Post on 07-Jul-2019
LAPORAN TUGAS AKHIRLAPORAN TUGAS AKHIRLAPORAN TUGAS AKHIRLAPORAN TUGAS AKHIR
AnalisaAnalisaAnalisaAnalisa InstalasiInstalasiInstalasiInstalasi PipaPipaPipaPipa Polyethylene Polyethylene Polyethylene Polyethylene BawahBawahBawahBawahLautLautLautLaut dengandengandengandengan MetodeMetodeMetodeMetode SSSS----LayLayLayLay
AnalisaAnalisaAnalisaAnalisa InstalasiInstalasiInstalasiInstalasi PipaPipaPipaPipa Polyethylene Polyethylene Polyethylene Polyethylene BawahBawahBawahBawahLautLautLautLaut dengandengandengandengan MetodeMetodeMetodeMetode SSSS----LayLayLayLay
Oleh:
Riki Satrio Nugroho
Oleh:
Riki Satrio NugrohoRiki Satrio Nugroho
4305100060
Riki Satrio Nugroho
4305100060
Dosen Pembimbing :
Yeyes Mulyadi ST, M.Sc
Murdjito M.Sc. Eng
Dosen Pembimbing :
Yeyes Mulyadi ST, M.Sc
Murdjito M.Sc. Eng
Object PenelitianObject Penelitian
Latar BelakangLatar Belakang
Pipa Polyethylene mempunyai
karakteristik yang berbeda dengan pipa
baja, sehingga ada beberapa perbedaan
hal/asumsi yang digunakan dalam
Pipa Polyethylene mempunyai
karakteristik yang berbeda dengan pipa
baja, sehingga ada beberapa perbedaan
hal/asumsi yang digunakan dalam
baja, sehingga ada beberapa perbedaan
hal/asumsi yang digunakan dalam
menganalisa gaya yang bekerja pada saat
kondidi instalasi maupun pada saat kondisi
operasi
baja, sehingga ada beberapa perbedaan
hal/asumsi yang digunakan dalam
menganalisa gaya yang bekerja pada saat
kondidi instalasi maupun pada saat kondisi
operasi
Perumusan MasalahPerumusan Masalah• Bagaimanakah stabilitas design concrete weight
pada tiga pilihan design yang ada.
• Bagaimanakah tegangan yang diterima sistem pipa
pada saat proses instalasi khususnya pada daerah
• Bagaimanakah stabilitas design concrete weight
pada tiga pilihan design yang ada.
• Bagaimanakah tegangan yang diterima sistem pipa
pada saat proses instalasi khususnya pada daerahpada saat proses instalasi khususnya pada daerah
overbend dan sagbend akibat perubahan water
filling rate.
• Bagaimanakah tegangan yang diterima sistem pipa
pada saat proses instalasi khususnya pada daerah
overbend dan sagbend akibat perubahan radius
curvature.
pada saat proses instalasi khususnya pada daerah
overbend dan sagbend akibat perubahan water
filling rate.
• Bagaimanakah tegangan yang diterima sistem pipa
pada saat proses instalasi khususnya pada daerah
overbend dan sagbend akibat perubahan radius
curvature.
TujuanTujuan• Mengetahui stabilitas design concrete weight pada tiga pilihan design yang ada.
• Mengetahui tegangan yang diterima sistempipa pada saat proses instalasi khususnya
• Mengetahui stabilitas design concrete weight pada tiga pilihan design yang ada.
• Mengetahui tegangan yang diterima sistempipa pada saat proses instalasi khususnyapipa pada saat proses instalasi khususnyapada daerah overbend dan sagbend akibatperubahan water filling rate.
• Mengetahui tegangan yang diterima sistempipa pada saat proses instalasi khususnyapada daerah overbend dan sagbend akibatperubahan radius curvature.
pipa pada saat proses instalasi khususnyapada daerah overbend dan sagbend akibatperubahan water filling rate.
• Mengetahui tegangan yang diterima sistempipa pada saat proses instalasi khususnyapada daerah overbend dan sagbend akibatperubahan radius curvature.
Manfaat PenelitianManfaat Penelitian
Memberikan pemahaman mengenai perencanaan
instalasi pipa HDPE. Setelah mengetahui hasil
analisa, diharapkan dapat menjadikan suatu acuan
Memberikan pemahaman mengenai perencanaan
instalasi pipa HDPE. Setelah mengetahui hasil
analisa, diharapkan dapat menjadikan suatu acuananalisa, diharapkan dapat menjadikan suatu acuan
dalam instalasi pipa HDPE terhadap gaya yang
bekerja dan distribusi tegangan yang terjadi pada
saat proses instalasi
analisa, diharapkan dapat menjadikan suatu acuan
dalam instalasi pipa HDPE terhadap gaya yang
bekerja dan distribusi tegangan yang terjadi pada
saat proses instalasi
Batasan MasalahBatasan Masalah
� Data pipa yang digunakan sebagai objek penelitianadalah data pipa air PDAM yang akan digunakan untukmenyalurkan air bersih dari Probolinggo ke P. GiliKetapang.
