i  

TUGAS AKHIR

PIPELINE STRESS ANALYSIS TERHADAP TEGANGAN IJIN PADA PIPA GAS ONSHORE DARI TIE-IN SUBAN#13 KE

SUBAN#2 DENGAN PENDEKATAN CAESAR II

Diajukan sebagai syarat untuk meraih gelar Sarjana Teknik Strata 1 (S-1)

Disusun oleh :

NAMA : IMAM WAHYUDI

NIM : 41110110046

UNIVERSITAS MERCU BUANA

FAKULTAS TEKNIK PERENCANAAN dan DESAIN

PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL

TERAKREDITASI “A” BERDASARKAN BADAN AKREDITASI

NASIONAL

PERGURUAN TINGGI NOMOR : 242/SK/BAN-PT/AK-XVI/XII/2013.

2015

vi  

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas

limpahan berkah, dan rahmatnya sehingga dapat menyelesaikan laporan tugas

akhir ini dengan judul “Pipeline Stress Analysis Terhadap Tegangan Ijin Pada

Pipa Gas Onshore dari Tie-In Suban #13 ke Suban #2 dengan Pendekatan

Caesar II “.

Pada kesempatan ini, penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-

besarnya kepada semua pihak yang telah membantu kami baik itu berupa tenaga,

pemikiran, maupun biaya dalam pelaksanaan penelitian dan penyusunan tugas

akhir ini, yaitu kepada :

1. Tuhan Yang Maha Esa atas segala rahmat dan tuntunannya sehingga

penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini.

2. Ir. Mawardi Amin, MT selaku Ketua Program Studi Teknik Sipil, Fakultas

Teknik Perencanaan dan Desain, Universitas Mercu Buana.

3. Acep Hidayat, ST, MT selaku Sekretaris Program Studi Teknik Sipil,

Fakultas Teknik Perencanaan dan Desain, Universitas Mercu Buana.

4. Ibu Ika Sari Damayanti Sebayang, ST, MT. selaku Dosen Pembimbing

Tugas Akhir, Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik Perencanaan

dan Desain, Universitas Mercu Buana.

5. Keluarga tercinta, Ibunda, Kakak, dan Adik yang selalu memberikan doa

dan dukungan pada penulis agar dapat menjalankan pendidikan dengan

lancar.

6. Teman-teman yang berjuang bersama, terima kasih atas dukungannya.

vii  

7. Semua pihak yang tidak dapat di sebutkan satu persatu.

Penulis menyadari bahwa di dalam penyusunan laporan tugas akhir ini

masih terdapat kekurangan, maka penulis sangat mengharapkan saran dan kritik

yang bersifat membangun. Penulis berharap tugas akhir ini dapat bermanfaat

khususnya bagi penulis dan untuk pembaca secara umum.

Jakarta, 01 Februari 2015

 

Imam Wahyudi

viii  

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL …............................................................................... i

LEMBAR PENGESAHAN......................................................................... ii

LEMBAR PERNYATAAN......................................................................... iii

ABSTRAK…………………….................................................................... iv

KATA PENGANTAR….…….................................................................... vi

DAFTAR ISI................................................................................................ viii

DAFTAR GAMBAR................................................................................... xi

DAFTAR TABEL….................................................................................... xiii

DAFTAR NOTASI...................................................................................... xiv

BAB I PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang Masalah…………………………………………… I-2

1.2. Perumusan Masalah………………………………………………... I-7

1.3. Batasan Masalah …………………………………………………... I-7

1.4. Tujuan Penelitian…………………………………………………... I-8

1.5. Manfaat Penulisan………………………………………………….. I-8

1.6. Sistematika Penulisan……………………………………………… I-9

BAB II LANDASAN TEORI

2.1. Definisi dan Teori Perpipaan…………………………………………. II-1

2.1.1 Definisi Sistem Perpipaan…………………………………………. II-1

2.1.2 Teori Dasar Tegangan Pipa……………………………………....... II-1

2.2. Prinsip Tegangan Pada Pipa………………………………….............. II-2

ix  

2.2.1 Tegangan Dalam Prinsipal Pada Pipa………………………............ II-3

2.3. Analisa Kegagalan…………………………………........................... II-12

2.4 Tegangan Izin (Allowable Stress) ………………………................ II-14

2.5 Macam – Macam Beban Dalam Sistem Perpipaan……………….......... II-15

2.6. Standarisasi dalam Sistem Perpipaan……………….............................. II-16

2.7. Aplikasi CAESAR II……………….................................................. II-19

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

3.1. Objek Penelitian .............................................................................. III-1

3.2. Metode Pengumpulan Data .............................................................. III-1

3.3. Alat-Alat (Program) yang Digunakan .............................................. III-2

3.4. Data dan Analisa Data....................................................................... III-2

3.4.1. Data.......................................................................................... III-2

3.4.2. Analisa Data ............................................................................ III-2

3.5. Diagram Alir ..................................................................................... III-4

BAB IV ANALISA DAN PEMBAHASAN

4.1 Perhitungan dan Analisa Tegangan .................................................. IV-1

4.1.1 Perhitungan Ketebalan Minimum...................................................... IV-1

4.1.2 Analisa Tegangan Pipa Menggunakan Program CAESAR II 5.10…IV-4

4.1.2.1 Pemasukan Input................................................................................ IV-4

4.1.2.2 Analisa Software Caesar II.5.10….................................................... IV-8

4.1.2.3 Studi Kasus....................................................................................... IV-9

4.1.2.4 Pemecahan Kasus............................................................................. IV-14

x  

4.2 Analisa Tegangan .............................................................................. IV-15

4.3 Pembahasan....................................................................................... IV-19

 

