tugas 3 pipa bawah laut-15512027

8/19/2019 Tugas 3 Pipa Bawah Laut-15512027

1/112

BAGIAN A

1. A) Kriteria desain tebal pipa yang harus dipenuhi terkait internal

pressure containment/hoop stress

Menurut ASME B31.8

Tekanan desain untuk sistem pipa baja atau tebal pipa nominal untuk

tekanan desain yang telah ditentukan dapat dihitung dengan

persamaan berikut :

P=2St

D FET

(U.S. Customary Units)

P=2000St

D FET

(SI Units)

DimanaD = Diameter luar pipa nominal (inh ! mm)" = #aktor longitudinal joint ($ilai " terdapat pada tabel %&'.'.')


2/112

*ika jenis longitudinal joint tidak bisa ditentukan seara pasti! maka

nilai " digunakan +., untuk pipa $-S & (D$ '++) dan yang lebih keil!

atau +.% untuk pipa yang lebih besar dari $-S & (D$ '++).

# = #aktor desain ($ilai # terdapat pada tabel %&'.'.,')

- = Tekanan desain (psig! k-a) (batasan untuk nilai - terdapat pada

bagian %&'.'.)

S = Spei/ed 0inimum 1ield Strength (psi! 0-a) (batasan untuk nilai S

terdapat pada bagian %&'.'.&)


3/112

T = Temperature derating 2ator (terdapat pada tabel %&'.'%')

t = tebal dinding pipa nominal (inh! mm)

Untuk pipa dan riser! tensile hoop stress akibat perbedaan antara

tekanan internal dan eksternal tidak boleh melebihi nilai yang

diberikan berikut.

Sh ≤ F 1 ST (')


4/112

P

(¿¿ i− Pe) D

2t Sh=¿

(3)

P

(¿¿ i− Pe) D

2000t Sh=¿¿

()

atau

P

(¿¿ i− Pe) D−t 2 t

Sh=¿ (&)

P

(¿¿ i− Pe) D−t 2000t

Sh=¿¿

(4)

Dimana

F 1 = hoop stress design 2ator dari tabel 5%&3.3.3'

Pe = tekanan eksternal! psi (k-a)

Pi = tekanan internal ranangan! psi (k-a)

S

= spei/ed minimum yield strength! psi (0-a)Sh = hoop stress! psi (0-a)

T = temperature derating 2ator dari table %&'.'.%'

t = tebal dinding pipa nominal! in. (mm)

Catatan :


5/112

Direkomendasikan bah6a persamaan (3) digunakan untuk D7t yang

lebih besar atau sama dengan +! dan persamaan () digunakan untuk

D7t kurang dari +

Menurut N! "S #1$1

Tekanan di dalam pipa perlu memenuhi kriteria sebagai berikut.

Dimana :

-l8 = -li selama operasi dan - l8 = -lt selama tes

Tahanan pressure containment pb(t) diberikan sebagai berikut.


6/112

Menurut N! 1%81

Untuk pipa dengan tensile hoop stress σ y yang diakibatkan

perbedaan antara tekanan eksternal dan internal! tidak boleh melebihi

nilaiσ yp yang diijinkan sebagai berikut :

σ yp=ηhσ F k t

ηh=faktor penggunaan

σ yp=hoop stress yang diijinkan

σ F =specified minimum yield strength

k t =temperature deratingfactor , untuk temperatur dibaah120o

! , k t =1.0

*ika tidak ada metoda yang lebih akurat untuk digunakan! tensile hoop

stress! untuk dibandingkan denganσ yp sebelumnya! ditentukan

dengan 2ormula :

σ y=( pi− pe) D

2 t

pi=tekananinternal

pe=tekananeksternal

D=diameter luar pipa nominal

t =tebaldinding pipanominal

( pi− pe ) merupakan selisih maksimum ( pima"− pemin) sepanjang

bagian pipa yang memiliki D!t! dan si2at material yang konstan! dan


7/112

dimana tekanan di uji pada sebuah operasi yang sama. pima" tidak

boleh kurang dari salah satu tekanan yang lebih tinggi berikut :−ma"imumsteady stateoperating pressure

−static head pressureith theline∈a static condition

pemin tidak boleh lebih besar dari tekanan air pada satu titik saat air

surut.

Menurut A&I '& 1111

Hydrostatic test pressure! pipeline design pressure! dan incidental

overpressure! termasuk tekanan internal dan e8ternal yang bekerja

pada pipa! tidak boleh melebihi nilai yang ditentukan persamaan

berikut :

Pt ≤ f d f e f t Pb

Pd ≤0.80 P t

Pa ≤0.90 Pt

Dimana

f d = faktor desain tekananinternal , dapat diterapkanuntuk semua pipa

= +.9 untuk pipa

= +.4 untuk riserf e = 6eld joint 2ator! longitudinal or spiral seam 6eld. anya

material dengan nilai 2aktor ' yang dapat diterima.f t = temperature derating 2ator

= '.+ untuk temperatur kurang dari '3'oC (34+o#) Pa = inidental o;erpressure (tekanan internal dikurangi tekanan

eksternal)! dalam satuan $7mm3 (psi) Pb = spei/ed minimum burst pressure dari pipa! dalam satuan

$7mm3 (psi) Pd = tekanan desain pipa! dalam satuan $7mm3 (psi)


8/112

Pt = tekanan tes hidrostatis (tekanan internal dikurangi tekanan

eksternal)! dalam satuan $7mm3 (psi)

Spei/ed minimum burst pressure (-b)ditentukan dengan salah satu

persamaan berikut :

Pb=0.45 ( S+# ) ln D

Di atau

Pb=0.90 ( S+# ) t

D−t

Dimana

D = diameter luar pipa! dalam satuan mm (in.)

Di = D < 3t = diameter dalam pipa! dalam satuan mm (in.)S = spei/ed minimum yield strength (S01S) pipa! dalam satuan

$7mm3 (psi)t = tebal dinding pipa nominal! dalam satuan mm (in.)U = spei/ed minimum ultimate tensile strength pipa! dalam

satuan $7mm3 (psi)ln = logaritma natural

Catatan :'. edua persamaan tersebut eki;alen untuk D7t > '4. Untuk D7t ? '4!

direkomendasikan untuk menggunakan persamaan

Pb=0.45 ( S+# ) ln D Di

3. -enentuan spei/ed minimum burst pressure untuk material yang

tidak terdapat pada da2tar harus mengikuti ketentuan pada 5ppendi8

5.. ontrol yang lebih baik dari properti mekanikal dan dimensi dapat

menghasilkan pipa dengan per2orma burst yang lebih baik. Spei/ed

minimum burst pressure dapat meningkat dan mengikuti ketentuan

pada 5ppendi8 @.

Untuk desain beban longitudinal! efective tension yang diakibatkanstatic primary longitudinal loads tidak boleh melebihi nilai :

T eff ≤0.60T y

Dimana

T eff =T a− Pi $ i+ P0 $0


9/112

T a=σ a $

T y=S$

$= $0− $i=%

4 ( D2− D2i)

$= $rea potongan melintang dari pipa baja ,dalam satuanmm2(¿ &2)

$ i= $rea potonganmelintang internal dari pipa baja, dalamsatuan mm2(¿ &2)

$0= $rea potonganmelintang eksternal dari pipa baja, dalamsatuan mm2(¿ &2)

Pi=Tekananinternal pada pipabaja , dalam satuan ' /mm2( psi)

P0=Tekanan hidrostatik eksternal pada pipabaja , dalam satuan ' /mm2( psi)

T eff =Teganganefektif pada pipa, dalamsatuan ' (lb)

T a=Tegangan aksial pada pipa , dalam satuan ' (lb)

T y=Teganganleleh pada pipa , dalam satuan ' (lb)

σ a=Tekananaksial pada dinding pipa, dalam satuan ' /mm2( psi)

B) Kriteria desain tebal pipa yang harus dipenuhi terkait external

pressure collapse

Menurut ASME B31.8

riteria desain tebal pipa yang harus dipenuhi terkait external

pressure collapse menurut 5S0" @'.% terdapat bagian 5%&3.'.3

tentang collapse. etebalan dinding pipa harus diranang untuk

menahan collapse akibat tekanan hidrostatik eksternal. -ertimbangan

harus memasukkan juga e2ek dari mill tolerance akibat 2abrikasi pada

ketebalan dinding pipa! out o roundness ! dan 2aktor lainnya. In2ormasilainnya mengikuti 5-I A- ''''! bagian &..3.' tentang collapse due to

external pressure dimana collapse pressure dari pipa harus melebihi

external pressure sepanjang pipa dan dirumuskan sebagai berikut :


10/112

P

(¿¿o− Pi)≤ f o Pc¿

Dimana

f o=collapse factor

¿0.7untuk seamlessatau pipa E()

¿0.6untuk pipacold e"panded , seperti pipa DS$)

Pc=collapse pressure dari pipa , dalam satuan ' /mm2( psi)

-ersamaan berikut dapat digunakan untuk menghitung collapse

pressure :

Pc= P y Pe

√ P y2+ Pe

2

P y=2S ( t D )

Pe=2 E( t D )

3

(1−*2 )

Dimana

E=moduluselastisitas , dalam satuan ' /mm2(lb/ psi)

Pe=elastic collapse pressure dari pipa , dalam satuan ' /mm2( psi)

P y= yield pressure saat collapse , dalam satuan ' /mm2( psi)

*= Poisson+ sratio (0.3untuk baja)

Collapse pressure yang dihitung dengan rumus diatas harus

dibandingkan dengan tekanan hidrostatis karena kedalaman air untukmemastikan bah6a tebal pipa yang dipilih telah memadai untuk

rentang kedalaman air yang dihadapi.

Menurut N! "S #1$1


11/112

Tahanan karakteristik untuk tekanan eksternal (p) harus dihitung

sebagai berikut.

B;alisasi yang disebabkan selama 2ase konstruksi perlu dimasukan

dalam total keo;alan yang digunakan dalam desain. B;alisasi akibat

tekanan eksternal air atau momen lentur tidak perlu dimasukan.

Tekanan eksternal pada setiap titik sepanjang pipeline harus

memenuhi kriteria berikut.

Menurut N! 1%81

-ada D$ '9%'! tidak terdapat kriteria desain tebal pipa tertentu yang

harus dipenuhi terkait e8ternal pressure ollapse

Menurut A&I '& 1111


12/112

Collapse pressure dari pipa harus melebihi tekanan eksternal

dimanapun sepanjang pipa yang dirumuskan sebagai berikut :

P

(¿¿o− Pi)≤ f o Pc

¿

Dimana

f o=collapse factor


¿0.6untuk pipacold e"panded , seperti pipa DS$)

Pc=collapse pressure dari pipa , dalam satuan ' /mm2( psi)

-ersamaan berikut dapat digunakan untuk menghitung collapse pressure :

Pc= P y Pe

√ P y2+ Pe

2

P y=2S ( t D )

Pe=2 E

( t D )3

(1−*2 )

Dimana

E=moduluselastisitas , dalam satuan ' /mm2(lb/ psi)

Pe=elastic collapse pressure dari pipa, dalam satuan ' /mm2( psi)

P y= yield pressure saat collapse( plastic collapse pressure) , dalamsatuan ' /mm2( psi)


Collapse pressure yang dihitung dengan rumus diatas harus

dibandingkan dengan tekanan hidrostatis karena kedalaman air untuk

memastikan bah6a tebal pipa yang dipilih telah memadai untuk rentang

kedalaman air yang dihadapi.