Jumlah alternatif design concrete weight yang digunakan
� Data pipa yang digunakan sebagai objek penelitianadalah data pipa air PDAM yang akan digunakan untukmenyalurkan air bersih dari Probolinggo ke P. GiliKetapang.
Jumlah alternatif design concrete weight yang digunakan� Jumlah alternatif design concrete weight yang digunakanadalah tiga design.
� Instalasi menggunakan metode S-Lay.
� Kondisi lingkungan yang dipertimbangkan dalam analisaadalah gelombang, arus dan kedalaman laut.
� Analisa instalasi yang digunakan adalah analisa statis.
� Data barge yang digunakan adalah DMB 88
� Tegangan yang dianalisa adalah tegangan global.
� Jumlah alternatif design concrete weight yang digunakanadalah tiga design.
� Instalasi menggunakan metode S-Lay.
� Kondisi lingkungan yang dipertimbangkan dalam analisaadalah gelombang, arus dan kedalaman laut.
� Analisa instalasi yang digunakan adalah analisa statis.
� Data barge yang digunakan adalah DMB 88
� Tegangan yang dianalisa adalah tegangan global.
MetodologiMetodologiMetodologi
Mulai
Pengumpulan data
•Data Pipa
•Data Lingkungan
•Data Beton Pemberat
•Data Barge
Perhitungan Beban Lingkungan
Analisa On Bottom StabilityAnalisa On Bottom Stability
Analisa Free Span Statis
Analisa Instalasi
Kesimpulan
Selesai
Mulai
Data ArusData Angin
10 Tahun
Peta
Bathymetri
Konversi Data Angin ke Gelombang
Perhitungan Refraksi dan Shoaling
Penentuan Teori Gelombang
Perhitungan Beban Lingkungan
(FD, FI, FL)
Selesai
Mulai
Data Barge
Pemodelan Instalasi
Verifikasi
CodeN
A
Analisa Tegangan Pipa
Selesai
Code
OK?
Variasi
Water Filling Rate
Variasi
Radius Curvature
Y
A
Lokasi StudiLokasi Studi
Data Pipa HDPE 100 SDR17Data Pipa HDPE 100 SDR17No Uraian Simbol Unit HDPE-100
1 Diameter luar OD m 0.203
2 Diameter dalam ID m 0.176
3 Masa jenis γ Kg/m3 960
4 Modulus Elastisitas E0 MPa 1050
5 Poisson’s ratio ν 0.45
6 Coefficient termal α oC-1 0.2 10-3
7 Minimum Require Strength MRS MPa 10
8Kuat tarik
σt MPa24
9 Tekanan Internal Pi MPa 0.788
Data Desain Concrete WeightData Desain Concrete Weight
No Uraian Simbol Unit Design 1 Design 2 Design 3
1 Massa Jenis ρρρρc Kg/
m3
2400 2400 2400
2 Panjang p m 0.10 0.25 0.152 Panjang p m 0.10 0.25 0.15
3 Lebar l m 0.355 0.418 0.384
4 Tinggi t m 0.355 0.418 0.384
5 Gap pipa gp m 0.076 0.108 0.091
6 Berat di Udara wc Kg 28.318 100 50
7 Berat Terendam ws Kg 16.224 57.292 28.646
8 Jarak Antar Con
crete
L m
3 5 5
Data Angin 1998 - 2007Data Angin 1998 - 2007Wind Direction
Speed (Knots)Total
3 - 5 6 - 8 9 - 11 12 - 14 15 - 17 >= 18
0 2253 634 43 9 2 0 2941
45 1986 365 23 4 0 0 2378
90 7401 5801 549 46 6 0 13803
135 7316 4431 482 84 2 1 12316
180 1554 408 50 7 0 0 2019180 1554 408 50 7 0 0 2019
225 1083 232 73 0 0 0 1388
270 3435 1826 421 83 2 0 5767
315 2081 534 54 3 0 1 2673
Sub-Total: 27109 14231 1695 236 12 2 43285
Calms: 44363
Missing/Incomplete: 0
Total: 87648
Frequency of Calm Winds: 50.61%
Average Wind Speed: 2.67 Knots
Periode UlangPeriode Ulang
Tr yr Hsrsnr sr
Hsr - 1.28 x sr Hsr + 1.28 x sr
(tahun) (tahun) (m) (m) (m)
5 1.609 0.816 0.826 0.050 0.752 0.880
10 2.303 0.850 1.210 0.074 0.756 0.944
20 2.996 0.884 1.603 0.097 0.760 1.009
30 3.401 0.904 1.836 0.112 0.761 1.047
40 3.689 0.918 2.001 0.122 0.763 1.074
50 3.912 0.929 2.130 0.129 0.764 1.095
