STRESS ANALYSIS OF CARGO PIPING SYSTEM ON DECK LINE

7/25/2019 STRESS ANALYSIS OF CARGO PIPING SYSTEM ON DECK LINE

1/20

PROPOSAL TUGAS AKHIR

ANALISA TEGANGAN SISTEM PERPIPAAN BONGKAR MUAT

DI ATAS DECKPADA KAPAL SPOB DI PT. ORELA SHIPYARD

Ali Ardiansyah

NRP. 6810040019

Dosen Pembimbing I

Budi Prasojo, ST., MT

NIP. 196807011988021001

Dosen Pembimbing II

Ir. Endah Wismawati, MT

NIP. 196011021988122001

PROGRAM STUDI D4 -TEKNIK PERPIPAAN

JURUSAN TEKNIK PERMESINAN KAPAL

POLITEKNIK PERKAPALAN NEGERI SURABAYA

2014


2/20

HALAMAN PENGESAHAN

Judul Tugas Akhir : Analisa Tegangan Sistem Perpipaan Bongkar

Muat di Atas Deck pada Kapal SPOB di PT.

Orela Shipyard

Bidang Ilmu : Bidang Analisa Tegangan1. Pelaksana Tugas Akhir

a.Nama Lengkap : Ali Ardiansyahb.NRP : 6810040019c. Program Studi : Teknik Perpipaand. Jurusan : Teknik permesinan Kapale. Politeknik : Politeknik Perkapalan Negeri Surabayaf. Alamat Rumah : Perum GKGA Blok EB 22 RT 03 / RW 05

Kec. Kebomas Kab. Gresik

g.No Telepon : 085731885522h. Alamat email : [email protected]

2. Dosen Pembimbing : 2 (dua) orangDosen Pembimbing 1/Jurusan : Budi Prasojo, ST., MT. /

Teknik Permesinan kapal

Dosen Pembimbing 2/Jurusan : Ir. Endah Wismawati, MT./

Teknik Permesinan kapal

3. Lokasi Penelitian : Kantor PT. Orela Shipyard dan KampusPoliteknik Perkapalan Negeri Surabaya

4. Jangka Waktu Pelaksanaan : 5 bulan5. Biaya yang diperlukan : Rp. 121.000,.

Menyetujui,

Ketua Jurusan

(Subagio Soim, ST., MT.)

NIP. 196002271988031001

Koordinator Tugas Akhir

(Ir. Emie Santoso, MT.)

NIP.196611101994032003

Mengetahui,

Dosen pembimbing 1

(Budi Prasojo, ST., MT.)

NIP. 196807011988021001

Dosen pembimbing 2

(Ir. Endah Wismawati, MT.)

NIP. 196011021988122001

Pelaksana

Tugas Akhir

(Ali Ardiansyah)

NRP.6810040019

Surabaya, 15 januari 2014


3/20

1

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Kapal tangker merupakan jenis kapal yang di desain untuk mengangkut

serta mendistribusikan muatan cair maupun gas dengan jenis muatan mudah

terbakar (flammable carrier), hal ini membuat kapal tangker memiliki banyak

spesifikasi khusus dalam perancangan konstruksi bangunan, sistem dalam kapal,

sistem bongkar muat maupun pengamanannya sebab kapal tangker memiliki

resiko kebakaran yang cukup besar dibandingkan kapal-kapal lainnya. Sistem

harus dapat beroperasi secara optimal dan aman dengan konstruksi yang

sederhana, oleh karena itu perancangan dan perhitungan sistem perpipaan

bongkar muat tersebut harus dilakukan dengan teliti.

Pipa logam dapat mengalami pemuaian akibat perubahan tempetarur.

Pergerakan kapal akan menyebabkan regangan dan tekukan, dan pipa dapat

mengalami kegagalan jika tidak terdapat expansion joint atau pipe conpensatorsebagai penyerap tegangan (A masters Guide to Shipss Piping RINA, 2012).

Perhitungan analisa tegangan akibat thermal expansion diperlukan jika

temperatur pada sistem melebihi 20C sampai dengan temperatur maksimum (DetNorske Veritas, 2003). Pada sistem pipa yang akan di analisa, temperatur pipa

bongkar muat kapal SPOB dapat mencapai temperatur maksimum sampai dengan

40C akibat pengaruh lingkungan sehingga diperlukan analisa fleksibilitas pipa

akibat thermal expansion. Tujuan analisa fleksibilitas sistem pipa dan support

adalah untuk mengetahui tingkat tegangan maksimum, momen, serta gaya yang

terjadi masih dalam batasan tegangan yang diizinkan atau tidak.

