Analisa Perbandingan Kekuatan Konstruksi Corrugated
Watertight Bulkhead dengan Transverse Plane Watertight
Bulkhead pada Kapal Bulk Carrier 130m.
Daniar Rachman Hakim*, Hendra Saputra* dan Mufti Fathonah Muvariz# Batam Polytechnics
Mechanical Engineering Study Program Jl. Ahmad Yani, Batam Centre, Batam 29461, Indonesia
E-mail: rachman_daniar@yahoo.com
Abstrak
Pemilihan desain jenis konstruksi kapal merupakan hal yang sangat dipertimbangkan oleh perusahaan galangan kapal dalam proses pembuatan perancangan dan pembuatan kapal baru. Salah satunya adalah jenis konstruksi sekat. Pada kapal muatan curah, sekat merupakan pemisah antara muatan yang satu dengan muatan yang lainnya. Tentunya, sekat yang dipakai haruslah sekat kedap air. Umumnya jenis sekat yang sering dipakai yaitu sekat kedap air melintang dan sekat kedap air bergelombang. Untuk mengetahui jenis sekat yang lebih efisien untuk dipakai pada kapal jenis Bulk Carrier di lihat dari segi kekuatan mekanisnya, maka diperlukan proses analisa perbandingan kekuatan dari kedua jenis sekat tersebut. Dengan cara pemberian beban yang sama besar pada kedua jenis konstruksi sekat, yaitu sebesar 580.75 kN dengan jenis material NV A36. Proses simulasi dilakukan dengan software SolidWorks 2016, dengan penetrasi single door. Hasil simulasi menunjukkan pada konstruksi sekat kedap air bergelombang tegangan sebesar 2.815e+008 N/m2, regangan sebesar 1.333e-003, peralihan sebesar 5.090e+001 mm, faktor keamanan sebesar 1.261e+000, dan berat dari konstruksi sebesar 77.17 ton. Sedangkan pada konstruksi sekat kedap air melintang tegangan terbesar senilai 8.313e+007 N/m2, regangan sebesar 2.860e-004, peralihan sebesar 7.836e-001 mm, faktor keamanan sebesar 4.270e+000, dan berat dari konstruksi sebesar 103.89 ton. Jadi, dapat dikatakan bahwa konstruksi jenis sekat kedap air bergelombang lebih efisien dari konstruksi sekat kedap air melintang dilihat dari kekuatan mekanisnya.
Kata kunci: Analisa, Sekat Kedap Air Bergelombang, Sekat Kedap Air Melintang, Simulasi, SolidWorks 2013, Tegangan, Regangan, Peralihan, Faktor Keselamatan.
Abstract
Selection of the type of ship construction design is very considered by the shipyards company in the process of designing and fabricating of new vessels. One of them is the type of construction bulkhead. In the bulk carrier ship, bulkhead is a divider between the one of bulkhead with the other one. Surely, bulkhead must be used watertight bulkhead. Generally, the type of bulkhead that is often used is transverse plane watertight and corrugated watertight bulkhead. To determine the type of bulkhead more efficient for use on type of Bulk Carrier ship seen in terms of mechanical strength, it is necessary to process a comparative analysis of the strengths of both types of the bulkhead. By providing equal load on both the type of construction of the bulkhead, which amounted 580.75 kN with type of material is NV A36. The simulation process is done by software SolidWorks 2016, with the penetration of single door. The simulation results show the stress of construction corrugated watertight bulkhead is 2.815e+008 N/m2, the strain is 1.333e-003, the displacement is 5.090e+001 mm, for a safety factor is 1.261e+000, and the weight of construction is 77.17 tons. While the construction of watertight transverse bulkhead greatest stress is 8.313e+007 N/m2, the strain is 2.860e-004, the displacement is 7.836e-001 mm, for a safety factor is 4.270e+000, and the weight of construction is 103.89 tons. So, it can be said that the construction of corrugated watertight bulkhead type more efficiently than the transverse watertight bulkhead construction seen from mechanical strength.
Keywords: Analysis, Corrugated Watertight Bulkhead, Transverse Plane Watertight Bulkhead, Simulation, SolidWorks 2013, Stress, Strain, Displacement, Factor of Safety.
