30

DISAIN ULANG SISTEM PERPIPAAN UNTUK MENINGKATKAN … · DILAYANI OLEH POMPA TERPASANG DARI TANGKI TIMBUN KE DERMAGA PT. DABN. ... ketika jalur perpipaan dioperasikan pada tekanan

  • Upload
    dominh

  • View
    225

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: DISAIN ULANG SISTEM PERPIPAAN UNTUK MENINGKATKAN … · DILAYANI OLEH POMPA TERPASANG DARI TANGKI TIMBUN KE DERMAGA PT. DABN. ... ketika jalur perpipaan dioperasikan pada tekanan
Page 2: DISAIN ULANG SISTEM PERPIPAAN UNTUK MENINGKATKAN … · DILAYANI OLEH POMPA TERPASANG DARI TANGKI TIMBUN KE DERMAGA PT. DABN. ... ketika jalur perpipaan dioperasikan pada tekanan

MULAI

IDENTIFIKASI DAN PERUMUSAN MASALAH

STUDI LITERATUR

PENGUMPULAN DATA

PERHITUNGAN WATER HAMMER PIPE STRESS

- HOOP STRESS- LONGITUDINAL STRESS- RADIAL STRESS

PIPE STRESS CAUSED WATERHAMMER- HOOP STRESS- LONGITUDINAL STRESS- RADIAL STRESS

SPECIFICATION OF PIPESPECIFICATION OF LIQUIDLOADING OPERASIONAL

API 5L (SPECIFICATION FOR LINE PIPE)ASME B31.4 (PIPELINE TRANSPORTATION SYSTEM FOR LIQUID HYDROCARBON AND OTHER LIQUID) ASME B31.3 (PIPING PROCESS) QUICK GUIDE TO PIPELINE ENGINEERINGDLL

Page 3: DISAIN ULANG SISTEM PERPIPAAN UNTUK MENINGKATKAN … · DILAYANI OLEH POMPA TERPASANG DARI TANGKI TIMBUN KE DERMAGA PT. DABN. ... ketika jalur perpipaan dioperasikan pada tekanan

ANALISA HASIL PERHITUNGAN

ANALISA ACCEPTED

KESIMPULAN DAN REKOMENDASI

SELESAI

API 5L (SPECIFICATION FOR LINE PIPE)ASME B31.3 (PIPING PROCESS)

Page 4: DISAIN ULANG SISTEM PERPIPAAN UNTUK MENINGKATKAN … · DILAYANI OLEH POMPA TERPASANG DARI TANGKI TIMBUN KE DERMAGA PT. DABN. ... ketika jalur perpipaan dioperasikan pada tekanan

LATAR BELAKANG

PENYIMPANAN DAN TRIDING BBM

Page 5: DISAIN ULANG SISTEM PERPIPAAN UNTUK MENINGKATKAN … · DILAYANI OLEH POMPA TERPASANG DARI TANGKI TIMBUN KE DERMAGA PT. DABN. ... ketika jalur perpipaan dioperasikan pada tekanan

RUMUSAN MASALAH

BERAPAKAH KENAIKAN TEKANAN YANG DIAKIBATKAN OLEH TERJADINYAFENOMENA WATER HAMMER?

SEBERAPA BESAR STRESS YANG TERJADI SAAT JALUR PERPIPAAN DIOPERASIKANPADA OPERATION PRESSURE, MAX. OPERATION PRESSURE, DAN MAX. WORKPRESSURE?

SEBERAPA BESAR STRESS YANG TERJADI AKIBAT KENAIKAN TEKANAN YANG DISEBABKAN OLEH TERJADNINYA FENOMENA WATER HAMMER SAAT JALUR PERPIPAAN DIOPERASIKAN PADA OPERATION PRESSURE, MAX. OPERATION PRESSURE, DAN MAX. WORK PRESSURE?

1

2

3

Page 6: DISAIN ULANG SISTEM PERPIPAAN UNTUK MENINGKATKAN … · DILAYANI OLEH POMPA TERPASANG DARI TANGKI TIMBUN KE DERMAGA PT. DABN. ... ketika jalur perpipaan dioperasikan pada tekanan

BATASAN MASALAH

ANALISA DILAKUKAN PADA SISI TEKAN (DISCHARGE) JALUR PIPA OFFLOADING YANGTERPASANG DI PT. DABN.

ANALISA TERBATAS PADA STRESS PIPA YANG TERJADI KETIKA PROSES OFFLOADING DILAYANI OLEH POMPA TERPASANG DARI TANGKI TIMBUN KE DERMAGA PT. DABN.

