Perpustakaan Digital ITB

Indonesia memiliki kandungan minyak bumi dan gas yang melimpah ruah. Produk hasil dari minyak bumi dan gas ini digunakan hampir di semua sektor kehidupan. Maka eksplorasi dan eksploitasi minyak dan gas ini terus digemborkan. Kegiatan eksplorasi dan eksploitasi ini telah berubah tren dari lapangan onshore (darat/dekat pantai) ke lapangan offshore (lepas pantai) hingga ke laut dalam. Untuk menunjang kegiatan eksplorasi dan eksploitasi tersebut, dibutuhkan sarana dan prasarana yang dapat memfasilitasi kegiatan tersebut. Salah satu fasilitas yang sangat penting dalam kegiatan eksplorasi minyak dan gas adalah sistem pipa bawah laut. Pipa bawah laut adalah salah satu sistem transportasi yang efektif untuk mendistribusikan fluida dari suatu tempat ke tempat lainnya secara masif dan berkelanjutan. Namun, fluida seperti minyak bumi dan gas atau fluida lain yang dialirkan dalam pipa bawah laut ini bersifat pencemar lingkungan dan berpotensi membahayakan manusia. Maka dari itu, perlu dilakukan berbagai tahapan desain dan analisis pada pipa bawah laut agar dapat menahan berbagai beban serta memenuhi kelayakan selama pipa beroperasi. Proses desain dimulai dengan menentukan tebal dinding pipa (wall thikcness) yang mengacu pada standar DNVGL-ST-F101. Dinding pipa didesain agar dapat menahan tekanan internal maupun eksternal yang dilihat dari empat kriteria kegagalan, yaitu bursting akibat internal pressure conatinment, local bucklingsystem collapse akibat external pressure, propagation buckling, dan local buckling akibat kombinasi pembebanan. Proses desain selanjutnya adalah analisis kestabilan pipa di dasar laut (on-bottom stability) yang diperhitungkan menggunakan standar DNV-RP-F109. Pipa perlu didesain agar tetap stabil secara vertikal dan lateral. Jika berat baja pipa tidak cukup untuk menjaga kestabilan pipa, maka penggunaan lapisan beton (concrete coating) diperlukan guna menambah berat pipa agar mencapai berat minimum pipa agar dapat stabil di dasar laut. Tahapan selanjutnya adalah analisis instalasi pipa bawah laut yang dilakukan menggunakan perangkat lunak OFFPIPE. Analisis ini bertujuan untuk menentukan konfigurasi komponen laybarge berupa konfigurasi letak roller, tensioner, dan stinger serta sudut trim barge dan rotasi hitch/stinger agar tegangan pipa yang terjadi saat instalasi sesuai dengan kriteria desain praktis industri dan kriteria pada standar DNVGL-ST-F101. Analisis instalasi dilakukan pada kondisi statik dan dinamik di kedalaman maksimum dan minimum. Analisis statik hanya memperhitungkan faktor fisik atau posisi pipa saat proses instalasi dengan laybarge saja. Sedangkan pada analisis dinamik diperhitungkan pula pergerakan laybarge akibat beban hidrodinamik seperti gelombang perairan. Data pergerakan kapal berupa RAO (Response Amplitude Operator) yang didapatkan dengan pemodelan barge dan beban lingkungan pada perangkat lunak MOSES. Kedua hasil analisis statik dan dinamik ini perlu memenuhi kriteria desain tegangan. Setelah itu, dilakukan analisis bentang bebas (free span) pipa bawah laut. Bentang bebas merupakan bagian pipa yang tidak tertumpu di dasar laut akibat kondisi batimetri laut yang tidak rata. Beban gelombang yang dialami segmen pipa pada bentangan bebas akan mengakibatkan gerakan harmonik pada pipa. Perlu dilakukan perhitungan bentang bebas maksimum pada pipa agar frekuensi natural akibat gerakan harmonik pipa lebih kecil dari frekuensi natural material pipa. Desain dan analisis free span ini mengacu pada standar DNV-RP-F105. Pipa bawah laut sangat rentan terhadap korosi. Ketidakmurnian (impurity) bahanbahan penyusun baja pipa mengakibatkan perbedaan potensial antar grain nya sehingga membuat pipa bawah laut menjadi sebuah sistem katoda dan anoda alami. Lingkungan operasi berupa air laut yang merupakan elektrolit menyebabkan pipa akan dengan mudah mengalami korosi. Maka perlu dilakukan perlindungan korosi tambahan pada pipa berupa sistem proteksi katodik dengan metode anoda korban. Anoda korban yang digunakan pada pipa bawah laut biasanya berupa bracelet anode. Perlu dilakukan analisis untuk memperhitungkan jumlah anoda yang digunakan, jarak antar anoda, dan total massa anoda. Perhitungan dilakukan dengan mengacu pada standar DNVGL-RP-F103. Pada Tugas Akhir ini, dilakukan tahapan desain dan analisis untuk pipa bawah laut di Selat Makassar dengan panjang 301 km. Didapatkan hasil tebal dinding sebesar 12.7 mm dan tebal lapisan beton sebesar 40 mm. Lalu analisis instalasi dilakukan dengan laybarge Timas DL-01 dengan konfigurasi sudut trim 1.5º dan hitch 0º. Nilai terbesar tegangan pada pipa adalah 84.32%SMYS pada analisis dinamik di kedalaman maksimum dengan sudut arah datang gelombang 0º sudah hasil tegangan residu sebesar 688.95 kN. Selanjutnya, panjang bentang bebas yang diizinkan adalah sebesar 11.73 m. Terakhir, analisis proteksi katodik dilakukan dengan bracelet anode berbahan aluminium dan didapatkan jumlah anoda yang dibutuhkan sebanyak 1041 buah, dengan berat total anoda sebesar 32.6 ton dan jarak antar anoda rata-rata setiap 24 pipe joint length atau 292.8 m.