1 Pendahuluan
Seiring berjalannya waktu, perusahaan galangan kapal berkembang dengan pesatnya. Produk yang dapat dihasilkan dari galangan kapal adalah kapal cargo, kapal bermuatan curah (bulk carrier), kapal tanker, kapal container, kapal tug boat, kapal SPUB (Self Propelled Urea Barge), dll. Semua kapal diwajibkan memiliki sekat tubrukan, sekat stern tube, satu sekat kedap air pada setiap bagian ujung dari kamar mesin. Pada kapal yang memiliki sistem perletakan mesin pada bagian depan (aft) maka sekat stern tube akan disubstitusikan dengan sekat kamar mesin bagian depan (aft).[1]
Pemilihan desain jenis konstruksi kapal merupakan hal yang sangat dipertimbangkan oleh perusahaan galangan kapal dalam proses perancangan dan pembuatan suatu kapal baru. Salah satunya adalah jenis konstruksi sekat. Ada 2 jenis konstruksi sekat yang paling sering dipakai yaitu konstruksi sekat corrugated watertight bulkhead dan konstruksi sekat transverse plane watertight bulkhead. Tujuan dipasangnya sekat merupakan untuk membatasi atau membagi ruangan kapal menjadi beberapa kompartemen dan kedap terhadap air dibawah suatu tekanan tertentu, apabila sekat yang digunakan adalah sekat kedap air.[2] Pada kapal muatan curah, sekat merupakan pemisah antara muatan yang satu dengan muatan yang lainnya. Sekat yang dipakai haruslah kedap terhadap air dan minyak. Sekat kedap ini terbagi menjadi dua bagian yaitu sekat kedap air melintang (transverse plane watertight bulkhead) dan sekat kedap air memanjang (longitudinal plane watertight bulkhead).[2]
Hal yang paling penting dalam pembuatan konstruksi kapal adalah membuat sebuah konstruksi yang kuat, kokoh dan tahan dari berbagai beban yaitu antara lain beban internal yang disebabkan dari beban yang terdapat di dalam kapal dan beban external yang disebabkan dari gelombang laut serta angin laut.[3][4] Berat dari suatu konstruksi kapal merupakan hal yang perlu diperhatikan juga karena dengan berat yang ringan maka bisa didapatkan daya muatan yang lebih besar. Untuk bisa mendapatkan berat konstruksi yang ringan maka perlu dilakukan optimasi pada konstruksi kapal tersebut sehingga hal ini akan menguntungkan bagi perusahaan galangan kapal yang akan membuat proses fabrikasi kapal tersebut.
Untuk membuat desain yang efektif pada pemilihan jenis konstruksi sekat, kita harus mengetahui perilaku mekanis dari benda tersebut, yaitu dengan mengetahui hasil analisa dari tegangan (stress), regangan (strain), peralihan (displacement) dan faktor keamanan (factor of safety) pada struktur sekat yang diakibatkan dari beban-beban yang bekerja padanya. Apabila telah memperoleh besaran-besaran ini untuk semua harga beban hingga mencapai beban yang menyebabkan
kegagalan, maka kita akan mempunyai gambaran lengkap mengenai perilaku mekanis benda tersebut.[5] Tegangan (Stress) didefinisikan sebagai gaya persatuan luas penampang benda tersebut. Tegangan diberi simbol σ (dibaca sigma). Tegangan dapat dirumuskan sebagai berikut : [6] A F σ Keterangan : σ : Tegangan (N/m2)
F : Besar gaya tekan/tarik (N) A : Luas penampang (m2)
Regangan (Strain) didefinisikan sebagai perbandingan antara penambahan panjang benda ΔX terhadap panjang mula-mula X. Regangan dapat dirumuskan sebagain berikut : [6] X ΔX Keterangan :
ε : Regangan (tanpa satuan) ΔX : Pertambahan panjang (m) X : Panjang mula-mula (m)
Peralihan (Displacement) adalah perubahan bentuk pada benda yang dikenai gaya. [3]
Faktor keamanan (Factor of Safety) adalah tolak ukur yang digunakan dalam menentukan kualitas suatu benda. Secara perhitungan, faktor keselamatan adalah perbandingan antara besarnya beban batas kekuatan material dengan beban yang terjadi pada desain suatu benda. Faktor keamanan berdasarkan jenis beban: [7] Beban statis : 1,25 – 2
Beban dinamis : 2 – 3 Beban kejut : 3 – 5
Dengan berkembangnya teknologi, sangatlah membantu untuk proses perancangan dari kedua jenis konstruksi sekat agar lebih cepat dan tepat sesuai dengan peraturan dari DNV-GL (Det Norske Veritas-Germanischer Llyod). Untuk membuat simulasi digunakan software pendukung. Dari hasil simulasi tersebut apakah dapat menentukan jenis konstruksi sekat yang lebih efektif untuk digunakan pada kapal bermuatan curah.
