Perpustakaan Digital ITB

Manifold subsea laut dalam memerlukan sistem perpipaan berintegritas tinggi yang mampu menahan tekanan internal tinggi, kondisi layanan bersuhu rendah, tekanan hidrostatik eksternal, dan fluida produksi korosif. Pada manifold High-Integrity Pressure Protection System (HIPPS) yang dikaji, sambungan las melingkar terletak dekat dengan katup subsea, sehingga perlakuan panas pascalas (PWHT) tidak praktis diterapkan karena paparan termal dapat memengaruhi penyekatan katup. Karena sambungan baja penahan ASTM A694 F65 dengan pelapis Inconel 625 dan logam pengisi Ni-Cr-Mo tersebut harus tetap berada dalam kondisi las tanpa perlakuan panas, medan tegangan sisanya harus dianalisis dan digabungkan dengan beban layanan untuk mendukung justifikasi rekayasa pendekatan tanpa PWHT. Tesis ini mengembangkan alur analisis global-ke-lokal yang menghubungkan kedua skala tegangan tersebut. Respons global manifold dianalisis menggunakan AutoPIPE untuk empat kasus beban, mencakup tekanan desain, rentang suhu, gaya apung, kekakuan tumpuan, beban jumper, dan faktor konsentrasi tegangan. Kondisi penentu, yaitu operasi subsea dingin dikombinasikan dengan gempa ekstrem, menghasilkan tegangan 242,75 MPa pada tee berdiameter besar, dari mana tegangan primer diekstraksi. Tegangan sisa las lokal dievaluasi menggunakan Abaqus dengan prosedur termal-mekanis sekuensial dua dimensi aksisimetrik, di mana analisis termal menghitung medan suhu transien untuk 55 tahap pengelasan, sementara analisis mekanis mengimpor riwayat suhu tersebut, mengaktifkan manik las, dan menghitung tegangan sisa aksial serta hoop. Pada konfigurasi dasar baja penahan setebal 35 mm, analisis menghasilkan tegangan sisa aksial puncak 282 MPa dan hoop 405 MPa, setara dengan 90 persen kekuatan luluh baja penahan. Penggabungan tegangan primer dan sekunder pada Failure Assessment Diagram menurut BS 7910 menempatkan sambungan di dalam wilayah dapat diterima, dengan faktor cadangan 6,47 yang menurun menjadi 5,94 pada ketebalan 45 mm. Penggunaan profil tegangan hasil perhitungan sebagai pengganti asumsi batas atas standar meningkatkan faktor cadangan 2,7 kali, menunjukkan ukuran cacat yang dapat ditoleransi lebih besar. Sambungan dinilai layak pakai tanpa PWHT pada seluruh rentang ketebalan, dan kontribusi penelitian ini adalah metode penilaian tegangan sisa terstruktur yang menghubungkan data kualifikasi, konteks pembebanan global, dan simulasi elemen hingga lokal.