SISTEM PERPIPAAN
DAFTAR ISI
DAFTAR ISI …………………………………………………………………………1 ABSTRAK……………………………………………………………………………..3 BAB I
PENDAHULUAN…………………………………………… ……… …4
I.I
Sistem Perpipaan…………………………………………………………...7
I.2
Perkembangan Perpipaan Offshore……………………………………….. 8
I.3
Perkembangan Produksi Minyak dan Gas……………………. …………...9
I.3.1 Fase Pengidentifikasian daerah yang mengandung Minyak …. …………..9 I.3.2 Fase Exploirasi………………………………………………. …………. 9 I.3.3 Fase Pembangunan…………………………………………… Pembangunan…………………………………………… ………… 9 BAB II
DESIGN PIPA PADA Sis. BANG. LAUT & KAPAL…………………….11
II.I
Kriteria Design Pipa…………………………………………. ………….11
II.I.I Pembagian Golongan Golongan Kapal…………………………………………….. 12 II.I.2 Bahan Pipa………………………………………………… ………….. 13 II.I.3 Katup & Peralatan (Flens)………………………………………………. 13 II.I.4 Pressure Drop………………………………………………………….
13
II.I.5 Perhitungan Tebal Pipa…………………………………………………. 14 II.2 Design Code dan Standart………………………………………………. 15 II.3 Kondisi Lingkungan Laut………………………………………………. 15 BAB III
PRINSIP - PRINSIP DESIGN SISTIM PIPA………………………….. 17
III.I Sistem Pipa…………………………………………………. ………… 17 III.2 Persyaratan umum umum untuk Sist.pipa ……………………………………. 17 III.3 Metode – metode dalam design pipa……………………… ………… 19 BAB IV
Analisa Perpipaan……………………………………………………
21
IV.I Parameter – parameter Design pipa ………………………………….
21
IV.I.I
21
Line Sizing…………………………………………… . …………
IV.I.2 Route Selection…………………………………………………..
21
IV.I.3 Soil Movement Analysis……………………………………… ……...22 IV.I.4 Pipe Prospection Methods……………………………… … ………...22 IV.I.5 Pipe Bukling Analysis……………………………… … ………..… 22
- 1 -
SISTEM PERPIPAAN
IV.I.6
Vortex Shedding…………………………………………………….. 23
IV.I.7 Material………………………………………………… …………. .24 BAB V
Terjadinya Korosi pada sistem pipa…………………….……………..25
V.1
Pen Pengert gertia ian n Koro Korosi si…… ………… ………… ……… …………… ……………… ………… ………… ………… …….. ...2 .25 5
V.II
Proses – Proses korosi……………………………… … …………..26
V.III
Pencegahan korosi pada sistem pipa…………………….. ………….27
BAB VI
KEIMPULAN………………………………………….. ………….28
- 2 -
SISTEM PERPIPAAN
BAB I PENDAHULUAN
I.I
SISTEM PERPIPAAN Kita tahu bahwa Wilayah yang ada dibumi ini dibagi 2 yaitu wilayah
daratan dan lautan. Negara Indonesia memiliki lebih dari 13.000 pulau dengan panjang garis pantai lebih dari 81.000 km . Atau
dapat pula dinyatakan bahwa wilayah
Indonesia, wilayah lautannya sekitar 2/3 dari luasannya sedangkan untuk luas daratan adalah sekitar 1/3 dari luasan keseluruhan. Dari kondisi diatas maka sudah sepantasnya jika kita berusaha untuk menggali segala potensi di bidang kelautan baik itu dengan cara mengeksploitasi dan eksplorasi dari kekayaan laut. Tetapi juga harus diperhatikan mengenai eksploirasi , kita juga harus memperhatikan tentang pemanfaatan yang tepat guna dan yang akan memberikan manfaat bagi kesejahteraan seluruh umat manusia . Dalam
pemanfaatan
diatas juga harus
memperhatikan
tentang
penggunaan Ilmu dan Teknologi yaitu dengan semakin berkembangnya teknologi kelautan sekarang ini maka bagaimana kita manusiannya untuk dapat memanfaatkan kekayaan alam yang ada dengan teknologi kelautan yang semakin maju seiring dengan perkembangan jaman. Maka dari itu dari keadaan diatas untuk mendorong semakin majunya industri teknologi kelautan . Kita harus memperhatikan tentang ‘ SISTEM PERPIPAAN ‘
. Yaitu terutama untuk sistem perpipaan
di bidang Offshore
Engineering atau dalam kegiatan pengeboran minyak lepas pantai. Dalam makalah ini akan dibahas tentang sistem perpipaan pada bangunan laut ( OFFSHORE ). Proses kegiatan pengeboran minyak bumi lepas pantai ini jelas sekali ada kaitannya dengan bangunan lepas pantai itu sendiri . Beberapa bangunan lepas pantai yang berguna untuk kegiatan pengeboran lepas pantai adalah Jacket , Jack Up, Semi Submersible, Tension Leg Platform ( TLP ), Central Gravity Platform ( CGP ), dan beberapa kapal tanker / kapal pengebor minyak. Dari bangunan diatas dapat kita klasifikasikan bahwa bangunan laut itu ada yang terpancang / fixed dan bangunan lepas pantai yang terapung. Dan dalam mendesign suatu bangunan lepas pantai maka akan sangat berkaitan sekali dengan sistem pipa yang digunakan untuk
- 3 -
SISTEM PERPIPAAN
mengalirkan hasil / produc dari proses pengeboran minyak ini yaitu berupa minyak dan gas alam lainnya yang berguna. Sistem pipa ini tidak hanya untuk mengalirkan hasil dari pengeboran minyak ini tapi juga berkaitan dengan hal – hal operasional yaitu untuk mengalirkan sistem air bersih dan juga untuk kegiatan proses pembuangan limbah yang tidak berguna dari kegiatan opeasional yaitu proses pengeboran minyak. Untuk lebih mengetahui tentang sistem perpipaannya , maka yang harus diperhatikan adalah tentang macam – macam bangunan lautnya. Pada dasarnya bangunan lepas pantai itu dapat dibagi menjadi 3 yaitu : 1
Bangunan laut Terapung ( Mobile Offshore Drilling Unit /floating Production Platform ) Misalnya : Semi Sub mersible, Drilling Ship, Tension Leg Platform dan Jack up.