Pada tugas akhir ini akan dilakukan analisa fleksibilitas sistem perpipaan

bongkar muat di atas deckpada kapal SPOB 3000 KL yang sedang dalam prosesproduksi di PT. Orela Shipyard.

Perumusan Masalah

Permasalahan dalam penelitian ini antara lain :1. Bagaimana desain posisisupportyang aman untuk mendukung dan memenuhi

batasan nilai tegangan berdasarkan ASME B31.4 dan DNVRules for Ships?

2. Apakah tegangan maksimum yang terjadi masih dalam batasan nilai teganganberdasarkan ASME B31.4 dan DNVRules for Ships?

3. Bagaimana beban yang diterima oleh supportpada sistem perpipaan bongkarmuat di atas deck ?

Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini antara lain :

1. Menentukan desain posisi support yang aman untuk mendukung danmemenuhi batasan nilai tegangan berdasarkan ASME B31.4 dan DNVRules

for Ships.

2. Mengetahui tegangan maksimum yang terjadi masih dalam batasan nilaitegangan berdasarkan ASME B31.4 dan DNVRules for Ships.


4/20

2

3. Menentukan beban yang diterima olehsupportpada sistem perpipaan bongkarmuat di atas deck.

Luaran Yang Diharapkan

Luaran dari pengerjaan Tugas Akhir ini adalah akan dihasilkan draf jurnal

yang berjudul Analisia Fleksibilitas Sistem Perpipaan Bongkar Muat di Atas

Deck pada Kapal SPOB di PT. Orela Shipyard yang dimuat dalam sebuah buku

Laporan Tugas Akhir.

Manfaat Penelitian

Adapun manfaat yang dapat diambil berdasarkan tujuan dari penelitian ini

adalah sebagai berikut :

1. Dapat dijadikan referensi dalam perancangan sistem perpipaan bongkar muatkapal tangker secara optimal dan aman.2. Dapat dijadikan acuuan untuk perhitungan pada sistem perpipaan yang

memiliki keidentikan.

Batasan Penelitian

Untuk mencegah melebarnya pembahasan, maka batasan yang digunakan

dalam penelitian ini antara lain :

1. Analisa sistem perpipaan bongkar muat di atas deck dilakukan pada kapal

SPOB 3000 KL di PT. Orela Shipyard2. Material pipa yang di analisa adalah SA-53 Gr A3. Ukuran pipa adalah DN 200 Sch 404. Analisa tegangan dilakukan sesuai ketentuan ASME B31.4 dan DNVRules

for Ships.

5. Pemodelan sistem perpipaan dan pipe support menggunakan softwareCAESAR II

TINJAUAN PUSTAKA

Al lowable Stress

Setiap desain pada sebuah sistem perpipaan selalu berhubungan dengan

pemilihan material pipa yang digunakan. Pemilihan material ini dipengaruhi oleh

operating condition pada sistem perpipaan tersebut. Salah satu hal yang penting

dalam pemilihan material adalah mengetahui tingkatanAllowable Stressmaterial.

Allowable Stress adalah nilai yang menunjukkan besarnya tegangan yang

diijinkan atau yang boleh diterima oleh sebuah material, baik oleh bending stress,

torsional stress, dan sebagainya. Jika nilai tegangan yang diterima material lebih

dari tegangan ijinnya maka material tersebut akan mengalami kegagalan baik

berupa deformasi, defleksi, dan lain-lain. Dalam sebuah desain, allowable stress


5/20

3

material biasanya diambil pada daerah di bawah yield pada grafik tegangan-

regangan begitu pula pada allowable stressyang ada pada codedanstandard.

