Kata Kunci Deck Raising, Subsidence, Resiko, Unity Check. Gambar 1.1 Ilustrasi penurunan tanah

(1)

Abstrak – Pada tugas akhir ini dianalisis pengaruh peninggian platform yang terjadi akibat adanya subsidence serta bagaimana resikonya. Struktur yang digunakan studi kasus ini adalah struktur L-PRO platform yang beroperasi di perairan Laut Jawa.

Struktur dianalisis berdasarkan konfigurasi kedalaman yang terjadi dan peninggian yang dilakukan, yaitu ketika terjadi subsidence 1 m, 2.44 m, 3.28 m, 4.44 m dan peninggian platform setinggi 1 m, 2 m, 3 m, 4 m.

Berdasarkan analisis yang dilakukan menggunakan bantuan software GT-STRUDL, didapatkan bahwa perubahan tegangan semakin meningkat namun tidak terjadi secara signifikan. Berdasarkan prosentase hasil perubahan tegangan, peningkatan tegangan dengan nilai tertinggi terjadi pada struktur jacket. Hal ini disebabkan karena penambahan kedalaman yang terus bertambah akibat adanya subsidence. Sedangkan struktur topside, level tegangan semakin meningkat, namun memiliki prosentase peningkatan tidak tinggi.

Pada struktur topside terdapat member gagal yang diakibatkan oleh semakin berkurangnya kekakuan struktur saat peninggian dengan UC sebesar 1.1207.

Sehingga resiko peninggian platform menjadi semakin tinggi akibat peninggian platform dan dapat dikategorikan pada medium risk.

Kata Kunci – Deck Raising, Subsidence, Resiko, Unity Check

I. PENDAHULUAN

Anjungan lepas pantai merupakan salah satu teknologi yang menunjang dalam ekplorasi minyak bumi dan gas alam dan sedang diminati untuk mengatasi tingginya permintaan terhadap kedua jenis sumber daya alam tersebut di dunia. Anjungan lepas pantai sendiri memiliki jenis yang beragam. Namun jenis jacket platform dinilai lebih ekonomis dan efisien dalam hal pembuatan dan perawatan dibanding dengan jenis anjungan lepas pantai lainnya.

Jacket platform merupakan jenis struktur terpancang yang banyak digunakan di Indonesia. Hal ini disebabkan oleh kedalaman perairan di Indonesia pada umumnya tidak terlalu dalam. Sehingga digunakan tipe jacket platform sebagai salah satu solusi dalam ekplorasi minyak bumi dan gas alam.

Berdasarkan API RP 2A, beban yang terjadi pada platform dapat dibagi menjadi beberapa jenis yaitu

beban hidup (live load), beban mati (dead load), beban lingkungan, beban konstruksi, beban instalasi dan beban dinamis. Beban-beban tersebut bekerja pada struktur dan berpengaruh pada stabilitasnya.

Sehingga beban-beban tersebut diperhitungkan dengan memperhatikan angka keamanan yang telah ditetapkan. Selain itu, faktor lingkungan yang terjadi di sekitar platform seperti subsidence juga harus dipertimbangkan. Karena laju subsidence yang tinggi disekitar platform dapat mempengaruhi stabilitas pada struktur.Namun dalam masa operasinya, struktur jacket dapat mengalami kondisi tidak aman.

Salah satunya dapat disebabkan oleh faktor lingkungan yakni subsidence.

Subsidence adalah penurunan permukaan tanah dasar sebagai akibat perubahan yang terjadi dibawah permukaan tanah. Hal ini terjadi akibat dari aktifitas tektonik, pelapukan batuan dibawah tanah maupun ekplorasi minyak bumi dan gas alam secara besar- besaran pada reservoir sehingga menyebabkan naiknya efektivitas tekanan dan menimbulkan kompaksi dan amblesan tanah. Subsidence pada platform akan mengakibatkan terjadinya kenaikan Mean Sea Level (MSL) yang berpengaruh pada kestabilan struktur. Kenaikan MSL ini dapat menyebabkan gelombang yang menghempas dapat mengenai struktur topside karena air gap yang semakin berkurang. Hal ini menyebabkan peningkatan resiko kegagalan pada struktur. Oleh karena itu peninggian platform menjadi salah satu solusi dalam mengurangi kegagalan struktur akibat subsidence.

Gambar 1.1 Ilustrasi penurunan tanah

Analisis Pengaruh Peninggian Platform Akibat Subsidence dengan Pendekatan Statis Berbasis

Resiko

Handyta Anindyasarathi, Murdjito, Daniel M. Rosyid

Teknik Kelautan, Fakultas Teknologi Kelautan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 Indonesia

e-mail: [email protected]

(2)

Struktur yang digunakan sebagai obyek studi kasus pada tugas akhir ini adalah L-PRO platform yang beroperasi di perairan Laut Jawa. Platform empat kaki ini terletak di Laut Jawa pada koordinat 05^o 53’

45.00’’ LS, 107^o 29’ 34.00’’ BT. Platform didukung oleh struktur jacket 4 kaki pada kedalaman awal 89 feet (27.13 m) dan menyangga 2 deck, yaitu main deck pada ketinggian +45 ft dari MSL dan cellar deck +25 ft dari MSL.

Gambar 1.2 L-PRO Platform

(Sumber: LIMA-S-RPT-As Raised Analysis Rpt LPRO)

II. DASARTEORI A. Subsidence

Subsidence adalah salah satu bentuk pergeseran tanah yang berbahaya yang umumnya disebabkan oleh aktivitas manusia yang mengakibatkan perubahan keadaan lingkungan. Subsidence mempunyai dampak kematian yang lebih rendah dibandingkan kerusakan akibat gempa bumi dan longsor, tapi total kerusakan yang diakibatkannya setiap tahun kemungkinan melebihi kerusakan akibat bencana alam yang lain. Perkiraan kejadian dari subsidence adalah sangat sulit dan ketidak pastian selalu ada, walaupun kondisi kemungkinkan terjadinya telah diketahui.

