PIPELINE STRESS ANALYSIS PADA ONSHORE. DESIGN JALUR PIPA BARU
DARI CENTRAL. PROCESSING AREA(CPA) JOB -PPEJ KE. PALANG STATION
...
P3 PIPELINE STRESS ANALYSIS PADA ONSHORE DESIGN JALUR PIPA BARU DARI CENTRAL PROCESSING AREA(CPA) JOB -PPEJ KE PALANG STATION DENGAN PENDEKATAN CAESAR II
P3 PIPELINE STRESS ANALYSIS ON THE ONSHORE DESIGN OF NEW ROUTE PIPE FROM CENTRAL PROCESSING AREA(CPA) JOB-PPEJ TUBAN TO PALANG STATION BY USING CAESAR II
Drawing 37 KM CPA-Palang Pipeline 10” JOB Pertamina-Petrochina East Java
OUTLINE PENDAHULUAN • • • • •
Latar belakang Perumusan masalah Batasan Masalah Tujuan Manfaat Penulisan
METODE PENELITIAN ANALISA DATA
•Data Pipeline •Pemodelan system •Perhitungan stress
KESIMPULAN Daftar Pustaka
Latar belakang Adanya peningkatan produksi minyak oleh JOB
PERTAMINA-PETROCHINA EAST JAVA mencapai 42.000 barrel per hari Pipeline merupakan alat transportasi minyak dan gas yang aman dan ekonomis Pipeline merupakan salah satu cara mentransportasikan fluida karena pengoperasiannya mudah dan lebih optimal Pengoperasian pipeline mengakibatkan timbul tegangan (stress)
PERUMUSAN MASALAH Beberapa permasalahan tersebut adalah sebagai berikut : • Bagaimana pengaruh gaya-gaya yang ditimbulkan terhadap kondisi pipeline system • Bagaimana tegangan pada pipa 10 inch pada jalur CPA ke Palang • Bagaimana penentuan support system sesuai untuk design pipeline system.
BATASAN MASALAH •
Objek yang dikaji terbatas pada analisa tegangan pada jalur pipa minyak bumi CPA-palang
•
Tidak membahas korosi pipa dan sistem proteksi terhadap korosi
•
Tidak membahas proses instalasi pipeline.
•
Tidak membahas analisa keandalan pipa.
Tujuan Menganalisa stress pada pipeline system Mendapatkan nilai maximum allowable stress pada underground
pipeline CPA ke palang Menjamin keselamatan sistem perpipaan termasuk semua komponennya Menjamin keselamatan sistem peralatan yang berhubungan lansung dengan sistem perpipaan dan struktur pendukung sistem tersebut.
Manfaat Penulisan Optimalisasi dari design onshore pipeline system Untuk mengetahui kesesuaian stress analysis dengan Code
ASME B31.4 yang digunakan. Menjamin keselamatan jalur pipa termasuk semua komponennya.
Metodologi
Pipeline Overall Route
Data material pipa Design Standard Code
ASME B31.4
Outside Diameter
10 inch
Pressure Rating / Class
600 # ANSI
Fluid Service
One Phase
specific gravity
38 api
Corrosion Allowance
0.125 inch
Design Temperature
2500Fs
Design Pressure
665 psi
Joint Efficiency
1 (Seamless)
Temperature derating factor
1 (for Temperature < 250 F)
Design Safety Factor
0.3
Pipeline Material & Specified Minimum Yield Strength (SMYS) API 35,000 psi 5L Gr.B Modulus elastisitas pipa
12
29.5 x 106 psi
Analisa Data dan Pembahasan Data Lingkungan
Data yang digunakan dalam Tugas Akhir ini adalah data pipeline milik JOB-PPEJ Tuban, Jawa Timur
input data sebagai variable acak Pressure psi
Temperature Tebal pipa F
300
230
0.625
665
250
0.656
1300
375
0.688
Penentuan Panjang Virtual anchor/ point of no movement • Berat total Wtotal
= Wc + Wfluida + WPipa = 2221.628 lb/ft
• Gaya tahanan tanah Ftahanan = μWtotal = 0.4 x 2221.628 = 666.488 • Tegangan longitudinal akibat tempratur : SL = Eα (T2 – T1) - ύ SH SL = 24414.85 psi • Gaya ekspansi akibat tempratur : F termal = SL x Apipa, Apipa = 410169.51 lb Jadi Panjang virtual Angkor untuk pipa 10 in adalah : L = F Thermal/ F Tahanan ( 210 meter )
Pemodelan pipa dibawah tanah (Burried pipe))
Hasil Running model
Tegangan gabungan yang terjadi akibat internal pressure, temperature pada pig launcher
Grafik pengaruh pressure dan temperature terhadap tegangan gabungan pada pig launcher