2.
Bangunan Laut Terpancang ( Fixed Offshore Platform/ FOP ) Misalnya : Jacket Tripot, dan Steel Gravity.
3.
Bangunan laut Struktur lentur atau Complaint Platform Misalnya : Articulated Tower, dan Guyed Tower.
Dari pembagian diatas akan dibahas tentang ciri – ciri dari bangunan laut diatas . Yaitu dari 3 pembagian tersebut akan dibahas satu persatu yaitu : Ciri – ciri dari bangunan laut yang terapung / Floating. 1. Diperlukan stabilitas Misalnya : Tinggi metacenter, Respon static terhadap gaya angin , dan stabilitas kebocoran. 2. Kekuatan Struktur Misalnya : Kekuatan ultimat , Serviceability, keadaan batas kelelahan / Fatigue yang akan menyebabkan keretakan / Crack pada sambungan pipa. 3. Sistem Penambatan / Mooring. Misalnya : Jangkar , Rantai, dan kabel baja.
Ciri – ciri bangunan laut yang terpancang / FIXED 1. Diperlukan sistem pondasi yang kuat
- 4 -
SISTEM PERPIPAAN
2. Diperlukan kekuatan struktur yang berhubungan dengan kekuatan ultimate dan kekuatan keretakan / fatigue.
Ciri – ciri bangunan laut yang lentur 1. Dibutuhkan kekuatan ultimate 2. Dibutuhkan suatu pondasi yang benar – benar kuat. 3. Dibutuhkan stabilitas pada struktur tersebut.
Selain itu juga dalam offshore engineering , kita juga harus memperhatikan tentang suatu struktur lain yang juga dapat digunakan un tuk kegiatan pengeboran minyak di lepas pantai yaitu dengan menggunakan kapal . Dalam kapal juga dibutuhkan susunan dari sistem perpipaan. Biasanya jenis kapal yang digunakan adalah tanker. Dan tentunya dalam kapal ini ruangan atau bagian – bagian dari kapal ini sudah dibagi – bagi sesuai dengan fungsi dan kegunaan dari masing – masing bagiannya. Selain itu juga sangat penting tentang pengetahuan mengenai desain atau perancangan bangunan laut dan kapal harus didasari dan sangat erat kaitannya dengan masalah
“ SISTEM PERPIPAAN “
Selanjutnya dalam makalah ini akan dibahas tentang
manfaat dan
fungsi dari pipa. Dalam struktur bangunan laut , yang harus di perhatikan adalah tentang masalah keamanan ( Safety )dan efisiensi dari bangunan laut tersebut . Sedangkan factor keamanan dan effisiensi ini sangat bergantung pada susunan dan letak dari sistem pipa. Suatu mesin utama atau mesin bantu akan lebih lengkap dan akan lebih berfungsi apabila dilengkapi dengan sistem perpipaan . Sistem perpipaan sangat vital dan sangat utama dalam masalah perancangan bangunan laut . Karena sistem perpipaan ini berfungsi untuk membawa energi dalam bentuk uap air dari ketel – ketel uap ke mesin atau untuk pemindahan energi atau hasil kerja dari pompa ke tempat yang memerlukan dalam bentuk pengisapan atau dalam bentuk pengeluaran.
I.2
PERKEMBANGAN PERPIPAAN OFFSHORE
Dengan semakin berkembangnya industri gas dan minyak sekarang ini , telah menghasilkan perkembangan subtansi pada proyek offshore ( Pengeboran
- 5 -
SISTEM PERPIPAAN
minyak lepas pantai ) . Untuk menemukan dan memproduksi hidrokarbon. Dengan semakin berkembangnya
dan majunya teknologi yang ada maka peralatan yang
berkaitan dengan offshorepun akan semakin
canggih dan semakin modern.