TIDAK MEMBAHAS MENGENAI KOROSI DAN PERLINDUNGAN TERHADAP KOROSI.

TIDAK MEMBAHAS MENGENAI PERNGARUH OPERASIONAL TERHADAP UMURPERPIPAAN.

1

2

3

4

Page 7: DISAIN ULANG SISTEM PERPIPAAN UNTUK MENINGKATKAN … · DILAYANI OLEH POMPA TERPASANG DARI TANGKI TIMBUN KE DERMAGA PT. DABN. ... ketika jalur perpipaan dioperasikan pada tekanan

TUJUAN

MENGHITUNG KENAIKAN TEKANAN YANG DISEBABKAN OLEH TERJADINYA WATER HAMMER.

MENGEVALUASI STRESS YANG TERJADI KARENA OPERASIONAL SAAT OPERATION PRESSURE, MAX. OPERATION PRESSURE, DAN MAX. WORK PRESSURE.

MENGEVALUASI STRESS TERJADI AKIBAT KENAIKAN TEKANAN YANG DISEBABKAN OLEH WATER HAMMER SAAT OPERATION PRESSURE, MAX. OPERATION PRESSURE, DAN MAX. WORK PRESSURE.

MEMBUAT REKOMENDASI PADA SISTEM LOADING-OFFLOADING UNTUK MENGATASI TERJADINYA KENAIKAN TEKANAN YANG DISEBABKAN OLEH FENOMENA WATER HAMMER.

1

2

3

4

BACK TO METODOLOGI

Page 8: DISAIN ULANG SISTEM PERPIPAAN UNTUK MENINGKATKAN … · DILAYANI OLEH POMPA TERPASANG DARI TANGKI TIMBUN KE DERMAGA PT. DABN. ... ketika jalur perpipaan dioperasikan pada tekanan
Page 9: DISAIN ULANG SISTEM PERPIPAAN UNTUK MENINGKATKAN … · DILAYANI OLEH POMPA TERPASANG DARI TANGKI TIMBUN KE DERMAGA PT. DABN. ... ketika jalur perpipaan dioperasikan pada tekanan

SPESIFIKASI PIPA

DIAMETER NOMINAL 6 Inch

DIAMETER LUAR 6.625 Inch

SCHEDULE 40

KETEBALAN 0.280 Inch

DIAMETER DALAM 6.065 Inch

MOP 10 kg/cm2

PANJANG 1477.357 m

MATERIAL API 5L Grade B

PROPERTY RESULTS

CETANE INDEX 52.9

DENCITY @ 150 KG/M3 832.2

K. VISCOSITY @ 450C, MM2/S 2.746

SULPHUR CONTENT, M/M% 0.333

POUR POINT, 0C -6

FLASH POINT, 0C 68.0

CARBON RESIDUE, M/M% 0.03

WATER, MG/KG 335

SPESIFIKASI PIPA TERPASANG PROPERTY MINYAK

BACK TO METODOLOGI

Page 10: DISAIN ULANG SISTEM PERPIPAAN UNTUK MENINGKATKAN … · DILAYANI OLEH POMPA TERPASANG DARI TANGKI TIMBUN KE DERMAGA PT. DABN. ... ketika jalur perpipaan dioperasikan pada tekanan

PIPELINE PROPERTIES

− API 5L GREAD B SCH.40− OUTSIDE DIAMETER− WALL THICKNESS− ETC.

DATA OPERATIONAL

− OPERTING PRESSURE− FLOW RATE− PIPE LENGTH

1. Perhitungan stress pipa on surface.2. Perhitunan stress pipa terpendam3. Perhitungan stress elbow 900 on

surface, dan buried elbow 900.4. Perhitungan stress elbow 450 on

surfaece.5. Perhitungan kenaikan tekanan saat

terjadinya fenomena water hammer.6. Perhitungan stress pipa dan elbow

(on surface dan burial) saatterjadinya fenomena water hammer.

Page 11: DISAIN ULANG SISTEM PERPIPAAN UNTUK MENINGKATKAN … · DILAYANI OLEH POMPA TERPASANG DARI TANGKI TIMBUN KE DERMAGA PT. DABN. ... ketika jalur perpipaan dioperasikan pada tekanan

Operati-onal

Inlet Pressure

(psi)

Increase Pressure(psi)

3 s 6 s 9 s

OP 99,5634 1106,998 603,281 435,375

MOP 142,233 1149,668 645,950 478,045

MAWP 580,151 1587,586 1083,868 915,963

Pit

L0,07ΔP

v

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2 3 4 5 6 7 8 9 10

Page 12: DISAIN ULANG SISTEM PERPIPAAN UNTUK MENINGKATKAN … · DILAYANI OLEH POMPA TERPASANG DARI TANGKI TIMBUN KE DERMAGA PT. DABN. ... ketika jalur perpipaan dioperasikan pada tekanan

