Analisis Umur Kelelahan Sambungan Bracket Topside Module FPSO Menggunakan Fracture Mechanics

Abstract

Salah satu tantangan dalam mendesain struktur FPSO adalah struktur antara topside structure dan hull structure. Struktur tersebut harus mempunyai kekuatan yang cukup akibat beban siklis seperti topside inertia loads dan hull girder bending moment akibat beban gelombang pada kondisi lingkungan dan sea states. Beban siklis tersebut menyebabkan terjadinya kelelahan yang memicu terjadinya fatigue cracking sehingga dapat mempengaruhi production integrity. Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui umur kelelahan topside interface structure menggunakan dua pendekatan yaitu metode cumulative fatigue damage untuk menganalisis umur kelelahan akibat inisiai retak dan metode pendekatan fracture mechanics untuk menganalisis perambatan retak dan pengaruh perambatan retak terhadap umur kelelahan topside interface structure. Pemodelan struktur dilakukan dengan pemodelan elemen hingga secara global dan lokal. Dari analisis tegangan global didapatkan lokasi kritis yaitu sambungan TS10 untuk selanjutnya ditinjau dalam analisis tegangan lokal. Hasil tegangan normal (sumbu Z) yaitu 29,489 MPa. Setelah itu nilai tegangan tersebut diaplikasikan pada pemodelan retak untuk menentukan nilai stress intensity factor (SIF), laju perambatan retak, jumlah siklus dan umur kelelahan struktur. Dengan itu didapatkan nilai stress intensity factor (SIF) retak awal dari topside interface structure yaitu 1,469 MPa√m dan laju perambatan retak awal yaitu 2,2 x 10^-11 m/cycle. Setelah itu didapatkan jumlah siklus dari retak awal sampai retak kritis yaitu 2,3 x 10⁵ cycle. Umur kelelahan topside interface structure menggunakan pendekatan fracture mechanics yaitu 101,028 tahun dengan nilai safety factor adalah 5,05. Sedangkan dengan menggunakan  metode SN Cuve didapatkan umur yaitu 151,72 tahun.

CC Licencing

Authors who publish with this journal agree to the following terms:
- Authors retain copyright and grant the journal right of first publication with the work simultaneously licensed under a Creative Commons Attribution License that allows others to share the work with an acknowledgement of the work's authorship and initial publication in this journal.
- Authors are able to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the journal's published version of the work (e.g., post it to an institutional repository or publish it in a book), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.
- Authors are permitted and encouraged to post their work online (e.g., in institutional repositories or on their website) prior to and during the submission process, as it can lead to productive exchanges, as well as earlier and greater citation of published work (See The Effect of Open Access).