Perpustakaan Digital ITB

Onshore pipeline API 5L grade B yang menyalurkan minyak mengalami upheaval buckling dengan defleksi sebesar 50 cm pada panjang 20 m segmen pipa. Pipa tersebut berdiameter 8 inch dengan ketebalan 0,313 inch. Pipa mengalami kenaikan temperatur akibat terpapar matahari setelah timbunan tanah yang menutupinya dibuka. Pembukaan timbunan tanah dibutuhkan untuk keperluan inspeksi setelah sebelumnya terjadi kebakaran diatas pipa tersebut. Upheaval buckling terjadi karena gaya aksial pipa akibat kenaikan temperatur tidak sanggup ditahan oleh gaya friksi tanah yang menimbun pipa tersebut. Upheaval buckling pada onshore pipeline dipengaruhi oleh temperatur, tekanan internal, tinggi timbunan tanah, dan imperfection baik dari pipa sendiri maupun dari tanah tempat pipa dipendam. Pada penelitian ini untuk mengetahui pengaruh masing-masing parameter penyebab buckling serta analisis upheaval buckling pada pipa API 5 L grade B tersebut maka dilakukan simulasi dengan metode analitik dan elemen hingga (FEM). Gaya friksi tanah dihitung dengan persamaan menurut ASME B 31.1. Panjang lengkungan buckling dihitung menurut asumsi setengah panjang gelombang sinus. Penentuan jenis deformasi dilakukan dengan menghitung pertambahan panjang (ΔL) yang merupakan selisih antara panjang lengkungan (S’) dengan panjang buckling. Batas deformasi plastis diambil pada regangan sebesar 0,002. Simulasi FEM dilakukan dengan memasukan geometri pipa dengan mengasumsikan panjang pipa adalah panjang buckling (S) dan panjang pipa terpapar (L) yang tertahan. Tanah dimodelkan sebagai pegas sehingga didapatkan dua model yang berbeda dengan output berupa regangan dan tegangan ekivalen Von Misses. Variasi dilakukan pada parameter-paramter yang berpengaruh yaitu : peningkatan temperatur (ΔT) sebesar 10 derajat C, 20 derajat C, dan 40 derajat C, kedalaman tanah (H) sedalam 0,5 m, 1 m, 1,5 m, dan 2 m, jenis tanah sand dan clay, dan variasi diameter pipa 8 inch, 10,75 inch, dan 12,75 inch. Hasil analisis terhadap kasus onshore pipeline menunjukan bahwa pipeline mengalami buckling akibat gaya aksial pipa sebesar -246,78 kN (kompresif) melebihi gaya friksi tanah sebesar 6 kN. Perhitungan terhadap pertambahan panjang (ΔL) didapatkan ΔL sebesar 0,024 m. Nilai regangan sebesar 0,023% ε diperoleh untuk asumsi panjang pipa adalah panjang pipa terpapar (L) yang tertahan, sehingga buckling tersebut masih pada kondisi elastis. Sedangkan hasil simulasi FEM diperoleh nilai regangan sebesar 0,0127% ε, dimana pipa juga dinilai hanya mengalami deformasi elastis. Hasil simulasi analitik dengan asumsi panjang pipa adalah panjang buckling (S) didapatkan nilai regangan sebesar 0,15% ε . Hasil simulasi FEM dengan asumsi panjang pipa adalah panjang buckling (S) didapatkan nilai regangan sebesar 0,33% ε, artinya pipa telah mengalami deformasi plastis. Gaya aksial terbesar diperoleh ketika ΔT dan diameter pipa yang digunakan terbesar, gaya friksi tanah terbesar diperoleh ketika pendaman tanah (H) terdalam dan diameter pipa yang digunakan terbesar. Jenis tanah sand memberikan gaya friksi terbesar.