Analisis Fatigue Life Akibat Vortex Induced Vibration (VIV) Pada Pipa Bawah Laut 16" Mine Oil Line Pipeline Pada Kondisi Operasi

Roberte, Audrey Salsza Maret (2024) Analisis Fatigue Life Akibat Vortex Induced Vibration (VIV) Pada Pipa Bawah Laut 16" Mine Oil Line Pipeline Pada Kondisi Operasi. Other thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Text 5020201052-Undergraduate_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only until 1 October 2026. Download (5MB) | Request a copy

Abstract

Pipa bawah laut atau subsea pipeline menjadi salah satu metode transfer dalam pendistribusian minyak dan gas dari tempat eksplorasi menuju tempat produksi. Topografi bawah laut yang beragam dapat menyebabkan salah satu permasalahan teknis dengan munculnya fenomena rentang bebas pada suatu medan tertentu yang disebut dengan kondisi free span. Beban lingkungan berupa aliran dari gelombang dan arus yang timbul di sekitar pipa dan bersinggungan dengan badan pipa dapat menimbulkan osilasi atau getaran pada pipa yang disebut dengan fenomena vortex induced vibration. Jika frekuensi dari pusaran ini mendekati frekuensi natural pipa, maka akan terjadi resonansi dan inilah yang akan menyebabkan kelelahan pada pipa yang berada pada kondisi free span. Penelitian ini menganalisis fenomena VIV untuk mengetahui pola aliran yang melalui struktur silinder yang menggunakan software ANSYS Fluent dan Orcaflex. Pola aliran diidentifikasi menggunakan reynold number sebesar 3,85 x 10^5 dimana aliran termasuk dalam kategori turbulen. Frekuensi dari vortex shedding yang melalui struktur adalah 0,18 Hz. Untuk memastikan struktur tidak mengalami kegagalan akibat adanya VIV, diperlukan perhitungan kriteria fatigue melalui screening berdasarkan DNV GL RP F101. Pada penelitian ini didapatkan bahwa VIV pada arah in-line tidak memenuhi kriteria sehingga dilakukan analisis tegangan dan umur kelelahan. Tegangan von misses yang terjadi pada struktur ini adalah 21,32 Mpa. Analisis fatigue pada penelitian ini menggunakan metode rainflow counting menggunakan software OrcaFlex yang hasilnya merupakan resultan dari analisis fatigue pada arah crossflow dan in-line. Sehingga didapatkan umur kelelahan 38 tahun pada struktur dengan adanya free span. Serta dilakukan pembanding pada struktur tanpa adanya free span dengan hasil analisis fatigue adalah 117 tahun. Dimana hasil kedua analisis tersebut tidak melewati batas design life struktur 20 tahun.
=================================================================================================================================
A subsea pipeline is a method used for transferring oil and gas from exploration sites to production facilities. The diverse seabed topography can cause technical issues, including the emergence of free span conditions in certain areas. Environmental loads such as wave and current flows around the pipeline can induce oscillations or vibrations in the pipeline, known as vortex-induced vibrations (VIV). If the frequency of these vortices approaches the pipeline's natural frequency, resonance can occur, leading to fatigue in pipelines located in free span conditions. This study analyzes the VIV phenomenon to understand the flow patterns around a cylindrical structure using ANSYS Fluent and OrcaFlex software. The flow pattern is identified using a Reynolds number of 3.85 x 10^5, indicating turbulent flow. The vortex shedding frequency around the structure is 0.18 Hz. To ensure the structure does not fail due to VIV, fatigue criteria calculations are performed using DNV GL RP F101 guidelines. The study finds that in-line VIV does not meet the criteria, necessitating stress and fatigue life analyses. The von Mises stress on the structure is 21.32 MPa. Fatigue analysis using the rainflow counting method in OrcaFlex shows a fatigue life of 38 years for the structure with free span. A comparative analysis on a structure without free span indicates a fatigue life of 117 years. Both results are within the structure's design life of 20 years.

Item Type:	Thesis (Other)
Uncontrolled Keywords:	free span, vortex induced vibration, tegangan, rainflow counting, fatigue life, free span, vortex induced vibration, stress
Subjects:	T Technology > TC Hydraulic engineering. Ocean engineering T Technology > TC Hydraulic engineering. Ocean engineering > TC1680 Offshore structures
Divisions:	Faculty of Marine Technology (MARTECH) > Ocean Engineering > 38201-(S1) Undergraduate Thesis
Depositing User:	Audrey Salsza Maret Roberte
Date Deposited:	25 Jul 2024 02:43
Last Modified:	25 Jul 2024 02:43
URI:	http://repository.its.ac.id/id/eprint/108720

Actions (login required)

View Item