Pada dasarnya penambahan beban diatas permukaan tanah menyebabkan lapisan tanah dibawahnya mengalami pemampatan. Pemampatan tersebut disebabkan oleh adanya deformasi partikel tanah, relokasi partikel, keluarnya air atau udara dalam pori. Namun akibat adanya aktifitas tektonik, pelapukan batuan dibawah tanah maupun ekplorasi minyak bumi dan gas alam secara besar-besaran pada reservoir sehingga dapat menyebabkan perubahan volume tanah. Berkurangnya volume tanah dapat menyebakan penurunan lapisan tanah. Karena air pori di dalam tanah berpasir dapat mengalir keluar dengan cepat, maka penurunan lapisan tanah dapat terjadi.

Subsidence yang terjadi akibat penarikan tanah, eksplorasi minyak bumi dan gas telah diamati dan dipelajari sebelumnya. Beberapa contoh paling terkenal dari subsidence akibat penarikan tanah adalah Osaka, Jepang (pertama kali dicatat pada tahun 1885), London, Inggris (pertama kali dicatat dalam 1865), dan Mexico City, Meksiko (pertama kali dicatat pada tahun 1929). Salah satu contoh

awal subsidence akibat akibat eksplorasi minyak bumi dan gas adalah Goose Creek minyak lapangan, Texas, Amerika Serikat (pertama kali dicatat pada tahun 1918), yang dijelaskan oleh Pratt dan Johnson (1926). Dengan demikian, fenomena subsidence telah dikenal dan dipelajari oleh banyak peneliti.

Secara fisik jelas dan sepenuhnya diakui bahwa penurunan ini disebabkan oleh pemadatan batuan reservoir akibat peningkatan stress yang terjadi karena pengurangan tekanan air pori fluida. Selain itu Pratt dan Johnson (1926) menunjukkan bahwa salah satu faktor yang adalah penting dalam formasi dengan pasir longgar dan granular yang terkonsolidasi adalah ekstraksi pasir.

B. Gelombang

Gelombang terjadi akibat gangguan pada fluida.

Gangguan tersebut dapat berupa gangguan pada permukaan air seperti hembusan angin , atau dapat juga berupa gangguan pada dasar laut seperti pergerakan tanah atau gempa bumi. Dalam keperluan desain, teori gelombang digunakan berdasarkan grafik diagram aplikasi dari teori gelombang Airy, Stokes 5th order, difraksi, dan stream fuction yang dimodifikasi oleh API RP2A. Selain itu gaya hidrodinamika akibat gelombang pada tiang silinder bergantung pada pola aliran di sekitar tiang yang dipengaruhi oleh derajat ketergantungan aliran oleh adanya tiang. Derajat ketergantungan aliran ditentukan oleh perbandingan diameter tiang silinder terhadapa panjang gelombang (D/L). Apabila D/L ≤ 0.2, maka pola aliran fluida tidak akan terganggu dan gaya gelombang dapat dihitung dengan menggunakan persamaan Morison. Sebaliknya, bila D/L > 0.2, maka pola aliran akan mengalami difraksi dan gaya gelombang dihitung dengan menggunakan teori difraksi.

Persamaan Morison (O’Brien and Morison, 1952) menyatakan bahwa gaya gelombang dapat diekspresikan sebagai penjumlahan dari gaya seret (drag force, FD), yang muncul akibat kecepatan partikel air saat melewati struktur, dan gaya inersia (inertia force, FI) akibat percepatan partikel air.

Persamaan Morison :



^F ^F



^dz

F

x

I



D^



0

dz a Ci D u

u D Cd F

x



^_^ ^ x^_^



0

2

4 1 2

1 

dengan ;

ρ : massa jenis air laut (1025 kg/m³) Cd : koefisien drag

Ci : koefisien inersia

u : kecepatan gelombang (m/s) az : percepatan gelombang (m/s²)

(3)

Tabel 2.1 Harga CD dan CM

Silinder CD CM

Smooth 0.65 1.6

Rough 1.05 1.2

Sumber : berdasarkan API RP-2A WSD C. Arus

Arus merupakan faktor yang sangat penting dalam desain platform karena mempengaruhi gaya yang bekerja pada platform dan elevasi terhadap boat landings, fenders dan deck. Gaya Arus terbagi atas dua gaya yaitu gaya angkat pada kaki jacket yang bergerak vertikal dan gaya drag yang bergerak horisontal. Dimana gaya–gaya ini memiliki rumusan yaitu :

Fl = ½ Cl Vc2

Fd = ½ Cd  Vc2

A Dengan :

Fl = gaya angkat (N) Fd = gaya drag (N) Cl = koefisien gaya angkat Cd = drag coefficient

 = massa jenis air (kg/m³) A = luas yang ditinjau (m²) Vc = kecepatan arus (m/s²)

Untuk menentukan Cd, Cm, dan Cl didapatkan dari American Petroleum Institut (API-RP2A WSD) sebagai berikut :

Cm = 0.2, untuk struktur silinder

= 2.4, untuk bentuk struktur persegi panjang Cd = 0.7, untuk struktur silinder

= 1.5-2.0, untuk struktur persegi panjang D. Angin

Gaya angin mempengaruhi struktur di atas permukaan air seperti deck houses dan derricks yang ada di atas platform. Beban angin merupakan beban dinamis, tapi beberapa struktur akan meresponnya pada model statis yang paling mendekati. Pada perairan yang lebih dalam dan untuk compliant structure beban angin yang sangat signifikan harus dianalisis secara detail. Berdasarkan API RP-2A WSD, gaya drag angin pada obyek dapat dihitung sebagai berikut:

A C F(/2)² _S dengan:

F = gaya angin

ρ = berat jenis udara (0.0023668 lb sec²/ft ) Μ = kecepatan angin, ft/s

CS = koefisien bentuk A = luas area, ft²

Kecepatan angin (V) yang dimaksud disini adalah kecepatan angin yang merupakan hasil pengukuran pada ketinggian 10 m di atas permukaan laut.

