Rahman, Fathur (2025) Studi Perambatan Retak Pipa Helicopter Deck FPSO Akibat Korosi dan Cacat Retak. Masters thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.
![[thumbnail of 6018231011-Master_Thesis.pdf]](http://repository.its.ac.id/style/images/fileicons/text.png) |
Text
6018231011-Master_Thesis.pdf - Accepted Version Restricted to Repository staff only Download (13MB) | Request a copy |
Abstract
Kekuatan dan ketahanan struktur kapal dan infrastruktur vital dalam industri minyak dan gas seperti Floating Production, Storage, and Offloading (FPSO) menjadi prioritas dalam meningkatkan efektivitas operasi dan memenuhi permintaan energi yang meningkat. Pada saat beroperasi di laut, air laut menjadi media korosi yang paling mudah mengkorosi material pada struktur kapal dan FPSO. Salah satu komponen kritisnya adalah helicopter deck, yang struktur penopangnya rentan mengalami kegagalan lelah akibat kombinasi beban dinamis dari gerakan kapal dan degradasi material akibat korosi di lingkungan laut. Penelitian ini bertujuan untuk mengkuantifikasi umur lelah perambatan retak pada sambungan pipa tubularnya, dengan menganalisis pengaruh jenis sambungan (T/K), lokasi retak (crown/saddle), posisi retak pada lasan (toe/crown), dan kondisi permukaan (rata/kasar) akibat korosi. Metodologi penelitian mengadopsi pendekatan hibrida yang mengintegrasikan analisis hidrodinamika berbasis spektral, elemen hingga, dan Linear Elastic Fracture Mechanics (LEFM). Beban siklus jangka panjang diturunkan dari analisis spektral untuk menghitung Faktor Intensitas Tegangan (SIF) pada 16 skenario kasus. Hasil penelitian menunjukkan sensitivitas umur lelah yang sangat tinggi, dengan prediksi berkisar dari 1000 tahun untuk kondisi ideal, hingga turun drastis menjadi hanya 25.9 tahun. Analisis parametrik menetapkan hasil pengaruh yang jelas, di mana lokasi retak pada saddle dan posisi di weld toe merupakan faktor geometris paling dominan yang mengurangi umur lelah. Kasus paling kritis teridentifikasi pada konfigurasi sambungan K di lokasi saddle dengan retak di weld toe dan permukaan terkorosi (umur 25.9 tahun), yang menunjukkan mode perambatan permukaan yang berpotensi menyebabkan kegagalan getas. Temuan ini secara fundamental menegaskan bahwa risiko kegagalan utama bukan berasal dari inisiasi retak (umur prediksi S-N: 71.6 tahun), melainkan dari perambatan cacat awal pada lokasi dengan konsentrasi tegangan geometris yang tinggi, terutama pada sambungan K di lokasi saddle-toe.
Kata kunci:Helicopter Deck, FPSO, Stress Corrosion Cracking (SCC), Umur Lelah Perambatan Retak, Sambungan Tubular
========================================================================================================================================
The structural strength and integrity of ships and critical offshore infrastructures such as Floating Production, Storage, and Offloading (FPSO) units are essential for enhancing operational effectiveness and meeting the growing energy demand. In marine environments, seawater serves as a highly corrosive medium that significantly deteriorates materials used in ship and FPSO structures. One of the most critical components is the helicopter deck, whose supporting tubular structures are susceptible to fatigue failure due to the combined effects of dynamic loading from vessel motion and material degradation caused by corrosion. This study aims to quantify the fatigue life of crack propagation in tubular welded joints of the helicopter deck by analyzing the influence of joint types (T/K), crack locations (crown/saddle), crack positions along the weld (toe/crown), and surface conditions (smooth/rough) resulting from corrosion. The research employs a hybrid methodology that integrates spectral-based hydrodynamic analysis, finite element analysis (FEA), and Linear Elastic Fracture Mechanics (LEFM). Long-term cyclic loading is derived from spectral analysis to calculate the Stress Intensity Factor (SIF) across 16 case scenarios. The results reveal a high sensitivity of fatigue life to the examined parameters, with predicted crack propagation life ranging from over 1000 years under ideal conditions to a dramatic reduction of just 25.9 years in the most severe case. Parametric analysis indicates that crack location at the saddle and positioning at the weld toe are the most influential geometric factors reducing fatigue life. The most critical case is identified in the K-joint configuration, with a crack located at the saddle weld toe on a corroded surface, exhibiting a fatigue life of 25.9 years and suggesting a surface propagation mode prone to brittle failure. These findings fundamentally emphasize that the primary failure risk lies not in the crack initiation phase (S-N predicted life: 71.6 years), but rather in the propagation of initial defects at regions of high geometric stress concentration—particularly in K-joint saddle-toe configurations.
Kata kunci:Helicopter Deck, FPSO, Stress Corrosion Cracking (SCC), Fatigue Crack Propagation, Tubular Joints
Actions (login required)
 |
View Item |