Perkembangan pipa offshore , pertama kali berada di Gulf , Mexico.Telah banyak sistem perpipaan yang telah dirancang di berbagai dunia . Dengan berbagai macam design yang beragam. Negara – negara yang mengikuti perkembangan di bidang offshore yaitu : amerika serikat , laut utara ,Gulf Mexico, Mediterania Australia Asia dan Amerika latin. Ada beberapa pipa yang dipasang pada kedalaman air ± 2.000 ft. Pipa ini mempunyai lebar 56 inci. Berbagai macam variasi peralatan yang telah dibuat dan telah dirancang ( mengikuti perkembagan dari offshore ) . Yaitu peralatan yang digunakan untuk untuk proses pemasangan / instalasi maupun peralatan yang digunakan untuk membuat pipa itu sendiri. Dalam proses pembuatan pipa itu sendiri juga harus menggunakan metode tertentu . Metode – metode yang digunakan adalah Conventional Lay Barge Method, Reel Barge Method, Various Pull dan tow Methods. Perancangan dari sistem perpipaan di Offshore ini juga tergantung pada kedalaman dari air laut itu sendiri. . Pada saat kegiatan perancangan dan pemasangan pipa ini juga harus memperhatikan beberapa hal . Yaitu diantaranya adalah terjadinya Stress / tarikan dan bending., yang sering terjadi pada permukaan mesin yang tertanam pada dasar laut dan dipengaruhi oleh gelombang dan berbagai kondisi variasi dinamik. Setelah pipa ini dipasang dan diletakkan di dasar laut , akan mendapatkan beberapa resiko yang akan menimbulkan kerusakan akibat gelombang dan arus pada daerah tersebut. Pada saat kegiatan / proses pendesainan sistem pipa ini , adalah yang terpenting harus diperhatikan adalah harus adanya gaya yang kecil dari pergerakan tanah disekitar pipa tersebut dan menjaganya dari berbagai kerusakan pada pipa itu sendiri. Spesifikasi pipa material dan spesifikasi gravitasi adalah tersusun sederhana sehingga pipa tersebut akan memiliki gaya hidrodinamika . Selain itu dalam proses pendesignan pipa ini juga harus memperhatikan analisa dari kondisi pipa yang berada dibawah yaitu efek tekanan , expansi panas dan beban pada pipa itu sendiri. Jadi disini dapat kita sim pulkan tantang proses pendesignan pipa ini harus memperhatikan berbagai factor yaitu :
- 6 -
SISTEM PERPIPAAN
~
Gaya yang terjadi pada tanah disekitar
pipa (tanah mengalami
pergerakan) ~ Beban yang harus ditanggung pipa dalam kegiatan operasi. ~ Efek Tekanan yang terjadi disekitar pipa. ~ Terjadinya Expansi Panas disekitar pipa. ~ Temperatur dari pipa ini juga harus diperhatikan, dalam design pipa. Dan dalam kegiatan pendesignan ini yang juga harus diperhatikan adalah apabila pipa ini sudah terpasang dalam kedalaman air laut tertentu, Maka yang harus diperhatikan adalah terjadinya Buckling ( Tekuk ). Hal ini sangat penting karena jika pipa Offshore ini akan mengalami bukling / tekuk maka jika tidak segera ditanggulangi maka pipa – pipa ini akan mengalami Fatigue ( keretakan ).
I.3
Perkembangan Produksi Minyak dan Gas
Pipa – pipa dalam offshore untuk saat ini sudah amat berperan dalam dunia industri dan
dalam dunia usaha. Sehingga perkembangan dari pemanfaatan
kekayaan alam yang adapun akan
semakin berkembang seiring dengan adanya
teknologi kelautan yang semakin maju dan semakin canggihnya. Sistem perpipaan ini amat berperan dalam bidang Offshore , karena berkaitan dengan kegiatan produksi yaitu proses pengeboran minyak gan gas bumi di dasr laut . dalam proses pengeboran atau dalam kegiatan eksploitasinya, hidrokarbon ini pada dasarnya dibagi menjadi 4 fase , Yaitu : Mengidentifikasi daerah yang mengandung minyak /hidrokarbon. Fase eksploirasi. Fase pembangunan Fase produksi dan transportasi.
1.3.1
Fase pengidentifikasian daerah yang mengandung minyak ( Hidrokarbon )
Pada fase ini adalah berkaitan dengan struktur geologi daerah yang mengandung potential hidrokarbon. Dan biasanya fase ini didasarkan pada proses evaluasi dari bidang geologi . Data – data yang mendukung dalam bidang geologi , harus mengacu pada data – data yang tepat yaitu terutama tentang data – data bidang
- 7 -
SISTEM PERPIPAAN
geofisika daqn daqta seismik pada daerah tersebut. Sehingga dapat diketahui bahwa daerah tersebut mengandung hidrokarbon
/minyak.
1.3.2. Fase Eksploirasi
Langkah selanjutnya setelah ditemukan wilayah yang mengandung hidrokarbon / minyak maka langkah selanjutnya adalah operasi tentang eksploirasi . Pertama – tama adalah diadakan survey bidang geologi dan geoteknik pada daerah yang akhirnya pada daerah tersebut akan ditemukan kandungan minyaknya. Setelah itu akan segera dilakukan eksploirasi
/ pengeboran
pada daerah yang mengandung
hidrokarbon tersebut . Pada fase ini sangat berkaitan dengan berbagai
macam tipe
Drilling rig. Dalam pemilihan drilling Rig – nya maka yang harus diperhatikan adalah tentang kedalaman airnya , dimana minyak dan gas tersebut berada . Misalnya : jack Up , digunakan pada kedalaman air yang tidak terlalu dalam . selain itu bangunan lain yang digunkan adalah adalah semi submersible , kapal pengebor minyak ( tanker ) dll. Setelah proses pemasangan / instalansi pada bangunan lepas pantai / bangunan pengebor minyak , maka langkah selanjutnya adalah peletakan pipa didasar laut. Setelah itu adalah pemasangan Blow – out ( alat pengaman yang dipasang pada daerah yang yang sedikit sekali terjadi resiko untuk terjadinya blow out, hal ini untuk menghindari terjadinya peledakan dan kebakaran di daerah sekitarnya.). karena kita tahu pada daerah sekitar pengeboran tersebut akan sangat rawan sekali terhadap kebakaran.
