Bab III
Data Perancangan GRP Pipeline
3.2 Sistem Perpipaan
Sistem perpipaan yang dirancang sebagai studi kasus pada tugas akhir ini adalah sistem perpipaan penyalur fluida cair yaitu crude dan well fluid dan fluida gas yang ada di lapangan migas Pondok Tengah seperti pada gambar 3.1.
Gambar 3.1 Pipeline keyplan lapangan migas Pondok Tengah[17]
Di daerah selatan, well fluid pipeline dari cluster E akan bertemu dengan well fluid pipeline dari cluster A di suatu titik percabangan dan keduanya akan digabungkan menjadi satu line ke Block Station Selatan (BSS). Sedangkan well fluid pipeline dari cluster K & I akan memiliki rute langsung ke BSS secara terpisah.
Di daerah utara, well fluid pipeline dari cluster J akan memiliki rute langsung ke Block Station Utara (BSU). Well fluid pipeline dari cluster N akan bertemu dengan well fluid pipeline dari cluster B pada sebuah titik percabangan dan kedua line akan digabungkan menjadi satu line ke BSU. Sebelum di
gabungkan ke BSU, line gabungan tadi akan mendapatkan produk well fluid dari sumber lain, yang dialirkan oleh well fluid pipeline dari cluster L.
Informasi lebih rinci mengenai onshore pipeline yang ada di lapangan Pondok Tengah ditunjukan pada tabel 3.1 berikut.
Tabel 3.1 Onshore pipeline Lapangan Migas Pondok Tengah
fluids type from to Diameter (inch) Length (km) well fluid N J 1(B) 4 1,5 well fluid E J 5(A) 4 1,9 well fluid I BSS 6 0,9 well fluid K BSS 6 2,42 well fluid A J 5 (A) 8 0,3 well fluid J 5 (A) BSS 8 0,83 well fluid J 1 (B) J 2 (L) 8 1,1 well fluid J 2 (L) BSU 8 1,45 well fluid J BSU 8 2,63
gas BSS TBN 6 8,42
gas BSU BSS 8 4,1
crude BSS BSU 8 4,1 Keterangan:
J1, J2, J5 = Junction points; N, J, I, K, E, A, B, L = Clusters; TBN = Tambun; BSU= Block Station Utara; BSS = Block Station Selatan.
3.2 Lokasi Pipeline
Lokasi lapangan migas Pondok Tengah ini terletak sekitar 32 km arah barat daya dari Kota Bekasi, Jawa Barat seperti yang dapat dilihat pada gambar 3.2 di bawah ini.
Gambar 3.2 Peta lokasi lapangan Pondok Tengah[17]
Sementara photo lapangan migas Pondok Tengah yang masih dalam pembangunan dapat dilihat pada gambar 3.3 berikut.
Gambar 3.3 Snapshot lokasi pembangunan lapangan migas Pondok Tengah[17].
3.3 Data Operasi 3.3.1 Umur Perancangan
Umur dari pipeline tersebut didesain untuk operasi selama 20 tahun. Umur desain tersebut digunakan sebagai acuan untuk menentukan data kekuatan material komposit yang akan digunakan dalam perancangan.
3.3.2 Data Fluida
Data properties fluida dan parameter operasi yang akan ditransmisikan oleh pipeline yang dirancang dapat dilihat pada tabel 3.2.
Tabel 3.2 Data fluida Fluids type Densitas Fluida
dari ke D
(inch) Laju Aliran ( lb/ft
3
) (kg/m
3
) well fluid
12,2 195,43
N J 1(B) 4 1273 BPD
well fluid E J 5(A) 4 2053 BPD
well fluid I BSS 6 8493 BPD
well fluid K BSS 6 6717 BPD
well fluid A J 5 (A) 8 11714 BPD
well fluid J 5 (A) BSS 8 13767 BPD
well fluid J 1 (B) J 2 (L) 8 6426 BPD
well fluid J 2 (L) BSU 8 14248 BPD
well fluid J BSU 8 8838 BPD
gas 2,28 36,52 BSS TBN 6 12,532 MMscfd
gas BSU BSS 8 15,047 MMscfd
crude 50,65 856,2 BSS BSU 8 18092 BOPD
Sedangkan komposisi masing-masing fluida yang disalurkan pada pipeline dapat dilihat pada tabel 3.3, tabel 3.4 dan tabel 3.5 berikut.
