Analisa Laju Erosi pada Elbow Pipa Karena Partikel Pasir Dalam Aliran Fluida Gas Menggunakan Simulasi CFD

Abstract

Dalam industri minyak dan gas bumi sering terjadi permasalahan berupa erosi yang terjadi pada internal pipa. Erosi didefinisikan sebagai suatu kerugian hilangnya sebagian material pipa karena bergeseknya dinding material dengan partikel pasir yang terbawa dalam alian multi fase. Aliran multi fase merupakan sebuah sistem aliran yang terdiri lebih dari satu fase, dalam hal ini fase gas dan fase padat. Menurut penelitian, sumur minyak dan gas bumi dewasa ini semakin banyak kandungan partikel pasir yang terbawa oleh fluida gas atau minyak seiring dengan menurunnya produksi minyak dan gasnya yang selaras dengan bertambahnya umur asset. Erosi terbesar terjadi pada bagian elbow dikarenakan partikel pasir dapat tertumbuk secara langsung ke dinding material dengan kecepatan tertentu yang disebabkan adanya belokan secara tiba-tiba mengikuti desain elbow. Prediksi hasil analisa yang akurat dapat digunakan sebagai acuan untuk meminimalisir kegagalan pada pipa. Dalam analisa ini menggunakan pemodelan CFD (computational fluid dynamic) pada aplikasi ANSYS untuk menganalisa laju erosi pada pipa dengan melakukan variasi ukuran partikel pasir, flowrate partikel pasir, kecepatan aliran dan jenis elbow. Didapatkan hasil berupa laju erosi pada elbow pipa yang dibandingkan dengan perhitungan menurut DNV RP O501. Hasil validasi dari perhitungan menurut DNV RP O501 dengan hasil simulasi Ansys Fluent menunjukkan perbedaan nilai antara 4,8% - 5,9% hal tersebut menunjukkan bahwa hasil percobaan sangat akurat. Dari hasil simulasi menunjukkan bahwa nilai laju erosi berbanding lurus dengan banyaknya flowrate partikel pasir, besar diameter partikel dan kecepatan aliran. Pada elbow pipa 90⁰ nilai laju erosi lebih besar dibandingkan dengan elbow pipa 45⁰. Nilai remaining life berbanding terbalik dengan nilai laju erosi yang terjadi pada elbow pipa.

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).