I.3.3
Fase pembangunan
Setelah semua informasi yang berkaitan tentang geologi dan geoteknik pada daerah yang mengandung hidrokarbon / minyak itu dianalisa . analisa tersebut berkaitan dengan
teknik dan nilai ekonomis
maka pada daerah yang
mengandung minyaknya maka akan segera dilakukan pembangunan produksi
dan proses
dari minyak tersebut akan segera dilakukan / dimulai.. Pada proses
pembangunan , juga harus diperhatiakn tentang berbagai variasi
alternatif tentang
berbagai struktur bangunan laut yang akan digunakan untuk mengebor minyak tersebut. Berbagai alternatif
tersebut adalah struktur bangunan laut yang terpancang / fixed
untuk mengebor dan untuk operasi produksi minyak. Berbagai fasilitas yang digunakan
- 8 -
SISTEM PERPIPAAN
pada
proses produksi
adalah untuk permukaan dan dasar laut . Sedangkan untuk
sistem produksi di permukaan laut adalah terdiri dari struktur yang terpancang / fixed structure , yang dilengkapi dengan peralatan pengeboran dan peralata produksi . Kemudian untuk pemyaluran hasil dari proses produksi ini
yaitu berupa gas dan
minyak akan dialirkan dari dasar laut sampai ke atas decknya yaitu melalui pipa – pipa.
- 9 -
SISTEM PERPIPAAN
BAB II DESIGN SISTEM PIPA PADA STRUKTUR BANGUNAN LAUT & KAPAL
II . 1 Kriteria Desain Sistem Pipa
Dalam mendesain sistem pipa pada struktur bangunan lat dan kapal . maka hal terpenting yang harus diperhatikan adalah tentang beberapa parameter – parameter tertentu . Parameter / kriteria
ini
harus diperhatikan . Karena sistem
perpipaan ini mempunyai faktor yang sangat penting dari sederatan proses dari operasi pengeboran minyak di lepas pantai. Dengan berpedoman pada parameter tersebu maka akan diharapkan sistem keamaanan / safety dari operasi sistem bangunan laut dan kapal itu akan sangat bergantung sekali pada susunan pipa dan beberpa peralatan lain. Kita tahu bahwa operasi dari bangunan lepas pantai ini sangat bergantung pada kerja dari mesin utama dan kerja drai mesin bantu, efisiensi dari mesin ini akan berkurang fungsinya apabila tidak dilengkapi dengan sistem perpipaan . sistem perpipaan ini berguna untuk membawa tenaga dalam bentuk uap air keketel uap . Selain itu fungsi dari pipa ini adalah untuk memindahkan hasil kerja dari pompa - pompa ke tempat - tempat yang memerlukan baik dalam bentuk pengisapan atau pengeluaran . kriteria – kriteria yangharus dipenuhi dalam pendesainan sebuah sistem pipa pada struktur bangunan laut dan kapal adalah ; Pembagian Golongan pipa Bahan dari pipa. 3.
Katup dan peralatan
4.
Pressure Drop
5.
Perhitungan
( Flens )
pipa.
- 10 -
tebal
SISTEM PERPIPAAN II.1.1 Pembagian Golongan pipa
Dalam masalah perencanaan dan juga tentang konstruksi sistem pipa pada struktur bangunan laut dan kapal .Maka penggolongan jenis pipa yang digunakan dalam design pipa adalah dapat dibagi menjadi 2 golongan , Yaitu ;
1.
Golongan 1 Yang termasuk dalam dalam pipa golongan 1 adlah semua jenis pipa yang memiliki tekanan dan temperatur yang bermacam – macam , tergantung pada kerjanya , yaitu :
Uap air dan udara diatas 150 psi atau diatas 370 ° F. b.
Air diatas 150 psi atau diatas 200 °F.
c.
Minyak diatas 150 psi atau diatas 150 ° F.
d.
Serta gas dan cairan yang beracun pada semua tekanan dan
2.
temperatur.
Golongan II Yang termasuk dalam golongan 2 adalh semua jenis pipa , dengan tekanan kerja dan temperatur di bawah tekanankerja dan temperatur yang dicantumkan dalam golongan I.
II.I.2
Bahan Pipa
Dalam pemilihan bahan yang paling cocok untuk sistem pipa , yang harus diperhatikan adalah tentang ; ~ Kekuatan / Strength ~ Tahanan Pipa terhadap Korosi. Bahan yang biasanya dipakai dalam design pipa adalah ; 1.
Seamless drawn steel
pipe / pipa baja tanpa sambungan . Dengan ciri – cirinya sebagai berikut ; a.
Dipakai untuk
pipa tekan pada sistem bahan bakar.
- 11 -
SISTEM PERPIPAAN
b.
Injeksi
bahan
bakar dari motor pembakaran dalam. c.
Terbuat
dari
bahan baja atau dari kuningan. 2. Lap welded / electric resistance welded stell pipe. Dengan ciri – cirinya sebagai berikut : a.
Dipakai pada tekanan kerja < 350 psi dan suhu
b.
Bahan daripipa terbuat dari timah hitam yang biasanya
<
450 ° F.
pipa jenis ini di gunkan untuk saluran suply air laut dan saluran pipa sistem bilga.
Semua pipa – pipa bahan bakar dan pipa lainnya yang melalui tangki minyak harus dibuat dari baja tempa dan besi tempa.
II.I.3
Katup dan peralatan ( Flens )
Katup dan peralatan kerja dari pipa ini biasanya terebuat dari bahan – bahan baja tempa , besi tuang , campuran setengah baja ( semi Steel ) . Namun yang harus diperhatikan dari dalam pemilihan bahannnya adalah tentang batas – batas dari tekanan dan temperatur. Flens yang digunakan pada sistem pipa , ada bermacam – macam. Selain itu juga harus mempertimbangkan tentang bahan yang akan digunakan , yaitu : 1.
Untuk pipa baja dengan diameter nominal lebih besar dari 2
inchi harus dimuaikan ke dalam flens baja atau dapat di sekrup kedalam flens kemudian di las. 2.
Untuk pipa baja dengan diameter nominal lebih dari 2 inchi ,
harus dimuaikan ke dalam flens baja . 3.