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui apakah kekuatan dari konstruksi corrugated watertight bulkhead lebih kuat dari konstruksi transverse plane watertight bulkhead ataupun sebaliknya dengan melihat hasil dari aspek kekuatan tegangan (stress), regangan (strain), peralihan (displacement), dan faktor keamanannya (factor of safety). Dan untuk mengetahui
keuntungan dan kerugian dari masing-masing konstuksi. Untuk melakukan penelitian ini digunakan software SolidWorks 2016 agar dapat mengetahui nilai dari ketiga aspek tersebut. Sehingga, dengan mengetahui hal tersebut akan dapat memilih jenis konstruksi sekat yang lebih efektif dari kedua jenis konstruksi sekat.
Batasan dari penelititan ini adalah untuk pemberian bebannya adalah dengan cara pembebanan merata, yaitu untuk Px = arah horizontal maupun untuk Py = arah vertical.
Sekat-sekat pada bangunan kapal ditinjau dari fungsinya dapat digolongkan menjadi beberapa golongan, yaitu sekat kedap air (tidak tembus air), sekat kedap minyak (tidak tembus minyak), sekat biasa yang hanya digunakan untuk membagi ruang bagi keperluan akomodasi, dan sekat berlubang untuk mengatasi permukaan bebas zat cair. Sekat kedap air mempunyai tiga fungsi utama, yaitu membagi badan kapal menjadi ruangan-ruangan yang kedap air, menambah kekuatan melintang kapal, dan mencegah menjalarnya api saat terjadi kebakaran.[2]
Ditinjau dari jenis konstruksi sekat yang terdapat pada penelitian ini ada 2 macam, yaitu sekat kedap air melintang (transverse plane watertight bulkhead) dan sekat kedap air bergelombang (corrugated watertight bulkhead). Sekat kedap air melintang adalah sekat kedap yang membagi kapal menjadi beberapa komponen, pembagiannya dilakukan secara melintang tegak lurus dengan centerline kapal. Pada kapal-kapal paling sedikit harus mempunyai tiga sekat untuk kamar mesin yang terletak di belakang atau empat sekat untuk kamar mesin yang sekat depan kamar mesin, sekat belakang kamar mesin, dan sekat buritan.[2]
Gambar 1: Transverse Plane Watertight Bulkhead
Sekat bergelombang (corrugated watertight bulkhead) adalah jenis sekat yang tidak memiliki
penegar-penegar. Sekat ini terdiri dari beberapa bagian elemen pelat yang mempunyai lekukan (gelombang) dan disambung dengan sistem pengelasan. Sudut-sudut elemen pelat gelombang (alpha) minimum 45.
Ketebalan sekat bergelombang tidak boleh kurang dari persyaratan yang telah ditentukan karena pada sekat bergelombang tidak memiliki penegar.