E. Tegangan

1. Tegangan aksial

Tegangan normal (aksial) adalah intensitas gaya yang tegak lurus dengan permukaan penampang benda.

Ada dua jenis gaya yang menyebabkan tegangan yaitu tekanan (compressive) dan tarikan (tensile).

Berikut ini adalah kriteria tegangan aksial:

a. Tarik Aksial

Tegangan tarik izin (Ft) untuk batang tubular yang dikenai beban tarik aksial adalah sebagai berikut :

Ft = 0.6 Fy

Dengan:

Ft = tegangan tarik izin Fy = tegangan leleh b. Tekan Aksial

Untuk kolom buckling, tegangan tekan aksial izin (Fa) seperti formula pada AISC untuk batang tubular dengan rasio ≤ 60 adalah :

c

c c

y c

a C

r untuk Kl

C r Kl C

r Kl

C F r Kl

F 







 



 



3 3 2

2

8 ) / ( 8

) / ( 3 3 / 5

2 ) / 1 (

c

a C

r untuk Kl r Kl

F  ²E ₂ 

) / ( 23

12

2 / 2 1

12 



 



 Fy C_c  E

dengan :

Fa = tekan aksial izin

E = modulus elastisitas , ksi (MPa) K = faktor panjang efektif

L = panjang, in (m) r = radius girasi, in (m)

2. Bending Stress

Momen luar diimbangi oleh momen dalam yang merupakan resultan tegangan lentur (bending).

Tegangan izin untuk bending adalah sebagai berikut berikut :











 







unit F SI

t D

F t untukD F

F

y

y y

b

10340, 75 1500 . 0

(4)











  



 



 



 



SIunit F

t D F

F t D untuk F Et F

D F F

y y

y y b

20680, 10340

3000 74 1500

. 1 84 . 0











  



 



 



 



SIunit t

D F

t D untuk F

Et F D F F

y

y y

y b

, 20680 300

3000 300 58

. 0 72 . 0

3. Tegangan Geser

Tegangan geser (shear stress) adalah intensitas gaya pada suatu titik yang sejajar terhadap penampang. Tegangan geser maksimum fv untuk batang tubular adalah seperti di bawah ini :

A fv V

5 .

0

... (2.14) dengan :

fv = tegangan geser maksimum V = gaya geser

A = luas penampang melintang

Dan tegangan izin geser adalah sebagai berikut :

Fv = 0.4 Fy ... (2.15)

4. Kombinasi Tegangan

0 . 6 1

. 0

2 2

 



b by bx y

a

F f f F f

... (2.8) dengan :

fa = tegangan aksial fby= tegangan lentur sumbu y fbx = tegangan lentur sumbu x Fb = tegangan lentur yang diizinkan Fy = kekuatan leleh nominal F. Konsep Analisis Inplace

Analisis inplace merupakan analisis statis linier dari struktur anjungan lepas pantai yang dilakukan untuk mengetahui kekuatan struktur berdasarkan pada dua kondisi pembebanan. Kondisi pembebanan tersebut adalah :

1. Kondisi operating

Pada kondisi ini, anjungan beroperasi secara normal sehingga struktur menerima seluruh beban kerja yang ada. beban lingkungan yang terjadi pada struktur seperti beban gelombang, angin dan arus diambil harga ekstrim untuk periode ulang 1 tahun.

2. Kondisi badai (storm)

Kondisi ini merupakan kondisi terjadinya badai pada lokasi struktur. Pada kondisi ini tidak akan ada beban work over rig live, sedangkan beban hidup pada tiap level deck dianggap tereduksi sebesar 25%.

Selain itu dianggap crane tidak bekerja, akibatnya hanya ada nilai beban crane vertikal saja. Allowable stress dari tiap batang dinaikkan harganya sebesar 133% menurut peraturan dari AISC.

G. Konsep Analisis Resiko

Disamping mempertimbangkan beban yang bekerja pada struktur, kriteria terpenting yang juga perlu dipertimbangkan dalam mendesain suatu anjungan lepas pantai adalah keandalan struktur. Disamping mencerminkan keselamatan dari personil, hal ini juga dapat dikatakan sebagai investasi dalam dunia maritim. Selain itu keandalan struktur juga mempengaruhi seluruh subsistem yang ada pada struktur terkait kinerja dan efesiensi operasional struktur. Namun adanya ketidakpastian menimbulkan persoalan keandalan, atau ketidakandalan. Karena terjadinya kegagalan mengakibatkan berbagai konsekuensi teknis dan ekonomis, maka ketidakandalan selanjutnya menimbulkan resiko (risk). Kenyataan inilah yang menyebabkan tumbuhnya jasa asuransi.

Hubungan antara keandalan (K), dan ketidakandalan (Pg) (peluang terjadinya kegagalan), resiko (R), dan konsekuensi kegagalan (C) dapat dinyatakan sebagai berikut:

K = 1 - Pg R = Pg × C

III. METODOLOGIPENELITIAN

Gambar 3.1 Bagan Alur Analisis

(5)

A. Studi Literatur

Dalam tugas akhir ini, literatur-literatur yang dipelajari adalah tugas akhir yang pernah dilakukan sebelumnya dan jurnal yang berkaitan langsung dengan penelitian ini serta buku-buku sebagai tambahan referensi dalam penyelesaian masalah.