Flens dari besi tuang dapat digunakan dengan sistem
sambungan yang di sekrup dan hanya boleh di pakai didalam sistem dimana penggunaanya tidak dilarang. 4.
Untuk pipa yang tidak terbuat dari baja / besi harus di patri ,
tetapi diameter harus lebih kecil atau sama dengan 2 inchi dapat di sekrup.
- 12 -
SISTEM PERPIPAAN II.I.4.
Pressure Drop
Ukuran dari sebuah saluran pipa biasanya berdasarkan pada keseimbangan antara pressure drop di satu pihak dan biaya serta berat di pihak lain.. Pressure drop
dalam sebuah pipa adalah
fungsi dari kecepatan berat jenis
dan
kekentalan / viscositas dari cairan dan panjang serta diameter pipa. Pressure drop yang dipasang , disamping sebagai fungsi yang disebut diatas tadi , juga berfungsi sebagai sifat aliran / arus termasuk jumlah dan jari – jari serta tingkat turbulensi. Didalam penggunaanya dilaut , dimana saluran pipa biasanya pendek , bagian terbesar dari jumlah pressure drop dalam sebuah sistem akan terjadi didalam saluran keran . II.I.5
Perhitungan tebal dari Pipa.
Ketebalan dari pipa pada tergantung pada
struktur bangunan laut dan kapal , itu
cara kerja dari sistem tersebut . Biasanya
pipa tersebut
dibuat
menurut ukuran standart , sehingga apabila jika terjadi penyimpangan dari ukuran standart , akan menambah biaya extra. Semua jenis pipa , harus direncanakan , tidak hanya untuk menahan tekanan kerja bagian dalam , tetapi juga untuk melindungi terhadap kerusakan – kerusakan dari luar karena
letak dari pipa ini adlah dari dalam
struktur bangunan laut dan dari kapal itu sendiri. Sebagai petunjuk di dalam menentukan ketebalan pipa , Maka harus memenuhi syarat – syarat dari American Bureau Of Shipping menyatakan ; ~ Tekanan kerja maximum dan tebal minimum harus dihitung dengan persamaan berikut, dimana
perlu juga diperhatikan tentang terjadinya
pengurangan ketebalan pipa pada radius luar dari pipa ~ ~
Persamaan menghitung ketebalan pipa adalah sebagai berikut ;
W =
T
=
2 S
D
W . D 2 S
(t–C)
+ C
Dimana :
- 13 -
SISTEM PERPIPAAN
W = Tekanan kerja maximum yang di perbolehkan ( psi ). T =
Tebal pipa dalam inchi
D =
Diameter luar pipa, dalam inchi.
C =
Dalamnya ulir h untuk semua pipa yang berulir 1 /2 inchi dan lebih besar.
Ukuran – ukuran dari pipa ini harus mengacu pada aturan dari American Standart Association . Didalam keadaan yang khusus , ukuran – ukuran dan ketebalan - ketebalan yang di peroleh , Tetapi sebaiknya ukuran – ukuran standart harus selalu dipergunakan dalam pertimbangan ekonomis dan juga kecepatan didalam pengiriman. II.2.
Design Code dan Standart
Pipa ini di desain menurut aturan CODE desain dan standart sebagai berikut : 1.
ARI Rp 2A
untuk perencanaaan dan 2.
konstruksi fixed AISC
~
Recommended Practise
offshore Platform. ~
Spesifikasi untuk desain ,
fabrikasi dan ereksi struktur baja untuk bangunan . Dalam pendesainan pipa tersebut didasarkan pada penggunaaan 2 bagian pipa tersebut : ~
Section pertama Panjang 150 ft yang di desain untuk memenuhi peletakkan pipa dengan diameter s/d 24 inchi dengan menggunakan mesin penarik 88 Kips.
~
Section kedua dan pertama digunakan bersama – sama ,
dengan panjang 225 ft yang di desain untuk memenuhi peletakan pipa dengan diameter pipa 48 inchi dengan menggunakan 2 mesin yang di kombinasi dengan kapasitas 143 kips. Masing – masing bagian dari pipa di desain untuk operasi yang emergency / penting danmendadak. Bagiannya telah di desain menahan tekanan air sampai kedalaman 200 ft.
II.3
Kondisi Lingkungan laut
- 14 -
kondisi untuk
SISTEM PERPIPAAN
Pada saat ini design pipa
yang terpenting , yang harus
di
perhatikan yaitu tentang masalah data – data lingkungan di sekitarpipa tersebut akan di pasang. Data – data yang digunakan dalam masa perencanaan adalah ; a.
Kondisi Operasi - Tinggi gelombang max = 11 ft
b.
- Periode
= 7.5 sec
-
= 1.2 Knots
kec arus tetap
Survival Condition - Tinggi gelombang
= 17 ft
-
Periode gelombang
=
10 sec
-
kec arus tetap
=
1.35 Knots.
BAB III PRINSIP - PRINSIP DESIGN SISTEM PIPA
III.1
SISTEM PIPA
Elemen – elemen atau bagian – bagian dari sistem pipa itu sendiri meliputi : a. Pipa Ini merupakan bagian utama dari suatu sistem yang menghubungkan titik dimana fluida disimpan ke titik pengeluaran . b.Sambungan Peralatan yang menghubungkan pipa – pipa dari sistem serta bagian – bagiannya bersama – sama
dan ke dalam kapal . (
Flens, sambungan
T,
Sambungan siku, sambungan melalui dinding kedap dan geladak. ) c.Alat pemutus dan pengukur ( Valve ) Yang berguna untuk memutuskan , menghubungkan serta merubah arah ke bagian – bagian yang lain dari sistem pipa atau seluruh sistem pipa dan selain itu juga untuk mengontrol aliran dan tekanan dari fluida. d. Valve Gear / pengatur katup Yang dipakai untuk mengontrol katup dan peralatan lain baik dari tempat itu maupun dari tempat yang jauh.