Gambar 2: Corrugated Watertight Bulkhead
Modulus penampang elemen sekat bergelombang ditentukan menurut rumus modulus penampang sekat rata dengan mengganti nilai jarak penegar (a) dengan elemen (e) (m).[2]
Gambar 3: Elemen Corrugated Watertight Bulkhead 2 Metodologi Penelitian
Metode yang dipakai dalam analisa perbandingan kekuatan konstruksi Corrugated Watertight Bulkhead dengan Transverse Plane Watertight Bulkhead adalah dengan menggunakan analisa beban statis. Pada analisa ini menggunakan simulasi software SolidWorks 2013. Adapun langkah-langkah yang dilakukan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut :
A. Pengumpulan Data Kapal Bulk Carrier TABEL I DIMENSI UMUM KAPAL BULK CEMENT CARRIER 130M
Deskripsi Satuan (M) L.O.A 129.90 L.W.L 129.54 L.B.P 125.94 Breadth 23.00 Depth 13.00 Draft 9.65 Complement 27 Mans
B. Pengumpulan Detail Konstruksi Sekat Berdasarkan data dari perusahaan PT. XXX didapatkan jenis konstruksi sekat kedap air melintang (transverse plane watertight bulkhead) seperti gambar dibawah ini:
Gambar 4: Transverse Plane Watertight Bulkhead pada Kapal
Bulk Carrier 130m C. Perhitungan Volume Ruang Muat
Letak ruang muat = Jarak gading 63 – 88 Panjang ruang muat = 19.559 m Lebar ruang muat = 10.230 m Tinggi ruang muat = 11.456 m Volume ruang muat = 2166,756 m3 D. Perhitungan Massa Ruang Muat
Berdasarkan Rules DNVGL Part 5 Chapter 1 Section 4 Pt. 4.1.4 untuk perhitungan massa yang digunakan berdasarkan rumus dibawah ini: F 1 .V. Wc Dimana:
W = Massa dari isi muatan (t) c = Density dari dry bulk cargo (t/m3) Density semen = 1,25 ton/m3 V = Volume ruang muat (m3) F = Koefisien biasanya diambil sebagai, F = 1.1 pada umumnya
F = 1.05 untuk produk steel mill Sehingga, 1,1 1 756. 1,25.2166, W 2462,223 W ton
E. Perhitungan Kedalaman Corrugated Watertight Bulkhead
Berdasarkan Rules DNVGL Part 3 Chapter 3 Section 6 Pt. 5.1.2 untuk perhitungan kedalaman yang digunakan berdasarkan rumus dibawah ini:
C 1000.lc d Dimana:
d = Kedalaman dari corrugated
watertight bulkhead (mm)
ℓc = Panjang rata-rata yang dianggap
sebagai sekat bergelombang (m) C = Koefisien yang akan diambil sebagai:
C = 15, untuk tanki & sekat water ballast cargo
C = 18, untuk sekat dry cargo. Sehingga, 18 1000.10,64 d 591,11 d mm
F. Perhitungan Tekanan yang diterima oleh Corrugated Watertight Bulkhead
Berdasarkan Rules DNVGL Part 5 Chapter 1 Section 4 Pt. 4.1.4 tekanan cargo muatan bisa dihitung dengan menggunakan rumus dibawah ini: 1) c(perm F 1 F / 1 ) h 0,1xD .g(Z Z P Dimana: P = Tekanan (kN/m2) D1 = Jarak (m), yang diambil dari baseline sampai freeboard deck pada sisi amidship = Density dari steel (t/m3)
Density besi tempa = 7,85 ton/m3 c = Density dari dry bulk cargo (t/m3)