B. Pengumpulan Data

L-PRO platform merupakan anjungan lepas pantai terpancang yang beroperasi di Perairan Laut Jawa yang terletak pada koordinat 05^o 53’ 45.00’’ LS, 107^o 29’ 34.00’’ BT. L-PRO merupakan jenis anjungan bertipe jacket yang memiliki struktur kaki empat dan memiliki dua deck. Platform ini telah diinstal pada tahun 1973-1974 dengan kedalaman perairan 89 ft. Berikut ini spesifikasi struktur L-PRO platform (As-built):

Tabel 2.1 Spesifikasi Struktur

Deskripsi L-PRO

Jumlah Kaki 4

Dimensi Jacket pada Working Point 40 x 40 (ft x ft) Elevasi Jacket pada Working Point +15.00 (MSL) (ft)

Tinggi Jacket 113.85 (ft)

Jumlah Pile 4

Riser 7

Caisson 2

Elevasi Main Deck +45.00 (MSL) (ft) Elevasi Cellar Deck +25.00 (MSL) (ft) Dimensi Main Deck 60 x 60 (ft x ft) Dimensi Cellar Deck 40 x 40 (ft x ft)

C. Pemodelan Struktur

Pemodelan struktur dilakukan dengan menggunakan bantuan software GT-STRUDL.

Pemodelan yang dilakukan meliputi pemodelan struktur L-PRO, pemodelan beban statis dan beban lingkungan. Pemodelan di lakukan berdasarkan skema yang telah dibuat. Berikut ini merupakan skema pemodelan yang dilakukan dalam analisis ini:

Tabel 2.2 Konfigurasi perubahan kedalaman dan penambahan tinggi

1 m 2 m 3 m 4 m

1 Subsidence 0 89 0.00 P P P P P

2 Subsidence 1 92.28 1.00 P P P P P

No Kondisi Kedalaman (ft)

Penambahan Kedalaman

(m)

Sebelum ditinggikan

Setelah ditinggikan

IV. ANALISISDANPEMBAHASAN A. Pemodelan Struktur

Validasi dilakukan untuk membuktikan bahwa suatu proses/metode dapat memberikan hasil yang konsisten sesuai dengan spesifikasi yang telah ada.

Dalam penelitian ini, validasi yang dilakukan adalah validasi model struktur. Berdasarkan pemodelan struktur menggunakan GT-STRUDL didapatkan berat struktur L-PRO sebesar 735.10 kips.

Sedangkan pada data, diketahui berat struktur L- PRO sebesar 746.74 kips. Berikut ini tabel perbandingan berat struktur L-PRO berdasarkan hasil pemodelan menggunakan GT Strudl dan data pada As‐raised in‐place analysis reports L-PRO:

Tabel 4.1 Validasi Model

Platform Data (kips) Model GT-

S TRUDL (kips) Koreksi

L-PRO 746.74 735.10 1.56 %

Dari tabel diatas dapat diketahui jika koreksi berat struktur pada model tidak melebihi 5%. Sehingga model dikatakan valid.

Gambar 4.1 Pemodelan Struktur L-PRO B. Periode Natural

Dalam analisis statis platform, besar periode natural merupakan hal yang perlu diperhatikan.

Apabila besar periode natural mendekati nilai 3, maka nilai Dynamic Amplification Factor (DAF) perlu dipertimbangkan untuk dilakukan analisis dinamis. Berdasarkan perhitungan periode natural menggunakan bantuan software GT-STRUDL, didapatkan bahwa periode natural struktur (as built) sebesar 1.378 sec. Sedangkan ketika struktur mengalami subsidence dan mengalami peninggian dapat dijabarkan dalam tabel berikut ini:

(6)

Tabel 4.2 Periode Natural Struktur

4.44 1.379 1. 402 1.526 1.671 1.765

Subsidence (m)

Periode Natural (sec) Sebelum

ditinggikan

Peninggian 1 m

C. Perubahan Titik Berat

Penurunan lapisan tanah dapat menyebabkan perubahan kedalaman pada struktur. Bertambahnya kedalaman pada struktur menyebabkan titik berat pada struktur berubah-ubah. Sehingga perubahan titik berat struktur tetap perlu diperhatikan.

Subsidence memiliki pengaruh pada perubahan titik berat khususnya pada sumbu y (sumbu vertikal pada GT-STRUDL). Perubahan tersebut disebabkan karena perubahan kedalaman yang terjadi akibat adanya subsidence.

D. Analisis Inplace 1. Tegangan Member

Berikut ini merupakan nilai maksimal dari rasio tegangan yang terjadi pada struktur saat terjadi subsidence dengan bantuan GT-STRUDL:

Tabel 4.3 UC maksimum saat terjadi subsidence kondisi operasi

0 m (As Built)

W 16x36 Main Deck 0,9188 0,9195 0,9199 0,9199 0,9199

W 21x62 Cellar Deck 0,9487 0,9490 0,9493 0,9494 0,9494

8.625” Ø x 0.375” Deck Truss 0,8380 0,8393 0,8401 0,8402 0,8402

30” Ø x 0.5” Deck Leg 0,7086 0,7108 0,7108 0,7108 0,7108

34” Ø x 0.5” Jacket Leg 0,6750 0,6760 0,6768 0,6771 0,6771

12.5” Ø x 0.25” Jacket Bracing 0,5673 0,5698 0,5704 0,5705 0,5705

Properties Lokasi

Unity Check 1.00 m

Subsidence 2.14 m Subsidence

3.28 m Subsidence

4.44 m Subsidence

Tabel 4.4 UC maksimum saat terjadi subsidence kondisi badai

0 m (As Built)

W 16x36 Main Deck 0,5197 0,5199 0,5200 0,5200 0,5201

W 21x62 Cellar Deck 0,7497 0,7503 0,7503 0,7504 0,7504

8.625” Ø x 0.375” Deck Truss 0,6489 0,6495 0,6495 0,6495 0,6495

30” Ø x 0.5” Deck Leg 0,5440 0,5449 0,5449 0,5449 0,5450

34” Ø x 0.5” Jacket Leg 0,6208 0,6218 0,6248 0,6278 0,6350

1.00 m Subsidence

Unity Check

Properties Lokasi 2.14 m

4.44 m Subsidence

Berdasarkan tabel diatas, didapatkan nilai maksimal UC setiap komponen struktur pada perubahan kedalaman yang terjadi akibat subsidence.

