hendriyadi ir. wasis dwi aryawan, m.sc., ph.d. ir. hesty ... · • membuat rencana garis, •...

1

Oleh:

Hendriyadi

Ir. Wasis Dwi Aryawan, M.Sc., Ph.D.

Ir. Hesty Anita Kurniawati, M.Sc.

Tugas Akhir - MN091382

Rekayasa Perkapalan – Perencanaan

Jurusan Teknik Perkapalan

Fakultas Teknologi Kelautan

Institut Teknologi Sepuluh Nopember

19 January 2012

Latar Belakang

19 January 2012 2

Konversi minyak tanah LPG

Peningkatan Kebutuhan LPG

Peningkatan Distribusi LPG

Darat

Laut DangkalDalam

LPG Carrier

Distribusi LPG jalur laut

Gambar 2. Konsumsi LPG di Indonesia

Sumber: http://www.pertamina.co.id

Meningkatnya Kebutuhan LPG.

http://www.pertamina.co.id/

Latar Belakang

Konsep Desain LPG Carrier/Ammonia Tanker

19 January 2012

Kharisma L, 2009 Sukma M, 2010 Hendriyadi, 2011

3

19 January 2012 4

• Bagaimana merumuskan desain LPG Carrier/Ammonia Tanker di bawah 6.000 m3?

• Bagaimana menentukan ukuran utama LPG Carrier/Ammonia Tanker di bawah 6.000 m3?

• Bagaimana membuat program komputer yang dapat diaplikasikan untuk LPG Carrier/Ammonia

Tanker di bawah 6.000 m3 ?

• Apakah kondisi LPG Carrier/Ammonia Tanker yang dirancang memenuhi syarat – syarat teknis yang

berlaku ?

Perumusan Masalah

19 January 2012 5

MAKSUD

• Mengembangkan metodologi konsep desain LPG Carrier/Ammonia Tanker di bawah 6.000 m3

TUJUAN• Membuat prosedur penentuan ukuran utama yang meliputi panjang tangki, diameter tangki, panjang kapal, lebar kapal, dan

tinggi kapal,

• Membuat program komputer prosedur penentuan ukuran utama,

• Mengaplikasikan program komputer untuk LPG Carrier 5.000 m3,

• Membuat Rencana Garis,

• Membuat Rencana Umum.

Maksud dan Tujuan

19 January 2012 6

Model Perhitungan hanya dapat diaplikasikan pada kapal dengan muatan di bawah 6.000 m3,

Menggunakan metode kapal pembanding LPG Carrier/Ammonia Tanker,

Output utama yaitu Cargo Tank, Layout Midship Section, Lines Plan, dan General Arrangement,

Studi kasus menggunakan salah satu LPG Carrier/Ammonia Tanker yang telah beroperasi di

Indonesia,

Tidak menghitung Longitudinal Strength.

Batasan Masalah

Jenis kapal menurut muatannya

Tinjauan Pustaka

19 January 2012

Sumber: Code for the Construction and Equipment of Ships Carrying Liquefied Gases in Bulk (IGC Code), IMO

7

Gas Carrier3G

1G

2PG

2G

Chapter 19 IGC.docx

Kategori Tangki

Tinjauan Pustaka

19 January 2012

Independent Tank Type A

Gambar 16. Independent Tank Type A

Sumber: Gas Carrier Advanced Course

• Membutuhkan secondary barrier

• Design vapour pressure (Po) tidak lebih dari 0.7 kP/cm2

Independent Tank Tangki self-supporting yang tidak membentuk bagian dari lambung kapal dan tidak berpengaruh untuk kekuatan lambung kapal

