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

P3

Drawing 37 KM CPA-Palang Pipeline 10” JOB Pertamina-Petrochina East Java

PENDAHULUAN• Latar belakang• Perumusan masalah• Batasan Masalah• Tujuan• Manfaat Penulisan

METODE PENELITIAN

ANALISA DATA•Data Pipeline•Pemodelan system•Perhitungan stress

KESIMPULAN

Daftar Pustaka

OUTLINE

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)

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.

PERUMUSAN 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.

BATASAN MASALAH

Tujuan

Menganalisa stress pada pipeline system

Mendapatkan nilai maximum allowable stress pada underground pipeline CPA ke palang

Menjamin keselamatan sistem perpipaan termasuk semuakomponennya

Menjamin keselamatan sistem peralatan yang berhubunganlansung dengan sistem perpipaan dan struktur pendukungsistem tersebut.

Manfaat Penulisan

Optimalisasi dari design onshore pipeline systemUntuk mengetahui kesesuaian stress analysis dengan Code

ASME B31.4 yang digunakan. Menjamin keselamatan jalur pipa termasuk semua

komponennya.

Metodologi

Pipeline Overall Route

12

Data material pipaDesign 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) API5L Gr.B

35,000 psi

Modulus elastisitas pipa 29.5 x 106 psi

Analisa Data dan Pembahasan

Data yang digunakan dalam Tugas Akhir ini adalah data pipeline milik JOB-PPEJ Tuban, Jawa Timur

Data Lingkungan

input data sebagai variable acak

Pressure psi

Temperature F Tebal pipa

300

665

1300

230

250

375

0.625

0.656

0.688

• Berat totalWtotal = 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 )

Penentuan Panjang Virtual anchor/ point of no movement

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

Burried Depth to Top of pipe (d)

meter

Pressure (P 1) Desain

psi

Pressure (P 2)

operasi psi

Temperature (T 1) desain

F

Temperature (T 2) operasi

F

Combined Stress

psi

Maximum Allowable

Stress psi

Status

ok

ok

2 665

300

250

230 13483 31500

665 17403.1 31500

1300 375 31800.2 31500 overstress

250

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

Kesimpulan1. 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 adayang mengalami overstress.

3. Hasil dari tegangan gabungan saat pressure 1300 psi, maka didapatkan nilai sebagaiberikut :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 ulangjenis support yang digunakan pada pipa.

4. Pipa yang mengalami failed/overstress terjadi pada pemodelan pipa ketika inputpressure yang dimasukan sebesar 1300 psi.

DAFTAR PUSTAKA

1.

.

1. American Petroleum Institute, (2000), API Spec 5L: Specification For Line Pipe 42nd Edition.2. ASCE 2001 Guidelines for Design of Buried Steel Pipe.3. ASME B31.4 Code. 2000. Oil Transmission and Distribution piping System. USA: New York.4. Bai, Y. 2001. Pipeline and Riser. Elsevier Ocean Engneering Book5. Bani,Yoseph.2008. Analisis Tegangan Sistem Perpipaan Utama pada Stasiun Kompresor

Gas. Tugas Akhir Jurusan Teknik Mesin6. COADE Engineering Software, 2005, Caesar 5.1 Aplication Guide, Houston.7. COADE Engineering Software, 2005, Caesar 5.1 Technical Reference Manual, Houston.8. COADE Engineering Software, 2005, Caesar 5.1 Quick Reference Guide, Houston9. DNV OS-F101 Submarine Pipeline System, 2007. Det Norske Veritas, Norway10. E.W.McAllister, Pipeline Rules of Thumb HandBook, Gulf Professional Publishing , 1998.11. JOB Pertamina-Petrochina East Java. 2004. Sukowati-Mudi Pipeline Project. Tuban12. JOB Pertamina-Petrochina East Java. 2005. Soil Investigation for Thermal Expansion Stress

Analysis of Pipeline at Sukowati-Mudi, Tuban. East Java13. Kannappan,Sam.1985. “ Introduction to Pipe Stress Analysis”Tennese : A Wiley-Interscience

Publication14. KepMentamben 1997 Keselamatan kerja pada pipa penyalur minyak dan gas bumi.15. Liu, H. 2005. Pipeline Engineering. Boca Raton: Lewis Publishers CRC Press Company 16. Migas-Indonesia Online. http://www.migas-indonesia.com. 3 Februari 201017. Soegiono, (2007), Pipa Laut, Surabaya : Airlangga University Press.

SEKIANdan

Terima Kasih