Komponen struktur digolongkan sebagai member pada main deck, cellar deck, deck truss, deck leg, jacket leg dan jacket bracing.

Dari tabel diatas juga ditunjukkan bahwa terjadi perubahan nilai UC, dimana perubahan nilai UC menggambarkan perubahan tegangan yang terjadi pada struktur. Namun dari tabel tersebut, perubahan tegangan yang terjadi akibat subsidence tidak terjadi secara signifikan namun masih memenuhi kriteria tegangan. Sehingga untuk mengetahui perubahan tegangan yang terjadi, maka dapat digambarkan

prosentase perubahan tegangan yang terjadi dalam grafik seperti berikut:

Gambar 4.2 Grafik prosentase perubahan tegangan pada struktur topside akibat subsidence kondisi operasi

Gambar 4.3 Grafik prosentase perubahan tegangan pada struktur jacket akibat subsidence kondisi operasi

Gambar 4.4 Grafik prosentase perubahan tegangan pada struktur topside akibat subsidence kondisi badai

Gambar 4.5 Grafik prosentase perubahan tegangan pada struktur jacket akibat subsidence kondisi badai

(7)

Dari grafik prosentase kenaikan UC diatas ditunjukkan bahwa prosentase perubahan tegangan yang terjadi pada struktur jacket memiliki nilai yang lebih tinggi dibandingkan prosentase perubahan tegangan pada struktur topside. Pada kondisi operasional, prosentase kenaikan UC pada struktur jacket mencapai 0.56%. Sedangkan pada struktur topside prosentase kenaikan UC hanya mencapai 0.26%. Pada kondisi badai, prosentase kenaikan UC pada struktur jacket dapat mencapai 2.297% dan pada struktur topside hanya mencapai 0.677%.

Sedangkan pada tahap pasca subsidence, struktur ditinggikan setinggi 4 meter untuk mencegah terjadinya kegagalan struktur akibat subsidence.

Namun untuk mengetahui pengaruh peninggian terhadap struktur, maka dilakukan peninjauan dengan variasi peninggian 1 meter, 2 meter, 3 meter dan 4 meter. Berikut ini tabel perubahan tegangan yang terjadi pada struktur dengan variasi peninggian tertentu akibat subsidence pada kondisi operasional:

Tabel 4.5 UC maksimum saat peninggian 1 m kondisi operasi

0 m (As Built)

W 16x36 Main Deck 0,9274 0,9274 0,9274 0,9275 0,9275

W 21x62 Cellar Deck 0,9726 0,9727 0,9727 0,9727 0,9728

8.625” Ø x 0.375” Deck Truss 0,8309 0,8309 0,8309 0,8309 0,8309

30” Ø x 0.5” Deck Leg 0,6518 0,6518 0,6518 0,6520 0,6520

34” Ø x 0.5” Jacket Leg 0,6761 0,6761 0,6761 0,6764 0,6769

Properties Lokasi

3.28 m Subsidence

4.44 m Subsidence

Tabel 4.6 UC maksimum saat peninggian 2 m kondisi operasi

0 m (As Built)

W 16x36 Main Deck 0,9336 0,9336 0,9336 0,9337 0,9337

W 21x62 Cellar Deck 1,0081 1,0082 1,0082 1,0082 1,0082

8.625” Ø x 0.375” Deck Truss 0,8316 0,8317 0,8317 0,8317 0,8317

30” Ø x 0.5” Deck Leg 0,6848 0,6849 0,6849 0,6850 0,6850

34” Ø x 0.5” Jacket Leg 0,6818 0,6818 0,6818 0,6821 0,6826

Properties Lokasi

3.28 m Subsidence

4.44 m Subsidence

Tabel 4.7 UC maksimum saat peninggian 3 m kondisi operasi

0 m (As Built)

W 16x36 Main Deck 0,9380 0,9381 0,9381 0,9381 0,9381

W 21x62 Cellar Deck 1,0354 1,0354 1,0354 1,0355 1,0355

8.625” Ø x 0.375” Deck Truss 0,8341 0,8341 0,8341 0,8341 0,8341

30” Ø x 0.5” Deck Leg 0,6921 0,6922 0,6922 0,6923 0,6923

34” Ø x 0.5” Jacket Leg 0,6875 0,6875 0,6875 0,6877 0,6883

Properties Lokasi

3.28 m Subsidence

4.44 m Subsidence

Tabel 4.8 UC maksimum saat peninggian 4 m kondisi operasi

0 m (As Built)

W 16x36 Main Deck 0,9530 0,9530 0,9530 0,9530 0,9530

W 21x62 Cellar Deck 1,1203 1,1204 1,1204 1,1204 1,1204

8.625” Ø x 0.375” Deck Truss 0,8341 0,8341 0,8341 0,8342 0,8342

30” Ø x 0.5” Deck Leg 0,7015 0,7015 0,7015 0,7016 0,7016

34” Ø x 0.5” Jack et Leg 0,6949 0,6949 0,6949 0,6952 0,6957

12.5” Ø x 0.25” Jack et Bracing 0,6592 0,6592 0,6592 0,6598 0,6598

Properties Lokasi

3.28 m Subsidence

4.44 m Subsidence

Berdasarkan tabel-tabel diatas didapatkan bahwa perubahan tegangan yang terjadi pada struktur saat ditinggikan tidak terjadi secara signifikan, sama halnya dengan perubahan tegangan pada saat struktur sebelum ditinggikan. Kenaikan UC menggambarkan perubahan tegangan yang terjadi pada struktur. Namun pada saat ditinggikan 2 meter, terjadi peningkatan tegangan yang menyebabkan member gagal. Member gagal terjadi di cellar deck dan dapat digambarkan sebagai berikut:

Gambar 4.6 Letak Member Failed pada Cellar Deck

Perubahan tegangan setelah mengalami peninggian pada kondisi operasi dapat dilihat pada grafik berikut ini:

Gambar 4.7 Grafik prosentase perubahan tegangan pada struktur topside saat peninggian 1 m kondisi operasi

(8)

Gambar 4.8 Grafik prosentase perubahan tegangan pada struktur jacket saat peninggian 1 m kondisi operasi

Gambar 4.10 Grafik prosentase perubahan tegangan pada struktur jacket saat peninggian 2 m kondisi operasi

Gambar 4.14 Grafik prosentase perubahan tegangan pada struktur jacket saat peninggian 4 m kondisi operasi Berdasarkan grafik prosentase perubahan tegangan diatas, perubahan tegangan yang terjadi pada kondisi operasional di setiap penambahan tinggi memiliki tren grafik yang sama. Sehingga dapat dikatakan perubahan tegangan yang terjadi pada setiap peninggian. perubahannya konstan. Pada grafik- grafik diatas, juga dapat dilihat bahwa nilai prosentase perubahan tegangan pada jacket memiliki nilai lebih besar daripada perubahan tegangan pada struktur topside. Hal ini disebabkan oleh adanya penambahan kedalaman akibat subsidence.

Sedangkan untuk perubahan tegangan pada kondisi badai, perubahannya juga terjadi tidak secara signifikan. Namun tidak terdapat member yang

(9)

melebihi kriteria tegangan. Sehingga perubahan tegangan di setiap variasi tinggi dapat dijabarkan dalam tabel berikut ini:

Tabel 4.9 UC maksimum saat peninggian 1 m kondisi badai

0 m (As Built)

W 16x36 Main Deck 0,5698 0,5698 0,5698 0,5700 0,5700

W 21x62 Cellar Deck 0,6685 0,6692 0,6699 0,6707 0,6712

8.625” Ø x 0.375” Deck Truss 0,6488 0,6488 0,6488 0,6490 0,6490

30” Ø x 0.5” Deck Leg 0,5103 0,5104 0,5104 0,5109 0,5124

34” Ø x 0.5” Jacket Leg 0,6050 0,6068 0,6087 0,6123 0,6189

12.5” Ø x 0.25” Jacket Bracing 0,4468 0,4474 0,4474 0,4489 0,4511 Properties Lokasi

Unity Check 1.00 m Subsidence

2.14 m Subsidence

3.28 m Subsidence

4.44 m Subsidence

0 m (As Built)

W 16x36 Main Deck 0,5740 0,5744 0,5748 0,5750 0,5751

W 21x62 Cellar Deck 0,6951 0,6959 0,6965 0,6971 0,6976

8.625” Ø x 0.375” Deck Truss 0,6492 0,6492 0,6492 0,6493 0,6493

30” Ø x 0.5” Deck Leg 0,5270 0,5271 0,5271 0,5289 0,5290

34” Ø x 0.5” Jacket Leg 0,6218 0,6223 0,6241 0,6254 0,6256

12.5” Ø x 0.25” Jacket Bracing 0,4808 0,4814 0,4835 0,4856 0,4859 Properties Lokasi

Unity Check 1.00 m Subsidence

2.14 m Subsidence

3.28 m Subsidence

4.44 m Subsidence

0 m (As Built)

W 16x36 Main Deck 0,5759 0,5760 0,5760 0,5763 0,5764

W 21x62 Cellar Deck 0,7154 0,7155 0,7155 0,7164 0,7168

8.625” Ø x 0.375” Deck Truss 0,6494 0,6495 0,6495 0,6496 0,6496

30” Ø x 0.5” Deck Leg 0,5319 0,5320 0,5320 0,5336 0,5338

34” Ø x 0.5” Jacket Leg 0,6285 0,6289 0,6289 0,6315 0,6350

12.5” Ø x 0.25” Jacket Bracing 0,5041 0,5071 0,5071 0,5129 0,5133 Unity Check

Properties Lokasi 1.00 m

3.28 m Subsidence

4.44 m Subsidence

0 m (As Built)

W 16x36 Main Deck 0,5769 0,5770 0,5770 0,5781 0,5782

W 21x62 Cellar Deck 0,7707 0,7732 0,7732 0,7734 0,7738

8.625” Ø x 0.375” Deck Truss 0,6525 0,6525 0,6525 0,6535 0,6535

30” Ø x 0.5” Deck Leg 0,5386 0,5387 0,5387 0,5402 0,5404

34” Ø x 0.5” Jacket Leg 0,6352 0,6393 0,6393 0,6405 0,6516

12.5” Ø x 0.25” Jacket Bracing 0,5226 0,5231 0,5231 0,5315 0,5320 1.00 m

3.28 m Subsidence

4.44 m Subsidence Properties Lokasi

Unity Check

(10)

Gambar 4.22 Grafik prosentase perubahan tegangan pada struktur jacket saat peninggian 4 m kondisi operasi Berdasarkan grafik-grafik prosentase perubahan tegangan diatas, didapatkan bahwa pada saat kondisi badai, tegangan pada struktur juga semakin meningkat. Semakin tinggi peninggian platform, maka perubahan tegangan yang terjadi juga semakin meningkat. Sama halnya dengan kondisi operasional, pada kondisi badai nilai perubahan tegangan yang terjadi pada jacket lebih besar daripada nilai perubahan tegangan pada struktur topside. Dari grafik-grafik tersebut juga didapatkan bahwa grafik prosentase perubahan tegangan kondisi badai pada setiap peninggian memiliki tren grafik yang berbeda.

