ANALISIS PERBANDINGAN PERANCANGAN
PADA ONSHORE PIPELINE MENGGUNAKAN
MATERIAL GLASS-REINFORCED POLYMER
(GRP) DAN CARBON STEEL BERBASIS
TEKNO EKONOMIK
Pipa Carbon Steel Rendah Ketahanannya
Terhadap Korosi
Mengganti Dengan Material Lain Yang Tahan
Korosi
GRP
Bagaimanakah perbandingan nilai tegangan
pada pipa menggunakan material carbon
steel dan pipa komposit GRP ?
Apakah keuntungan dan kekurangan
penggunaan pipa GRP dibandingkan dengan
pipa carbon steel dari segi tekno
ekonominya?
Bagaimanakah pengaruh penggunaan
network planning pada instalasi pipa
carbon steel dan pipa komposit GRP?
Untuk menghitung perbandingan nilai
tegangan yang terjadi dengan menggunakan
material carbon steel dan pipa komposit
GRP.
Untuk mengetahui kelebihan dan
kekurangan penggunaan pipa GRP
dibandingkan dengan pipa carbon steel dari
segi tekno ekonominya.
Untuk menghitung efisiensi biaya dan waktu
penggunaan network planning pada
instalasi pipa carbon steel dan pipa
komposit GRP
Code dan standard yang digunakan:
untuk pipa GRP
Code : ISO 14692 “Petroleum and natural
gas industries — Glass-reinforced
plastics (GRP) piping”
standard : API Spec 15HR “Specification
for high pressure fiberglass line pipe
and fittings”.
untuk pipa carbon steel
Code : ASME B31.8 “Gas transmission
and distribution piping system”
standard : API spec 5L “Specification for
line pipe”.
Jenis material pipa yang dianalisis yaitu pipa
komposit GRP series STAR FRP SERIES
1500 API-5L HR dan pipa seamless carbon
steel series API 5L Grade B SCH 40.
Pemodelan menggunakan software Caesar
5.1
Pipa yang dianalisa diasumsikan kondisinya
terkubur (buried), tidak dilakukan analisis
stabilitas, crossing, dan kondisi tanah
stabil.
Karena terkendala pengumpulan data harga
material pipa, tidak dilakukan analisis
investasi pipa.
Analisis Burial
Dead Load
Lateral Soil Spring
Vertical Uplift Soil Spring
Vertical Bearing Soil Spring
Analisis Tegangan
Tegangan Gabungan Pipa
Analisis Pressure Loss
Persamaan hazen-wiliams
Network Planning
Menambah Jam Lembur
Menambah Titik Awal Kerja
222 3. LhLhe
85,1
87,4
53,4
C
Q
d
xLP
Cek Tegangan Ijin
SeriesStar FRP Series 1000 API
15 HR ACT
OD 8.40 inch
Wall Thickness 0.33 inch
Specific Gravity 1.99 SG
Density 120.5 lb/ft3
Modulus
Elastisitas Hoop3.306 x 106 psi
Modulus
Elastisitas Aksial2 x 106 psi
Poisson Ratio 0.39
Tabel 1 Material Properties Pipa GRP
SeriesSeamless API 5L
Grade B SCH 40
OD 8.625 inch
Wall Thickness 0.438 inch
Specific Gravity 7.8 SG
Density 490 lb/ft3
Poisson Ratio 0.30
Specified Minimum Yield
Strength (SMYS)35.000 psi
Modulus Young (E) 30.0 x 106 psi
GRP CARBON STEEL
Jenis fluida crude oil
Density856.2
kg/m3
Laju aliran18092
BOPD
Design pressure 4.14 MPa
Operating temperature 70 0F
Max allowable operating pressure 1.79 MPa
Max allowable operating
temperature140 0F
Length 4.1 km
Average burial 1.3 m
Soil Description Sand
Density of soil(asumsi rata-
rata)
1500
Kg/m3
Friction coefficient of soil ( µ ) 0,4
Koefisien kohesif pasir 191 kPa
Sudut gesekan dalam 37 0
OPERASI TANAH
Tegangan Manual Software Error
Allowable
Stress Pipa
Carbon Steel
31502.2 Psi 31500 Psi 0.01 %
VALID
Software
Caesar 5.1
Syarat Dimensi
40.8
33.0
D
t
(VALID) 039.0D
t
t/D ≤ 0,1 (Valid)Jenis Pipa Temperature maks (0F)
Carbon Steel 700
GRP 250
Temperature
Temperature Operasi
Sebesar 140 0F
(MEMENUHI)
Perhitungan Beban dan Spring Tanah
Beban tanah ( external pressure / dead load ) diatas pipa adalah sebesar = 22.173 psi
Daya dukung / spring tanah disamping pipa ( Lateral Soil Spring ) adalah sebesar = 3.58 x 108 lb