13/112

() Kriteria desain tebal pipa yang harus dipenuhi terkait

propagation buckling

Menurut ASME B31.8

Buckling pada pipa dan riser selama operasi harus dipertimbangkan

dalam peranangan. Salah satu moda buckling yang perlu diantisipasi

adalah propagation buckling. In2ormasi seputar penentuan propagation

buckling dapat ditemukan pada 5-I A- ''''! bagian &..3. dan

appendi8 D tentang propagation buckling yakni pipa hidrokarbon lepas

pantai dapat gagal karena propagating buckle yang disebabkan

tekanan hidrostatik air laut pada pipa dengan rasio diameter < tebal

dinding yang terlalu tinggi. Untuk pipa ba6ah laut! karena tekanan

hidrostatik adalah gaya yang menyebabkan buckle untuk

berpropagasi! maka perlu dilakkan estimasi buckle propagation

pressure. *ika kondisi memungkinkan bagi buckle untuk berpropagasi!

maka ara untuk menegah atau menangkap mereka perludipertimbangkan dalam desain.

-enangkap buckle perlu digunakan dalam kondisi berikut :

Po− Pi f p P p

Dimana

P p=24 S [ t D ]2.4

=buckle propagation pressure, dalamsatuan ' /mm2( psi)

f p= propagatingbuckle design factor=0.80

Menurut N! "S #1$1

Propagation buckling tidak dapat terjadi hingga loal bukling terjadi.

-ada kasus tekanan eksternal melebihi kriteria di ba6ah ini! penahan

bukling harus dipasang dengan jarak penahan ditentukan

berdasarkan /loso/ biaya dan pipa sisa. riteria propagating bukle

adalah sebagai berikut.


14/112

Menurut N! 1%81

-ropagation bukle tidak bisa terinisiasi! atau berpropagasi ke bagian

pipa dimana e8ternal o;erpressure maksimumnya lebih rendah dari

propagation pressure dari pipa. al tersebut dirumuskan sebagai

berikut :

P pr -1.15 % σ F ( t D−t )2

$ilai P pr kemungkinan besar akan lebih tinggi dari hasil rumus di

atas. @egitu pula dengan initiation pressure, P¿ yang akan lebih

tinggi dari P pr .

-ropagation bukle tidak bisa terinisiasi! namun bisa berpropagasi ke

bagian pipa dimana external overpressure maksimumnya berada di

antara P pr dan P¿

P

(¿¿ pr


15/112

menegah atau menangkap mereka perlu dipertimbangkan dalam

desain.


Po

− Pi

f p

P p

Dimana

P p=24 S [ t D ]2.4

=buckle propagation pressure , dalamsatuan ' /mm2( psi)

f p= propagatingbuckle design factor=0.80

) Kriteria desain tebal pipa yang harus dipenuhi terkait l*al

buckling / combined loading

Menurut ASME B31.8

0enghindari bukling dari pipa dan riser selama operasi harus

dipertimbangkan dalam proses desain. Salah satu moda bukling yang

dapat terjadi adalah loal bukling7ombined loading yang terdapat

pada 5-I A- '''' bagian &..3.3 mengenai bukling yang diakibatkan

kombinasi lentur dan tekanan eksternal. ombinasi bending strain dan

beban tekanan eksternal harus memenuhi :

P

(¿¿o− Pi) P c

≤ g(. )

/

/b+¿

-ersamaan tersebut berlaku untuk nilai D7t maksimum = 4+.Untuk menghindari terjadinya bukling! bending strain harus dibatasi sebagai

berikut :

/ f 1 /1

/ f 2 /2

Dimana

g (. )=(1+20. )−1=collapsereduction factor


16/112

. = D ma"− D min Dma"+ Dmin

=o*ality

/=bending strain pada pipa

/b= t

2 D=buckling strain under pure bending

/1=bending strainmaksimum saat instalasi

/2=¿− place bending strainmaksimum

f 1=faktor keamanan bendinguntuk bending saat instalasi ditambahtekanan eksternal

f 2=faktor keamanan bendinguntuk ∈− placebending ditambahtekanan eksternal

Dma" = diameter maksimum pada potongan melintang manapun

sepanjang pipa! dalam satuan mm (in.) Dmin = diameter minimum pada potongan melintang manapun sepanjang

pipa! dalam satuan mm (in.)

#aktor keamanan 2' dan 23 disarankan bernilai 3 atau lebih untuk instalasi

dimana bending strain dapat meningkat seara signi/kan akibat kondisi

tertentu! atau lebih keil dari 3 saat bending strain telah terde/nisi dengan

baik.

Menurut N! "S #1$1

oal bukling dibedakan menjadi dua : ondisi load ontrolled (C)

ondisi ini merupakan kondisi dimana respon struktur diatur oleh

beban yang dikenakan. ondisi displaement ontrolled (DC)

ondisi ini merupakan kondisi dimana respon struktur diatur oleh

perpindahan geometrik.

-engeekan desain yang berbeda berlaku untuk kedua kondisi ini.

@agian pipa yang terkena momen lentur! gaya aksial e2ekti2 dan

o;erpressure internal harus diranang untuk memenuhi kondisi berikut

pada setiap bagiannya :

-ada kriteria pembebanan terkombinasi! pembedaan perlu dilakukan

antara kondisi load controlled dan kondisi displacement controlled.

Untuk kondisi load controlled! pipa yang dikenakan momen lentur!

gaya aksial e2ekti2 dan o;erpressure internal harus didesain sehingga

mememenuhi kondisi berikut untuk seluruh penampang.


17/112


18/112

*ika pipeline selain mengalami beban aksial! tekanan! dan momen juga

mengalami beban titik lateral! hal ini perlu dimasukan dengan

modi/kasi kapasitas momen plastis sebagai berikut.

-ipa yang terkena momen lentur! gaya aksial e2ekti2 dan o;erpressure

eksternal harus didesain untuk memenuhi persamaan berikut.


19/112

Untuk kondisi displacement controlled! pipa yang terkena regangan

tekan longitudinal dan o;erpressure internal harus didesain untuk

memenuhi kondisi berikut untuk semua penampang.


20/112

-ipa yang terkenal regangan tekan longitudinal dan o;erpressure

eksternal harus didesain untuk memenuhi kondisi berikut untuk semua

penampang.

Menurut N! 1%81

ombinasi kritis dari tegangan longitudinal dan tegangan hoop dapat

dirumuskan sebagai berikut :

( σ "σ "cr )0

+ σ y

σ ycr=1

Tegangan tekan bernilai positi2 untuk persamaan tersebut

σ "=σ " '

+σ " 1

σ " ' =

'

$ (tekan bernilai positif )

σ " 1 =

1

) ( tekanbernilai positif )

' =gayaaksial

$=% ( D−t ) t =luas potonganmelintang

1 =momenbending


21/112

) =%

4 ( D−t )2 t =elastic section modulus


t =diameter dalam pipanominal

σ "cr=σ "

'

σ "σ "cr

' +σ "

1

σ "σ "cr

1

σ "cr ' =tegangan longitudinal kritis ketika' beraksi sendirian( 1 =0, p=0)

σ "cr ' =σ F untuk D / t ≤20

σ "cr ' =σ F [1−0.001( Dt −20)]untuk 20


22/112

p= pe− pi=e"ternal o*erpressure

σ ycr=teganganhoop kritisketika p beraksi sendirian( ' =0, 1 =0)

σ ycr=σ yE= E( t

D−t )2

untuk σ yE ≤ 23

σ F

σ ycr=σ ycr=σ F [1−13 ( 2 σ F 3σ yE)2

]untuk σ yE> 23 σ F

ombinasi yang diperbolehkan untukσ " dan

σ y dide/nisikan dengan

memasukan 2aktor pemakaian yang diperbolehkan untuk kombinasi kritis.

ombinasi yang diperbolehkan sebagai berikut :

( σ "η "p σ "cr )0

+ σ y

η yp σ ycr≤1

Dimana

η "p=faktor penggunaan yangdiperbolehkan(nilaiσ "

σ "cr yangdiperbolehkan)ketikaσ y=0

η yp=faktor penggunaan yang diperbolehkan(nilaiσ y

σ ycr yangdiperbolehkan)ketikaσ "=0

Aekomendasi nilai 2aktor yang disarankan adalah sebagai berikut :


23/112

σ E=tegangan kritis jikamaterial elastis

σ E -0.42 E 2t

D

$ilai 2aktor di atas adalah untuk riser selama operasi. Untuk pipa yang sedang

beroperasi! 2aktor pada tabel tersebut dapat dikalikan '.3. Untuk pipa maupun

riser selama instalasi! 2aktor pada tabel tersebut dapat dikalikan dengan

maksimum '.&&. $amun! nilai 2aktor tidak boleh melebihi '.+.

Untuk kebanyakan pipa! bukling yang diakibatkan hanya olehσ " akan

bersi2at plastis! dan bukling yang diakibatkan hanya olehσ y akan bersi2at

elastis. Untuk pipa tersebutm 2aktor penggunaan yang dipakai adalah sebagai

berikut :

Menurut A&I '& 1111

ombinasi beban ranangan

ombinasi dari beban longitudinal primer (statik dan dinamik) dan beban

tekanan di2erensial tidak boleh melebihi :

√( Pi− Po

Pb )2

+(T eff

T y )2

≤

[0.90

0.96

0.96] [ For operationalloads

For e"treme loads

For hydrotest loads ] Buckling akibat kombinasi bending dan tekanan eksternal

ombinasi bending strain dan beban tekanan eksternal harus memenuhi :


24/112

P

(¿¿o− Pi) P c

≤ g(. )

/

/b+¿


berikut :

/ f 1 /1

/ f 2 /2

Dimana

g (. )=(1+20. )−1=collapsereduction factor


=o*ality


/b= t


/1=bending strainmaksimumsaat instalasi


f 1=faktor keamanan bendinguntuk bending saat instalasi ditambahtekanan eksternal


Dma" = diameter maksimum pada potongan melintang manapun

sepanjang pipa! dalam satuan mm (in.) Dmin = diameter minimum pada potongan melintang manapun sepanjang


#aktor keamanan 2' dan 23 disarankan bernilai 3 atau lebih untuk instalasi

dimana bending strain dapat meningkat seara signi/kan akibat kondisi

tertentu! atau lebih keil dari 3 saat bending strain telah terde/nisi dengan

baik.