STRESS DUE TO EARTH LOAD

SHe = KHe . Be . Ee . γ . D= 650,215 psi

STRESS DUE TO INTERNAL LOAD

SHi =

= 1682,667 psi

CYCLIC CIRCUMFERENTIAL STRESSSHh = KHh . GHh . R . L . Fi . w

= 867,934 psi

CYCLIC LONGITUDINAL STRESSSLh = KLh . GLh . R . L . Fi . w

= 1021,395 psi

w2.tDP

Page 13: DISAIN ULANG SISTEM PERPIPAAN UNTUK MENINGKATKAN … · DILAYANI OLEH POMPA TERPASANG DARI TANGKI TIMBUN KE DERMAGA PT. DABN. ... ketika jalur perpipaan dioperasikan pada tekanan

PRINCIPAL STRESS

− Circumferential stress

S1 = SHe + SHi + SHh

= 3200,816 psi

− Circumferential stress

S2 = SLh - Es αT (T2 – T1) + Vs (SHe + SHi)= 1544,259 psi

− Radial stressS3 = - P

= - 142,233 psi

− Total effective stress

Seff. =

= 2422,893 psi

213

232

2212

1SSSSSS

Page 14: DISAIN ULANG SISTEM PERPIPAAN UNTUK MENINGKATKAN … · DILAYANI OLEH POMPA TERPASANG DARI TANGKI TIMBUN KE DERMAGA PT. DABN. ... ketika jalur perpipaan dioperasikan pada tekanan

STRESS DUE TO EARTH LOAD

SHe = KHe . Be . Ee . γ . D= 650,215 psi

STRESS DUE TO INTERNAL LOAD

SHi =

= 1682,667 psi

FLEXIBILITY STRESS

SE =

= 1045,164 psi

w2.tDP

2

t

2

b S4S

Page 15: DISAIN ULANG SISTEM PERPIPAAN UNTUK MENINGKATKAN … · DILAYANI OLEH POMPA TERPASANG DARI TANGKI TIMBUN KE DERMAGA PT. DABN. ... ketika jalur perpipaan dioperasikan pada tekanan

PRINCIPAL STRESS

− Circumferential stressS1 = SHe + SHi

= 2332,822 psi

− Longitudinal stressS2 = SE - Es αT (T2 – T1) + Vs (SHe + SHi)

= 1568,029 psi

− Radial stressS3 = - P

= - 142,233 psi

− Total effective stress

Seff. =

= 2195,016 psi

213

232

2212

1SSSSSS

BA

CK

TO

MET

OD

OLO

GI

Page 16: DISAIN ULANG SISTEM PERPIPAAN UNTUK MENINGKATKAN … · DILAYANI OLEH POMPA TERPASANG DARI TANGKI TIMBUN KE DERMAGA PT. DABN. ... ketika jalur perpipaan dioperasikan pada tekanan

OperationInlet Pressure

(psi)

Increase Pressure

Caused Water Hammer Phenomena

(psi)

3 Sec. 6 Sec. 9 Sec.

OP 99,5634 1106,998 603,281 435,375

MOP 142,233 1149,668 645,950 478,045

MAWP 580,151 1587,586 1083,868 915,963

Pit

L0,07ΔP

v

Page 17: DISAIN ULANG SISTEM PERPIPAAN UNTUK MENINGKATKAN … · DILAYANI OLEH POMPA TERPASANG DARI TANGKI TIMBUN KE DERMAGA PT. DABN. ... ketika jalur perpipaan dioperasikan pada tekanan

y = 18.65x2 - 335.8x + 1946.R² = 1

y = 18.65x2 - 335.8x + 1989.R² = 1

y = 18.65x2 - 335.8x + 2427.R² = 1

y = 1144

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2 3 4 5 6 7 8 9 10

Pre

ss

ure

(P

si)

Closing Valve Secenario(Second)

Operatonal Pressure

Max. Operational Pressure

Max. Work Pressure

Max. Over Pressure

Poly. (Operatonal Pressure)

Poly. (Max. Operational Pressure)

Poly. (Max. Work Pressure)

Linear (Max. Over Pressure)

Page 18: DISAIN ULANG SISTEM PERPIPAAN UNTUK MENINGKATKAN … · DILAYANI OLEH POMPA TERPASANG DARI TANGKI TIMBUN KE DERMAGA PT. DABN. ... ketika jalur perpipaan dioperasikan pada tekanan

Operating

Hoop Stress

(psi) Accep.