100 4.605 0.964 2.530 0.154 0.767 1.160
Data Lingkungan Lokasi IData Lingkungan Lokasi I
DATA GELOMBANG UNIT 100 TAHUNAN
Kedalaman maksimum Kedalaman maksimum
terhadap LWS (d) m 8.00
Kecepatan Arus (0.8d) m/s 0.76
Gelombang Laut
Tinggi Signifikan (Hs) m 0.48
Periode (Tp) s 4.66
Data Lingkungan Lokasi IIData Lingkungan Lokasi II
DATA GELOMBANG UNIT 100 TAHUNAN
Kedalaman maksimum
terhadap LWS (d) m 26.00
Kecepatan Arus (0.8d) m/s 0.73
Gelombang Laut
Tinggi Signifikan (Hs) m 1.16
Periode (Tp) s 6.22
Data Lingkungan Lokasi IIIData Lingkungan Lokasi IIIDATA GELOMBANG UNIT 100 TAHUNAN
Kedalaman maksimum
terhadap LWS (d) m 7.00terhadap LWS (d) m 7.00
Kecepatan Arus (0.8d) m/s 0.78
Gelombang Laut
Tinggi Signifikan (Hs) m 0.68
Periode (Tp) s 3.56
Stabilitas Concrete WeightStabilitas Concrete Weight
• Stabilitas Vertical Concrete didapatkan dengan
menggunakan persamaan
• Stabilitas Vertical Concrete didapatkan dengan
menggunakan persamaan
dimana Sv harus ≥ 1.1dimana Sv harus ≥ 1.1dimana Sv harus ≥ 1.1dimana Sv harus ≥ 1.1
• Stabilitas Horisontal Concrete didapatkan dengan
menggunakan persamaan
• Stabilitas Horisontal Concrete didapatkan dengan
menggunakan persamaan
dimana SH harus ≥ 1.1dimana SH harus ≥ 1.1
Stabilitas Concrete Desain 1Stabilitas Concrete Desain 1
Lokasi I Loklasi II Lokasi III
Vertical 2.234 2.236 1.827
Horizontal 0.705 2.202 0.897
Stabilitas Concrete Desain 2Stabilitas Concrete Desain 2
Lokasi I Loklasi II Lokasi III
Vertical 3.185 3.188 2.464
Horizontal 0.125 5.132 2.940
Stabilitas Concrete Desain 3Stabilitas Concrete Desain 3
Lokasi I Loklasi II Lokasi III
Vertical 3.386 3.390 2.599Vertical 3.386 3.390 2.599
Horizontal 0.128 5.272 3.020
2
2.5
3
3.5
Fa
cto
r S
afe
ty
Stabilitas Beton Pemberat di Lokasi I
Stabilias Vertical
0
0.5
1
1.5
2
Fa
cto
r S
afe
ty
1 2 3
Alternatif Design
Stabiliat Horizontal
4
5
6
Fac
tor
Safe
ty
Stabilitas Beton Pemberat di Lokasi II
Stabilias Vertical
Stabiliat Horizontal
0
1
2
3
Fac
tor
Safe
ty
1 2 3
Alternatif Design
Stabiliat Horizontal
2
2.5
3
3.5
Fa
cto
r S
afe
ty
Stabilitas Beton Pemberat di Lokasi III
Stabilias Vertical
Stabiliat Horizontal
0
0.5
1
1.5
Fa
cto
r S
afe
ty
1 2 3
Alternatif Design
Stabiliat Horizontal
Moment BendingMoment Bending
Alternatif
Design
Ws
(N/m) FD
(N/m)
FI
(N/m)
qmax(N/m)
L
(m)
M
(Nm)
Desain I 232.634 20.452 61.934 246.792 2.90 172.960
Desain II 232.634 20.435 61.398 246.787 4.75 464.011
Desain III 232.634 20.435 61.936 246.787 4.70 454.293
Tegangan BucklingTegangan Buckling
Alternatif Design
L
(m)
Pbuckling1(MPa)
Pbuckling(MPa)Alternatif Design
Desain I 2.90 0.619 0.085
Desain II 4.75 0.619 0.052
Desain III 4.70 0.619 0.052
Analisa Tegangan saat Instalasi dengan Menggunakan OFFPIPE
Analisa Tegangan saat Instalasi dengan Menggunakan OFFPIPEMenggunakan OFFPIPEMenggunakan OFFPIPE
Asumsi PemodelanAsumsi Pemodelan
Pengaruh Water Filling Rate
Terhadap Tegangan
Pengaruh Water Filling Rate
Terhadap TeganganTerhadap TeganganTerhadap Tegangan
150
200
250
% SMYS
Tegangan Pipa Design 2 & 3 Radius
Curvature 60 m
WFR 30 %
WFR 50%
0
50
100
-250 -200 -150 -100 -50 0 50 100
% SMYS
Global X coordinate (m)
WFR 70%
Pengaruh Radius Curvature Terhadap Tegangan
Pengaruh Radius Curvature Terhadap TeganganTeganganTegangan
150
200
250
% SMYS
Tegangan Pipa Design 2 & 3 Water
Filling Rate 70%