25/112


26/112

2. iagra+ alir perhitungan tebal pipa

ASME B31.8

#l,*hart 1 - iagra+ Alir ebal &ipa Kriteria Internal Pressure Containment


27/112

#l,*hart / - iagra+ Alir ebal &ipa Kriteria External Pressure Collapse

0ntuk ,*hart / +enga*u ke ,*hart 12 sa+a) karena kriteria desain

pada ASME B31.8 +enga*u ke A&I '& 1111

#l,*hart 3 - iagra+ Alir ebal &ipa Kriteria Local Buckling

0ntuk ,*hart 3 +enga*u ke ,*hart 14 sa+a) karena kriteria desain


#l,*hart 2 - iagra+ Alir ebal &ipa Kriteria Propagation Buckling

0ntuk ,*hart 2 +enga*u ke ,*hart 15 sa+a) karena kriteria desain



28/112

N! "S #1$1

#l,*hart 4 - iagra+ Alir ebal &ipa Kriteria Internal Pressure

Containment


29/112


30/112

#l,*hart 5 - iagra+ Alir ebal &ipa Kriteria External Pressure Collapse


31/112



32/112



33/112

N! 1%81

#l,*hart % - iagra+ Alir ebal &ipa Kriteria Internal Pressure

Containment

#l,*hart 1$ - iagra+ Alir ebal &ipa Kriteria External Pressure Collapse

-ada D$ '9%'! tidak terdapat kriteria desain tebal pipa tertentu yang harus

dipenuhi terkait e8ternal pressure ollapse


34/112



35/112

#l,*hart 1/ - iagra+ Alir ebal &ipa Kriteria Propagation Buckling


36/112

A&I '& 1111

#l,*hart 13 - iagra+ Alir ebal &ipa Kriteria Internal Pressure

Containment


37/112

#l,*hart 12 - iagra+ Alir ebal &ipa Kriteria External Pressure Collapse


38/112



39/112



40/112

3. 'e7ie, +ateri kuliah

a. -erbedaan antara rigid pipeline dan exible pipeline

'igid &ipeline #leible &ipeline

Rigid pipeline tidak bisa berdefleksi sehingga

seolah olah menarik beban

Flexible pipeline membelokkan dan

mentransfer beban medium di sekitarnyal

Jika pipa dikubur, interaksi rigid pipeline

dengan tanah yaitu hanya pada titik

perletakkan pipa pada tanah

Jika pipa dikubur, tanah yang berada di samping

pipa turut berkontribusi pada performa flexible

pipeline

Rigid pipeline mulai menunjukkan tanda -

tanda structural distress sebelum berdefleksi

vertikal 2 persen

Flexible pipeline akan berdefleksi sekurang-

kurangnya 2 persen tanpa structural distress.

Rigid pipeline terbuat dari tabung baja,

dengan lapisan internal dan eksternal untuk

perlindungan terhadap korosi, abrasi, dan benturan, isolasi panas, serta untuk menambah

berat dengan tujuan menambah stabilitas.

Flexible pipeline merupakan komposit dari

logam dan polimer

Rigid pipeline biasanya memiliki rentang

diameter dari .! hingga !." meter

Flexible pipeline memiliki rentang diameter

dari .! hingga ." meter

Sumber :


41/112

Aandolph! 0. and Eou;erne! S. 3+''. BFshore Eeotehnial "ngineering.

Spon -ress : $e6 1ork.https:77preGi.om7Hr9elajjy2jG7;arigid;se8iblepipe7

b. ontoh material pipa Corrosion Aesistane 5lloy (CA5)

Stainless Steel

Stainless Steel merupakan material tahan karat yang mengandung sekitar

'+J kromium yang menegah proses pengkaratan logam. emampuan tahan

karat diperoleh dari terbentuknya lapisan tipis oksida kromium! dimana

lapisan oksida ini menghalangi proses oksidasi besi membuat baja ini tidak

bisa berkarat. @iasanya material pembentuknya menggunakan steel dengan

kode bahan ',! ,34 (Inonel)! %34! 9+&.

Nickel Based Alloy

$ikel based alloy merupakan material tahan karat yang tersusun atas

sekitar 3+J kromium dan sekitar ,+J nikel. 0aterial ini ook digunakan

untuk transport uida hydroarbon dengan temperature rendah seperti $E

(iKui/ed $atural Eas) yang memiliki suhu < ',+oC. ontoh material berbasis

nikel adalah , $i (In;ar).

Titanium Based Alloy

Titanium alloy merupakan material tahan karat dengan banyak kelebihan!

selain anti karat! bahan ini juga ringan (4,J berat baja)! selain itu memiliki

https://prezi.com/_r9elajjyfjz/va-rigid-vs-flexible-pipe/https://prezi.com/_r9elajjyfjz/va-rigid-vs-flexible-pipe/


42/112

tensile strength yang tinggi (hingga 3++ ksi). ekurangan material ini ada

pada biaya pembuatannya yang mahal ('+8 biaya pembuatan steel).

. -erbedaan pipa CA5 dengan mehanial bonding dan metallurgial

bonding

Pipa Corrosion Resistant Alloy (CRA)

-ipa orrosion resistant alloy merupakan pipa yang memiliki material

lapisan internal anti korosi. -ipa CA5 digunakan ketika bahan yang

ditransportasikan di dalam pipa sangat korosi2. @erikut adalah potongan

melintang pipa CA5.

Mechanical Bonding

#echanical bonding merupakan ikatan antara pipa baja dan $R% menggunakan

variasi pegas. #etode ini dapat dilakukan menggunakan cara hydroforming atau full

length pipe expander. #aterial yang biasa digunakan berupa karet, kaca, maupun FR&

'Fiber reinforced plastic(.

Metallurgical Bonding

#etallurgical bonding adalah ikatan antara 2 logam yang berbeda yang dibentuk dari

rolling panas, co-extrusion, lasan penutup atau ikatan peledak 'explosive bonding(.

)ekurangan dari metode ini yaitu membutuhkan biaya yang tinggi dikarenakan

membutuhkan proses manufaktur yang sangat kompleks.


43/112

*umber+ http+.fontijnegrotnes.comnesne-solution-for-mechanical-bonding-cra-lined-

pipes

d. -erbedaan arbon steel! high strength lo6 alloy steel! dan alloy steel.

Carbon steel (baja karbon)

Carbon steel merupakan kategori baja lunak. Semakin tinggi kandungan

karbon maka semakin sulit untuk dilas dikarenakan tingkat meningkatnya

tingkat kekerasan dan berkurangnya tingkat kekenyalan baja. @aja karbon

dibagi menjadi empat kategori berdasarkan presentasi karbonnya:

arbon rendah (kurang dari +.'4J) arbon lunak (+.'4+.39J) arbon sedang (+.++.49J) arbon tinggi (+.,+'.+J)

igh strength lo6 alloy steel (baja paduan rendah)

igh strength lo6 alloy steel merupakan kategori baja ampuran yang

memberikan si2at mekanis dan perlindungan korosi yang lebih baik dari

arbon steel. igh strength lo6 alloy steel meliputi bajabaja yang memiliki

tegangan leleh mulai dari &+ hingga + ksi (34 sampai dengan &%+ 0-a).-enambahan sejumlah elemen paduan terhadap baja karbon seperti krom!

kolumbium! tembaga! mangan! molibdenum! nikel! 2os2or! ;anadium! atau

Girkonuim akan memperbaiki si2atsi2at mekanisnya. @aja karbon

mendapatkan kekuatan dengan penambahan kandungan karbonnya! elemen

elemen paduan meniptakan tambahan kekuatan lebih dengan

mikrostruktur yang halus dibanding mikrostruktur yang kasar yang diperoleh

selama proses pendinginan baja. @aja paduan rendah berkekuatan tinggi

digunakan dalam kondisi seperti tempaan atau kondisi normalL yakni kondisidi mana tidak digunakan perlakuan panas.

5lloy steel (baja paduan)

http://www.fontijnegrotnes.com/news/new-solution-for-mechanical-bonding-cra-lined-pipes/http://www.fontijnegrotnes.com/news/new-solution-for-mechanical-bonding-cra-lined-pipes/http://www.fontijnegrotnes.com/news/new-solution-for-mechanical-bonding-cra-lined-pipes/http://www.fontijnegrotnes.com/news/new-solution-for-mechanical-bonding-cra-lined-pipes/http://www.fontijnegrotnes.com/news/new-solution-for-mechanical-bonding-cra-lined-pipes/


44/112

@aja paduan adalah baja yang merupakan ampuran dari beragam unsure

dengan total ampuran menapai 'J hingga 4+J dari beratnya untuk

meningkatkan si2at mekanisnya. @aja paduan terbagi menjadi dua kelompok

yaitu lo6alloy steel dan highalloy steel

Tujuan dilakukan penambahan unsur yaitu:

• Untuk menaikkan si2at mekanik baja (kekerasan! keliatan! kekuatan tarik dan

sebagainya)

• Untuk menaikkan si2at mekanik pada temperatur rendah

• Untuk meningkatkan daya tahan terhadap reaksi kimia (oksidasi dan reduksi)

• Untuk membuat si2atsi2at spesial

@aja paduan yang diklasi/kasikan menurut kadar karbonnya dibagi menjadi:

• Lo alloy steel! jika elemen paduannya M 3!4 J

• !edium alloy steel! jika elemen paduannya 3!4 < '+ J

• High alloy steel! jika elemen paduannya > '+ J

@aja paduan juga dibagi menjadi dua golongan yaitu baja ampuran khusus

(special alloy steel) N high speed steel.

e. -ipa dengan nominal pipe siGe ($-S) '3O! maka diameter terluar pipanya

&ipa dengan nominal pipe sie '/&*( !20 maka diameter terluarnya 1!"#$% sesuai

tabel dimensi pipa pada Piping Material Guide. 1erikut adalah penentuannya +


45/112

2. -erbedaan S01S dan S0TS

S01S (Spei/ed 0inimum 1ield Strength) merupakan titik di mana suatu

material mulai mengalami de2ormasi plastis (irre;ersible) dan merupakan

batas atas de2ormasi elastis. S0TS (Spei/ed 0inimum Tensile Strength)

merupakan titik di mana suatu material mulai mengalami pengeilan luas

penampang (necking) hingga akhirnya putus apabila tegangan masih

diberikan. Titik saat putus disebut 2ailure point.


46/112

g. 0aterial grade pipa! perbedaan material grade P&3 dan P,4 menurut 5-I

4

0aterial grade adalah spesi/kasi material pipa berdasarkan kekuatan dan

komposisi material serta kegunaannya. 0aterial grade ditetapkan oleh

kodekode yang berlaku internasional. -ada sebuah proyek yang akan

dilaksanakan! perlu mengikuti ketentuan material grade yang ditetapkan

sebelumnya. 0aterial grade akan mempengaruhi komposisi material pipa.