8

Independent Tank B

Gambar 17. Independent Tank Type B

• Dirancang menggunakan uji model untuk menentukan tingkat tegangan,

umur kelelahan, dan karakteristik perambatan retak

• Membutuhkan partial secondary barrier

• Design vapour pressure (Po) tidak lebih dari 0.7 kP/cm2

Sumber: Gas Carrier Advanced Course

Kategori Tangki

Tinjauan Pustaka

19 January 2012

• Disebut juga pressure tanks,

• Tidak membutuhkan secondary barrier

9

Independent Tank C

Gambar 18. Independent Tank Type C Sumber: Gas Carrier Advanced Course

Jenis TangkiIndependent Tank C • Bentuk badan kapal lebih ideal

• Konsumsi bahan bakar lebih rendah dapat dirancang

• Stabilitas kapal baik

• Tidak membutuhkan secondary barrier

• Kapasitas muatan dibatasi oleh tebal maximum dari kulit tangki

Gambar 20. Cylindrical Tank

Sumber: http://vanmennen.com/Design Innovation in Shipping

http://vanmennen.com/

Metode Desain LPG Carrier/Ammonia

Tanker di bawah 6.000 m3

19 January 2012

Studi Literatur

Program Komputer

AplikasiProgram

Komputer

Buku literatur

Visualisasi

Internet

Power

Ukuran utama

Berat

Stabilitas

Freeboard

Hold Capacity

Rencana Garis Rencana Umum

10

19 January 2012 11

Analisis danPembahasan

PengumpulanData

Analisis danPembahasan

• Model Matematis

• Program Komputer

• Aplikasi Program Komputer

• Rencana Garis

• Rencana Umum

PengumpulanData

• Studi Literatur

• Kapal Pembanding LPG Carrier di bawah 6.000 m3

• LPG Carrier “Gas Khao Bo Ya” 5.000 m3

1. Cargo Tank

2. Midship Section

3. Construction Profile



Owner Requirement merupakan permintaan dari pemilik kapal yang terdiri dari jenis kapal, jenis

muatan, volume muatan, payload, dan kecepatan dinas.

DATA KAPAL

Tipe Kapal LPG Carrier

Nama Kapal GAS KHAO BO YA

Payload 5000 m3

LPP

94 m

L(0.96xLWL) 97.3 m

Bmld0

20 m

Hmld0

8 m

Dt 11.6 m

Tmld0

5.8 m

Tscantling

5.85 m

Δ 8600 ton

ρair laut

1.025 ton/m3

Vdisp.

8390 m3

Cb

0.769

Main Engine 4400 ps

Speed 13 knot

Applied Rule BV



Owner Requirement

Studi Kasus :

LPG Carrier Gas Khao Bo Ya 5.000 m3 milik PT Berlian Laju Tanker Tbk.

19 January 2012 12

19 January 2012 13



Predefined Cargo Tank

19 January 2012 14



Predefined Cargo Tank

Vt = Va + (Vb + Vc)

Vt =Vsilinder + Vbola

=(π . R^2 . Lt) + (4 . π . Rt^3)/3

=(π . Dt^2 . Lt)/4 + (1 . π . Dt^3)/6

=(π . Dt^2 . Lt)/4 + (4 . π . Dt^3)/24

Vt = (π . Dt^2 . Lt)/4 + (2 . 0.5 . 4 . π . Dt^3)/24

Vt =(π . Dt^2 . Lt)/4 + (π . Dt^3)/6

di mana,

Lt = 1.414 . Dt

maka,

Vt =(π . Dt^2. 1.414227937 . Dt)/4 + (π . Dt^3)/6

=(π . Dt^3. 1.414227937)/4 + (π . Dt^3)/6

Dt = (Vt/((π . 1.414227937/4) + (π/6)))

At = Aa + Ab + Ac

di mana,

Aa =Luas permukaan sillinder

Ab = Ac =Luas permukaan setengah bola

At = Aa + (Ab + Ac)

=Asilinder + Abola

=(π . Dt . Lt) + (4π . Dt^2/4)

At =π . Dt . (Lt + Dt)

= 1020.573

19 January 2012 15



Ukuran Utama

Bmin (long) = 2 . 0,76 + 2 . ti + Dt

Bmin (long) = (Dt + 2 ti) . 5/3

Bmld = Bmld0 - (Dt0 - Dt1)

Lpp = Laft peak + Lengine room + Lcargo space + Lfore peak

Laft peak + Lengine room = PB . (18/1000) + 20

L cargo space (satu tangki) = stiffener + void space + insulation + tank + insulation + void space

Hmin

= B/15 + 2 . ti + Dt + 0,45

Hmin

= 2 + 2 . ti + Dt + 0,45

Panjang kapal (Lpp)

