Perpustakaan Digital ITB

Perkembangan teknologi yang signifikan di zaman modern ini menyebabkan meningkatnya kebutuhan energi, salah satunya minyak bumi dan gas alam. Sumber minyak bumi dan gas alam yang semakin menipis menyebabkan kegiatan eksplorasi cadangan energi fosil beralih ke arah lepas pantai. Sistem pipa bawah laut menjadi alternatif utama untuk pendistribusian minyak bumi dan gas alam yang efektif dan ekonomis sehingga diperlukan perencanaan desain yang sesuai dengan standar dan memenuhi masa layan. Pipa bawah laut perlu didesain dengan tepat agar tidak terjadi kegagalan, mulai dari tahap instalasi hingga operasi pipa. Desain pipa bawah laut dimulai dengan penentuan tebal dinding (wall thickness) baja pipa yang mengacu pada standar DNV-OS-F101. Dinding baja pipa bawah laut didesain agar tahan terhadap tekanan internal maupun eksternal yang dianalisis berdasarkan empat kriteia, yaitu bursting akibat tekanan internal konten, local buckling berbentuk system collapse akibat tekanan eksternal, propagation buckling, dan local buckling akibat kombinasi pembebanan. Proses desain selanjutnya adalah analisis kestabilan pipa bawah laut (on-bottom stability) yang mengacu pada standar DNV-RP-F109. Melalui analisis tersebut, pipa bawah laut akan diberikan lapisan beton pemberat jika berat baja tidak cukup untuk membuat pipa stabil dalam arah lateral dan vertikal. Setelah itu, dilakukan analisis instalasi pipa bawah laut menggunakan perangkat lunak OFFPIPE dan MOSES untuk menentukan konfigurasi komponen laybarge agar tegangan pipa yang terjadi saat instalasi sesuai dengan kriteria desain praktis industri. Analisis instalasi dilakukan pada kondisi statik dan dinamik di kedalaman maksimum dan minimum perairan. Selanjutnya, dilakukan analisis bentang bebas (free span) berdasarkan standar DNV-RP-F105. Bentang bebas terjadi karena kontur batimetri dasar laut yang tidak rata, sehingga terdapat bagian pipa yang tidak tertumpu. Panjang bentang bebas maksimum yang diizinkan perlu dihitung agar frekuensi natural akibat gerakan harmonik pipa lebih kecil dari frekuensi natural material pipa. Pipa bawah laut terbuat dari baja. Salah satu kelemahan material baja pada pipa bawah laut saat operasinya adalah masalah korosi. Butir-butir antar bahan penyusun material baja pipa memiliki perbedaan potensial sehingga terbentuk sistem katoda dan anoda alami. Adapun lingkungan operasi pipa berupa air laut yang merupakan elektrolit. Adanya anoda dan katoda yang terhubung secara elektrik pada zat elektrolit menyebabkan terjadinya korosi pada pipa bawah laut. Korosi akan mempengaruhi integritas pipa bawah laut sehingga harus dikendalikan. Salah satu metode pengendalian korosi pada pipa bawah laut yang dapat dilakukan adalah proteksi katodik dengan anoda korban. Analisis proteksi katodik dilakukan berdasarkan standar DNV-RP-F103. Melalui analisis ini, akan dihitung jumlah anoda yang digunakan, jarak antar anoda, dan total massa anoda. Pipa bawah laut yang didesain dan dianalisis pada Tugas Akhir ini terletak di Laut Jawa dengan panjang 19.75 km. Diperoleh hasil desain tebal dinding pipa adalah sebesar 12.7 mm dan tebal lapisan beton yang dibutuhkan adalah 40 mm. Kemudian, diperoleh konfigurasi komponen laybarge Timas DL-01 berupa konfigurasi letak roller, tensioner, dan stinger serta sudut trim dan hitch yang memenuhi kriteria desain praktis industri. Selanjutnya, panjang bentang bebas maksimum yang diizinkan adalah 18.9 m. Terakhir, hasil analisis proteksi katodik pada pipa bawah laut untuk umur desain 20 tahun, menunjukkan bahwa dibutuhkan anoda aluminium tipe bracelet sebanyak 68 unit, jarak antar anoda sebesar 24 pipe joint length atau 292.8 m, dan berat total anoda sebesar 2316.418 kg.