Studi Perancangan Expansion Loop Akibat Ekspansi Termal pada Pipa Bawah Laut

Serkarindra, Dyah Elvina (2021) Studi Perancangan Expansion Loop Akibat Ekspansi Termal pada Pipa Bawah Laut. Undergraduate thesis, Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

[img] Text
Buku TA_04311740000015_Dyah Elvina Serkarindra.pdf - Accepted Version
Restricted to Repository staff only until 1 October 2023.

Download (3MB) | Request a copy
[img] Text
view_usp=sharing
Restricted to Repository staff only

Download (75kB) | Request a copy

Abstract

Dalam industri minyak dan gas, teknologi pipa bawah laut sebagai alat transportasi fluida telah mengalami kemajuan yang pesat karena kebutuhan industri untuk lebih efektif dan ekonomis. Disisi lain, permasalahan timbul seiring dengan kemajuan tersebut, salah satunya adalah terjadinya ekspansi dalam arah longitudinal karena tingginya tekanan dan temperatur yang bekerja pada pipa saat beroperasi. Untuk itu diperlukan serangkaian proses desain agar dihasilkan desain pipa yang aman dengan melakukan beberapa analisis, salah satunya flowline stress analysis yang dimana mencakup analisis thermal expansion. Pada tugas akhir ini dilakukan analisis thermal expansion yang meliputi perhitungan pertambahan panjang (expansion) yang terjadi pada sistem pipa pada kondisi operasi serta solusi yang digunakan untuk mengatasi ekspansi tersebut yakni dengan merencanakan suatu expansion loop. Analisis ekspansi dilakukan dengan menghitung gaya aksial efektif yang bekerja pada pipa, menghitung tahanan gesek, menghitung net strain pada pipa, menentukan virtual anchor point, dan menghitung panjang ekspansi yang terjadi pada kedua ujung pipa. Perancangan expansion loop dilakukan dengan menentukan panjang expansion loop menggunakan diagram Nomograf dengan dinding expansion loop yang telah diketahui serta besarnya ekspansi yang terjadi. Dari hasil perhitungan analisis thermal expansion, diketahui bahwa ekspansi yang terjadi pada ujung KLB adalah sebesar 35,38 mm dan pada ujung KLA adalah sebesar 10,17 mm. Sehingga, melalui pencocokan diagram Nomograf, didapatkan panjang minimal expansion loop 25 ft (±8 m). Pada pemodelan yang telah dilakukan pada bagian yang ditinjau, dalam hal ini expansion loop pada kedua ujung pipa didapatkan bahwa model konfigurasi expansion loop tidak mengalami kegagalan. Perubahan displacement terbesar yang terjadi pada expansion loop KLB adalah pada titik BND1 sebesar -32,18 mm arah dx; -14,50 mm arah dy; dan 9,73 mm arah dz dan pada expansion loop KLA adalah pada titik BND1 sebesar 10,88 mm arah dx; -14,06 mm arah dy; dan 0,62 dz. Sedangkan stress terbesar untuk daerah tinjauan KLB terjadi pada titik BND1F sebesar 117,37 MPa dan daerah tinjauan KLA terjadi pada titik BND1N sebesar 73,31 MPa. ================================================================================================= In the oil and gas industry, subsea pipeline technology as a fluid transportation has progressed rapidly due to the industrial demand to be more effective. On the other hand, problems arise along with this progress, one of which is the expansion in the longitudinal direction due to the high pressure and temperature acting on the pipe while operating. Therefore, a series of design processes is needed to produce a safe pipe design by carrying out several analyzes, one of which is flowline stress analysis which includes thermal expansion analysis. In this final project, an analysis of thermal expansion is carried out which includes the calculation of expansion in the pipeline system under operating conditions and the solution used to solve this expansion by planning an expansion loop. Expansion analysis is performed by calculating the effective axial force on the pipe, frictional resistance, net strain on the pipe, determining the virtual anchor point, and calculating the length of expansion that occurs at both ends of the pipe. The design of the expansion loop is calculated by determining the length of the expansion loop using a Nomograph diagram based on existed expansion loop wall thickness and the expansion. Based on the calculation of thermal expansion analysis, it is known that the expansion occurs at the end of KLB is 35,38 mm and at the end of KLA is 10,17 mm. Therefore, by matching the Nomograph diagram, the minimum length required of the expansion loop is 25 ft (± 8 m). In the modeling of the reviewed section, in this case the expansion loop at both ends of the pipe shows that the expansion loop configuration model has not failed. The largest displacement change that occurs in the expansion loop of KLB is at the BND1 point of -32.18 mm dx; -14.50 mm dy; and 9.73 dz and the expansion loop KLA is at the BND1 point of 10.88 mm dx; -14.06 mm dy; and 0.62 dz. The critical stress for the KLB area occurred at the point BND1F is 117,37 MPa and the KLA area occurred at the point BND1N is 73,31 MPa.

Item Type: Thesis (Undergraduate)
Uncontrolled Keywords: Pipeline, Temperatur, Tekanan, Ekspansi Termal, Tegangan, Displacement
Subjects: T Technology > TA Engineering (General). Civil engineering (General) > TA660.P55 Underground pipeline design, construction and management
T Technology > TJ Mechanical engineering and machinery > TJ930 Pipelines (General). Underwater pipelines.
T Technology > TN Mining engineering. Metallurgy > TN879.5 Petroleum pipelines
Divisions: Faculty of Marine Technology (MARTECH) > Ocean Engineering
Depositing User: Dyah Elvina Serkarindra
Date Deposited: 14 Aug 2021 14:13
Last Modified: 14 Aug 2021 14:13
URI: https://repository.its.ac.id/id/eprint/86656

Actions (login required)

View Item View Item