat dilihat dari persentase
maksimum untuk satu kasus kedalaman.
iv) Cek terhadap kriteria DNV 2000 Combained Loading-Load Control Condition untuk
kombinasi bending momen dan axial stress maksimum didapat hasil yang
semuanya memenuhi kriteria, artinya pipa tidak mengalami buckling selama
instalasi.
BAB 5 STUDI KASUS
Laporan Tugas Akhir V - 34 Analisis On-Bottom Stability dan Instalasi Pipa Bawah Laut di Daerah Shore Approach
v) Kedalaman perairan minimum agar barge dapat melakukan kegiatan instalasi
adalah 3 m (draft + 1 m free board), kedalaman ini ternyata terletak jauh dari
pantai ( lebih dari 2,5 Km) hal ini akan mengakibatkan gaya lingkungan yang
akan berkerja pada pipa yang di gelar selama instalasi shore pull menjadi besar.
Untuk mengatasi hal tersebut maka diperlukan akses bagi barge agar dapat
diletakan sedekat mungkin dengan pantai selama proses shore pull, bisa
dilakukan proses dredging dengan dimensi yang sesuai dengan dimensi barge .
vi) Dalam proses shore pull ini digunakan wire rope tipe IWRC diamter 7/8”, jumlah
pelampung untuk 1 join pipa adalah 28 dan 32 buah serta jumlah pelampung untuk
wire rope 2 buah per meter panjang.