@erdasarkan -S (-rodut Spei/ation e;el) ' 5-I 4 yang terdapat pada

tabel 35 halaman ! komposisi material grade P&3 dan P,4 seamless

terdiri dari karbon maksimum +.3%J! mangan maksimum '.&+J untuk

P,4 dan '.+J untuk P&3! 2os2or maksimum +.+J! dan sul2ur maksimum

+.+J. Sedangkan pada kondisi 6elded! komposisi material grade P&3

dan P,4 terdiri dari karbon maksimum +.3,J! mangan maksimum '.+J

untuk P&3 dan '.&4J untuk P,4! 2os2or maksimum +.+J dan sul2ur

maksimum +.+J.

@erdasarkan -S (-rodut Spei/ation e;el) 3 5-I 4 yang terdapat pada

tabel 3@ halaman ! komposisi material grade P&3 dan P,4 seamless

terdiri dari karbon maksimum +.3&J! mangan maksimum '.&+J untukP,4 dan '.J untuk P&3! 2os2or maksimum +.+34J! dan sul2ur maksimum

+.+'4J. Sedangkan pada kondisi 6elded! komposisi material grade P&3

dan P,4 terdiri dari karbon maksimum +.33J! mangan maksimum '.+J

untuk P&3 dan '.&4J untuk P,4! 2os2or maksimum +.+34J dan sul2ur

maksimum +.+'4J.


47/112

@erdasarkan -S (-rodut Spei/ation e;el) 3 5-I 4 yang terdapat pada

tabel 5 halaman %! S01S -S ' untuk grade P&3 adalah &3 ksi (39+

0-a) dan grade P,4 adalah ,4 ksi (&&% 0-a). Sedangkan untuk -S 3

yang terdapat pada tabel @ halaman %! S01S kedua grade sama

dengan -S ' hanya saja ada batas maksimum yaitu 3 ksi (&9, 0-a)

untuk P&3 dan % ksi (,++ 0-a) untuk P,4.

Sedangkan UTS (Ultimate Tensile Strength) -S ' untuk grade P&3 adalah

,+ ksi (&'& 0-a) dan grade P,4 adalah ksi (4'0-a). Sedangkan untuk

-S 3! UTS kedua grade sama dengan -S ' hanya saja ada batas

maksimum yaitu ''+ ksi (4% 0-a) untuk kedua grade P&3 dan P,4.

h. -erbedaan pipa seamless! "AQ! dan S5Q

-ipa seamless adalah pipa yang di2abrikasi tanpa sambungan7lasan!

menyatu seara keseluruhan. Dalam praktek pembuatannya! seamless

pipe memang merupakan pipa yang dibentuk tanpa membuat sambungansama sekali! sehingga tidak ada bagian dari pipa yang pernah terganggu

atau berubah materialnya akibat panas pengelasan. -ipa ini dibuat dari

baja silinder pejal! yang dilubangi dalam kondisi hampir meleleh! biasa

disebut billet. -embentukan pipa dilakukan dengan menusuk silinder yang

masih panas tersebut. -enusukan ini akan menyebabkan silinder pejal

menjadi berlubang di bagian tengah sehingga menjadi pipa dengan

ketebalan tertentu. Dengan metode pembuatan tanpa join tersebut! pipa

yang dihasilkan dapat lebih baik karena kualitas baja yang dihasilkan

adalah hampir sama pada setiap area permukaan pipa. Selain itu!

ketebalan dengan menggunakan metode ini! pipa yang memiliki ketebalan

berapapun memungkinkan untuk diproduksi. @iasanya pipa jenis ini dibuat

untuk ukuran diameter diba6ah %R.

-ipa "AQ adalah singkatan dari "letri Aesistane Qelded yang

menunjukkan bagaimana pipa besi dibuat! yaitu dengan pengelasan listrik

yang mengandalkan perbedaan ketahanan antara kedua permukaan

logam. Tahanan ini akan menyebabkan panas pada logam dan

meleburkan baja sehingga menyebabkan kedua permukaan logam yang

ada menyatu menjadi pipa yang utuh. 5da 3 teknik pengelasan dalam

"AQ! yaitu pengelasan spot dan pengelasan seam (sambungan). -ipa

yang dihasilkan dari proses ini termasuk ke dalam kategori pipa 6elded.-enggunaannya beragam mulai dari produksi mesin! tabung dekorasi

arsitektur! hingga kebutuhan lainnya.

-ipa S5Q (Submerged 5r Qelding ongitudinal) adalah pipa yang dibuat

dari pelat dan dilas dengan logam /ller di dalam pasir. -engelasan ini

menggunakan elekroda untuk memanaskan ka6at logam /ller dan

mengisi gap antara kedua ujung pipa.


48/112

i. -erbedaan kegunaan orrosion oating! insulation oating! dan onrete

oating

Corrossion coating digunakan untuk melakukan proteksi pada pipa

terhadap korosi akibat air laut. 5ir laut yang mengandung garam bersi2at

elektrolit sehingga membuat pipa baja dapat terkena korosi.

"nsulation coating digunakan untuk melakukan proteksi pada pipa

terhadap temperatur agar temperatur bagian dalam dan luar tidak

memiliki perbedaan temperatur yang signi/kan. Dengan insulation

oating! temperatur pipa bagian dalam dan luar tidak terlalu ekstrim

sehingga laju pemuaian tidak begitu signi/kan.

Concrete coating digunakan sebagai pemberat pipa dalam keadaan

kosong. -ipa dalam keadaan kosong enderung kedap sehingga akan

munul gaya angkat dan apabila terlalu besar dapat menyebabkanbuckling. Selain itu! concrete coating juga menjaga agar pipa ukup berat

untuk tetap diam di dasar laut dan tidak mengalami goyangan akibat

gangguan arus ba6ah laut yang dapat menyebabkan buckling pada pipa.

j. egunaan dan hubungan orrosion oating! internal oating! insulation

oating7o6 assurane oating dengan temperatur

-ada sumber 666.brederosha6.om7solutions dapat diketahui ontoh bahan

orrosion oating! insulation oating7o6 assurane oating serta

hubungannya dengan temperatur. Untuk orrosion oating diambil jenis -"(Three ayer -olyethylene Coating)! internal oating diambil jenis Sure#lo T0

#"C! dan o6 assurane oating diambil jenis Thermotite UTA5 T0

-"

http://www.brederoshaw.com/solutionshttp://www.brederoshaw.com/solutions


49/112

-" merupakan oating yang terdiri atas beberapa lapisan! yakni #@"

(2usion bonded epo8y)! perekat kopolimer! dan lapisan luar berupa polietilen.

-" memberikan proteksi yang luar biasa untuk pipa dengan diameter keil

dan besar dengan kapasitas temperatur minimum hingga &+ oC dan

maksimum hingga %4 oC.

Sure#lo T0 #"C

Coating ini memiliki kapasitas temperatur maksimal hingga '++ oC.

Thermotite UTA5 T0


50/112

Coating jenis ini adalah jenis oating yang khusus digunakan untuk keperluan

struktur subsea dengan kapabilitas kedalaman perairan yang tidak terbatas

dan kapasitas suhu maksimal '3+oC. Coating ini memiliki kelebihan berupa

kondukti;itas thermal yang rendah sehingga dapat mengurangi ketebalan

isolasi yang diperlukan dan memperkeil biaya transportasi dan instalasi!

kemampuan daktilitas pada suhu rendah sehingga memungkinkan reeling

pada suhu rendah dan memungkinkan eksibilitas pada jad6al instalasi.Coating jenis ini merupakan lapisan tipis yang biasa dipasangkan pada

bagian dalam pipa gas alam untuk memperhalus permukaan internal pipa

sehingga dapat meningkatkan laju aliran.

k. -enurunan persamaan hoop stress! longitudinal stress


51/112

∑ F 3=0(σ 1 2 d$) 22t 24 "−( p 2 d$ ) 22 r 2 4 "=0

σ 1 22 t 2 4 "− p 22r 2 4 "=0

σ 1= pr

t

eterangan:σ 1 : oop stress

p : Tekanan uida (gage)

r : *arijari dalam pipa

t : etebalan dinding pipa (all thickness)


52/112

∑ F "=0

σ 2

(2 %rt

(1+

t

2 r ))− p ( % r

2

)=0

σ 2= pr

2 t

1

1+ t

2 r

eterangan:σ 2 : ongitudinal stress

p : Tekanan uida (gage)

r : *arijari dalam pipa

t : etebalan dinding pipa (all thickness)

Sumber : @eer!#.-.! *ohnston! ".A.! De6ol2! *.T.! 0aGurek! D.#. 3+'3. 0ehanis o2

0aterials ,th edition. $e6 1ork : 0Era6ill halaman &%&9

l. -erbedaan bukling! propagation bukling! rupture! bursting

Buckling adalah keadaan dimana permukaan pipa sudah tidak bundar

sempurna! atau mengalami perubahan bentuk akibat tekanan yang besar.

Terdapat dua jenis buckling yaitu local buckling dan global buckling.Seperti ditunjukkan pada gambar berikut:


53/112

Local Buckling

#lobal buckling

Propagation buckling adalah keadaan dimana adanya perambatan

de2ormasi pada penampang melintang pipa dan merambat sepanjang

pipa yang disebabkan oleh tekanan hidrostatik dan biasanya terjadi pada

saat instalasi saat pipa baru dilepas ke laut. -rinsip dari propagation

buckling adalah adanya tekanan yang dapat menimbulkan propagating

buckle yang nilainya lebih besar daripada tekanan yang diperlukan untuk

menegah terjadinya perambatan buckle tersebut.

$upture adalah keadaan dimana pipa mengalami kegagalan akibat gaya

luar yang terlalu besar sehingga tegangan tarik pada pipa telah mele6ati

titik kritisnya.


54/112

Bursting adalah kegagalan dimana pipa peah akibat tekanan internal

yang terlalu besar sehingga pipa menjadi peah dan uida yang

dialirkannya menjadi tumpah keluar pipa.

Collapse adalah kondisi pipa dimana tekanan dari luar sangat besar dan

menyebabkan pipa tidak lagi bulat tetapi lama kelamaan menjadi pipih.