Density semen = 1,25 ton/m3 hF = Ketinggian (m), yang diambil dari inner bottom sampai flooded level perm = Permeabiliti dari cargo, dimana nilai diambil tidak boleh dari 0.3 ZF = Flooded level (m) Z = Tekanan (kN/m2) H DB, H A C Z
CH = Kapasitas tegangan geser pada double bottom (kN), dengan
mempertimbangkan gaya geser pada setiap lantai/ floor panel. Maka perlu dihitung
kekuatan geser sf1 dan sf2 (kN) ADB,H = Luasan pada double bottom (m2)
3 1 A 10 f f1 A S , 3 2 A 10 f f1 A S Dimana : Af = Luas penampang bersih (mm2), yang
diambil dari floor panel yang bersebelahan
dengan hopper tank
Af,h = Luas penampang bersih (mm2), yang
diambil dari floor panel yang bersebelahan dengan bukaan outermost bay A = Allowable shear stress (N/mm2) Sehingga, 3 1 x10 1 , 1 959 , 204 x 5 268761136, S f 3 1 268761136,5 x 186,326x10 S f 3 1 50077187519,499 S f 50077187,5 Sf1 kN 3 2 x10 2 , 1 959 , 204 x 0 204507930, S f 3 2 204507930,0 x 170.799x10 S f 3 2 204507930,0 x 170.799x10 S f 3 2 34929784020,725x10 S f 34929784,0 Sf2 kN, Jadi CH = Sf1 + Sf2 CH = 50077187,5 + 34929784,0 CH = 85006971,5 kN 3 ReH A
1 = Koefisien diambil nilai 1,1 2 = Koefisien diambil nilai 1,2 ReH = Min. yield stress material (N/mm2) Sehingga, untuk nilai A:
3 ReH A 3 355 A 959 , 204 A
Sehingga, untuk nilai Z : H DB, H A C Z 0 533489273, 85006971,5 Z 159 , 0 Z kN/m2
Sehingga, untuk nilai P: 1) c(perm F 1 F / 1 ) h 1xD , 0 .g(Z Z P /1,25(0,3) 85 , 1 ) h 0,1xD x9,81(Z 85 , 159 , 0 P F 1 F /1,25(0,3) 85 , 1 ) 375 , 0 1 0,1x13,05 5 x9,81(13,0 85 , 159 , 0 P 1 (1,37) 008 , 159 , 0 P 2 159 , 0 P 2 66 , 105 P 2 66 , 105 P 637 , 36 P kN/m2
G. Perhitungan Ketebalan Pelat Corrugated Watertight Bulkhead
Berdasarkan Rules DNVGL Part 3 Chapter 6 Section 4 Pt. 1.2 untuk ketebalan yang digunakan berdasarkan rumus dibawah ini:
eH CB p .R C | P | 0.0158.b t Dimana:
t = Ketebalan dari sekat bergelombang bp = Luas penampang dari corrugated watertight bulkhead
bp = a, untuk flange plating (mm)
bp = c, untuk web plating (mm) CCB = Bending Stress yang diizinkan
eH hg CB CB CB R | | -C 355 | | 0,50 -0,90 CCB hg 355 | 05 2 | 0,40 CCB 0,40x0,577 CCB 0,231 CCB
CB = Koefisien berdasarkan Tabel II CB = Koefisien berdasarkan Tabel II CCB-max = Koefisien maksimum bending stress
yang diizinkan k 205 hg Dimana:
hg = Hull girder bending stress (N/mm2) k = Koefisien bahan/ faktor baja = 1,0 Sehingga, untuk nilai hg:
1 205 hg
Sehingga, untuk nilai tf dan tw : eH CB p .R C | P | 0.0158.b t 0,231x355 | 36,637 | 0.0158x600 t 0,477 48 , 9 t 9,48x0,691 t 55 , 6 tf mm 0,231x355 | 36,637 | 0.0158x710 t 0,477 218 , 11 t ,218x0,691 11 t 75 , 7 tw mm Jadi, minimum tebal pelat corrugated bulkhead yang diperbolehkan adalah 6,55mm untuk flange dan 7,75mm untuk web. Dalam penelitian ini pelat yang digunakan adalah 10mm.