Criteria3 Sec. 6 Sec. 9 Sec.

OP 13096,184 7137,027 5150,642 25200

MOP 13600,981 7641,824 5655,438 25200

MAWP 18781,707 12822,550 10836,165 25200

Page 19: DISAIN ULANG SISTEM PERPIPAAN UNTUK MENINGKATKAN … · DILAYANI OLEH POMPA TERPASANG DARI TANGKI TIMBUN KE DERMAGA PT. DABN. ... ketika jalur perpipaan dioperasikan pada tekanan

y = 220.7x2 - 3972.x + 23028R² = 1

y = 220.7x2 - 3972.x + 23533R² = 1

y = 220.7x2 - 3972.x + 28714R² = 1

y = 25200

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

2 3 4 5 6 7 8 9 10

Pre

ss

ure

(P

si)

Closing Valve Secenario(Second)

Operatonal Pressure

Max. Operational Pressure

Max. Work Pressure

Max. Allowable Stress

Poly. (Operatonal Pressure)

Poly. (Max. Operational Pressure)

Poly. (Max. Work Pressure)

Linear (Max. Allowable Stress)

Page 20: DISAIN ULANG SISTEM PERPIPAAN UNTUK MENINGKATKAN … · DILAYANI OLEH POMPA TERPASANG DARI TANGKI TIMBUN KE DERMAGA PT. DABN. ... ketika jalur perpipaan dioperasikan pada tekanan

Operating

Hoop Stress

(psi) Accept.

Criteria3 Sec. 6 Sec. 9 Sec.

OP 13096,184 7137,027 5150,642 25200

MOP 13600,981 7641,824 5655,438 25200

MAWP 18781,707 12822,550 10836,165 25200

Page 21: DISAIN ULANG SISTEM PERPIPAAN UNTUK MENINGKATKAN … · DILAYANI OLEH POMPA TERPASANG DARI TANGKI TIMBUN KE DERMAGA PT. DABN. ... ketika jalur perpipaan dioperasikan pada tekanan

y = 220.7x2 - 3972.x + 23028R² = 1

y = 220.7x2 - 3972.x + 23533R² = 1

y = 220.7x2 - 3972.x + 28714R² = 1

y = 25200

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

2 3 4 5 6 7 8 9 10

Pre

ss

ure

(P

si)

Closing Valve Secenario(Second)

Operatonal Pressure

Max. Operational Pressure

Max. Work Pressure

Max. Allowable Stress

Poly. (Operatonal Pressure)

Poly. (Max. Operational Pressure)

Poly. (Max. Work Pressure)

Linear (Max. Allowable Stress)

Page 22: DISAIN ULANG SISTEM PERPIPAAN UNTUK MENINGKATKAN … · DILAYANI OLEH POMPA TERPASANG DARI TANGKI TIMBUN KE DERMAGA PT. DABN. ... ketika jalur perpipaan dioperasikan pada tekanan

Operating

Effective Stress

(psi) Accept.

Criteria3 Sec. 6 Sec. 9 Sec.

OP 13731,630 8062,502 6175,351 25200

MOP 14212,089 8542,408 6654,679 25200

MAWP 20706,592 13471,198 12415,487 25200

Page 23: DISAIN ULANG SISTEM PERPIPAAN UNTUK MENINGKATKAN … · DILAYANI OLEH POMPA TERPASANG DARI TANGKI TIMBUN KE DERMAGA PT. DABN. ... ketika jalur perpipaan dioperasikan pada tekanan

y = 210.1x2 - 3780.x + 23183R² = 1 y = 210.1x2 - 3780.x + 23664

R² = 1

y = 343.3x2 - 5501.x + 34122R² = 1

y = 25200

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

2 3 4 5 6 7 8 9 10

Pre

ss

ure

(P

si)

Closing Valve Secenario(Second)

Operatonal Pressure

Max. Operational Pressure

Max. Work Pressure

Max. Allowable Stress

Poly. (Operatonal Pressure)

Poly. (Max. Operational Pressure)

Poly. (Max. Work Pressure)

Linear (Max. Allowable Stress)

Page 24: DISAIN ULANG SISTEM PERPIPAAN UNTUK MENINGKATKAN … · DILAYANI OLEH POMPA TERPASANG DARI TANGKI TIMBUN KE DERMAGA PT. DABN. ... ketika jalur perpipaan dioperasikan pada tekanan

Operating

Effective Stress

(psi) Accept.

Criteria3 Sec. 6 Sec. 9 Sec.