55/112

BAGIAN B

$ominal -ipe SiGe = 3&ODiameter -ipa uar = 3&.+++ inh = ,+9., mm0aterial Erade 7 Type = 5-I 4 Er.P 43 dan 5-I 4 Er.P,+

Tipe #abrikasi pipa = S5Q

1oungs 0odulus (Steel) = 3++++ 0-aDesign -ressure! -d = '4 0-aoop Stress Design #ator = +.3

Temperature Derating #ator = 'ongitudinal *oint #ator = 'Density o2 Sea6ater = '+34 kg7m

Collapse #ator = +.-oisson Aatio @aja = +.-ropagation @ukling Design #ator = +.%58ial #ore (-ositi;e 2or ompression) = + $@ending Stress (as a J o2 S01S) = 3 Jydrotest -ressure = '.34 8 -d = '%.4 0-a

Density o2 Ser;ie (Eas) = &%.4 kg7m

Design i2e = 34 years-oisson ratio = +.

edalaman -erairan = diasumsikan '+++ meter Tekanan

hidrostatis = '+.34 0-a

S01S P,+V &'& 0-a

S01S P43V 49 0-a

S0TS P,+V 4' 0-a

S0TS P43V &44 0-a

ASME B31.8 - Internal &ressure (ntain+ent

Diketahui ;ariabel;ariabel sebagai berikut.

D = Diameter luar pipa nominal (inh ! mm)" = #aktor longitudinal joint ($ilai " terdapat pada tabel %&'.'.')

*ika jenis longitudinal joint tidak bisa ditentukan seara pasti! maka nilai "

digunakan +., untuk pipa $-S & (D$ '++) dan yang lebih keil! atau +.% untuk

pipa yang lebih besar dari $-S & (D$ '++).# = #aktor desain ($ilai # terdapat pada tabel %&'.'.,')

- = Tekanan desain (psig! k-a) (batasan untuk nilai - terdapat pada bagian

%&'.'.)S = Spei/ed 0inimum 1ield Strength (psi! 0-a) (batasan untuk nilai S

terdapat pada bagian %&'.'.&) T = Temperature derating 2ator (terdapat pada tabel %&'.'%')t = tebal dinding pipa nominal (inh! mm)


56/112

Dengan modi/kasi persamaan unit SI pada 5S0" @'.% bagian %&'.'.'a! tebal pipa

dapat ditentukan dengan persamaan berikut.

t = PD

2000 2S2FET

Sumber : 5S0" @'.% < 3+'+! Chapter I! -ara. %&'.'.'a page ,

Instalasi

Untuk kondisi instalasi! nilai - adalah nol. al ini menyebabkan ketebalan pipa tidak

dapat ditentukan dari kondisi ini.

5-I 4 Er.P43S01S = 49 0-a t = + mm

5-I 4 Er.P,+ S01S = &'& 0-a t = + mm

idrotest

Untuk kondisi hidrotest! nilai - adalah = '.34 8 -d = '%.4 0-a = '%4+ k-a

t = 187502609.6

2000 2 S 20.72 21 21

5-I 4 Er.P43S01S = 49 0-a t = 33.'' mm

5-I 4 Er.P,+ S01S = &'& 0-a t = '9.' mm

Bperasi

Untuk kondisi operating! nilai - adalah '4 0-a = '4+++ k-a.

t = 150002609.6

2000 2 S 20.72 21 21

5-I 4 Er.P43S01S = 49 0-a t = '.,9 mm

5-I 4 Er.P,+ S01S = &'& 0-a t = '4.& mm

ASME B31.8 - Eternal &ressure (llapseCollapse pressure dari pipa harus melebihi external pressure sepanjang pipa

dan dirumuskan sebagai berikut :

P

(¿¿o− Pi)≤ f o Pc¿


57/112

Dimana

f o=collapse factor


¿0.6untuk pipa cold e"panded , seperti pipa DS$)

Pc=collapse pressuredari pipa , dalam satuan ' /mm2( psi)

Collapse pressure! - dapat ditentukan dengan membagi (-o-i) dengan 2aktor

keruntuhan.


Pc= P y P e

√ P y

2

+ Pe2

P y=2S ( t D )

Pe=2 E( t D )

3

(1−*2 )

Dimana

E=modulus elastisitas , dalam satuan ' /mm2

(lb / psi)




Sumber : 5S0" @'.%3+'+! Chapter II! -ara 5%&3.'.3 0engau pada 5-I A-

''''! Setion &! "Kuation 4! ,a! ,b! ,! page 9

Instalasi

Dengan -o = tekanan hidrostatik ('+.34 0-a) dan -i = +! maka:

( P o− Pi )f o

= Pc


58/112

10.25

0.7 = P c

Pc=14.64 1Pa

Dengan melakukan iterasi perhitungan berikut dapat ditentukan ketebalan pipa.

Pc= P y Pe

√ p y2+ pe

2

P y=2S ( t 609.6 )

Pe=2 2207000 ( t 609.6 )

3

1−0.32

Setelah melakukan iterasi sebanyak '+ kali! diperoleh hasil sebagai berikut :

5-I 4 Er.P43S01S = 49 0-a t = 3+.%, mm

5-I 4 Er.P,+ S01S = &'& 0-a t = 3+.& mm

idrotest

Dengan -o = tekanan hidrostatik ('+.34 0-a) dan -i = '4 0-a! maka:

( P o− Pi )f o

= Pc

4.75

0.7= Pc

Pc=6.785 1Pa



59/112

Pc= P y Pe

√ p y2+ pe

2

P y=2S

( t

609.6

)

Pe=2 2207000( t 609.6 )

3

1−0.32


5-I 4 Er.P 43S01S = 49 0-a t = '9.3 mm

5-I 4 Er.P,+ S01S = &'& 0-a t = '%.99 mm

Bperasi

Dengan -o = tekanan hidrostatik ('.+34 0-a) dan -i = '4 0-a! maka:

( P o− Pi )f o

= Pc

4.75

0.7

= Pc

Pc=6.785 1Pa


Pc= P y Pe

√ p y2+ pe

2

P y=2S ( t 609.6 )

Pe=2 2207000( t 609.6 )

3

1−0.32


60/112


5-I 4 Er.P 43S01S = 49 0-a t = 3+.%, mm

5-I 4 Er.P,+ S01S = &'& 0-a t = 3+.& mm

ASME B31.8 - 9*al Bu*kling


P

(¿¿o− Pi) P c

≤ g(. )

/

/b+¿


berikut :

/ f 1 /1

/ f 2 /2

Dimana

g (. )=(1+20. )−1=collapse reduction factor


=o*ality


/b= t




f 1=faktor keamanan bendinguntuk bending saat instalasi ditambah tekanan eksternal



61/112

Dma" = diameter maksimum pada potongan melintang manapun sepanjang

pipa! dalam satuan mm (in.) Dmin = diameter minimum pada potongan melintang manapun sepanjang


Sumber : 5S0" @'.%3+'+! Chapter II! -ara 5%&3.3.& 0engau pada 5-I A-

''''! Setion &! "Kuation ! %a! %b! page 9

$ilai kelonjongan a6al digunakan nilai mendekati +.++4 sesuai dengan yang

ditentukan juga pada D$BS#'+'. arena pada D$BS#'+' hanya

menggunakan pembagi satu D sedangkan pada 5-I A-'''' menggunakan 3D!

maka nilai kelonjongan digunakan +.++34.

$ilai regangan lentur menggunakan hubungan pada kur;a tegangan regangan yaitu

sebagai berikut.

/=S

E

/= S

207000

Instalasi

Dengan W = +.++34! maka nilai g(W) adalah:

g (. )=(1+2020.0025 )−1=0.9524

Dengan nilai po = '+.34 0-a dan pi = + 0-a! maka:

/

/b+10.25

Pc=g (. )

/b= t

2 2609.6

/= S

207000


62/112

Pc= P y Pe

√ p y2+ pe

2

P y=2S

( t

609.6

)

Pe=2 2207000( t 609.6 )

3

1−0.32

Dengan melakukan iterasi sebanyak '+ kali! diperoleh tebal pipa :

5-I 4 Er.P43S01S = 49 0-a t = '%.4 mm

5-I 4 Er.P,+ S01S = &'& 0-a t = '%.' mm

idrotest


g (. )=(1+2020.0025 )−1=0.9524

Dengan nilai po = '+.34 0-a dan pi = '%.4 0-a! maka:

/

/b+10.25

Pc=g (. )

/b= t

2 2609.6

/= S

207000

Pc= P y Pe

√ p y2+ pe

2

P y=2S ( t 609.6 )


63/112

Pe=2 2207000( t 609.6 )

3

1−0.32


5-I 4 Er.P43S01S = 49 0-a t = '.+, mm

5-I 4 Er.P,+ S01S = &'& 0-a t = ',.9+ mm

Bperasi


g (. )=(1+2020.0025 )−1

=0.9524

Dengan nilai po = '+.34 0-a dan pi = '4 0-a! maka:

/

/b+10.25

Pc=g (. )

/b= t

2 2609.6

/= S

207000

Pc= P y Pe

√ p y2+ pe

2

P y=2S ( t

609.6

)

Pe=2 2207000( t 609.6 )

3

1−0.32


64/112

Dengan melakukan iterasi! diperoleh tebal pipa :

5-I 4 Er.P43S01S = 49 0-a t = '. mm

5-I 4 Er.P,+ S01S = &'& 0-a t = '.' mm

ASME B31.8 - Bu*kle &rpagatin

Untuk pipa ba6ah laut! karena tekanan hidrostatik adalah gaya yang menyebabkan

buckle untuk berpropagasi! maka perlu dilakkan estimasi buckle propagation

pressure. *ika kondisi memungkinkan bagi buckle untuk berpropagasi! maka ara

untuk menegah atau menangkap mereka perlu dipertimbangkan dalam desain.


Po− Pi f p P p

Dimana

P p=24 S [ t D ]2.4


f p= propagating buckle design factor=0.80

$ilai

P p dapat diperoleh dengan menghitung

Po− Pi dibagi dengan

propagating buckle design actor

Dengan modi/kasi persamaan -p diperoleh 2ormula untuk menghitung ketebalan

pipa minimum yaitu sebagai berikut

t = D( P p24 S ) 5

12

t =609.6

( P p

24 S

)

5

12

Sumber : 5S0" @'.%3+'+! Chapter II! -ara 5%&3.'.3 mengau pada 5-I A-

''''! Setion &! "Kuation 9! page '+


65/112

Instalasi

Untuk kondisi instalasi! -o = '+.34 0-a dan - i = + 0-a. Sehingga nilai 2 p diperoleh

sebagai berikut.

P p=

10.25

0.8 =12.8125 1Pa

Dengan menggunakan persamaan -p termodi/kasi dapat ditentukan nilai ketebalan

pipa.

t =609.6( 12.812524 S ) 5

12

5-I 4 Er.P43S01S = 49 0-a t = &+.&& mm

5-I 4 Er.P,+ S01S = &'& 0-a t = %.'' mm

idrotest

Untuk kondisi instalasi! -o = '+.34 0-a dan - i = '%.4 0-a. Sehingga nilai 2 p

diperoleh sebagai berikut.