Table 3.3 Data Komposisi Well Fluid
Component Mole Fraction
H2S 0,0000 Nitrogen 0,0006 CO2 0,0564 Methane 0,3339 Ethane 0,0822 Propane 0,1041 i-Butane 0,0254 n-Butane 0,0381 i-Pentane 0,0156 n-Pentane 0,0142 n-Hexane 0,0243 C7+* 0,3051
Table 3.4 Data Komposisi Gas
Component Mole Fraction
H2S 0,000000 Nitrogen 0,001275 CO2 0,093609 Methane 0,654547 Ethane 0,118485 Propane 0,093067 i-Butane 0,013485 n-Butane 0,015708 i-Pentane 0,003052 n-Pentane 0,002261 n-Hexane 0,001429 C7+* 0,000014 H2O 0,003069
Table 3.5 Data Komposisi Crude Component Mole Fractions Carbon Dioxide 0.0002 Ethane 0.0013 Propane 0.020102 Isobutane 0.015902 Butane 0.033203 Isopentane 0.024402 Pentane 0.024502 Hexane 0.054905 C7+ 0.825483
3.3.3 Parameter Perancangan
Parameter perancangan yang lain seperti tekanan dan temperatur rancang dapat dilihat pada tabel 3.6.
Tabel 3.6 Parameter perancangan
Fluids Type
Design Pressure Design Temperature
Max Allowable Operating Pressure
Max allowable Operating Temperature ( psig ) ( MPa ) ( F ) ( C ) ( psig ) ( MPa ) ( F ) ( C ) Well Fluid 1350 9.3 140 60 870 5.99 130 54.4
Crude 600 4.14 140 60 260 1.79 140 60 Gas 1350 9.3 140 60 675 4.65 127 52.7
3.3.4 Corrosion Allowance
Penambahan corrosion allowance pada tebal dinding pipa tidak diperlukan, karena sifat material GRP yang tahan terhadap korosi.
3.4 Data Pipa 3.4.1 Data Material Pipa
Material pipa yang akan digunakan adalah komposit yang terbuat dari resin epoxy dengan agen curing aliphatic amine yang diperkuat dengan bahan serat kaca (fiberglass) oleh karena itu dinamakan glass-reinforced plastics. Data material pipa secara rinci dapat dilihat pada tabel 3.7.
Tabel 3.7 Data material pipa
Spesifikasi Jenis
Resin (matrix) Aliphatic Amine Cured Epoxy Penguat (reinforcement) Premium Fiberglass
3.4.2 Data Produk Pipa
Sifat yang digunakan dalam perancangan pipa komposit adalah bukan sifat material bahan baku pipa, melainkan sifat dari produk pipa itu sendiri setelah melalui serangkaian pengujian yang dilakukan oleh produsen pipa tersebut. Hal ini disebabkan sifat material komposit sangat bergantung pada metoda pembuatannya. Data produk pipa yang akan digunakan dalam perancangan ini selain data kekuatan dapat dilihat pada tabel 3.8 berikut ini. Data ini diperoleh dari katalog produsen pipa GRP, Fiber Glass System, L.P.
Tabel 3.8 Data produk pipa
Description Unit Value
Produsen Fiber Glass System
Series STAR FRP SERIES 800 API-5L HR ACT
STAR FRP SERIES 1500 API-5L HR ACT Resin (matrix) Aliphatic Amine Cured Epoxy Penguat (Reinforcement) Premium Fiberglass
Description Unit Value
Sistem Penyambungan API 8rd (API Threads)
Density kg/m3 (lb/in3) 1930 (0,069)
Berat Spesifik SG 1,99
Koefisien Konduktivitas Termal Cal./(cm.hr.0C) 3,0
Koefisien Ekspansi Termal 10-6 mm/mm/0C 15,7
Modulus Elastisitas Aksial GPa (Mpsi) 22,8 (3,306) Modulus Elastisitas Hoop GPa (Mpsi) 13,8 (2)
Poisson Ratio ν 0,39
Data kekuatan arah hoop pipa terhadap temperatur yang diperoleh dari pengujian oleh produsen berdasarkan ASTM D 2992-B dapat dilihat pada tabel 3.9.