Lebar kapal (Bmld)

Tinggi kapal (Hmld)

Sarat kapal (Hmld)

Δ = L . B . T . Cb . ρ

DWT+LWT = L . B . T . Cb . Ρ

T = (DWT+LWT)/L . B . T . CB . ρ

Sumber: Design Innovation in ShippingIGC Code

19 January 2012 16



Berat

Deadweight (DWT) Lightweight (LWT)

1. Payload2. Fuel Oil3. Rest Weight

1. Hull2. Superstructure and

Deck House3. Machinery4. Equipment &

Outfitting5. Cargo Tank

Hull Weight

Berat

Metode Pendekatan Metode Pos per Pos

Berat Pos per PosPendukung

Kekuatan MemanjangPendukung

Kekuatan Melintang

19 January 2012 17



Predefined Midship Section

Layout

Midship Section

Perhitungan Berat LambungPos per Pos

Tujuan

19 January 2012 18




19 January 2012 19




Rekapitulasi Konstruksi Pelat Gas Khao Bo Ya 5.000 m3

Jurusan Teknik Perkapalan FTK - ITS Ukuran Utama

Nama Kapal : GAS KHAO BO YA Lpp0 = 94 m

Tipe Kapal : LPG Carrier Bmld0 = 20 m

Klasifikasi : Bureau Veritas Hmld0 = 8 m

T0 = 5.8 m

hdb0 = 1.35 m

Hhopper-top0 = 2.95 m

Hmld0 - Hhopper-top0 - hdb0 = 3.7 m

Dt0 = 11.6 m

Rekapitulasi Pelat

No. Nama Bagian Konstruksi DetailMidship Section

Tebal [mm] Lebar [mm] Jumlah [Σ0]

1 Pelat Alas 11.5 2500 62 Pelat Alas Dalam No. 1 - 2 11 2800 4

No. 3 9 4400 2

3 Pelat Lunas 14 2000 14 Pelat Hopper Memanjang Atas 10 2400 2

Diagonal 1 10 2000 2

Diagonal 2 11 1800 25 Pelat Hopper Melintang atas 10.5 600 2

bawah 10.5 150 2

sisi 10.5 700 2

diagonal 10.5 700 26 Pelat Sisi No. 1 - 3 11.5 2850 2

No. 4 - 6 11.5 1900 2

No. 7 - 8 20 1800 2

7 Pelat Lajur Bilga 11.5 2450 2

8 Pelat Geladak 20 2000 4

9 Pelat Penumpu Tengah 9 1180 1

10 Pelat Penumpu Samping 9 1400 4

11 Wrang Pelat 10 20000 112 Wrang Kedap Air No. 1 - 7 15 10500 1

No. 9 - 13 12 2250 2

19 January 2012 20




Jurusan Teknik Perkapalan FTK - ITS Ukuran Utama

Nama Kapal : GAS KHAO BO YA Lpp0 = 94 m

Tipe Kapal : LPG Carrier Bmld0 = 20 m

Klasifikasi : Bureau Veritas Hmld0 = 8 m

T0 = 5.8 m

hdb0 = 1.35 m

Hhopper-top0 = 2.95 m

Hmld0 - Hhopper-

top0 - hdb0 = 3.7 m

Dt0 = 11.6 m

Rekapitulasi Profil Ruang Muat

No. Nama Bagian Konstruksi Detail Midship Section

Type Ukuran [mm] Frame Spacing [mm] Jumlah [Σ0]