Tegangan gabungan yang terjadi akibat internal pressure, temperature pada BV 1 Maximum Pressure Combined Burried Depth to Pressure Temperature Temperature Allowable (P 2) Stress Top of pipe (d) (P 1) Desain (T 1) desain (T 2) operasi Stress operasi psi meter psi F F psi psi 300
2
665
665
1300
250
Status
230
13483
31500
ok
250
17403.1
31500
ok
375
31800.2
31500
overstress
Grafik pengaruh pressure dan temperature terhadap tegangan gabungan pada BV 1
Tegangan gabungan yang terjadi akibat internal pressure, temperature pada BV 2
Grafik pengaruh pressure dan temperature terhadap tegangan gabungan pada BV 2
Tegangan gabungan yang terjadi akibat internal pressure, temperature pada BV 3
Grafik pengaruh pressure dan temperature terhadap tegangan gabungan pada BV 3
Tegangan gabungan yang terjadi akibat internal pressure, temperature pada BV 4
Grafik pengaruh pressure dan temperature terhadap tegangan gabungan pada BV 4
Tegangan gabungan yang terjadi akibat internal pressure, temperature pada Pig Launcher
Grafik pengaruh pressure dan temperature terhadap tegangan gabungan pada Pig launcher
Kesimpulan
1. Tegangan pada pipa akan meningkat jika variabel input pressure dan temperature yang dimasukan semakin besar. 2. Pada saat dilakukan pemodelan dengan kondisi pressure operasi sebesar 665 psi, nilai tegangan pipa masih aman karena karena nilai tegangan ≤ 31.500 sehingga tidak ada yang mengalami overstress. 3. Hasil dari tegangan gabungan saat pressure 1300 psi, maka didapatkan nilai sebagai berikut : Pig Launncher : 32.115,1 psi (Stress check failed) BlockValve 1 : 31.800,2 psi (Stress check failed) BlockValve 2 : 30.365,3 psi (Stress check passed) BlockValve 3 : 29.432,2 psi (Stress check passed) BlockValve 4 : 30.411,5 psi (Stress check passed) Pig receiver : 21.424,5 psi (Stress check passed) Pada Pig launcher dan Block valve 1 mengalami overstress karena nilai tegangan ≥ 31.500 psi, sehingga desain pipa tidak aman digunakan, sehingga harus didesain ulang jenis support yang digunakan pada pipa. 4. Pipa yang mengalami failed/overstress terjadi pada pemodelan pipa ketika input pressure yang dimasukan sebesar 1300 psi.
DAFTAR PUSTAKA 1.
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17.
.
American Petroleum Institute, (2000), API Spec 5L: Specification For Line Pipe 42nd Edition. ASCE 2001 Guidelines for Design of Buried Steel Pipe. ASME B31.4 Code. 2000. Oil Transmission and Distribution piping System. USA: New York. Bai, Y. 2001. Pipeline and Riser. Elsevier Ocean Engneering Book Bani,Yoseph.2008. Analisis Tegangan Sistem Perpipaan Utama pada Stasiun Kompresor Gas. Tugas Akhir Jurusan Teknik Mesin COADE Engineering Software, 2005, Caesar 5.1 Aplication Guide, Houston. COADE Engineering Software, 2005, Caesar 5.1 Technical Reference Manual, Houston. COADE Engineering Software, 2005, Caesar 5.1 Quick Reference Guide, Houston DNV OS-F101 Submarine Pipeline System, 2007. Det Norske Veritas, Norway E.W.McAllister, Pipeline Rules of Thumb HandBook, Gulf Professional Publishing , 1998. JOB Pertamina-Petrochina East Java. 2004. Sukowati-Mudi Pipeline Project. Tuban JOB Pertamina-Petrochina East Java. 2005. Soil Investigation for Thermal Expansion Stress Analysis of Pipeline at Sukowati-Mudi, Tuban. East Java Kannappan,Sam.1985. “ Introduction to Pipe Stress Analysis”Tennese : A Wiley-Interscience Publication KepMentamben 1997 Keselamatan kerja pada pipa penyalur minyak dan gas bumi. Liu, H. 2005. Pipeline Engineering. Boca Raton: Lewis Publishers CRC Press Company Migas-Indonesia Online. http://www.migas-indonesia.com. 3 Februari 2010 Soegiono, (2007), Pipa Laut, Surabaya : Airlangga University Press.
SEKIAN dan Terima Kasih