Berdasarkan DNVRules for Ships (2003), total nilai tegangan aksial

akibat beban statis (berat pipa) dan akibat tekanan internal pada pipa yang terjadi

tidak boleh melebihi nilai tegangan yang diizinkan berdasarkan tabel A4 (Part4,

Chapter6, Section6).Tabel 1 Nilai tegangan yang diizinkan untuk pipa baja

(Sumber : DNVRules for Ships, 2003)

Thermal expansion (r) yang terjadi tidak boleh melebihi batasan nilai

tegangan hasil perhitungan dari persamaan (2.1).

r < int

int

= 0.75 tk+0.25

tv ...................................................................................... (1)

keterangan :

tk =permissible pipe wall stress at 100Cor lower (N/mm2)

tv =permissible pipe wall stress at max working temperature of system (N/mm2)

Berdasarkan ASME B31.4 (2006), nilai tegangan akibatsustain loadyang

meliputi berat maupun tekanan pada pipa yang terjadi tidak boleh melebihi

melebihi 0.75 SA

Keterangan : SA = 0.72 Sy ....................................(2)

Sy = (specified min. yield strength, Table 402.3.1(a)

Tegangan akibat expansion loads dibedakan menjadi 2 jenis, yaiturestrained linesdan unrestrained lines.

a.Restrained lines

Nilai total tegangan pada restrained lines tidak boleh melebihi nilai 0.9 Sy.b. Unrestrained lines

Nilai total tegangan pada unrestrained lines tidak boleh melebihi nilai SA

Al lowable Thickness

Penentuan ketebalan material dalam desain sangatlah penting, karena

besar atau kecilnya ketebalan material yang dibutuhkan untuk sebuah desaindipengaruhi oleh besar kecilnya tekanan dan allowable stress material yang


6/20

4

digunakan. Perhitungan thickness dilakukan untuk mengetahui berapa besar

ketebalan pipa yang dibutuhkan agar dapat bekerja sesuai dengan operating

condition.

Tegangan Pipa

Tegangan yang terjadi pada sistem perpipaan dapat dikelompokkan

menjadi dua kategori, yaitu tegangan normal (normal stress) dan tegangan geser

(shear stress) (Kannapan, 1986).

Tegangan normal terdiri dari tiga komponen tegangan, yaitu (Kannapan, 1986).

1. Tegangan longitudinal (longitudinal stress)Tegangan longitudinal merupakan tegangan yang searah dengan panjang

pipa.

2. Tegangan tangensial (circumferential stress atau hoop stress)Tegangan tangensial merupakan tegangan yang searah dengan garis singgung

penampang pipa.

3. Tegangan radial (radial stress)Tegangan radial merupakan tegangan yang searah dengan jari-jari

penampang pipa.

Tegangan geser terdiri dari dua komponen tegangan, yaitu (Kannapan, 1986).

1. Tegangan geser (shear stress)Tegangan geser merupakan tegangan yang terjadi akibat gaya geser.

2. Tegangan puntir atau tegangan torsi (torsional stress)Tegangan puntir merupakan tegangan akibat momen puntir pada pipa

Tegangan Longitudinal(Longitudinal Strees)

Tegangan longitudinal yaitu tegangan yang arahnya sejajar dengan

panjang pipa dan merupakan jumlah dari tegangan aksial (axial stress), tegangan

tekuk (bending stress) dan tegangan tekanan (pressure stress). Mengenai ketiga

tegangan ini dapat di uraikan sebagai berikut :

a. Tegangan aksial (ax) adalah tegangan yang ditimbulkan oleh gayaFL yangbekerja searah dengan sumbu pipa (Gambar 1). Nilai dari tegangan aksial

dapat dirumuskan sebagai berikut (Chamsudi, 2005).

ax =

........................................................................................................ (3)

Keterangan :

A = Luas Penampang Pipa (in2)

FL = Gaya (lb)

Gambar 1. Tegangan aksial

b. Tegangan tekuk (b) adalah tegangan yang ditimbulkan oleh momen (M)yang bekerja diujung-ujung pipa (Gambar 2). Tegangan yang terjadi dapat


7/20

5

berupa tegangan tekuk regang (tensile bending) dan tegangan tekuk tekan

(compression bending). Tegangan tekuk maksimum terjadi pada permukaan

pipa sedangkan tegangan minimum terjadi pada sumbu pipa. Nilai dari

tegangan tersebut dapat digambarkan sebagai berikut (Chamsudi, 2005).

b = ...................................................................................................... (4)Keterangan :

Mb = Momen bending (lb.in)

c = Jarak dari netral axis (in)I = Momen inersiapenampang (in4)

Gambar 2. Tegangan tekuk

c. Tegangan longitudinal tekan (LP) adalah tegangan yang ditimbulkan olehgaya tekan internal (P) yang bekerja pada dinding pipa dan searah sumbu

pipa (Gambar 3). Nilai tegangan tersebut dapat dirumuskan sebagai berikut

(Chamsudi, 2005).