TABELII
CORRGUGATIONS, KRITERIA YANG DITERIMA [1]
Acceptance criteria Structural member βCB. αCB CCB-max AC-I Horizontally, corrugated longitudinal bulkheads 0.90 0.50 0.75 Other corrugated bulkheads 0.75 0.00 0.75
H. Dimensi Corrugated Watertight Bulkhead Dari hasil perhitungan diatas, ditentukan dimensi corrugated bulkhead yang digunakan yaitu: Dimensi: a = 600 mm d = 550 mm c = 710 mm R = 10 mm Sc = 1061,5 mm = 50o tf = 10 mm tw = 10 mm
Gambar 5: Dimensi Corrugated Watertight Bulkhead pada Kapal
Bulk Carrier 130m
I. Perhitungan Modulus Elastisitas Corrugated Watertight Bulkhead
Berdasarkan Rules DNVGL Part 3 Chapter 3 Section 6 Pt. 5.1.3 untuk modulus elastisitas yang digunakan berdasarkan rumus dibawah ini: 3 w f 10 6 ) c.t d(3.a.t Z Dimana: Z = Modulus elastisitas (cm3) d = Kedalaman corrugated (mm) a = Panjang flange corrugated (mm) c = Panjang kemiringan corrugated (mm) tf = Tebal flange (mm) tw = Tebal web (mm) Sehingga, 3 10 6 ) c.t d(3.a.t Z f w 3 10 710x10) 10 550(3x600x Z 6 3 10 6 7100 550(18000 Z ) 3 10 6 13805000 Z 3 3x10 2300833,33 Z 2300,833 Z cm3
J. Perhitungan Berat dan Gaya Midship House Berdasarkan data kapal yang diambil dari perusahaan PT. XXX. Berat dari Midship House adalah:
TABELIII
BERAT DARI MIDSHIP HOUSE [9] SEMUA MATERIAL GRADE NV A36
No Profile Total Panjang/ Area (m/m2) Berat Unit (kg/m) Berat (kg) 1 Pelat 6mm 30,82 47,10 1451,63 2 Pelat 8mm 557,56 62,80 35014,74 3 Pelat 10mm 6,06 78,50 475,98 4 Pelat 12mm 75,28 94,20 7091,25 5 FB 125x12 41,01 11,78 483,12 6 L75x50x8 3,83 7,39 28,30 7 L100x75x7 435,10 9,30 4046,41
8 L125x75x10 696,60 15,00 10449,08 9 Pipe 165x5 12,14 13,30 161,46
Total Berat (kg) 59201,97 Berdasarkan Hukum III Newton, maka gaya berat dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut:
W = m x g
Dimana:
m = Massa benda (ton)
g = Gaya gravitasi (m/s2)
Sehingga:
W = 59,20 ton x 9,81 m/s2 W = 580,75 ton.m/s2 = 580,75 kN
K. Penentuan Jenis Pintu pada Sekat
Berdasarkan data kapal yang diambil dari perusahaan PT. XXX. Dimensi dari pintu yang dipakai yaitu tinggi 2100mm (clear opening) dan lebar 1000mm (clear opening):
Gambar 6: Single Door dengan Brand MML-Marine
L. Pengumpulan Data Mechanical Properties dari Material
Material yang digunakan adalah NV A36;HS dengan [10]
NV.. : Penunjukan steel grade berdasarkan DNV offshore standards.
A.. : Normal weldability.
36.. : Symbol y of Tensile Properties. ..HS : High strength steel.
TABEL IV
CHEMICAL COMPOSITION LIMITS, HIGH STRENGTH STEEL NV A36 [8]
C % Si % Mn % P % S % Ni % Cu %
0,18 0,50 0,90 0,035 0,035 0,40 0,35
Mechanical properties dari material NV A36 adalah sebagai berikut :
TABEL V
SPESIFIKASI MATERIAL NV A36 [8]
No Property Value Units
1 Tensile strenght 490 N/mm2 2 Yield strenght 355 N/mm2
3 Temperature 0 oC
4 Elongation A5 21 %
Untuk ketebalan yang kurang dari 25mm sesuai dengan DNV Offshore Standard. M. Permodelan 3D pada SolidWork 2016
Gambar 7: Konstruksi Corrugated Watertight Bulkhead
3 Analisa Data dan Pembahasan
A. Spesifikasi Komputer
Dalam simulasi ini menggunakan spesifikasi komputer sebagai berikut:
TABEL VI SPESIFIKASI KOMPUTER No Spesifikasi Komputer
1 Operating System Windows 10 Home Single Language 64-bit (10.0, Build 14393)
2 Processor Intel(R) Core(TM) i7-7700HQ CPU @ 2.80GHz (8 CPUs), ~2.8GHz
3 Memory 8192MB RAM
4 Video Card NVIDIA GeForce GTX 950M
5 Video Memory 8101 MB
B. Pemberian Beban
Beban yang diterima adalah dua beban. Dari samping yang merupakan dari muatan itu sendiri Px = 36,637 kN/m2 dan beban dari atas deck yang merupakan beban dari Midship House sebesar Py = 580,75 kN.
