Click to edit Master title style
• Click to edit Master text styles
– Second level
• Third level
– Fourth level
» Fifth level
Click to edit Master title style
• Click to edit Master text styles
– Second level
• Third level
– Fourth level
» Fifth level
SIDANG TUGAS AKHIR
ANALISIS PERILAKU KEPECAHAN CRANE PEDESTALFPSO BELANAK
Supervisors :
1. Dr. Ir. Rudy Walujo P. MT
2. Prof. Dr. Ir. Eko Budi Djatmiko, M.Sc
By. Aditya Rohmani
Click to edit Master title style
• Click to edit Master text styles
– Second level
• Third level
– Fourth level
» Fifth level
LATAR BELAKANG
• Kerusakan pada bangunan laut mayoritas diakibatkan oleh kelelahan (fatigue) pada struktur, baik itu pada komponen struktur utama maupun struktur sekunder (Djatmiko, 2003a)
• jika suatu struktur telah melewati batas dari kelelehannya maka akan terjadi sebuah keretakan (crack) yang nantinya dapat menyebabkan adanya kegagalan (failure) pada struktur
• Crane pedestal adalah struktur crane yang paling rentan terhadap kepecahan.hal ini dikarenakan, crane pedestal merupakan tumpuan struktur diatasnya, serta tersambung dengan hull FPSO
Penda- huluan
Meto- dologi
Analisis Global
Analisis Lokal
Click to edit Master title style
• Click to edit Master text styles
– Second level
• Third level
– Fourth level
» Fifth level
RUMUSAN MASALAH
1. Berapa dan dimana letak tegangan tertinggi (hotspot stress) yang diterima struktur crane pedestal?
2. Berapa nilai stress intensity factor dari crane pedestal akibat adanya retak awal yang terjadi ?
3. Bagaimana crack propagation berdasar pengaruh retak awal pada crane pedestal ? 4. Berapa umur crane pedestal sampai
mengalami fracture failure ?
Penda- huluan
Meto- dologi
Analisis Global
Analisis Lokal
Kesim- pulan
Click to edit Master title style
• Click to edit Master text styles
– Second level
• Third level
– Fourth level
» Fifth level
TUJUAN
1. Mendapatkan nilai dan letak tegangan tertinggi (hotspot stress) yang diterima struktur crane pedestal
2. Mendapatkan nilai stress intensity factor dari crane pedestal akibat adanya retak awal yang terjadi.
3. Memperoleh indikasi crack propagation sehubungan dengan bentuk retak awalnya.
4. Mendapatkan umur crane pedestal sampai mengalami fracture failure
Penda- huluan
Meto- dologi
Analisis Global
Analisis Lokal
Click to edit Master title style
• Click to edit Master text styles
– Second level
• Third level
– Fourth level
» Fifth level
MANFAAT
1. Identifikasi terhadap beban-beban yang mempengaruhi umur crane pedestal pada FPSO sampai mengalami fracture failure.
2. Dapat mengetahui besarnya pengaruh beban siklis dan beban operasional crane terhadap umur crane pedestal pada FPSO sampai
mengalami fracture failure.
3. Prosedur dan hasil perhitungan dapat dijadikan dasar dalam merancang crane
pedestal dengan pertimbangan beban-beban yang berpengaruh.
