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
7/25/2019 STRESS ANALYSIS OF CARGO PIPING SYSTEM ON DECK LINE
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
7/25/2019 STRESS ANALYSIS OF CARGO PIPING SYSTEM ON DECK LINE
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.
7/25/2019 STRESS ANALYSIS OF CARGO PIPING SYSTEM ON DECK LINE
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
7/25/2019 STRESS ANALYSIS OF CARGO PIPING SYSTEM ON DECK LINE
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
7/25/2019 STRESS ANALYSIS OF CARGO PIPING SYSTEM ON DECK LINE
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
7/25/2019 STRESS ANALYSIS OF CARGO PIPING SYSTEM ON DECK LINE
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)
7/25/2019 STRESS ANALYSIS OF CARGO PIPING SYSTEM ON DECK LINE
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).
7/25/2019 STRESS ANALYSIS OF CARGO PIPING SYSTEM ON DECK LINE
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)
7/25/2019 STRESS ANALYSIS OF CARGO PIPING SYSTEM ON DECK LINE
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)
7/25/2019 STRESS ANALYSIS OF CARGO PIPING SYSTEM ON DECK LINE
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)
7/25/2019 STRESS ANALYSIS OF CARGO PIPING SYSTEM ON DECK LINE
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.
7/25/2019 STRESS ANALYSIS OF CARGO PIPING SYSTEM ON DECK LINE
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
7/25/2019 STRESS ANALYSIS OF CARGO PIPING SYSTEM ON DECK LINE
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
7/25/2019 STRESS ANALYSIS OF CARGO PIPING SYSTEM ON DECK LINE
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
7/25/2019 STRESS ANALYSIS OF CARGO PIPING SYSTEM ON DECK LINE
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.
7/25/2019 STRESS ANALYSIS OF CARGO PIPING SYSTEM ON DECK LINE
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.
7/25/2019 STRESS ANALYSIS OF CARGO PIPING SYSTEM ON DECK LINE
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
7/25/2019 STRESS ANALYSIS OF CARGO PIPING SYSTEM ON DECK LINE
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
7/25/2019 STRESS ANALYSIS OF CARGO PIPING SYSTEM ON DECK LINE
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.
Top Related