LP = =

=

=

............................................... (5)

Keterangan :

P = Gaya tekan internal (psi)di = inside diameter (in)

do = outside diameter (in)

t = ketebalan pipa (in)

Ai = Luas permukaan dalam pipa (in2)

Am = Luas rata-rata permukaan pipa (in2)

t =Tebal pipa (in)

Gambar 3. Tegangan longitudinal tekan

Jadi tegangan longitudinal yang bekerja pada suatu sistem perpipaan

dapat dinyatakan dengan rumus di bawah ini (Chamsudi, 2005).

L = +

+

............................................................................. (6)

Keterangan:F = Gaya (lb)


8/20

6

A = cross sectional area of pipe(in2)

P = design pressure(psig)

do = outside diameter (in)

t = pressure design thickness(psi)

Mc = momen bendingpada cross-section (lb.in)

Z =section moduluspada pipa (in3

)ro = outer radiuspipa (in)

Tegangan Tangensial (Hoop Stress)

Tegangan tangensial (SH)ditimbulkan oleh tekanan internal yang bekerjasecara tengensial (Gambar 4). Besarnya tegangan tangensial bervariasi tergantung

pada ketebalan dinding pipa. Rumus untuk tegangan tangensial dapat didekati

dengan memakai persamaan berikut (Chamsudi, 2005).

SH = .................................................................................... (7)Keterangan:

SH= hoop stressakibat tekanan (psi)

P = design pressure(psig)

ri = inner radiuspipa (in)

ro = outer radiuspipa (in)

r = posisi radial tegangan yang dipertimbangkan (in)

Gambar 4 Tegangan tangensial

Untuk dinding pipa yang tipis persamaan (7) dapat disederhanakan

menjadi seperti berikut (Chamsudi, 2005).

SH= = = ................................................................................. (8)

Tegangan Radial (Radial Stress)

Besar tegangan ini bervariasi dari permukaan dalam pipa ke permukaan

luarnya. Tegangan radial maksimum (max) terjadi pada permukaan dalam pipasedangkan tegangan minimum (min) terjadi pada permukaan luarnya (Gambar 5).

Kedua tegangan ini berlawanan dengan tegangan tekuk, sehingga tegangan radial

tersebut sangat kecil jika dibandingkan dengan tegangan tekuk, jadi tegangan

radial dapat diabaikan. Nilai tegangan radial dapat dinyatakan dengan persamaan

berikut (Chamsudi, 2005).


9/20

7

R =

....................................................................................... (9)Keterangan:

R= radial stressakibat tekanan (psi)P = design pressure(psig)

ri = inner radiuspipa (in)

ro = outer radiuspipa (in)

r = posisi radial tegangan yang dipertimbangkan (in)

Gambar 5 Tegangan radial

Tegangan Geser

Tegangan geser mencapai nilai maksimum pada sumbu pipa sedangkan

tegangan minimum pada jarak terjauh dari sumbu pipa (permukaan luar pipa)

(Gambar 6). Seperti pada tegangan radial, besar tegangan geser merupakan

kebalikan dari tegangan tekuk, sehingga tegangan geser relatif kecil dibandingkan

dengan tegangan tekuk, sehingga dapat diabaikan (Chamsudi, 2005).

a. Tegangan geser akibat gaya geser

max =

.................................................................................................. (10)Keterangan:

V = Gaya Geser (lb)

A = Luas penampang pipa (in2)

Q = Faktor bentuk (form factor)tegangan geser

(1.33 untuk penampang silinder pejal)

Gambar 6 Tegangan geser

b. Tegangan geser akibat momen puntir

max = ....................................................................................................... (11)


10/20

8

Keterangan:

MT = Momen puntir (lb.in)

Z =section modulus dari pipa (in3)

Load

Loadadalah beban yang terjadi pada sistem perpipaan yang diteruskan ke

struktur bangunan penumpu melalui peralatan penumpu dan restrain (Smith dan

Van Laan, 1987).

Pada tugas akhir ini pembahasan difokuskan pada analisis tegangan

menggunakan aturan ASME B31.4 (2006) dan DNVRules for Ships (2003).