P p=10.25

0.8=12.8125 1Pa


pipa.

t =609.6( 12.812524 S ) 5

12

5-I 4 Er.P43S01S = 49 0-a t = &+.%9 mm

5-I 4 Er.P,+ S01S = &'& 0-a t = &.'' mm

Bperasi

Untuk kondisi instalasi! -o = '+.34 0-a dan - i = '4 0-a. Sehingga nilai 2 p diperoleh

sebagai berikut.


66/112

P p=10.25

0.8=12.8125 1Pa


pipa.

t =609.6( 12.812524 S ) 5

12

5-I 4 Er.P43S01S = 49 0-a t = 3.+% mm

5-I 4 Er.P,+ S01S = &'& 0-a t = 3,. mm

A&I '& 1111 - Internal &ressure (ntain+ent

Hydrostatic test pressure! pipeline design pressure! dan incidental overpressure!

termasuk tekanan internal dan e8ternal yang bekerja pada pipa! tidak boleh

melebihi nilai yang ditentukan persamaan berikut :

Pt ≤ f d f e f t Pb

Pd ≤0.80 P t

Pa ≤0.90 Pt

Dimanaf d = faktor desain tekananinternal , dapat diterapkanuntuk semua pipa

= +.9 untuk pipa

= +.4 untuk riserf e = 6eld joint 2ator! longitudinal or spiral seam 6eld. anya material dengan

nilai 2aktor ' yang dapat diterima.

f t = temperature derating 2ator

= '.+ untuk temperatur kurang dari '3'oC (34+o#) Pa = inidental o;erpressure (tekanan internal dikurangi tekanan eksternal)!

dalam satuan $7mm3 (psi) Pb = spei/ed minimum burst pressure dari pipa! dalam satuan $7mm3 (psi)


67/112

Pd = tekanan desain pipa! dalam satuan $7mm3 (psi)

Pt = tekanan tes hidrostatis (tekanan internal dikurangi tekanan eksternal)!

dalam satuan $7mm3 (psi)

Dengan modi/kasi diperoleh bah6a nilai -t yang perlu dipertimbangkan adalah

P a

0.9 . $ilai -t diambil yang terbesar untuk digunakan pada perhitungan ketebalan

pipa berdasarkan rumus -b. Spei/ed minimum burst pressure (-b)ditentukan

dengan salah satu persamaan berikut :

Pb=0.45 ( S+# ) ln D

Di atau

Pb=0.90 ( S+# ) t

D−t

Dimana

D = diameter luar pipa! dalam satuan mm (in.)Di = D < 3t = diameter dalam pipa! dalam satuan mm (in.)S = spei/ed minimum yield strength (S01S) pipa! dalam satuan $7mm3 (psi)t = tebal dinding pipa nominal! dalam satuan mm (in.)U = spei/ed minimum ultimate tensile strength pipa! dalam satuan $7mm3

(psi)

ln = logaritma natural

Dengan modi/kasi! kedua persamaan diatas dapat diubah masingmasing menjadi

sebagai berikut.

Di= D

exp[ Pb0.45 (S+# ) ] 5 t = D− Di

t = D

0.9 (S+# ) P b +

1

Sumber : 5-I A- ''''! Setion &! "Kuation 'a! 'b! '! 3a! 3b! page '+


68/112

Instalasi

Pa=| P i− Pe|=10.25 1Pa

Pt =

Pa

0.9=11.39 1Pa

$ilai -t di atas lebih keil dari nilai -t yang ditentukan yaitu '%.4 0-a. Digunakan -t

= '%.4 0-a.

Pb= Pt

0.9=20.83 1Pa

Pd=0.8 Pt =15 1Pa

-erhitungan ketebalan pipa menggunakan salah satu dari 3 2ormula berikut.

Di= 609.6

exp[ 20.830.45 (S+# ) ] 5 t =609.6− D i

t = 609.6

0.9 (S+# )20.83

+1

Untuk persamaan pertama :

5-I 4 Er.P43S01S = 49 0-a t = ',.%4 mm

5-I 4 Er.P,+ S01S = &'& 0-a t = '&.9 mm

Untuk persamaan kedua :

5-I 4 Er.P43S01S = 49 0-a t = ',.%, mm

5-I 4 Er.P,+

S01S = &'& 0-a

t = '&.9 mm

idrotest

Pa=| P i− Pe|=8.5 1Pa


69/112

Pt = Pa

0.9=9.44 1Pa


= '%.4 0-a.

Pb= Pt

0.9=20.83 1Pa

Pd=0.8 Pt =15 1Pa


Di= 609.6

exp

[ 20.830.45 (S+# ) ]

5 t =609.6− D i

t = 609.6

0.9 (S+# )20.83

+1


5-I 4 Er.P43S01S = 49 0-a t = ',.%4 mm

5-I 4 Er.P,+ S01S = &'& 0-a t = '&.9 mm


5-I 4 Er.P43S01S = 49 0-a t = ',.%, mm

5-I 4 Er.P,+ S01S = &'& 0-a t = '&.9 mm

Bperasi

Pa=| P i− Pe|=4.75 1Pa

Pt = Pa

0.9=5.28 1Pa


70/112


= '%.4 0-a.

Pb= Pt

0.9=20.83 1Pa

Pd=0.8 Pt =15 1Pa


Di= 609.6

exp[ 20.830.45 (S+# ) ] 5 t =609.6− D i

t = 609.60.9 (S+# )20.83

+1


5-I 4 Er.P43S01S = 49 0-a t = ',.%4 mm

5-I 4 Er.P,+ S01S = &'& 0-a t = '&.9 mm


5-I 4 Er.P43S01S = 49 0-a t = ',.%, mm

5-I 4 Er.P,+ S01S = &'& 0-a t = '&.9 mm

A&I '& 1111 - Eternal &ressure (llapse

Collapse pressure dari pipa harus melebihi external pressure sepanjang pipa

dan dirumuskan sebagai berikut :

P(¿¿o− Pi)≤ f o Pc

¿

Dimana


71/112

f o=collapse factor


¿0.6untuk pipa cold e"panded , seperti pipa DS$)

Pc=collapse pressuredari pipa , dalam satuan ' /mm2

( psi)

Collapse pressure! - dapat ditentukan dengan membagi (-o-i) dengan 2aktor

keruntuhan.


Pc= P y P e

√ P y2+ Pe

2

P y=2S

(

t

D

) Pe=2 E

( t D )3

(1−*2 )

Dimana

E=modulus elastisitas , dalam satuan ' /mm2(lb / psi)




Sumber : 5-I A- ''''! Setion &! "Kuation 4! ,a! ,b! ,! page 9

Instalasi

Dengan -o = tekanan hidrostatik ('+.34 0-a) dan -i = +! maka:

( P o− Pi )f o

= Pc

10.25

0.7 = P c


72/112

Pc=14.64 1Pa


Pc=

P y Pe

√ p y2+ pe

2

P y=2S ( t 609.6 )

Pe=2 2207000( t 609.6 )

3

1−0.32


5-I 4 Er.P43S01S = 49 0-a t = 3+.%, mm

5-I 4 Er.P,+ S01S = &'& 0-a t = 3+.& mm

idrotest

Dengan -o = tekanan hidrostatik ('+.34 0-a) dan -i = '4 0-a! maka:

( P o− Pi )f o

= Pc

4.75

0.7= Pc

Pc=6.785 1Pa


Pc= P y Pe

√ p y2+ pe

2


73/112

P y=2S ( t 609.6 )

Pe=2 2207000 (

t

609.6

)

3

1−0.32


5-I 4 Er.P 43S01S = 49 0-a t = '9.3 mm

5-I 4 Er.P,+ S01S = &'& 0-a t = '%.99 mm

Bperasi

Dengan -o = tekanan hidrostatik ('.+34 0-a) dan -i = '4 0-a! maka:

( P o− Pi )f o

= Pc

4.75

0.7= Pc

Pc=6.785 1Pa


Pc= P y Pe

√ p y2+ pe

2

P y=2S ( t 609.6 )

Pe=2 2207000 ( t 609.6 )

3

1−0.32


5-I 4 Er.P 43S01S = 49 0-a t = 3+.%, mm


74/112

5-I 4 Er.P,+ S01S = &'& 0-a t = 3+.& mm

A&I '& 1111 - 9*al Bu*kling


P

(¿¿o− Pi) P c

≤ g(. )

/

/b+¿


berikut :

/ f 1 /1

/ f 2 /2

Dimana

g (. )=(1+20. )−1=collapse reduction factor


=o*ality


/b= t




f 1=faktor keamanan bendinguntuk bending saat instalasi ditambah tekanan eksternal


Dma" = diameter maksimum pada potongan melintang manapun sepanjang



75/112

Dmin = diameter minimum pada potongan melintang manapun sepanjang


Sumber : 5-I A- ''''! Setion &! "Kuation ! %a! %b! page 9

$ilai kelonjongan a6al digunakan nilai mendekati +.++4 sesuai dengan yangditentukan juga pada D$BS#'+'. arena pada D$BS#'+' hanya

menggunakan pembagi satu D sedangkan pada 5-I A-'''' menggunakan 3D!

maka nilai kelonjongan digunakan +.++34.

$ilai regangan lentur menggunakan hubungan pada kur;a tegangan regangan yaitu

sebagai berikut.

/=S

E

/= S

207000

Instalasi


g (. )=(1+2020.0025 )−1=0.9524

Dengan nilai po = '+.34 0-a dan pi = + 0-a! maka:

/

/b+10.25

Pc=g (. )

/b= t

2 2609.6

/= S

207000

Pc= P y Pe

√ p y2+ pe

2

P y=2S ( t 609.6 )


76/112

Pe=2 2207000( t 609.6 )

3

1−0.32


5-I 4 Er.P43S01S = 49 0-a t = '%.4 mm

5-I 4 Er.P,+ S01S = &'& 0-a t = '%.' mm

idrotest


g (. )=(1+2020.0025 )−1

=0.9524

Dengan nilai po = '+.34 0-a dan pi = '%.4 0-a! maka:

/

/b+10.25

Pc=g (. )

/b= t

2 2609.6

/= S

207000

Pc= P y Pe

√ p y2+ pe

2

P y=2S ( t 609.6 )

Pe=2 2207000( t 609.6 )

3

1−0.32



77/112

5-I 4 Er.P43S01S = 49 0-a t = '.+, mm

5-I 4 Er.P,+ S01S = &'& 0-a t = ',.9+ mm

Bperasi


g (. )=(1+2020.0025 )−1=0.9524

Dengan nilai po = '+.34 0-a dan pi = '4 0-a! maka:

/

/b+10.25

Pc=g (. )

/b= t

2 2609.6

/= S

207000

Pc=

P y Pe

√ p y2+ pe

2

P y=2S ( t 609.6 )

Pe=2 2207000( t 609.6 )

3

1−0.32

Dengan melakukan iterasi! diperoleh tebal pipa :

5-I 4 Er.P43S01S = 49 0-a t = '. mm

5-I 4 Er.P,+ S01S = &'& 0-a t = '.' mm


78/112

A&I '& 1111 - Bu*kle &rpagatin

Untuk pipa ba6ah laut! karena tekanan hidrostatik adalah gaya yang menyebabkan

buckle untuk berpropagasi! maka perlu dilakkan estimasi buckle propagation

pressure. *ika kondisi memungkinkan bagi buckle untuk berpropagasi! maka ara

untuk menegah atau menangkap mereka perlu dipertimbangkan dalam desain.