Tabel 3.9 Data kekuatan pipa arah hoop terhadap temperatur Spesifikasi Satuan 23oC
(73,4oF)
60oC (140oF)
82,2oC (180oF)
93,3oC (200oF) 11,4 Year Life, LTHS MPa
(psi)
181,7 (26353)
156,9 (22745)
142,8 (20703)
135,5 (19648)
20 years years life, LTHS MPa (psi)
179,3 (26004)
151,8 (22005)
134,5 (19510)
126,1 (18285)
20 years life, LCL (Lower Confidence Limit)
MPa (psi)
169,6 (24596)
144,1 (20891)
127,9 (18542)
120 (17400)
Sedangkan data kekuatan arah aksial pipa pada temperatur 60oC dapat dilihat pada tabel 3.10.
Tabel 3.10 Data kekuatan pipa arah aksial
Deskripsi Nilai
Rasio kekuatan biaksial, r 0,45
Kekuatan aksial jangka pendek kondisi 0:1, σsa(0:1) 93,934 MPa Kekuatan aksial jangka panjang 0:1, σal (0:1) 28,04 MPa Kekuatan aksial pada kondisi 2:1, σsa (2:1) 70,1 MPa
Arti kondisi 0:1 atau 2:1 adalah rasio kondisi pembebanan arah hoop dengan arah aksial. Kondisi pembebanan pipa akibat tekanan dalam pada kondisi normal adalah kondisi tegangan 2:1.
3.4.3 Data Material Casing
Casing akan dipergunakan pada pipa GRP yang melewati jalan yaitu sebagai pelindung fisik terhadap beban tambahan dan sebagai penumpu tambahan untuk menghindari defleksi yang besar pada pipa GRP yang melewati sungai.
Data material casing dapat dilihat pada tabel 3.11.
Tabel 3.11 Data material casing
Spesifikasi Nilai Satuan
Material API 5L Gr. B
SMYS 35 (241,32) ksi (MPa)
SMTS 60 (413,69) ksi (MPa)
Thermal Expansion Coefficient 1.16x10-5 1/C Young Modulus 3x107 (2.07x105) ksi (MPa)
Density 490 (7850) lb/ft3 (kg/m3)
3.4.4 Jenis Sambungan Pipa
Teknik penyambungan pipa yang digunakan adalah teknik penyambungan menggunakan tipe ulir API 8rd sesuai dengan standard API Threads yang terbuat dari keramik. ISO 14692 menganjurkan penggunaan tipe sambungan ini untuk aplikasi pipa komposit bertekanan relatif tinggi. Dari data produsen kekuatan tarik arah axial jangka pendek sambungan ini adalah sebesar 94,98 MPa yang berarti sama dengan kekuatan arah axial pipa, dengan kata lain nilai efisiensi sambungan ini adalah 1,0.
3.5 Data Lingkungan
Data-data lingkungan yang akan digunakan untuk perancangan pipeline GRP ini adalah data lingkungan di sekitar lokasi pipeline. Data-data ini didapatkan dari hasil proses perancangan pipeline lapangan migas Pondok
3.5.1 Data Atmosfir
Data atmosfir ini didapatkan dari referensi proses perancangan pipeline yang ada di lapangan migas Pondok Tengah. Data atmosfir ini meliputi tekanan dan temperature atmosfir di lokasi pipeline seperti yang tertera dalam tabel 3.12.
Tabel 3.12 Data kondisi atmosfer
Description Unit Nilai
Tekanan Atmosfir KPa (psi) 101,325 (14,7) Temperatur Atmosfir 0C (0F) 24 – 35 (75 – 95)
Percepatan Gravitasi m/s2 (ft/s2) 9,81 (32,185) Kecepatan Angin m/s (ft/s) 1 (3,28)
3.5.2 Data Kondisi Tanah
Data kondisi tanah dibutuhkan untuk analisis fleksibilitas pipa GRP yang terkubur. Data kondisi tanah tempat pipa GRP dikubur yang diperoleh dari hasil survey dan penelitian sampel tanah dapat dilihat pada tabel 3.13.
Tabel 3.13 Data kondisi tanah
Spesifikasi Nilai
Massa Jenis Tanah 1500 kg/m
3
(0,05419 lb/in
3
) Koefisien Gesek 0.5
Sudut gesekan dalam 37
o
Yield displacement factor 0.015 Koofisien ekspansi termal 6.23 L/L/
o
F Kedalaman penguburan rata-rata 1,2 m (47.24395 in.)
3.6 Data Crossing Pipa
Data crossing pipa dibutuhkan untuk menganalisis tegangan yang terjadi pada pipa. Data crossing pipa ini merupakan salah satu input software CAESAR II v 4.5 yang nantinya akan dipergunakan dalam melakukan perhitungan dan analisis tegangan pada pipeline.