OP 12931,749 7276,739 5401,246 25200

MOP 13411,572 7754,616 5876,871 25200

MAWP 18338,835 12671,681 10784,557 25200

Page 25: DISAIN ULANG SISTEM PERPIPAAN UNTUK MENINGKATKAN … · DILAYANI OLEH POMPA TERPASANG DARI TANGKI TIMBUN KE DERMAGA PT. DABN. ... ketika jalur perpipaan dioperasikan pada tekanan

BACK TO METODOLOGI

y = 209.9x2 - 3774.x + 22366R² = 1

y = 209.9x2 - 3775.x + 22848R² = 1

y = 210x2 - 3779.x + 27786R² = 1

y = 25200

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

2 3 4 5 6 7 8 9 10

Pre

ss

ure

(P

si)

Closing Valve Secenario(Second)

Operatonal Pressure

Max. Operational Pressure

Max. Work Pressure

Max. Allowable Stress

Poly. (Operatonal Pressure)

Poly. (Max. Operational Pressure)

Poly. (Max. Work Pressure)

Linear (Max. Allowable Stress)

Page 26: DISAIN ULANG SISTEM PERPIPAAN UNTUK MENINGKATKAN … · DILAYANI OLEH POMPA TERPASANG DARI TANGKI TIMBUN KE DERMAGA PT. DABN. ... ketika jalur perpipaan dioperasikan pada tekanan

Dari analisa hasil perhitungan yang mengacu pada API RP 1102, ASMEB31.3, dan ASME B31.4 yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa: Dari hasil perhitungan yang telah dilakukan, besarnya pertambahan

nilai internal pressure yang terjadi kareana adanya fenomena water

hammer ketika jalur perpipaan dioperasikan pada tekanan 580,151psi adalah 1587,586 psi. Dengan nilai kenaikan tekanan maksimumyang diizinkan sebesar 1144 psi, kenaikan tekanan yang terjadiakibat fenomena water hammer tidak dapat diterima dan perluevaluasi ulang.

Page 27: DISAIN ULANG SISTEM PERPIPAAN UNTUK MENINGKATKAN … · DILAYANI OLEH POMPA TERPASANG DARI TANGKI TIMBUN KE DERMAGA PT. DABN. ... ketika jalur perpipaan dioperasikan pada tekanan

Nilai tegangan terbesar yang terjadi pada jalur perpipaan di ataspermukaan adalah 6863,394 psi.

Nilai tegangan terbesar pada jalur perpipaan di atas permukaanketika terjadinya fenomena water hammer adalah 18781,707 psi.

Nilai tegangan terbesar yang terjadi pada jalur perpipaan terpendamadalah 7802,404 psi.

Nilai tegangan terbesar pada jalur perpipaan terpendam ketikaterjadinya fenomena water hammer adalah 19172,207 psi.

Nilai tegangan terbesar yang terjadi pada elbow 900 terpendamadalah 7017,861 psi.

Nilai tegangan terbesar pada elbow 900 terpendam ketika terjadinyafenomena water hammer adalah 18781,707 psi.

Page 28: DISAIN ULANG SISTEM PERPIPAAN UNTUK MENINGKATKAN … · DILAYANI OLEH POMPA TERPASANG DARI TANGKI TIMBUN KE DERMAGA PT. DABN. ... ketika jalur perpipaan dioperasikan pada tekanan

Dengan nilai tegangan maksimum yang diizinkan sebesar 25200psi, maka jalur perpipaan yang telah terpasang di PT. DABNtersebut cukup aman untuk dioperasikan.

Page 29: DISAIN ULANG SISTEM PERPIPAAN UNTUK MENINGKATKAN … · DILAYANI OLEH POMPA TERPASANG DARI TANGKI TIMBUN KE DERMAGA PT. DABN. ... ketika jalur perpipaan dioperasikan pada tekanan

Dari perhitungan dan analisa yang telah dilakukan terdapat kondisidimana kenaikan tekanan yang ditimbulkan oleh fenomena water

hammer melebihi dari kenaikan tekanan yang diizinkan. Sehinggadirekomendasikan untuk :

Mengurangi tekanan yang masuk kedalam sistem perpipaandengan menambahakan fitting regulator.

Perencanaan operasional pernutupan katup dilakukan dengan baik,tidak kurang dari 6 detik.

Page 30: DISAIN ULANG SISTEM PERPIPAAN UNTUK MENINGKATKAN … · DILAYANI OLEH POMPA TERPASANG DARI TANGKI TIMBUN KE DERMAGA PT. DABN. ... ketika jalur perpipaan dioperasikan pada tekanan