Analisa Tegangan Pada Vertical Subsea Gas Pipeline Akibat Pengaruh Arus dan Gelombang Laut dengan Metode Elemen Hingga

Abstract

Pipa gas bawah laut merupakan salah satu cara utama yang paling cepat, aman, ekonomis, dan dapat diandalkan dalam pendistribusian gas dari offshore. Faktor tegangan pada jalur pipa gas bawah laut merupakan kunci utama dalam proses operasinya. Tegangan tersebut dapat disebabkan dari beban internal pada pipa ataupun beban eksternal yang berasal dari lingkungan dimana pipa tersebut beroperasi. Untuk mengetahui distribusi tegangan pada pipa akibat beban eksternal berupa arus dan gelombang laut maka dilakukan simulasi dengan metode Computational Fluid Dynamic (CFD) menggunakan software SOLIDWORKS untuk pembuatan obyek dan domain yang selanjutnya disimulasikan menggunakan software ANSYS FLUENT dan AQWA 14. Simulasi dilakukan pada pipa vertikal dimana dalam simulasi pipa tersebut dibagi menjadi tiga bagian. Pipa bagian atas memiliki panjang pipa sebesar 7700 mm pada garis air 15400 mm – 23000 mm, pipa bagian tengah memiliki panjang 7700 pada garis air 7700 mm – 15400 mm, dan pipa bagian bawah memiliki panjang 4650 mm untuk pipa lurusnya dan memiliki tambahan elbow 90° dengan jari-jari sebesar 3050 m berada pada garis air 0 mm – 7700 mm. Selanjutnya, simulasi dilakukan dengan variasi kecepatan arus sebesar 0.48 m/s untuk potongan pipa bagian tengah dan 0.75 m/s untuk potongan pipa bagian bawah. Sedangkan untuk pipa bagian atas disimulasikan dengan periode gelombang sebesar 6.4 s dengan tinggi gelombang sebesar 2.3 m. dari hasil pemodelan dan simulasi didapatkan distribusi tegangan dan tegangan maksimum untuk setiap potongan pipa. Potongan pipa bagian bawah memiliki tegangan maksimum sebesar 1830.629 Pa. Potongan pipa bagian tengah memiliki tegangan maksimum sebesar 18.68415 Pa. potongan pipa bagian atas memiliki tegangan maksimum sebesar 6733.2 Pa. Dari ketiga simulasi tersebut dapat disimpulkan bahwa beban gelombang yang paling besar dampaknya untuk pipa vertikal tersebut. Umur sisa kelelahan untuk pipa vertikal adalah sebesar 65982173.7 tahun untuk m = 4.0 dan 9775722903 tahun untuk m = 5.0.