Data lokasi jalan yang akan dilewati oleh pipa yang akan dirancang dapat dilihat pada tabel 3.14 sampai tabel 3.18 berikut disertai dengan peta lokasi crossing pada gambar 3.4 sampai dengan gambar 3.8.
Tabel 3.14 Data crossing dari Cluster-N, PDT-B, dan L ke BSU No. Kilometer Post
from Cluster-J
Pipe Dia.
(Inch)
Width (m)
Remark
A 0 + 022 4 6 Road 1 0 + 715 & 0 +
748
4 67 River
B 1 + 523 6 & 8 20 Road C 2 + 590 6 & 8 6 Road 2 3 + 183 6 & 8 27 River 3 3 + 379 6 & 8 6 River/New Channel
Gambar 3.4 Peta lokasi crossing dari Cluster-N, PDT-B, & L ke BSU[17]
Tabel 3.15 Data crossing dari Cluster-K dan I ke BSS No. Kilometer Post
from Cluster-K
Pipe Dia.
(Inch)
Width
(m) Remark
D 0 + 012 4 & 6 5 Road E 0 + 080 4 & 6 6 Road River
No. Kilometer Post from Cluster-K
Pipe Dia.
(Inch)
Width
(m) Remark
F 0 + 672 4 & 6 14 Road 5 0 + 791 4 & 6 3 River/New Channel G 0 + 258 4 & 6 8 Road H 2 + 165 6 8 Road
Gambar 3.5 Peta lokasi crossing dari Cluster-K dan I ke BSS[17]
Tabel 3.16 Data crossing dari Cluster-E ke Junction 5 No. Kilometer Post
from Cluster-E
Pipe Dia.
(Inch)
Width
(m) Remark
6 0 + 390 4 5 River I 0 + 410 4 5 Road
Gambar 3.6 Peta lokasi crossing dari Cluster-E ke Junction 5[17]
Tabel 3.17 Data crossing dari Cluster-J ke BSU No. Kilometer Post
from Cluster-J
Pipe Dia.
(Inch)
Width (m)
Remark J 0 + 383 4 & 6 4 Road K 2 + 470 6 & 8 4 Road 7 2 + 499 6 & 8 6 River/New Channel
Tabel 3.18 Data crossing dari BSS ke PDT-A dan Tambun No. Kilometer Post
from BSS
Pipe Dia.
(Inch)
Width (m)
Remark
8 0 + 192 4, 6 & 8 3 River 9 0 + 560 4, 6 & 8 4 River N 0 + 578 4, 6 & 8 4 Road 10 0 + 943 4, 6 & 8 88 CBL River
O 1 + 020 6 4 Road P 1 + 185 6 6 Road 11 2 + 014 6 2 Irrigation Channel 12 2 + 906 6 3.6 Irrigation Channel
Q 2 + 916 6 4 Road 13 2 + 920 6 4 Irrigation Channel 14 3 + 952 6 3.3 Irrigation Channel
R 4 + 047 6 4 Road 15 4 + 084 6 6 Irrigation Channel 16 4 + 577 6 6 Irrigation Channel
S 5 + 017 6 90 Future 17 5 + 374 6 2 Irrigation Channel
T 5 + 384 6 4 Road 18 5 + 399 6 14 Irrigation Channel
U 8 + 068 6 4 Road
Gambar 3.8 Peta lokasi crossing dari BSS ke PDT-A dan Tambun[17]
![Gambar 3.1 Pipeline keyplan lapangan migas Pondok Tengah [17]](https://thumb-ap.123doks.com/thumbv2/123dok/2985096.3704752/1.918.222.737.428.743/gambar-pipeline-keyplan-lapangan-migas-pondok-tengah.webp)
![Gambar 3.3 Snapshot lokasi pembangunan lapangan migas Pondok Tengah [17] .](https://thumb-ap.123doks.com/thumbv2/123dok/2985096.3704752/3.918.227.735.501.757/gambar-snapshot-lokasi-pembangunan-lapangan-migas-pondok-tengah.webp)
![Gambar 3.5 Peta lokasi crossing dari Cluster-K dan I ke BSS [17]](https://thumb-ap.123doks.com/thumbv2/123dok/2985096.3704752/11.918.197.759.158.773/gambar-peta-lokasi-crossing-dari-cluster-dan-bss.webp)