- 15 -
SISTEM PERPIPAAN
d.
Peralatan – peralatan lain Ini di pakai didalam sistem – sistem tertentu Yaitu misalnya kotak lumpur,
saringan pemasukan , separator dan springklers.
III.2
Persyaratan umum untuk sistem pipa pada struk. Bang. Laut & kapal
Persyaratan yang harus dipenuhi dari sistem pipa pada Struktur bangunan laut dan kapal adalah sebagai berikut ; 1.
Semua sistempipa harus dilengkapi dengan
tumpuan – tumpuan , tidak boleh menganggu termal expansion dari pipa – pipa untuk mencegah pergeseran dan sagging / lenturan dari pipa. 2.
Semua sistem pipa harus di lengkapi dengan
alat – alat untuk mengurangi tekanan yang diakibatkan oleh termal expantion . 3.
Pada tempat – tempat di mana pipa - pipa
kedap air, pipa – pipa dari seluruh sistem diatas kapal harus dilekatkan pada dinding kedap tersebut, dengan flens yang di las . 4.
Biasanya pipa tidak boleh melewati tangki
bahan bakar minyak, namun jika tidak dapat di hindarkan , sebuah terowongan harus di sediakan dengan syarat – syarat pipa ini harus di test dengan tekanan hidrolis setiap 2 tahun penggunaan. 5.
Hubungan pipa – pipa dengan lambung, gate
valve dan katup – katup lainnya untuk bermacam – macam tujuan harus direncanakan
sedemikian rupa sehingga
perembesan air laut ke dlam kapal dan sedapat
tidak terjadi mungkin harus
dipasang diatas pelantaian dari ruang mesin dan ruang ketel. 6.
Hubungan pipa – pipa dengan lambung yang
terdapat dibawah garis air muatan dam memiliki handle yang dapat dilepas , harus di buat sedemikian sehingga handle itu dapat di lepas bilaman akatup tersebut tertutup.
- 16 -
SISTEM PERPIPAAN
7.
Semua alat –alat pemutus hubungan harus
dibuat sedemikian , sehingga
orang dapat melihat apakah terbuka
atau tertutup. 8.
Pipa – pipa
dan peralatan tidak boleh
dilekatkan pada bulkhead kedap minyak tetapi ini boleh dilakukan sebelum tangki itu di test. 9.
Semua saluran keluar nya kotoran sedapat
mungkin di pasang pada bagian port / kiri. Tidak dianjurkan untuk memasang
saluran masuk pompa pada samping yang sama dengan
bagian tadi. 10.
Lubang – lubang saluran keluar harus
dibelakang saluran masuk air laut sepanjang kapal. 11.
Semua lubang
saluran masuk di samping
kapal , harus ditutup dengan sebuah saringan atau kisi – kisi untuk mencegah
masuknya kotoran
dan akan menyumbat
saluran –
saluran dari bottom valves. 12.
Perlengkapan – perlengkapan saluran masuk
pada bagian bawah kapal harus di lengkapi dengan sistem blow off / penghembusan uap air atau udara yang mempunyai tekanan tidak melampaui 3 kg / cm . semua peralatan dan lubang saluran keluar yang mungkin dpat terjadi pembekuan harus dilengkapi dengan sistempemanas uap air. 13. III.3
Metode – Metode dalam Design sistem Pipa
Metode – metode yang digunakan dalam perencanaan / design sistem pipa pada struktur bangunan laut dan kapal mengacu pada beberapa metode , Yaitu : 1.
TOW Methods ~ Bottom Tow ~ Near Bottom Tow ~ Below – Surface Tow ~ Surface Tow
2.
Bottom Pull Methods
- 17 -
SISTEM PERPIPAAN
Pemasangan sistem pipa dengan menggunakan 2 metode diatas dapat kita lihat pada gambar di bawah ini :
3.
Reel Barge Methods Pemasangan / instalansi dari sistem pipa dengan menggunakan metode
ini dapat dilihat pada gambar dibawah ini ;
- 18 -
SISTEM PERPIPAAN
4.
Lay Barge Installation Methods Pemasangan sistem pipa dengan menggunakan metode ini dapat kita
lihat pada gambar di bawah ini
BAB IV ANALISA DESIGN PIPA
IV .1.
Parameter – parameter design pipa :
Dalam design sistem pipa maka yang terpenting , yang harus diperhatikan adalah tentang masalah safety / nilai keamanan dari sistem pipa yang telah dirancang dan telah di pasang pada struktur bangunan laut dan kapal . Maka dari itu dalam merancang sistem pipa ini , harus dilakukan beberapa seleksi dan evaluasi dengan hati – hati dalam merancang sistem pipa tersebut . Maka biasanya parameter yang digunakan dalam design pipa adalah :
1.
Line Sizing
- 19 -
SISTEM PERPIPAAN
2.
Route Selection
3.
Soil Movement Analysis
4.
Pipe Prospection Methods
5.
Pipe Buckling Analysis.
6.
Vortex Sheedding
7.
Material
IV. 1.1 Line Sizing
Langkah pertama , dalam mendesign sistem pipa maka harus memenuhi parameter yang pertama yaitu tentang , bagaimana kita harus menentukan ukuran yang cocok dengan kebutuhan dari pemasangan pipa tersebut , yang harus ditentukan adalah panjang, ketebalan pipa. Dalam penentuan ukuran ini yang harus di perhatikan adalah tentang fungsi dari pemasangan pipa inin , sehingga kita juga harus memperhatikan tentang masalah kapasitas dari pipa ini. Untuk ukuran bermacam – macam dari pipa kita dapat melihat pada katalog tentang standarisasi pipa Ini.