Penda- huluan
Meto- dologi
Analisis Global
Analisis Lokal
Kesim- pulan
Click to edit Master title style
• Click to edit Master text styles
– Second level
• Third level
– Fourth level
» Fifth level
BATASAN MASALAH
1. Crane pedestal yang ditinjau dalam tugas akhir ini adalah crane pedestal pada FPSO Belanak.
2. Beban-beban yang ditinjau adalah beban gelombang, beban angin, dan beban operasi crane.
3. Analisis fracture mechanics dilakukan pada bagian sambungan crane pedestal dengan hull FPSO.
4. Beban operasi crane diasumsikan statis pada beban maksimal dan tidak mengalami gerakan pada saat FPSO beroperasi.
Penda- huluan
Meto- dologi
Analisis Global
Analisis Lokal
Click to edit Master title style
• Click to edit Master text styles
– Second level
• Third level
– Fourth level
» Fifth level
BATASAN MASALAH
5. Pemodelan lokal dilakukan sebatas pada bagian sambungan crane pedestal dengan hull FPSO.
6. Pemodelan struktur lokal menggunakan software ANSYS 11.
7. Nilai defleksi dari crane boom dan pedestal diabaikan.
8. Gerakan yang terjadi dari crane dan boom pada saat operasi diabaikan dan hanya ditinjau beban yang diangkat oleh crane saja.
Penda- huluan
Meto- dologi
Analisis Global
Analisis Lokal
Kesim- pulan
Click to edit Master title style
• Click to edit Master text styles
– Second level
• Third level
– Fourth level
» Fifth level
METODOLOGI PENELITIAN
Start
Study Literatur Pedestal CraneFPSO
Fracture
Pengumpulan Data
Pemodelan FPSO (Sofware Maxsurf)
Perhitungan Beban Angin
Opersi
Data Gelombang
Pemodelan FPSO (Sofware Moses) dan
Running Data FPSO
(Dimensi Crane,Hull,
Material Properties AnginData
Operasi Dimensi Crack
Kedalaman Crack Panjang Crack
Perhitungan Transformasi Analisis
Global Gelombang ke Pedestal Crane
Penda- huluan
Meto- dologi
Analisis Global
Analisis Lokal
Click to edit Master title style
• Click to edit Master text styles
– Second level
• Third level
– Fourth level
» Fifth level
METODOLOGI PENELITIAN
Pemodelan Lokal Pedestal Crane
dan Hull
Pemodelan Crack
Finish A B
Running ANSYS
Tegangan Maksimum dan
Minimum
Crack Propagation
Umur Kepecahan Mesh
Sensitivity Analysis σ konstan
Ya
Tidak
Penda- huluan
Meto- dologi
Analisis Global
Analisis Lokal
Kesim- pulan
Click to edit Master title style
• Click to edit Master text styles
– Second level
• Third level
– Fourth level
» Fifth level
PENGUMPULAN DATA
1. LOA 285 m
2. Depth 26 m
3. Beam 58 m
4. Vessel Draft Full 16.2 m 5. Vessel Draft Medium 14.6 m
6. Vessel Draft Light 13.9 m
7. Displacement 255,000 ton
8. Service Life 30 years
DATA FPSO Penda-
huluan
Meto- dologi
Analisis Global
Analisis Lokal
Click to edit Master title style
• Click to edit Master text styles
– Second level
• Third level
– Fourth level
» Fifth level
PENGUMPULAN DATA
DATA ANGIN
Deskripsi Gelombang
Hs ( m) Tp (s)
1tahunan 2.9 9.1
10tahunan 4.1 10.3
100tahunan 5.3 11.1
DATA PERIODE ULANG Penda-
huluan
Meto- dologi
Analisis Global
Analisis Lokal
Kesim- pulan
Click to edit Master title style
• Click to edit Master text styles
– Second level
• Third level
– Fourth level
» Fifth level
MODELING
MAXURF Penda-
huluan
Meto- dologi
Analisis Global
Analisis Lokal
Click to edit Master title style
• Click to edit Master text styles
– Second level