Sehingga dapat disimpulkan perubahan tegangan yang terjadi pada kondisi badai pada setiap peninggian memiliki perubahan tidak konstan.

2. Tegangan Pada Joint

Berdasarkan perhitungan melalui GT STRUDL didapatkan perubahan level tegangan pada joint seperti tabel berikut ini:

Tabel 4.13 UC maksimum pada joint kondisi operasi

0 1 2 3 4

0 0,55823 0,55823 0,55823 0,55823 0,55823 1 0,55829 0,55829 0,55829 0,55829 0,55829 2 0,55833 0,55833 0,55833 0,55833 0,55833 3 0,55889 0,55889 0,55889 0,55889 0,55889 4 0,55898 0,55898 0,55898 0,55898 0,55898

Rise (m) Sub (m)

Tabel 4.14 UC maksimum pada joint kondisi badai

0 1 2 3 4

0 0,57412 0,57412 0,57412 0,57412 0,57412 1 0,57444 0,57444 0,57444 0,57444 0,57444 2 0,57453 0,57453 0,57453 0,57453 0,57453 3 0,57477 0,57477 0,57477 0,57477 0,57477 4 0,57490 0,57490 0,57490 0,57490 0,57490

Rise (m) Sub (m)

Tabel diatas menunjukkan bahwa perubahan tegangan yang terjadi pada setiap level subsidence tidak terjadi secara signifikan. Sama halnya pada saat peninggian. Ketika struktur ditinggikan perubahan tegangan yang terjadi pada struktur sangatlah kecil.

E. Analisis Resiko

Analisa resiko pada tugas akhir ini dilakukan pada member deck dan resiko pada teganganmember.

Analisa diawali dengan perhitungan moda kegagalan.

Kemudian dilanjutkan dengan penentuan kategori resiko dan juga kategori konsekuensi. Analisa resiko yang pertama dilakukan pada modul deck, dimana ditemukan kegagalan member. Dalam analisa kegagalan, perlu diketahui persamaan moda kegagalan. Moda kegagalan ini menjadi parameter penentuan kesuksesan ataupun kegagalan dalam suatu proyek yang ditinjau. Adapun

moda kegagalan yang digunakan dalam penelitian ini adalah

persamaan kegagalan ditinjau dari persamaan:

Peluang kegagalan didapatkan dari simulasi Monte Carlo, karena variabel yang disimulasikan merupakan variabel acak dimana variabel tersebut saling mempengaruhi terhadap hasil tegangan yang terjadi pada member. Peluang kegagalan yang dihitung dalam penelitian ini adalah peluang kegagalan untuk member yang diketahui memiliki UC ratio yang kritis. Tegangan yang diambil dalam perhitungan kegagalan adalah tegangan dari member yang kritis.

Perhitungan dari moda kegagalan dihitung dengan Microsoft Excel dan untuk simulasi random number

(11)

dilakukan sebanyak 10000 kali dengan menggunakan Minitab Professional 16. Sedangkan kategori PoF mengacu pada DNV RP-G101. Berikut adalah hasil perhitungan peluang kegagalan struktur:

Tabel 4.14 Peluang kegagalan struktur kondisi operasi Penambahan

Tinggi (m) PoF Annual PoF Kategori

0 0.2619 2.98 x 10^-05 2

1 0.3124 3.57 x 10^-05 2

2 0.3855 4.40 x 10^-05 2

3 0.4347 4.96 x 10^-05 2

4 0.6097 6.96 x 10^-05 2

Tabel 4.15 Peluang kegagalan struktur kondisi badai Penambahan

Tinggi (m) PoF Annual PoF Kategori

0 0.2158 2.46 x 10^-05 2

1 0.2196 2.51 x 10^-05 2

2 0.2305 2.63 x 10^-05 2

3 0.2358 2.69 x 10^-05 2

4 0.2386 2.72 x 10^-05 2

Berdasarkan tabel peluang kegagalan diatas, maka dapat disimpulkan bahwa peluang kegagalan yang terjadi pada struktur semakin tinggi seiring bertambahnya peninggian yang dilakukan.

Berdasarkan DNV RP-G101, perhitungan peluang kegagalan pada kondisi operasional dan badai diatas dapat dikategorikan pada kategori 2 atau low.

Karena perhitungan peluang kegagalan pada kondisi operasional dan badai dapat dikategorikan pada tingkat kategori yang sama, sehingga pemilihan konsekuensi juga dapat dikategorikan pada tingkat yang sama berdasarkan jenis konsekuensinya.

Berdasarkan jenis platfromnya, L-PRO adalah salah satu jenis process platform. Sehingga jika mengalami kegagalan struktur, dampak lingkungan yang ditimbulkan cukup besar. Dampak lingkungan yang ditimbulkan antara lain adalah pencemaran yang dapat mengakibatkan terganggunya biota laut maupun ekosistem lain disekitar platform. Selain itu dampak finansial yang ditimbulkan juga besar karena kerugian akibat kehilangan dan pencemaran.