1 Pembujur Alas No. 1 - 7 L 150 x 90 x12 660 12

No. 9 - 13 L 250 x 90 x 10 670 10

2 Pembujur Alas Dalam All L 150 x 90 x 9 660 16

3 Penegar Tengah I 125 x 12 2610 14 Penegar Sisi No. 1 I 125 x 12 5250 2

No. 2 I 125 x 12 4750 2

5 Strut L 150 x 90 x 9 660 10

6 Pelintang Sisi T 700 x 150 x 12 2800 2

7 Pembujur Sisi No. 5 - 8 L 150 x 90 x 9 740 88 Pembujur Hopper Sisi (No.1 - 2) L 200 x 90 x 12 740 4

Sisi (No. 3) L 150 x 90 x 12 740 2

Atas (All) L 150 x 90 x 12 800 4

Diagonal (All) L 150 x 90 x 12 615 10

9 Pelintang Geladak T 700 x 250 x 25 2800 210 Penumpu Geladak Profil 1 I 200 x 25 4000 2

Profil 2 I 1400 x 12 4000 2

Profil 3 (Top Plate) I 250 x 12 4000 2

10 Pembujur Geladak No. 1 - 4 I 250 x 25 800 8

Rekapitulasi Konstruksi Stiffener Gas Khao Bo Ya 5.000 m3

Aplikasi Desain LPG Carrier/

Ammonia Tanker 5.000 m3

Berat Pos per Pos

Perhitungan Luas StationDIAGRAM NSP

19 January 2012

x - x1 = y - y1

x2 - x1 y2 - y1

Rumus interpolasi :

21

Station Cb (koefisien blok)

0.6 0.65 0.7 0.75 0.8 0.701

AP 0% 0% 0% 0% 0% 0%

1 9.023% 9.774% 10.526% 12.782% 18.797% 10.562%

2 23.308% 25.564% 29.323% 36.090% 43.609% 29.431%

3 38.346% 44.361% 48.120% 55.639% 72.180% 48.240%

4 55.639% 63.910% 69.173% 75.188% 89.474% 69.268%

5 72.932% 78.947% 82.707% 87.218% 92.481% 82.778%

6 81.955% 88.722% 91.729% 93.985% 97.744% 91.765%

7 90.977% 94.737% 96.992% 97.744% 100% 97.004%

8 96.992% 97.744% 98.496% 100% 100% 98.520%

9 99.248% 100% 100% 100% 100% 100%

10 100% 100% 100% 100% 100% 100%

11 99.248% 100% 100% 100% 100% 100%

12 95.489% 98.496% 100% 100% 100% 100%

13 88.722% 94.737% 99.248% 100% 100% 99.260%

14 78.195% 88.722% 95.489% 100% 100% 95.560%

15 63.910% 76.692% 87.970% 96.992% 100% 88.113%

16 48.120% 60.150% 75.940% 89.474% 96.992% 76.155%

17 32.331% 42.105% 57.143% 74.436% 90.226% 57.417%

18 18.045% 24.060% 34.586% 50.376% 71.429% 34.837%

19 6.015% 8.271% 12.782% 21.053% 34.586% 12.913%

FP 0% 0% 0% 0% 0% 0%

19 January 2012 22



Diagram Konseptual Ukuran Utama



Owner Requirement

No. Data Keterangan

1.1 Jenis kapal LPG Carrier

Fully Refrigerated

2.1 Jenis muatan LPG/Ammonia

2.2 Volume muatan 5000 m3

2.3 Payload muatan 4500 ton

3.1 Kategori Tangki Independent Tank

3.2 Jenis tangki Longitudinal Cylindrical Tank

3.3 Tank Ends Hemispherical

3.4 Jumlah Tangki 2

3.5 Volume 1 tangki 2500 m3

4.1 Kecepatan dinas 13 knot

5.1 Daerah pelayaran Perairan Indonesia (Domestik)

6.1 Klasifikasi BKI

19 January 2012 23



Output Aplikasi Desain LPG Carrier 5.000 m3

19 January 2012 24

OUTPUT

Simbol Pengertian Nilai Satuan

PRINCIPAL DIMENSIONS

Loa panjang seluruh kapal 94.135 m

Lwl panjang garis air kapal 91.087 m

Lpp panjang perpendicular kapal 89.653 m

Bmld lebar kapal 20.000 m

Hmld tinggi kapal 7.860 m

T sarat kapal 6.157 m

CB koefisien blok 0.699

DISPLACEMENT

ΔB berat buoyancy 7837 ton

Vdisp. volume displasemen 7714 m3

DEADWEIGHT (DWT)

DWT deadweight 4782 ton

1. Payload berat muatan 4500 ton

2. Fuel Oil berat bahan bakar 54 ton

3. Rest Weight 228 ton

LIGHTWEIGHT (LWT)