Nilai aktual terhadap batasan yang diizinkan pada setiap pembebanan dapat

dijelaskan pada sub bab berikut :

Sustained loads - weight loads

Sustained load adalah total dari longitudinal stressyang diakibatkan oleh

tekanan dan berat pada sistem perpipaan. Jenis tegangan dari longitudinal stress

meliputi axial stress, pressure stress dan bending stress, ketiga persamaan ini

ditunjukkan pada persamaan (3) (4) (5). akumulasi dari ketiga tegangan tersebut

ditunjukkan pada persamaan (6).

Occasional l oadswind

Occasional loads adalah beban yang bekerja secara berubah-ubah

menurut fungsi waktu. Suatu sistem perpipaan yang terletak pada posisi outdoor

dan mendapat terpaan angin harus dirancang untuk mampu menahan beban angin

maksimum yang terjadi sepanjang umur operasional pipa tersebut. Beban angina

diakibatkan oleh tumbukan massa udara yang mengenai pipa. Beban ini

dimodelkan sebagai gaya uniform yang searah dengan arah angin di sepanjang

pipa. Berdasarkan persamaan Bernoulli, gaya angin yang mengenai pipa dapat

dihitung menggunakan persamaan (12), dimana qdihitung sesuai persamaan (13)

dan reynold number sesuai persamaan (14) (Smith dan Van Laan, 1987).

F = ....................................................................................................(12)q =

.............................................................................................................(13)

Rn = .................................................................................................(14)Keterangan:

F = beban angin (lb/in)

Cd = koefisien drag

q = tekanan dinamik (lb/in2)

OD= diameter luar pipa (in) = massa jenis udara (lb/in

3)


11/20

9

V = kecepatan udara (in/s)

W = linear drag force(lb/in)

Berdasarkan ASME B31.4 (2006), tegangan akibat occasional load tidak

boleh lebih dari 0.8 Sy

Expansion loads

Metode ini adalah salah satu teknik sederhana dalam mendesain sistem

pipa. Akibat dari temperatur fluida yang mengalir dan sifat material pipa, dapat

menyebabkan terjadinya perpanjangan pada pipa (ekspansi). Guided cantilever

adalah metode meredam ekspansi dengan menahan pipa pada salah satu ujungnya

dan ujung bebasnya hanya bisa bergerak di satu arah tegak lurus seperti pada

gambar 7 (Piping Handbook)

Gambar 7 Metodeguided cantilever(Sumber:Piping Handbook)

Untuk metodeguided cantilevermomen yang dihasilkan akibat pengaruh

defleksi ditunjukkan pada persamaan 16

= ........................................................................................................(15)

M =

..........................................................................................................(16)Keterangan:

= displacement(in)

M = momen yang terjadi pada tumpuan (in.lb)

I = momen inersia (in4)

L = panjang pipa (in)E = modulus elastisitas (psi)

Sedangakan nilai thermal ekspansi ditunjukkan pada persamaan (17)

berikut.

S = ................................................................................................................(17)

Keterangan:

M = momen yang terjadi pada tumpuan (in.lb)

i =stress intensification factor

Z =section modulus(in3)


12/20

10

Ketika pipa mengalami ekspansi maka expansion loops biasanya

ditambahkan pada instalasi untuk mengendalikan defleksi pada suatu sistem

perpipaan. Panjang expansion loop dapat dihitung dengan menggunakan

persamaan berikut (Kannapan, 1986).

Ls= ...............................................................................................(18)Keterangan:

Ls = expansion loops(in)

E = modulus elasticity(psi)

= pertambahan panjang (in)

OD = outside diameter(in)

SA = allowable design stress(psi)

Penyangga atau Support

Support adalah alat yang digunakan untuk menahan atau menyangga suatu

sistem perpipaan. Support dirancang untuk dapat menahan berbagai macam

bentuk pembebanan baik statis maupun dinamis. Penempatan support harusmemperhatikan dari pergerakan sistem perpipaan terhadap profil pembebanan

yang mungkin terjadi pada berbagai kondisi. Berdasarkan pembebanannya

penyangga pipa dapat dibagi menjadi dua yaitu pembebanan statis dan

pembebanan dinamis (Smith dan Van Laan, 1987). Penyangga harus mampu

menahan keseluruhan berat suatu sistem perpipaan, termasuk didalamnya berat

pipa, insulasi, fluida yang terkandung, komponen dan penyangga itu sendiri.

