Perpustakaan Digital ITB

Metode Working Stress Design (WSD) yang diadopsi pada kode standar API RP2A WSD sudah lama digunakan untuk desain jacket platform di Indonesia dan terbukti mumpuni. Namun saat ini para ahli industri sudah mulai beralih untuk menggunakan metode Load and Resistance Factor Design (LRFD), di mana metode ini dinilai lebih rasional untuk digunakan karena menerapkan faktor keamanan pada beban dan tahanan struktur secara parsial. Faktor keamanan parsial ini menunjukkan bahwa metode LRFD mempertimbangkan variabilitas dari masing-masing beban dan tahanan struktur. Sehingga, metode LRFD memberikan keandalan yang lebih konsisten daripada metode WSD yang hanya menggunakan faktor keamanan tunggal. Saat ini kode standar ISO 19902 merupakan kode standar terbaru yang mengadopsi metode LRFD, sedangkan API RP2A WSD adalah kode standar terbaru yang mengadopsi metode WSD. Faktor beban lingkungan yang tercantum pada ISO 19902 saat ini merupakan hasil kalibrasi terhadap Teluk Meksiko dan Laut Utara, di mana berdasarkan pengolahan data yang dilakukan di penelitian, variabilitas tinggi gelombang di Teluk Meksiko dapat mencapai 40% sedangkan di perairan sekitar Madura hanya berkisar hingga 22%. Adanya perbedaan variabilitas ini menunjukkan bahwa faktor beban lingkungan yang tercantum di ISO 19902 perlu dikalibrasikan terhadap perairan Indonesia. Apabila faktor yang tercantum di ISO 19902 saat ini diterapkan di perairan Indonesia, desain struktur yang dihasilkan akan menjadi lebih boros karena faktor beban lingkungan yang digunakan mengakomodasi keacakan beban lingkungan yang lebih tinggi dari yang seharusnya. ISO 19902 menyatakan bahwa faktor beban lingkungan yang bergantung pada kondisi geografis ini perlu dikalibrasi dengan metode yang berbasis keandalan. Dalam kalibrasi faktor beban lingkungan, ada sebuah nilai target keandalan yang harus dicapai menurut ISO 19902; yaitu keandalan yang bergantung pada tingkat konsekuensi kegagalan struktur atau berdasarkan metode lain yang sudah terbukti layak atau mumpuni untuk digunakan. Pada penelitian disertasi ini, dipilih keandalan dari struktur desain API RP2A WSD yang sudah lama dipraktikkan di Indonesia sebagai target keandalan. Penelitian ini merupakan penelitian korelatif dengan kombinasi pendekatan kuantitatif dan kualitatif, serta menggunakan teknik simulasi dalam pengolahan datanya. Penelitian disertasi mengambil data lingkungan pada perairan sekitar Madura yang merupakan wilayah kerja migas (minyak dan gas) saat ini. Flare platform kaki 3 dan wellhead platform kaki 4 tipe terpancang akan digunakan untuk studi kalibrasi. Data parameter lingkungan diambil dari basis data sekunder bernama SEAFINE. SEAFINE menyediakan data per jam untuk angin dan gelombang selama 60 tahun, dan data per jam untuk arus selama 20 tahun. Penelitian ini diawali dengan dilakukannya analisis statistik untuk data tinggi gelombang, kecepatan arus, dan juga kecepatan angin. Hasil analisis statistik menunjukkan jenis distribusi lognormal atau normal dapat menggambarkan keacakan data angin, gelombang, dan arus dengan baik, berdasarkan hasil pengujian K-S. Penggunaan jenis distribusi lognormal dan normal ini akan membuat estimasi parameter desain menjadi lebih konservatif dan analisis keandalan dapat dilakukan dengan lebih mudah. Setelah itu, struktur akan didesain berdasarkan kriteria yang tertera pada ISO 19902 dan API RP2A WSD. Dari desain struktur yang didapatkan, dapat disimpulkan bahwa desain flare platform didominasi oleh gaya lingkungan di semua lokasi penelitian dan hanya wellhead platform di Laut Jawa yang desainnya didominasi oleh gaya lingkungan. Beban topside yang besar pada wellhead platform dan kedalaman perairan yang lebih dangkal di Selat Madura membuat desain wellhead platform di Selat Madura lebih didominasi oleh gaya berat struktur. Keandalan pada mode kegagalan tegangan ¬in-place pada komponen dipilih karena faktor beban lingkungan merupakan faktor yang memang akan diterapkan pada analisis in-place. Selain itu, ada juga keandalan pada mode kegagalan keruntuhan plastis yang dilakukan untuk mengamati efek komponen redundan pada desain fase in-place terhadap keruntuhan struktur secara global. Pada analisis keandalan, tegangan luluh dan modulus elastisitas diasumsikan menjadi variabel acak pada tahanan struktur. Tinggi gelombang dan kecepatan arus dijadikan sebagai variabel acak pada beban lingkungan, sedangkan kecepatan angin dijadikan sebagai variabel deterministik karena pengaruhnya yang sangat sedikit terhadap desain struktur jacket. Proses kalibrasi dilakukan sampai didapatkan nilai faktor beban lingkungan ISO 19902 yang memberikan desain struktur dengan nilai keandalan yang serupa dengan struktur yang didesain menggunakan API RP2A WSD. Hasil kalibrasi di perairan sekitar Madura untuk kedua jenis platform menunjukkan bahwa direkomendasikan faktor beban lingkungan sebesar 1.23 berdasarkan kegagalan komponen dan 1.25 berdasarkan kegagalan keruntuhan plastis. Pada akhirnya disimpulkan faktor beban lingkungan sebesar 1.25 agar desain jacket platform di perairan sekitar Madura menghasilkan keandalan yang sama atau lebih besar dari keandalan struktur desain API RP2A WSD.