Radius 40
0
50
100
-250 -200 -150 -100 -50 0 50
% SMYS
Global X coordinate (m)
Radius 50
Radius 60
Tegangan maximal terjadi pada water filling rate 70%
•Design 1
•Overbend = 161.89% SMYS
•Sagbend = 36.91% SMYS
•Design 2
•Overbend = 210.03% SMYS
Kesimpulan
•Overbend = 210.03% SMYS
•Sagbend = 48.11% SMYS
•Semakin tinggi nilai water filling rate, maka semakin tinggi
pula tegangan yang terjadi pada pipa baik daerah overbend
maupun daerah sagbend
Tegangan maximal terjadi pada radius curvature 60 m
•Overbend
•Design 1 = 114.22% SMYS
•Design 2 = 210.03% SMYS
•Pengaruh variasi radius curvature terhadap perubahan•Pengaruh variasi radius curvature terhadap perubahan
tegangan pada daerah sagbend sangat kecil
•Berdasarakan analisa yang dilakukan, untuk instalasi pipa
polyethylene di Probolinggo – P.Gili disarankan menggunakan
beton pemberat alternatif 1 dengan water filling rate 30% dan
radius curvature 50 m. Dengan memberikan perlakuan khusus
di lokasi I dan lokasi III
Daftar PustakaDaftar Pustaka� Bai, Y. 2001. Pipeline and Risers. EJSEVIER SCIENCE Ltd. The
Boulevard, Langford LaneKidlington, Oxford OX5 IGB, UK.
� Chakrabarti, S.K. 1987. Hydrodynamics of Offshore Structure.Computational Mechanics Publication. London
� Dawson, T.H. 1983. Offshore Structural Engineering. Prentice-Hall, Inc. New Jersey.
� Det Norske Veritas. 2000. DNV-OS-F101: Rules For SubmarinePipeline System. Det Norske Veritas, Norway
Halliwell, Roy. 1986. An Introduction to Offshore Pipelines.
� Bai, Y. 2001. Pipeline and Risers. EJSEVIER SCIENCE Ltd. TheBoulevard, Langford LaneKidlington, Oxford OX5 IGB, UK.
� Chakrabarti, S.K. 1987. Hydrodynamics of Offshore Structure.Computational Mechanics Publication. London
� Dawson, T.H. 1983. Offshore Structural Engineering. Prentice-Hall, Inc. New Jersey.
� Det Norske Veritas. 2000. DNV-OS-F101: Rules For SubmarinePipeline System. Det Norske Veritas, Norway
Halliwell, Roy. 1986. An Introduction to Offshore Pipelines.
Pipeline System. Det Norske Veritas, Norway
� Halliwell, Roy. 1986. An Introduction to Offshore Pipelines.University College. Cork.
� Idris, Krisnaldi.2008.Calculation of Concrete Ballast Requirementfor Sub-Sea HDPE Pipeline.Journal Infrastruktur and BuiltEnviroment Vol IV No.2
� Mousselli, AH. 1981. Offshore Pipelines Design, Analysis andMethods. PennWellBooks. Oklahoma.
� Pipelife Norge. 2002. Technical Catalogue for SubmarineInstallations of Polyethylene Pipes. AS
� Soegiono.2005.Pipa Laut. Airlangga University Press.Surabaya
� The Plastics Pipe Institute, Inc, The Plastics Pipe InstituteHandbook of Polyethylene Pipe.
Pipeline System. Det Norske Veritas, Norway
� Halliwell, Roy. 1986. An Introduction to Offshore Pipelines.University College. Cork.
� Idris, Krisnaldi.2008.Calculation of Concrete Ballast Requirementfor Sub-Sea HDPE Pipeline.Journal Infrastruktur and BuiltEnviroment Vol IV No.2
� Mousselli, AH. 1981. Offshore Pipelines Design, Analysis andMethods. PennWellBooks. Oklahoma.
� Pipelife Norge. 2002. Technical Catalogue for SubmarineInstallations of Polyethylene Pipes. AS
� Soegiono.2005.Pipa Laut. Airlangga University Press.Surabaya
� The Plastics Pipe Institute, Inc, The Plastics Pipe InstituteHandbook of Polyethylene Pipe.
Terima KasihTerima KasihTerima KasihTerima Kasih