• Third level
– Fourth level
» Fifth level
MODELING MOSES
Penda- huluan
Meto- dologi
Analisis Global
Analisis Lokal
Kesim- pulan
Click to edit Master title style
• Click to edit Master text styles
– Second level
• Third level
– Fourth level
» Fifth level
MOTION FPSO
Derajad Kebebasan
Percepatan
Conoco Phillips Wahyudi Perhitungan
Max. Surge Acc 0.656 m/s2 0.318 m/s2 0.171 m/s2
Max. Sway Acc 2.180 m/s2 1.636 m/s2 1.033 m/s2
Max. Heave Acc 1.054 m/s2 1.405 m/s2 2.445 m/s2
Roll Acc 3.023 rad/s2 3.203 rad/s2 2.001 rad/s2
Pitch Acc 0.679 rad/s2 0.744 rad/s2 0.715 rad/s2
Yaw Acc 0.193 rad/s2 0.249 rad/s2 0.242 rad/s2
Penda- huluan
Meto- dologi
Analisis Global
Analisis Lokal
Click to edit Master title style
• Click to edit Master text styles
– Second level
• Third level
– Fourth level
» Fifth level
TRANFORMASI ANALISIS GLOBAL KE CRANE PEDESTAL
Degree of Freedom Acceleration Inertia Force
(m/s2) kN
Max. Surge Acc 0.171 42.921
Max. Sway Acc 1.033 259.283
Max. Heave Acc 2.445 3076.005
Degree of Freedom Acceleration Moment Inertia Moment of Force (rad/s2) mt. m2 kN.m.rad
Roll 2.001 377612.27 755602.2
Pitch 0.715 694905.72 496857.6
Yaw 0.242 777411.36 188133.5
Penda- huluan
Meto- dologi
Analisis Global
Analisis Lokal
Kesim- pulan
Click to edit Master title style
• Click to edit Master text styles
– Second level
• Third level
– Fourth level
» Fifth level
BEBAN ANGIN
sin S
q C
F
w
Penda- huluan
Meto- dologi
Analisis Global
Analisis Lokal
9.6 16.4 24.4
0 0.00 0.00 0.00
3 16.09 11.00 15.36
6 64.34 44.01 61.43
9 144.77 99.02 138.22
12 257.37 176.04 245.72
15 402.15 275.06 383.94
velocity Moment at elevation (KN.m) Height
26.6 33.4 41.4
0 0.00 0.00 0.00
3 1.68 0.67 0.63
6 6.70 2.68 2.52
9 15.08 6.04 5.66
12 26.81 10.73 10.07
15 41.89 16.77 15.74
18 60.32 24.15 22.66
velocity Wind Force on elevation y (KN) Height
Click to edit Master title style
• Click to edit Master text styles
– Second level
• Third level
– Fourth level
» Fifth level
BEBAN OPERASI
Load W
(T) (KN)
5 49.1
10 98.1
20 196.2
30 294.3
40 392.4
50 490.5
Penda- huluan
Meto- dologi
Analisis Global
Analisis Lokal
Kesim- pulan
Click to edit Master title style
• Click to edit Master text styles
– Second level
• Third level
– Fourth level
» Fifth level
MODELLING ANSYS
Penda- huluan
Meto- dologi
Analisis Global
Analisis Lokal
Click to edit Master title style
• Click to edit Master text styles
– Second level
• Third level
– Fourth level
» Fifth level
MESH SENSITIVITY ANALYSIS
Penda- huluan
Meto- dologi
Analisis Global
Analisis Lokal
Kesim- pulan
Click to edit Master title style
• Click to edit Master text styles
– Second level
• Third level
– Fourth level
» Fifth level
MESH SENSITIVITY ANALYSIS
Penda- huluan
Meto- dologi
Analisis Global
Analisis Lokal
Click to edit Master title style
• Click to edit Master text styles
– Second level
• Third level
– Fourth level
» Fifth level
FRACTURE MECHANICS METHOD
Penda- huluan
Meto- dologi
Analisis Global
Analisis Lokal
Kesim- pulan
Click to edit Master title style
• Click to edit Master text styles
– Second level
• Third level
– Fourth level
» Fifth level
INITIAL CRACK
• Hotspot Stress
Terletak di koordinat (0, 0, 1.5)
• DNV-OS-F201
Dengan dimensi
Panjang : 5
Lebar : 1
Kedalaman : 0.1