LWT lightweight 3125 ton

1. Hull baja lambung (pendekatan) 936 ton

baja lambung (pos per pos) 894 ton

2. Superstructure,Wheelhouse bangunan atas dan rumah geladak 195 ton

3. Cargo Tank tangki ruang muat 1602 ton

4. Machinery permesinan 118 ton

5. E&O peralatan dan perlengkapan 273 ton

DESIGN DISPLACEMENT

ΔG berat gravity 7906 ton

ERROR MARGIN

ΔB - ΔG selisih antara ΔB dan ΔG (ton) 69 ton

selisih antara ΔB dan ΔG (%) 0.886%

CARGO TANK PROPERTIES

Category kategori tangki ruang muat Independent C

jenis tangki ruang muat Long. Cylindrical

Material material tangki ruang muat Low Carbon Steel

Total Capacity kapasitas total tangki ruang muat 5102 m3

POWERING

vs kecepatan 13 m/s

BHP power 1103 kW

S Radius pelayaran 1494 mile

2767 km

MAIN ENGINE AND GENSET

Merek Wartsila

Tipe 6L20

Daya Main Engine 1200 kW

Daya Genset 1140 kW

PROPULSOR

Single Screw Propeller 4-blade

D diameter propeller 3.387 m

ηp efisiensi propeller 0.642

ACCEPTANCE CRITERIA

Stability cek stabilitas YES

Freeboard cek freeboard Accepted

Archimedes's Law Check cek hukum archimedes Accepted

COMPLEMENT

Crew jumlah ABK 22 persons

CLASSIFICATION

Biro Klasifikasi Indonesia

COST

Total Cost biaya pembangunan $ 26,374,256 US$

Operational Cost biaya operasional $ 192,502 US$



Stability & FreeboardFREEBOARD

Simbol Nilai Satuan

d₁ 6.681 m

Cb 0.644

S 35.861 m

Type Type A

Fb 984

+Fb1 -3.880 m

+Fb2 0.00 m

+Fb3 351.64 m

-Fb4 -207 m

+Fb5 -274.204 m

Fb' 1125.121 m

Fba 1702.221 m

Batasan Accepted

OUTPUT

Simbol Nilai Satuan

∆t 11010.385 ton

δ -2276.700 ton

Cw' 0.981

Cw'' 0.826

Cm' 0.451

Cpv' 0.894

Cpv'' 0.742

KG 18.706 m

f₀ 0.105 m

f₁ 0.177 m

f₂ 0.800 m

h₁ 0.464 m

KG' 5.276 m

GG' 0.425 m

h₀ 0.454 m

KB₀ 11.037 m

G'B₀ -5.760 m

h₂ 0.435 m

BM₀ 17.193 m

GM₀ 2.903 m

Ld 30˚ 0.350 m

Ld 40˚ 1.557 m

30˚- 40˚ 1.208

GZ 30˚ 2.474

Ѳmax 40.903 rad

ACCEPANCE CRITERIA (IMO)