I.V.1.2
Route Selection
Dalam pemilihan Route dari sistem pipa ini , harus mengacu pada beberapa aturan Tertentu, Pemilihan route ini bertujuan untuk ;
a.
Menghindari daerah pipa yang sudah
ada b.
Menghindari Crossing
c.
Menghindari daerah anchoring
d.
Menghindari daerah aliran lumpur
e.
Meminimize
panjang
pipa
dan
memilih route pipa pada daerah yang stabil.
I.V.1.3
Soil Movement Analysis
Dalam mendesain sistem pipa maka juga harus di perhatikan tentang pergerakan tanah yang terjadi di sekitar di pasangnya pipa ini. Jadi dalam pemasangan / instalansi pipa ini , pipa harus benar – benar berada pada daerah yang stabil ( tidak
- 20 -
SISTEM PERPIPAAN
mudah terjadi pergeseran ) Sehingga pipa ini nantinya tidak akan mengalami gangguan dalam operasinya/ kegiatan produksinya.
I.V. 1.4
Pipe Prospection Methods
Dalam mendesain sebuah
pipa , maka
sistem pipa tersebut harus
mengacu pada salah satu metode . Metode – metode yang diguanakan adalah sebagai berikut : a.
Tow Methods
b.
Bottom
Pull
Methods c.
Reel
barge
Lay
Barge
methods d. Installation Methods
I.V.1.5
Pipe Buckling Analysis
Kita tahu bahwa untuk memasang pipa ini di dasar laut maka kita harus memperhatikan kedalaman airnya. Kegagalan yang sering terjadi pada pipa adalah di karenakan oleh : ~ Diameter pipa dan ketebalan pipa ~ Terjadinya regangan ~ Tekanan hidrostatik. Pada Design pipa , kita harus memeperhatikan tentang terjadinya “ BUKLING “ pada pipa . Untuk menghitung terjadinya bukling pada pipa , ada 2 macam yaitu :
a.
Local
Buckiling Untuk menghitung local bukling , kita dapat menggunakan persamaan beikut ini ; Pc = 2E / ( 1 – v2 ) t /D ( t / (D – t)) 2 Dimana :
- 21 -
SISTEM PERPIPAAN
I.V.1.6
Pc E V D T
= Tekanan , Psi = Modulus Elastis, Psi = Poisson = Diameter = Ketebalan
b.
Bukle Propagation Untuk menghitung besarnya bukling diatas maka dapat menggunakan persamaan berikut ini : Pp = 6 Y ( 2t / D ) 2.5 , untuk Battele
Vortex Shedding
Pengertian dari votex / pusaran adalah arus yang memilikikecepatan yang tidak sama tetapi tiap titiknya akan berbeda. Penyebab dari vortex shedding adalah danya aliran turbulen dan terjadi ketidakstabilan di dekat pipa.Selain itu juga disebabkan oleh getaran di sekitar bentuk pipa dan perubahan yang secara periodik pada tekanan hidrodinamkia pada pipa.. Sedangkan aliran pada p[ipa tergantung pada diameter pipa dan kecepatan pipa.. Kegagalan yang terjadi pada pipa dapat di sebabkan oleh pusaran , dan terjadinya pusaran ini dapat dicegah dengan menjauhkan frekuensi alami pada pipa dari bentuk pipa. Di bawah ini adalah persamaan untuk menghitung frekuensi pada vortex shedding, yaitu :
Fs = S.V / D
Dimana : Fs = Frekuensi pada voertex Shedding S
= Anka Strouhal
V = Kecepatan , ft / sec D = Diameter pipa, ft.
I.V.1.7
Material
Yang juga penting , yang harus diperhatikan dalam mendesain sebuah sistem pipa adalah pemilihan material yang tepat . karena dengan memilih material yang
- 22 -
SISTEM PERPIPAAN
tepat maka akan menambah nilai effisiensi dari kerja pipa ini. Selain itu yang juga harus di perhatikan dalam memilih bahan pipa ini , kita harus mengacu pada beberapa aturan diantaranya
adalah sebagai berikut ini :
kegunaan dari pipa , fungsi dari pipa ,
effisiensi dari pipa dan kapasitas dari pipa sehingga setelah semuanya di perhitungkan maka tujuan utama dari desain pipa ini adalah agar nantinya sistem pipa ini akan lebih ekonomis dan kerjanya cukup effisien , sehingga sistm pipa cukup baik dalam hal deasinnya. Material yang biasanya digunakan dalam desain sistem pipa ini adalah baja tempa., besi tuang dan timah hitam . Dalam memilih material ini maka yang terpenting adalah kekuatan bahan pipa ini . yang menjadi parameter dalam menentukan jenis pipa yang sesuai adalah
tidak boleh melampaui batas – batas nilai tekanan dan
temperaturnya.