Po− Pi f p P p

Dimana

P p=24 S [ t D ]2.4


f p= propagating buckle design factor=0.80

$ilai P p dapat diperoleh dengan menghitung

Po− Pi dibagi dengan

propagating buckle design actor

Dengan modi/kasi persamaan -p diperoleh 2ormula untuk menghitung ketebalan

pipa minimum yaitu sebagai berikut

t = D

(

P p

24 S

)

5

12

t =609.6( P p24 S ) 5

12

Sumber : -ada 5-I A- ''''! Setion &! "Kuation 9! page '+

Instalasi

Untuk kondisi instalasi! -o = '+.34 0-a dan - i = + 0-a. Sehingga nilai 2 p diperoleh

sebagai berikut.

P p=10.25

0.8=12.8125 1Pa


pipa.


79/112

t =609.6( 12.812524 S ) 5

12

5-I 4 Er.P43S01S = 49 0-a t = &+.&& mm

5-I 4 Er.P,+ S01S = &'& 0-a t = %.'' mm

idrotest

Untuk kondisi instalasi! -o = '+.34 0-a dan - i = '%.4 0-a. Sehingga nilai 2 p

diperoleh sebagai berikut.

P p=10.25

0.8=12.8125 1Pa


pipa.

t =609.6( 12.812524 S ) 5

12

5-I 4 Er.P43S01S = 49 0-a t = &+.%9 mm

5-I 4 Er.P,+ S01S = &'& 0-a t = &.'' mm

Bperasi

Untuk kondisi instalasi! -o = '+.34 0-a dan - i = '4 0-a. Sehingga nilai 2 p diperoleh

sebagai berikut.

P p=10.25

0.8=12.8125 1Pa

Dengan menggunakan persamaan -p termodi/kasi dapat ditentukan nilai ketebalanpipa.

t =609.6( 12.812524 S ) 5

12

5-I 4 Er.P43S01S = 49 0-a t = 3.+% mm


80/112

5-I 4 Er.P,+ S01S = &'& 0-a t = 3,. mm

N! 1%81 - Internal &ressure (ntain+ent

Untuk pipa dengan tensile hoop stress σ y yang diakibatkan perbedaan antara

tekanan eksternal dan internal! tidak boleh melebihi nilaiσ yp yang diijinkan

sebagai berikut :σ yp=ηhσ F k t

ηh=faktor penggunaan

Untuk kasus ini! diambil nilaiηh=0.72

σ yp=hoop stress yangdiijinkan

σ F =specified minimum yield strength

k t =

temperature derating factor , untuk temperatur dibaah120o

! , k t =

1.0

*ika tidak ada metoda yang lebih akurat untuk digunakan! tensile hoop stress! untuk

dibandingkan denganσ yp sebelumnya! ditentukan dengan 2ormula :

σ y=( pi− pe) D

2 t

pi=tekananinternal

pe=tekanan eksternal


t =tebaldinding pipanominal

-ersamaan di atas dapat dimodi/kasi menjadi persamaan berikut


81/112

t = D ( pi− pe)

2σ y

0engingat batas tensile hoop stress tidak diiGinkan melebihi tekanan iGin! maka nilai

tekanan yang terjadi dibatasi sama dengan tekanan iGin

σ y=σ yp

Dengan menggabungkan persamaanpersamaan di atas! tebal pipa dapat dihitung

dengan persamaan berikut

t = D ( pi− pe)2.ηh & σ F 2 k t

Sumber : -ada D$ '9%'! -ara &.3.3.'! page 3+3'

Instalasi

Dengan -i = + 0-a dan -e = '+.34 0-a! maka:

t =609.6 (10.25 )2 20.722 σ F 21

5-I 4 Er.P43σ F = 49 0-a t = '3.+% mm

5-I 4 Er.P,+ σ F = &'& 0-a t = '+.&% mm

idrotest


t =609.6 (10.25 )2 20.722 σ F 21

5-I 4 Er.P43σ F = 49 0-a t = 33.'' mm

5-I 4 Er.P,+ σ F = &'& 0-a t = '9.' mm


82/112

Bperasi


t =609.6 (10.25 )2 20.722 σ

F

21

5-I 4 Er.P43σ F = 49 0-a t = '.,% mm

5-I 4 Er.P,+ σ F = &'& 0-a t = '4.% mm

N! 1%81 - Eternal &ressure (llapse

Tidak terdapat pembahasan mengenai e8ternal pressure ollapse pada D$ '9%'

N! 1%81 - 9*al Bu*kling

ombinasi kritis dari tegangan longitudinal dan tegangan hoop dapat dirumuskan

sebagai berikut :

( σ "σ "cr )0

+ σ y

σ ycr=1

Tegangan tekan bernilai positi2 untuk persamaan tersebut

σ "=σ " ' +σ "

1

σ " ' =

'

$ (tekan bernilai positif )

σ " 1 =

1

) ( tekanbernilai positif )

' =gaya aksial

$=% ( D−t ) t =luas potonganmelintang

1 =momenbending


83/112

) =%

4 ( D−t )2 t =elastic section modulus


t =diameter dalam pipanominal

σ "cr=σ "

'

σ "σ "cr

' +σ "

1

σ "σ "cr

1

σ "cr ' =tegangan longitudinal kritis ketika' beraksi sendirian( 1 =0, p=0)


σ "cr ' =σ F [1−0.001( Dt −20)]untuk 20


84/112

p= pe− pi=e"ternal o*erpressure

σ ycr=teganganhoop kritis ketika p beraksi sendirian( ' =0, 1 =0)

σ ycr=σ yE= E( t

D−t )2

untukσ yE ≤ 23

σ F

σ ycr=σ ycr=σ F [1−13 ( 2σ F 3σ yE)2

]untuk σ yE> 23 σ F

ombinasi yang diperbolehkan untukσ " dan

σ y dide/nisikan dengan

memasukan 2aktor pemakaian yang diperbolehkan untuk kombinasi kritis.

ombinasi yang diperbolehkan sebagai berikut :

( σ "η "p σ "cr )0

+ σ y

η yp σ ycr≤1

Dimana

η "p=faktor penggunaan yang diperbolehkan(nilaiσ "

σ "cr yangdiperbolehkan)ketikaσ y=0

η yp=faktor penggunaan yang diperbolehkan(nilaiσ y

σ ycr yangdiperbolehkan)ketikaσ "=0

Aekomendasi nilai 2aktor yang disarankan adalah sebagai berikut :


85/112

σ E=tegangan kritis jikamaterial elastis

σ E -0.42 E 2t

D

η "puntuk instalasi=0.86danuntuk operasi=0.5

η yp untuk instalasi=0.75danuntuk operasi=0.43

$ = gaya aksial = + $e6ton

0 = bending stress = 3J S01S = +.3 S

σ " '

=0

σ " 1 =

0.72S

%

4( D−t )2t

σ "=σ " ' +σ "

1 = 0.72 S

%

4(609.6−t )2t

σ y=( pe− pi )609.6

2t



86/112

σ "cr ' =σ F [1−0.001(609.6t −20)]untuk 20 23 σ F

0 =1+

300

609.6 /t ∗σ y

σ ycr

( σ "η "p σ "cr )0

+ σ y

η yp σ ycr≤1

Iterasi dilakukan dengan analisis goal seek untuk menari nilai t.

Sumber : -ada D$ '9%'! -ara @.'.'! page ,%

Instalasi

Untuk kondisi instalasi digunakan pe = '+.34 0-a dan pi = + 0-a.


87/112

σ "=σ " ' +σ "

1 = 0.72 S

%

4(609.6−t )2t

σ y=( pe− pi )609.6

2t


σ "cr ' =σ F [1−0.001(609.6t −20)]untuk 20 23

σ F

0 =1+

300

609.6 /t ∗σ y

σ ycr

( σ "0.86σ "cr )0

+ σ y

0.75σ ycr≤1

5-I 4 Er.P43σ F = 49 0-a t = '9.'&, mm

5-I 4 Er.P,+ σ F = &'& 0-a t = '9.'& mm


88/112

idrotest

Untuk kondisi hidrotest digunakan pe = '+.34 0-a dan pi = '%.4 0-a.

σ "=σ " ' +σ "

1 = 0.72 S%

4(609.6−t )2t

σ y=(8.5) 609.6

2t


σ "cr ' =σ F [1−0.001(

609.6

t −20)]untuk 20 23 σ F

0 =1+

300

609.6 /t ∗σ y

σ ycr

( σ "0.5σ "cr)0

+ σ y

0.43σ ycr≤1


89/112

5-I 4 Er.P43σ F = 49 0-a t = 3&.+3 mm

5-I 4 Er.P,+ σ F = &'& 0-a t = 3'.%, mm

Bperasi

Untuk kondisi instalasi digunakan pe = '+.34 0-a dan pi = '4 0-a.

σ "=σ " ' +σ "

1 = 0.72 S

%

4(609.6−t )2t

σ y=(4.75)

609.6

2 t


σ "cr ' =σ F [1−0.001(609.6t −20)]untuk 20

2

3 σ F

0 =1+

300

609.6 /t ∗σ y

σ ycr


90/112

( σ "0.5σ "cr)0

+ σ y

0.43σ ycr≤1

5-I 4 Er.P43σ F = 49 0-a t = '. mm

5-I 4 Er.P,+ σ F = &'& 0-a t = .'& mm

N! 1%81 - Bu*kle &rpagatin

-ropagation bukle tidak bisa terinisiasi! atau berpropagasi ke bagian pipa dimana

e8ternal o;erpressure maksimumnya lebih rendah dari propagation pressure dari

pipa. al tersebut dirumuskan sebagai berikut :

P pr -1.15 % σ F ( t

D−t )2

#ormula tersebut dianggap sebagai batas ba6ah.

Dengan modi/kasi persamaan pada @.3.3 5ppendi8 @ D$ '9%'! makan diperoleh

2ormula ketebalan pipa minimum sebagai berikut.

t = D

√1.15% 2 σ F

P pr+1

Dengan D adalah diameter pipa (,+9., mm)! X# adalah S01S! -pr adalah tekanan

propagasi. Tekanan propagasi diambil nilai o;erpressure yang kemungkinan terjadi

dari masingmasing kondisi.

