Analisis Tegangan Pada Gas Buried Pipelines Crossing Railroads Menggunakan Simulasi Ansys Workbench 18.1 dengan Metode API RP 1102

Ismaya, Shanda (2020) Analisis Tegangan Pada Gas Buried Pipelines Crossing Railroads Menggunakan Simulasi Ansys Workbench 18.1 dengan Metode API RP 1102. Sarjana thesis, Universitas Brawijaya.

Abstract

Penggunaan pipeline baik onshore maupun offshore merupakan alat transportasi minyak dan gas alam yang umum digunakan dan berperan penting bagi industri energi, pipeline menghubungkan beberapa fasilitas untuk transportasi minyak dan gas baik dari fasilitas offshore ke onshore maupun dari fasilitas onshore ke fasilitas onshore lainnya. Kegagalan dalam sistem perpipaan sangat dihindari karena dapat menyebabkan kebocoran flamable fluid kemudian terjadi kebakaran atau ledakan, untuk mencegah hal tersebut penulis melakukan analisis terhadap pipa terkubur yang melintasi jalan kereta api pada proyek pembangunan pipa gas di Porong Gati, dalam hal ini penulis melakukan analisis tegangan pipa menggunakan kombinasi perhitungan Metode API RP 1102 dengan simulasi Software Ansys Workbench 18.1. Pipa yang dianalisis merupakan pipa dengan material API 5L Grade X52 PSL 2 dengan diameter 16 in yang dikubur dengan kedalaman 3 meter dan diberi beban lokomotif kereta sebesar 90 ton. Selain itu dilakukan simulasi dengan variasi Nominal Pipe Size (NPS), Schedule, dan kedalaman penguburan (burial depth) untuk memberikan opsi kepada pemegang proyek sebagai pertimbangan dalam pelaksanaan proyek. Pembebanan lokomotif, lingkungan dan tekanan internal pipa menyebabkan terjadinya banyak tegangan pada pipa yang mungkin saja menyebabkan kegagalan pada pipa, tegangan yang terjadi diantaranya tegangan flexural akibat momen bending, tegangan thrust akibat tegangan hoop dan tegangan aksial. Pipa yang menjadi objek penelitian ini mentransmisikan gas bertekanan 5 Mpa sepanjang 8100 meter dengan schedule 40 tanpa casing. Terdapat 18 variasi yang digunakan dalam penelitian ini yaitu diameter 16 in, 18 in, dan 20 in dengan kedalaman penguburan 1.5 m dan 2 m yang masing-masing schedulenya 20, 30 dan 40 . Hasil penelitian menunjukkan bahwa Tegangan efektif total pada proyek pembangunan pipa gas di Porong Grati menunjukkan status aman. Nilai tegangan izin yaitu 144.79 Mpa, sedangkan nilai tegangan pipa (von-mises) hasil simulasi ansys yaitu 94.339 Mpa, 92.056 Mpa (simulasi ansys dan kriteria von-mises pada kondisi principal stress), 91.35 Mpa (simulasi ansys dan kriteria von-mises pada kondisi umum), dan tegangan efektif total sebesar 95.69 Mpa (perhitungan API RP 1102). Semakin besar nilai NPS, semakin dalam penguburan dan semakin besar nilai schedule maka tegangan efektif total semakin menurun. Semakin dalam penguburan maka distribusi tegangan semakin banyak yang terdistribusi oleh tanah sehingga tegangan yang dihasilkan oleh beban lokomotif yang mengenai pipa akan semakin kecil, namun pada kedalaman tertentu akan mengalami penambahan tegangan pipa seiring bertambahnya kedalaman penguburan.

English Abstract

The use of pipeline both onshore and offshore is an oil and gas transportation tool that has commonly used and played an important role for the energy industry, the pipeline connect several facilities for oil and gas transportation both from offshore to onshore facilities and from onshore facilities to other onshore facilities. Failure in the pipeline system is avoided because it can causes flamable fluid leakage then a fire or explosion occurs, to prevent that failure, it is a must to analyzes the buried pipeline that has crossed the railroad in the gas pipeline construction project in Porong Grati, this thesis analyzes the pipe tension using a combination of calculation methods (API RP 1102) with Ansys Workbench 18.1 Software simulation. The material that has been used is API 5L Grade X52 PSL 2 with 16 in diameter which is buried to a depth of 3 meters and given a train locomotive load of 90 tons. In addition, simulations were carried out with variations in Nominal Pipe Size (NPS), Schedule, and burial depth to provide options for project holder to consider in project implementation. Locomotive loading, environment and internal pressure of the pipe cause a lot of stress in the pipe which might cause failure in the pipe, stresses that occur include flexural stress due to bending moment, thrust stress due to hoop stress and axial stress. The pipe which is the object of this study transmits 5 Mpa of pressure gas along 8100 meters with schedule 40 without casing. There are 18 variations used in this study, such as diameter are 16 in, 18 in, and 20 in, burial depths are 1.5 m and 2 m, and schedule are 20, 30 and 40. The results showed that the total effective stress on the gas pipeline construction project in Porong Grati showed a safe status. Allowable stress value is 144.79 MPa, while the pipe stress (von-mises) results of the simulation are 94,339 MPa, 92,056 MPa (ansys simulation and von-mises criteria under principal stress conditions), 91.35 MPa (ansys simulation and von-mises criteria at general conditions), and a total effective stress of 95.69 MPa (API calculation RP 1102). The greater the NPS value, the deeper the burial and the greater the schedule value, the total effective stress decreases. The deeper the burial, the more stress distribution is distributed by the soil so that the stress generated by the locomotive load on the pipe will be smaller, but at a certain depth the pipe stress will increase as the burial depth.

Other obstract

-

Item Type: Thesis (Sarjana)
Identification Number: 0520070159
Uncontrolled Keywords: Pipa Terkubur, Crossing Railroads, Kedalaman Penguburan, Schedule, Diameter Pipa , Buried Pipeline, Crossing Railroads, Burial Depth, Schedule, Diameter Pipa.
Subjects: 600 Technology (Applied sciences) > 621 Applied physics > 621.8 Machine engineering > 621.86 Material-handling equipment
Divisions: Fakultas Teknik > Teknik Mesin
Depositing User: Bambang Septiawan
Date Deposited: 27 Feb 2021 22:22
Last Modified: 16 Jan 2023 07:44
URI: http://repository.ub.ac.id/id/eprint/182767
[thumbnail of DALAM MASA EMBARGO] Text (DALAM MASA EMBARGO)
0520070159-Shanda Ismaya.pdf
Restricted to Registered users only until 31 December 2023.

Download (6MB)

Actions (login required)

View Item View Item