C. Hasil Analisa Permodelan Konstruksi Sekat Dari hasil simulasi pengujian, didapatkan hasil sebagai berikut:
Pada konstruksi Transverse Plane Watertight Bulkhead, tegangan (stress) sebesar 8,313e+007 N/m2 sedangkan pada konstruksi Corrugated Watertight Bulkhead, tegangan (stress) sebesar 2,815e+008 N/m2.
Gambar 9: Analisa Tegangan (Stress) pada konstruksi
Transverse Plane Watertight Bulkhead
Gambar 10: Detail daerah Tegangan (Stress) Maksimum pada konstruksi Transverse Plane Watertight Bulkhead
Gambar 11: Analisa Tegangan (Stress) pada konstruksi
Corrugated Watertight Bulkhead
Gambar 12: Detail daerah Tegangan (Stress) Maksimum pada konstruksi Corrugated Watertight Bulkhead
Pada konstruksi Transverse Plane Watertight Bulkhead, peralihan (displacement) sebesar 7,836e-001 mm sedangkan pada konstruksi Corrugated Watertight Bulkhead, peralihan (displacement) sebesar 5,090e+001 mm.
Gambar 14: Analisa Peralihan (Displacement) pada konstruksi
Transverse Plane Watertight Bulkhead
Gambar 15: Analisa Peralihan (Displacement) pada konstruksi
Corrugated Watertight Bulkhead
Gambar 16: Perbandingan Chart Peralihan (Displacement)
Pada konstruksi Transverse Plane Watertight Bulkhead, regangan (strain) sebesar 2,860e-004 sedangkan pada konstruksi Corrugated Watertight Bulkhead, regangan (strain) sebesar 1,333e-003.
Gambar 17: Analisa Regangan (Strain) pada konstruksi
Transverse Plane Watertight Bulkhead
Gambar 18: Analisa Regangan (Strain) pada konstruksi
Corrugated Watertight Bulkhead
Gambar 19: Perbandingan Chart Regangan (Strain)
Pada konstruksi Transverse Plane Watertight Bulkhead, Factor of Safety sebesar 4,270e+000 sedangkan pada konstruksi Corrugated Watertight Bulkhead, Factor of Safety sebesar 1,261e+000.
Gambar 20: Analisa Faktor Keamanan (Factor of Safety) pada konstruksi Transverse Plane Watertight Bulkhead
Gambar 21: Analisa Faktor Keamanan (Factor of Safety) pada konstruksi Corrugated Watertight Bulkhead
Gambar 22: Perbandingan Chart Faktor Keamanan (Factor of
Safety)
D. Tabel Perbandingan Stress, Strain, Displacement & FOS
Setelah melakukan simulasi diatas maka didapatkan hasil perbandingan sebagai berikut: TABEL VII HASILSIMULASI PENGUJIAN No Hasil Analisa Corrugated Watertight Bulkhead Transverse Plane Watertight Bulkhead 1 Stress Max. (N/m2) 2,815e+008 8,313e+007
2 Displacement Max. (mm) 5,090e+001 7,836e-001
3 Strain Max. 1,333e-003 2,860e-004
4 Factor of Safety 1,261e+000 4,270e+000
E. Titik Koordinat pada masing-masing Konstruksi Sekat
Setelah melakukan simulasi diatas maka didapatkan titik koordinat sebagai berikut:
TABEL VIII
TITIK KOORDINAT PADA KONSTRUKSI TRANSVERSE PLANE WATERTIGHT BULKHEAD No Hasil Analisa X (mm) Y (mm) Z (mm) 1 Stress Max. (N/m2) -6889.2 -22402 986.13 2 Displacement Max. (mm) -11582 -22085 -8.88e-13 3 Strain Max. -11262 -22285 984.2 4 Factor of Safety -8664.5 -22161 906.25 TABEL IX
TITIK KOORDINAT PADA KONSTRUKSI CORRUGATED WATERTIGHT BULKHEAD No Hasil Analisa X (mm) Y (mm) Z (mm) 1 Stress Max. (N/m2) -10520 -22113 863.28 2 Displacement Max. (mm) -8925.3 -22154 -6.66e-13 3 Strain Max. -12120 -22075 992.05 4 Factor of Safety -10520 -22113 863.28
4 Kesimpulan
Dari simulasi yang dilakukan dapat disimpulkan sebagai berikut:
1. Pada konstruksi corrugated watertight bulkhead mempunyai tegangan (stress) sebesar 2,815e+008 N/m2. Sedangkan konstruksi transverse plane watertight bulkhead mempunyai tegangan (stress) sebesar 8,313e+007 N/m2.