Hal penting yang perlu diperhatikan dalam mendesain piping support, antaralain (Smith dan Van Laan, 1987).

a. Berat PipaBerat yang harus diperhitungkan mencakup berat pipa serta

perlengkapannya misalnya katup, bahan isolasi, serta berat isi pipa tersebut.

b. Jenis PipaJarak antara penggantung atau penumpu bergantung pada jenis bahan pipa

disamping ukuran pipa, karena adanya perbedaan kelenturan.

c. Mencegah Perambatan GetaranPipa yang berhubungan dengan mesin dan peralatan yang bergerak atau

berputar dapat meneruskan getaran mesin tersebut ke dalam ruangan

lainnya; baik melalui pipa atau melalui konstruksi gedung sehingga dapatmenimbulkan kebisingan dan resonansi. Penggantung atau penumpu pipa

sebaiknya dapat mencegah perambatan getaran semacam ini. Di samping itu,

penggantung atau penumpu pipa harus juga cukup kuat untuk menahan gaya-

gaya tumbukan akibat timbulnya pukulan air dalam pipa.

d. Ekspansi PipaPenggantung atau penumpu pipa harus mampu menampung adanya perubahan

panjang pipa akibat perubahan temperatur pipa.

e. Jarak Antar PipaJarak antara pipa dengan pipa dan antara pipa dengan dinding atau permukaan

lainnya harus cukup lebar,jarak tersebut memungkinkan untuk penggunaan

alat-alat, pemasangan isolasi atau penutup pipa, pengecatan, dan pekerjaan

perawatan dan perbaikan di sekitar pipa.


13/20

11

Al lowable Pipe Span

Untuk menghindari defleksi pada pipa, supporting yang baik perlu

mempertimbangkan jarak antar tumpuan atau pipe span. Jarak ini dapat dihitung

dengan rumus (19). Berdasarkan rumus tersebut, jumlah support atau tumpuan

pada pipa dapat dikalkulasi sesuai dengan rumus (20) (Smith dan Van Laan,1987).

Ls= ............................................................................................(19)Number of support (N.O.S)=

+ 1 ..................................................................(20)

Keterangan :

Ls = allowable pipe span(in)

L = panjang pipa (m)

Z =section modulus(in3)

Sh = allowable tensile stresspada temperatur tinggi (psi)

W = berat total pipa (lb/in)

Data Kapal

Principal Dimension

LOA : 75.00 m

LPP : 72.90 m

Beam MLD. : 15.00 m

Depth : 4.80 m

Draft : 3.50 m

Speed : 10 knots

Main Engine Power : 2 x 1200 HP

Cargo Oil : 3.015 CBM

General Ar rangement

Gambar 8 General arrangementkapal SPOB


14/20

12

METODOLOGI PENELITIAN

Kerangka Peneliitan

Untuk memudahkan penelitian, maka diperlukan suatu kerangka sebagai

acuan, sehingga dapat lebih mudah dalam pengembangan dan membuat struktur

bacaan yang mudah dipahami.

Diagram Alir Proses Pengerjaan Penelitian

Gambar 9 Diagram alir penelitian


15/20

13

Tahap Identifikasi Awal

Tahap identifikasi awal ditujukan untuk menetapkan tujuan dan diadakan

identifikasi mengenai permasalahan dalam penelitian ini. Adapun isi dari tahap

ini adalah sebagai berikut :

Perumusan Masalah

Rumusan masalah yang akan digunakan dalam proses pengerjaan tugas

akhir ini disesuaikan dengan kemampuan peneliti dalam mengerjakan tugas akhir

dan masalah dalam penelitian ini juga diberi batasan agar pembahasan tidak

melebar.

Pada penelitian ini, diangkat permasalahan mengenai analisa fleksibilitas

pipa dan digunakan software CAESAR II sebagai alat bantu dalam pengerjaan

penelitian ini. Analisa dilakukan pada sistem perpipaan bongkar muat di atas deck

pada kapal SPOB 3000 KL di PT. Orela Shipyard.