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan…… ................................................................................V-1

5.2. Saran………………………...............................................................V-2

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

xi  

DAFTAR GAMBAR

BAB I

Gambar 1.1 Well Surface Layout …………………………………… I-3

BAB II

Gambar 2.1 Arah tegangan pada pipa…..………………………………. II-3

Gambar 2.2 Arah gaya dalam pada pipa .………………………………. II-5

Gambar 2.3 Arah tegangan longitudinal pada pipa.….…………………. II-5

Gambar 2.4 Arah momen lentur pada pipa..……………………………. II-7

Gambar 2.5 Arah tegangan longitudinal keseluruhan pada pipa.………. II-7

Gambar 2.6 Arah tegangan hoop (circumferensial) pada pipa…………. II-8

Gambar 2.7 Tegangan radial pada pipa…………………………………. II-9

Gambar 2.8 Arah tegangan akibat gaya geser pada pipa …..…………… II-10

Gambar 2.9 Arah momen puntir pada pipa..…………………………….. II-10

Gambar 2.10 Arah kombinasi tegangan pada dinding pipa..…………….. II-11

Gambar 2.11. Lingkaran Mohr..…………………………………………. II-12

Gambar 2.12. Tipe pipe support..………………………………………… II-18

Gambar 2.13. Tampilan Layar Input Units System..……………………… II-21

Gambar 2.14. Tampilan Layar Input Identifikasi Pipa..…………..……… II-22

Gambar 2.15. Layar Input Data Beban Operasi..…………..……………… II-23

Gambar 2.16. Tampilan Pemodelan Pipa..…………..…………………… II-24

Gambar 2.17. Layar Input Pemeriksaan Model..……..…………………… II-25

Gambar 2.18. Tampilan Pemilihan Kombinasi Beban..…………………… II-26

xii  

Gambar 2.19. Tampilan Output Operating Report..…………………….… II-27

BAB III

Diagram 3.1. Diagram Alir Analisa Tegangan Pipa………………………. III-4

BAB IV

Gambar 4.1. Menentukan Nama Project………………………………....... IV-5

Gambar 4.2. Input Diameter pipa………..……………………………….... IV-6

Gambar 4.3. Input Temperature Desain dan Input Pressure Desain………. IV-6

Gambar 4.4. Input material………………………………………………… IV-7

Gambar 4.5 Input density……………….…………………………………. IV-7

Gambar 4.6 Input Basic Soil Modeler.…………………………………….. IV-8

Gambar 4.7. Pemodelan Pipa dan Titik Node………………..……...……. IV-9

Gambar 4.8. Lokasi Maksimum Stress……………………………………. IV-13

Gambar 4.9. Penyesuaian Pemodelan Pipa dan Titik Node……………….. IV-15

Gambar 4.10. Hasil Penyesuaian Pemodelan Pipa dan Titik Node.….…… IV-18

xiii  

DAFTAR TABEL

BAB I

Tabel 1.1 Data Pipelines Conoco Philips Indonesia Inc.ltd………………. I-4

Tabel 1.2 Data tanah………………………………………………………. I-5

Tabel 1.3 Data Operasi Pipa……..………………………………………… I-6

BAB II

Tabel 2.1 Allowable Stresses...........……………..........………………..... II-14

BAB VI

Tabel 4.1 Weld joint factor (E) …………………………………………….. VI-3

Tabel 4.2 Longitudinal Joint factor ………………………………………... VI-4

Tabel. 4.3 Tegangan Pipa Alternatif 1……..………………..…………….. VI-13

Tabel. 4.4 Tegangan Pipa Alternatif 2……..………………..…………….. VI-18

xiv  

DAFTAR NOTASI

Simbol Keterangan Satuan

Ai Luas penampang dalam pipa m2

Am Luas penampang material pipa m2

C Faktor korosi mm

di Diameter dalam pipa m

dm Diameter rata-rata pipa m

Do Diameter luar pipa m

E Modulus elastisitas / modulus young P

F Beban atau gaya N

Fax Gaya dalam aksial N

I Momen inersia dari penampang pipa N

P Tekanan dalam pipa Pa

ri Radius dalam pipa m

Ro Radius luar pipa m

SL Tegangan longitudinal N/m2

SB Momen bending kpa

t Tebal dinding pipa mm

V Gaya geser mm

σ Tegangan Pa

Δl Selisih panjang material m

T Tebal dinding pipa minimum mm

P Tekanan internal design Psi

xv  

D Diameter Luar Pipa mm

S Nilai tegangan yang di ijinkan Psi

bahan pada suhu tertentu

T Temperature derating factor