Penda- huluan
Meto- dologi
Analisis Global
Analisis Lokal
Click to edit Master title style
• Click to edit Master text styles
– Second level
• Third level
– Fourth level
» Fifth level
PERSAMAAN SIF (K)
Penda- huluan
Meto- dologi
Analisis Global
Analisis Lokal
Kesim- pulan
Click to edit Master title style
• Click to edit Master text styles
– Second level
• Third level
– Fourth level
» Fifth level
SIF CRACK AWAL
Arah Ketebalan (Thickness)
σ K
x y z sint seqv
Max 2.26E+08 5.44E+07 1.38E+07 2.13E+08 1.96E+08 1.01E+02 Min 1.21E+08 2.91E+07 7.37E+06 1.14E+08 1.05E+08 5.39E+01
Circumferencial
Max 2.26E+08 5.44E+07 1.38E+07 2.13E+08 1.96E+08 1.71E+02 Min 1.21E+08 2.91E+07 7.37E+06 1.14E+08 1.05E+08 9.15E+01
Penda- huluan
Meto- dologi
Analisis Global
Analisis Lokal
Click to edit Master title style
• Click to edit Master text styles
– Second level
• Third level
– Fourth level
» Fifth level
PERAMBATAN RETAK
• 0.1mm, 5mm, 10mm, 21mm (0.7 T)
m
C E dN
da
K K K K
( max2 2 max min min2)
nf
ni
af
ai
K m
C dN da
) (
af
ai m xa N C
K
) (
1
1
dN N a da *
Penda- huluan
Meto- dologi
Analisis Global
Analisis Lokal
Kesim- pulan
Click to edit Master title style
• Click to edit Master text styles
– Second level
• Third level
– Fourth level
» Fifth level
Penda- huluan
Meto- dologi
Analisis Global
Analisis Lokal
PERAMBATAN RETAK
Ks Maks Ks Min da/dN retak circum Siklus
(MPa√mm) (MPa√mm) (mm/cycle) (mm) N
A2 3.96E+02 9.99E+01 5.04E-07 7.91E+03 1.57E+10 A3 4.60E+02 2.46E+02 7.03E-08 8.06E+03 2.20E+09 A4 8.09E+02 4.33E+02 2.08E-06 8.12E+03 2.70E+07
Kt Maks Kt Min da/dN retak tickness Siklus
(MPa√mm) (MPa√mm) (mm/cycle) (mm) N
A2 1.86E+02 9.99E+01 3.12E-10 5.00E+00 1.57E+10 A3 2.60E+02 1.39E+02 2.28E-09 1.00E+01 2.20E+09 A4 6.07E+02 3.25E+02 3.70E-07 2.10E+01 2.70E+07 Retak
Circumferrencial
Retak Thickness
Click to edit Master title style
• Click to edit Master text styles
– Second level
• Third level
– Fourth level
» Fifth level
UMUR CRACK
Penda- huluan
Meto- dologi
Analisis Global
Analisis Lokal
Kesim- pulan
Crack panjang retak kedalaman retak umur
(mm) (mm) (tahun)
A1 5.00 0.10 -
A2 7906.66 5.00 62.96
A3 8061.02 10.00 71.77
A4 8117.22 21.00 71.88
Click to edit Master title style
• Click to edit Master text styles
– Second level
• Third level
– Fourth level
» Fifth level
KESIMPULAN
• Tegangan terbesar(hotspot stress) 68.312MPa
pada koordinat ANSYS (0, 0, 1.5)
• SIF dari crane pedestal akibat adanya retak awal
Ks Max =170.70947 Mpa√mm Ks Min = 91.49545 Mpa√mm Kt Max = 100.6399 Mpa√mm Kt Min = 53.94013 Mpa√mm
Penda- huluan
Meto- dologi
Analisis Global
Analisis Lokal
Click to edit Master title style
• Click to edit Master text styles
– Second level
• Third level
– Fourth level
» Fifth level
KESIMPULAN
• Perambatan crack (da/dn)
da/dN Circum = 2.08x10-6 mm/cycle Panjang Circum = 8117.22 mm
da/dN Tickn = 3.70x10-7mm/cycle Ketebalan = 21 mm
• Crane pedestal
Menembus ketebalan 21mm (0.7t) dan melewati 8117.22 mm membutuhkan waktu 71.88 tahun adalah sama dengan atau 2.936 kali umur
operasi sesuai rancangannya
Penda- huluan
Meto- dologi
Analisis Global
Analisis Lokal
Kesim- pulan
DAFTAR PUSTAKA
• Almar-Naess, A.Ed. 1985. FATIGUE HANDBOOK: Offshore Steel Structure. Norway: Tapir Publisher.