Tahap Pengumpulan Data

Tahap pengumpulan data merupakan tahapan untuk mengumpulkan data

yang berhubungan dengan permasalahan yang didapat. Adapun isi dari tahap ini

antara lain sebagai berikut :

Studi lapangan

Pada tahap ini akan dilakukan pengamatan langsung terhadap kondisi

aktual sistem perpipaan bongkar muat pada kapal SPOB 3000 KL di PT. Orela

Shipyard yang bertempat di Jl. Raya Desa Ngemboh - Ujung Pangkah, Gresik.

Dari studi lapangan yang telah dilakukan didapatkan beberapa data primer dan

data sekunder, antara lain :

Tanya jawab dengan divisi engineering PT. Orela Shipyard mengenai prinsipkerja sistem perpipaan bongkar muat.

Pengukuran dan dokumentasi serta melihat secara langsung sistem perpipaanbongkar muat di kapal SPOB 3000 KL.

Mendapatkan schematic diagram untuk Cargo Oil System dan GeneralArrangement kapal SPOB 3000 KL pada divisi engineering di PT. Orela

Shipyard.

Studi L iteratur

Pada tahap ini akan dilakukan pengumpulan data maupun teori-teori yang

berhubungan dengan penelitian yang nantinya akan digunakan sebagai acuan

dalam perhitungan dari penelitian ini. Teori-teori yang diangkat dan data

sekunder yang diperoleh, antara lain :

Teori yang berhubungan dengan perancangan sistem bongkar muat pada kapal

tangker


16/20

14

Rumus perhitungan allowable pipe span.

Ketentuan analisis tegangan pipa menurut ASME B31.4 dan DNV Rules forShips.

TutorialsoftwareCAESAR II

Datapropertiesmaterial pipa serta karakterisik lain dari pipa seperti youngs

modulus,poisson ratio, coefficient of thermal expansion dan lain-lain.

Tahap Pengolahan Data

Tahap pengolahan data merupakan tindak lanjut dari pengumpulan data

yang telah dilakukan, hal-hal tersebut antara lain :

1. Perancangan sistem yang telah ada, yaitu merancang sistem perpipaanbongkar muat sesuai dengan kondisi aktual di lapangan.

2. Menentukan jarak antarsupportsesuai allowable span3. Menghitung secara manual tegangan maksimum yang terjadi pada sistem

perpipaan sesuai ketentuan ASME B31.4 dan DNVRules for Ships.

4. Memodelkan sistem perpipaan menggunakansoftwareCAESAR II5. Validasi antara hasil perhitungan manual dan hasil pada software,jika 80%

hasil perhitungan manual sama dengan hasil pada software maka dapat

dilanjutkan ke tahap berikutnya, jika kurang dari 80% maka dilakukan

perhitungan ulang manual tegangan maksimum yang terjadi.

6. Menghitung beban yang diterima olehsupport

Tahap Analisis dan Kesimpulan

Tahap ini merupakan tahap akhir dari penelitian yang dilakukan, antara

lain:

Analisis

Pada tahap ini dilakukan analisis terhadap data-data yang telah diolah dan

dibandingkan. Dari analisa yang berupa perhitungan, perancangan dan

pemodelan, akan diperoleh kesimpulan dari penelitian ini.

Analisis yang dilakukan yaitu verifikasi terhadap hasil perhitunganmanual dan hitungan menggunakan software CAESAR II untuk memastikan

bahwa hasil perhitungan tebal pipa dan allowable stresssesuai ASME B31.4 dan

DNVRules for Ships serta analisa tegangan yang terjadi masih dalam batasan

nilai tegangan yang diperbolehkan sesuai codedan aturan yang digunakan diatas.

Kesimpulan dan Saran

Kesimpulan merupakan suatu ringkasan dari hasil penelitian pada analisis

ini yaitu desain posisi support yang aman untuk mendukung dan memenuhi

batasan nilai tegangan, nilai tegangan yang terjadi masih dalam batasan ASMEB31.4 dan DNVRules for Shipsserta beban yang diterima olehsupport.


17/20

15

Saran dimaksudkan untuk melakukan penelitian selanjutnya dengan objek

penelitian yang lebih luas dan sebagai bahan pertimbangan serta referensi untuk

dapat diaplikasikan pada sistem perpipaan bongkar muat pada kapal tangker yang

ada maupun sistem perpipaan lain yang memiliki keidentikan.