Daya dukung / spring tanah diatas pipa ( Vertical Uplift Soil Spring) adalah sebesar = 1.43 x 108 lb
Daya dukung / spring tanah dibawah pipa ( Vertical Bearing Soil Spring ) adalah sebesar = 1.52 x 109 lb
PEMODELAN
Jenis Pipa
Tegangan
Combined
(Pa)
Pipa GRP 5.435x107
Pipa Carbon steel 5.684x107
Jenis PipaAllowable Stress
(Pa) Check
Pipa GRP 6.635x107 Ok
Pipa Carbon steel 2.172x108 Ok
NILAI TEGANGAN
P= 24.97 PsiP= 24.97 PsiP
= 24.97 Psi
Pipa Carbon Steel
•Pressure Loss
Perbandingan Nilai
Pressure Loss
P
Pipa GRP
= 37.73 PsiP
mempercepat laju pemompaan fluida
Biaya Maintenance Pipa
Maintenance (20 tahun) Carbon
Steel (US$)
GRP
(US$)
Selisih
(US$)
-Pigging 24000 24000
-Scale Inhibittor 136062 136062
-Corrosion Inhibitor 75628
Total Maintenance selama 20
tahun235690 160062 75628
Total Maintenance per tahun 11784.5 8003.1 3781.4
Network Planning
No Jenis Kegiatan Hari
1 Pembersihan lahan 2
2 Pengukuran 2
3 Galian tanah 10
4 Penimbunan pasir 5
5
Pemasangan dan
penyambungan pipa dengan
ulir (thread)
10
6 Penimbunan pasir kembali 5
7 Urugan tanah kembali 4
8Perataan tanah dan
pemadatan tanah3
No Jenis Kegiatan Hari
1 Pembersihan lahan 2
2 Pengukuran 2
3 Galian tanah 10
4 Penimbunan pasir 5
5
Pemasangan dan
penyambungan pipa dengan
Pengelasan
15
6 Penimbunan pasir kembali 5
7 Urugan tanah kembali 4
8Perataan tanah dan
pemadatan tanah3
GRP Carbon Steel
PP
Tinjauan dari
Segi TeknisGRP Carbon Steel
Temperature
maksimum
Memiliki temperature maksimum
yang terbatas yaitu sebesar 250 0F
Memiliki temperature maksimum
yang lebih besar yaitu sebesar
7000F
Panjang SpanPada pipa dengan diameter 8 inch
memiliki panjang span 24.4 ft
Pada pipa dengan diameter 8 inch
memiliki panjang span 19 ft
Penyambungan
Pipa
Penyambungan pada pipa GRP
menggunakan metode Threaded
Joint
Seperti pada umumnya pipa baja,
penyambungannya dilakukan
dengan pengelasan
Pressure loss
Memiliki nilai pressure loss
yang lebih kecil yaitu sebesar
24.97 Psi
Memiliki nilai pressure loss
yang lebih besar yaitu sebesar
37.73 Psi
Diameter Pipa
Dengan Kapasitas yang sama
dibutuhkan diameter pipa yang
lebih kecil yaiti sebesar 8 inch
Dengan kapasitas yang sama
dibutuhkan diameter yang lebih
besar yakni sebesar 8.7 inch
PP
Tinjauan dari Segi
EkonomisGRP Carbon Steel
Biaya Maintenance
Memiliki biaya maintenance
yang lebih kecil sebesar
US$ 8003.1 per tahun
Memiliki biaya maintenance
yang lebih besar sebesar
US$ 11784.5 per tahun
Biaya Instalasi
Memerlukan biaya instalasi
yang lebih kecil sebesar Rp.
1.847.603.333
Memerlukan biaya instalasi
yang lebih kecil sebesar Rp.
2.050.835.000
Tegangan gabungan pipa dengan
menggunakan material GRP lebih kecil
dibanding dengan pipa carbon steel,
meskipun penggunaan pipa dengan material
GRP maupun carbon steel masih memenuhi
tegangan ijin berdasarkan code masing-
masing.
Keuntungan pipa GRP dibandingkan dengan
pipa carbon steel yaitu pipa GRP memiliki
jarak span yang lebih panjang, pressure
loss yang lebih kecil, biaya maintenance
yang lebih rendah, dan biaya instalasi yang
lebih rendah. Sedangkan kelemahan pipa
GRP yaitu design temperature yang
terbatas dibandingkan dengan pipa carbon
steel
Sedangkan berdasarkan analisis network
planning dapat disimpulkan bahwa
penggunaan network planning dengan
menambah jam lembur dapat meningkatkan
efisiensi waktu tetapi menambah biaya
pekerjaan. Sedangkan dengan menambah
titik awal, dapat meningkatkan efisiensi
biaya dan waktu pada pekerjaan tersebut
dibandingkan dengan sebelum menggunakan
network planning