Sumber : -ada D$ '9%'! -ara @.'.'! page ,9

Instalasi

Dengan -pr merupakan selisih tegangan eksternal ('+.34 0-a) dan tegangan

internal (+ 0-a)! maka ketebalan pipa yang diperlukan dapat diperoleh sebagaiberikut.

t = 609.6

√1.15% 2 σ F 10.25 +1


91/112

5-I 4 Er.P43σ F = 49 0-a t = &9. mm

5-I 4 Er.P,+ σ F = &'& 0-a t = &,.,' mm

idrotest


internal ('%.4 0-a)! maka ketebalan pipa yang diperlukan dapat diperoleh sebagai

berikut.

t = 609.6

√1.15% 2 σ F 8.5 +1

5-I 4 Er.P43σ F = 49 0-a t = &4.,4 mm

5-I 4 Er.P,+ σ F = &'& 0-a t = &3. mm

Bperasi


internal ('4 0-a)! maka ketebalan pipa yang diperlukan dapat diperoleh sebagai

berikut.

t = 609.6

√1.15% 2 σ F 4.75 +1

5-I 4 Er.P43σ F = 49 0-a t = &.9 mm

5-I 4 Er.P,+ σ F = &'& 0-a t = 3.43 mm

N! "S #1$1 - Internal &ressure (ntain+ent

Tekanan di dalam pipa perlu memenuhi kriteria sebagai berikut.


92/112

Dimana :

-l8 = -li selama operasi dan -l8 = -lt selama tes

pb=( p l"− pe ) 2 6 m 2 6 S!

Tahanan pressure containment pb(t) diberikan sebagai berikut.

Dipilih Ym = '.'4 karena kondisi US (Ultimate imit State) dan YSC = '.+% untuk

high pressure ontainment.

Dengan modi/kasi persamaan 4.% D$BS#'+'! dapat diperoleh 2ormula ketebalan

dinding pipa sebagai berikut.

t = D

4 f cb

pb √ 3+1

Sumber : D$ BS < #'+'! Setion 4 D 3++! "Kuation 4.! 4.%! 4.9! page &,

Instalasi

Dengan pl8 = + dan pe = '+.34 0-a! maka diperoleh tekanan burst sebagai berikut.


93/112

pb=(10.25 ) 21.1521.308=15.42 1Pa

Untuk kedua grade material! diperoleh nilai 2 b adalah masingmasing nilai S01S

nya! maka:

t = 609.64 S

15.42√ 3+1

5-I 4 Er.P43 S01S = 49 0-a t = ''.'3 mm

5-I 4 Er.P,+ S01S = &'& 0-a t = 9., mm

idrotest

Dengan pl8 = '%.4 0-a dan pe = + 0-a (kondisi beda tekanan terekstrim)! maka

diperoleh tekanan burst sebagai berikut.

pb=(18.75 ) 21.1521.308=28.203 1Pa


nya! maka:

t = 609.6

4 S28.203√ 3+1

5-I 4 Er.P43 S01S = 49 0-a t = 3+.+4 mm

5-I 4 Er.P,+ S01S = &'& 0-a t = '.& mm

Bperasi

Dengan pl8 = '4 0-a dan pe = + 0-a (kondisi beda tekanan terekstrim)! maka

diperoleh tekanan burst sebagai berikut.

pb=(15 ) 21.1521.308=22.563 1Pa


nya! maka:


94/112

t = 609.6

4 S

22.563√ 3+1

5-I 4 Er.P43 S01S = 49 0-a t = ',.'4 mm

5-I 4 Er.P,+ S01S = &'& 0-a t = '&.+4 mm

N! "S #1$1 - Eternal &ressure (llapse

Tahanan karakteristik untuk tekanan eksternal (p) harus dihitung sebagai berikut.

-ersamaan 4.'+ ini akan digunakan untuk menghitung ketebalan pipa. arena

persamaan 4.'+ tidak linear maka perlu dilakukan iterasi untuk memperoleh

ketebalan dinding pipa. Digunakan nilai Ym = '.'4 dan YSC = '.3,. Untuk persamaan

4.'3 digunakan Z2ab = +.9 (S5Q)! untuk 2 o digunakan nilai maksimum mendekati

+.++4.


95/112

Sumber : D$ BS < #'+'! Setion 4 D 3++! "Kuation 4.'+! 4.''! 4.'3! 4.'! 4.'&!

page &,

Instalasi

P p=f y 2 0 fab2t

D

P p=f y 20.93 2 t

609.6

Pel=

2 E( t 609.6 )3

1−0.32

Dengan pe = '+.34 0-a dan pmin = +! maka persamaan 4.'& menghasilkan nilai p.

pc=( pe− pmin ) 2 6 m 2 6 S!

pc=10.25 21.15 21.26=14.85 1Pa

Dengan iterasi persamaan 4.'+ D$BS#'+' sebanyak '+ kali! akan diperoleh

ketebalan pipa material sebagai berikut :

5-I 4 Er.P43

S01S = 49 0-a

t = '3.&9 mm

5-I 4 Er.P,+ S01S = &'& 0-a t = ''.%% mm

idrotest

P p=f y 2 0 fab2t

D

P p=f y 20.93 2 t

609.6

Pel=2 E( t 609.6 )

3

1−0.32


96/112

Dengan pe = '+.34 0-a dan pmin = '%.4 0-a! maka persamaan 4.'& menghasilkan

nilai p.

pc=( pe− pmin ) 2 6 m 2 6 S!

pc=8.5 21.1521.26=12.3165 1Pa



5-I 4 Er.P43 S01S = 49 0-a t = ''.49 mm

5-I 4 Er.P,+ S01S = &'& 0-a t = ''.+3 mm

Bperasi

P p=f y 2 0 fab2t D

P p=f y 20.93 2 t

609.6

Pel=

2 E( t 609.6 )3

1−0.32

Dengan pe = '+.34 0-a dan pmin = '4! maka persamaan 4.'& menghasilkan nilai p.

pc=( pe− pmin ) 2 6 m 2 6 S!

pc=4.7521.15 21.26=6.88 1Pa



5-I 4 Er.P43 S01S = 49 0-a t = 9., mm

5-I 4 Er.P,+ S01S = &'& 0-a t = 9.3 mm

N! "S #1$1 - 9*al Bu*kling


97/112

oal bukling dibedakan menjadi dua : ondisi load ontrolled (C)

ondisi ini merupakan kondisi dimana respon struktur diatur oleh beban yang

dikenakan. ondisi displaement ontrolled (DC)

ondisi ini merupakan kondisi dimana respon struktur diatur oleh perpindahan

geometrik.

-engeekan desain yang berbeda berlaku untuk kedua kondisi ini.

@agian pipa yang terkena momen lentur! gaya aksial e2ekti2 dan o;erpressure

internal harus diranang untuk memenuhi kondisi berikut pada setiap bagiannya :

-ada kriteria pembebanan terkombinasi! pembedaan perlu dilakukan antara kondisi

load controlled dan kondisi displacement controlled.

Untuk kondisi load controlled! pipa yang dikenakan momen lentur! gaya aksial

e2ekti2 dan o;erpressure internal harus didesain sehingga mememenuhi kondisiberikut untuk seluruh penampang.


98/112


99/112

*ika pipeline selain mengalami beban aksial! tekanan! dan momen juga mengalami

beban titik lateral! hal ini perlu dimasukan dengan modi/kasi kapasitas momen

plastis sebagai berikut.

-ipa yang terkena momen lentur! gaya aksial e2ekti2 dan o;erpressure eksternal

harus didesain untuk memenuhi persamaan berikut.


100/112

Untuk kondisi displacement controlled! pipa yang terkena regangan tekan

longitudinal dan o;erpressure internal harus didesain untuk memenuhi kondisi

berikut untuk semua penampang.

-ipa yang terkenal regangan tekan longitudinal dan o;erpressure eksternal harus

didesain untuk memenuhi kondisi berikut untuk semua penampang.


101/112

Sumber : D$ BS < #'+'! Setion 4 D ,++! "Kuation 4.'9a! 4.'9b! 4.3+! 4.3'! 4.33!

4.3! 4.3&! 4.34! 4.3,! 4.3! 4.3%! 4.39! 4.+! 4.' page &!&%!&9

Instalasi

idrotest

Bperasi

N! "S #1$1 - Bu*kle &rpagatin

Propagation buckling tidak dapat terjadi hingga loal bukling terjadi. -ada kasus

tekanan eksternal melebihi kriteria di ba6ah ini! penahan bukling harus dipasang

dengan jarak penahan ditentukan berdasarkan /loso/ biaya dan pipa sisa. riteria

propagating bukle adalah sebagai berikut.

-ersamaan 4.'4 dapat dimodi/kasi menjadi sebagai berikut.

p pr= pe 2 6 m 2 6 S!

Dengan Z2ab = +.9 (pipa S5Q)!6 m = '.'4 (US)! dan

6 S! = '.3, (other)! serta

modi/kasi persamaan 4.', D$BS#'+'! maka:


102/112

p pr= pe 21.15 21.26

t = D( p pr35 2 f y 2 0 fab )0.4

t =609.6( pe 21.15 21.2635 2 f y 20.93 )0.4

Sumber : D$ BS < #'+'! Setion 4 D 4++! "Kuation 4.'4! 4.',! page &

Instalasi

Untuk kondisi instalasi! -e = '+.34 0-a sehingga:

p pr=10.25 21.1521.26=14.85 1Pa

t =609.6( pe 21.15 21.2635 2 f y 20.93 )0.4

5-I 4 Er.P43 S01S = 49 0-a t = 9.99 mm

5-I 4 Er.P,+ S01S = &'& 0-a t = &3.& mm

idrotest


p pr=10.25 21.1521.26=14.85 1Pa

t =609.6( pe 21.15 21.2635 2 f y 20.93 )0.4

5-I 4 Er.P43 S01S = 49 0-a t = 9.99 mm

5-I 4 Er.P,+ S01S = &'& 0-a t = &3.& mm

Bperasi



103/112

p pr=10.25 21.1521.26=14.85 1Pa

t =609.6( pe 21.15 21.2635 2 f y 20.93 )0.4

5-I 4 Er.P43 S01S = 49 0-a t = 9.99 mm

5-I 4 Er.P,+ S01S = &'& 0-a t = &3.& mm

5-I 4

Dari Tabel ",C 5-I 4! digunakan tekanan minimum tes yaitu '%.4 0-a atau '%.4

pada tabel tersebut. Untuk Er. P,+! tebal minimum pipa dengan $-S 3&O adalah

'4.9 mm. Untuk Er. P43! tebal minimum pipa dengan $-S 3&O adalah 33.3 mm.


104/112

Aangkuman Tebal Dinding -ipa

Kriteria Kndisi

ebal inding &ipa Gr. :5$ Berdasarkan KdeASMEB31.8

A&I'&1111 N! 1%81

N!;"S;#1$1

tin.

)t

++)

tin.

)t

++)

tin.

)t

++)

tin.

)t

++)

Intern

tugas 3 pipa bawah laut-15512027

Documents