Sedangkan untuk dampak keselamatan personil, dapat dikategorikan cukup ringan, karena L-PRO platform dikategorikan sebagai unmanned. Berikut ini kategori konsekuensi yang dapat digambarkan:

Tabel 4.16 Konsekuensi kegagalan struktur

Keselamatan Personil

Dampak Lingkungan

Dampak Finansial

A Diabaikan Diabaikan Diabaikan

B Luka Ringan Ringan Ringan

C Luka Berat Lokal Lokal

D Kematian Besar Besar

E Banyak

Kematian Sangat Besar Sangat Besar Tingkat

CoF

Berdasarkan penggolongan kategori peluang kegagalan dan konsekuensi diatas, maka didapatkan matriks resiko sebagai berikut :

Tabel 4.17 Matriks resiko peninggian platform L-PRO kategori keselamatan personil

Tingkat PoF A B C D E

5 4 3

2 L-PRO

1 Keselamatan

Personil A B C D E

Tabel 4.18 Matriks resiko peninggian platform L-PRO kategori dampak lingkungan

5 4 3

2 L-PRO

1 Dampak

Lingkungan A B C D E

Tabel 4.19 Matriks resiko peninggian platform L-PRO kategori dampak finansial

5 4 3

2 L-PRO

1 Dampak

Finansial A B C D E

Sehingga berdasarkan matriks resiko diatas, dapat disimpulkan bahwa peninggian platform berada pada level medium risk.

F. Mitigasi

Berdasarkan matriks resiko diatas, maka dapat disimpulkan bahwa resiko peninggian platform berada pada level medium risk. Sehingga tetap perlu dilakukan mitigasi untuk menanggulangi bencana yang terjadi. Berikut ini 2 jenis mitigasi yang dapat dilakukan untuk menanggulangi bencana:

1. Penekanan terhadap konsekuensi kegagalan, yakni dengan menghentikan segala tindakan operasional. Dengan ini, maka secara tidak langsung menekan bahaya pencemaran bahan kimia hasil produksi dan pengeluaran biaya operasional yang tidak diperlukan.

2. Penekanan terhadap peluang kegagalan, yakni dengan memindah equipment pada cellar deck dan memberi penguat tambahan pada struktur.

Dengan demikian, struktur tetap dapat beroperasi tanpa adanya member gagal, yang dapat mempengaruhi kinerja struktur yang lain.

(12)

V. KESIMPULAN/RINGKASAN

Kesimpulan yang dapat dibuat berdasarkan penelitian dan pengerjaan-pengerjaan di atas antara lain:

1. Subsidence yang terjadi pada struktur menyebabkan terjadinya perubahan tegangan yang tidak signifikan. Dimana semakin bertambah kedalaman struktur, maka semakin besar tegangan yang terjadi. Pada struktur jacket prosentase perubahan tegangan cukup tinggi dibanding prosentase perubahan tegangan pada deck. Hal ini disebabkan oleh bertambahnya kedalaman yang diakibatkan oleh subsidence.

2. Peninggian platform yang dilakukan untuk mengatasi subsidence juga menyebabkan terjadinya perubahan tegangan pada struktur.

Perubahan tegangan yang terjadi berbanding lurus dengan tingginya peninggian yang dilakukan, sehingga semakin tinggi platform ditinggikan maka semakin besar perubahan tegangan yang terjadi. Penambahan tinggi pada platform menyebabkan kekakuan pada struktur menjadi berkurang. Akibatnya tegangan yang terjadi semakin besar.

3. Peluang kegagalan struktur memiliki nilai berbanding lurus dengan penambahan tinggi platform, dimana semakin tinggi peninggian yang dilakukan maka peluang kegagalan yang terjadi semakin besar. Sehingga berdasarkan hasil perhitungan peluang kegagalan yang tejadi, dapat digolongkan peluang kegagalan yang terjadi pada kategori 2, yaitu Low Risk. Namun berdasarkan kategori konsekuensi dari peninggian platform yang dilakukan, maka peninggian platform ini berada pada level Medium Risk.

DAFTARPUSTAKA

[1] API RP 2A-LRFD 21^stEdition, 2000, “Reccomended Practise for Planning, Designing, and constructing Fixed Offshore Platform”. American Petroleum Institute, Washington DC, Juli 1^st.

[2] AISC 9^stEdition, 1989, “Manual of Steel Construction, Allowable Stress Desing”. American Institute of Steel Constrution, AISC, New york.

[3] Kumoro, B. Breh, 2005, ”Analisa Pengaruh Subsidence Terhadap Integritas Struktur Jacket Platform”, Laporan Tugas Akhir, Jurusan Teknik Kelautan-ITS. Surabaya.

[4] Dawson, Thomas H. 1983. Offshore Structural Engineering. Prentice-Hall. Inc. Englewood Cliffs. New Jersey.

[5] Doonhof, Dirk; Kristianse, Tron. Golder; Nagel, Neal B;

Pattilo, Phillip D; Sayers, Colin, 2005, “Compaction and

Subsidence”. Oilfield Review BP Norge and Coventurers Hess Norge, Enterprise Oil Norge and Total E&P Norge, AS.

[6] DNV RP-G101. 2010. Risk Based Inspection Of Offshore Topsides StaticMechanical Equipment. Det Norske Veritas.

Norway.

[7] Firmansyah, Harry., dan Akhmad Rafiudin, 2008, “Analisis Linier dan Non Linier Struktur Anjungan Lepas Pantai Akibat Subsidence”.Laporan Tugas Akhir. Institut Teknologi Bandung. Bandung.

[8] Murdjito, 2003, “Pengantar Kuliah Perancangan Bangunan Laut”, Jurusan Teknik Kelautan-ITS. Surabaya.

[9] Purwanti, Nina dan Joni Wahyudi, 2008, “Analisa subsidence anjungan lepas pantai tipe jacket”. Laporan Tugas Akhir. Institut Teknologi Bandung. Bandung.

[10] Putri, Ayu Febrianita S. “Analisa Ultimate Strength Fixed Platform Pasca Subsidence”, Laporan Tugas Akhir, Jurusan Teknik Kelautan-ITS. Surabaya.

[11] Rosyid, Daniel M. 2007. Pengantar Rekayasa Keandalan.

Airlangga University Press. Surabaya.

[12] Soegiono, 2004, Teknologi Produksi dan Perawatan Bangunan Laut, Surabaya: Airlangga University Press