• API Specification 2C 5thEdition. 1995. “Specification for Offshore Cranes”, USA.
• Barltrop, N. dan Okan, B. 2000. FPSO Bow Damage in steep waves. Rogue waves 2000 workshop. Brest.
• Barsom, John M & Rolfe,Stanley T. 1987. Fracture and Fatigue Control in Structures.
Application of Fracture Mechanics. New Jersey.
• Battacharyya, R. 1978. Dynamic of Marine Vehicles. John Wiley and Sons Inc. New York.
• Broek, David. 1987. Elementary Engineering Fracture Mechanics. Netherlands:
Martinus Nijhoff Publishers.
• Chakrabarti, S.K. 2005. Handbook of Offshore Engineering Volume I. Offshore Structure Analysis Inc. Planfield. Illinois. USA
• Djatmiko, E. B. 2003. Fatigue Analysis. Kursus Singkat Offshore Structure Design And Modelling. Surabaya.
• DnV Recommended Practice C205. 2007. Environtmental Loads and Environmental Condition. Norway.
• DnV Recommended Practice OS-F201. 2001. Dynamics Risers. Norway.
• Hakim, Hadi Luqman. 2007. Analisa Perilaku Dinamis FPSO dengan Sistem Internal Turret Mooring. Jurusan Teknik Kelautan ITS, Surabaya
• http://commons.wikimedia.org
• http://www.accutektesting.com
• http://www.quipbase.com
Penda- huluan
Meto- dologi
Analisis Global
Analisis Lokal
• http://www. scribd.com
• http://www.wikipedia.com
• Indiyono, P. 2003. Hidrodinamika Bangunan Lepas Pantai. Surabaya : Penerbit SIC.
• Langen, I., dan Than, T. K. 2003. Simulation of Dynamic Behaviour of a FPSO Crane. Stavanger University College. Stavanger.
• McDermott, J. 2004. Belanak Natuna FPSO Technical Data. Jray McDermott.
Indonesia
• Perez, Nestor.2004. Elementary Engineering Fracture Mechanics. Boston:
Kluwer Academic Publishers.
• Peurifoy, R. L. 1996. Construction Planning, Equipment, and Methods 5thEdition. The McGraw-Hill Companies. New York.
• Philips, Conoco. 2002. Belanak Special Structures Crane Pedestal Frame 42 Elevation. Conoco Indonesia Inc. Ltd., Indonesia.
• Soedjono, J.J. 1989. Diktat Kuliah Perencanaan Sistem Bangunan Laut 1.
Jurusan Teknik Kelautan, ITS. Surabaya.
• Wahyudi, Y.A.N. 2009. Analisis Fatigue dengan Spectral Analysis pada Crane Pedestal Floating Production Storage and Offloading (FPSO) Belanak.
Jurusan Teknik Kelautan ITS. Surabaya
• Wang, C.H. 1996. Introduction to Fracture Mechanics. DSTO Aeronautical and Maritime Research Laboratory, Melbourne
• Wang, C.H. 1996. Introduction to Fracture Mechanics. DSTO Aeronautical and Maritime Research Laboratory, Melbourne.
Penda- huluan
Moto- dologi
Analisis Global
Analisis Lokal
Kesim- pulan