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