BAB V TERJADINYA KOROSI PADA SISTEM PIPA
V.1
Pengertian Korosi
Dalam mendesain sebuah pipa , maka tidak dapat kita hindarkan terjadinya korosi pada pipa . Karena kita tahu bahwa pipa ini akan kita pasang pada struktur bangunan laut dan kapal , yang tentunya akan dipasang di dasar laut maupun di permukaan laut. Maka dari itu korosi pada pipa tidak dapat kita hindarkan. Maka dari
- 23 -
SISTEM PERPIPAAN
itu untuk mengontrol terjadinya korosi , dapat dilakukan dengan beberapa cara yaitu dengan melapisi pipa dengan menggunakan timah, memilih bahan – bahan yang tahan terhadap terjadinya korosi dan lain – lain. Sebuah pipa yang dipasang di dasr laut , maka lama kelamaan akan mengalami proses korosi. Pengertian dari korosi adalah suatu peristiwa yang terjadi pada permukaan pipa , yang nantinya pipa tersebut akan mengalami kerusakan yang di sebabkan oleh proses kimia dan reaksi elektrokimia. Meskipun demikian , korosi yang terjadi pada permukaan pipa pada struktur bangunan laut dan kapal harus dikontrol dan dicegah. Langkah – langkah yang dilakukan untuk mencegah dan mengontrol dan mencegah terjadinya korosi adalah pemilihan material yang di pakai , untuk memilih material yang digunakan dalam pemasangan pipa adalah di pilih bahan / material yang tahan atau resistansi pada terjadinya korosi. Bahan tersebut misanya baja tempa, besi yang tahan karat dll. Tetapi dalam kostruksi sebuah bangunan lepas pantai , maka yang di perhatikan juga adalah tentang masalah nilai ekonomis dari struktur tersebut , sehingga maka langkah ynag dipilih oleh seorang designer adalah tentang
pemilihan material , namun dalam
pemilihan material ini yang harus di perhatikan adalah tidak hanya / harus menggunakan bahan – bahan yang murah tetapi juga harus di perhatikan tentang masalah ketahanan dari struktur tersebut terhadap bahaya korosi. Selain itu terjadinya korosi juga dapat disebabkan oleh pengaruh lingkungan dimana pipa ini akan dipasang. Yang termasuk dalam faktor lingkungan adalah adanya tumbuhan, binatang , serta zat – zat yang terkandung dalam air laut, misalnya kadar garam, ini ang menyebabkan korosi pada pipa. V.II Proses – proses korosi
Korosi adalah proses elektroimia dan proses terjadinya , dapat dibagi menjadi 2 yaitu : reaksi pada anoda dan reaksi pada katoda . 2 reaksi diatas sangat penting dalam mempelajari proses elektrokimia dari korosi.Yang sering terjadi adalah terjadinya proses korosi pada besi , di bawah ini adalah reaksi yang terjadi pada reaksi elektrokimianya : 2 Fe2+ + 4e-
Anoda
: 2 Fe
Katoda
: O2 + 2 H2O + 4e-
- 24 -
4OH
SISTEM PERPIPAAN
Hasil dari reaksi diatas adalah : Fe 2+ + OH - , bergabung menjadi satu sehingga menghasilkan FeOH2 ( besi hidroksid ) yang menyebabkan karat pada pipa. Metode yang digunakan untuk mengontrol / mencegah korosi adalah dengan melapisi permukaannya dengan timah.
V.III Pencegahan korosi pada pipa :
Untuk mencegah terjadinya korosi maka dibawah ini adalah beberapa metode yng digunakan , Yaitu ; 1.
Menggunakan pelapisan dengan timah pada
permukaan pipa. 2.
Memilih material yang tahan terhadap
korosi. 3.
Mengontro lingkungan
4.
Proteksi katoda.
Diatas adalah beberapa metode yang digunakan pada saat dan usaha untuk mencegah terjadinya korosi.
BAB VI KESIMPULAN
Dari makalah yang disusun ini , pada garis besarnya makalah ini membahas tentang
design sistem pipa pada struktur bangunan laut / offshore dan
- 25 -
SISTEM PERPIPAAN
kapal .Jadi pada bab I, dibahas tentang perkembangan industri offshore dewasa ini, fungsi dan tipe – tipe dari bangunan laut itu serta kapal, yang di gunakan dalam produksi gas dan minyak. Serta didalamnya , terdapat perbandingan tentang kelebihan dan keuntungan dari tipe – tipe bangunan laut tersebut . Pada Bab II, dibahas tentang design pada sistem pipa , didalamnya terdapat kriteria design pipa, serta parameter – parameter yang digunakan dalam mendesain sistem pipa pada bangunan laut (Offshore) serta kapal. Pada Bab III, telah dibahas tentang prinsip – prinsip design pipa, yang di dalamnya di bahas tentang sistem pipa , persyaratan yang harus di penuhi dalam desain pipa, serta metode – metode yang dipakai. Bab IV, tentang analisa design sistem pipa , yang didalamnya dibahas tentang Bukling , Vortex Shedding, Soil movement, material, Route pipe, pipe sizing dan metode yang dipakai dalam merencanakan pembuatan serta pemasangan pipa.Bab V, dibahas tentang terjadinya proses korosi pada sistem pipa, yang didalamnya terdapat : pengertian korosi, Proses – proses korosi dan usaha pencegahan serta pengontrolan korosi yang terjadi pada sistem pipa yang dipasang didasr laut. Jadi dari kelima bab yang telah diuraikan diatas, maka dapat kita simpulkan bahwa seorang engineer yang akan mendesain sebuah banguanan laut maka yang terpenting yang harus diperhatikan yaitu tentang pendesainan pada sistem pipanya. Sistem pipa disini memegang peranan yang amat penting dalam operasi produksinya. Sehingga dalam mendesain harus memenuhi beberapa parameter serta kriteria desain pipa. Selain itu juga harus diperhatikan tentang analisa desain pipa yaitu ukuran pipa, route pipe, metode, bukling/ tekuk, terjadinya vortex shedding, pergerakan tanah,serta material yang tepat pada desain pipa ini. Kaitan pemilihan bahan dari pipa adalah tentang kemungkinan akan terjadinya korosi. Maka tindakan pencegahan yang haruis diambil pada pencegahan korosi ini adalah dengan pelapisan / coating, pengontrolan lingkungan , serta memilih bahan yang resistance terhadap korosi.
- 26 -
SISTEM PERPIPAAN
- 27 -