Ketentuan Keterangan

e0.30o ³ 0.055 Accepted

e0.40o ³ 0.09 Accepted

e30,40o ³ 0.03 Accepted

h30o ³ 0.2 Accepted

fmax ³ 25o Accepted

GM0 ³ 0.15 Accepted

Status YES

19 January 2012 25



Hold Capacity

HOLD CAPACITY

Simbol Keterangan Nilai Satuan

Lpp

panjang perpendicular

kapal 89.653 m

Lwl panjang garis air kapal 91.087 m

Bm lebar kapal 20.000 m

Hm tinggi kapal 7.860 m

T sarat kapal 6.157 m

LRM panjang ruang muat 63.010 m

CB koefisien blok 0.699

C tinggi chamber 1/50B 0.400 m

CM mean chamber 2/3C 0.267 m

DC capacity depth D+CM 8.126 m

CBdeck koefisien blok deck 0.701Vup total volume kapal di

bawah upper deck dan

diantara perpendicular

L.B.D.CB deck

10211.060 m3

Vr volume ruang muat 5102.041 m3

Vu

hatch coaming?ada atau

tidak?tidak = 0 0

s konstanta 0.02

Vm

kebutuhan volume

muatan 5206.164 m3

Wmachinery berat permesinan 118.398 ton

VKM volume kamar mesin 910.753 m3

Ldb panjang double bottom 63.010 m

Bdb lebar double bottom 20.000 m

hdb tinggi double bottom 1.333 m

Vdb volume double bottom 1680.269

Lhopper top panjang hopper top 63.01 m

Bhopper top lebar hopper top 7.5 m

Dhopper top Dhopper top = Dm - hdb 2.950 m

Vhopper top volume hopper top 1394.098 m3

LCF

panjang cofferdam =

panjang 1 jarak gading 0.6 m

BCF

lebar cofferdam = lebar

kapal 20.000 m

hCF tinggi cofferdam = Dm - hdb 6.526 m

VCF volume cofferdam 78.31439 m3

Vtangki volume tangki 69.789 m3

VCH volume ceruk haluan 230.882 m3

VCB volume ceruk buritan 230.882 m3

VO kebutuhan volume lain-lain 4594.986 m3

VH volume yang dibutuhkan 9801.151 m3

ΔV = Vup - VH 409.909 m3

(ΔV/Vup) x

100% 4.014%

Koreksi Accepted

19 January 2012 26



Rencana Umum

19 January 2012 27

19 January 2012 28

Kesimpulan

Telah dibuat pengembangan metodologi konsep desain LPG Carrier/Ammonia

Tanker di bawah 6.000 m3,

Telah ditentukan ukuran utama cargo tank dan ukuran utama kapal,

Telah dibuat program komputer desain LPG Carrier/Ammonia Tanker

di bawah 6.000 m3,

Telah dibuat pengaplikasian program komputer untuk LPG Carrier 5.000 m3,

Telah dibuat Rencana Garis dan Rencana Umum LPG Carrier 5.000 m3.

KESIMPULAN DAN SARAN

19 January 2012 29

Diperlukan tambahan predefined cross section,

Diperlukan perhitungan Longitudinal Strength,

Diperlukan perhitungan pembebanan tangki dan muatan, misalnya

pembebanan akibat sloshing.

Saran

KESIMPULAN DAN SARAN

Biro Klasifikasi Indonesia. 2006. Rules for the Classification and Construction of Sea Going Steel Ships: Volume II, Rules for Hull edition 2008. BKI: Jakarta

George C. Manning. 1956. The Theory and Technique of Ship Design. The Technology Press of the Massachusetts Institute of Technology: Massachusetts

H. Schneekluth & V. Bertram. 1998. Ship Design for Efficiency and Economy, 2nd ed. Butterworth-Heinemann: Oxford

IMO, 2002. International Convention of Load Lines 1966 and Protocol, IMO: London

IMO, 2004. International Code for the Construction and Equipment of Ships Carrying Liquefied Gasses In Bulk, IMO: London

Lazuardi, Kharisma. 2009. Pengembangan Metodologi Praperencanaan Kapal LPG/Amonia Tanker Dibawah 10.000 m3. Tugas Akhir Jurusan Teknik Perkapalan FTK ITS: Surabaya

Maharani, Sukma. 2010. Studi Pengembangan Konsep Desain Kapal LPG/Amoniak Tanker untuk Perairan Nusantara. Tugas Akhir Jurusan Teknik Perkapalan FTK ITS: Surabaya

Watson, GM, 1998. Practical Ship Design. Elsevier Science Ltd: Oxford

Wijnolst, N, 1995, Design Innovation in Shipping, Delft University Press: Stevinweg.

Van Dokkum, Klaas. 2003. Ship Knowledge: a Modern Encyclopedia. Enkhuizen: Dokmar

DAFTAR PUSTAKA

19 January 2012 30

19 January 2012 31

Pengembangan Metodologi Konsep Desain LPG

Carrier/Ammonia Tanker di bawah 6,000 m3

19 January 2012 32

Midship Section Gas Khao Bo Ya 5,000 m3

Steel Plan Gas Khao Bo Ya 5,000 m3

Chart Konseptual Overall

Rencana Umum

Pengembangan Metodologi Konsep Desain LPG

Carrier/Ammonia Tanker di bawah 6,000 m3

hendriyadi ir. wasis dwi aryawan, m.sc., ph.d. ir. hesty ... · • membuat rencana garis, •...

Documents