2. Regangan (strain) yang dihasilkan oleh konstruksi corrugated watertight bulkhead adalah sebesar 1,333e-003. Sedangkan regangan (strain) pada konstruksi transverse plane watertight bulkhead lebih besar dari regangan konstruksi corrugated watertight bulkhead. Peralihan (displacement) pada konstruksi corrugated watertight bulkhead adalah sebesar 5,090e+001 mm, dan pada konstruksi transverse plane watertight bulkhead sebesar 7,836e-001 mm. Dari hasil analisa faktor keamanan (factor of safety), konstruksi corrugated watertight bulkhead memiliki faktor keamanan sebesar 1,261e+000. Sedangkan konstruksi transverse plane watertight bulkhead mempunyai faktor keamanan sebesar 4,270e+000.
3. Dari hasil perhitungan berat total dari kedua konstruksi sekat, maka bisa diperoleh berat total konstruksi corrugated watertight bulkhead adalah sebesar 77173,646 kg atau 77,17 ton. Sedangkan untuk konstruksi transverse plane watertight bulkhead berat total yang didapatkan adalah sebesar 103890,853 kg atau 103,89 ton.
4. Keuntungan dari konstruksi sekat corrugated watertight bulkhead adalah jenis konstruksi sekat yang sederhana, memudahkan proses fabrikasi, mempercepat proses fabrikasi, jumlah pengelasan lebih sedikit, kebutuhan material lebih sedikit dan pembersihan pada tangki muatan lebih mudah.
5. Kerugian dari konstruksi sekat transverse plane watertight bulkhead adalah berat dari konstruksi lebih berat daripada konstruksi sekat corrugated watertight bulkhead.
Referensi
[1] DNV-GL, Edition July 2016 Amended January 2017. Rules for Classification : Part 3 Hull. Norwegia.
[2] Kusna Djaya, Indra. 2008. Teknik Konstruksi Kapal Baja. Jakarta. Direktorat Pembinaan Sekolah Menengah Kejuruan Departemen Pendidikan Nasional.
[3] Putra, Stevan Manuky. 2011. Analisa Kekuatan Konstruksi Corrugated Watertight Bulkhead dengan Transverse Plane Watertight Bulkhead pada Pemasangan Pipa di Ruang Muat Kapal Tanker. Surabaya: Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS).
[4] Mairuhu, Thomas. 2011. Kekuatan Struktur Konstruksi Kapal akibat Penambahan Panjang. Nusa Tenggara Barat: Universitas Pattimura. [5] Gere, J.M., dan Timoshenko, S.P.. 2002. Mekanika
Bahan Edisi Keempat. Jakarta: Erlangga.
[6] Fisika Zone. 2013. Tegangan, Regangan, dan
Modulus Elastisitas.
(http://fisikazone.com/tegangan-regangan-dan-m odulus-elastisitas.) Diakses tanggal 07 Maret 2017 jam 21.45 WIB.
[7] Libratama Group. Oktober. 2012. Faktor Keamanan (Safety Factor) dalam Perancangan
Elemen Mesin.
(http://libratama.com/faktor-keamanansafety-fact or-dalam-perancangan-elemen-mesin/). Diakses tanggal 07 Maret 2017 jam 22.10 WIB.
[8] Offshore Standard DNV-OS-B101. April 2009. Metallic Materials. Norway : Det Norske Veritas. [9] Continental Steel. 2006. Product Handbook
Structural Steel. Continental Steel Pte Ltd [10] Solidwork Help. 2016. Design Insight.
(http://help.solidworks.com/2012/English/SolidW orks/cworks/IDH_HELP_LOADPATH_PLOTTYP E.htm. Diakses tanggal 18 April 2017 jam 16.20 WIB )