JADWAL PENELITIAN

Waktu

Waktu pengerjaan dan pelaksanaan Tugas Akhir ini dimulai di akhir

semester 7 (tujuh) bulan Januari, diawali dengan pengajuan Proposal Tugas Akhir

dan dilanjutkan pengerjaannya sampai akhir semester yaitu semester 8 (delapan)

dengan kisaran waktu kurang lebih 5 bulan.

Tempat

Tempat pengerjaan Tugas Akhir ini di kantor PT. Orela Shipyard dan

kampus Politeknik Perkapalan Negeri Surabaya (PPNS).

Jadwal Penelitian

Jadwal Penilitian ditampilkan pada Tabel 4.


18/20

16

Tabel 2. Jadwal penelitian

No. Kegiatan Bobot

(%)

Desember Januari Februari Maret April Mei Juni

Minggu Ke- Minggu Ke- Minggu Ke- Minggu Ke- Minggu Ke- Minggu Ke- Minggu Ke-

1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3

1 Penyusunan

topik penelitian 10 5 5

2 Penyusunanproposal

20 5 5 5 5

3 Pengumpulan

referensi dan

data

10 2 2 2 2 2

4 Perhitungan20 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2

5 Analisis dan

kesimpulan 20 2 4 4 4 6

6 Pembuatan

laporan20 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

Jumlah5 5 5 7 7 7 2 3 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 4 6 6 6 9

Jumlah

Komulatif

5 10 15 22 29 36 38 41 43 45 47 49 51 53 55 57 59 61 63 65 67 69 73 79 85 91 100

Realisasi


19/20

17

RANCANGAN ANGGARAN BIAYA

Rancangan anggaran biaya dalam penelitian ini dijelaskan pada tabel

berikut:

Tabel 5 Rancangan Anggaran Biaya

No. Kebutuhan Jumlah SatuanHarga

SatuanHarga

1. Print 1 eksemplar Rp. 30.000 Rp. 30.000,-

2. Fotocopy dan jilid 3 eksemplar Rp. 7.000 Rp. 21.000,-

3. Transportasi - - - Rp. 50.000,-

4. Komunikasi - - - Rp. 20.000,-

Total Rp. 121.000,-

DAFTAR PUSTAKA

ASME. (2006). ASME B31.4-2006 (Revision of ASME B31.4-2004) Pipeline

Transportation Systems for Liquid Hydrocarbons and Other Liquids.

U.S.A: The Ameican Society of Mechanical Engineering.

Chamsudi, A. (2005). Piping Stress Analysis. Serpong: Badan Tenaga Nuklir

Nasional PUSPITEK.Det Norske Veritas. (2003). Rules for Classification of Ships.Oslo: Det Norske

Veritas.

Kannappan, S. (1986). Introduction To Pipe Stress Analysis.U.S.A: John Wiley

and Sons, Inc.

Murdoch, E. (2012).A Master's Guideto Ship's Piping 2nd Edition.London: The

Standard Club with RINA.

Nayyar, M. L. (2000).Piping Handbook (Seventh Edition).U.S.A: McGraw-Hill

Companies.

Smith, P. R., & Laan, T. J. (1987). Piping and Pipe Support Systems.New York:

McGraw Hill, Inc


20/20

LAMPIRAN

1. Biodata Peneliti

2. Dosen Pembimbing

Pelaksana Tugas Akhir

No. Nama NRP Sem/Kelas Lokasi OJT

1 Ali Ardiansyah 6810040019 7 / TP 7 PT. Orela Shipyard

Dosen Pembimbing

No. Nama NIP

1 Budi Prasojo, ST., MT 196807011988021001

2 Ir. Endah Wismawati, MT 196011021988122001

Penulis dilahirkan di Bojonegoro, 18 Mei 1992.

Penulis telah menempuh pendidikan formal yaitu di

SDN Kedanyang Kab. Gresik, SMP Islam Manbaul

Ulum Kab. Gresik dan SMK SEMEN GRESIK.

Setelah lulus dari SMK tahun 2010, Penulis

mengikuti PMDK dan diterima di Program Studi

D4-Teknik Perpipaan Politeknik Perkapalan Negeri

Surabaya (PPNS) pada tahun 2010 dan terdaftar

dengan NRP. 6810040019.

STRESS ANALYSIS OF CARGO PIPING SYSTEM ON DECK LINE

Documents

Transcript of STRESS ANALYSIS OF CARGO PIPING SYSTEM ON DECK LINE